Розділ 4. Кінетика хімічних реакцій

План

§4.1. Класифікація хімічних реакцій.

§4.2. Тепловий ефект реакцій

§4.3. Швидкість хімічних реакцій. Фактори, від яких залежить швидкість реакції.

§4.4. Рівновага хімічних реакцій.

§4.5. Способи зсуву хімічної рівноваги. Закон Ле-Шательє.

§4.1. Класифікація хімічних реакцій

ХІМІЧНА РЕАКЦІЯ – це процес перетворення вихідних речо­вин (реагентів) в кінцеві речовини (продукти реакції).

3NaOH + H₃PO₄ = Na₃PO₄ + 3H₂O

вихідні речовини кінцеві речовини

(реагенти) (продукти реакції)

• За зміною якості і кількості речовин хімічні реакції діляться на:

1) РЕАКЦІЇ СПОЛУЧЕННЯ – це реакції, в результаті яких із двох або більше вихідних речовин утворюється один продукт реакції

А + В	=	АВ	2Mg + O2 = 2MgO
кілька простих речовин		складна речовина	CaO + СО2 = СаСО3

2) РЕАКЦІЇ РОЗКЛАДУ – це реакції, в результаті яких із однієї вихідної речовини утворюється два або більше продуктів реакції

АВ	=	А + В	2NH3 = N2 + 3Н2
складна речовина		кілька простих речовин	(NH4)2Cr2O7 = Сr2О3 + N2 + 4Н2О

3) РЕАКЦІЇ ЗАМІЩЕННЯ – це реакції, в результаті яких атоми простої речовини заміщують атоми будь-якого елементу в складній речовині

А

+

ВС

=

АВ

+

С

Fe + CuSO4 = FeSO4 + Сu

проста речовина

складна речовина

складна речовина

проста речовина

Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2

Такі реакції можливі тоді, коли атоми більш активного елементу витісняють атоми менш активного елементу в складній речовині.

Li, Rb, До, Ba, Sr, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Cr, Fe, Cd Co, Ni, Sn, Pb, H, Sb, Bi, Cu, Hg, Ag, Pd, Pt, Au

Ряд активності металів:

 

Цей ряд характеризує хімічні властивості металів:

1. Чим лівіше розташований метал у ряді, тим легше він віддає електрони (ОКИСНЮЄТЬСЯ) – має сильнішу ВІДНОВНУ здатність; і тим важче його йони приєднують назад електрони - слабша ОКИСНА здатність йона в розчині.

2.  Кожний метал може витісняти з розчинів солей ті метали, які стоять справа від нього у ряді. Тобто метал віддає електрони і перетворюється на ЙОН, при цьому ВІДНОВЛЮЄ йони інших металів в електронейтральні атоми.

Fe⁰ + Cu⁺²SO₄ = Сu⁰ + Fe⁺²SO₄ (атом феруму Fe  йон феруму Fe⁺²)

3. Тільки метали, що стоять у ряді зліва від водню (Н), здатні ви­тіс­ня­ти його з розчинів кислот (наприклад, Zn, Fe, Pb, але не Сu, Hg, Ag).

Zn + H₂SO₄ = H₂+ ZnSO₄

Сu + H₂SO₄ ≠ реакція не відбувається

4) РЕАКЦІЇ ОБМІНУ - це реакції, в результаті яких дві складні речовини обмінюються своїми складовими частинами.

Такі реакції протікають за умови утворення: 1) осаду (), 2) газу (), 3) води.

АВ + CD = AD + CB	ВаCl2 + H2SO4 = BaSO4 + 2HCl
Обмін складовими частинами	КОН + NH4NO3= NH3 + Н2О + КNО3

До реакцій обміну відносяться два види реакцій, важливі для людини:

- реакція НЕЙТРАЛІЗАЦІЇ	- реакція ГІДРОЛІЗУ солей
основа + кислота = сіль + вода	сіль + вода = основа + кислота
NaOH + HCl = NaCl + Н2О 2КОН + H2SO4 = K2SO4 + Н2О	A12S3 + 6Н2О = 2Al(OH)3 + 3H2S Na2CO3 + 2Н2О = 2NaOH + СО2 + Н2О (Н2СО3)

• За зміною енергії хімічні реакції діляться на:

а) ЕКЗОТЕРМІЧНІ реакції – це реак­ції, в результаті яких виділяється теплота: С + О2 = СО2 + Q NaOH + HC1 = NaCl + H2O + Q

б) ЕНДОТЕРМІЧНІ реакції – це реак­ції, в результаті яких теплота поглина­ється: СаСО3 = СаО + СО2 – Q N2 + О2 = 2 NO – Q

• За зміною ступеня окиснення елементів хімічні реакції діля­ть­ся на:

а) реакції, які йдуть без зміни ступеня окиснення елементів: MgO + SО3 = MgSО4 Mg+2О–2 + S+6О3–2 = Mg+2S+6О4–2

б) ОКИСНО-ВІДНОВНІ реакції (ОВР) в яких змінюється ступінь окиснення атомів. 2S+4О2 + О20 = 2S+6O3–2 N20 + 3Н20 = 2N-3H3+

Окисно-відновні реакції лежать в основі дуже важливих процесів в організмі людини: травлення, дихання, біосинтез та інші.

• За напрямом протікання хімічні реакції діляться на:

а) НЕОБОРОТНІ реакції – це реакції, які йдуть тільки в одному напрямі (): 2 КСlO3  2 КCl + 3O2

б) ОБОРОТНІ – це реакції, які йдуть як в прямому, так і у зворотному напрямі (): H2 + I2  2 HI Н2 + S  H2S

Велика частина реакцій в організмі людини – це оборотні процеси.