Mësimi 2
Klasifikimi i reaksioneve kimike në kiminë inorganike
Reaksionet kimike klasifikohen sipas kritereve të ndryshme.
Sipas numrit të substancave fillestare dhe produkteve të reaksionit
Dekompozimi - një reaksion në të cilin dy ose më shumë substanca të thjeshta ose komplekse formohen nga një përbërje
2KMnO 4 → K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2
Kompleksi- një reaksion në të cilin dy ose më shumë substanca të thjeshta ose komplekse formohen në një më komplekse
NH 3 + HCl → NH 4 Cl
zëvendësim- një reaksion që ndodh midis substancave të thjeshta dhe komplekse, në të cilin atomet e një lënde të thjeshtë zëvendësohen nga atomet e njërit prej elementeve të një lënde komplekse.
Fe + CuCl 2 → Cu + FeCl 2
Shkëmbim një reaksion në të cilin dy përbërje shkëmbejnë përbërësit e tyre
Al 2 O 3 + 3H 2 SO 4 → Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2 O
Një nga reagimet e shkëmbimit neutralizimiËshtë një reagim midis një acidi dhe një baze që prodhon kripë dhe ujë.
NaOH + HCl → NaCl + H 2 O
Me efekt termik
Reaksionet që çlirojnë nxehtësi quhen reaksionet ekzotermike.
C + O 2 → CO 2 + Q
2) Reaksionet që vazhdojnë me thithjen e nxehtësisë quhen reaksionet endotermike.
N 2 + O 2 → 2NO - Q
Në bazë të kthyeshmërisë
e kthyeshme Reaksione që zhvillohen në të njëjtat kushte në dy drejtime të kundërta.
Reaksionet që zhvillohen vetëm në një drejtim dhe përfundojnë me shndërrimin e plotë të lëndëve fillestare në ato përfundimtare quhen të pakthyeshme në këtë rast, një gaz, një precipitat ose një substancë me disociim të ulët, uji, duhet të lirohet.
BaCl 2 + H 2 SO 4 → BaSO 4 ↓ + 2HCl
Na 2 CO 3 + 2HCl → 2NaCl + CO 2 + H 2 O
Reaksionet redoks- reaksionet që ndodhin me një ndryshim në shkallën e oksidimit.
Ca + 4HNO 3 → Ca(NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O
Dhe reaksionet që ndodhin pa ndryshuar gjendjen e oksidimit.
HNO 3 + KOH → KNO 3 + H 2 O
5.Homogjene reaksionet, nëse lëndët fillestare dhe produktet e reaksionit janë në të njëjtën gjendje grumbullimi. Dhe heterogjene reaksionet, nëse produktet e reaksionit dhe lëndët fillestare janë në gjendje të ndryshme grumbullimi.
Për shembull: sinteza e amoniakut.
Reaksionet redoks.
Ka dy procese:
Oksidimi- ky është kthimi i elektroneve, si rezultat, shkalla e oksidimit rritet. Një atom është një molekulë ose jon që dhuron një elektron quhet agjent reduktues.
Mg 0 - 2e → Mg +2
Rimëkëmbja - procesi i shtimit të elektroneve, si rezultat, shkalla e oksidimit zvogëlohet. Atomi Një molekulë ose jon që pranon një elektron quhet agjent oksidues.
S 0 +2e → S -2
O 2 0 +4e → 2O -2
Në reaksionet redoks, rregulli duhet të respektohet bilanc elektronik(numri i elektroneve të bashkangjitura duhet të jetë i barabartë me numrin e atyre të dhëna, nuk duhet të ketë elektrone të lira). Gjithashtu, duhet respektuar bilanci atomik(numri i atomeve të ngjashme në anën e majtë duhet të jetë i barabartë me numrin e atomeve në anën e djathtë)
Rregulli i shkrimit të reaksioneve redoks.
Shkruani një ekuacion reaksioni
Vendosni gjendjen e oksidimit
Gjeni elementë, gjendja e oksidimit të të cilëve ndryshon
Shkruajini ato në dyshe.
Gjeni një agjent oksidues dhe një agjent reduktues
Shkruani procesin e oksidimit ose reduktimit
Barazoni elektronet duke përdorur rregullën e bilancit elektronik (gjeni i.c.) duke vendosur koeficientët
Shkruani një ekuacion përmbledhës
Vendosni koeficientët në ekuacionin e reaksionit kimik
KClO 3 → KClO 4 + KCl; N2 + H2 → NH3; H2S + O2 → SO2 + H2O; Al + O 2 \u003d Al 2 O 3;
Сu + HNO 3 → Cu(NO 3) 2 + NO + H 2 O; KClO 3 → KCl + O 2; P + N 2 O \u003d N 2 + P 2 O 5;
NO 2 + H 2 O \u003d HNO 3 + NR
. Shpejtësia e reaksioneve kimike. Varësia e shpejtësisë së reaksioneve kimike nga përqendrimi, temperatura dhe natyra e reaktantëve.
Reaksionet kimike zhvillohen me shpejtësi të ndryshme. Shkenca është e angazhuar në studimin e shpejtësisë së një reaksioni kimik, si dhe identifikimin e varësisë së tij nga kushtet e procesit - kinetika kimike.
υ i një reaksioni homogjen përcaktohet nga ndryshimi në sasinë e substancës për njësi vëllimi:
υ \u003d Δ n / Δt ∙ V
ku Δ n është ndryshimi i numrit të moleve të njërës prej substancave (më së shpeshti fillestari, por mund të jetë edhe produkti i reaksionit), (mol);
V - vëllimi i gazit ose tretësirës (l)
Meqenëse Δ n / V = ΔC (ndryshim në përqendrim), atëherë
υ \u003d Δ C / Δt (mol / l ∙ s)
υ i një reaksioni heterogjen përcaktohet nga ndryshimi i sasisë së një substance për njësi të kohës për njësi të sipërfaqes së kontaktit të substancave.
υ \u003d Δ n / Δt ∙ S
ku Δ n është ndryshimi në sasinë e një substance (reagjenti ose produkti), (mol);
Δt është intervali kohor (s, min);
S - sipërfaqja e kontaktit të substancave (cm 2, m 2)
Pse ritmet e reagimeve të ndryshme nuk janë të njëjta?
Në mënyrë që një reaksion kimik të fillojë, molekulat e reaktantëve duhet të përplasen. Por jo çdo përplasje rezulton në një reaksion kimik. Në mënyrë që një përplasje të çojë në një reaksion kimik, molekulat duhet të kenë një energji mjaft të lartë. Grimcat që përplasen me njëra-tjetrën për t'iu nënshtruar një reaksioni kimik quhen aktive. Ata kanë një energji të tepërt në krahasim me energjinë mesatare të shumicës së grimcave - energjinë e aktivizimit E Veproni . Ka shumë më pak grimca aktive në një substancë sesa me një energji mesatare, prandaj, për të filluar shumë reaksione, sistemi duhet të furnizohet me pak energji (një ndezje drite, ngrohje, goditje mekanike).
Barriera e energjisë (vlera E Veproni) e reaksioneve të ndryshme është e ndryshme, sa më e ulët të jetë, aq më e lehtë dhe më e shpejtë vazhdon reagimi.
2. Faktorët që ndikojnë në υ(numri i përplasjeve të grimcave dhe efikasiteti i tyre).
1) Natyra e reaktantëve: përbërja e tyre, struktura => energjia e aktivizimit
▪ sa më pak E Veproni, aq më shumë υ;
2) Temperatura: në t për çdo 10 0 C, υ 2-4 herë (rregulli van't Hoff).
υ 2 = υ 1 ∙ γ Δt/10
Detyra 1. Shpejtësia e një reaksioni të caktuar në 0 0 C është 1 mol/l ∙ h, koeficienti i temperaturës së reaksionit është 3. Sa do të jetë shpejtësia e këtij reaksioni në 30 0 C?
υ 2 \u003d υ 1 ∙ γ Δt / 10
υ 2 \u003d 1 ∙ 3 30-0 / 10 \u003d 3 3 \u003d 27 mol / l ∙ h
3) Përqendrimi: sa më shumë, aq më shpesh ndodhin përplasjet dhe υ. Në një temperaturë konstante për reaksionin mA + nB = C sipas ligjit të veprimit të masës:
υ \u003d k ∙ С A m ∙ C B n
ku k është konstanta e shpejtësisë;
С – përqendrimi (mol/l)
Ligji i masave që veprojnë:
Shpejtësia e një reaksioni kimik është proporcionale me produktin e përqendrimeve të reaktantëve, të marrë në fuqi të barabartë me koeficientët e tyre në ekuacionin e reaksionit.
Detyra 2. Reaksioni vazhdon sipas ekuacionit A + 2B → C. Sa herë dhe si do të ndryshojë shpejtësia e reaksionit me një rritje të përqendrimit të substancës B me 3 herë?
Zgjidhje: υ = k ∙ C A m ∙ C B n
υ \u003d k ∙ C A ∙ C B 2
υ 1 = k ∙ a ∙ në 2
υ 2 \u003d k ∙ a ∙ 3 në 2
υ 1 / υ 2 \u003d a ∙ në 2 / a ∙ 9 në 2 \u003d 1/9
Përgjigje: rritet me 9 herë
Për substancat e gazta, shpejtësia e reagimit varet nga presioni
Sa më shumë presion, aq më e lartë është shpejtësia.
4) Katalizatorët Substancat që ndryshojnë mekanizmin e një reaksioni E Veproni => υ .
▪ Katalizatorët mbeten të pandryshuar në fund të reaksionit
▪ Enzimat janë katalizatorë biologjikë, proteina nga natyra.
▪ Inhibitorë – substanca që ↓ υ
1. Gjatë rrjedhës së reaksionit, përqendrimi i reagentëve:
1) rritet
2) nuk ndryshon
3) zvogëlohet
4) nuk e di
2. Kur reaksioni vazhdon, përqendrimi i produkteve:
1) rritet
2) nuk ndryshon
3) zvogëlohet
4) nuk e di
3. Për një reaksion homogjen A + B → ... me një rritje të njëkohshme të përqendrimit molar të substancave fillestare me 3 herë, shpejtësia e reagimit rritet:
1) 2 herë
2) 3 herë
4) 9 herë
4. Shpejtësia e reagimit H 2 + J 2 → 2HJ do të ulet me 16 herë me një ulje të njëkohshme të përqendrimeve molare të reagentëve:
1) 2 herë
2) 4 herë
5. Shpejtësia e reagimit të CO 2 + H 2 → CO + H 2 O rritet me një rritje të përqendrimeve molare me 3 herë (CO 2) dhe 2 herë (H 2) rritet:
1) 2 herë
2) 3 herë
4) 6 herë
6. Shpejtësia e reaksionit C (T) + O 2 → CO 2 me V-konst dhe një rritje në sasinë e reagentëve me 4 herë rritet:
1) 4 herë
4) 32 herë
10. Shpejtësia e reaksionit A + B → ... do të rritet me:
1) Ulja e përqendrimit të A
2) një rritje në përqendrimin e B
3) ftohje
4) ulje e presionit
7. Shpejtësia e reagimit të Fe + H 2 SO 4 → FeSO 4 + H 2 është më e lartë kur përdoret:
1) pluhur hekuri, jo ashkël
2) Patate të skuqura hekuri, jo pluhur
3) H 2 SO 4 i koncentruar, jo i holluar H 2 SO 4
4) nuk e di
8
. Shpejtësia e reagimit 2H 2 O 2 2H 2 O + O 2 do të jetë më e lartë nëse përdorni:
1) Tretësirë 3% H 2 O 2 dhe katalizator
2) Tretësirë 30% H 2 O 2 dhe katalizator
3) tretësirë 3% H 2 O 2 (pa katalizator)
4) tretësirë 30% H 2 O 2 (pa katalizator)
bilanci kimik. Faktorët që ndikojnë në ndryshimin e ekuilibrit. Parimi i Le Chatelier.
Reaksionet kimike mund të ndahen sipas drejtimit të tyre
▪ reaksione të pakthyeshme vazhdoni vetëm në një drejtim (reaksionet e shkëmbimit të joneve me , ↓, MDS, djegia dhe disa të tjera.)
Për shembull, AgNO 3 + HCl → AgCl↓ + HNO 3
▪ Reagimet e kthyeshme në të njëjtat kushte rrjedhin në drejtime të kundërta (↔).
Për shembull, N 2 + 3H 2 ↔ 2NH 3
Gjendja e një reaksioni të kthyeshëm, në të cilin υ → = υ ← thirrur kimike ekuilibër.
Në mënyrë që reaksioni në industritë kimike të zhvillohet sa më plotësisht të jetë e mundur, është e nevojshme të zhvendoset ekuilibri drejt produktit. Për të përcaktuar se si një ose një faktor tjetër do të ndryshojë ekuilibrin në sistem, përdorni Parimi i Le Chatelier(1844):
Parimi i Le Chatelier: Nëse një ndikim i jashtëm ushtrohet në një sistem në ekuilibër (ndryshim t, p, C), atëherë ekuilibri do të zhvendoset në drejtimin që do të dobësojë këtë ndikim.
Bilanci ndryshon:
1) në C reagojnë →,
në C prod ← ;
2) në p (për gazrat) - në drejtim të zvogëlimit të vëllimit,
në ↓ p - në drejtim të rritjes së V;
nëse reaksioni vazhdon pa ndryshuar numrin e molekulave të substancave të gazta, atëherë presioni nuk ndikon në ekuilibrin në këtë sistem.
3) në t - drejt reaksionit endotermik (- Q),
në ↓ t - drejt reaksionit ekzotermik (+ Q).
Detyra 3. Si duhet të ndryshohen përqendrimet e substancave, presioni dhe temperatura e një sistemi homogjen PCl 5 ↔ PCl 3 + Cl 2 – Q në mënyrë që të zhvendoset ekuilibri drejt zbërthimit të PCl 5 (→)
↓ C (PCl 3) dhe C (Cl 2)
Detyra 4. Si të zhvendoset ekuilibri kimik i reaksionit 2CO + O 2 ↔ 2CO 2 + Q në
a) një rritje e temperaturës;
b) rritja e presionit
1. Metoda që zhvendos ekuilibrin e reaksionit 2CuO (T) + CO Cu 2 O (T) + CO 2 djathtas (→) është:
1) rritja e përqendrimit të monoksidit të karbonit
2) rritja e përqendrimit të dioksidit të karbonit
3) ulje e përqendrimit të oksidit të cekët (I)
4) ulje e përqendrimit të oksidit të bakrit (II)
2. Në një reaksion homogjen 4HCl + O 2 2Cl 2 + 2H 2 O, me rritjen e presionit, ekuilibri do të zhvendoset:
2) drejtë
3) nuk do të lëvizë
4) nuk e di
8. Kur nxehet, ekuilibri i reaksionit N 2 + O 2 2NO - Q:
1) lëviz në të djathtë
2) lëvizni në të majtë
3) nuk do të lëvizë
4) nuk e di
9. Pas ftohjes, ekuilibri i reaksionit H 2 + S H 2 S + Q:
1) lëvizni në të majtë
2) lëviz në të djathtë
3) nuk do të lëvizë
4) nuk e di
Klasifikimi i reaksioneve kimike në kiminë inorganike dhe organike
DokumentiTasks A 19 (Përdorimi 2012) Klasifikimi kimike reagimet në inorganike dhe organike kimisë. te reagimet zëvendësimi i referohet ndërveprimit të: 1) propenit dhe ujit, 2) ...
Planifikimi tematik i orëve të kimisë në klasat 8-11 6
Planifikimi tematik1 Kimike reagimet 11 11 Klasifikimi kimike reagimet në inorganike kimisë. (C) 1 Klasifikimi kimike reagimet në organike kimisë. (C) 1 shpejtësi kimike reagimet. Energjia e aktivizimit. 1 Faktorët që ndikojnë në shpejtësinë kimike reagimet ...
Pyetje per provime ne kimi per studentet e vitit 1 te nu(K)orc pho
DokumentiMetani, përdorimi i metanit. Klasifikimi kimike reagimet në inorganike kimisë. Fizike dhe kimike vetitë dhe përdorimet e etilenit. Kimike ekuilibri dhe kushtet e tij...
-
Reaksionet kimike mund të klasifikohen sipas kritereve të mëposhtme:
1. Sipas numrit dhe përbërjes së substancave fillestare dhe rezultuese2. Sipas shkallës së oksidimit
3. Sipas kthyeshmërisë së procesit
4. Me efekt termik
5. Nga prania e një katalizatori
6. Sipas gjendjes së grumbullimit
1. Sipas shkallës së oksidimit. Reaksionet redoks. Këto janë reagime në të cilat një element dhuron një elektron dhe një tjetër pranon.
Na + O 2 \u003d 2Na 2 O
4Na - 1e = Na 4 reduktues
O 2 + 2x2e \u003d 2O 1 oksidues
2. Sipas numrit dhe përbërjes së substancave të formuara fillestare:
A) Reaksionet e kombinimit (nga dy substanca të thjeshta formohet një kompleks)
B) Reaksionet e zbërthimit (dy ose më shumë të thjeshta formohen nga një substancë komplekse)
C) Reaksionet e shkëmbimit (reaksionet ndërmjet substancave komplekse si rezultat i të cilave ai shkëmben pjesët përbërëse)
D) Reaksionet e zëvendësimit (reaksionet midis substancave komplekse dhe të thjeshta, si rezultat i të cilave njëri prej atomeve në një substancë komplekse zëvendësohet nga një substancë e thjeshtë)
3. Sipas efektit termik:
A) Reaksionet ekzotermike (Reaksionet vazhdojnë me çlirimin e nxehtësisë)
SO 2 + O 2 \u003d 2SO 3 + Q
B) Reaksionet endotermike (Reaksionet shkojnë me thithjen e nxehtësisë)
C 4 H 10 \u003d C 4 H 8 + H 2 - Q
4. Sipas kthyeshmërisë reaksionet ndahen në të kthyeshme dhe të pakthyeshme
(Në kushte të caktuara, reagimet vazhdojnë në drejtime të kundërta)
5. Sipas pranisë së një katalizatori reaksionet ndahen në katalitike dhe jokatalitike.
6. Sipas gjendjes së grumbullimit reaksionet ndahen në homogjene dhe heterogjene.
Homogjene - substancat që reagojnë dhe formojnë janë në të njëjtën gjendje grumbullimi
Cl 2 + H 2 \u003d 2HCl
Heterogjene - substancat reaguese dhe të formuara janë në gjendje të ndryshme grumbullimi
2C 2 H 2 + 5O 2 \u003d 4CO 2 + 2H 2 O + Q
Hidrokarburet diene, struktura, vetitë, prodhimi dhe rëndësia praktike e tyre.
Alkodienet janë hidrokarbure aciklike në molekulën e të cilave, përveç lidhjeve të vetme, ekzistojnë dy lidhje të dyfishta midis atomeve të karbonit dhe që korrespondojnë me formulën e përgjithshme. C n H 2 n -2
Sipas rregullimit të lidhjeve të dyfishta, dallohen tre lloje të alkodieneve:
1. Alkodienet e grumbulluara nga rregullimi i lidhjeve të dyfishta
CH 2 \u003d C \u003d CH 2- propadiene
2. Alkodienet me lidhje dyfishe të konjuguara
CH 2 \u003d CH - CH \u003d CH 2- butadien 1.3
3. Alkodienet me renditje të izoluar të lidhjeve dyfishe
CH 2 \u003d CH - CH 2 - CH \u003d CH 2-pentadien 1,4
vetitë fizike.
Propadieni dhe butadieni 1,3 janë substanca të gazta, alkodienet me lidhje të izoluara janë të lëngshme, dienet më të larta janë të ngurta.
Vetitë kimike.
Alkodienet karakterizohen nga reaksionet e shtimit:
1. Reaksioni i halogjenimit (shtimi i halogjeneve është për shkak të lidhjeve të dyfishta)
CH 2 \u003d CH - CH \u003d CH 2 + Br 2 \u003d CH 2 Br \u003d CHBr - CH \u003d CH 2- 3,4 dibromobuten - 1
2. Reaksioni i hidrogjenizimit (shtimi i hidrogjenit)
CH 2 \u003d CH - CH \u003d CH 2 + H 2 \u003d CH 3 - CH 2 - CH \u003d CH 2– buten-1
3. Reaksioni i polimerizimit (kombinimi i shumë molekulave monomere në një molekulë polimeri).
CH 2 \u003d CH - CH \u003d CH 2 \u003d (-CH 2 - CH \u003d CH - CH 2 -) n- gome sintetike butadiene
Faturë.
Në vendin tonë, prodhimi i butadienit filloi në vitin 1932. Metoda e marrjes së saj nga alkooli etilik u zhvillua nga Akademiku S.V. Lebedev
Por një metodë më premtuese për marrjen e butadienit është dehidrogjenimi i butanit që përmbahet në gazrat e naftës. Për këtë qëllim, butani kalohet mbi një katalizator të nxehtë.
Aplikacion.
Hidrokarburet diene përdoren kryesisht për sintezën e gomave.
CH 2 \u003d CH - CH \u003d CH 3 - 1.3 butadien (gome butadiene)
Gomat sintetike formohen si rezultat i reaksionit të polimerizimit të monomerëve përkatës.
Numri i biletës 4
Metodat e përgjithshme për marrjen e metaleve. Rëndësia praktike e elektrolizës.
Metalet në natyrë gjenden kryesisht në formën e komponimeve, vetëm metalet e vendosura në serinë elektrokimike të tensioneve pas hidrogjenit gjenden në formë të lirë.
Marrja e metaleve nga xehet (përbërjet) është detyrë e metalurgjisë.Për përftimin e metaleve ekzistojnë këto metoda: pirometalurgjia, hidrometalurgjia dhe elektrometalurgjia.
1. Pirometalurgjia- ky është rikuperimi i metaleve nga xehet me ndihmën e karbonit, monoksidit të karbonit (II), CO dhe hidrogjenit, në temperaturë të lartë
2ZnO + C → 2Zn + CO 2
Fe2O 3 + 3CO → 2Fe + 3CO 2
CuO + H 2 → Cu + H 2 O
Nëse një metal përdoret si agjent reduktues, atëherë kjo metodë quhet metalotermi.
Cr 2 O 3 + 2Al → Al 2 O 3 + 2Cr
2. Hidrometalurgjiështë reduktimi i metaleve nga kripërat në tretësirë. Procesi zhvillohet në dy faza: një përbërje natyrale shpërndahet në një metal të përshtatshëm për të marrë një kripë të një metali të caktuar.
CuO + H 2 SO 4 → CuSO 4 + H 2 O
Metali zhvendoset nga tretësira nga një metal më aktiv.
CuSO 4 + Fe→ FeSO 4 + Cu
3. Elektrometalurgjia- ky është reduktimi i metaleve në procesin e elektrolizës së tretësirave ose shkrirjeve të përbërjeve.
Elektroliza- Ky është një proces redoks që ndodh në elektrodat e kalimit të rrymës elektrike përmes një solucioni elektrolitik ose shkrirjes.
2NaCl ↔ 2Na + Cl 2
2Na + 2e → 2Na
2Cl – 2e→Cl 2
Aplikimi i elektrolizës
Elektroliza e tretësirave dhe shkrirja e substancave përdoret në industri:1. Për marrjen e metaleve (metalet alkali - Alumini)
2. Për prodhimin e hidrogjenit, halogjeneve dhe alkaleve
3. Për pastrimin e metaleve (përpunimit)
4. Për të mbrojtur metalet nga korrozioni
5. Marrja e kopjeve dhe regjistrimeve metalike
Reaksionet kimike duhet të dallohen nga reaksionet bërthamore. Si rezultat i reaksioneve kimike, numri i përgjithshëm i atomeve të secilit element kimik dhe përbërja izotopike e tij nuk ndryshojnë. Reaksionet bërthamore janë një çështje tjetër - proceset e transformimit të bërthamave atomike si rezultat i ndërveprimit të tyre me bërthamat e tjera ose grimcat elementare, për shembull, shndërrimi i aluminit në magnez:
27 13 Al + 1 1 H \u003d 24 12 Mg + 4 2 He
Klasifikimi i reaksioneve kimike është i shumëanshëm, domethënë mund të bazohet në shenja të ndryshme. Por në cilëndo nga këto shenja, mund të atribuohen reaksione si midis substancave inorganike ashtu edhe midis substancave organike.
Konsideroni klasifikimin e reaksioneve kimike sipas kritereve të ndryshme.
I. Sipas numrit dhe përbërjes së reaktantëve
Reaksione që zhvillohen pa ndryshuar përbërjen e substancave.
Në jo kimi organike reaksione të tilla përfshijnë proceset e marrjes së modifikimeve alotropike të një elementi kimik, për shembull:
C (grafit) ↔ C (diamant)
S (rombike) ↔ S (monoklinike)
R (e bardhë) ↔ R (e kuqe)
Sn (kallaj i bardhë) ↔ Sn (kallaj gri)
3O 2 (oksigjen) ↔ 2O 3 (ozon)Në kiminë organike, ky lloj reaksionesh mund të përfshijë reaksione izomerizimi që ndodhin pa ndryshuar jo vetëm përbërjen cilësore, por edhe sasinë e molekulave të substancave, për shembull:
1. Izomerizimi i alkaneve.
Reagimi i izomerizimit të alkaneve ka një rëndësi të madhe praktike, pasi hidrokarburet e izostrukturës kanë një aftësi më të ulët për të shpërthyer.
2. Izomerizimi i alkeneve.
3. Izomerizimi i alkineve (reaksioni i A. E. Favorsky).
CH 3 - CH 2 - C \u003d - CH ↔ CH 3 - C \u003d - C- CH 3
etilacetilen dimetilacetilen
4. Izomerizimi i haloalkaneve (A. E. Favorsky, 1907).
5. Izomerizimi i cianitit të amonit gjatë ngrohjes.
Për herë të parë, ureja u sintetizua nga F. Wehler në 1828 nga izomerizimi i cianatit të amonit kur nxehet.
Reaksionet që shoqërohen me një ndryshim në përbërjen e një substance
Ekzistojnë katër lloje të reaksioneve të tilla: përbërjet, dekompozimet, zëvendësimet dhe shkëmbimet.
1. Reaksionet e lidhjes janë reaksione të tilla në të cilat një substancë komplekse formohet nga dy ose më shumë substanca
Në kiminë inorganike, e gjithë shumëllojshmëria e reaksioneve të përbërjes mund të konsiderohet, për shembull, duke përdorur shembullin e reaksioneve për marrjen e acidit sulfurik nga squfuri:
1. Marrja e oksidit të squfurit (IV):
S + O 2 \u003d SO - një substancë komplekse formohet nga dy substanca të thjeshta.
2. Marrja e oksidit të squfurit (VI):
SO 2 + 0 2 → 2SO 3 - një substancë komplekse formohet nga një substancë e thjeshtë dhe komplekse.
3. Marrja e acidit sulfurik:
SO 3 + H 2 O \u003d H 2 SO 4 - një kompleks formohet nga dy substanca komplekse.
Një shembull i një reaksioni të përbërë në të cilin një substancë komplekse formohet nga më shumë se dy materiale fillestare është faza përfundimtare në prodhimin e acidit nitrik:
4NO 2 + O 2 + 2H 2 O \u003d 4HNO 3
Në kiminë organike, reaksionet e përbërjes zakonisht quhen "reaksione shtimi". E gjithë shumëllojshmëria e reaksioneve të tilla mund të konsiderohet në shembullin e një blloku reaksionesh që karakterizojnë vetitë e substancave të pangopura, për shembull, etilen:
1. Reaksioni i hidrogjenizimit - shtimi i hidrogjenit:
CH 2 \u003d CH 2 + H 2 → H 3 -CH 3
eteni → etani
2. Reaksioni i hidratimit – shtimi i ujit.
3. Reaksioni i polimerizimit.
2. Reaksionet e zbërthimit janë reaksione të tilla në të cilat nga një substancë komplekse formohen disa substanca të reja.
Në kiminë inorganike, e gjithë shumëllojshmëria e reaksioneve të tilla mund të konsiderohet në bllokun e reaksioneve për marrjen e oksigjenit me metoda laboratorike:
1. Zbërthimi i oksidit të merkurit (II) - nga një substancë komplekse formohen dy të thjeshta.
2. Zbërthimi i nitratit të kaliumit - nga një substancë komplekse formohen një e thjeshtë dhe një komplekse.
3. Zbërthimi i permanganatit të kaliumit - nga një substancë komplekse formohen dy komplekse dhe një e thjeshtë, pra tre substanca të reja.
Në kiminë organike, reaksionet e dekompozimit mund të konsiderohen në bllokun e reaksioneve për prodhimin e etilenit në laborator dhe në industri:
1. Reagimi i dehidrimit (ndarja e ujit) të etanolit:
C 2 H 5 OH → CH 2 \u003d CH 2 + H 2 O
2. Reaksioni i dehidrogjenizimit (ndarja e hidrogjenit) të etanit:
CH 3 -CH 3 → CH 2 \u003d CH 2 + H 2
ose CH 3 -CH 3 → 2C + ZH 2
3. Reaksioni i plasaritjes (ndarja) e propanit:
CH 3 -CH 2 -CH 3 → CH 2 \u003d CH 2 + CH 4
3. Reaksionet e zëvendësimit janë reaksione të tilla si rezultat i të cilave atomet e një lënde të thjeshtë zëvendësojnë atomet e një elementi në një substancë komplekse.
Në kiminë inorganike, një shembull i proceseve të tilla është një bllok reaksionesh që karakterizojnë vetitë e, për shembull, metaleve:
1. Ndërveprimi i metaleve alkaline ose tokësore alkaline me ujin:
2Na + 2H 2 O \u003d 2NaOH + H2
2. Ndërveprimi i metaleve me acidet në tretësirë:
Zn + 2HCl = ZnCl 2 + H 2
3. Ndërveprimi i metaleve me kripërat në tretësirë:
Fe + CuSO 4 = FeSO 4 + Cu
4. Metaltermia:
2Al + Cr 2 O 3 → Al 2 O 3 + 2Cr
Lënda e studimit të kimisë organike nuk janë substanca të thjeshta, por vetëm komponime. Prandaj, si shembull i një reaksioni zëvendësimi, ne japim vetinë më karakteristike të përbërjeve të ngopura, në veçanti metanit, aftësinë e atomeve të tij të hidrogjenit për t'u zëvendësuar nga atomet halogjene. Një shembull tjetër është brominimi i një përbërje aromatike (benzen, toluen, anilinë).
C 6 H 6 + Br 2 → C 6 H 5 Br + HBr
benzen → bromobenzen
Le t'i kushtojmë vëmendje veçorisë së reaksionit të zëvendësimit në substancat organike: si rezultat i reaksioneve të tilla, nuk formohet një substancë e thjeshtë dhe komplekse, si në kiminë inorganike, por dy substanca komplekse.
Në kiminë organike, reaksionet e zëvendësimit përfshijnë gjithashtu disa reaksione midis dy substancave komplekse, për shembull, nitrimin e benzenit. Është formalisht një reagim shkëmbimi. Fakti që ky është një reagim zëvendësues bëhet i qartë vetëm kur merret parasysh mekanizmi i tij.
4. Reaksionet e shkëmbimit janë reaksione të tilla në të cilat dy substanca komplekse shkëmbejnë pjesët e tyre përbërëse
Këto reaksione karakterizojnë vetitë e elektroliteve dhe zhvillohen në tretësirë sipas rregullit Berthollet, domethënë vetëm nëse si rezultat formohet një precipitat, gaz ose një substancë me disociim të ulët (për shembull, H 2 O).
Në kiminë inorganike, ky mund të jetë një bllok reaksionesh që karakterizojnë, për shembull, vetitë e alkaleve:
1. Reaksioni i neutralizimit që shkon me formimin e kripës dhe ujit.
2. Reaksioni ndërmjet alkalit dhe kripës, i cili shkon me formimin e gazit.
3. Reaksioni midis alkalit dhe kripës, i cili shoqërohet me formimin e një precipitati:
СuSO 4 + 2KOH \u003d Cu (OH) 2 + K 2 SO 4
ose në formë jonike:
Cu 2+ + 2OH - \u003d Cu (OH) 2
Në kiminë organike, mund të konsiderohet një bllok reaksionesh që karakterizojnë, për shembull, vetitë e acidit acetik:
1. Reaksioni që vazhdon me formimin e një elektroliti të dobët - H 2 O:
CH 3 COOH + NaOH → Na (CH3COO) + H 2 O
2. Reaksioni që shkon me formimin e gazit:
2CH 3 COOH + CaCO 3 → 2CH 3 COO + Ca 2 + + CO 2 + H 2 O
3. Reaksioni që vazhdon me formimin e një precipitati:
2CH 3 COOH + K 2 SO 3 → 2K (CH 3 COO) + H 2 SO 3
2CH 3 COOH + SiO → 2CH 3 COO + H 2 SiO 3
II. Me ndryshimin e gjendjeve të oksidimit të elementeve kimike që formojnë substanca
Mbi këtë bazë, dallohen reagimet e mëposhtme:
1. Reaksionet që ndodhin me ndryshimin e gjendjeve të oksidimit të elementeve, ose reaksionet redoks.
Këto përfshijnë shumë reaksione, duke përfshirë të gjitha reaksionet e zëvendësimit, si dhe ato reaksione të kombinimit dhe dekompozimit në të cilat merr pjesë të paktën një substancë e thjeshtë, për shembull:
1. Mg 0 + H + 2 SO 4 \u003d Mg + 2 SO 4 + H 2
2. 2Mg 0 + O 0 2 = Mg +2 O -2
Reaksionet komplekse redoks përpilohen duke përdorur metodën e bilancit elektronik.
2KMn +7 O 4 + 16HCl - \u003d 2KCl - + 2Mn +2 Cl - 2 + 5Cl 0 2 + 8H 2 O
Në kiminë organike, vetitë e aldehideve mund të shërbejnë si një shembull i mrekullueshëm i reaksioneve redoks.
1. Ato reduktohen në alkoolet përkatëse:
Aldecidet oksidohen në acidet përkatëse:
2. Reaksionet që zhvillohen pa ndryshuar gjendjet e oksidimit të elementeve kimike.
Këto përfshijnë, për shembull, të gjitha reaksionet e shkëmbimit të joneve, si dhe shumë reaksione të përbërjes, shumë reaksione dekompozimi, reaksione esterifikimi:
HCOOH + CHgOH = HSOCH 3 + H 2 O
III. Me efekt termik
Sipas efektit termik, reaksionet ndahen në ekzotermike dhe endotermike.
1. Reaksionet ekzotermike vazhdojnë me çlirimin e energjisë.
Këto përfshijnë pothuajse të gjitha reaksionet e përbërjes. Një përjashtim i rrallë janë reaksionet endotermike të sintezës së oksidit nitrik (II) nga azoti dhe oksigjeni dhe reaksioni i hidrogjenit të gaztë me jod të ngurtë.
Reaksionet ekzotermike që vazhdojnë me lëshimin e dritës quhen reaksione të djegies. Hidrogjenizimi i etilenit është një shembull i një reaksioni ekzotermik. Ajo funksionon në temperaturën e dhomës.
2. Reaksionet endotermike vazhdojnë me përthithjen e energjisë.
Natyrisht, pothuajse të gjitha reagimet e dekompozimit do të zbatohen për to, për shembull:
1. Kalcinimi i gurit gëlqeror
2. Plasaritja e butanit
Sasia e energjisë së çliruar ose e absorbuar si rezultat i reaksionit quhet efekti termik i reaksionit, dhe ekuacioni i një reaksioni kimik që tregon këtë efekt quhet ekuacion termokimik:
H 2 (g) + C 12 (g) \u003d 2HC 1 (g) + 92,3 kJ
N 2 (g) + O 2 (g) \u003d 2NO (g) - 90,4 kJ
IV. Sipas gjendjes së grumbullimit të substancave reaguese (përbërja fazore)
Sipas gjendjes së grumbullimit të substancave reaguese, dallohen:
1. Reaksionet heterogjene - reaksionet në të cilat reaktantët dhe produktet e reaksionit janë në gjendje të ndryshme grumbullimi (në faza të ndryshme).
2. Reaksionet homogjene - reaksione në të cilat reaktantët dhe produktet e reaksionit janë në gjendje të njëjtë të grumbullimit (në një fazë).
V. Sipas pjesëmarrjes së katalizatorit
Sipas pjesëmarrjes së katalizatorit, ekzistojnë:
1. Reaksionet jokatalitike që zhvillohen pa pjesëmarrjen e një katalizatori.
2. Reaksionet katalitike që zhvillohen me pjesëmarrjen e një katalizatori. Meqenëse të gjitha reaksionet biokimike që ndodhin në qelizat e organizmave të gjallë vazhdojnë me pjesëmarrjen e katalizatorëve të veçantë biologjikë të një natyre proteinike - enzimave, të gjitha ato i përkasin atyre katalitike ose, më saktë, enzimave. Duhet të theksohet se më shumë se 70% e industrive kimike përdorin katalizatorë.
VI. drejt
Sipas drejtimit ka:
1. Reaksionet e pakthyeshme zhvillohen në kushte të dhëna vetëm në një drejtim. Këto përfshijnë të gjitha reaksionet e shkëmbimit të shoqëruara nga formimi i një precipitati, gazi ose një substance me disociim të ulët (ujë) dhe të gjitha reaksionet e djegies.
2. Reaksionet e kthyeshme në këto kushte zhvillohen njëkohësisht në dy drejtime të kundërta. Shumica e këtyre reagimeve janë.
Në kiminë organike, shenja e kthyeshmërisë pasqyrohet në emrat - antonimet e proceseve:
Hidrogjenimi - dehidrogjenizimi,
Hidratim - dehidrim,
Polimerizimi - depolimerizimi.
Të gjitha reaksionet e esterifikimit janë të kthyeshme (procesi i kundërt, siç e dini, quhet hidrolizë) dhe hidroliza e proteinave, estereve, karbohidrateve, polinukleotideve. Kthyeshmëria e këtyre proceseve qëndron në themel të vetive më të rëndësishme të një organizmi të gjallë - metabolizmit.
VII. Sipas mekanizmit të rrjedhjes, dallohen:
1. Reaksionet radikale zhvillohen ndërmjet radikaleve dhe molekulave të formuara gjatë reaksionit.
Siç e dini tashmë, në të gjitha reaksionet, lidhjet e vjetra kimike thyhen dhe formohen lidhje të reja kimike. Metoda e prishjes së lidhjes në molekulat e substancës fillestare përcakton mekanizmin (rrugën) e reaksionit. Nëse substanca formohet nga një lidhje kovalente, atëherë mund të ketë dy mënyra për të thyer këtë lidhje: hemolitike dhe heterolitike. Për shembull, për molekulat e Cl 2, CH 4, etj., realizohet një këputje hemolitike e lidhjeve, do të çojë në formimin e grimcave me elektrone të paçiftëzuara, domethënë radikale të lira.
Radikalet formohen më shpesh kur prishen lidhjet në të cilat çiftet e përbashkëta të elektroneve shpërndahen afërsisht në mënyrë të barabartë midis atomeve (lidhja kovalente jopolare), por shumë lidhje polare gjithashtu mund të thyhen në një mënyrë të ngjashme, veçanërisht kur reaksioni zhvillohet në faza e gazit dhe nën veprimin e dritës. , si, për shembull, në rastin e proceseve të diskutuara më sipër - ndërveprimi i C 12 dhe CH 4 - . Radikalët janë shumë reaktivë, pasi priren të plotësojnë shtresën e tyre elektronike duke marrë një elektron nga një atom ose molekulë tjetër. Për shembull, kur një radikal klori përplaset me një molekulë hidrogjeni, ai thyen çiftin e përbashkët elektronik që lidh atomet e hidrogjenit dhe formon një lidhje kovalente me një nga atomet e hidrogjenit. Atomi i dytë i hidrogjenit, duke u bërë radikal, formon një çift elektronik të përbashkët me elektronin e paçiftuar të atomit të klorit nga molekula në kolaps Cl 2, duke rezultuar në një radikal klori që sulmon një molekulë të re hidrogjeni, etj.
Reaksionet, të cilat janë një zinxhir transformimesh të njëpasnjëshme, quhen reaksione zinxhirore. Për zhvillimin e teorisë së reaksioneve zinxhir, dy kimistë të shquar - bashkatdhetari ynë N. N. Semenov dhe anglezi S. A. Hinshelwood u nderuan me çmimin Nobel.
Reaksioni i zëvendësimit midis klorit dhe metanit vazhdon në mënyrë të ngjashme:
Pjesa më e madhe e reaksioneve të djegies së substancave organike dhe inorganike, sinteza e ujit, e amoniakut, polimerizimi i etilenit, klorurit të vinilit etj., zhvillohen sipas mekanizmit radikal.
2. Reaksionet jonike zhvillohen midis joneve tashmë të pranishme ose të formuara gjatë reaksionit.
Reaksionet tipike jonike janë ndërveprimet ndërmjet elektroliteve në tretësirë. Jonet formohen jo vetëm gjatë shpërbërjes së elektroliteve në tretësirë, por edhe nën veprimin e shkarkimeve elektrike, ngrohjes ose rrezatimit. Rrezet γ, për shembull, shndërrojnë molekulat e ujit dhe metanit në jone molekulare.
Sipas një mekanizmi tjetër jonik, ndodhin reaksionet e shtimit të halogjeneve të hidrogjenit, hidrogjenit, halogjeneve në alkene, oksidimi dhe dehidrimi i alkooleve, zëvendësimi i hidroksilit të alkoolit me halogjen; reaksione që karakterizojnë vetitë e aldehideve dhe acideve. Jonet në këtë rast formohen nga thyerja heterolitike e lidhjeve polare kovalente.
VIII. Sipas llojit të energjisë
duke filluar reagimin, janë:
1. Reaksionet fotokimike. Ato inicohen nga energjia e dritës. Përveç proceseve të mësipërme fotokimike të sintezës së HCl ose reaksionit të metanit me klorin, ato përfshijnë prodhimin e ozonit në troposferë si një ndotës sekondar atmosferik. Në këtë rast, oksidi nitrik (IV) vepron si primar, i cili formon radikalet e oksigjenit nën veprimin e dritës. Këto radikale ndërveprojnë me molekulat e oksigjenit, duke rezultuar në ozon.
Formimi i ozonit vazhdon për aq kohë sa ka dritë të mjaftueshme, pasi NO mund të ndërveprojë me molekulat e oksigjenit për të formuar të njëjtin NO 2. Akumulimi i ozonit dhe ndotësve të tjerë dytësorë të ajrit mund të çojë në smog fotokimik.
Ky lloj reagimi përfshin proces kritik, që zhvillohet në qelizat bimore, është fotosinteza, emri i së cilës flet vetë.
2. Reaksionet e rrezatimit. Ato inicohen nga rrezatimi me energji të lartë - rrezet x, rrezatimi bërthamor (rrezet γ, grimcat a - He 2+, etj.). Me ndihmën e reaksioneve të rrezatimit kryhet radiopolimerizimi shumë i shpejtë, radioliza (zbërthimi i rrezatimit) etj.
Për shembull, në vend të prodhimit me dy faza të fenolit nga benzeni, ai mund të merret nga bashkëveprimi i benzenit me ujin nën veprimin e rrezatimit. Në këtë rast, radikalet [OH] dhe [H] formohen nga molekulat e ujit, me të cilat benzeni reagon për të formuar fenol:
C 6 H 6 + 2 [OH] → C 6 H 5 OH + H 2 O
Vullkanizimi i gomës mund të kryhet pa squfur duke përdorur radiovulkanizim, dhe goma që rezulton nuk do të jetë më e keqe se goma tradicionale.
3. Reaksionet elektrokimike. Ato inicohen nga një rrymë elektrike. Përveç reaksioneve të elektrolizës të njohura për ju, ne tregojmë gjithashtu reaksionet e elektrosintezës, për shembull, reagimet e prodhimit industrial të oksidantëve inorganikë.
4. Reaksionet termokimike. Ato inicohen nga energjia termike. Këto përfshijnë të gjitha reaksionet endotermike dhe shumë reaksione ekzotermike që kërkojnë një furnizim fillestar me nxehtësi, domethënë fillimin e procesit.
Klasifikimi i mësipërm i reaksioneve kimike është pasqyruar në diagram.
Klasifikimi i reaksioneve kimike, si të gjitha klasifikimet e tjera, është i kushtëzuar. Shkencëtarët ranë dakord të ndajnë reagimet në lloje të caktuara sipas shenjave që ata identifikuan. Por shumica e transformimeve kimike mund t'i atribuohen llojeve të ndryshme. Për shembull, le të karakterizojmë procesin e sintezës së amoniakut.
Ky është një reaksion kompleks, redoks, ekzotermik, i kthyeshëm, katalitik, heterogjen (më saktë, katalitik heterogjen), duke vazhduar me një ulje të presionit në sistem. Për të menaxhuar me sukses procesin, duhet të merren parasysh të gjitha informacionet e mësipërme. Një reaksion kimik specifik është gjithmonë shumë cilësor, ai karakterizohet nga karakteristika të ndryshme.
PËRKUFIZIM
Reaksion kimik quhet transformimi i substancave në të cilat ka një ndryshim në përbërjen dhe (ose) strukturën e tyre.
Më shpesh, reaksionet kimike kuptohen si procesi i shndërrimit të substancave fillestare (reagentëve) në substanca (produkte) përfundimtare.
Reaksionet kimike shkruhen duke përdorur ekuacione kimike që përmbajnë formulat e materialeve fillestare dhe produkteve të reaksionit. Sipas ligjit të ruajtjes së masës, numri i atomeve të secilit element në anën e majtë dhe të djathtë të ekuacionit kimik është i njëjtë. Zakonisht, formulat e substancave fillestare shkruhen në anën e majtë të ekuacionit, dhe formulat e produkteve shkruhen në të djathtë. Barazia e numrit të atomeve të çdo elementi në pjesën e majtë dhe të djathtë të ekuacionit arrihet duke vendosur koeficientët stekiometrikë me numra të plotë përpara formulave të substancave.
Ekuacionet kimike mund të përmbajnë informacion shtesë rreth veçorive të reaksionit: temperaturë, presion, rrezatim, etj., të cilat tregohen me simbolin përkatës sipër (ose "nën") shenjën e barabartë.
Të gjitha reaksionet kimike mund të grupohen në disa klasa, të cilat kanë karakteristika të caktuara.
Klasifikimi i reaksioneve kimike sipas numrit dhe përbërjes së substancave fillestare dhe rezultuese
Sipas këtij klasifikimi, reaksionet kimike ndahen në reaksione të kombinimit, zbërthimit, zëvendësimit, shkëmbimit.
Si rezultat reaksionet e përbëra nga dy ose më shumë substanca (të ndërlikuara ose të thjeshta) formohet një substancë e re. Në përgjithësi, ekuacioni për një reaksion të tillë kimik do të duket si ky:
Për shembull:
CaCO 3 + CO 2 + H 2 O \u003d Ca (HCO 3) 2
SO 3 + H 2 O \u003d H 2 SO 4
2 Mg + O 2 \u003d 2 MgO.
2FeCl 2 + Cl 2 = 2 FeCl 3
Reaksionet e kombinimit janë në shumicën e rasteve ekzotermike, d.m.th. rrjedhin me çlirimin e nxehtësisë. Nëse në reaksion përfshihen substanca të thjeshta, atëherë reaksione të tilla janë më së shpeshti redoks (ORD), d.m.th. ndodhin me ndryshimin e gjendjeve të oksidimit të elementeve. Është e pamundur të thuhet pa mëdyshje nëse reagimi i një përbërjeje midis substancave komplekse mund t'i atribuohet OVR.
Reaksionet në të cilat disa substanca të tjera të reja (komplekse ose të thjeshta) formohen nga një substancë komplekse klasifikohen si reaksionet e dekompozimit. Në përgjithësi, ekuacioni për një reaksion të dekompozimit kimik do të duket si ky:
Për shembull:
CaCO 3 CaO + CO 2 (1)
2H 2 O \u003d 2H 2 + O 2 (2)
CuSO 4 × 5H 2 O \u003d CuSO 4 + 5H 2 O (3)
Cu (OH) 2 \u003d CuO + H 2 O (4)
H 2 SiO 3 \u003d SiO 2 + H 2 O (5)
2SO 3 \u003d 2SO 2 + O 2 (6)
(NH 4) 2 Cr 2 O 7 \u003d Cr 2 O 3 + N 2 + 4H 2 O (7)
Shumica e reaksioneve të dekompozimit vazhdojnë me ngrohje (1,4,5). Zbërthimi me rrymë elektrike është i mundur (2). Zbërthimi i hidrateve kristalore, acideve, bazave dhe kripërave të acideve që përmbajnë oksigjen (1, 3, 4, 5, 7) vazhdon pa ndryshuar gjendjet e oksidimit të elementeve, d.m.th. këto reagime nuk vlejnë për OVR. Reaksionet e dekompozimit OVR përfshijnë dekompozimin e oksideve, acideve dhe kripërave të formuara nga elementë në gjendje më të lartë oksidimi (6).
Reaksionet e dekompozimit gjenden gjithashtu në kiminë organike, por me emra të tjerë - plasaritje (8), dehidrogjenim (9):
C 18 H 38 \u003d C 9 H 18 + C 9 H 20 (8)
C 4 H 10 \u003d C 4 H 6 + 2H 2 (9)
Në reaksionet e zëvendësimit një substancë e thjeshtë ndërvepron me një kompleks, duke formuar një substancë të re të thjeshtë dhe një të re komplekse. Në përgjithësi, ekuacioni për një reaksion zëvendësimi kimik do të duket si ky:
Për shembull:
2Al + Fe 2 O 3 \u003d 2Fe + Al 2 O 3 (1)
Zn + 2HCl = ZnCl 2 + H 2 (2)
2 KBr + Cl 2 \u003d 2KCl + Br 2 (3)
2KSlO 3 + l 2 = 2KlO 3 + Cl 2 (4)
CaCO 3 + SiO 2 \u003d CaSiO 3 + CO 2 (5)
Ca 3 (RO 4) 2 + ZSiO 2 = ZCaSiO 3 + P 2 O 5 (6)
CH 4 + Cl 2 = CH 3 Cl + Hcl (7)
Reaksionet e zëvendësimit janë kryesisht reaksione redoks (1 - 4, 7). Shembujt e reaksioneve të dekompozimit në të cilat nuk ka ndryshim në gjendjet e oksidimit janë të paktë (5, 6).
Reagimet e shkëmbimit quhen reaksionet që ndodhin midis substancave komplekse, në të cilat ato shkëmbejnë pjesët përbërëse të tyre. Zakonisht ky term përdoret për reaksionet që përfshijnë jonet e vendosura në tretësirë ujore. Në përgjithësi, ekuacioni për një reaksion shkëmbimi kimik do të duket si ky:
AB + CD = AD + CB
Për shembull:
CuO + 2HCl \u003d CuCl 2 + H 2 O (1)
NaOH + HCl \u003d NaCl + H 2 O (2)
NaHCO 3 + HCl \u003d NaCl + H 2 O + CO 2 (3)
AgNO 3 + KBr = AgBr ↓ + KNO 3 (4)
CrCl 3 + ZNaOH = Cr(OH) 3 ↓+ ZNaCl (5)
Reaksionet e shkëmbimit nuk janë redoks. Një rast i veçantë i këtyre reaksioneve të shkëmbimit janë reaksionet e neutralizimit (reaksionet e bashkëveprimit të acideve me alkalet) (2). Reaksionet e shkëmbimit vazhdojnë në drejtimin ku të paktën një nga substancat hiqet nga sfera e reaksionit në formën e një lënde të gaztë (3), një precipitati (4, 5) ose një përbërje me disociim të ulët, më shpesh ujë (1, 2).
Klasifikimi i reaksioneve kimike sipas ndryshimeve në gjendjet e oksidimit
Në varësi të ndryshimit të gjendjeve të oksidimit të elementeve që përbëjnë reaktantët dhe produktet e reaksionit, të gjitha reaksionet kimike ndahen në redoks (1, 2) dhe ato që ndodhin pa ndryshuar gjendjen e oksidimit (3, 4).
2Mg + CO 2 \u003d 2MgO + C (1)
Mg 0 - 2e \u003d Mg 2+ (reduktues)
C 4+ + 4e \u003d C 0 (agjent oksidues)
FeS 2 + 8HNO 3 (konc) = Fe(NO 3) 3 + 5NO + 2H 2 SO 4 + 2H 2 O (2)
Fe 2+ -e \u003d Fe 3+ (reduktues)
N 5+ + 3e \u003d N 2+ (agjent oksidues)
AgNO 3 + HCl \u003d AgCl ↓ + HNO 3 (3)
Ca(OH) 2 + H 2 SO 4 = CaSO 4 ↓ + H 2 O (4)
Klasifikimi i reaksioneve kimike sipas efektit termik
Në varësi të faktit nëse nxehtësia (energjia) lëshohet ose absorbohet gjatë reaksionit, të gjitha reaksionet kimike ndahen me kusht në ekzo - (1, 2) dhe endotermikë (3), përkatësisht. Sasia e nxehtësisë (energjisë) e çliruar ose e absorbuar gjatë një reaksioni quhet nxehtësia e reaksionit. Nëse ekuacioni tregon sasinë e nxehtësisë së çliruar ose të absorbuar, atëherë ekuacione të tilla quhen termokimike.
N 2 + 3H 2 = 2NH 3 +46,2 kJ (1)
2Mg + O 2 \u003d 2MgO + 602,5 kJ (2)
N 2 + O 2 \u003d 2NO - 90,4 kJ (3)
Klasifikimi i reaksioneve kimike sipas drejtimit të reaksionit
Sipas drejtimit të reaksionit, dallohen të kthyeshme (procese kimike, produktet e të cilave janë në gjendje të reagojnë me njëri-tjetrin në të njëjtat kushte në të cilat përftohen, me formimin e substancave fillestare) dhe të pakthyeshme (procese kimike, produktet e të cilave nuk janë në gjendje të reagojnë me njëri-tjetrin me formimin e substancave fillestare).
Për reaksionet e kthyeshme, ekuacioni në formë të përgjithshme zakonisht shkruhet si më poshtë:
A + B ↔ AB
Për shembull:
CH 3 COOH + C 2 H 5 OH ↔ H 3 COOS 2 H 5 + H 2 O
Shembuj të reaksioneve të pakthyeshme janë reagimet e mëposhtme:
2KSlO 3 → 2KSl + ZO 2
C 6 H 12 O 6 + 6O 2 → 6CO 2 + 6H 2 O
Dëshmia e pakthyeshmërisë së reaksionit mund të shërbejë si produkte të reaksionit të një substance të gaztë, një precipitati ose një përbërje me disociim të ulët, më shpesh uji.
Klasifikimi i reaksioneve kimike nga prania e një katalizatori
Nga ky këndvështrim dallohen reaksionet katalitike dhe jokatalitike.
Një katalizator është një substancë që përshpejton një reaksion kimik. Reaksionet që përfshijnë katalizatorët quhen katalitikë. Disa reagime janë përgjithësisht të pamundura pa praninë e një katalizatori:
2H 2 O 2 \u003d 2H 2 O + O 2 (katalizator MnO 2)
Shpesh, një nga produktet e reaksionit shërben si një katalizator që përshpejton këtë reagim (reaksionet autokatalitike):
MeO + 2HF \u003d MeF 2 + H 2 O, ku Me është një metal.
Shembuj të zgjidhjes së problemeve
SHEMBULL 1
Klasifikimi i reaksioneve kimike në kiminë inorganike dhe organike kryhet në bazë të veçorive të ndryshme klasifikuese, detajet e të cilave janë dhënë në tabelën më poshtë.
Me ndryshimin e gjendjes së oksidimit të elementeve
Shenja e parë e klasifikimit është ndryshimi i shkallës së oksidimit të elementeve që formojnë reaktantët dhe produktet.
a) redoks
b) pa ndryshuar gjendjen e oksidimit
redoks quhen reaksione të shoqëruara me ndryshim të gjendjeve të oksidimit të elementeve kimike që përbëjnë reagentët. Redoksi në kiminë inorganike përfshin të gjitha reaksionet e zëvendësimit dhe ato reaksione të dekompozimit dhe të përbërjes në të cilat përfshihet të paktën një substancë e thjeshtë. Reaksionet që zhvillohen pa ndryshuar gjendjet e oksidimit të elementeve që formojnë reaktantët dhe produktet e reaksionit përfshijnë të gjitha reaksionet e shkëmbimit.
Sipas numrit dhe përbërjes së reagentëve dhe produkteve
Reaksionet kimike klasifikohen sipas natyrës së procesit, d.m.th., sipas numrit dhe përbërjes së reaktantëve dhe produkteve.
Reaksionet e lidhjes të quajtura reaksione kimike, si rezultat i të cilave molekula komplekse merren nga disa më të thjeshta, për shembull:
4Li + O 2 = 2Li 2 OReaksionet e zbërthimit të quajtura reaksione kimike, si rezultat i të cilave molekula të thjeshta merren nga ato më komplekse, për shembull:
CaCO 3 \u003d CaO + CO 2Reaksionet e zbërthimit mund të shihen si procese të anasjellta me përbërjen.
reaksionet e zëvendësimit quhen reaksione kimike, si rezultat i të cilave një atom ose grup atomesh në një molekulë të një substance zëvendësohet nga një atom tjetër ose grup atomesh, për shembull:
Fe + 2HCl \u003d FeCl 2 + H 2 Karakteristika e tyre dalluese është ndërveprimi i një substance të thjeshtë me një kompleks. Reaksione të tilla ekzistojnë në kiminë organike.
Sidoqoftë, koncepti i "zëvendësimit" në organikë është më i gjerë sesa në kiminë inorganike. Nëse në molekulën e substancës origjinale ndonjë atom ose grup funksional zëvendësohet nga një atom ose grup tjetër, këto janë gjithashtu reaksione zëvendësimi, megjithëse nga pikëpamja e kimisë inorganike, procesi duket si një reaksion shkëmbimi.
- shkëmbim (përfshirë neutralizimin).
Reagimet e shkëmbimit quaj reaksionet kimike që ndodhin pa ndryshuar gjendjet e oksidimit të elementeve dhe çojnë në shkëmbimin e pjesëve përbërëse të reagentëve, për shembull:
AgNO 3 + KBr = AgBr + KNO 3
Vraponi në drejtim të kundërt nëse është e mundur.
Nëse është e mundur, vazhdoni në drejtim të kundërt - të kthyeshëm dhe të pakthyeshëm.
e kthyeshme quhen reaksione kimike që ndodhin në një temperaturë të caktuar njëkohësisht në dy drejtime të kundërta me shpejtësi proporcionale. Kur shkruani ekuacionet e reaksioneve të tilla, shenja e barazimit zëvendësohet me shigjeta të drejtuara në të kundërt. Shembulli më i thjeshtë i një reaksioni të kthyeshëm është sinteza e amoniakut nga ndërveprimi i azotit dhe hidrogjenit:
N 2 + 3H 2 ↔2NH 3
të pakthyeshme janë reaksione që zhvillohen vetëm në drejtimin përpara, si rezultat i të cilave formohen produkte që nuk ndërveprojnë me njëri-tjetrin. Të pakthyeshmet përfshijnë reaksionet kimike që rezultojnë në formimin e komponimeve pak të disociuara, lëshohet një sasi e madhe energjie, si dhe ato në të cilat produktet përfundimtare largohen nga sfera e reagimit në formë të gaztë ose në formën e një precipitati, për shembull:
HCl + NaOH = NaCl + H2O
2Ca + O 2 \u003d 2CaO
BaBr 2 + Na 2 SO 4 = BaSO 4 ↓ + 2NaBr
Me efekt termik
ekzotermike janë reaksione kimike që çlirojnë nxehtësi. Simboli për ndryshimin e entalpisë (përmbajtja e nxehtësisë) është ΔH, dhe efekti termik i reaksionit është Q. Për reaksionet ekzotermike, Q > 0 dhe ΔH< 0.
endotermike quhen reaksione kimike që ndodhin me thithjen e nxehtësisë. Për reaksionet endotermike Q< 0, а ΔH > 0.
Reaksionet e bashkimit në përgjithësi do të jenë reaksione ekzotermike dhe reaksionet e dekompozimit do të jenë endotermike. Një përjashtim i rrallë është reagimi i azotit me oksigjen - endotermik:
N2 + O2 → 2NO - P
Sipas fazës
homogjene quhen reaksione që ndodhin në një mjedis homogjen (substanca homogjene, në një fazë, për shembull, g-g, reaksione në tretësirë).
heterogjene quhen reaksione që ndodhin në një mjedis johomogjen, në sipërfaqen e kontaktit të substancave reaguese që janë në faza të ndryshme, për shembull, të ngurtë dhe të gaztë, të lëngët dhe të gaztë, në dy lëngje të papërziershme.
Duke përdorur një katalizator
Një katalizator është një substancë që përshpejton një reaksion kimik.
reaksionet katalitike procedohet vetëm në prani të një katalizatori (përfshirë edhe ato enzimatike).
Reaksionet jo katalitike funksionojnë në mungesë të një katalizatori.
Sipas llojit të këputjes
Sipas llojit të prishjes së lidhjes kimike në molekulën fillestare, dallohen reaksionet homolitike dhe heterolitike.
homolitike quhen reaksione në të cilat, si rezultat i thyerjes së lidhjeve, formohen grimca që kanë një elektron të paçiftuar - radikalet e lira.
Heterolitike quhen reaksione që zhvillohen përmes formimit të grimcave jonike - kationeve dhe anioneve.
- homolitik (hendek i barabartë, çdo atom merr 1 elektron)
- heterolitik (hendek i pabarabartë - merr një palë elektrone)
Radikale Reaksionet (zinxhir) kimike që përfshijnë radikale quhen, për shembull:
CH 4 + Cl 2 hv → CH 3 Cl + HCl
Jonike quhen reaksione kimike që zhvillohen me pjesëmarrjen e joneve, për shembull:
KCl + AgNO 3 \u003d KNO 3 + AgCl ↓
Elektrofile i referohet reaksioneve heterolitike të komponimeve organike me elektrofile - grimca që mbajnë një ngarkesë pozitive të plotë ose të pjesshme. Ato ndahen në reaksione të zëvendësimit elektrofilik dhe shtimit elektrofilik, për shembull:
C 6 H 6 + Cl 2 FeCl3 → C 6 H 5 Cl + HCl
H 2 C \u003d CH 2 + Br 2 → BrCH 2 -CH 2 Br
Nukleofili i referohet reaksioneve heterolitike të përbërjeve organike me nukleofile - grimca që mbajnë një ngarkesë negative të numrit të plotë ose të pjesshëm. Ato ndahen në reaksione të zëvendësimit nukleofilik dhe të shtimit nukleofilik, për shembull:
CH 3 Br + NaOH → CH 3 OH + NaBr
CH 3 C (O) H + C 2 H 5 OH → CH 3 CH (OC 2 H 5) 2 + H 2 O
Klasifikimi i reaksioneve organike
Klasifikimi i reaksioneve organike është dhënë në tabelë:
