Хімічні реакції: приклади і аналіз

Під час хімічних реакцій з одних речовин утворюються інші (не плутати з ядерними реакціями, в яких один хімічний елемент перетворюється в інший).

  • Реагенти – це речовини, які вступають в хімічну реакцію.
  • Продукти реакції – це речовини, які отримані після хімічної реакції.

Будь-яка хімічна реакція описується хімічним рівнянням:

Реагенти → Продукти реакції

Стрілка вказує напрямок протікання реакції.

Наприклад:

CH4(г) + 2O2(г) → CO2(г) + 2H2O(г)

В даній реакції метан (СН4) реагує з киснем (О2), в результаті чого утворюється діоксид вуглецю (СО2) і вода (Н2О), а точніше – водяна пара.

Саме така реакція відбувається на вашій кухні, коли ви підпалює газову конфорку. Читати рівняння слід так: одна молекула газоподібного метану вступає в реакцію з двома молекулами газоподібного кисню, в результаті виходить одна молекула діоксиду вуглецю і дві молекули води (водяної пари).

Числа, які розташовані перед компонентами хімічної реакції, називаються компонентами реакції.

Хімічні реакції бувають:

  • ендотермічними (з поглинанням енергії);
  • екзотермічні (з виділенням енергії).

Горіння метану – це типовий приклад екзотермічної реакції.

Існує кілька видів хімічних реакцій. Найбільш розповсюджені:

  • реакції з’єднання;
  • реакції розкладання;
  • реакції одинарного заміщення;
  • реакції подвійного заміщення;
  • реакції окислення;
  • окислювально-відновні реакції.

Реакції з’єднання

У реакціях з’єднання хоча б два елементи утворюють один продукт:

2Na(т) + Cl2(г) → 2NaCl(т) – утворення кухонної солі.

Слід звернути увагу на істотний нюанс реакцій сполуки: в залежності від умов протікання реакції або пропорцій реагентів, які вступають в реакцію, – її результатом можуть бути різні продукти. Наприклад, при нормальних умовах згоряння кам’яного вугілля виходить вуглекислий газ:

C(т) + O2(г) → CO2(г)

Якщо ж кількість кисню недостатня, то утворюється смертельно небезпечний чадний газ:

2C(т) + O2(г) → 2CO(г)

Реакції розкладання

Ці реакції є, як би, протилежними по суті, реакціям з’єднання. В результаті реакції розкладання речовина розпадається на два (3, 4…) простіших елемента (сполуки):

2H2O(ж) → 2H2(г) + O2(г) – розкладання води

2H2O2(ж) → 2H2(г) O + O2(г) – розкладання перекису водню

Реакції одинарного заміщення

В результаті реакцій одинарного заміщення, більш активний елемент заміщає в з’єднанні менш активний:

Zn(т) + CuSO4(р-р) → ZnSO4(р-р) + Cu(т)

Цинк в розчині сульфату міді витісняє менш активну мідь, в результаті чого утворюється розчин сульфату цинку.

Іонне рівняння вищенаведеної реакції матиме вигляд:

Zn(т) + Cu2+ + SO42- → Zn2+ + SO42- + Cu(т)

Іонний зв’язок CuSO4 при розчиненні в воді розпадається на катіон міді (заряд 2+) і аніон сульфату (заряд 2-). В результаті реакції заміщення утворюється катіон цинку (який має такий же заряд, як і катіон міді.

Зверніть увагу, що аніон сульфату присутній в обох частинах рівняння, тобто, за всіма правилами математики його можна скоротити. У підсумку вийде іонно-молекулярне рівняння:

Zn(т) + Cu2+ → Zn2+ + Cu(т)

Реакції подвійного заміщення

У реакціях подвійного заміщення відбувається заміщення вже двох електронів. Такі реакції ще називають реакціями обміну. Такі реакції проходять в розчині з утворенням:

  • нерозчинної твердої речовини (реакції осадження);
  • води (реакції нейтралізації).

Реакції осадження

При змішуванні розчину нітрату срібла (сіль) з розчином хлориду натрію утворюється хлорид срібла:

Молекулярне рівняння:

KCl(р-р) + AgNO3(p-p) → AgCl(т) + KNO3(p-p)

Іонне рівняння:

K+ + Cl + Ag+ + NO3 → AgCl(т) + K+ + NO3

Молекулярно-іонне рівняння:

Cl + Ag+ → AgCl (т)

Якщо з’єднання розчинне, воно буде знаходитися в розчині в іонному вигляді. Якщо з’єднання нерозчинне, воно буде осідати, утворюючи тверду речовину.

Реакції нейтралізації

Це реакції взаємодії кислот і основ, в результаті яких утворюються молекули води.

Наприклад, реакція змішування розчину сірчаної кислоти і розчину гідроксиду натрію (лугу):

Молекулярне рівняння:

H2SO4(p-p) + 2NaOH(p-p) → Na2SO4(p-p) + 2H2O(ж)

Іонне рівняння:

2H+ + SO42- + 2Na+ + 2OH → 2Na+ + SO42- + 2H2O(ж)

Молекулярно-іонне рівняння:

2H+ + 2OH → 2H2O(ж) або H+ + OH → H2O(ж)

Реакції окислення

Це реакції взаємодії речовин з газоподібним киснем, який знаходиться в повітрі, при яких (реакціях), як правило, виділяється велика кількість енергії у вигляді тепла і світла.

Типова реакція окислення – це горіння.

На самому початку даної сторінки приведена реакція взаємодії метану з киснем:

CH4(г) + 2O2(г) → CO2(г) + 2H2O(г)

Метан відноситься до вуглеводнів (з’єднання з вуглецю і водню). При реакції вуглеводнів з киснем виділяється багато теплової енергії.

Редокс

Це реакції при яких відбувається обмін електронами між атомами реагентів. Розглянуті вище реакції, також є окислювально-відновними реакціями:

  • 2Na + Cl2 → 2NaCl – реакція сполуки;
  • CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O – реакція окислення;
  • Zn + CuSO4 → ZnSO4 + Cu – реакція одинарного заміщення.
ПОДІЛИТИСЯ:

Дивіться також:
Властивості рубідію