Хімічні реакції та основні закономірності їх перебігу

Класифікація хімічних реакцій за різними ознаками. Реакції сполучення, розкладу, заміщення, обміну

Довкола нас, в природі, в людському організмі, в організмах рослин і тварин, на виробництвах відбувається безліч хімічних реакцій. З накопиченням відомостей про реакції встало питання про їх класифікацію. Речовини класифікують за кількома ознаками. Найважливіші з них:

• число і склад реагентів і продуктів реакції;

• зміна або незмінність міри окислення елементів в результаті реакції;

• виділення або поглинання теплоти під час реакції;

• можливі  напрями протікання реакції;

• у присутності каталізатора або без нього.

   За першою ознакою реакції поділяються на чотири типи:

1. Розклад.

2. Сполучення.

3. Заміщення

4. Обмін.

Реакція, в результаті якої з декількох речовин утворюється одна, називають реакцією сполучення.

А + В = АВ

         - між простими речовинами

         

         

          

          - між складними речовинами

          а) основний оксид з водою     

          б) кислотний оксид з водою      

          в) між основними і кислотними оксидами   

Реакція, в результаті якої з однієї речовини утворюється декілька речовин, називають реакцією розкладу.

А В = А + В

Розкладаються  лише складні речовини.

      Наприклад:

          - нерозчинні основи  

          - амфотерні гідроксиди         

          - оксигенномісткі кислоти       

          - солі           

           - оксиди   

                       

Реакції розкладання відбуваються, як правило, при нагріванні.

Не розкладаються при нагріванні гідроксиди, карбонати, сульфати Натрію і Калію, а також утворені двома нелеткими оксидами.

Реакція між простою і складною речовиною, в результаті якої утворюються інші проста  і складна речовини, називають реакцією заміщення.

А+ВС=В+АС

- за участю металів

         

         

         

                                      

          - за участю неметалів

          

Реакцію між двома складними речовинами, в результаті якої вони обмінюються своїми складовими(атомами, групами атомів, іонами), називають реакцією обміну.

        АВ +СD = АD +CB

Ці реакції можливі:

        - якщо утворюється осад 

          

        - якщо виділяється газ   

        

         - з утворенням слабкого електроліту  

        

Вправа. Знайдіть відповідність:

Рівняння реакції	Тип реакції
1)	А) реакція обміну;
2)	Б) реакція розкладу;
3)	В) реакція заміщення;
4)	Г) реакція з'єднання.

Вправа. Складіть рівняння реакції сполучення між такими речовинами:

         а) алюмінієм і киснем;

         б) барій  оксидом і водою;

         в) сульфур (IV) оксидом і водою;

         г) калій оксидом і сульфур (VІ) оксидом;

Складіть рівняння реакції розкладу:

         а) цинк карбонату;

         б) сульфітної кислоти;

         в) хром (ІІІ) гідроксиду.

Складіть рівняння реакції  заміщення:

         а) кальцію з водою;

         б) алюмінію з сульфатною кислотою;

         в) водню з купрум (ІІ) оксидом;

Складіть рівняння реакції  обміну в іонному вигляд і:

         а) купрум (ІІ) сульфату з натрій гідроксидом;

         б) натрій сульфіду з нітратною кислотою;

         в) калій гідроксиду з ортофосфатной кислотою.

Ступінь окислення. Окисно-відновні реакції, їх значення. Процеси окислення, відновлення, окислювачі, відновники

Порівняємо два хімічні перетворення:

        

          

Враховуючи число реагентів і продуктів в кожній реакції, робимо висновок: реакція (1) є реакцією розкладу, а реакція (2) - реакцією сполучення.

Ці реакції відрізняються і за іншою ознакою.

Пригадаємо, що називають ступенем окислення елементу.

Ступінь окислення - це число, що вказує на кількість прийнятих, відданих або зміщених електронів.

Запишемо ступені окислення елементів над формулами речовин:

        

        

В результаті першої реакції ступені окислення елементів залишилися колишніми, а в другій реакції змінилися.

Реакції, що протікають зі зміною ступеней окислення елементів  називають окисно-відновними реакціями.

Кожен атом магнію перетворюється на катіон, втрачаючи 2 електрони:

        

Елемент Магній підвищує міру окислення від 0 до +2; він окислюється.

З магнієм взаємодіє кисень. Кожен атом Оксигену, який входить до складу молекули 0₂, перетворюється на аніон, приєднуючи 2 електрони:

        

Міра окислення цього елементу знижується від 0 до -2; Оксиген відновлюється.

Окислення - віддача електронів часткою речовини, а відновлення - приєднання нею електронів.

Процеси окислення і відновлення завжди супроводжують одне одного. Електрони не виникають ні з чого і не накопичуються в пробірці. Скільки електронів втрачають одні частки, стільки ж їх приєднують інші. Переконаємося в цьому, звернувшись до рівняння

        

Два атоми Магнію втрачають 4 електрони:   (процес окислення),  а два атоми Оксигена, які є в молекулі О₂, приєднують 4 електрони: 

По відношенню до речовин - учасникам окисно-відновної реакції використовують терміни «окислювач» і «відновник».

Запам'ятаєте: окислювач відновлюється (ним в реакції     є кисень), він приєднує електрони. А відновник (це - магній) окислюється, він втрачає електрони.

Окислювачами і відновниками можуть бути не лише прості речовини, але і складні.

Відновник (процес окиснення)

- е^-

-------------------------------------------->

-3 -2 -1 0 +1 +2 +3 +4 +5 +6

------|----------|---------|----------|----------|---------|----------|---------|---------|--------|------

<----------------------------------------------

+е^-

Окисник (процес відновлення)