Что называется химической реакцией кратко

10.04.202214.04.2022 admin 0 Comments

Химическая реакция

Хими́ческая реа́кция — превращение одного или нескольких исходных веществ (реагентов) в отличающиеся от них по химическому составу или строению вещества (продукты реакции). В отличие от ядерных реакций, при химических реакциях ядра атомов не меняются, в частности не изменяется их общее число, изотопный состав химических элементов, при этом происходит перераспределение электронов и ядер и образуются новые химические вещества.

Химические реакции происходят при смешении или физическом контакте реагентов самопроизвольно, при нагревании, участии катализаторов (катализ), действии света (фотохимические реакции), электрического тока (электродные процессы), ионизирующих излучений (радиационно-химические реакции), механического воздействия (механохимические реакции), в низкотемпературной плазме (плазмохимические реакции) и т. п. Взаимодействие молекул между собой происходит по цепному маршруту: ассоциация — электронная изомеризация — диссоциация, в котором активными частицами являются радикалы, ионы, координационно-ненасыщенные соединения. Скорость химической реакции определяется концентрацией активных частиц и разницей между энергиями связи разрываемой и образуемой.

Содержание

Классификация

Существует большое количество признаков, по которым можно классифицировать химические реакции.

По фазовому составу реагирующей системы

По изменению степеней окисления реагентов

В данном случае различают

Пример окислительно-восстановительной реакции — горение водорода (восстановитель) в кислороде (окислитель) с образованием воды:

Пример реакции диспропорционирования — реакция разложения нитрата аммония при нагревании. Окислителем в данном случае выступает азот (+5) нитрогруппы, а восстановителем — азот (-3) катиона аммония:

По тепловому эффекту реакции

Все реакции сопровождаются тепловыми эффектами. При разрыве химических связей в реагентах выделяется энергия, которая, в основном, идет на образование новых химических связей. В некоторых реакциях энергии этих процессов близки, и в таком случае общий тепловой эффект реакции приближается к нулю. В остальных случаях можно выделить:

Тепловой эффект реакции (энтальпию реакции, Δ_rH), часто имеющий очень важное значение, можно вычислить по закону Гесса, если известны энтальпии образования реагентов и продуктов. Когда сумма энтальпий продуктов меньше суммы энтальпий реагентов (Δ_rH 0) — поглощение.

По типу превращений реагирующих частиц

Химические реакции всегда сопровождаются физическими эффектами: поглощением и выделением энергии, например в виде теплопередачи, изменением агрегатного состояния реагентов, изменением окраски реакционной смеси и др. Именно по этим физическим эффектам часто судят о протекании химических реакций.

Химические процессы, протекающие в веществе, отличаются и от физических процессов, и от ядерных превращений. В физических процессах каждое из участвующих веществ сохраняет неизменным свой состав (хотя вещества могут образовывать смеси), но могут изменять внешнюю форму или агрегатное состояние.

В химических процессах (химических реакциях) получаются новые вещества с отличными от реагентов свойствами, но никогда не образуются атомы новых элементов. В атомах же участвующих в реакции элементов обязательно происходят видоизменения электронной оболочки.

В ядерных реакциях происходят изменения в атомных ядрах всех участвующих элементов, что приводит к образованию атомов новых элементов.

С помощью химических реакций можно получать практически важные вещества, которые в природе находятся в ограниченных количествах, например азотные удобрения, либо вообще не встречаются по каким-либо причинам, например сульфаниламиды и другие синтетические лекарственные препараты, полиэтилен и другие пластмассы. Химия позволяет синтезировать новые, неизвестные природе вещества, необходимые для жизнедеятельности человека. Вместе с тем, неумелое или безответственное химическое воздействие на окружающую среду и на протекающие природные процессы может привести к нарушению установившихся естественных химических циклов, что делает актуальной экологическую проблему (загрязнение окружающей среды) и усложняет задачу рационального использования природных ресурсов и сохранения естественной среды обитания на Земле.

Источник

Что называется химической реакцией кратко

Химическая реакция — это превращение одних веществ (реагентов) в другие, отличающиеся по химическому составу или строению (продукты реакции).

ПРИЗНАКИ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ

Химическое превращение от физического всегда можно отличить по наличию одного или нескольких признаков:

· образование слабодиссоциированных веществ (например, воды);

· выделение энергии (тепловой или световой).

ТИПЫ КЛАССИФИКАЦИЙ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ

Существует несколько подходов к классификации химических реакций, основные из них представлены на схеме ниже.

Рассмотрим их подробнее.

КЛАССИФИКАЦИЯ ПО ЧИСЛУ И СОСТАВУ РЕАГИРУЮЩИХ И ОБРАЗУЮЩИХСЯ ВЕЩЕСТВ

Первая реакция является реакцией соединения (иногда говорят присоединения), поскольку из двух веществ получается одно. Во второй реакции, наоборот, из одного вещества получается два и это реакция разложения.

В реакциях замещения простое вещество замещает один из элементов в сложном веществе, в результате чего получается новое просто вещество и новое сложное вещество. Например:

В реакциях обмена два сложных вещества обмениваются своими составными частями и образуется два новых сложных вещества:

КЛАССИФИКАЦИЯ ПО ИЗМЕНЕНИЮ СТЕПЕНИ ОКИСЛЕНИЯ

Окислительно-восстановительные реакции (ОВР) — реакции, протекающие с изменением степеней окисления элемента(ов).

В любой окислительно-восстановительной реакции (ОВР) всегда должен быть как минимум один элемент, повышающий степень окисления ( восстановитель ), и другой — понижающий степень окисления ( окислитель ).

Если же эти элементы входят в состав одной молекулы, такие реакции называются внутримолекулярными ОВР.

6 KOH (конц.) + 3 Cl ₂ = KClO ₃ + 5 KCl + 3 H ₂ O

Cl 0 ₂ + 1 ⋅ 2 e ¯→ 2 Cl − | 5 окислитель, процесс восстановление

Cl 0 ₂ − 5 ⋅ 2 e ¯→ 2 Cl +5 | 1 восстановитель, процесс окисление

В этой реакции хлор простое вещество одновременно и окислился (до KClO ₃ ) и восстановился (до KCl ). Такие реакции называются реакциями диспропорционирования.

S +4 + 4 e ¯→ S 0 | 1 окислитель, процесс восстановление

S −2 − 2 e ¯→ S 0 | 2 восстановитель, процесс окисление

КЛАССИФИКАЦИЯ ПО ТЕПЛОВОМУ ЭФФЕКТУ

Тепловой эффект реакции — ΔH — теплота, поглощаемая или выделяемая системой в ходе химической реакции.

2. Е реагентов В этом случае для протекания реакции необходима дополнительная энергия, которая может быть получена извне в виде дополнительного нагревания, УФ-облучения или в других формах. При этом температура реагирующей системы должна понижаться за счет поглощения энергии.

Экзотермические реакции — реакции, протекающие с выделением тепла (+Q)

Самые типичные экзотермические реакции — это реакции горения. Иногда энергетический «выигрыш» настолько велик, что происходит выделение и тепловой и световой энергии, что чаще всего принято называть взрывом. Например, горение метана в атмосфере воздуха.

В случае, если на образование новых химических связей требуется энергия большая, чем выделилась при разрыве старых связей, то системе требуется дополнительная подача тепла.

Эндотермические реакции — реакции, протекающие с поглощением тепла (-Q)

Термохимические уравнения — уравнения химических реакций с указанием теплового эффекта реакции.

Подробнее термохимические уравнения будут рассмотрены в соответствующем разделе.

КЛАССИФИКАЦИЯ ПО АГРЕГАТНОМУ СОСТОЯНИЮ РЕАГЕНТОВ

Напомним, что существует четыре агрегатных состояния вещества: газ, жидкость, твердое и плазма (последнее встречается крайне редко).

Граница раздела фаз присутствует в системе, образованной, например, жидкостью и твердым телом (металл и кислота), твердым телом и газом (гетерогенный катализ), двумя несмешивающимися жидкостями (масло и вода). Чаще всего химические реакции являются гетерогенными.

Агрегатное состояние вещества обычно обозначается буквами русского алфавита нижним индексом в скобках : (г) — газ, (ж) — жидкость, (т) — твердое.

КЛАССИФИКАЦИЯ ПО НАЛИЧИЮ КАТАЛИЗАТОРА

Катализатор — вещество, которое ускоряет скорость химической реакции, но само при этом не расходуется.

Ингибитор — вещество, замедляющее или предотвращающее протекание химической реакции.

Следует понимать, что катализатор участвует в реакции и претерпевает ряд изменений (каталитический цикл), превращается в промежуточные соединения, которые разрушаются к концу каталитического цикла, превращаясь в исходный катализатор. Поэтому иногда в учебниках встречается формулировка: «катализатор в реакции не расходуется».

Ингибиторы используются в быту и в промышленности для подавления протекания нежелательных процессов: старения полимеров, окисления топлива и смазочных масел, пищевых жиров и др. Например, ортофосфорная кислота замедляет процессы окисления железа (коррозию), поэтому ее используют для предотвращения ржавления. Часто ингибиторы используются в медицине, в лекарственных препаратах, например ингибиторы образования ферментов и др.

КЛАССИФИКАЦИЯ ПО НАПРАВЛЕНИЮ ПРОТЕКАНИЯ РЕАКЦИИ

Реакции, которые при заданных условиях протекают как в прямом, так и в обратном направлении, называют обратимыми.

Обратимые реакции очень распространены в химии. К ним относятся диссоциация воды и слабых кислот, гидролиз некоторых солей, реакции водорода с бромом, иодом и азотом, многие промышленно важные реакции, такие как:

Источник

Классификация реакций

Существует несколько классификаций реакций, протекающих в неорганической и органической химии.

По характеру процесса

Так называют химические реакции, где из нескольких простых или сложных веществ получается одно сложное вещество. Примеры:

В результате реакции разложения сложное вещество распадается на несколько сложных или простых веществ. Примеры:

В ходе реакций замещения атом или группа атомов в молекуле замещаются на другой атом или группу атомов. Примеры:

К реакциям обмена относятся те, которые протекают без изменения степеней окисления и выражаются в обмене компонентов между веществами. Часто обмен происходит анионами/катионами:

AgF + NaCl = AgCl↓ + NaF

Окислительно-восстановительные реакции (ОВР)

Замечу, что окислителем и восстановителем могут являться только исходные вещества (а не продукты!) Окислитель всегда понижает свою СО, принимая электроны в процессе восстановления. Восстановитель всегда повышает свою СО, отдавая электроны в процессе окисления.

ОВР уравнивают методом электронного баланса, с которым мы подробно познакомимся в разделе «Решения задач».

Обратимые и необратимые реакции

Классическим примером обратимой реакции является синтез аммиака и реакция этерификации (из органической химии):

Необратимые реакции протекают только в одном направлении, до полного расходования одного из исходных веществ. Главное отличие их от обратимых реакций в том, что образовавшиеся продукты реакции не взаимодействуют между собой с образованием исходных веществ.

Примеры необратимых реакций:

NaOH + HCl = NaCl + H₂O (образуется вода)

2Na + 2H₂O = 2NaOH + H₂ (сопровождается выделением большого количества тепла)

Реакции и агрегатное состояние фаз

Фазой в химии называют часть объема равновесной системы, однородную во всех своих точках по химическому составу и физическим свойствам и отделенную от других частей того же объема поверхностью раздела. Фаза бывает жидкой, твердой и газообразной.

К гетерогенным реакциям относятся следующие реакции (примеры): жидкость + газ, газ + твердое вещество, твердое вещество + жидкость. Примером такой реакции может послужить взаимодействие твердого цинка и раствора соляной кислоты:

К гомогенным реакциям относятся (примеры): жидкость + жидкость, газ + газ. Примером такой реакции может служить взаимодействие между растворами уксусной кислоты и едкого натра.

Реакции и их тепловой эффект

NaOH + HCl = NaCl + H₂O + 56 кДж

К экзотермическим реакциям часто относятся реакции горения, соединения.

Исключением является взаимодействие азота и кислорода, при котором тепло поглощается:

Как уже было отмечено выше, если тепло выделяется во внешнюю среду, значит, система реагирующих веществ потеряло это тепло. Поэтому не должно казаться противоречием, что внутренняя энергия веществ в результате экзотермической реакции уменьшается.

Энтальпией называют (обозначение Н), количество термодинамической (тепловой) энергии, содержащееся в веществе. Иногда с целью «запутывания» в реакции вместо явного +Q при экзотермической реакции могут написать ΔH 0, так как внутренняя энергия веществ увеличивается. Например:

CaCO₃ = CaO + CO₂↑ ; ΔH > 0 (значит реакция эндотермическая, так как внутренняя энергия увеличивается)

Замечу, что не все реакции разложения являются эндотермическими. Широко известная реакция разложения дихромата аммония («вулканчик») является примером экзотермического разложения, при котором тепло выделяется.

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Источник

Химия

Лучшие условия по продуктам Тинькофф по этой ссылке

Дарим 500 ₽ на баланс сим-карты и 1000 ₽ при сохранении номера

. 500 руб. на счет при заказе сим-карты по этой ссылке

Лучшие условия по продуктам
ТИНЬКОФФ по данной ссылке

План урока:

Классификация химических реакций

Существует несколько признаков классификации химических реакций.

По изменению степени окисления

Все взаимодействия подразделяются на те, в которых степень окисления меняется (ОВР), и на те, в которых она постоянна.

По количеству и структуре исходных и образующихся веществ

Химические реакции подразделяют на несколько типов реакций:

По выделению или поглощению теплоты

Химические взаимодействия могут проходить как с выделением, так и с поглощением тепла. Количество теплоты определяется как тепловой эффект. Химические взаимодействия классифицируют на два вида:

Теплота образования – количество теплоты при образовании одного моля вещества. При образовании воды из 2 г водорода (1 моль) и 16 г кислорода (0,5 моль)теплота образования одного моля равна 285,8 кДж.

Теплота сгорания – количество теплоты, выделяемое при сгорании одного моля. При образовании ацетилена теплота сгорания равна 1300 кДж.

Теплоту образования и сгорания невозможно найти с помощью формул, т.к. это справочные данные.

По направлению

Химические взаимодействия по признаку обратимости классифицируются на два типа:

К условиям необратимости химических реакций относятся:

Обратимость создает множество проблем на химическом производстве. Поэтому приходится создавать специальные условия для увеличения выхода продукта.

Скорость химической реакции

Скорость химической реакции выражается в изменении концентрации вещества за определенный промежуток времени в фиксированном объеме системы. Раздел химии, изучающий скорость химических взаимодействий и ее зависимость от различных условий, называется химической кинетикой. Все взаимодействия веществ протекают с разной скоростью. Например, 0,5 мм сталактитов нарастает за 100 лет. Также медленно протекает коррозия металлов.

Реакции со средней скоростью проходят в течение нескольких часов. Примером может служить приготовление пищи, сопровождающееся разложением и превращением соединений, содержащихся в продуктах.

Реакции нейтрализации протекают с высокой скоростью и бывают опасными. Некоторые реакции проходят молниеносно и сопровождаются взрывом (взаимодействие калия или натрия с водой).

Гомогенные реакции

В гомогенных системах все частицы реагируют с одинаковой скоростью во всем объеме, а в гетерогенных – только на поверхности. Например, при горении угля кислород реагирует только с теми углеродными атомами, которые находятся на поверхности. Если уголь измельчить, то реакция идет быстрее.

Допустим, что уравнение гомогенной химической реакции выглядит следующим образом.

Концентрация вещества А в некоторый момент времени (t₁) составляет С₁. По мере расходования (t₂) вещества А его концентрация станет меньше С₂. Тогда скорость можно определить по следующей формуле:

Скорость можно найти только в данный момент времени.

Гетерогенные реакции

В гетерогенных реакциях скорость не выражают через концентрацию, т.к. вещества реагируют не в объеме системы, а только на поверхности. Скорость определяется числом молей веществ, вступивших в реакцию или образовавшихся в единицу времени на единице поверхности. Площадь соприкосновения постоянно меняется, поэтому расчеты специфичны.

Катализаторы

В ускорении химической реакции главную роль играют катализаторы. Взаимодействие, протекающее с катализаторами, называется катализом. Замедление достигается с помощью ингибиторов. Такие реакции называются ингибированием.

Катализаторы используются как в гетерогенных, так и в гомогенных средах. С помощью катализаторов образуются промежуточные соединения. Например, при получении этанола из этилена используются катализаторы (серная кислота). Этилен не реагирует с водой, но с серной кислотой химическое взаимодействие протекает следующим образом:

Полученное соединение реагирует с водой:

Этилсульфат – промежуточное соединение, которое увеличивает скорость химических взаимодействий.

Многие каталитические реакции протекают в гетерогенной среде. Например, серную кислоту на производстве получают с помощью окисления оксида серы (VI). В качестве катализатора используется измельченный оксид ванадия (V) V₂O₅. Каталитические свойства химической реакции увеличиваются в измельченном состоянии только в том случае, если вещество пористое. Роль адсорбции в гетерогенных реакциях велика по двум причинам:

Повышение температуры – обязательное условие активирования молекулы, т.к. химические связи начинают рваться. Катализаторы позволяют увеличивать скорость даже при низких температурах.

На скорость химических реакций влияет множество факторов.

Различные металлы реагируют с одними и теми же веществами с разной скоростью. Сущность взаимодействий металлов с водой заключается в том, что металлические атомы отдают электроны. Атомы калия обладают большим атомным радиусом по сравнению с атомами натрия. Поэтому калий легче отдает электроны.

Каждая реакция сопровождается столкновением молекул друг с другом. Чем больше концентрация, тем чаще молекулы взаимодействуют между собой. Например, углерод горит быстрее в чистом кислороде, чем на воздухе.

При измельчении веществ площадь реагирования возрастает и реакция протекает быстрее. Например, сера и железа интенсивно реагируют друг с другом при предварительном измельчении и перемешивании.

Большинство реакций при нагревании протекают быстрее. При столкновении реагируют только те молекулы, которые обладают достаточной кинетической энергией. При повышении температуры доля активных молекул возрастает.

Катализатор – вещество, увеличивающее скорость, а ингибитор – уменьшающее. Бертолетовая соль быстрее разлагаются в присутствии оксида марганца (IV). При добавлении ингибитора соляная кислота не реагирует с металлами.

Роль воды в химических реакциях

Вода – уникальное вещество, которое может играть разные роли:

Большая часть химических взаимодействий протекает в водной среде. По растворимости все вещества делятся на несколько групп:

Растворимость невозможно определить с помощью формулы. С ней можно ознакомиться только в таблице растворимости.

Растворение – результат диффузии. Химические реакции взаимодействия с водой называются гидратацией. В результате образуются водные растворы – гомогенные системы, состоящие из молекул воды, частиц растворенного вещества и продуктов их взаимодействия. Этой точки зрения придерживался создатель периодической системы Дмитрий Иванович Менделеев.

Химические реакции зарождали планету миллиарды лет назад и до сих пор продолжают служить обязательным компонентом жизни. Они не прекращают действовать ни на минуту. Внутри человека каждую секунду протекают химические взаимодействия, также как и вне организма.

Источник

Химические реакции

Химические реакции происходят при смешении или физическом контакте реагентов самопроизвольно, при нагревании, участии катализаторов (катализ), действии света (фотохимические реакции), электрического тока (электродные процессы), ионизирующих излучений (радиационно-химические реакции), механического воздействия (механохимические реакции), в низкотемпературной плазме (плазмохимические реакции) и т. п. Взаимодействие молекул между собой происходит по цепному маршруту: ассоциация – электронная изомеризация – диссоциация, в котором активными частицами являются радикалы,ионы, координационно-ненасыщенные соединения. Скорость химической реакции определяется концентрацией активных частиц и разницей между энергиями связи разрываемой и образуемой.

Содержание

Классификация

Существует большое количество признаков, по которым можно классифицировать химические реакции.

Что и для чего?

Что называется химической реакцией кратко

Химическая реакция

Содержание