Класифікація хімічних реакцій

Реферат з хімії учня 11 класу середньої шк. № 653 Миколаєва Олексія

В якості класифікаційних ознак можуть бути обрані наступні:

1. Число і склад вихідних речовин і продуктів реакції.

2. Агрегатний стан реагентів і продуктів реакції.

3. Число фаз, у яких перебувають учасники реакції.

4. Природа переносимих частинок.

5. Можливість протікання реакції в прямому і зворотному напрямку.

6. Тепловий ефект.

7. Явище каталізу.

Класифікація за кількістю та складом вихідних речовин і продуктів реакції.

Реакції з'єднання.

При реакціях з'єднання з декількох реагуючих речовин відносно простого складу виходить одна речовина більш складного складу:

A + B + C = D

Як правило, ці реакції супроводжуються виділенням тепла, тобто приводять до утворення більш стійких і менш багатих енергією з'єднань.

Неорганічна хімія.

Реакції з'єднання простих речовин завжди носять окислювально-відновний характер. Реакції з'єднання, що протікають між складними речовинами, можуть відбуватися як без зміни валентності:

СаСО3 + СО2 + Н2О = Са (НСО3) 2,

так і ставитися до числа окислювально-відновних:

2FеСl2 + Сl2 = 2FеСl3.

Органічна хімія.

У органічної хімії такі реакції часто називають реакціями приєднання. У них зазвичай беруть участь сполуки, що містять подвійну чи потрійну зв'язок. Різновиди реакцій приєднання: гідрування, гідратація, гідрогалогенірованіе, полімеризація. Приклади даних реакцій:

to

Н2С = СН2 + Н2 → CН3 - СН3

етилен етан

to

HC = CH + HCl → H2C = CHCl

ацетилен хлорвініл

to

n СН2 = СН2 → (-СН2-СН2-) n

етилен поліетилен

Реакції розкладу.

Реакції розкладу призводять до утворення кількох сполук з одного складного речовини:

А = В + С + D.

Продуктами розкладання складної речовини можуть бути як прості, так і складні речовини.

Неорганічна хімія.

З реакцій розкладання, що протікають без зміни валентних станів, слід зазначити розкладання кристалогідратів, основ, кислот та солей кисневмісних кислот:

До реакцій розкладання окислювально-відновного характеру належить розкладання оксидів, кислот і солей, утворених елементами у вищих ступенях окиснення:

2AgNO3 = 2Ag + 2NO2 + O2,

(NH4) 2Cr2O7 = Cr2O3 + N2 + 4H2O.

Органічна хімія.

У органічної хімії до реакцій розкладання відносяться: дегідратація, дегідрування »крекінг, дегідрогалогенірованіе, а також реакції деполімеризації, коли з полімеру утворюється вихідний мономер. Відповідні рівняння реакцій:

to

С2Н5ОН → C2H4 + Н2O

to

С6Н14 → С6Н6 + 4Н2

гексан бензол

C8H18 → C4H10 + C4H8

Октан бутан Бутен

C2H5Br → C2H4 + НВг

брометан етилен

(-СН2 - СН = С - СН2 -) n → n СН2 = СН - С = СН2

СНз СНз

природний каучук 2-метілбутадіен-1, 3

Реакції заміщення.

При реакціях заміщення зазвичай проста речовина взаємодіє зі складним, утворюючи інше проста речовина і інше складне:

А + ВС = АВ + С.

Неорганічна хімія.

Ці реакції в переважній більшості належать до окисно-відновних:

2Аl + Fe2O3 = 2Fе + Аl2О3

Zn + 2НСl = ZnСl2 + Н2

2КВr + Сl2 = 2КСl + Вr2

2КСlO3 + l2 = 2KlO3 + Сl2.

Приклади реакцій заміщення, що не супроводжуються зміною валентних станів атомів, вкрай нечисленні. Слід відзначити реакцію двоокису кремнію з солями кисневмісних кислот, яким відповідають газоподібні або леткі ангідриди:

СаСО3 + SiO2 = СаSiO3 + СО2

Са3 (РО4) 2 + ЗSiO2 = ЗСаSiO3 + Р2О5

Органічна хімія.

У органічної хімії реакції заміщення розуміються ширше, тобто заміщати може не один атом, а група атомів або заміщається не атом, а група атомів. До різновиду реакції заміщення можна віднести нітрування і галогенирование граничних вуглеводнів, ароматичних сполук і спиртів:

C6H6 + Br2 → C6H5Br + HBr

бензол бромбензол

C2H5OH + HCl → C2H5Cl + H2O

етанол хлоретан

Реакції обміну.

Реакціями обміну називають реакції між двома сполуками, які обмінюються між собою своїми складовими частинами:

АВ + СD = АD + СВ.

Неорганічна хімія

Якщо при реакціях заміщення протікають окисно-відновні процеси, то реакції обміну завжди відбуваються без зміни валентного стану атомів. Це найбільш поширена група реакцій між складними речовинами - оксидами, основами, кислотами та солями:

ZnO + Н2SО4 = ZnSО4 + Н2О

AgNО3 + КВr = АgВr + КNО3

СrСl3 + ЗNаОН = Сr (ОН) 3 + ЗNаСl.

Окремий випадок цих реакцій обміну - реакції нейтралізації:

НСl + КОН = КСl + Н2О.

Зазвичай ці реакції підкоряються законам хімічної рівноваги і протікають у тому напрямку, де хоча б одна з речовин видаляється зі сфери реакції у вигляді газоподібного, летючого речовини, осаду або малодіссоціірующего (для розчинів) з'єднання:

NаНСО3 + НСl = NаСl + Н2О + СО2 ↑

Са (НСО3) 2 + Са (ОН) 2 = 2СаСО3 ↓ + 2Н2О

Органічна хімія

НСООН + NaOH → HCOONa + Н2O

мурашина кислота форміат натрію

реакції гідролізу:

Na2CO3 + Н2О NaHCO3 + NaOH

карбонат натрію гідрокарбонат натрію

СО3 + Н2О НСО3 + ВІН

реакції етерифікації:

CH3COOH + C2H5OH CH3COOC2H5 + H2O

оцтова етанол етиловий ефір оцтової кислоти

Агрегатний стан реагентів і продуктів реакції.

Газові реакції

Реакції в розчинах

NaОН (рр.) + НСl (pp) = NaСl (pp) + Н2О (ж)

Реакції між твердими речовинами

Число фаз, у яких перебувають учасники реакції.

Під фазою розуміють сукупність однорідних частин системи з однаковими фізичними і хімічними властивостями і відокремлених один від одного поверхнею розділу.

Гомогенні (однофазні) реакції.

До них відносять реакції, що протікають у газовій фазі, і цілий ряд реакцій, що протікають у розчинах.

Гетерогенні (багатофазні) реакції.

До них відносять реакції, в яких реагенти і продукти реакції знаходяться в різних фазах. Наприклад:

газожідкофазние реакції

CO2 (г) + NaOH (pp) = NaHCO3 (pp).

газотвердофазние реакції

СO2 (г) + СаО (тв) = СаСO3 (тв).

жідкотвердофазние реакції

Na2SO4 (рр.) + ВаСl3 (рр) = ВаSО4 (тв) ↓ + 2NaСl (pp).

жідкогазотвердофазние реакції

Са (НСО3) 2 (рр.) + Н2SО4 (рр) = СО2 (r) ↑ + Н2О (ж) + СаSО4 (тв) ↓.

Природа переносимих частинок.

Протолітичну реакції.

До протолітичну реакцій відносять хімічні процеси, суть яких полягає в перенесенні протона від одних реагуючих речовин до інших.

В основі цієї класифікації лежить протолітичну теорія кислот і підстав, відповідно до якої кислотою вважають будь-яку речовину, котре надає протон, а підставою - речовина, здатна приєднувати протон, наприклад:

До протолітичну реакцій відносять реакції нейтралізації та гідролізу.

Окислювально-відновні реакції.

Всі хімічні реакції поділяються на такі, в яких ступеня окислення не змінюються (наприклад, реакція обміну) і на такі, в яких відбувається зміна ступенів окислення. Їх називають окисно-відновними реакціями. Ними можуть бути реакції розкладу, з'єднання, заміщення і інші більш складні реакції. Наприклад:

Zn + 2H + → Zn2 + + H2 ↑

FeS2 + 8HNO3 (конц) = Fe (NO3) 3 + 5NO ↑ + 2H2SO4 + 2H2O

Переважна більшість хімічних реакцій відносяться до окисно-відновних, вони грають виключно важливу роль.

Ліганднообменние реакції.

До таких відносять реакції, в ході яких відбувається перенесення електронної пари з утворенням ковалентного зв'язку з донорноакцепторному механізму. Наприклад:

Cu (NO3) 2 + 4NH3 = [Cu (NH3) 4] (NO3) 2

Fe + 5CO = [Fe (CO) 5]

Al (OH) 3 + NaOH = [NaAl (OH) 4]

Характерною особливістю ліганднообменних реакцій є те, що утворення нових сполук, які називаються комплексними, відбувається без зміни ступеня окиснення.

Можливість протікання реакції в прямому і зворотному напрямку.

Необоротні реакції.

Необоротними називають такі хімічні процеси, продукти яких не здатні реагувати один з одним з утворенням вихідних речовин. Прикладами необоротних реакцій може служити розкладання бертолетової солі при нагріванні:

2КСlО3 → 2КСl + ЗО2 ↑,

або окислення глюкози киснем повітря:

С6Н12О6 + 6О2 → 6СО2 + 6Н2О

Оборотні реакції.

Оборотними називають такі хімічні процеси, продукти яких здатні реагувати один з одним у тих же умовах, в яких вони отримані, з утворенням вихідних речовин.

Для оборотних реакцій рівняння прийнято записувати в такий спосіб:

А + В АВ.

Дві протилежно спрямовані стрілки вказують на те, що за одних і тих же умовах одночасно протікає як пряма, так і зворотна реакція, наприклад:

СН3СООН + С2Н5ОН СН3СООС2Н5 + Н2О.

2SO2 + O2 2SO3 + Q

Отже, дані реакції не йдуть до кінця, тому, що одночасно відбуваються дві реакції - пряма (між вихідними речовинами) і зворотна (розкладання продукту реакції).

Класифікація за тепловим ефектом.

Кількість теплоти, що виділяється або поглинається в результаті реакції, називається тепловим ефектом даної реакції. За тепловим ефектом реакції ділять:

Екзотермічні.

Протікають з виділенням тепла

СН4 + 2O2 → СО2 + 2Н2O + Q

Н2 + Cl2 → 2HCl + Q

Ендотермічна.

Протікають з поглинанням тепла

N2 + О2 → 2NO-Q

2Н2O → 2Н2 + O2 - Q

Класифікація з урахуванням явища каталізу.

Каталітичні.

До них відносяться всі процеси з участю каталізаторів.

кат.

2SO2 + O2 2SO3

Некаталітичного.

До них відносяться будь-які миттєво протікають реакції в розчинах

BaCl2 + H2SO4 = 2HCl + BaSO4 ↓

Список літератури

Ресурси Інтернет:

http://chem.km.ru - «Світ Хімії»

http://chemi.org.ru - «Посібник для абітурієнтів. Хімія »

http://hemi.wallst.ru - «Альтернативний підручник з хімії для 8-11 класів»

«Посібник з хімії. Вступникам до ВНЗ »- Е.Т. Оганесян, М. 1991р.

Великий Енциклопедичний Словник. Хімія »- М. 1998.