reaksyon ng koneksyon. Mga Halimbawa ng Reaksyon ng Koneksyon

DEPINISYON

Reaksyon ng kemikal tinatawag na pagbabagong-anyo ng mga sangkap kung saan mayroong pagbabago sa kanilang komposisyon at (o) istraktura.

Kadalasan, ang mga reaksiyong kemikal ay nauunawaan bilang proseso ng pagbabago ng mga paunang sangkap (reagents) sa panghuling sangkap (mga produkto).

Ang mga reaksiyong kemikal ay isinusulat gamit ang mga equation ng kemikal na naglalaman ng mga pormula ng mga panimulang materyales at mga produkto ng reaksyon. Ayon sa batas ng konserbasyon ng masa, ang bilang ng mga atomo ng bawat elemento sa kaliwa at kanang bahagi ng equation ng kemikal ay pareho. Karaniwan, ang mga formula ng mga panimulang sangkap ay nakasulat sa kaliwang bahagi ng equation, at ang mga formula ng mga produkto ay nakasulat sa kanan. Ang pagkakapantay-pantay ng bilang ng mga atom ng bawat elemento sa kaliwa at kanang bahagi ng equation ay nakakamit sa pamamagitan ng paglalagay ng integer stoichiometric coefficients sa harap ng mga formula ng mga sangkap.

Ang mga kemikal na equation ay maaaring maglaman ng karagdagang impormasyon tungkol sa mga tampok ng reaksyon: temperatura, presyon, radiation, atbp., na ipinahiwatig ng kaukulang simbolo sa itaas (o "sa ilalim") ng katumbas na tanda.

Ang lahat ng mga reaksiyong kemikal ay maaaring ipangkat sa ilang mga klase, na may ilang mga katangian.

Pag-uuri ng mga reaksiyong kemikal ayon sa bilang at komposisyon ng mga inisyal at nagresultang sangkap

Ayon sa pag-uuri na ito, ang mga reaksiyong kemikal ay nahahati sa mga reaksyon ng kumbinasyon, agnas, pagpapalit, palitan.

Ang resulta tambalang reaksyon mula sa dalawa o higit pa (kumplikado o simple) na mga sangkap, isang bagong sangkap ang nabuo. Sa pangkalahatan, ang equation para sa naturang kemikal na reaksyon ay magiging ganito:

Halimbawa:

CaCO 3 + CO 2 + H 2 O \u003d Ca (HCO 3) 2

SO 3 + H 2 O \u003d H 2 SO 4

2Mg + O 2 \u003d 2MgO.

2FeCl 2 + Cl 2 = 2FeCl 3

Ang mga kumbinasyong reaksyon ay sa karamihan ng mga kaso exothermic, i.e. dumaloy kasama ang paglabas ng init. Kung ang mga simpleng sangkap ay kasangkot sa reaksyon, kung gayon ang mga naturang reaksyon ay madalas na redox (ORD), i.e. mangyari na may pagbabago sa mga estado ng oksihenasyon ng mga elemento. Imposibleng sabihin nang walang pag-aalinlangan kung ang reaksyon ng isang tambalan sa pagitan ng mga kumplikadong sangkap ay maaaring maiugnay sa OVR.

Ang mga reaksyon kung saan ang ilang iba pang mga bagong sangkap (kumplikado o simple) ay nabuo mula sa isang kumplikadong sangkap ay inuri bilang mga reaksyon ng agnas. Sa pangkalahatan, ang equation para sa isang chemical decomposition reaction ay magiging ganito:

Halimbawa:

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)

Karamihan sa mga reaksyon ng agnas ay nagpapatuloy sa pag-init (1,4,5). Posible ang agnas sa pamamagitan ng electric current (2). Ang agnas ng crystalline hydrates, acids, bases at salts ng oxygen-containing acids (1, 3, 4, 5, 7) ay nagpapatuloy nang hindi binabago ang mga estado ng oksihenasyon ng mga elemento, i.e. ang mga reaksyong ito ay hindi nalalapat sa OVR. Kasama sa mga reaksyon ng decomposition ng OVR ang agnas ng mga oxide, acid at salt na nabuo ng mga elemento sa mas mataas na estado ng oksihenasyon (6).

Ang mga reaksyon ng agnas ay matatagpuan din sa organikong kimika, ngunit sa ilalim ng iba pang mga pangalan - crack (8), dehydrogenation (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)

Sa mga reaksyon ng pagpapalit ang isang simpleng sangkap ay nakikipag-ugnayan sa isang kumplikado, na bumubuo ng isang bagong simple at isang bagong kumplikadong sangkap. Sa pangkalahatan, ang equation para sa isang chemical substitution reaction ay magiging ganito:

Halimbawa:

2Al + Fe 2 O 3 \u003d 2Fe + Al 2 O 3 (1)

Zn + 2HCl = ZnCl 2 + H 2 (2)

2KBr + 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)

Ang mga reaksyon ng pagpapalit ay kadalasang redox na reaksyon (1 - 4, 7). Ang mga halimbawa ng mga reaksyon ng agnas kung saan walang pagbabago sa mga estado ng oksihenasyon ay kakaunti (5, 6).

Palitan ng reaksyon tinatawag na mga reaksyong nagaganap sa pagitan ng mga kumplikadong sangkap, kung saan ipinagpapalit nila ang kanilang mga bahaging bumubuo. Karaniwan ang terminong ito ay ginagamit para sa mga reaksyong kinasasangkutan ng mga ion sa may tubig na solusyon. Sa pangkalahatan, ang equation para sa isang chemical exchange reaction ay magiging ganito:

AB + CD = AD + CB

Halimbawa:

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)

Ang mga exchange reaction ay hindi redox. Ang isang espesyal na kaso ng mga reaksyong ito ng pagpapalitan ay ang mga reaksyon ng neutralisasyon (mga reaksyon ng pakikipag-ugnayan ng mga acid sa alkalis) (2). Ang mga reaksyon ng palitan ay nagpapatuloy sa direksyon kung saan ang hindi bababa sa isa sa mga sangkap ay tinanggal mula sa globo ng reaksyon sa anyo ng isang gas na sangkap (3), isang namuo (4, 5) o isang mababang-dissociating compound, kadalasang tubig (1, 2).

Pag-uuri ng mga reaksiyong kemikal ayon sa mga pagbabago sa mga estado ng oksihenasyon

Depende sa pagbabago sa mga estado ng oksihenasyon ng mga elemento na bumubuo sa mga reactant at mga produkto ng reaksyon, ang lahat ng mga kemikal na reaksyon ay nahahati sa redox (1, 2) at ang mga nagaganap nang hindi binabago ang estado ng oksihenasyon (3, 4).

2Mg + CO 2 \u003d 2MgO + C (1)

Mg 0 - 2e \u003d Mg 2+ (reductant)

C 4+ + 4e \u003d C 0 (oxidizing agent)

FeS 2 + 8HNO 3 (conc) = Fe(NO 3) 3 + 5NO + 2H 2 SO 4 + 2H 2 O (2)

Fe 2+ -e \u003d Fe 3+ (reductant)

N 5+ + 3e \u003d N 2+ (oxidizing agent)

AgNO 3 + HCl \u003d AgCl ↓ + HNO 3 (3)

Ca(OH) 2 + H 2 SO 4 = CaSO 4 ↓ + H 2 O (4)

Pag-uuri ng mga reaksiyong kemikal sa pamamagitan ng thermal effect

Depende sa kung ang init (enerhiya) ay inilabas o hinihigop sa panahon ng reaksyon, ang lahat ng mga kemikal na reaksyon ay may kondisyon na nahahati sa exo - (1, 2) at endothermic (3), ayon sa pagkakabanggit. Ang dami ng init (enerhiya) na inilabas o hinihigop sa panahon ng isang reaksyon ay tinatawag na init ng reaksyon. Kung ang equation ay nagpapahiwatig ng dami ng inilabas o hinihigop na init, kung gayon ang mga naturang equation ay tinatawag na thermochemical.

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)

Pag-uuri ng mga reaksiyong kemikal ayon sa direksyon ng reaksyon

Ayon sa direksyon ng reaksyon, mayroong nababaligtad (mga proseso ng kemikal na ang mga produkto ay maaaring tumugon sa isa't isa sa ilalim ng parehong mga kondisyon kung saan sila nakuha, na may pagbuo ng mga panimulang sangkap) at hindi maibabalik (mga proseso ng kemikal, ang mga produkto kung saan ay hindi makakapag-react sa isa't isa sa pagbuo ng mga panimulang sangkap ).

Para sa mga nababaligtad na reaksyon, ang equation sa pangkalahatang anyo ay karaniwang nakasulat bilang mga sumusunod:

A + B ↔ AB

Halimbawa:

CH 3 COOH + C 2 H 5 OH ↔ H 3 COOS 2 H 5 + H 2 O

Ang mga halimbawa ng hindi maibabalik na reaksyon ay ang mga sumusunod na reaksyon:

2KSlO 3 → 2KSl + ZO 2

C 6 H 12 O 6 + 6O 2 → 6CO 2 + 6H 2 O

Ang katibayan ng hindi maibabalik na reaksyon ay maaaring magsilbing mga produkto ng reaksyon ng isang gas na sangkap, isang namuo o isang mababang-dissociating compound, kadalasang tubig.

Pag-uuri ng mga reaksiyong kemikal sa pamamagitan ng pagkakaroon ng isang katalista

Mula sa puntong ito ng pananaw, ang mga catalytic at non-catalytic na reaksyon ay nakikilala.

Ang katalista ay isang sangkap na nagpapabilis ng isang kemikal na reaksyon. Ang mga reaksyong kinasasangkutan ng mga catalyst ay tinatawag na catalytic. Ang ilang mga reaksyon ay karaniwang imposible nang walang pagkakaroon ng isang katalista:

2H 2 O 2 \u003d 2H 2 O + O 2 (MnO 2 catalyst)

Kadalasan, ang isa sa mga produkto ng reaksyon ay nagsisilbing isang katalista na nagpapabilis sa reaksyong ito (mga autocatalytic na reaksyon):

MeO + 2HF \u003d MeF 2 + H 2 O, kung saan ang Me ay isang metal.

Mga halimbawa ng paglutas ng problema

HALIMBAWA 1

7.1. Mga pangunahing uri ng mga reaksiyong kemikal

Ang mga pagbabagong-anyo ng mga sangkap, na sinamahan ng pagbabago sa kanilang komposisyon at mga katangian, ay tinatawag na mga reaksiyong kemikal o pakikipag-ugnayan ng kemikal. Sa mga reaksiyong kemikal, walang pagbabago sa komposisyon ng nuclei ng mga atomo.

Ang mga phenomena kung saan nagbabago ang hugis o pisikal na estado ng mga sangkap o ang komposisyon ng nuclei ng mga atom ay nagbabago ay tinatawag na pisikal. Ang isang halimbawa ng pisikal na phenomena ay ang heat treatment ng mga metal, kung saan ang kanilang hugis ay nagbabago (forging), metal na natutunaw, yodo sublimation, ang pagbabago ng tubig sa yelo o singaw, atbp., pati na rin ang mga reaksyong nuklear, bilang isang resulta kung saan ang mga atom ay nabuo mula sa mga atomo ng ilang mga elemento ng iba pang mga elemento.

Ang mga phenomena ng kemikal ay maaaring sinamahan ng mga pisikal na pagbabago. Halimbawa, bilang isang resulta ng mga reaksiyong kemikal sa isang galvanic cell, isang electric current ang lumitaw.

Ang mga reaksiyong kemikal ay inuri ayon sa iba't ibang pamantayan.

1. Ayon sa tanda ng thermal effect, ang lahat ng mga reaksyon ay nahahati sa endothermic(umaagos na may pagsipsip ng init) at exothermic(dumaloy kasama ang paglabas ng init) (tingnan ang § 6.1).

2. Ayon sa estado ng pagsasama-sama ng mga panimulang materyales at mga produkto ng reaksyon, mayroong:

homogenous na reaksyon, kung saan ang lahat ng mga sangkap ay nasa parehong yugto:

2 KOH (p-p) + H 2 SO 4 (p-p) = K 2 SO (p-p) + 2 H 2 O (g),

CO (g) + Cl 2 (g) \u003d COCl 2 (g),

SiO 2 (c) + 2 Mg (c) \u003d Si (c) + 2 MgO (c).

magkakaibang reaksyon, mga sangkap na nasa iba't ibang yugto:

CaO (c) + CO 2 (g) \u003d CaCO 3 (c),

CuSO 4 (solusyon) + 2 NaOH (solusyon) \u003d Cu (OH) 2 (c) + Na 2 SO 4 (solusyon),

Na 2 SO 3 (solusyon) + 2HCl (solusyon) \u003d 2 NaCl (solusyon) + SO 2 (g) + H 2 O (l).

3. Ayon sa kakayahang dumaloy lamang sa pasulong na direksyon, pati na rin sa pasulong at pabalik na direksyon, nakikilala nila ang hindi maibabalik at nababaligtad mga reaksiyong kemikal (tingnan ang § 6.5).

4. Sa pagkakaroon o kawalan ng mga catalyst, nakikilala nila catalytic at hindi catalytic mga reaksyon (tingnan ang § 6.5).

5. Ayon sa mekanismo ng mga reaksiyong kemikal, nahahati sila sa ionic, radikal at iba pa (ang mekanismo ng mga reaksiyong kemikal na nagaganap sa pakikilahok ng mga organikong compound ay isinasaalang-alang sa kurso ng organikong kimika).

6. Ayon sa estado ng mga estado ng oksihenasyon ng mga atomo na bumubuo sa mga reactant, ang mga reaksyong nagaganap walang pagbabago sa estado ng oksihenasyon mga atomo, at may pagbabago sa estado ng oksihenasyon ng mga atomo ( mga reaksyon ng redox) (tingnan ang § 7.2).

7. Ayon sa pagbabago sa komposisyon ng mga panimulang materyales at mga produkto ng reaksyon, ang mga reaksyon ay nakikilala tambalan, agnas, pagpapalit at pagpapalit. Ang mga reaksyong ito ay maaaring magpatuloy sa parehong at walang mga pagbabago sa mga estado ng oksihenasyon ng mga elemento, Talahanayan . 7.1.

Talahanayan 7.1

Mga uri ng mga reaksiyong kemikal

	Pangkalahatang pamamaraan	Mga halimbawa ng mga reaksyong nagaganap nang hindi binabago ang estado ng oksihenasyon ng mga elemento	Mga halimbawa ng redox reactions
Mga koneksyon (mula sa dalawa o higit pang mga sangkap isang bagong sangkap ang nabuo)		HCl + NH 3 \u003d NH 4 Cl; SO 3 + H 2 O \u003d H 2 SO 4	H 2 + Cl 2 \u003d 2HCl; 2Fe + 3Cl 2 = 2FeCl 3
pagpapalawak (ilang mga bagong substance ang nabuo mula sa isang substance)	A = B + C + D	MgCO 3 MgO + CO 2 ; H 2 SiO 3 SiO 2 + H 2 O	2AgNO 3 2Ag + 2NO 2 + O 2
Mga pagpapalit (sa panahon ng pakikipag-ugnayan ng mga sangkap, pinapalitan ng mga atomo ng isang sangkap ang mga atomo ng isa pang sangkap sa molekula)	A + BC = AB + C	CaCO 3 + SiO 2 CaSiO 3 + CO 2	Pb(NO 3) 2 + Zn = Zn(NO 3) 2 + Pb; Mg + 2HCl \u003d MgCl 2 + H 2
(nagpapalitan ang dalawang substance ng kanilang mga constituent, na bumubuo ng dalawang bagong substance)	AB + CD = AD + CB	AlCl 3 + 3NaOH = Al(OH) 3 + 3NaCl; Ca(OH) 2 + 2HCl = CaCl 2 + 2H 2 O

7.2. Mga reaksyon ng redox

Tulad ng nabanggit sa itaas, ang lahat ng mga reaksiyong kemikal ay nahahati sa dalawang grupo:

Ang mga reaksiyong kemikal na nagaganap sa pagbabago sa estado ng oksihenasyon ng mga atomo na bumubuo sa mga reaksyon ay tinatawag na mga reaksiyong redox.

Oksihenasyon ay ang proseso ng pagbibigay ng mga electron sa pamamagitan ng isang atom, molekula o ion:

Na o - 1e \u003d Na +;

Fe 2+ - e \u003d Fe 3+;

H 2 o - 2e \u003d 2H +;

2 Br - - 2e \u003d Br 2 o.

Pagbawi ay ang proseso ng pagdaragdag ng mga electron sa isang atom, molekula o ion:

S o + 2e = S 2–;

Cr 3+ + e \u003d Cr 2+;

Cl 2 o + 2e \u003d 2Cl -;

Mn 7+ + 5e \u003d Mn 2+.

Ang mga atomo, molekula o ion na tumatanggap ng mga electron ay tinatawag mga oxidizer. mga nagpapanumbalik ay mga atomo, molekula, o ion na nag-aabuloy ng mga electron.

Ang pagkuha ng mga electron, ang oxidizing agent ay nabawasan sa panahon ng reaksyon, at ang reducing agent ay na-oxidized. Ang oksihenasyon ay palaging sinasamahan ng pagbawas at vice versa. Sa ganitong paraan, ang bilang ng mga electron na naibigay ng reducing agent ay palaging katumbas ng bilang ng mga electron na tinatanggap ng oxidizing agent.

7.2.1. Katayuan ng oksihenasyon

Ang estado ng oksihenasyon ay ang kondisyon (pormal) na singil ng isang atom sa isang tambalan, na kinakalkula sa pagpapalagay na ito ay binubuo lamang ng mga ion. Ang antas ng oksihenasyon ay karaniwang tinutukoy ng isang Arabic numeral sa ibabaw ng simbolo ng elemento na may tandang “+” o “–”. Halimbawa, Al 3+, S 2–.

Upang mahanap ang mga estado ng oksihenasyon ay ginagabayan ng mga sumusunod na patakaran:

ang estado ng oksihenasyon ng mga atomo sa mga simpleng sangkap ay zero;

ang algebraic na kabuuan ng mga estado ng oksihenasyon ng mga atomo sa isang molekula ay zero, sa isang kumplikadong ion - ang singil ng ion;

ang estado ng oksihenasyon ng alkali metal atoms ay palaging +1;

ang hydrogen atom sa mga compound na may non-metal (CH 4, NH 3, atbp.) ay nagpapakita ng estado ng oksihenasyon ng +1, at sa mga aktibong metal, ang estado ng oksihenasyon nito ay -1 (NaH, CaH 2, atbp.);

ang fluorine atom sa mga compound ay palaging nagpapakita ng estado ng oksihenasyon na -1;

ang antas ng oksihenasyon ng atom ng oxygen sa mga compound ay karaniwang -2, maliban sa mga peroxide (H 2 O 2, Na 2 O 2), kung saan ang antas ng oksihenasyon ng oxygen ay -1, at ilang iba pang mga sangkap (superoxides, ozonides). , oxygen fluoride).

Ang pinakamataas na positibong estado ng oksihenasyon ng mga elemento sa isang pangkat ay karaniwang katumbas ng bilang ng pangkat. Ang mga pagbubukod ay fluorine, oxygen, dahil ang kanilang pinakamataas na estado ng oksihenasyon ay mas mababa kaysa sa bilang ng pangkat kung saan sila matatagpuan. Ang mga elemento ng tansong subgroup ay bumubuo ng mga compound kung saan ang kanilang estado ng oksihenasyon ay lumampas sa bilang ng pangkat (CuO, AgF 5, AuCl 3).

Ang pinakamataas na estado ng negatibong oksihenasyon ng mga elemento sa pangunahing mga subgroup ng periodic table ay maaaring matukoy sa pamamagitan ng pagbabawas ng numero ng pangkat mula sa walo. Para sa carbon, ito ay 8 - 4 \u003d 4, para sa posporus - 8 - 5 \u003d 3.

Sa pangunahing mga subgroup, kapag lumilipat mula sa itaas hanggang sa ibaba, ang katatagan ng pinakamataas na positibong estado ng oksihenasyon ay bumababa, sa pangalawang mga subgroup, sa kabaligtaran, ang katatagan ng mas mataas na mga estado ng oksihenasyon ay tumataas mula sa itaas hanggang sa ibaba.

Ang kondisyon ng konsepto ng antas ng oksihenasyon ay maaaring ipakita sa pamamagitan ng halimbawa ng ilang mga inorganic at organikong compound. Sa partikular, sa phosphine (phosphorous) H 3 RO 2, phosphonic (phosphorus) H 3 RO 3 at phosphoric H 3 RO 4 acids, ang mga estado ng oksihenasyon ng phosphorus ay ayon sa pagkakabanggit +1, +3 at +5, habang sa lahat ng mga compound na ito. ang posporus ay pentavalent. Para sa carbon sa methane CH 4, methanol CH 3 OH, formaldehyde CH 2 O, formic acid HCOOH at carbon monoxide (IV) CO 2, ang mga estado ng oksihenasyon ng carbon ay –4, –2, 0, +2 at +4, ayon sa pagkakabanggit , habang bilang ang valency ng carbon atom sa lahat ng mga compound na ito ay apat.

Sa kabila ng katotohanan na ang estado ng oksihenasyon ay isang kondisyon na konsepto, malawak itong ginagamit sa paghahanda ng mga reaksyon ng redox.

7.2.2. Ang pinakamahalagang ahente ng oxidizing at pagbabawas

Ang mga karaniwang oxidizer ay:

1. Mga simpleng sangkap na ang mga atomo ay may mataas na electronegativity. Ito ay, una sa lahat, ang mga elemento ng pangunahing mga subgroup ng mga pangkat VI at VII ng periodic system: oxygen, halogens. Sa mga simpleng sangkap, ang pinakamakapangyarihang ahente ng oxidizing ay fluorine.

2. Mga compound na naglalaman ng ilang mga metal na kasyon sa mataas na estado ng oksihenasyon: Pb 4+, Fe 3+, Au 3+, atbp.

3. Mga compound na naglalaman ng ilang kumplikadong anion, ang mga elemento kung saan nasa mataas na positibong estado ng oksihenasyon: 2–, – –, atbp.

Kasama sa mga restorer ang:

1. Mga simpleng sangkap na ang mga atomo ay may mababang electronegativity - mga aktibong metal. Ang mga di-metal, tulad ng hydrogen at carbon, ay maaari ding magpakita ng mga nagpapababang katangian.

2. Ang ilang mga metal compound na naglalaman ng mga cation (Sn 2+, Fe 2+, Cr 2+), na, sa pamamagitan ng pag-donate ng mga electron, ay maaaring tumaas ang kanilang estado ng oksihenasyon.

3. Ang ilang mga compound na naglalaman ng mga simpleng ion gaya ng, halimbawa, I -, S 2-.

4. Ang mga compound na naglalaman ng mga kumplikadong ion (S 4+ O 3) 2–, (НР 3+ O 3) 2–, kung saan ang mga elemento ay maaaring, sa pamamagitan ng pag-donate ng mga electron, pataasin ang kanilang positibong estado ng oksihenasyon.

Sa pagsasanay sa laboratoryo, ang mga sumusunod na ahente ng oxidizing ay kadalasang ginagamit:

potassium permanganate (KMnO 4);

potassium dichromate (K 2 Cr 2 O 7);

nitric acid (HNO 3);

puro sulfuric acid (H 2 SO 4);

hydrogen peroxide (H 2 O 2);

oxides ng manganese (IV) at lead (IV) (MnO 2 , PbO 2);

molten potassium nitrate (KNO 3) at natutunaw ng ilang iba pang nitrates.

Ang mga ahente ng pagbabawas na ginagamit sa pagsasanay sa laboratoryo ay kinabibilangan ng:

• magnesiyo (Mg), aluminyo (Al) at iba pang mga aktibong metal;
• hydrogen (H 2) at carbon (C);
• potasa iodide (KI);
• sodium sulfide (Na 2 S) at hydrogen sulfide (H 2 S);
• sodium sulfite (Na 2 SO 3);
• lata klorido (SnCl 2).

7.2.3. Pag-uuri ng mga reaksyon ng redox

Ang mga reaksyong redox ay karaniwang nahahati sa tatlong uri: mga reaksyong intermolecular, intramolecular at disproportionation (self-oxidation-self-recovery).

Mga reaksyon ng intermolecular mangyari na may pagbabago sa estado ng oksihenasyon ng mga atomo na nasa iba't ibang molekula. Halimbawa:

2 Al + Fe 2 O 3 Al 2 O 3 + 2 Fe,

C + 4 HNO 3 (conc) = CO 2 + 4 NO 2 + 2 H 2 O.

Upang mga reaksyong intramolecular isama ang mga reaksyon kung saan ang ahente ng oxidizing at ahente ng pagbabawas ay bahagi ng parehong molekula, halimbawa:

(NH 4) 2 Cr 2 O 7 N 2 + Cr 2 O 3 + 4 H 2 O,

2 KNO 3 2 KNO 2 + O 2 .

AT mga reaksyon ng disproporsyon(self-oxidation-self-healing) ang isang atom (ion) ng parehong elemento ay parehong isang oxidizing agent at isang reducing agent:

Cl 2 + 2 KOH KCl + KClO + H 2 O,

2 NO 2 + 2 NaOH \u003d NaNO 2 + NaNO 3 + H 2 O.

7.2.4. Mga pangunahing panuntunan para sa pag-compile ng mga reaksyon ng redox

Ang paghahanda ng mga reaksyon ng redox ay isinasagawa ayon sa mga hakbang na ipinakita sa talahanayan. 7.2.

Talahanayan 7.2

Mga yugto ng pag-compile ng mga equation ng redox reactions

	Aksyon
	Tukuyin ang oxidizing agent at reducing agent.
	Tukuyin ang mga produkto ng redox reaction.
	Gumuhit ng balanse ng mga electron at gamitin ito upang ayusin ang mga koepisyent para sa mga sangkap na nagbabago sa kanilang mga estado ng oksihenasyon.
	Ayusin ang mga koepisyent ng iba pang mga sangkap na bahagi at nabuo sa redox reaction.
	Suriin ang tamang pagkakalagay ng mga koepisyent sa pamamagitan ng pagbibilang ng dami ng bagay ng mga atomo (karaniwan ay hydrogen at oxygen) na matatagpuan sa kaliwa at kanang bahagi ng equation ng reaksyon.

Isaalang-alang ang mga patakaran para sa pag-compile ng mga reaksyon ng redox gamit ang halimbawa ng pakikipag-ugnayan ng potassium sulfite na may potassium permanganate sa isang acidic na kapaligiran:

1. Pagpapasiya ng ahente ng oxidizing at ahente ng pagbabawas

Ang Manganese, na nasa pinakamataas na estado ng oksihenasyon, ay hindi maaaring magbigay ng mga electron. Ang Mn 7+ ay tatanggap ng mga electron, i.e. ay isang oxidizing agent.

Ang S 4+ ion ay maaaring mag-abuloy ng dalawang electron at pumunta sa S 6+ , i.e. ay isang tagapagpanumbalik. Kaya, sa reaksyon na isinasaalang-alang, ang K 2 SO 3 ay isang reducing agent, at ang KMnO 4 ay isang oxidizing agent.

2. Pagtatatag ng mga produkto ng reaksyon

K 2 SO 3 + KMnO 4 + H 2 SO 4?

Ang pagbibigay ng dalawang electron sa isang electron, ang S 4+ ay napupunta sa S 6+. Potassium sulfite (K 2 SO 3) kaya nagiging sulfate (K 2 SO 4). Sa isang acidic na kapaligiran, ang Mn 7+ ay tumatanggap ng 5 electron at sa isang sulfuric acid solution (medium) ay bumubuo ng manganese sulfate (MnSO 4). Bilang resulta ng reaksyong ito, ang mga karagdagang molekula ng potassium sulfate ay nabuo din (dahil sa mga potassium ions na bumubuo sa permanganate), pati na rin ang mga molekula ng tubig. Kaya, ang reaksyon na isinasaalang-alang ay maaaring isulat bilang:

K 2 SO 3 + KMnO 4 + H 2 SO 4 = K 2 SO 4 + MnSO 4 + H 2 O.

3. Compilation ng balanse ng electron

Upang maipon ang balanse ng mga electron, kinakailangang ipahiwatig ang mga estado ng oksihenasyon na nagbabago sa reaksyon na isinasaalang-alang:

K 2 S 4+ O 3 + KMn 7+ O 4 + H 2 SO 4 = K 2 S 6+ O 4 + Mn 2+ SO 4 + H 2 O.

Mn 7+ + 5 e \u003d Mn 2+;

S 4+ - 2 e \u003d S 6+.

Ang bilang ng mga electron na naibigay ng reducing agent ay dapat na katumbas ng bilang ng mga electron na natanggap ng oxidizing agent. Samakatuwid, dalawang Mn 7+ at limang S 4+ ang dapat lumahok sa reaksyon:

Mn 7+ + 5 e \u003d Mn 2+ 2,

S 4+ - 2 e \u003d S 6+ 5.

Kaya, ang bilang ng mga electron na naibigay ng reducing agent (10) ay magiging katumbas ng bilang ng mga electron na natanggap ng oxidizing agent (10).

4. Pag-aayos ng mga coefficient sa equation ng reaksyon

Alinsunod sa balanse ng mga electron, kinakailangang maglagay ng koepisyent ng 5 sa harap ng K 2 SO 3, at 2 sa harap ng KMnO 4. Sa kanang bahagi, inilalagay namin ang isang koepisyent ng 6 sa harap ng potassium sulfate, dahil ang isang molekula ay idinagdag sa limang K 2 SO 4 molecule na nabuo sa panahon ng oksihenasyon ng potassium sulfite K 2 SO 4 bilang resulta ng pagbubuklod ng mga potassium ions na bumubuo sa permanganate. Dahil bilang isang oxidizing agent sa reaksyon ay lumahok dalawa permanganate molecules, sa kanang bahagi ay nabuo din dalawa mga molekula ng manganese sulfate. Upang itali ang mga produkto ng reaksyon (potassium at manganese ions, na bahagi ng permanganate), kinakailangan tatlo mga molekula ng sulfuric acid, samakatuwid, bilang isang resulta ng reaksyon, tatlo mga molekula ng tubig. Sa wakas makuha namin:

5 K 2 SO 3 + 2 KMnO 4 + 3 H 2 SO 4 = 6 K 2 SO 4 + 2 MnSO 4 + 3 H 2 O.

5. Sinusuri ang tamang pagkakalagay ng mga koepisyent sa equation ng reaksyon

Ang bilang ng mga atomo ng oxygen sa kaliwang bahagi ng equation ng reaksyon ay:

5 3 + 2 4 + 3 4 = 35.

Sa kanang bahagi, ang numerong ito ay magiging:

6 4 + 2 4 + 3 1 = 35.

Ang bilang ng mga atomo ng hydrogen sa kaliwang bahagi ng equation ng reaksyon ay anim at tumutugma sa bilang ng mga atomo na ito sa kanang bahagi ng equation ng reaksyon.

7.2.5. Mga halimbawa ng mga reaksiyong redox na kinasasangkutan ng mga tipikal na ahente ng pag-oxidizing at pagbabawas

7.2.5.1. Intermolecular oxidation-reduction reactions

Sa ibaba, ang mga reaksyong redox na kinasasangkutan ng potassium permanganate, potassium dichromate, hydrogen peroxide, potassium nitrite, potassium iodide, at potassium sulfide ay isinasaalang-alang bilang mga halimbawa. Ang mga reaksyon ng redox na kinasasangkutan ng iba pang karaniwang mga ahente ng pag-oxidizing at pagbabawas ay tinatalakay sa ikalawang bahagi ng manwal ("Inorganic Chemistry").

Mga reaksyon ng redox na kinasasangkutan ng potassium permanganate

Depende sa medium (acidic, neutral, alkaline), potassium permanganate, na kumikilos bilang isang oxidizing agent, ay nagbibigay ng iba't ibang mga produkto ng pagbabawas, Fig. 7.1.

kanin. 7.1. Pagbubuo ng potassium permanganate reduction products sa iba't ibang media

Nasa ibaba ang mga reaksyon ng KMnO 4 na may potassium sulfide bilang isang ahente ng pagbabawas sa iba't ibang media, na naglalarawan ng scheme, fig. 7.1. Sa mga reaksyong ito, ang produkto ng oksihenasyon ng sulfide ion ay libreng asupre. Sa isang alkaline na kapaligiran, ang mga molekula ng KOH ay hindi nakikibahagi sa reaksyon, ngunit tinutukoy lamang ang pagbabawas ng produkto ng potassium permanganate.

5 K 2 S + 2 KMnO 4 + 8 H 2 SO 4 \u003d 5 S + 2 MnSO 4 + 6 K 2 SO 4 + 8 H 2 O,

3 K 2 S + 2 KMnO 4 + 4 H 2 O 2 MnO 2 + 3 S + 8 KOH,

K 2 S + 2 KMnO 4 – (KOH) 2 K 2 MnO 4 + S.

Mga reaksyon ng redox na kinasasangkutan ng potassium dichromate

Sa isang acidic na kapaligiran, ang potassium dichromate ay isang malakas na ahente ng oxidizing. Ang pinaghalong K 2 Cr 2 O 7 at concentrated H 2 SO 4 (chromic peak) ay malawakang ginagamit sa laboratory practice bilang isang oxidizing agent. Nakikipag-ugnayan sa isang reducing agent, ang isang molekula ng potassium dichromate ay tumatanggap ng anim na electron, na bumubuo ng mga trivalent chromium compound:

6 FeSO 4 + K 2 Cr 2 O 7 +7 H 2 SO 4 \u003d 3 Fe 2 (SO 4) 3 + Cr 2 (SO 4) 3 + K 2 SO 4 +7 H 2 O;

6 KI + K 2 Cr 2 O 7 + 7 H 2 SO 4 \u003d 3 I 2 + Cr 2 (SO 4) 3 + 4 K 2 SO 4 + 7 H 2 O.

Mga reaksyon ng redox na kinasasangkutan ng hydrogen peroxide at potassium nitrite

Ang hydrogen peroxide at potassium nitrite ay nagpapakita ng mga katangian ng pag-oxidizing:

H 2 S + H 2 O 2 \u003d S + 2 H 2 O,

2 KI + 2 KNO 2 + 2 H 2 SO 4 \u003d I 2 + 2 K 2 SO 4 + H 2 O,

Gayunpaman, kapag nakikipag-ugnayan sa mga malakas na ahente ng oxidizing (tulad ng, halimbawa, KMnO 4), ang hydrogen peroxide at potassium nitrite ay kumikilos bilang isang ahente ng pagbabawas:

5 H 2 O 2 + 2 KMnO 4 + 3 H 2 SO 4 = 5 O 2 + 2 MnSO 4 + K 2 SO 4 + 8 H 2 O,

5 KNO 2 + 2 KMnO 4 + 3 H 2 SO 4 = 5 KNO 3 + 2 MnSO 4 + K 2 SO 4 + 3 H 2 O.

Dapat tandaan na, depende sa daluyan, ang hydrogen peroxide ay nabawasan ayon sa scheme sa Fig. 7.2.

kanin. 7.2. Mga posibleng produkto ng pagbabawas ng hydrogen peroxide

Sa kasong ito, bilang isang resulta ng mga reaksyon, nabuo ang mga ion ng tubig o hydroxide:

2 FeSO 4 + H 2 O 2 + H 2 SO 4 = Fe 2 (SO 4) 3 + 2 H 2 O,

2 KI + H 2 O 2 \u003d I 2 + 2 KOH.

7.2.5.2. Mga reaksyon ng intramolecular redox

Ang mga reaksyon ng intramolecular redox ay nagpapatuloy, bilang panuntunan, kapag ang mga sangkap ay pinainit, ang mga molekula na naglalaman ng isang ahente ng pagbabawas at isang ahente ng oxidizing. Ang mga halimbawa ng intramolecular reduction-oxidation reactions ay ang mga proseso ng thermal decomposition ng nitrates at potassium permanganate:

2 NaNO 3 2 NaNO 2 + O 2,

2 Cu(NO 3) 2 2 CuO + 4 NO 2 + O 2,

Hg (NO 3) 2 Hg + NO 2 + O 2,

2 KMnO 4 K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2 .

7.2.5.3. Mga reaksyon ng di-proporsyon

Gaya ng nabanggit sa itaas, sa mga disproportionation reactions, ang parehong atom (ion) ay parehong oxidizing agent at reducing agent. Isaalang-alang ang proseso ng pag-compile ng ganitong uri ng reaksyon gamit ang halimbawa ng pakikipag-ugnayan ng sulfur sa alkali.

Mga katangian ng estado ng oksihenasyon ng asupre: – 2, 0, +4 at +6. Gumaganap bilang isang ahente ng pagbabawas, ang elemental na asupre ay nag-donate ng 4 na electron:

Kaya – 4e = S 4+.

Sulfur – Ang oxidizing agent ay tumatanggap ng dalawang electron:

S o + 2e \u003d S 2–.

Kaya, bilang isang resulta ng reaksyon ng disproportionation ng asupre, nabuo ang mga compound, ang mga estado ng oksihenasyon ng elemento kung saan – 2 at kanan +4:

3 S + 6 KOH \u003d 2 K 2 S + K 2 SO 3 + 3 H 2 O.

Kapag ang nitric oxide (IV) ay disproportionated sa alkali, ang nitrite at nitrate ay nakuha - mga compound kung saan ang mga estado ng oksihenasyon ng nitrogen ay ayon sa pagkakabanggit +3 at +5:

2 N 4+ O 2 + 2 KOH = KN 3+ O 2 + KN 5+ O 3 + H 2 O,

Ang disproportionation ng chlorine sa isang malamig na alkali solution ay humahantong sa pagbuo ng hypochlorite, at sa isang mainit - chlorate:

Cl 0 2 + 2 KOH \u003d KCl - + KCl + O + H 2 O,

Cl 0 2 + 6 KOH 5 KCl - + KCl 5+ O 3 + 3H 2 O.

7.3. Electrolysis

Ang proseso ng redox na nangyayari sa mga solusyon o natutunaw kapag may direktang kuryenteng dumaan sa kanila ay tinatawag na electrolysis. Sa kasong ito, ang mga anion ay na-oxidized sa positibong elektrod (anode). Ang mga cation ay nababawasan sa negatibong elektrod (cathode).

2 Na 2 CO 3 4 Na + O 2 + 2CO 2.

Sa panahon ng electrolysis ng mga may tubig na solusyon ng mga electrolyte, kasama ang mga pagbabagong-anyo ng natunaw na sangkap, ang mga proseso ng electrochemical ay maaaring mangyari sa pakikilahok ng mga hydrogen ions at hydroxide ions ng tubig:

cathode (-): 2 H ++ 2e \u003d H 2,

anode (+): 4 OH - - 4e \u003d O 2 + 2 H 2 O.

Sa kasong ito, ang proseso ng pagbawi sa cathode ay nangyayari tulad ng sumusunod:

1. Ang mga aktibong metal na kasyon (hanggang sa Al 3+ kasama) ay hindi nababawasan sa katod, ang hydrogen ay nababawasan sa halip.

2. Ang mga metal na kasyon na matatagpuan sa serye ng mga karaniwang potensyal na elektrod (sa serye ng mga boltahe) sa kanan ng hydrogen ay nababawasan sa katod sa mga libreng metal sa panahon ng electrolysis.

3. Ang mga metal cation na matatagpuan sa pagitan ng Al 3+ at H + ay nababawasan sa cathode kasabay ng hydrogen cation.

Ang mga prosesong nagaganap sa mga may tubig na solusyon sa anode ay nakasalalay sa sangkap kung saan ginawa ang anode. May mga hindi matutunaw na anode ( hindi gumagalaw) at natutunaw ( aktibo). Ang graphite o platinum ay ginagamit bilang materyal ng inert anodes. Ang mga natutunaw na anode ay ginawa mula sa tanso, sink at iba pang mga metal.

Sa panahon ng electrolysis ng mga solusyon na may inert anode, ang mga sumusunod na produkto ay maaaring mabuo:

1. Sa panahon ng oksihenasyon ng mga halide ions, ang mga libreng halogen ay inilalabas.

2. Sa panahon ng electrolysis ng mga solusyon na naglalaman ng SO 2 2– , NO 3 – , PO 4 3– anion, ang oxygen ay inilabas, i.e. hindi ang mga ion na ito ang na-oxidized sa anode, ngunit ang mga molekula ng tubig.

Isinasaalang-alang ang mga tuntunin sa itaas, isaalang-alang bilang isang halimbawa ang electrolysis ng mga may tubig na solusyon ng NaCl, CuSO 4 at KOH na may mga inert electrodes.

isa). Sa solusyon, ang sodium chloride ay naghihiwalay sa mga ion.

Maraming mga proseso kung wala ito ay imposibleng isipin ang ating buhay (tulad ng paghinga, panunaw, photosynthesis, at mga katulad nito) ay nauugnay sa iba't ibang mga kemikal na reaksyon ng mga organikong compound (at mga inorganic). Tingnan natin ang kanilang mga pangunahing uri at talakayin nang mas detalyado ang prosesong tinatawag na koneksyon (attachment).

Ano ang tinatawag na chemical reaction

Una sa lahat, ito ay nagkakahalaga ng pagbibigay ng pangkalahatang kahulugan ng hindi pangkaraniwang bagay na ito. Ang pariralang isinasaalang-alang ay tumutukoy sa iba't ibang mga reaksyon ng mga sangkap na may iba't ibang pagiging kumplikado, bilang isang resulta kung saan nabuo ang mga produkto na naiiba sa orihinal. Ang mga sangkap na kasangkot sa prosesong ito ay tinutukoy bilang "reagents".

Sa pagsulat, ang kemikal na reaksyon ng mga organikong compound (at mga inorganic) ay isinulat gamit ang mga espesyal na equation. Sa panlabas, ang mga ito ay medyo katulad ng mga mathematical na halimbawa ng karagdagan. Gayunpaman, sa halip na isang pantay na tanda ("="), mga arrow ("→" o "⇆") ang ginagamit. Bilang karagdagan, kung minsan ay maaaring may mas maraming substance sa kanang bahagi ng equation kaysa sa kaliwa. Ang lahat bago ang arrow ay ang mga sangkap bago ang simula ng reaksyon (kaliwang bahagi ng formula). Ang lahat pagkatapos nito (sa kanang bahagi) ay ang mga compound na nabuo bilang isang resulta ng proseso ng kemikal na naganap.

Bilang isang halimbawa ng isang kemikal na equation, maaari nating isaalang-alang ang tubig sa hydrogen at oxygen sa ilalim ng impluwensya ng isang electric current: 2H 2 O → 2H 2 + O 2. Ang tubig ang paunang reactant, at ang oxygen at hydrogen ang mga produkto.

Bilang isa pa, ngunit mas kumplikadong halimbawa ng isang kemikal na reaksyon ng mga compound, maaari nating isaalang-alang ang isang hindi pangkaraniwang bagay na pamilyar sa bawat maybahay na naghurno ng mga matamis nang hindi bababa sa isang beses. Pinag-uusapan natin ang tungkol sa pagsusubo ng baking soda na may suka ng mesa. Ang patuloy na pagkilos ay inilalarawan gamit ang sumusunod na equation: NaHCO 3 +2 CH 3 COOH → 2CH 3 COONa + CO 2 + H 2 O. Mula dito ay malinaw na sa proseso ng pakikipag-ugnayan ng sodium bikarbonate at suka, sodium salt ng acetic acid, tubig at carbon dioxide ay nabuo.

Sa pamamagitan ng likas na katangian nito, sumasakop ito sa isang intermediate na posisyon sa pagitan ng pisikal at nuclear.

Hindi tulad ng nauna, ang mga compound na nakikilahok sa mga reaksiyong kemikal ay maaaring baguhin ang kanilang komposisyon. Iyon ay, mula sa mga atomo ng isang sangkap, maraming iba pa ang maaaring mabuo, tulad ng sa itaas na equation para sa agnas ng tubig.

Hindi tulad ng mga reaksyong nuklear, ang mga reaksiyong kemikal ay hindi nakakaapekto sa nuclei ng mga atomo ng mga nakikipag-ugnayang sangkap.

Ano ang mga uri ng proseso ng kemikal

Ang pamamahagi ng mga reaksyon ng mga compound ayon sa uri ay nangyayari ayon sa iba't ibang pamantayan:

• Pagbabalik-tanaw / irreversibility.
• Pagkakaroon/kawalan ng mga catalyzing substance at proseso.
• Sa pamamagitan ng pagsipsip / pagpapalabas ng init (endothermic / exothermic reactions).
• Sa pamamagitan ng bilang ng mga phase: homogenous / heterogenous at dalawang hybrid na varieties.
• Sa pamamagitan ng pagbabago ng mga estado ng oksihenasyon ng mga nakikipag-ugnayang sangkap.

Mga uri ng proseso ng kemikal sa paraan ng pakikipag-ugnayan

Espesyal ang pamantayang ito. Sa tulong nito, apat na uri ng mga reaksyon ang nakikilala: koneksyon, pagpapalit, agnas (paghahati) at pagpapalitan.

Ang pangalan ng bawat isa sa kanila ay tumutugma sa prosesong inilalarawan nito. Iyon ay, pinagsama sila, sa pagpapalit ay nagbabago sila sa iba pang mga grupo, sa agnas ng isang reagent marami ang nabuo, at sa palitan ang mga kalahok sa reaksyon ay nagbabago ng mga atomo sa kanilang sarili.

Mga uri ng proseso ayon sa paraan ng pakikipag-ugnayan sa organic chemistry

Sa kabila ng malaking kumplikado, ang mga reaksyon ng mga organikong compound ay nangyayari ayon sa parehong prinsipyo tulad ng mga hindi organiko. Gayunpaman, mayroon silang medyo magkaibang mga pangalan.

Kaya, ang mga reaksyon ng kumbinasyon at agnas ay tinatawag na "dagdag", pati na rin ang "cleavage" (pag-aalis) at direktang organikong agnas (sa seksyong ito ng kimika mayroong dalawang uri ng mga proseso ng paghahati).

Ang iba pang mga reaksyon ng mga organikong compound ay ang pagpapalit (ang pangalan ay hindi nagbabago), muling pagsasaayos (pagpapalit) at mga proseso ng redox. Sa kabila ng pagkakapareho ng mga mekanismo ng kanilang paglitaw, sa organikong bagay sila ay higit na multifaceted.

Reaksyon ng kemikal ng tambalan

Ang pagkakaroon ng pagsasaalang-alang sa iba't ibang uri ng mga proseso na pinasok ng mga sangkap sa organic at inorganic na kimika, ito ay nagkakahalaga ng paninirahan nang mas detalyado sa tambalan.

Ang reaksyong ito ay naiiba mula sa lahat ng iba sa na, anuman ang bilang ng mga reagents sa simula nito, sa panghuling lahat sila ay pinagsama sa isa.

Bilang halimbawa, maaalala natin ang proseso ng slaking lime: CaO + H 2 O → Ca (OH) 2. Sa kasong ito, ang reaksyon ng kumbinasyon ng calcium oxide (quicklime) na may hydrogen oxide (tubig) ay nangyayari. Bilang resulta, ang calcium hydroxide (slaked lime) ay nabuo at ang mainit na singaw ay inilabas. Sa pamamagitan ng paraan, nangangahulugan ito na ang prosesong ito ay talagang exothermic.

Compound reaction equation

Sa eskematiko, ang prosesong isinasaalang-alang ay maaaring ilarawan bilang mga sumusunod: A+BV → ABC. Sa formula na ito, ang ABV ay ang bagong nabuong A - isang simpleng reagent, at BV - isang variant ng isang kumplikadong tambalan.

Kapansin-pansin na ang pormula na ito ay katangian din ng proseso ng pagdaragdag at koneksyon.

Ang mga halimbawa ng reaksyon na isinasaalang-alang ay ang pakikipag-ugnayan ng sodium oxide at carbon dioxide (NaO 2 + CO 2 (t 450-550 ° C) → Na 2 CO 3), pati na rin ang sulfur oxide na may oxygen (2SO 2 + O 2 → 2SO 3).

Ang ilang mga kumplikadong compound ay nakakapag-react din sa isa't isa: AB + VG → ABVG. Halimbawa, lahat ng parehong sodium oxide at hydrogen oxide: NaO 2 + H 2 O → 2NaOH.

Mga kondisyon ng reaksyon sa mga inorganikong compound

Tulad ng ipinakita sa nakaraang equation, ang mga sangkap na may iba't ibang antas ng pagiging kumplikado ay maaaring pumasok sa pakikipag-ugnayan na isinasaalang-alang.

Sa kasong ito, para sa mga simpleng reagents ng inorganic na pinagmulan, posible ang redox reactions ng compound (A + B → AB).

Bilang halimbawa, maaari nating isaalang-alang ang proseso ng pagkuha ng trivalent. Para dito, isinasagawa ang isang compound reaction sa pagitan ng chlorine at ferum (iron): 3Cl 2 + 2Fe → 2FeCl 3.

Kung pinag-uusapan natin ang pakikipag-ugnayan ng mga kumplikadong inorganic na sangkap (AB + VG → ABVG), ang mga proseso sa kanila ay maaaring mangyari, parehong nakakaapekto at hindi nakakaapekto sa kanilang valency.

Bilang isang paglalarawan nito, isaalang-alang ang halimbawa ng pagbuo ng calcium bikarbonate mula sa carbon dioxide, hydrogen oxide (tubig) at white food coloring E170 (calcium carbonate): CO 2 + H 2 O + CaCO 3 → Ca (CO 3) 2 . Sa kasong ito, mayroon itong lugar na isang klasikal na reaksyon ng pagkabit. Sa panahon ng pagpapatupad nito, ang valency ng mga reagents ay hindi nagbabago.

Ang isang bahagyang mas perpekto (kaysa sa una) chemical equation 2FeCl 2 + Cl 2 → 2FeCl 3 ay isang halimbawa ng proseso ng redox sa interaksyon ng simple at kumplikadong inorganic reagents: gas (chlorine) at asin (iron chloride).

Mga uri ng mga reaksyon ng karagdagan sa organikong kimika

Tulad ng nabanggit na sa ikaapat na talata, sa mga sangkap ng organikong pinagmulan, ang reaksyon na pinag-uusapan ay tinatawag na "dagdag". Bilang isang patakaran, ang mga kumplikadong sangkap na may doble (o triple) na bono ay nakikilahok dito.

Halimbawa, ang reaksyon sa pagitan ng dibrom at ethylene, na humahantong sa pagbuo ng 1,2-dibromoethane: (C 2 H 4) CH 2 \u003d CH 2 + Br 2 → (C₂H₄Br₂) BrCH 2 - CH 2 Br. Sa pamamagitan ng paraan, ang mga palatandaan na katulad ng katumbas at minus ("=" at "-") sa equation na ito ay nagpapakita ng mga bono sa pagitan ng mga atomo ng isang kumplikadong sangkap. Ito ay isang tampok ng pagsulat ng mga formula ng mga organikong sangkap.

Depende sa kung alin sa mga compound ang kumikilos bilang mga reagents, ilang mga uri ng proseso ng pagdaragdag na isinasaalang-alang ay nakikilala:

• Hydrogenation (ang mga molekula ng hydrogen H ay idinagdag kasama ang maramihang bono).
• Hydrohalogenation (idinagdag ang hydrogen halide).
• Halogenation (pagdaragdag ng mga halogens Br 2 , Cl 2 at mga katulad nito).
• Polymerization (pagbuo mula sa ilang mababang molekular na timbang na mga compound ng mga sangkap na may mataas na molekular na timbang).

Mga halimbawa ng mga reaksyon sa karagdagan (mga compound)

Matapos ilista ang mga uri ng proseso na isinasaalang-alang, ito ay nagkakahalaga ng pag-aaral sa pagsasanay ng ilang mga halimbawa ng tambalang reaksyon.

Bilang isang paglalarawan ng hydrogenation, maaari mong bigyang-pansin ang equation para sa pakikipag-ugnayan ng propene sa hydrogen, bilang isang resulta kung saan lilitaw ang propane: (C 3 H 6) CH 3 -CH \u003d CH 2 + H 2 → (C 3 H 8) CH 3 -CH 2 -CH 3 .

Sa organic chemistry, ang isang compound (addition) reaction ay maaaring mangyari sa pagitan ng hydrochloric acid (isang inorganic substance) at ethylene upang bumuo ng chloroethane: (C 2 H 4 ) CH 2 = CH 2 + HCl → CH 3 - CH 2 -Cl (C 2 H 5 Cl ). Ang ipinakitang equation ay isang halimbawa ng hydrohalogenation.

Tulad ng para sa halogenation, maaari itong mailarawan sa pamamagitan ng reaksyon sa pagitan ng dichlor at ethylene na humahantong sa pagbuo ng 1,2-dichloroethane: (C 2 H 4 ) CH 2 = CH 2 + Cl 2 → (C₂H₄Cl₂) ClCH 2 -CH 2 Cl .

Maraming mga kapaki-pakinabang na sangkap ang nabuo dahil sa organikong kimika. Ang reaksyon ng koneksyon (attachment) ng mga ethylene molecule na may radical polymerization initiator sa ilalim ng impluwensya ng ultraviolet ay isang kumpirmasyon nito: n CH 2 \u003d CH 2 (R at UV light) → (-CH 2 -CH 2 -) n . Ang sangkap na nabuo sa ganitong paraan ay kilala sa bawat tao sa ilalim ng pangalan ng polyethylene.

Ang iba't ibang uri ng packaging, bag, pinggan, tubo, materyales sa pagkakabukod at marami pa ay ginawa mula sa materyal na ito. Ang isang tampok ng sangkap na ito ay ang posibilidad ng pag-recycle nito. Ang polyethylene ay may utang na katanyagan sa katotohanang hindi ito nabubulok, kaya naman ang mga environmentalist ay may negatibong saloobin dito. Gayunpaman, sa mga nakaraang taon, natagpuan ang isang paraan upang ligtas na itapon ang mga produktong polyethylene. Para dito, ang materyal ay ginagamot ng nitric acid (HNO 3). Pagkatapos nito, ang ilang uri ng bakterya ay magagawang mabulok ang sangkap na ito sa mga ligtas na bahagi.

Ang reaksyon ng koneksyon (dagdag) ay may mahalagang papel sa kalikasan at buhay ng tao. Bilang karagdagan, madalas itong ginagamit ng mga siyentipiko sa mga laboratoryo upang mag-synthesize ng mga bagong sangkap para sa iba't ibang mahahalagang pag-aaral.

Ang mga reaksyon ng agnas ay may mahalagang papel sa buhay ng planeta. Pagkatapos ng lahat, nag-aambag sila sa pagkasira ng mga produktong basura ng lahat ng biological na organismo. Bilang karagdagan, ang prosesong ito ay tumutulong sa katawan ng tao na sumipsip ng iba't ibang mga kumplikadong compound sa araw-araw sa pamamagitan ng paghahati-hati sa mga ito sa mga simple (catabolism). Bilang karagdagan sa lahat ng nasa itaas, ang reaksyong ito ay nag-aambag sa pagbuo ng mga simpleng organic at inorganic na sangkap mula sa mga kumplikado. Matuto pa tayo tungkol sa prosesong ito, at tingnan din ang mga praktikal na halimbawa ng reaksiyong kemikal ng agnas.

Ano ang tinatawag na mga reaksyon sa kimika, kung ano ang mga uri ng mga ito at kung ano ang kanilang nakasalalay

Bago pag-aralan ang impormasyon tungkol sa agnas, ito ay nagkakahalaga ng pag-aaral tungkol sa pangkalahatan. Ang pangalang ito ay tumutukoy sa kakayahan ng mga molekula ng ilang mga sangkap na makipag-ugnayan sa iba at bumuo ng mga bagong compound sa ganitong paraan.

Halimbawa, kung ang oxygen at dalawa ay nakikipag-ugnayan sa isa't isa, ang resulta ay dalawang molekula ng hydrogen oxide, na kilala nating lahat bilang tubig. Ang prosesong ito ay maaaring isulat gamit ang sumusunod na chemical equation: 2H 2 + O 2 → 2H 2 O.

Bagaman mayroong iba't ibang pamantayan kung saan nakikilala ang mga reaksiyong kemikal (thermal effect, catalysts, presensya / kawalan ng mga hangganan ng phase, mga pagbabago sa mga estado ng oksihenasyon ng mga reagents, reversibility / irreversibility), madalas silang inuri ayon sa uri ng pagbabago ng pakikipag-ugnay. mga sangkap.

Kaya, apat na uri ng mga proseso ng kemikal ang nakikilala.

• Tambalan.
• Pagkabulok.
• Palitan.
• Pagpapalit.

Ang lahat ng mga reaksyon sa itaas ay nakasulat gamit ang mga equation. Ang kanilang pangkalahatang pamamaraan ay ganito ang hitsura: A → B.

Sa kaliwang bahagi ng formula na ito ay ang mga unang reagents, at sa kanan - ang mga sangkap na nabuo bilang isang resulta ng reaksyon. Bilang isang tuntunin, nangangailangan ito ng pagkakalantad sa temperatura, kuryente, o paggamit ng mga catalytic additives upang simulan ito. Ang kanilang presensya ay dapat ding ipahiwatig sa equation ng kemikal.

pagkabulok (paghahati)

Ang ganitong uri ng proseso ng kemikal ay nailalarawan sa pamamagitan ng pagbuo ng dalawa o higit pang mga bagong compound mula sa mga molekula ng isang sangkap.

Sa mas simpleng mga termino, ang reaksyon ng agnas ay maihahambing sa isang bahay mula sa isang taga-disenyo. Ang pagkakaroon ng pagpapasya na bumuo ng isang kotse at isang bangka, ang bata ay i-disassemble ang paunang istraktura at itinayo ang ninanais mula sa mga bahagi nito. Kasabay nito, ang istraktura ng mga elemento ng konstruktor mismo ay hindi nagbabago, tulad ng nangyayari sa mga atomo ng sangkap na kasangkot sa paghahati.

Ano ang hitsura ng equation ng isinasaalang-alang na reaksyon?

Sa kabila ng katotohanan na daan-daang mga koneksyon ang may kakayahang maghiwalay sa mas simpleng mga bahagi, ang lahat ng naturang proseso ay nangyayari ayon sa parehong prinsipyo. Maaari mong ilarawan ito gamit ang schematic formula: ABV → A + B + C.

Sa loob nito, ang ABV ay ang paunang tambalan na sumailalim sa cleavage. Ang A, B at C ay mga sangkap na nabuo mula sa mga atomo ng ABV sa panahon ng reaksyon ng agnas.

Mga uri ng mga reaksyon ng cleavage

Tulad ng nabanggit sa itaas, upang magsimula ng isang proseso ng kemikal, madalas na kinakailangan na magkaroon ng isang tiyak na epekto sa mga reagents. Depende sa uri ng naturang pagpapasigla, mayroong ilang mga uri ng agnas:

Ang pagkabulok ng potassium permanganate (KMnO4)

Ang pagkakaroon ng pakikitungo sa teorya, ito ay nagkakahalaga ng pagsasaalang-alang ng mga praktikal na halimbawa ng proseso ng paghahati ng mga sangkap.

Ang una sa mga ito ay ang pagkabulok ng KMnO 4 (karaniwang tinutukoy bilang potassium permanganate) dahil sa pag-init. Ganito ang hitsura ng equation ng reaksyon: 2KMnO 4 (t 200 ° C) → K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2.

Mula sa ipinakita na pormula ng kemikal, makikita na upang maisaaktibo ang proseso, kinakailangan na painitin ang paunang reagent sa 200 degrees Celsius. Para sa isang mas mahusay na reaksyon, ang potassium permanganate ay inilalagay sa isang vacuum vessel. Mula dito maaari nating tapusin na ang prosesong ito ay pyrolysis.

Sa mga laboratoryo at sa produksyon, ito ay isinasagawa upang makakuha ng dalisay at kontroladong oxygen.

Thermolysis ng potassium chlorate (KClO3)

Ang reaksyon ng agnas ng Berthollet salt ay isa pang halimbawa ng purong klasikal na thermolysis.

Ang nabanggit na proseso ay dumaan sa dalawang yugto at ganito ang hitsura:

• 2 KClO 3 (t 400 ° C) → 3KClO 4 + KCl.
• KClO 4 (t mula sa 550 ° C) → KCl + 2O2

Gayundin, ang thermolysis ng potassium chlorate ay maaaring isagawa sa mas mababang temperatura (hanggang sa 200 ° C) sa isang yugto, ngunit para dito kinakailangan na ang mga catalyzing substance ay makibahagi sa reaksyon - mga oxide ng iba't ibang mga metal (cuprum, ferum, manganese, atbp.).

Ang isang equation ng ganitong uri ay magiging ganito: 2KClO 3 (t 150 ° C, MnO 2) → KCl + 2O 2.

Tulad ng potassium permanganate, ang Bertolet salt ay ginagamit sa mga laboratoryo at industriya upang makagawa ng purong oxygen.

Electrolysis at radiolysis ng tubig (H20)

Ang isa pang kawili-wiling praktikal na halimbawa ng reaksyon na isinasaalang-alang ay ang agnas ng tubig. Maaari itong gawin sa dalawang paraan:

• Sa ilalim ng impluwensya ng electric current sa hydrogen oxide: H 2 O → H 2 + O 2. Ang itinuturing na paraan ng pagkuha ng oxygen ay ginagamit ng mga submariner sa kanilang mga submarino. Gayundin sa hinaharap na ito ay binalak na gamitin ito upang makabuo ng hydrogen sa malalaking dami. Ang pangunahing hadlang sa ngayon ay ang malaking gastos sa enerhiya na kinakailangan upang pasiglahin ang reaksyon. Kapag natagpuan ang isang paraan upang mabawasan ang mga ito, ang electrolysis ng tubig ay magiging pangunahing paraan upang makagawa hindi lamang ng hydrogen, kundi pati na rin ng oxygen.
• Maaari ding hatiin ang tubig kapag nalantad sa alpha radiation: H 2 O → H 2 O + +e -. Bilang resulta, ang molekula ng hydrogen oxide ay nawawalan ng isang elektron, na nagiging ionized. Sa form na ito, muling tumutugon ang H2O + sa iba pang mga neutral na molekula ng tubig, na bumubuo ng isang highly reactive hydroxide radical: H2O + H2O + → H2O + OH. Ang nawawalang electron, sa turn, ay tumutugon din nang kahanay sa mga neutral na molekula ng hydrogen oxide, na nag-aambag sa kanilang pagkabulok sa mga radikal na H at OH: H 2 O + e - → H + OH.

Pagkasira ng mga alkanes: methane

Isinasaalang-alang ang iba't ibang mga paraan ng paghihiwalay ng mga kumplikadong sangkap, ito ay nagkakahalaga ng pagbibigay ng espesyal na pansin sa reaksyon ng agnas ng mga alkanes.

Itinatago ng pangalang ito ang mga saturated hydrocarbon na may pangkalahatang formula C X H 2X + 2. Sa mga molekula ng mga sangkap na isinasaalang-alang, ang lahat ng mga carbon atom ay konektado sa pamamagitan ng mga solong bono.

Ang mga kinatawan ng seryeng ito ay matatagpuan sa kalikasan sa lahat ng tatlong estado ng pagsasama-sama (gas, likido, solid).

Ang lahat ng mga alkanes (ang reaksyon ng agnas ng mga kinatawan ng seryeng ito ay nasa ibaba) ay mas magaan kaysa sa tubig at hindi natutunaw dito. Gayunpaman, sila mismo ay mahusay na mga solvent para sa iba pang mga compound.

Kabilang sa mga pangunahing katangian ng kemikal ng naturang mga sangkap (pagkasunog, pagpapalit, halogenation, dehydrogenation) - at ang kakayahang hatiin. Gayunpaman, ang prosesong ito ay maaaring mangyari nang buo o bahagyang.

Ang pag-aari sa itaas ay maaaring isaalang-alang sa halimbawa ng reaksyon ng agnas ng methane (ang unang miyembro ng serye ng alkane). Nagaganap ang thermolysis na ito sa 1000 °C: CH 4 → C+2H 2 .

Gayunpaman, kung ang reaksyon ng agnas ng methane ay isinasagawa sa isang mas mataas na temperatura (1500 ° C), at pagkatapos ay binawasan ito nang husto, ang gas na ito ay hindi ganap na mahahati, na bumubuo ng ethylene at hydrogen: 2CH 4 → C 2 H 4 + 3H 2.

Pagkabulok ng ethane

Ang pangalawang miyembro ng serye ng alkane na isinasaalang-alang ay C 2 H 4 (ethane). Ang reaksyon ng agnas nito ay nangyayari rin sa ilalim ng impluwensya ng mataas na temperatura (50 ° C) at sa kumpletong kawalan ng oxygen o iba pang mga ahente ng oxidizing. Ganito ang hitsura: C 2 H 6 → C 2 H 4 + H 2.

Ang equation ng reaksyon sa itaas para sa decomposition ng ethane sa hydrogen at ethylene ay hindi maituturing na pyrolysis sa purong anyo nito. Ang katotohanan ay ang prosesong ito ay nangyayari sa pagkakaroon ng isang katalista (halimbawa, nickel metal Ni o singaw ng tubig), at ito ay sumasalungat sa kahulugan ng pyrolysis. Samakatuwid, tama na pag-usapan ang halimbawa ng paghahati na ipinakita sa itaas bilang isang proseso ng agnas na nagaganap sa panahon ng pyrolysis.

Dapat pansinin na ang isinasaalang-alang na reaksyon ay malawakang ginagamit sa industriya upang makuha ang pinaka-produce na organic compound sa mundo - ethylene gas. Gayunpaman, dahil sa pagsabog ng C 2 H 6, ang pinakasimpleng alkena na ito ay mas madalas na na-synthesize mula sa iba pang mga sangkap.

Ang pagkakaroon ng pagsasaalang-alang sa mga kahulugan, equation, mga uri at iba't ibang mga halimbawa ng reaksyon ng agnas, maaari nating tapusin na ito ay gumaganap ng isang napakahalagang papel hindi lamang para sa katawan at kalikasan ng tao, kundi pati na rin para sa industriya. Gayundin, sa tulong nito sa mga laboratoryo, posible na mag-synthesize ng maraming mga kapaki-pakinabang na sangkap, na tumutulong sa mga siyentipiko na magsagawa ng mahalagang