Ինչ վերաբերում է բարդ ռեակցիաներին: Քիմիական ռեակցիաների տեսակները. Գործընթացների տեսակներն ըստ օրգանական քիմիայի փոխազդեցության մեթոդի

Համեմատաբար պարզ բաղադրության մի քանի արձագանքող նյութերից միացության ռեակցիաներում ստացվում է ավելի բարդ բաղադրության մեկ նյութ.

Որպես կանոն, այդ ռեակցիաները ուղեկցվում են ջերմության արտանետմամբ, այսինքն. հանգեցնում են ավելի կայուն և քիչ էներգիայով հարուստ միացությունների ձևավորմանը:

Պարզ նյութերի համակցման ռեակցիաները միշտ օքսիդավերականգնման բնույթ ունեն։ Միացման ռեակցիաները, որոնք տեղի են ունենում բարդ նյութերի միջև, կարող են տեղի ունենալ ինչպես առանց վալենտության փոփոխության.

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

և դասակարգվել որպես ռեդոքս.

2FeCl 2 + Cl 2 = 2 FeCl 3:

2. Քայքայման ռեակցիաներ

Քայքայման ռեակցիաները հանգեցնում են մեկ բարդ նյութից մի քանի միացությունների առաջացմանը.

A = B + C + D.

Բարդ նյութի տարրալուծման արգասիքները կարող են լինել ինչպես պարզ, այնպես էլ բարդ նյութեր:

Քայքայման ռեակցիաներից, որոնք տեղի են ունենում առանց վալենտական վիճակները փոխելու, պետք է նշել թթվածին պարունակող թթուների բյուրեղային հիդրատների, հիմքերի, թթուների և աղերի տարրալուծումը.


		CuSO 4 + 5H 2 O


		2H 2 O + 4NO 2 O + O 2 O:

2AgNO 3 \u003d 2Ag + 2NO 2 + O 2, (NH 4) 2Cr 2 O 7 \u003d Cr 2 O 3 + N 2 + 4H 2 O:

Հատկապես բնորոշ են ազոտական թթվի աղերի քայքայման ռեդոքս ռեակցիաները։

Օրգանական քիմիայում տարրալուծման ռեակցիաները կոչվում են ճեղքվածք.

C 18 H 38 \u003d C 9 H 18 + C 9 H 20,

կամ ջրազրկում

C 4 H 10 \u003d C 4 H 6 + 2H 2:

3. Փոխարինման ռեակցիաներ

Փոխարինման ռեակցիաներում սովորաբար պարզ նյութը փոխազդում է բարդի հետ՝ ձևավորելով մեկ այլ պարզ և մեկ այլ բարդ նյութ.

A + BC = AB + C:

Այս ռեակցիաները ճնշող մեծամասնությամբ պատկանում են ռեդոքս ռեակցիաներին.

2Al + Fe 2 O 3 \u003d 2Fe + Al 2 O 3,

Zn + 2HCl \u003d ZnCl 2 + H 2,

2KBr + Cl 2 \u003d 2KCl + Br 2,

2KSlO 3 + l 2 = 2KlO 3 + Cl 2:

Փոխարինման ռեակցիաների օրինակները, որոնք չեն ուղեկցվում ատոմների վալենտային վիճակների փոփոխությամբ, չափազանց քիչ են։ Պետք է նշել սիլիցիումի երկօքսիդի ռեակցիան թթվածին պարունակող թթուների աղերի հետ, որոնք համապատասխանում են գազային կամ ցնդող անհիդրիդներին.

CaCO 3 + SiO 2 \u003d CaSiO 3 + CO 2,

Ca 3 (RO 4) 2 + ZSiO 2 \u003d ZCaSiO 3 + P 2 O 5,

Երբեմն այս ռեակցիաները համարվում են փոխանակման ռեակցիաներ.

CH 4 + Cl 2 = CH 3 Cl + Hcl:

4. Փոխանակման ռեակցիաներ

Փոխանակման ռեակցիաները ռեակցիաներ են երկու միացությունների միջև, որոնք փոխանակում են իրենց բաղադրիչները միմյանց հետ.

AB + CD = AD + CB:

Եթե փոխարինման ռեակցիաների ժամանակ տեղի են ունենում ռեդոքս պրոցեսներ, ապա փոխանակման ռեակցիաները միշտ տեղի են ունենում առանց ատոմների վալենտային վիճակը փոխելու։ Սա բարդ նյութերի` օքսիդների, հիմքերի, թթուների և աղերի միջև ռեակցիաների ամենատարածված խումբն է.

ZnO + H 2 SO 4 \u003d ZnSO 4 + H 2 O,

AgNO 3 + KBr = AgBr + KNO 3,

CrCl 3 + ZNaOH = Cr(OH) 3 + ZNaCl:

Այս փոխանակման ռեակցիաների հատուկ դեպքը չեզոքացման ռեակցիան է.

Hcl + KOH \u003d KCl + H 2 O:

Սովորաբար, այս ռեակցիաները ենթարկվում են քիմիական հավասարակշռության օրենքներին և ընթանում են այն ուղղությամբ, երբ նյութերից առնվազն մեկը հեռացվում է ռեակցիայի ոլորտից գազային, ցնդող նյութի, նստվածքի կամ ցածր դիսոցման (լուծույթների համար) միացության տեսքով.

NaHCO 3 + Hcl \u003d NaCl + H 2 O + CO 2,

Ca (HCO 3) 2 + Ca (OH) 2 \u003d 2CaCO 3 ↓ + 2H 2 O,

CH 3 COONa + H 3 RO 4 \u003d CH 3 COOH + NaH 2 RO 4.

7.1. Քիմիական ռեակցիաների հիմնական տեսակները

Նյութերի փոխակերպումները, որոնք ուղեկցվում են դրանց բաղադրության և հատկությունների փոփոխությամբ, կոչվում են քիմիական ռեակցիաներ կամ քիմիական փոխազդեցություններ։ Քիմիական ռեակցիաներում ատոմների միջուկների բաղադրության փոփոխություն չկա։

Այն երևույթները, որոնցում փոխվում է նյութերի ձևը կամ ֆիզիկական վիճակը կամ փոխվում է ատոմների միջուկների կազմը, կոչվում են ֆիզիկական։ Ֆիզիկական երևույթների օրինակ է մետաղների ջերմային մշակումը, որի ժամանակ փոխվում է դրանց ձևը (կեղծումը), մետաղի հալումը, յոդի սուբլիմացումը, ջրի վերածումը սառույցի կամ գոլորշու և այլն, ինչպես նաև միջուկային ռեակցիաները, որոնց արդյունքում։ ատոմները ձևավորվում են որոշ տարրերի ատոմներից այլ տարրեր:

Քիմիական երեւույթները կարող են ուղեկցվել ֆիզիկական փոխակերպումներով։ Օրինակ՝ գալվանական բջիջում քիմիական ռեակցիաների արդյունքում առաջանում է էլեկտրական հոսանք։

Քիմիական ռեակցիաները դասակարգվում են ըստ տարբեր չափանիշների.

1. Ըստ ջերմային ազդեցության նշանի՝ բոլոր ռեակցիաները բաժանվում են էնդոթերմիկ(հոսում է ջերմության կլանմամբ) և էկզոտերմիկ(հոսում է ջերմության արտանետմամբ) (տես § 6.1):

2. Ըստ ելակետային նյութերի և ռեակցիայի արտադրանքների ագրեգացման վիճակի՝ առանձնանում են.

միատարր ռեակցիաներ, որտեղ բոլոր նյութերը գտնվում են նույն փուլում.

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

CO (գ) + Cl 2 (գ) \u003d COCl 2 (գ),

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

տարասեռ ռեակցիաներ, նյութեր, որոնցում գտնվում են տարբեր փուլերում.

CaO (գ) + CO 2 (գ) \u003d CaCO 3 (գ),

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

Na 2 SO 3 (լուծույթ) + 2HCl (լուծույթ) \u003d 2 NaCl (լուծույթ) + SO 2 (գ) + H 2 O (l):

3. Ըստ միայն առաջի ուղղությամբ հոսելու ունակության, ինչպես նաև առաջ և հետընթաց ուղղություններով տարբերում են. անշրջելիԵվ շրջելիքիմիական ռեակցիաներ (տես § 6.5):

4. Կատալիզատորների առկայությամբ կամ բացակայությամբ տարբերում են կատալիտիկԵվ ոչ կատալիտիկռեակցիաներ (տես § 6.5):

5. Ըստ քիմիական ռեակցիաների մեխանիզմի՝ դրանք բաժանվում են իոնային, արմատականև այլք (օրգանական քիմիայի ընթացքում դիտարկվում է օրգանական միացությունների մասնակցությամբ տեղի ունեցող քիմիական ռեակցիաների մեխանիզմը)։

6. Ըստ ռեակտիվները կազմող ատոմների օքսիդացման վիճակների՝ տեղի են ունենում ռեակցիաներ. օքսիդացման վիճակի փոփոխությունատոմների և ատոմների օքսիդացման վիճակի փոփոխությամբ ( Redox ռեակցիաներ) (տես § 7.2):

7. Ելակետային նյութերի և ռեակցիայի արգասիքների բաղադրության փոփոխության համաձայն առանձնանում են ռեակցիաները միացություն, տարրալուծում, փոխարինում և փոխանակում. Այս ռեակցիաները կարող են ընթանալ ինչպես փոփոխությամբ, այնպես էլ առանց տարրերի օքսիդացման վիճակների փոփոխության, Աղյուսակ . 7.1.

Աղյուսակ 7.1

Քիմիական ռեակցիաների տեսակները

	Ընդհանուր սխեման	Առանց տարրերի օքսիդացման վիճակը փոխելու տեղի ունեցող ռեակցիաների օրինակներ	Redox ռեակցիաների օրինակներ
Միացումներ (երկու կամ ավելի նյութերից առաջանում է մեկ նոր նյութ)		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
ընդարձակումներ (մեկ նյութից առաջանում են մի քանի նոր նյութեր)	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
Փոխարինումներ (Նյութերի փոխազդեցության ժամանակ մի նյութի ատոմները փոխարինում են մոլեկուլում մեկ այլ նյութի ատոմներին)	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
(երկու նյութ փոխանակում են իրենց բաղադրամասերը՝ առաջացնելով երկու նոր նյութ)	AB + CD = AD + CB	AlCl 3 + 3NaOH = Al(OH) 3 + 3NaCl; Ca(OH) 2 + 2HCl = CaCl 2 + 2H 2 O

7.2. Redox ռեակցիաներ

Ինչպես նշվեց վերևում, բոլոր քիմիական ռեակցիաները բաժանվում են երկու խմբի.

Քիմիական ռեակցիաները, որոնք տեղի են ունենում ռեակտիվները կազմող ատոմների օքսիդացման վիճակի փոփոխությամբ, կոչվում են ռեդոքս ռեակցիաներ։

Օքսիդացումատոմի, մոլեկուլի կամ իոնի կողմից էլեկտրոնների նվիրատվության գործընթացն է.

Na o - 1e \u003d Na +;

Fe 2+ - e \u003d Fe 3+;

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

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

Վերականգնումատոմին, մոլեկուլին կամ իոնին էլեկտրոններ ավելացնելու գործընթացն է.

S o + 2e = S 2–;

Cr 3+ + e \u003d Cr 2+;

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

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

Էլեկտրոններ ընդունող ատոմները, մոլեկուլները կամ իոնները կոչվում են օքսիդիչներ. վերականգնողներատոմներ, մոլեկուլներ կամ իոններ են, որոնք էլեկտրոններ են նվիրում։

Էլեկտրոններ վերցնելով՝ ռեակցիայի ընթացքում օքսիդացնող նյութը կրճատվում է, իսկ վերականգնողը՝ օքսիդանում։ Օքսիդացումը միշտ ուղեկցվում է նվազեցմամբ և հակառակը։ Այսպիսով, վերականգնող նյութի կողմից նվիրաբերված էլեկտրոնների թիվը միշտ հավասար է օքսիդացնող նյութի կողմից ընդունված էլեկտրոնների թվին..

7.2.1. Օքսիդացման վիճակ

Օքսիդացման աստիճանը միացության մեջ ատոմի պայմանական (ֆորմալ) լիցքն է, որը հաշվարկվում է այն ենթադրությամբ, որ այն բաղկացած է միայն իոններից։ Օքսիդացման աստիճանը սովորաբար նշվում է արաբական թվով տարրի խորհրդանիշի վերևում «+» կամ «–» նշանով: Օրինակ՝ Al 3+, S 2–։

Օքսիդացման վիճակները գտնելու համար առաջնորդվում են հետևյալ կանոններով.

պարզ նյութերում ատոմների օքսիդացման վիճակը զրոյական է.

մոլեկուլում ատոմների օքսիդացման վիճակների հանրահաշվական գումարը զրո է, բարդ իոնում՝ իոնի լիցքը.

ալկալիական մետաղների ատոմների օքսիդացման վիճակը միշտ +1 է;

ջրածնի ատոմը ոչ մետաղների հետ միացություններում (CH 4, NH 3 և այլն) ցուցադրում է +1 օքսիդացման աստիճան, իսկ ակտիվ մետաղների դեպքում նրա օքսիդացման վիճակը -1 է (NaH, CaH 2 և այլն);

միացություններում ֆտորի ատոմը միշտ ցուցադրում է –1 օքսիդացման աստիճան;

Միացություններում թթվածնի ատոմի օքսիդացման աստիճանը սովորաբար -2 է, բացառությամբ պերօքսիդների (H 2 O 2, Na 2 O 2), որոնցում թթվածնի օքսիդացման աստիճանը -1 է, և որոշ այլ նյութերի (սուպերօքսիդներ, օզոնիդներ) թթվածնի ֆտորիդներ):

Խմբում տարրերի առավելագույն դրական օքսիդացման վիճակը սովորաբար հավասար է խմբի թվին: Բացառություն են կազմում ֆտորը, թթվածինը, քանի որ դրանց ամենաբարձր օքսիդացման աստիճանը ցածր է այն խմբի քանակից, որտեղ դրանք գտնվում են: Պղնձի ենթախմբի տարրերը կազմում են միացություններ, որոնցում նրանց օքսիդացման աստիճանը գերազանցում է խմբի թիվը (CuO, AgF 5, AuCl 3):

Պարբերական համակարգի հիմնական ենթախմբերում տարրերի առավելագույն բացասական օքսիդացման աստիճանը կարելի է որոշել խմբի թիվը ութից հանելով: Ածխածնի համար սա 8 - 4 \u003d 4 է, ֆոսֆորի համար - 8 - 5 \u003d 3:

Հիմնական ենթախմբերում վերևից ներքև շարժվելիս նվազում է ամենաբարձր դրական օքսիդացման վիճակի կայունությունը, երկրորդական ենթախմբերում, ընդհակառակը, բարձր օքսիդացման վիճակների կայունությունը բարձրանում է վերևից ներքև։

Օքսիդացման աստիճանի հասկացության պայմանականությունը կարելի է ցույց տալ որոշ անօրգանական և օրգանական միացությունների օրինակով։ Մասնավորապես, ֆոսֆին (ֆոսֆոր) H 3 RO 2, ֆոսֆոն (ֆոսֆոր) H 3 RO 3 և ֆոսֆորական H 3 RO 4 թթուներում ֆոսֆորի օքսիդացման աստիճանները համապատասխանաբար +1, +3 և +5 են, մինչդեռ այս բոլոր միացություններում. ֆոսֆորը հնգավալենտ է։ Մեթան CH 4, մեթանոլ CH 3 OH, ֆորմալդեհիդ CH 2 O, մածուցիկ թթու HCOOH և ածխածնի մոնօքսիդ (IV) CO 2 ածխածնի համար ածխածնի օքսիդացման վիճակներն են՝ համապատասխանաբար –4, –2, 0, +2 և +4: , մինչդեռ քանի որ ածխածնի ատոմի վալենտությունը այս բոլոր միացություններում չորսն է։

Չնայած այն հանգամանքին, որ օքսիդացման վիճակը պայմանական հասկացություն է, այն լայնորեն կիրառվում է ռեդոքսային ռեակցիաների պատրաստման մեջ։

7.2.2. Ամենակարևոր օքսիդացնող և վերականգնող նյութերը

Տիպիկ օքսիդացնող նյութերն են.

1. Պարզ նյութեր, որոնց ատոմներն ունեն բարձր էլեկտրաբացասականություն։ Սրանք, առաջին հերթին, պարբերական համակարգի VI և VII խմբերի հիմնական ենթախմբերի տարրերն են՝ թթվածին, հալոգենները։ Պարզ նյութերից ամենահզոր օքսիդացնող նյութը ֆտորն է։

2. Բարձր օքսիդացման վիճակում գտնվող որոշ մետաղների կատիոններ պարունակող միացություններ՝ Pb 4+, Fe 3+, Au 3+ և այլն։

3. Որոշ բարդ անիոններ պարունակող միացություններ, որոնց տարրերը գտնվում են բարձր դրական օքսիդացման վիճակում՝ 2–, – – և այլն։

Վերականգնողները ներառում են.

1. Պարզ նյութեր, որոնց ատոմներն ունեն ցածր էլեկտրաբացասականություն՝ ակտիվ մետաղներ։ Ոչ մետաղները, ինչպիսիք են ջրածինը և ածխածինը, նույնպես կարող են ցուցադրել նվազեցնող հատկություններ:

2. Կատիոններ պարունակող որոշ մետաղական միացություններ (Sn 2+, Fe 2+, Cr 2+), որոնք էլեկտրոններ նվիրաբերելով կարող են բարձրացնել իրենց օքսիդացման վիճակը։

3. Որոշ միացություններ, որոնք պարունակում են այնպիսի պարզ իոններ, ինչպիսիք են, օրինակ, I -, S 2-:

4. Բարդ իոններ (S 4+ O 3) 2–, (НР 3+ O 3) 2– պարունակող միացություններ, որոնցում տարրերը կարող են էլեկտրոններ նվիրաբերելով բարձրացնել դրանց դրական օքսիդացման վիճակը։

Լաբորատոր պրակտիկայում առավել հաճախ օգտագործվում են հետևյալ օքսիդացնող նյութերը.

կալիումի պերմանգանատ (KMnO 4);

կալիումի դիքրոմատ (K 2 Cr 2 O 7);

ազոտական թթու (HNO 3);

խտացված ծծմբաթթու (H 2 SO 4);

ջրածնի պերօքսիդ (H 2 O 2);

մանգանի (IV) և կապարի (IV) օքսիդներ (MnO 2, PbO 2);

հալված կալիումի նիտրատ (KNO 3) և որոշ այլ նիտրատների հալվածքներ:

Լաբորատոր պրակտիկայում օգտագործվող նվազեցնող միջոցները ներառում են.

մագնեզիում (Mg), ալյումին (Al) և այլ ակտիվ մետաղներ;
ջրածին (H 2) և ածխածին (C);
կալիումի յոդիդ (KI);
նատրիումի սուլֆիդ (Na 2 S) և ջրածնի սուլֆիդ (H 2 S);
նատրիումի սուլֆիտ (Na 2 SO 3);
անագ քլորիդ (SnCl 2):

7.2.3. Redox ռեակցիաների դասակարգում

Redox ռեակցիաները սովորաբար բաժանվում են երեք տեսակի՝ միջմոլեկուլային, ներմոլեկուլային և անհամաչափ ռեակցիաներ (ինքնաօքսիդացում-ինքնավերականգնում):

Միջմոլեկուլային ռեակցիաներտեղի են ունենում տարբեր մոլեկուլներում գտնվող ատոմների օքսիդացման վիճակի փոփոխությամբ: Օրինակ:

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:

TO ներմոլեկուլային ռեակցիաներներառում են այնպիսի ռեակցիաներ, որոնցում օքսիդացնող և վերականգնող նյութը նույն մոլեկուլի մաս են կազմում, օրինակ.

(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.

IN անհամաչափ ռեակցիաներ(ինքնաօքսիդացում-ինքնաբժշկում) նույն տարրի ատոմը (իոնը) և՛ օքսիդացնող, և՛ վերականգնող նյութ է.

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. Օքսիդացման ռեակցիաների կազմման հիմնական կանոնները

Redox ռեակցիաների պատրաստումն իրականացվում է աղյուսակում ներկայացված քայլերի համաձայն: 7.2.

Աղյուսակ 7.2

Redox ռեակցիաների հավասարումների կազմման փուլերը

	Գործողություն
	Որոշեք օքսիդացնող և վերականգնող նյութը:
	Որոշեք ռեդոքս ռեակցիայի արտադրանքը:
	Կազմեք էլեկտրոնների հավասարակշռություն և օգտագործեք այն նյութերի գործակիցները դասավորելու համար, որոնք փոխում են իրենց օքսիդացման վիճակը:
	Դասավորեք այլ նյութերի գործակիցները, որոնք մասնակցում և ձևավորվում են ռեդոքսային ռեակցիայի մեջ:
	Ստուգեք գործակիցների ճիշտ տեղադրությունը՝ հաշվելով ռեակցիայի հավասարման ձախ և աջ կողմերում գտնվող ատոմների (սովորաբար ջրածնի և թթվածնի) նյութի քանակը։

Դիտարկենք ռեդոքս ռեակցիաների կազմման կանոնները՝ օգտագործելով կալիումի սուլֆիտի փոխազդեցության օրինակը թթվային միջավայրում կալիումի պերմանգանատի հետ.

1. Օքսիդացնող նյութի և վերականգնող նյութի որոշում

Մանգանը, որն ամենաբարձր օքսիդացման վիճակում է, չի կարող էլեկտրոններ նվիրել։ Mn 7+-ը կընդունի էլեկտրոններ, այսինքն. օքսիդացնող նյութ է։

S 4+ իոնը կարող է նվիրաբերել երկու էլեկտրոն և գնալ դեպի S 6+, այսինքն. վերականգնող է։ Այսպիսով, դիտարկվող ռեակցիայում K 2 SO 3-ը վերականգնող նյութ է, իսկ KMnO 4-ը՝ օքսիդացնող նյութ։

2. Ռեակցիայի արտադրանքի ստեղծում

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

Երկու էլեկտրոն տալով էլեկտրոնին՝ S 4+-ը անցնում է S 6+: Կալիումի սուլֆիտը (K 2 SO 3) այսպիսով վերածվում է սուլֆատի (K 2 SO 4): Թթվային միջավայրում Mn 7+-ն ընդունում է 5 էլեկտրոն և ծծմբաթթվի լուծույթում (միջին) կազմում է մանգանի սուլֆատ (MnSO 4): Այս ռեակցիայի արդյունքում ձևավորվում են նաև կալիումի սուլֆատի լրացուցիչ մոլեկուլներ (կալիումի իոնների շնորհիվ, որոնք կազմում են պերմանգանատը), ինչպես նաև ջրի մոլեկուլներ։ Այսպիսով, դիտարկվող ռեակցիան կարելի է գրել այսպես.

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

3. Էլեկտրոնային հաշվեկշռի կազմում

Էլեկտրոնների հավասարակշռությունը կազմելու համար անհրաժեշտ է նշել օքսիդացման այն վիճակները, որոնք փոխվում են դիտարկվող ռեակցիայի մեջ.

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+:

Նվազեցնող նյութի կողմից նվիրաբերված էլեկտրոնների թիվը պետք է հավասար լինի օքսիդացնող նյութի ստացած էլեկտրոնների թվին: Հետևաբար, ռեակցիային պետք է մասնակցեն երկու Mn 7+ և հինգ S 4+.

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

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

Այսպիսով, վերականգնող նյութի (10) կողմից նվիրաբերված էլեկտրոնների թիվը հավասար կլինի օքսիդացնող նյութի ստացած էլեկտրոնների քանակին (10):

4. Գործակիցների դասավորությունը ռեակցիայի հավասարման մեջ

Էլեկտրոնների հաշվեկշռին համապատասխան՝ K 2 SO 3-ի դիմաց պետք է դնել 5, իսկ KMnO 4-ի դիմաց՝ 2։ Աջ կողմում կալիումի սուլֆատի դիմաց դնում ենք 6 գործակից։ քանի որ մեկ մոլեկուլ ավելացվում է հինգ K 2 SO 4 մոլեկուլներին, որոնք ձևավորվել են կալիումի սուլֆիտի K 2 SO 4 օքսիդացման ժամանակ՝ պերմանգանատը կազմող կալիումի իոնների միացման արդյունքում։ Քանի որ որպես օքսիդացնող նյութ մասնակցում են ռեակցիային երկուառաջանում են նաև պերմանգանատի մոլեկուլներ, աջ կողմում երկումանգան սուլֆատի մոլեկուլներ. Ռեակցիայի արտադրանքները (կալիումի և մանգանի իոնները, որոնք հանդիսանում են պերմանգանատի մի մասը) կապելու համար անհրաժեշտ է. երեքծծմբաթթվի մոլեկուլները, հետևաբար, ռեակցիայի արդյունքում, երեքջրի մոլեկուլներ. Վերջապես մենք ստանում ենք.

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. Ռեակցիայի հավասարման մեջ գործակիցների ճիշտ տեղադրման ստուգում

Ռեակցիայի հավասարման ձախ կողմում թթվածնի ատոմների թիվը հետևյալն է.

5 3 + 2 4 + 3 4 = 35:

Աջ կողմում այս թիվը կլինի.

6 4 + 2 4 + 3 1 = 35:

Ռեակցիայի հավասարման ձախ կողմում ջրածնի ատոմների թիվը վեց է և համապատասխանում է ռեակցիայի հավասարման աջ կողմում գտնվող այս ատոմների թվին։

7.2.5. Օքսիդացնող և ռեդոքսային ռեակցիաների օրինակներ, որոնք ներառում են բնորոշ օքսիդացնող և վերականգնող նյութեր

7.2.5.1. Միջմոլեկուլային օքսիդացում-վերականգնման ռեակցիաներ

Ստորև բերված են կալիումի պերմանգանատի, կալիումի երկքրոմատի, ջրածնի պերօքսիդի, կալիումի նիտրիտի, կալիումի յոդիդի և կալիումի սուլֆիդի պարունակող ռեդոքս ռեակցիաները: Օքսիդացման ռեակցիաները, որոնք ներառում են այլ բնորոշ օքսիդացնող և վերականգնող նյութեր, քննարկվում են ձեռնարկի երկրորդ մասում («Անօրգանական քիմիա»):

Redox ռեակցիաներ, որոնք ներառում են կալիումի պերմանգանատ

Կախված միջավայրից (թթվային, չեզոք, ալկալային) կալիումի պերմանգանատը, հանդես գալով որպես օքսիդացնող նյութ, տալիս է տարբեր վերականգնող նյութեր, Նկ. 7.1.

Բրինձ. 7.1. Տարբեր միջավայրերում կալիումի պերմանգանատի նվազեցման արտադրանքի ձևավորում

Ստորև բերված են KMnO 4-ի ռեակցիաները կալիումի սուլֆիդի հետ՝ որպես վերականգնող նյութ տարբեր միջավայրերում՝ պատկերելով սխեման, նկ. 7.1. Այս ռեակցիաներում սուլֆիդային իոնի օքսիդացման արդյունքը ազատ ծծումբն է։ Ալկալային միջավայրում KOH մոլեկուլները չեն մասնակցում ռեակցիային, այլ միայն որոշում են կալիումի պերմանգանատի վերականգնողական արտադրանքը։

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.

Կալիումի դիքրոմատի օքսիդացման ռեդոքս ռեակցիաներ

Թթվային միջավայրում կալիումի երկքրոմատը ուժեղ օքսիդացնող նյութ է։ K 2 Cr 2 O 7 և խտացված H 2 SO 4 (քրոմի գագաթնակետ) խառնուրդը լայնորեն օգտագործվում է լաբորատոր պրակտիկայում որպես օքսիդացնող նյութ։ Փոխազդելով վերականգնող նյութի հետ՝ կալիումի երկքրոմատի մեկ մոլեկուլն ընդունում է վեց էլեկտրոն՝ ձևավորելով եռարժեք քրոմի միացություններ.

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:

Redox ռեակցիաներ, որոնք ներառում են ջրածնի պերօքսիդ և կալիումի նիտրիտ

Ջրածնի պերօքսիդը և կալիումի նիտրիտը հիմնականում օքսիդացնող հատկություններ ունեն.

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,

Այնուամենայնիվ, ուժեղ օքսիդացնող նյութերի հետ փոխազդելիս (օրինակ, KMnO 4), ջրածնի պերօքսիդը և կալիումի նիտրիտը գործում են որպես վերականգնող նյութ.

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:

Հարկ է նշել, որ կախված միջավայրից, ջրածնի պերօքսիդը կրճատվում է ըստ Նկ. 7.2.

Բրինձ. 7.2. Ջրածնի պերօքսիդի նվազեցման հնարավոր արտադրանքները

Այս դեպքում ռեակցիաների արդյունքում առաջանում են ջրի կամ հիդրօքսիդի իոններ.

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. Ներմոլեկուլային ռեդոքս ռեակցիաներ

Ներմոլեկուլային ռեդոքս ռեակցիաները տեղի են ունենում, որպես կանոն, երբ տաքացվում են նյութեր, որոնց մոլեկուլները պարունակում են վերականգնող և օքսիդացնող նյութ։ Ներմոլեկուլային վերականգնում-օքսիդացման ռեակցիաների օրինակներ են նիտրատների և կալիումի պերմանգանատի ջերմային տարրալուծման գործընթացները.

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. Անհամաչափության ռեակցիաներ

Ինչպես նշվեց վերևում, անհամաչափության ռեակցիաներում նույն ատոմը (իոնը) և՛ օքսիդացնող, և՛ վերականգնող նյութ է: Դիտարկենք այս տեսակի ռեակցիաների կազմման գործընթացը՝ օգտագործելով ծծմբի փոխազդեցության օրինակը ալկալիների հետ:

Ծծմբի բնորոշ օքսիդացման վիճակները. – 2, 0, +4 և +6: Գործելով որպես վերականգնող նյութ՝ տարրական ծծումբը նվիրաբերում է 4 էլեկտրոն.

Այսպիսով – 4e = S 4+:

Ծծումբ – Օքսիդացնող նյութը ընդունում է երկու էլեկտրոն.

S o + 2e \u003d S 2–.

Այսպիսով, ծծմբի անհամաչափության ռեակցիայի արդյունքում առաջանում են միացություններ, այն տարրի օքսիդացման վիճակները, որոնցում. – 2 և աջ +4:

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

Երբ ազոտի օքսիդը (IV) անհամաչափ է ալկալիներում, ստացվում են նիտրիտներ և նիտրատներ՝ միացություններ, որոնցում ազոտի օքսիդացման աստիճանները համապատասխանաբար +3 և +5 են.

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

Սառը ալկալային լուծույթում քլորի անհամաչափությունը հանգեցնում է հիպոքլորիտի ձևավորմանը, իսկ տաքում՝ քլորատի.

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. Էլեկտրոլիզ

Ռեդոքս պրոցեսը, որը տեղի է ունենում լուծույթներում կամ հալվում է, երբ դրանց միջով ուղղակի էլեկտրական հոսանք է անցնում, կոչվում է էլեկտրոլիզ։ Այս դեպքում անիոնները օքսիդացվում են դրական էլեկտրոդում (անոդ): Կատիոնները կրճատվում են բացասական էլեկտրոդում (կաթոդ):

2 Na 2 CO 3 4 Na + O 2 + 2CO 2:

Էլեկտրոլիտների ջրային լուծույթների էլեկտրոլիզի ժամանակ, լուծված նյութի փոխակերպումների հետ մեկտեղ, ջրածնի իոնների և ջրի հիդրօքսիդի իոնների մասնակցությամբ կարող են տեղի ունենալ էլեկտրաքիմիական գործընթացներ.

կաթոդ (-): 2 H + + 2e \u003d H 2,

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

Այս դեպքում կաթոդում վերականգնման գործընթացը տեղի է ունենում հետևյալ կերպ.

1. Մետաղների ակտիվ կատիոնները (մինչև Al 3+ ներառյալ) կաթոդում չեն կրճատվում, փոխարենը կրճատվում է ջրածինը։

2. Ջրածնի աջ կողմում գտնվող ստանդարտ էլեկտրոդային պոտենցիալների շարքում (լարումների շարքում) տեղակայված մետաղական կատիոնները էլեկտրոլիզի ժամանակ կաթոդում վերածվում են ազատ մետաղների։

3. Մետաղական կատիոնները, որոնք տեղակայված են Al 3+-ի և H+-ի միջև, վերականգնվում են կաթոդում ջրածնի կատիոնի հետ միաժամանակ:

Անոդում ջրային լուծույթներում տեղի ունեցող գործընթացները կախված են այն նյութից, որից պատրաստված է անոդը: Կան չլուծվող անոդներ ( իներտ) և լուծվող ( ակտիվ) Որպես իներտ անոդների նյութ օգտագործվում է գրաֆիտը կամ պլատինը։ Լուծվող անոդները պատրաստվում են պղնձից, ցինկից և այլ մետաղներից։

Իներտ անոդով լուծույթների էլեկտրոլիզի ժամանակ կարող են առաջանալ հետևյալ արգասիքները.

1. Հալոգեն իոնների օքսիդացման ժամանակ ազատ հալոգեններ են արտազատվում։

2. SO 2 2– , NO 3 – , PO 4 3– անիոններ պարունակող լուծույթների էլեկտրոլիզից ազատվում է թթվածին, այսինքն. Անոդում ոչ թե այս իոններն են օքսիդանում, այլ ջրի մոլեկուլները:

Հաշվի առնելով վերը նշված կանոնները՝ որպես օրինակ դիտարկենք NaCl, CuSO 4 և KOH ջրային լուծույթների էլեկտրոլիզը իներտ էլեկտրոդներով։

1). Լուծման մեջ նատրիումի քլորիդը տարանջատվում է իոնների։

«Ֆիզիկա Ջերմամիջուկային ռեակցիաներ» - Ջերմամիջուկային ռեակցիա։ Խնդիր. Պլազման դժվար է կառչել: Վերահսկվող ջերմամիջուկային ռեակցիան էներգետիկ բարենպաստ ռեակցիա է: Մանրամասներ արձագանքի մասին. Ֆիզիկայի ներկայացում թեմայի շուրջ. Աստղերում տեղի են ունենում ինքնապահպանվող ջերմամիջուկային ռեակցիաներ: Ի՞նչ է ջերմամիջուկային ռեակցիան: TOKAMAK (տորոիդային մագնիսական խցիկ հոսանքով):

«Քիմիական ռեակցիաների տեսակները» - Բոլոր ռեակցիաները ուղեկցվում են ջերմային ազդեցություններով: Հետադարձելի ռեակցիաներ - քիմիական ռեակցիաներ, որոնք տեղի են ունենում միաժամանակ երկու հակադիր ուղղություններով (առաջ և հակառակ) Օրինակ՝ 3H2 + N2? 2NH3 Լաբորատոր աշխատանք. Ինչպե՞ս կարող ենք անվանել տեղի ունեցող գործընթացը։ Քիմիական ռեակցիաները տեղի են ունենում. երբ ռեակտիվները խառնվում են կամ ֆիզիկապես շփվում են, ինքնաբերաբար, երբ տաքացվում են կատալիզատորների մասնակցությամբ, լույսի, էլեկտրական հոսանքի, մեխանիկական ազդեցության և այլն:

«Ռեակցիաների դասակարգում» - Էնդոթերմիկ ռեակցիաներ՝ P (կարմիր)<=>R (սպիտակ): S (ռոմբիկ)<=>S (պլաստիկ): Ռեակցիաների դասակարգում. Այս ռեակցիաների մեծ մասն են. Կալիումի պերմանգանատի տարրալուծումը տաքացնելիս. Լիթիումի այրման ռեակցիա. ֆոսֆորի ալոտրոպիա. կալցիումի այրման ռեակցիա օդում. Հետաքրքիր ռեակցիաներ։

«Միջուկային ռեակցիաներ» - Ռադիոակտիվ ճառագայթումը վնասակար ազդեցություն ունի կենդանի բջիջների վրա: Միջուկային ռեակցիաները ուղեկցվում են էներգիայի փոխակերպումներով։ կենսաբանական գործողություն. Ռադիոակտիվ ճառագայթման կենսաբանական ազդեցություն. Ճառագայթման ազդեցությունը մարդկանց վրա. ջերմամիջուկային ռեակցիաներ. Միջուկային ռեակցիաների կիրառում. Միջուկային ռեակտոր.

«Թթուների ռեակցիաներ» - BaCL2 + H2SO4 = BaSO4 + 2HCL Ba2+ + SO42- = BaSO4: Թթուներ. Պատասխանները. Թթուների դասակարգում. Ստուգեք ինքներդ: Ընդհանրացում. Թթուների բնորոշ ռեակցիաները.

ՍԱՀՄԱՆՈՒՄ

Քիմիական ռեակցիակոչվում է այն նյութերի փոխակերպում, որոնցում տեղի է ունենում դրանց բաղադրության և (կամ) կառուցվածքի փոփոխություն։

Ամենից հաճախ քիմիական ռեակցիաները հասկացվում են որպես սկզբնական նյութերի (ռեակտիվների) վերջնական նյութերի (արտադրանքի) փոխակերպման գործընթաց:

Քիմիական ռեակցիաները գրվում են քիմիական հավասարումների միջոցով, որոնք պարունակում են սկզբնական նյութերի և ռեակցիայի արտադրանքի բանաձևերը: Ըստ զանգվածի պահպանման օրենքի՝ քիմիական հավասարման ձախ և աջ կողմերում յուրաքանչյուր տարրի ատոմների թիվը նույնն է։ Սովորաբար հավասարման ձախ կողմում գրվում են սկզբնական նյութերի բանաձևերը, իսկ աջում՝ արտադրյալների բանաձևերը։ Հավասարման ձախ և աջ մասերում յուրաքանչյուր տարրի ատոմների թվի հավասարությունը ձեռք է բերվում՝ նյութերի բանաձևերի դիմաց տեղադրելով ամբողջ թվային ստոյխիոմետրիկ գործակիցներ։

Քիմիական հավասարումները կարող են պարունակել հավելյալ տեղեկատվություն ռեակցիայի առանձնահատկությունների մասին՝ ջերմաստիճան, ճնշում, ճառագայթում և այլն, որոնք նշված են հավասարության նշանի վերևում (կամ «տակ» համապատասխան նշանով։

Բոլոր քիմիական ռեակցիաները կարելի է խմբավորել մի քանի դասերի, որոնք ունեն որոշակի բնութագրեր։

Քիմիական ռեակցիաների դասակարգումն ըստ նախնական և ստացված նյութերի քանակի և բաղադրության

Ըստ այս դասակարգման՝ քիմիական ռեակցիաները բաժանվում են զուգակցման, տարրալուծման, փոխարինման, փոխանակման ռեակցիաների։

Որպես արդյունք բարդ ռեակցիաներերկու կամ ավելի (բարդ կամ պարզ) նյութերից առաջանում է մեկ նոր նյութ։ Ընդհանուր առմամբ, նման քիմիական ռեակցիայի հավասարումը կունենա հետևյալ տեսքը.

Օրինակ:

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 = 2 FeCl 3

Համակցված ռեակցիաները շատ դեպքերում էկզոթերմիկ են, այսինքն. հոսում է ջերմության արտանետմամբ: Եթե ռեակցիայի մեջ ներգրավված են պարզ նյութեր, ապա այդպիսի ռեակցիաներն ամենից հաճախ օքսիդավերականգնման են (ORD), այսինքն. տեղի են ունենում տարրերի օքսիդացման վիճակների փոփոխությամբ: Անհնար է միանշանակ ասել, թե արդյոք բարդ նյութերի միջև միացության ռեակցիան կարելի է վերագրել OVR-ին:

Ռեակցիաները, որոնցում մի քանի այլ նոր նյութեր (բարդ կամ պարզ) ձևավորվում են մեկ բարդ նյութից, դասակարգվում են որպես. տարրալուծման ռեակցիաներ. Ընդհանուր առմամբ, քիմիական տարրալուծման ռեակցիայի հավասարումը կունենա հետևյալ տեսքը.

Օրինակ:

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)

Քայքայման ռեակցիաների մեծ մասն ընթանում է տաքացումով (1,4,5): Հնարավոր է տարրալուծում էլեկտրական հոսանքով (2): Թթվածին պարունակող թթուների (1, 3, 4, 5, 7) բյուրեղային հիդրատների, թթուների, հիմքերի և աղերի տարրալուծումն ընթանում է առանց տարրերի օքսիդացման վիճակների փոփոխության, այսինքն. այս ռեակցիաները չեն վերաբերում OVR-ին: OVR-ի տարրալուծման ռեակցիաները ներառում են օքսիդների, թթուների և աղերի տարրալուծումը, որոնք ձևավորվում են ավելի բարձր օքսիդացման վիճակներում գտնվող տարրերի կողմից (6):

Քայքայման ռեակցիաները հայտնաբերվում են նաև օրգանական քիմիայում, բայց այլ անվանումներով՝ ճեղքում (8), ջրազրկում (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)

ժամը փոխարինման ռեակցիաներպարզ նյութը փոխազդում է բարդ նյութի հետ՝ ձևավորելով նոր պարզ և նոր բարդ նյութ։ Ընդհանուր առմամբ, քիմիական փոխարինման ռեակցիայի հավասարումը կունենա հետևյալ տեսքը.

Օրինակ:

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)

Փոխարինման ռեակցիաները հիմնականում ռեդոքսային ռեակցիաներ են (1 - 4, 7): Քայքայման ռեակցիաների օրինակները, որոնցում օքսիդացման վիճակների փոփոխություն չկա, քիչ են (5, 6):

Փոխանակման ռեակցիաներկոչվում են ռեակցիաներ, որոնք տեղի են ունենում բարդ նյութերի միջև, որոնցում նրանք փոխանակում են իրենց բաղկացուցիչ մասերը։ Սովորաբար այս տերմինն օգտագործվում է ջրային լուծույթում իոնների ներգրավման ռեակցիաների համար։ Ընդհանուր առմամբ, քիմիական փոխանակման ռեակցիայի հավասարումը կունենա հետևյալ տեսքը.

AB + CD = AD + CB

Օրինակ:

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)

Փոխանակման ռեակցիաները ռեդոքս չեն: Այս փոխանակման ռեակցիաների հատուկ դեպք է չեզոքացման ռեակցիաները (թթուների փոխազդեցության ռեակցիաները ալկալիների հետ) (2)։ Փոխանակման ռեակցիաներն ընթանում են այն ուղղությամբ, երբ նյութերից առնվազն մեկը հեռացվում է ռեակցիայի ոլորտից՝ գազային նյութի (3), նստվածքի (4, 5) կամ ցածր դիսոցվող միացության, առավել հաճախ՝ ջրի (1, 2).

Քիմիական ռեակցիաների դասակարգումն ըստ օքսիդացման վիճակների փոփոխության

Կախված ռեակտիվները և ռեակցիայի արտադրանքները կազմող տարրերի օքսիդացման վիճակների փոփոխությունից, բոլոր քիմիական ռեակցիաները բաժանվում են ռեդոքսի (1, 2) և առանց օքսիդացման վիճակը փոխելու (3, 4):

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

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

C 4+ + 4e \u003d C 0 (օքսիդացնող նյութ)

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

Fe 2+ -e \u003d Fe 3+ (նվազեցնող)

N 5+ + 3e \u003d N 2+ (օքսիդացնող նյութ)

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

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

Քիմիական ռեակցիաների դասակարգումն ըստ ջերմային ազդեցության

Կախված նրանից, թե ռեակցիայի ընթացքում ջերմություն (էներգիա) կթողարկվի կամ կլանվի, բոլոր քիմիական ռեակցիաները պայմանականորեն բաժանվում են համապատասխանաբար էկզո - (1, 2) և էնդոթերմային (3): Ռեակցիայի ընթացքում արձակված կամ կլանված ջերմության (էներգիայի) քանակը կոչվում է ռեակցիայի ջերմություն։ Եթե հավասարումը ցույց է տալիս արտանետվող կամ կլանված ջերմության քանակը, ապա նման հավասարումները կոչվում են ջերմաքիմիական։

N 2 + 3H 2 = 2NH 3 +46,2 կՋ (1)

2Mg + O 2 \u003d 2MgO + 602,5 կՋ (2)

N 2 + O 2 \u003d 2NO - 90,4 կՋ (3)

Քիմիական ռեակցիաների դասակարգումն ըստ ռեակցիայի ուղղության

Ըստ ռեակցիայի ուղղության՝ լինում են շրջելի (քիմիական պրոցեսներ, որոնց արգասիքները կարող են փոխազդել միմյանց հետ նույն պայմաններում, որոնցում ստացվում են, սկզբնական նյութերի ձևավորմամբ) և անշրջելի (քիմիական պրոցեսներ, որոնցից ստացված արգասիքները. ի վիճակի չեն միմյանց հետ արձագանքել սկզբնական նյութերի ձևավորմամբ):

Հետադարձելի ռեակցիաների համար ընդհանուր ձևով հավասարումը սովորաբար գրվում է հետևյալ կերպ.

A + B ↔ AB

Օրինակ:

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

Անդառնալի ռեակցիաների օրինակներ են հետևյալ ռեակցիաները.

2KSlO 3 → 2KSl + ZO 2

C 6 H 12 O 6 + 6O 2 → 6CO 2 + 6H 2 O

Ռեակցիայի անշրջելիության ապացույցը կարող է ծառայել որպես գազային նյութի, նստվածքի կամ ցածր տարանջատվող միացության, առավել հաճախ՝ ջրի ռեակցիայի արտադրանք։

Քիմիական ռեակցիաների դասակարգումը կատալիզատորի առկայությամբ

Այս տեսանկյունից առանձնանում են կատալիտիկ և ոչ կատալիտիկ ռեակցիաները։

Կատալիզատորը մի նյութ է, որն արագացնում է քիմիական ռեակցիան։ Կատալիզատորների հետ կապված ռեակցիաները կոչվում են կատալիտիկ: Որոշ ռեակցիաներ ընդհանրապես անհնար են առանց կատալիզատորի.

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

Հաճախ ռեակցիայի արտադրանքներից մեկը ծառայում է որպես կատալիզատոր, որն արագացնում է այս ռեակցիան (ավտոկատալիտիկ ռեակցիաներ).

MeO + 2HF \u003d MeF 2 + H 2 O, որտեղ Me-ը մետաղ է:

Խնդիրների լուծման օրինակներ

ՕՐԻՆԱԿ 1

1. Ո՞ր ռեակցիաներն են կոչվում փոխանակման ռեակցիաներ: Ինչպե՞ս են դրանք տարբերվում զուգակցման, տարրալուծման և փոխարինման ռեակցիաներից:
Փոխանակման ռեակցիաները ռեակցիաներ են, որոնցում երկու բարդ նյութեր փոխանակում են իրենց բաղկացուցիչ մասերը: Այսպիսով, բարդ նյութերից առաջանում են բարդ նյութեր։ Մինչ տարրալուծման ռեակցիաներում մեկ բարդ նյութից առաջանում են մի քանի պարզ կամ բարդ նյութեր, բաղադրյալ ռեակցիաներում՝ մեկ բարդ նյութ՝ մի քանի պարզ կամ բարդ նյութերից, փոխարինման ռեակցիաներում՝ մեկ բարդ և մեկ պարզ նյութ՝ մեկ պարզ և մեկից։ բարդ նյութ.

2. Կարելի՞ է պնդել, որ ցանկացած մետաղի կարբոնատային լուծույթի և թթվի փոխազդեցությունը միայն փոխանակման ռեակցիա է: Ինչո՞ւ։

3. Գրի՛ր լուծույթների միջև փոխանակման ռեակցիաների հավասարումները.
ա) կալցիումի քլորիդ և նատրիումի ֆոսֆատ.
բ) ծծմբաթթու և երկաթի (III) հիդրօքսիդ.

4. Փոխանակման ռեակցիաներից որոնք, որոնց սխեմաները

կվազի մինչև վերջ. Պատասխանելու համար օգտագործեք ջրում հիդրօքսիդների և աղերի լուծելիության աղյուսակը:

5. Որոշեք նատրիումի հիդրօքսիդ նյութի քանակությունը, որը կպահանջվի 980 գ 30% ֆոսֆորաթթվի լուծույթն ամբողջությամբ չեզոքացնելու համար:

6. Հաշվե՛ք նյութի քանակությունը և առաջացած նստվածքի զանգվածը 980 գ պղնձի (II) սուլֆատի 20% լուծույթի փոխազդեցության ժամանակ կալիումի հիդրօքսիդի անհրաժեշտ քանակի հետ։