21. Химические реакции делятся на реакции разложения, соединения, замещения, обмена, а также для органических веществ выделяют реакции изомеризации и поликонденсации.

Реакции разложения-реакции, в результате которых из исходного вещества образуются два или несколько других веществ (простых или сложных):

СаСОз to-> СаО + CO

2Н2O2 -> Н2О + O2

В органической химии к реакциям разложения относятся: дегидратация, дегидрирование, крекинг, дегидрогалогенирование, а также реакция деполимеризации, когда из полимера образуется исходный мономер

Реакции соединения — р, в результате которых из двух или нескольких вещ образуется одно новое вещество:

2Mg+O2 -> 2MgO

SO3 + H2O -> H2SO4

В органической химии такие реакции называют реакциями присоединения. В них участвуют соединения, содержащие двойную или тройную связь. Разновидности реакций присоединения: гидрирование, гидратация, гидрогалогенирование, полимеризация. Примеры данных реакций:

Н2С=СН2 + Н2 ->t-> СНз-СН3

Реакции замещения - реакция между простыми и сложными вещ, при котором атомы простого вещества замещают атомы одного из элементов в сложном веществе:

Fe + CuSO4 -> FeSO4+ Cu

Zn+2HCl -> ZnCl2+H2

В органической химии реакции замещения понимаются шире, то есть замещать может не один атом, а группа атомов или замещается не атом, а группа атомов. К разновидности реакции замещения можно отнести нитрование и галогенирование предельных углеводородов, ароматических соединений и спиртов.

Реакции обмена — реакции, протекающие между сложными веществами, при которых их составные части обмениваются местами. Обычно эти реакции рассматривают как ионные. Реакции между ионами в растворах электролитов идут практически до конца в сторону образования газов, осадков, слабых электролитов. Например:

FeS + 2НСl -> FeCl2+ H2S

FeS + 2H+ -> H2S + Fe2+

H2SO4+ BaCl2 -> BaSO4 + 2HCl

SO 42- + Ba 2+ -> BaSO4

Частными случаями реакции обмена являются:

реакции нейтрализации:

КОН + HNO3 -> KNO3 + Н2О

Н* + ОН- -> Н2О

реакции гидролиза:

Na2CO3 + H2O <=> NaHCO3 + NaOH

реакции этерификации:

СН3СООН+ С2Н5ОН <=> СН3СООС2Н5 + Н2О

Классификация химических реакций по изменениям степеней окисления эл. в соединениях. Все химические реакции подразделяются на такие, в которых степени окисления не изменяются (например, реакция обмена) и на такие, в которых происходит изменение степеней окисления. Их называют окислительно-восстановительными реакциями. Ими могут быть реакции разложения, соединения, замещения и другие более сложные реакции.

Классификация химических реакций по тепловому эффекту. Количество теплоты, которое выделяется или поглощается в результате реакции, называется тепловым эффектом данной реакции. По тепловому эффекту реакции делят: на экзотермические, протекающие с выделением тепла:

СН2 + 2О2 -> СО2 + 2Н2О + Q

Н2 + Сl2 -> 2НСl + Q

и эндотермические, протекающие с поглощением тепла:

N2 + O2 -> 2NО - Q

2H2О -> 2Н2 + О2 - Q

Химические уравнения, в которых указан знак и величина теплового эффекта реакции, называются термохимическими.

Классификация химических реакций по признаку обратимости. По признаку обратимости различают необратимые и обратимые реакции. Необратимыми называются такие реакции, кот протекают практически до конца, то есть до полного израсходования одного из реагирующих веществ NaCI + Ag NO3 -> NaNO3 + AgCl ? Cl- + Ag+ -> AgCl Обратимыми называют такие реакции, которые при данных условиях протекают во взаимно противоположных направлениях, то есть не идут до конца. N2 + 3H2 -> 2NH3 + Q

2SO2 + O2 -> 2SO3 + Q

Следовательно, данные реакции не идут до конца, потому, что одновременно происходят две реакции — прямая (между исходными веществами) и обратная (разложение продукта реакции). Реакции можно классифицировать по скорости, по механизму (ионные, радикальные, цепные и т. д.). Существуют многие более сложные реакции, кот трудно отнести к какому-либо из рассмотренных типов. Многие сложные реакции представляют собой совокупность нескольких одновременно протекающих реакций указанных типов. Например:

3Cu + 8HNО3 (разб.) -> 3Cu(NОз)2 + 2NO + 4Н2О

21. Растворы - однородная многокомпонентная система, состоящая из растворителя, растворённых веществ и продуктов их взаимодействия. По агрегатному состоянию растворы могут быть жидкими (морская вода), газообразными (воздух) или твёрдыми (многие сплавы металлов). 

Насыщенным называется раствор, который находится в динамическом равновесии с избытком растворённого вещества. Поместив в 100 г воды при 200C меньше 36 г NaCl мы получим ненасыщенный раствор.

Ненасыщенный раствор - раствор, содержащий меньше вещества, чем в насыщенном.

Перенасыщенный раствор - раствор, содержащий больше вещества, чем в насыщенном.

Растворимость

Предельная растворимость многих веществ в воде (или в других растворителях) представляет собой постоянную величину, соответствующую концентрации насыщенного раствора при данной температуре. Она является качественной характеристикой растворимости и приводится в справочниках в граммах на 100 г растворителя (при определённых условиях).

Растворимость зависит от природы растворяемого вещества и растворителя, температуры и давления.

Природа растворяемого вещества. Кристаллические вещества подразделяются на:

P - хорошо растворимые (более 1,0 г на 100 г воды);

M - малорастворимые (0,1 г - 1,0 г на 100 г воды);  Н - нерастворимые (менее 0,1 г на 100 г воды). 

Влияние температуры. Если растворение вещества является экзотермическим процессом, то с повышением температуры его растворимость уменьшается (Например,Ca(OH)2 в воде) и наоборот. Для большинства солей характерно увеличение растворимости при нагревании. Практически все газы растворяются с выделением тепла. Растворимость газов в жидкостях с повышением температуры уменьшается, а с понижением увеличивается.

Влияние давления. С повышением давления растворимость газов в жидкостях увеличивается, а с понижением уменьшается.

Тепловым эффектом химической реакции называется количество тепла, которое выделяется или поглощается при протекании реакции в условиях, когда исходные вещества и продукты реакции имеют одну и ту же температуру, система не производит никакой работы кроме работы против сил внешнего давления при постоянном объеме или давлении. Растворение большинства веществ также сопровождаются тепловыми эффектами.

Энтропия растворения чувствительна к особенностям строения соединения и учитываются, прежде всего, геометрические факторы. 

Величина энтропии растворения может быть найдена по данным о зависимости теплоемкости раствора и твердой соли от температуры. 

Вопрос об энтропии растворения значительно сложнее, так как она состоит из трех переменных, малодоступных для измерения. Результаты могут оказаться самыми разнообразными. 

Огромные значения энтропии растворения полимеров делают во многих случаях несущественным знак теплового эффекта при растворении, так как изменение внутренней энергии оказывается незначительным по сравнению с изменением энтропии. Этим легко объясняется, например, эндотермическое растворение каучука в бензоле. Тем не менее не следует делать обратную ошибку и полностью пренебрегать ролью взаимодействия. Оба фактора могут серьезно влиять на растворение полимера. Все зависит от степени гибкости и характер. 

Тепловой эффект растворения зависит не только от природы взятого вещества и растворителя, но также от количества взятого растворителя и от концентрации первоначального раствора. Тепловой эффект растворения определяется природой веществ. Тепловой эффект растворения равен сумме тепловых эффектов физического и химического процессов. Физический процесс протекает с поглощением теплоты, химический - с выделением. Тепловой эффект растворения зависит от температуры.