Lección 2
Clasificación de reacciones químicas en química inorgánica.
Las reacciones químicas se clasifican según varios criterios.
Según el número de materiales de partida y productos de reacción.
Descomposición - Reacción en la que se forman dos o más sustancias simples o complejas a partir de una sustancia compleja.
2KMnO 4 → K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2
Compuesto- una reacción como resultado de la cual se forma otra sustancia compleja a partir de dos o más sustancias simples o complejas
NH3 + HCl → NH4Cl
Sustitución- una reacción que ocurre entre sustancias simples y complejas, en la que los átomos de una sustancia simple son reemplazados por átomos de uno de los elementos de una sustancia compleja.
Fe + CuCl 2 → Cu + FeCl 2
Intercambio- una reacción en la que dos sustancias complejas intercambian sus partes constituyentes
Al 2 O 3 + 3H 2 SO 4 → Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2 O
Una de las reacciones de intercambio. neutralización Es una reacción entre un ácido y una base que produce sal y agua.
NaOH + HCl → NaCl + H2O
Por efecto térmico
Las reacciones que ocurren con la liberación de calor se llaman reacciones exotérmicas.
C + O 2 → CO 2 + Q
2) Las reacciones que ocurren con la absorción de calor se llaman reacciones endotérmicas.
norte 2 + O 2 → 2NO - Q
Basado en la reversibilidad
Reversible– reacciones que tienen lugar en las mismas condiciones en dos direcciones mutuamente opuestas.
Las reacciones que proceden en una sola dirección y terminan con la conversión completa de sustancias iniciales en sustancias finales se denominan irreversible, en este caso, debería liberarse un gas, un precipitado o una sustancia ligeramente disociada (agua).
BaCl 2 + H 2 SO 4 → BaSO 4 ↓ + 2HCl
Na 2 CO 3 +2HCl → 2NaCl + CO 2 + H 2 O
Reacciones redox– reacciones que ocurren con un cambio en el estado de oxidación.
Ca + 4HNO 3 → Ca(NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O
Y reacciones que ocurren sin cambiar el estado de oxidación.
HNO3 + KOH → KNO3 + H2O
5.Homogéneo reacciones, si las sustancias de partida y los productos de reacción se encuentran en el mismo estado de agregación. Y heterogéneo reacciones, si los productos de reacción y las sustancias de partida se encuentran en diferentes estados de agregación.
Por ejemplo: síntesis de amoníaco.
Reacciones redox.
Hay dos procesos:
Oxidación– Esta es la donación de electrones, como resultado aumenta el estado de oxidación. Un átomo, molécula o ion que dona un electrón se llama agente reductor.
Magnesio 0 - 2e → Magnesio +2
Recuperación - El proceso de agregar electrones, como resultado, el estado de oxidación disminuye. Un átomo, molécula o ion que gana un electrón se llama agente oxidante.
S 0 +2e → S -2
O 2 0 +4e → 2O -2
En reacciones redox se debe observar la siguiente regla: balance electrónico(el número de electrones unidos debe ser igual al número de electrones donados; no debe haber electrones libres). Y también hay que observar equilibrio atómico(el número de átomos del mismo nombre en el lado izquierdo debe ser igual al número de átomos en el lado derecho)
Reglas para escribir reacciones redox.
Escribe la ecuación de reacción.
Establecer estados de oxidación
Encuentra elementos cuyo estado de oxidación cambia.
Escríbalos en parejas.
Encuentre el agente oxidante y el agente reductor.
Escribe el proceso de oxidación o reducción.
Igualar los electrones usando la regla del balance electrónico (encontrar el n.o.c.), ordenando los coeficientes
Escribe la ecuación resumen.
Poner coeficientes en la ecuación de una reacción química.
KClO 3 → KClO 4 + KCl; N2 + H2 → NH3; H 2 S + O 2 → ASI 2 + H 2 O; Al + O 2 = Al 2 O 3;
Сu + HNO 3 → Cu(NO 3) 2 + NO + H 2 O; KClO 3 → KCl + O 2; P + N 2 O = N 2 + P 2 O 5;
NO 2 + H 2 O = HNO 3 + NO
. La velocidad de las reacciones químicas. Dependencia de la velocidad de las reacciones químicas de la concentración, temperatura y naturaleza de los reactivos.
Las reacciones químicas ocurren a diferentes velocidades. La ciencia estudia la velocidad de una reacción química, además de identificar su dependencia de las condiciones del proceso. cinética química.
υ de una reacción homogénea está determinada por el cambio en la cantidad de sustancia por unidad de volumen:
υ =Δn / Δt ∙V
donde Δ n es el cambio en el número de moles de una de las sustancias (más a menudo la original, pero también puede ser un producto de reacción), (mol);
V – volumen de gas o solución (l)
Dado que Δ n / V = ΔC (cambio de concentración), entonces
υ =Δ C / Δt (mol/l∙ s)
υ de una reacción heterogénea está determinada por el cambio en la cantidad de sustancia por unidad de tiempo en una unidad de superficie de contacto de sustancias.
υ =Δn / Δt ∙ S
donde Δ n – cambio en la cantidad de sustancia (reactivo o producto), (mol);
Δt – intervalo de tiempo (s, min);
S – superficie de contacto de sustancias (cm 2, m 2)
¿Por qué las velocidades de diferentes reacciones no son las mismas?
Para que comience una reacción química, las moléculas de las sustancias que reaccionan deben chocar. Pero no todas las colisiones resultan en una reacción química. Para que una colisión dé lugar a una reacción química, las moléculas deben tener una energía suficientemente alta. Las partículas que pueden sufrir una reacción química al chocar se llaman activo. Tienen un exceso de energía en comparación con la energía promedio de la mayoría de las partículas: energía de activación. mi Acto . Hay muchas menos partículas activas en una sustancia que con energía promedio, por lo que para que comiencen muchas reacciones, se debe proporcionar algo de energía al sistema (un destello de luz, calentamiento, choque mecánico).
Barrera energética (valor mi Acto) es diferente para diferentes reacciones, cuanto más bajo es, más fácil y rápida avanza la reacción.
2. Factores que influyen en υ(número de colisiones de partículas y su eficiencia).
1) Naturaleza de los reactivos: su composición, estructura => energía de activación
▪ cuanto menos mi Acto, mayor υ;
2) Temperatura: en t por cada 10 0 C, υ 2-4 veces (regla de van't Hoff).
υ 2 = υ 1 ∙ γ Δt/10
Tarea 1. La velocidad de una determinada reacción a 0 0 C es igual a 1 mol/l ∙ h, el coeficiente de temperatura de la reacción es 3. ¿Cuál será la velocidad de esta reacción a 30 0 C?
υ 2 = υ 1 ∙ γ Δt/10
υ 2 =1∙3 30-0/10 = 3 3 =27 mol/l∙h
3) Concentración: cuanto más, más a menudo ocurren colisiones y υ. A temperatura constante para la reacción mA + nB = C según la ley de acción de masas:
υ = k ∙ С A metro ∙ C B norte
donde k es la constante de velocidad;
C – concentración (mol/l)
Ley de acción de masas:
La velocidad de una reacción química es proporcional al producto de las concentraciones de las sustancias que reaccionan, tomadas en potencias iguales a sus coeficientes en la ecuación de reacción.
Tarea 2. La reacción procede de acuerdo con la ecuación A + 2B → C. ¿Cuántas veces y cómo cambiará la velocidad de reacción cuando la concentración de la sustancia B aumente 3 veces?
Solución:υ = k ∙ C A m ∙ C B n
υ = k ∙ C A ∙ C B 2
υ 1 = k ∙ una ∙ segundo 2
υ 2 = k ∙ una ∙ 3 en 2
υ 1 / υ 2 = a ∙ en 2 / a ∙ 9 en 2 = 1/9
Respuesta: aumentará 9 veces
Para sustancias gaseosas, la velocidad de reacción depende de la presión.
Cuanto mayor sea la presión, mayor será la velocidad.
4) catalizadores– sustancias que cambian el mecanismo de reacción, reducen mi Acto => υ .
▪ Los catalizadores permanecen sin cambios una vez completada la reacción.
▪ Las enzimas son catalizadores biológicos, proteínas por naturaleza.
▪ Inhibidores – sustancias que ↓ υ
1. Durante la reacción, la concentración de reactivos:
1) aumenta
2) no cambia
3) disminuye
4) no lo sé
2. Durante la reacción, la concentración de productos:
1) aumenta
2) no cambia
3) disminuye
4) no lo sé
3. Para una reacción homogénea A + B → ... con un aumento simultáneo de la concentración molar de las sustancias de partida 3 veces, la velocidad de reacción aumenta:
1) 2 veces
2) 3 veces
4) 9 veces
4. La velocidad de la reacción H 2 + J 2 → 2HJ disminuirá 16 veces con una disminución simultánea en las concentraciones molares de los reactivos:
1) 2 veces
2) 4 veces
5. La velocidad de la reacción CO 2 + H 2 → CO + H 2 O con un aumento de las concentraciones molares 3 veces (CO 2) y 2 veces (H 2) aumenta:
1) 2 veces
2) 3 veces
4) 6 veces
6. La velocidad de la reacción C (T) + O 2 → CO 2 en V-const y aumentando 4 veces la cantidad de reactivos aumenta:
1) 4 veces
4) 32 veces
10. La velocidad de reacción A + B → ... aumentará cuando:
1) disminuir la concentración de A
2) concentración creciente de B
3) enfriamiento
4) disminución de la presión
7. La velocidad de reacción Fe + H 2 SO 4 → FeSO 4 + H 2 es mayor cuando se utiliza:
1) polvo de hierro, no virutas
2) limaduras de hierro, no polvo
3) H 2 SO 4 concentrado y H 2 SO 4 no diluido
4) no lo sé
8
. La velocidad de reacción 2H 2 O 2 2H 2 O + O 2 será mayor si usa:
1) Solución de H 2 O 2 al 3% y catalizador.
2) Solución de H 2 O 2 al 30% y catalizador.
3) Solución al 3% de H 2 O 2 (sin catalizador)
4) Solución al 30% de H 2 O 2 (sin catalizador)
Equilibrio químico. Factores que influyen en el equilibrio de desplazamiento. El principio de Le Chatelier.
Las reacciones químicas se pueden dividir según la dirección en la que ocurren.
▪ Reacciones irreversibles proceder solo en una dirección (reacciones de intercambio iónico con, ↓, MDS, combustión y algunas otras)
Por ejemplo, AgNO 3 + HCl → AgCl↓ + HNO 3
▪ Reacciones reversibles en las mismas condiciones fluyen en direcciones opuestas (↔).
Por ejemplo, N 2 + 3H 2 ↔ 2NH 3
El estado de una reacción reversible en la que υ → = υ ← llamado químico balance.
Para que la reacción en la producción química se desarrolle de la manera más completa posible, es necesario desplazar el equilibrio hacia el producto. Para determinar cómo un factor particular cambiará el equilibrio en el sistema, use El principio de Le Chatelier(1844):
Principio de Le Chatelier: si se ejerce una influencia externa sobre un sistema en estado de equilibrio (cambio t, p, C), entonces el equilibrio se desplazará en la dirección que debilita esta influencia.
El equilibrio cambia:
1) con C reacciona →,
en C prod ← ;
2) en p (para gases) - hacia una disminución de volumen,
en ↓ р – en la dirección de V creciente;
Si la reacción transcurre sin cambiar el número de moléculas de sustancias gaseosas, entonces la presión no afecta el equilibrio en este sistema.
3) en t – hacia la reacción endotérmica (- Q),
en ↓ t – hacia la reacción exotérmica (+ Q).
Tarea 3.¿Cómo se deben cambiar las concentraciones de sustancias, la presión y la temperatura del sistema homogéneo PCl 5 ↔ PCl 3 + Cl 2 – Q para cambiar el equilibrio hacia la descomposición de PCl 5 (→)?
↓ C (PCl 3) y C (Cl 2)
Tarea 4.¿Cómo cambia el equilibrio químico de la reacción 2CO + O 2 ↔ 2CO 2 + Q cuando
a) aumento de temperatura;
b) aumento de presión
1. Un método que desplaza el equilibrio de la reacción 2CuO(T) + CO Cu 2 O(T) + CO 2 hacia la derecha (→) es:
1) aumento de la concentración de monóxido de carbono
2) aumento de la concentración de dióxido de carbono
3) disminución de la concentración de óxido fundido (I)
4) reducir la concentración de óxido de cobre (II)
2. En una reacción homogénea 4HCl + O 2 2Cl 2 + 2H 2 O, al aumentar la presión, el equilibrio se desplazará:
2) bien
3) no se moverá
4) no lo sé
8. Cuando se calienta, el equilibrio de la reacción N 2 + O 2 2NO – Q:
1) se moverá hacia la derecha
2) se moverá hacia la izquierda
3) no se moverá
4) no lo sé
9. Al enfriar, el equilibrio de la reacción H 2 + S H 2 S + Q:
1) se moverá hacia la izquierda
2) se moverá hacia la derecha
3) no se moverá
4) no lo sé
Clasificación de reacciones químicas en química orgánica e inorgánica.
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Las reacciones químicas se pueden clasificar según los siguientes criterios:
1. Según el número y composición de las sustancias de partida y resultantes.2. Según el grado de oxidación
3. Según la reversibilidad del proceso
4. Según efecto térmico
5. Por la presencia de un catalizador.
6. Según el estado de agregación
1. Según el grado de oxidación. Reacciones de oxidación-reducción. Son reacciones en las que un elemento cede un electrón y otro lo acepta.
Na + O 2 = 2Na 2 O
4Na – 1e = Na 4 agente reductor
O 2 + 2x2e = 2O 1 agente oxidante
2. Según el número y composición de las sustancias iniciales formadas:
A) Reacciones compuestas (a partir de dos sustancias simples se forma una sustancia compleja)
B) Reacciones de descomposición (a partir de una sustancia compleja se forman dos o más simples)
B) Reacciones de intercambio (reacciones entre sustancias complejas como resultado de las cuales intercambia sus partes constituyentes)
D) Reacciones de sustitución (reacciones entre sustancias complejas y simples, como resultado de las cuales uno de los átomos de una sustancia compleja se reemplaza por una sustancia simple)
3. Según efecto térmico:
A) Reacciones exotérmicas (las reacciones liberan calor)
ASI 2 + O 2 = 2ASI 3 + Q
B) Reacciones endotérmicas (Las reacciones ocurren con la absorción de calor)
C4H10 = C4H8 + H2 – Q
4. Según la reversibilidad, las reacciones se dividen en reversibles e irreversibles.
(Bajo ciertas condiciones, las reacciones proceden en direcciones opuestas)
5. Según la presencia de un catalizador, las reacciones se dividen en catalíticas y no catalíticas.
6. Según su estado de agregación, las reacciones se dividen en homogéneas y heterogéneas.
Homogéneo: las sustancias reaccionantes y resultantes se encuentran en el mismo estado de agregación.
Cl2 + H2 = 2HCl
Heterogéneo: las sustancias que reaccionan y se forman se encuentran en diferentes estados de agregación.
2C 2 H 2 +5O 2 = 4CO 2 + 2H 2 O +Q
Hidrocarburos dienos, su estructura, propiedades, preparación y significado práctico.
Los alcodienos son hidrocarburos acélicos en cuya molécula, además de los enlaces simples, existen dos dobles enlaces entre los átomos de carbono y que corresponden a la fórmula general CnH2n-2
Según la disposición de los dobles enlaces, se distinguen tres tipos de alcodienos:
1. Alcodienos acumulados por la disposición de dobles enlaces.
CH2 = C = CH2- propadieno
2. Alcodienos con dobles enlaces conjugados
CH2 = CH - CH = CH2– butadieno 1,3
3. Alcodienos con disposición aislada de dobles enlaces.
CH2 = CH – CH2 - CH = CH2-pentadieno 1,4
Propiedades físicas.
El propadieno y el butadieno 1,3 son sustancias gaseosas, los alcodienos con enlaces aislados son líquidos y los dienos superiores son sólidos.
Propiedades químicas.
Los alcodienos se caracterizan por reacciones de adición:
1. Reacción de halogenación (la adición de halógenos se produce debido a dobles enlaces)
CH2 = CH – CH = CH2 + Br2 = CH2 Br = CHBr – CH = CH2- 3,4 dibromobuteno – 1
2. Reacción de hidrogenación (adición de hidrógeno)
CH2 = CH – CH = CH2 + H2 = CH3 – CH2 – CH = CH2– buteno-1
3. Reacción de polimerización (combinación de muchas moléculas de monómero en una molécula de polímero).
CH 2 = CH – CH = CH 2 = (-CH 2 – CH = CH – CH 2 -) norte- caucho de butadieno sintético
Recibo.
En nuestro país la producción de butadieno se inició en 1932. El método para producirlo a partir de alcohol etílico fue desarrollado por el académico S.V. Lébedev
Pero un método más prometedor para producir butadieno es la deshidrogenación del butano contenido en los gases del petróleo. Para ello se hace pasar butano a través de un catalizador calentado.
Solicitud.
Los hidrocarburos dienos se utilizan principalmente para la síntesis de cauchos.
CH 2 = CH – CH = CH 3 - 1,3 butadieno (caucho de butadieno)
Los cauchos sintéticos se forman como resultado de la reacción de polimerización de los monómeros correspondientes.
Boleto No. 4
Métodos generales de obtención de metales. Importancia práctica de la electrólisis.
Los metales en la naturaleza se encuentran principalmente en forma de compuestos, solo los metales ubicados en la serie de voltaje electroquímico después del hidrógeno se encuentran en forma libre.
La obtención de metales a partir de minerales (compuestos) es tarea de la metalurgia, existen los siguientes métodos para la obtención de metales: pirometalurgia, hidrometalurgia y electrometalurgia.
1. Pirometalurgia– es la reducción de metales a partir de minerales utilizando carbono, monóxido de carbono (II), CO e hidrógeno, a altas temperaturas.
2ZnO + C → 2Zn + CO 2
Fe2O 3 + 3CO → 2Fe + 3CO 2
CuO + H 2 →Cu + H 2 O
Si se utiliza metal como agente reductor, entonces este método se llama metalotermia.
Cr2O3 + 2Al → Al2O3 + 2Cr
2. Hidrometalurgia Es la reducción de metales a partir de sales en solución. El proceso se desarrolla en dos etapas: el compuesto natural se disuelve en una sal del metal determinado apto para su obtención.
CuO + H 2 SO 4 →CuSO 4 + H 2 O
El metal es desplazado de la solución por un metal más activo.
CuSO 4 + Fe→FeSO 4 + Cu
3. Electrometalurgia– es la reducción de metales durante la electrólisis de soluciones o fusiones de compuestos.
Electrólisis- Este es un proceso de oxidación-reducción que ocurre en los electrodos cuando una corriente eléctrica pasa a través de una solución o fusión del electrolito.
2NaCl ↔ 2Na + Cl 2
2Na + 2e → 2Na
2Cl – 2e→Cl2
Aplicaciones de la electrólisis
La electrólisis de soluciones y sustancias fundidas se utiliza en la industria:1. Para la producción de metales (metales alcalinos - Aluminio)
2. Para la producción de hidrógeno, halógenos y álcalis.
3. Para la purificación (refinación) de metales.
4. Para proteger los metales de la corrosión.
5. Obtención de copias y registros metálicos.
Las reacciones químicas deben distinguirse de las reacciones nucleares. Como resultado de reacciones químicas, el número total de átomos de cada elemento químico y su composición isotópica no cambian. Otra cosa son las reacciones nucleares: procesos de transformación de los núcleos atómicos como resultado de su interacción con otros núcleos o partículas elementales, por ejemplo la conversión de aluminio en magnesio:
27 13 Al + 1 1 H = 24 12 Mg + 4 2 He
La clasificación de las reacciones químicas es multifacética, es decir, puede basarse en diversas características. Pero cualquiera de estas características puede incluir reacciones entre sustancias tanto inorgánicas como orgánicas.
Consideremos la clasificación de reacciones químicas según varios criterios.
I. Según el número y composición de las sustancias reaccionantes.
Reacciones que ocurren sin cambiar la composición de las sustancias.
En química inorgánica, tales reacciones incluyen los procesos de obtención de modificaciones alotrópicas de un elemento químico, por ejemplo:
C (grafito) ↔ C (diamante)
S (orrómbico) ↔ S (monoclínico)
P (blanco) ↔ P (rojo)
Sn (estaño blanco) ↔ Sn (estaño gris)
3O 2 (oxígeno) ↔ 2O 3 (ozono)En química orgánica, este tipo de reacción puede incluir reacciones de isomerización, que ocurren sin cambiar no solo la composición cualitativa, sino también cuantitativa de las moléculas de sustancias, por ejemplo:
1. Isomerización de alcanos.
La reacción de isomerización de alcanos es de gran importancia práctica, ya que los hidrocarburos de isoestructura tienen una menor capacidad de detonación.
2. Isomerización de alquenos.
3. Isomerización de alquinos (reacción de A.E. Favorsky).
CH3 - CH2 - C= - CH ↔ CH3 - C= - C- CH3
etil acetileno dimetil acetileno
4. Isomerización de haloalcanos (A. E. Favorsky, 1907).
5. Isomerización de cianita de amonio cuando se calienta.
La urea fue sintetizada por primera vez por F. Wöhler en 1828 isomerizando cianato de amonio cuando se calentaba.
Reacciones que ocurren con un cambio en la composición de una sustancia.
Se pueden distinguir cuatro tipos de reacciones de este tipo: combinación, descomposición, sustitución e intercambio.
1. Las reacciones compuestas son reacciones en las que una sustancia compleja se forma a partir de dos o más sustancias.
En química inorgánica, se puede considerar toda la variedad de reacciones compuestas, por ejemplo, utilizando el ejemplo de reacciones para la producción de ácido sulfúrico a partir de azufre:
1. Preparación de óxido de azufre (IV):
S + O 2 = SO - a partir de dos sustancias simples se forma una sustancia compleja.
2. Preparación de óxido de azufre (VI):
SO 2 + 0 2 → 2SO 3: una sustancia compleja se forma a partir de sustancias simples y complejas.
3. Preparación de ácido sulfúrico:
SO 3 + H 2 O = H 2 SO 4: una sustancia compleja se forma a partir de dos sustancias complejas.
Un ejemplo de una reacción compuesta en la que se forma una sustancia compleja a partir de más de dos sustancias iniciales es la etapa final de producción de ácido nítrico:
4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3
En química orgánica, las reacciones compuestas se denominan comúnmente "reacciones de adición". Toda la variedad de tales reacciones se puede considerar usando el ejemplo de un bloque de reacciones que caracterizan las propiedades de sustancias insaturadas, por ejemplo el etileno:
1. Reacción de hidrogenación - adición de hidrógeno:
CH2 =CH2 + H2 → H3-CH3
eteno → etano
2. Reacción de hidratación: adición de agua.
3. Reacción de polimerización.
2. Las reacciones de descomposición son reacciones en las que se forman varias sustancias nuevas a partir de una sustancia compleja.
En química inorgánica, toda la variedad de tales reacciones se puede considerar en el bloque de reacciones para producir oxígeno mediante métodos de laboratorio:
1. Descomposición del óxido de mercurio (II): se forman dos simples a partir de una sustancia compleja.
2. Descomposición del nitrato de potasio: a partir de una sustancia compleja se forman una simple y otra compleja.
3. Descomposición del permanganato de potasio: a partir de una sustancia compleja se forman dos sustancias complejas y una simple, es decir, tres sustancias nuevas.
En química orgánica, las reacciones de descomposición se pueden considerar en el bloque de reacciones para la producción de etileno en el laboratorio y en la industria:
1. Reacción de deshidratación (eliminación de agua) del etanol:
C2H5OH → CH2 =CH2 + H2O
2. Reacción de deshidrogenación (eliminación de hidrógeno) del etano:
CH3-CH3 → CH2 =CH2 + H2
o CH 3 -CH 3 → 2C + ZN 2
3. Reacción de craqueo (división) del propano:
CH3-CH2-CH3 → CH2 =CH2 + CH4
3. Las reacciones de sustitución son reacciones en las que los átomos de una sustancia simple reemplazan a los átomos de algún elemento en una sustancia compleja.
En química inorgánica, un ejemplo de tales procesos es un bloque de reacciones que caracterizan las propiedades, por ejemplo, de los metales:
1. Interacción de metales alcalinos o alcalinotérreos con agua:
2Na + 2H 2 O = 2NaOH + H 2
2. Interacción de metales con ácidos en solución:
Zn + 2HCl = ZnСl 2 + H 2
3. Interacción de metales con sales en solución:
Fe + CuSO 4 = FeSO 4 + Cu
4. Metalotermia:
2Al + Cr 2 O 3 → Al 2 O 3 + 2Сr
El tema de estudio de la química orgánica no son las sustancias simples, sino únicamente los compuestos. Por tanto, como ejemplo de reacción de sustitución, presentamos la más propiedad característica Los compuestos saturados, en particular el metano, es la capacidad de sus átomos de hidrógeno de ser reemplazados por átomos de halógeno. Otro ejemplo es la bromación de un compuesto aromático (benceno, tolueno, anilina).
C6H6 + Br2 → C6H5Br + HBr
benceno → bromobenceno
Prestemos atención a la peculiaridad de la reacción de sustitución en sustancias orgánicas: como resultado de tales reacciones, no se forma una sustancia simple y una compleja, como en la química inorgánica, sino dos sustancias complejas.
En química orgánica, las reacciones de sustitución también incluyen algunas reacciones entre dos sustancias complejas, por ejemplo, la nitración del benceno. Es formalmente una reacción de intercambio. El hecho de que se trata de una reacción de sustitución queda claro sólo cuando se considera su mecanismo.
4. Las reacciones de intercambio son reacciones en las que dos sustancias complejas intercambian sus componentes.
Estas reacciones caracterizan las propiedades de los electrolitos y en soluciones proceden de acuerdo con la regla de Berthollet, es decir, solo si el resultado es la formación de un precipitado, gas o una sustancia ligeramente disociada (por ejemplo, H 2 O).
En química inorgánica, puede ser un bloque de reacciones que caracterizan, por ejemplo, las propiedades de los álcalis:
1. Reacción de neutralización que se produce con la formación de sal y agua.
2. La reacción entre álcali y sal, que se produce con la formación de gas.
3. La reacción entre álcali y sal, que da como resultado la formación de un precipitado:
CuSO 4 + 2KOH = Cu(OH) 2 + K 2 SO 4
o en forma iónica:
Cu 2+ + 2OH - = Cu(OH) 2
En química orgánica, podemos considerar un bloque de reacciones que caracterizan, por ejemplo, las propiedades del ácido acético:
1. La reacción que ocurre con la formación de un electrolito débil - H 2 O:
CH3COOH + NaOH → Na(CH3COO) + H2O
2. Reacción que se produce con formación de gas:
2CH 3 COOH + CaCO 3 → 2CH 3 COO + Ca 2+ + CO 2 + H 2 O
3. La reacción que se produce con la formación de un precipitado:
2CH 3 COOH + K 2 SO 3 → 2K (CH 3 COO) + H 2 SO 3
2CH3COOH + SiO → 2CH3COO + H2SiO3
II. Cambiando los estados de oxidación de los elementos químicos formando sustancias.
En base a esta característica, se distinguen las siguientes reacciones:
1. Reacciones que ocurren con un cambio en los estados de oxidación de los elementos, o reacciones redox.
Estos incluyen muchas reacciones, incluidas todas las reacciones de sustitución, así como aquellas reacciones de combinación y descomposición en las que interviene al menos una sustancia simple, por ejemplo:
1. Mg 0 + H + 2 SO 4 = Mg +2 SO 4 + H 2
2. 2Mg 0 + O 0 2 = Mg +2 O -2
Las reacciones redox complejas se componen mediante el método del balance electrónico.
2KMn +7 O 4 + 16HCl - = 2KCl - + 2Mn +2 Cl - 2 + 5Cl 0 2 + 8H 2 O
En química orgánica, un ejemplo sorprendente de reacciones redox son las propiedades de los aldehídos.
1. Se reducen a los correspondientes alcoholes:
Los aldequidos se oxidan a los ácidos correspondientes:
2. Reacciones que ocurren sin cambiar los estados de oxidación de los elementos químicos.
Estos incluyen, por ejemplo, todas las reacciones de intercambio iónico, así como muchas reacciones compuestas, muchas reacciones de descomposición y reacciones de esterificación:
HCOOH + CHgOH = HCOOCH3 + H2O
III. Por efecto térmico
Según el efecto térmico, las reacciones se dividen en exotérmicas y endotérmicas.
1. Las reacciones exotérmicas ocurren con la liberación de energía.
Estos incluyen casi todas las reacciones compuestas. Una rara excepción es la reacción endotérmica de la síntesis de óxido nítrico (II) a partir de nitrógeno y oxígeno y la reacción del gas hidrógeno con yodo sólido.
Las reacciones exotérmicas que ocurren con la liberación de luz se clasifican como reacciones de combustión. La hidrogenación de etileno es un ejemplo de reacción exotérmica. Funciona a temperatura ambiente.
2. Las reacciones endotérmicas ocurren con la absorción de energía.
Obviamente, estas incluirán casi todas las reacciones de descomposición, por ejemplo:
1. Cocción de piedra caliza
2. Cracking de butano
La cantidad de energía liberada o absorbida como resultado de una reacción se llama efecto térmico de la reacción, y la ecuación de una reacción química que indica este efecto se llama ecuación termoquímica:
H 2 (g) + C 12 (g) = 2HC 1 (g) + 92,3 kJ
N 2 (g) + O 2 (g) = 2NO (g) - 90,4 kJ
IV. Según el estado de agregación de las sustancias reaccionantes (composición de fases)
Según el estado de agregación de las sustancias reaccionantes, se distinguen:
1. Reacciones heterogéneas: reacciones en las que los reactivos y los productos de reacción se encuentran en diferentes estados de agregación (en diferentes fases).
2. Reacciones homogéneas: reacciones en las que los reactivos y los productos de reacción se encuentran en el mismo estado de agregación (en la misma fase).
V. Por participación catalizadora
Según la participación del catalizador, se distinguen:
1. Reacciones no catalíticas que ocurren sin la participación de un catalizador.
2. Reacciones catalíticas que ocurren con la participación de un catalizador. Dado que todas las reacciones bioquímicas que ocurren en las células de los organismos vivos ocurren con la participación de catalizadores biológicos especiales de naturaleza proteica: las enzimas, todas son catalíticas o, más precisamente, enzimáticas. Cabe señalar que más del 70% de las industrias químicas utilizan catalizadores.
VI. Hacia
Según la dirección se distinguen:
1. Las reacciones irreversibles ocurren en determinadas condiciones en una sola dirección. Estos incluyen todas las reacciones de intercambio acompañadas de la formación de un precipitado, gas o sustancia ligeramente disociada (agua) y todas las reacciones de combustión.
2. Las reacciones reversibles en estas condiciones ocurren simultáneamente en dos direcciones opuestas. La inmensa mayoría de estas reacciones lo son.
En química orgánica, el signo de reversibilidad se refleja en los nombres, antónimos de los procesos:
Hidrogenación - deshidrogenación,
Hidratación - deshidratación,
Polimerización - despolimerización.
Todas las reacciones de esterificación (el proceso opuesto, como saben, se llama hidrólisis) e hidrólisis de proteínas, ésteres, carbohidratos y polinucleótidos son reversibles. La reversibilidad de estos procesos subyace a la propiedad más importante de un organismo vivo: el metabolismo.
VII. Según el mecanismo de flujo se distinguen:
1. Las reacciones radicales ocurren entre los radicales y las moléculas formadas durante la reacción.
Como ya sabes, en todas las reacciones se rompen enlaces químicos antiguos y se forman enlaces químicos nuevos. El método de ruptura del enlace en las moléculas de la sustancia de partida determina el mecanismo (ruta) de la reacción. Si una sustancia está formada por un enlace covalente, entonces puede haber dos formas de romper este enlace: hemolítica y heterolítica. Por ejemplo, para las moléculas Cl 2, CH 4, etc., se realiza una ruptura hemolítica de los enlaces, lo que conducirá a la formación de partículas con electrones desapareados, es decir, radicales libres.
Los radicales se forman con mayor frecuencia cuando se rompen enlaces en los que los pares de electrones compartidos se comparten aproximadamente por igual entre los átomos (enlace covalente no polar), pero muchos enlaces polares también se pueden romper de manera similar, particularmente cuando la reacción tiene lugar en en fase gaseosa y bajo la influencia de la luz, como, por ejemplo, en el caso de los procesos comentados anteriormente -la interacción de C 12 y CH 4 -. Los radicales son muy reactivos porque tienden a completar su capa de electrones tomando un electrón de otro átomo o molécula. Por ejemplo, cuando un radical de cloro choca con una molécula de hidrógeno, hace que el par de electrones compartido que une los átomos de hidrógeno se rompa y forme un enlace covalente con uno de los átomos de hidrógeno. El segundo átomo de hidrógeno, convertido en radical, forma un par de electrones común con el electrón desapareado del átomo de cloro de la molécula de Cl 2 que colapsa, como resultado de lo cual se forma un radical de cloro que ataca a una nueva molécula de hidrógeno, etc.
Las reacciones que representan una cadena de transformaciones sucesivas se denominan reacciones en cadena. Por el desarrollo de la teoría de las reacciones en cadena, dos destacados químicos recibieron el Premio Nobel: nuestro compatriota N. N. Semenov y el inglés S. A. Hinshelwood.
La reacción de sustitución entre cloro y metano se desarrolla de manera similar:
La mayoría de las reacciones de combustión de sustancias orgánicas e inorgánicas, la síntesis de agua, amoníaco, la polimerización de etileno, cloruro de vinilo, etc., se desarrollan mediante el mecanismo radicalario.
2. Las reacciones iónicas ocurren entre iones que ya están presentes o se formaron durante la reacción.
Las reacciones iónicas típicas son interacciones entre electrolitos en solución. Los iones se forman no solo durante la disociación de electrolitos en soluciones, sino también bajo la acción de descargas eléctricas, calentamiento o radiación. Los rayos γ, por ejemplo, convierten las moléculas de agua y metano en iones moleculares.
Según otro mecanismo iónico, se producen reacciones de adición de haluros de hidrógeno, hidrógeno, halógenos a alquenos, oxidación y deshidratación de alcoholes, sustitución del alcohol hidroxilo por halógeno; reacciones que caracterizan las propiedades de aldehídos y ácidos. En este caso, los iones se forman mediante la escisión heterolítica de enlaces covalentes polares.
VIII. Según el tipo de energía
iniciando la reacción se distinguen:
1. Reacciones fotoquímicas. Son iniciados por la energía luminosa. Además de los procesos fotoquímicos de síntesis de HCl o la reacción del metano con cloro discutidos anteriormente, estos incluyen la producción de ozono en la troposfera como contaminante atmosférico secundario. El papel principal en este caso lo desempeña el óxido nítrico (IV), que bajo la influencia de la luz forma radicales de oxígeno. Estos radicales interactúan con las moléculas de oxígeno, dando como resultado el ozono.
La formación de ozono se produce siempre que haya suficiente luz, ya que el NO puede interactuar con las moléculas de oxígeno para formar el mismo NO 2. La acumulación de ozono y otros contaminantes secundarios del aire puede provocar smog fotoquímico.
Este tipo de reacción también incluye el proceso más importante, que ocurre en las células vegetales, es la fotosíntesis, cuyo nombre habla por sí solo.
2. Reacciones a la radiación. Se inician mediante radiación de alta energía: rayos X, radiación nuclear (rayos γ, partículas a, He 2+, etc.). Con la ayuda de reacciones de radiación, se llevan a cabo una radiopolimerización muy rápida, radiólisis (descomposición de la radiación), etc.
Por ejemplo, en lugar de producir fenol en dos etapas a partir de benceno, se puede obtener haciendo reaccionar benceno con agua bajo la influencia de radiación. En este caso, los radicales [OH] y [H] se forman a partir de moléculas de agua, con las que el benceno reacciona para formar fenol:
C6H6 + 2[OH] → C6H5OH + H2O
La vulcanización del caucho se puede realizar sin azufre mediante radiovulcanización y el caucho resultante no será peor que el caucho tradicional.
3. Reacciones electroquímicas. Son iniciados por una corriente eléctrica. Además de las conocidas reacciones de electrólisis, también indicaremos reacciones de electrosíntesis, por ejemplo, reacciones para la producción industrial de oxidantes inorgánicos.
4. Reacciones termoquímicas. Son iniciados por energía térmica. Estos incluyen todas las reacciones endotérmicas y muchas reacciones exotérmicas, cuyo inicio requiere un suministro inicial de calor, es decir, el inicio del proceso.
La clasificación de reacciones químicas discutidas anteriormente se refleja en el diagrama.
La clasificación de reacciones químicas, como todas las demás clasificaciones, es condicional. Los científicos acordaron dividir las reacciones en ciertos tipos según las características que identificaron. Pero la mayoría de las transformaciones químicas se pueden clasificar en diferentes tipos. Por ejemplo, caractericemos el proceso de síntesis de amoníaco.
Se trata de una reacción compuesta, redox, exotérmica, reversible, catalítica, heterogénea (más precisamente, heterogénea-catalítica), que se produce con una disminución de la presión en el sistema. Para gestionar con éxito el proceso es necesario tener en cuenta toda la información proporcionada. Una reacción química específica es siempre multicualitativa y se caracteriza por diferentes características.
DEFINICIÓN
Reacción química Se denominan transformaciones de sustancias en las que se produce un cambio en su composición y (o) estructura.
Muy a menudo, bajo las reacciones químicas se entiende el proceso de convertir sustancias de partida (reactivos) en sustancias finales (productos).
Las reacciones químicas se escriben utilizando ecuaciones químicas que contienen las fórmulas de las sustancias de partida y los productos de reacción. Según la ley de conservación de la masa, el número de átomos de cada elemento en los lados izquierdo y derecho de una ecuación química es el mismo. Normalmente, las fórmulas de las sustancias de partida se escriben en el lado izquierdo de la ecuación y las fórmulas de los productos en el derecho. La igualdad del número de átomos de cada elemento en los lados izquierdo y derecho de la ecuación se logra colocando coeficientes estequiométricos enteros delante de las fórmulas de las sustancias.
Las ecuaciones químicas pueden contener información adicional sobre las características de la reacción: temperatura, presión, radiación, etc., lo que se indica mediante el símbolo correspondiente encima (o “debajo”) del signo igual.
Todas las reacciones químicas se pueden agrupar en varias clases, que tienen determinadas características.
Clasificación de reacciones químicas según el número y composición de sustancias iniciales y resultantes.
Según esta clasificación, las reacciones químicas se dividen en reacciones de conexión, descomposición, sustitución e intercambio.
Como resultado reacciones compuestas a partir de dos o más sustancias (complejas o simples) se forma una nueva sustancia. En general, la ecuación para dicha reacción química se verá así:
Por ejemplo:
CaCO 3 + CO 2 + H 2 O = Ca(HCO 3) 2
SO 3 + H 2 O = H 2 SO 4
2Mg + O2 = 2MgO.
2FeCl 2 + Cl 2 = 2FeCl 3
Las reacciones del compuesto son en la mayoría de los casos exotérmicas, es decir. proceder con la liberación de calor. Si en la reacción intervienen sustancias simples, estas reacciones suelen ser reacciones redox (ORR), es decir, ocurren con cambios en los estados de oxidación de los elementos. Es imposible decir sin ambigüedades si la reacción de un compuesto entre sustancias complejas se clasificará como ORR.
Las reacciones que resultan en la formación de varias otras sustancias nuevas (complejas o simples) a partir de una sustancia compleja se clasifican como reacciones de descomposición. En general, la ecuación para la reacción química de descomposición se verá así:
Por ejemplo:
CaCO3 CaO + CO2 (1)
2H2O = 2H2 + O2 (2)
CuSO4 × 5H2O = CuSO4 + 5H2O (3)
Cu(OH)2 = CuO + H2O (4)
H2SiO3 = SiO2 + H2O (5)
2SO3 =2SO2 + O2 (6)
(NH 4) 2 Cr 2 O 7 = Cr 2 O 3 + N 2 +4H 2 O (7)
La mayoría de las reacciones de descomposición ocurren cuando se calienta (1,4,5). Posible descomposición bajo la influencia de la corriente eléctrica (2). La descomposición de hidratos cristalinos, ácidos, bases y sales de ácidos que contienen oxígeno (1, 3, 4, 5, 7) se produce sin cambiar los estados de oxidación de los elementos, es decir. estas reacciones no están relacionadas con el ODD. Las reacciones de descomposición de ORR incluyen la descomposición de óxidos, ácidos y sales formadas por elementos en estados de oxidación superiores (6).
Las reacciones de descomposición también se encuentran en química orgánica, pero con otros nombres: craqueo (8), deshidrogenación (9):
C18H38 = C9H18 + C9H20 (8)
C4H10 = C4H6 + 2H2 (9)
En reacciones de sustitución una sustancia simple interactúa con una sustancia compleja, formando una nueva sustancia simple y una nueva sustancia compleja. En general, la ecuación para una reacción de sustitución química será la siguiente:
Por ejemplo:
2Al + Fe2O3 = 2Fe + Al2O3 (1)
Zn + 2HCl = ZnСl 2 + H 2 (2)
2KBr + Cl2 = 2KCl + Br2 (3)
2КlO 3 + l 2 = 2KlO 3 + Сl 2 (4)
CaCO 3 + SiO 2 = CaSiO 3 + CO 2 (5)
Ca 3 (PO 4) 2 + 3SiO 2 = 3СаSiO 3 + P 2 O 5 (6)
CH4 + Cl2 = CH3Cl + HCl (7)
La mayoría de las reacciones de sustitución son redox (1 – 4, 7). Son pocos los ejemplos de reacciones de descomposición en las que no se producen cambios en los estados de oxidación (5, 6).
Reacciones de intercambio Son reacciones que ocurren entre sustancias complejas en las que intercambian sus partes constituyentes. Normalmente, este término se utiliza para reacciones que involucran iones que se encuentran en solución acuosa. En general, la ecuación para una reacción de intercambio químico será la siguiente:
AB + CD = AD + CB
Por ejemplo:
CuO + 2HCl = CuCl 2 + H 2 O (1)
NaOH + HCl = NaCl + H2O (2)
NaHCO3 + HCl = NaCl + H2O + CO2 (3)
AgNO 3 + KBr = AgBr ↓ + KNO 3 (4)
CrCl 3 + ZNaON = Cr(OH) 3 ↓+ ZNaCl (5)
Las reacciones de intercambio no son redox. Un caso especial de estas reacciones de intercambio es la reacción de neutralización (la reacción de ácidos con álcalis) (2). Las reacciones de intercambio se desarrollan en la dirección en la que al menos una de las sustancias se elimina de la esfera de reacción en forma de una sustancia gaseosa (3), un precipitado (4, 5) o un compuesto que se disocia mal, generalmente agua (1, 2). ).
Clasificación de reacciones químicas según cambios en los estados de oxidación.
Dependiendo del cambio en los estados de oxidación de los elementos que componen los reactivos y productos de reacción, todas las reacciones químicas se dividen en reacciones redox (1, 2) y las que ocurren sin cambiar el estado de oxidación (3, 4).
2Mg + CO2 = 2MgO + C (1)
Mg 0 – 2e = Mg 2+ (agente reductor)
C 4+ + 4e = C 0 (agente oxidante)
FeS 2 + 8HNO 3 (conc) = Fe(NO 3) 3 + 5NO + 2H 2 SO 4 + 2H 2 O (2)
Fe 2+ -e = Fe 3+ (agente reductor)
N 5+ +3e = N 2+ (agente oxidante)
AgNO3 +HCl = AgCl ↓ + HNO3 (3)
Ca(OH)2 + H2SO4 = CaSO4 ↓ + H2O (4)
Clasificación de reacciones químicas por efecto térmico.
Dependiendo de si se libera o absorbe calor (energía) durante la reacción, todas las reacciones químicas se dividen convencionalmente en exotérmicas (1, 2) y endotérmicas (3), respectivamente. La cantidad de calor (energía) liberada o absorbida durante una reacción se denomina efecto térmico de la reacción. Si la ecuación indica la cantidad de calor liberado o absorbido, entonces dichas ecuaciones se denominan termoquímicas.
N2 + 3H2 = 2NH3 +46,2 kJ (1)
2Mg + O2 = 2MgO + 602,5 kJ (2)
N2 + O2 = 2NO – 90,4 kJ (3)
Clasificación de reacciones químicas según la dirección de la reacción.
Según la dirección de la reacción, se distingue entre reversibles (procesos químicos cuyos productos son capaces de reaccionar entre sí en las mismas condiciones en las que se obtuvieron para formar las sustancias de partida) e irreversibles (procesos químicos cuyos productos no son capaces de reaccionar entre sí para formar las sustancias de partida).
Para reacciones reversibles, la ecuación en forma general suele escribirse de la siguiente manera:
A + B ↔ AB
Por ejemplo:
CH 3 COOH + C 2 H 5 OH ↔ H 3 COOC 2 H 5 + H 2 O
Ejemplos de reacciones irreversibles incluyen las siguientes reacciones:
2КlО 3 → 2Кl + ЗО 2
C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O
La evidencia de la irreversibilidad de una reacción puede ser la liberación de una sustancia gaseosa, un precipitado o un compuesto que se disocia mal, generalmente agua, como productos de reacción.
Clasificación de reacciones químicas según la presencia de un catalizador.
Desde este punto de vista, se distinguen reacciones catalíticas y no catalíticas.
Un catalizador es una sustancia que acelera el progreso de una reacción química. Las reacciones que ocurren con la participación de catalizadores se llaman catalíticas. Algunas reacciones no pueden tener lugar sin la presencia de un catalizador:
2H 2 O 2 = 2H 2 O + O 2 (catalizador de MnO 2)
A menudo, uno de los productos de reacción sirve como catalizador que acelera esta reacción (reacciones autocatalíticas):
MeO+ 2HF = MeF 2 + H 2 O, donde Me es un metal.
Ejemplos de resolución de problemas
EJEMPLO 1
La clasificación de reacciones químicas en química orgánica e inorgánica se lleva a cabo sobre la base de varias características de clasificación, cuya información se proporciona en la siguiente tabla.
Al cambiar el estado de oxidación de los elementos.
El primer signo de clasificación se basa en el cambio de estado de oxidación de los elementos que forman los reactivos y productos.
a) redox
b) sin cambiar el estado de oxidación
Redox Se denominan reacciones acompañadas de un cambio en los estados de oxidación de los elementos químicos que componen los reactivos. Las reacciones redox en química inorgánica incluyen todas las reacciones de sustitución y aquellas reacciones de descomposición y combinación en las que interviene al menos una sustancia simple. Las reacciones que ocurren sin cambiar los estados de oxidación de los elementos que forman los reactivos y los productos de reacción incluyen todas las reacciones de intercambio.
Según el número y composición de reactivos y productos.
Las reacciones químicas se clasifican por la naturaleza del proceso, es decir, por el número y composición de reactivos y productos.
Reacciones compuestas son reacciones químicas como resultado de las cuales se obtienen moléculas complejas a partir de varias más simples, por ejemplo:
4Li + O2 = 2Li2OReacciones de descomposición se denominan reacciones químicas como resultado de las cuales se obtienen moléculas simples a partir de otras más complejas, por ejemplo:
CaCO 3 = CaO + CO 2Las reacciones de descomposición pueden considerarse como procesos inversos de combinación.
Reacciones de sustitución son reacciones químicas como resultado de las cuales un átomo o grupo de átomos en una molécula de una sustancia es reemplazado por otro átomo o grupo de átomos, por ejemplo:
Fe + 2HCl = FeCl 2 + H 2 Su característica distintiva es la interacción de una sustancia simple con una compleja. Este tipo de reacciones también existen en la química orgánica.
Sin embargo, el concepto de “sustitución” en química orgánica es más amplio que en química inorgánica. Si en la molécula de la sustancia original cualquier átomo o grupo funcional es reemplazado por otro átomo o grupo, estas también son reacciones de sustitución, aunque desde el punto de vista de la química inorgánica el proceso parece una reacción de intercambio.
- intercambio (incluida la neutralización).
Reacciones de intercambio son reacciones químicas que ocurren sin cambiar los estados de oxidación de los elementos y conducen al intercambio de partes constituyentes de los reactivos, por ejemplo:
AgNO 3 + KBr = AgBr + KNO 3
Si es posible, fluya en la dirección opuesta.
Si es posible, fluya en la dirección opuesta: reversible e irreversible.
Reversible Son reacciones químicas que ocurren a una temperatura dada simultáneamente en dos direcciones opuestas con velocidades comparables. Al escribir ecuaciones para tales reacciones, el signo igual se reemplaza por flechas con direcciones opuestas. El ejemplo más simple de reacción reversible es la síntesis de amoníaco mediante la interacción de nitrógeno e hidrógeno:
norte2 +3H2 ↔2NH3
Irreversible Son reacciones que ocurren solo en dirección directa, lo que da como resultado la formación de productos que no interactúan entre sí. Las reacciones irreversibles incluyen reacciones químicas que dan como resultado la formación de compuestos ligeramente disociados, la liberación de una gran cantidad de energía, así como aquellas en las que los productos finales abandonan la esfera de reacción en forma gaseosa o en forma de precipitado, por ejemplo. :
HCl + NaOH = NaCl + H2O
2Ca + O2 = 2CaO
BaBr 2 + Na 2 SO 4 = BaSO 4 ↓ + 2NaBr
Por efecto térmico
Exotérmico Se llaman reacciones químicas que ocurren con la liberación de calor. Símbolo del cambio de entalpía (contenido de calor) ΔH y el efecto térmico de la reacción Q. Para reacciones exotérmicas Q > 0 y ΔH< 0.
endotérmico Son reacciones químicas que implican la absorción de calor. Para reacciones endotérmicas Q< 0, а ΔH > 0.
Las reacciones de composición serán generalmente reacciones exotérmicas y las reacciones de descomposición serán endotérmicas. Una rara excepción es la reacción endotérmica del nitrógeno con el oxígeno:
N2 + O2 → 2NO – q
Por fase
Homogéneo se denominan reacciones que ocurren en un medio homogéneo (sustancias homogéneas en una fase, por ejemplo g-g, reacciones en soluciones).
Heterogéneo Son reacciones que ocurren en un medio heterogéneo, en la superficie de contacto de sustancias reaccionantes que se encuentran en diferentes fases, por ejemplo, sólida y gaseosa, líquida y gaseosa, en dos líquidos inmiscibles.
Según el uso del catalizador.
Un catalizador es una sustancia que acelera una reacción química.
Reacciones catalíticas ocurren solo en presencia de un catalizador (incluidos los enzimáticos).
Reacciones no catalíticas ir en ausencia de un catalizador.
Por tipo de indemnización
Las reacciones homolíticas y heterolíticas se distinguen según el tipo de escisión del enlace químico en la molécula de partida.
homolítico Se denominan reacciones en las que, como resultado de la ruptura de enlaces, se forman partículas que tienen un electrón desapareado: los radicales libres.
heterolítico Son reacciones que ocurren mediante la formación de partículas iónicas: cationes y aniones.
- homolítico (espacio igual, cada átomo recibe 1 electrón)
- heterolítico (espacio desigual: se obtiene un par de electrones)
Radical(cadena) son reacciones químicas que involucran radicales, por ejemplo:
CH 4 + Cl 2 hv →CH 3 Cl + HCl
Iónico son reacciones químicas que ocurren con la participación de iones, por ejemplo:
KCl + AgNO 3 = KNO 3 + AgCl↓
Las reacciones electrofílicas son reacciones heterolíticas de compuestos orgánicos con electrófilos, partículas que llevan una carga positiva total o fraccionada. Se dividen en reacciones de sustitución electrófila y de adición electrófila, por ejemplo:
C 6 H 6 + Cl 2 FeCl3 → C 6 H 5 Cl + HCl
H 2 C =CH 2 + Br 2 → BrCH 2 –CH 2 Br
Las reacciones nucleófilas son reacciones heterolíticas de compuestos orgánicos con nucleófilos, partículas que llevan una carga negativa total o fraccionada. Se dividen en reacciones de sustitución nucleófila y de adición nucleófila, por ejemplo:
CH3Br + NaOH → CH3OH + NaBr
CH 3 C (O) H + C 2 H 5 OH → CH 3 CH (OC 2 H 5) 2 + H 2 O
Clasificación de reacciones orgánicas.
La clasificación de reacciones orgánicas se da en la tabla:
