Хімічні реакції: приклади і аналіз

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

Реагенти – речовини, що вступають в хімічну реакцію
Продукти реакції – речовини, 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, розташовані перед компонентами хімічної реакції, називаються компонентами реакції.

Хімічні реакції бувають ендотермічними (з поглинанням енергії) і екзотермічні (з виділенням енергії). Горіння метану – 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.

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

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

Слід звернути увагу на істотний нюанс реакцій сполуки: в залежності від умов протікання реакції або пропорцій реагентів, що 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 недостатньо, то утворюється смертельно небезпечний чадний газ: 2C (т) + O2 (г) → 2CO (г)

2. Реакції розкладання

Ці реакції є, як би, протилежними по суті, реакцій 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 водорда

3. 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)

Іонна 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: 2). 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)

4. 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:

  • нерозчинного 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-іонну рівняння: Cl- + Ag + → AgCl (т)

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

Розчинні іонні сполуки:
з’єднання NH4 +
з’єднання лужних металів
ацетати
нітрати
хлорати
сульфати
Нерозчинні іонні сполуки:
оксиди
сульфати
більшість фосфатів
большнінство гідроксидів
сульфати: PbSO4; BaSO4; SrSO4
реакції нейтралізації
Це реакції взаємодії кислот і підстав, 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-іонну рівняння: 2H + + 2OH- → 2H2O (ж) або H + + OH- → H2O (ж)

5. Реакції окислення

Це реакції взаємодії речовин з газоподібним киснем, що знаходиться в повітрі, при яких, 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.

6. 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:

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься.