Классификация химических реакций по различным оценкам. Типы химических реакций: соединения, разложения, замещения, обмена. Тепловой эффект химической реакции. Термохимические уравнения.

Химическая реакция – процесс, при котором из одних веществ получаются другие. В общем виде уравнение химической реакции можно записать следующим образом:

а₁А₁ + а₂А₂ +… → b₁В₁ + b₂В₂ +…

Здесь, А₁, А₂ называются реагентами, В₁, В₂ – продуктами, а числа а₁, а₂, b₁, b₂ – стехиометрическими коэффициентами. Химические реакции классифицируются различными способами. При этом классификации делится на феноменологические, когда за основу берется некий наблюдаемый параметр, и по механизму реакции.

Феноменологические классификации

1.По виду взаимодействия:

а) разложения 2H₂O₂ → 2H₂O + O₂

б) соединения H₂ + I₂ → 2HI

в) замещения Fe + CuCl₂ → FeCl₂ + Cu

г) обмена Na₂SO₄ + BaCl₂ → 2NaCl + BaSO₄

2. По изменению СО участвующих в реакции веществ:

а) ОВР 2HgO → 2Hg + O₂

б) без изменения СО HgO + 2HCl → HgCl₂ + H₂O

3. По полноте протекания процесса:

а) необратимые 2H₂О₂ →2H₂O + O₂

б) обратимые 3H₂ + N₂ == 2NH₃

4. По тепловому эффекту:

а) экзотермические P₂O₃ + 3H₂O → 2H₃PO₄ + Q

б) эндотермические N₂ + O₂ → 2NO – Q

Окислительно-восстановительные процессы. Степень окисления элемента. Окисление и восстановление как процессы присоединения и отдачи электронов. Практическое использование окислительно-восстановительных процессов.

Все химические реакции можно разделить на 2 группы. К первой из них относятся реакции, протекающие без изменения степени окисления атомов элементов, входящих в состав реагирующих веществ. Ко второй группе относятся реакции, идущие с изменением степени окисления атомов реагирующих веществ. Такие реакции носят название окислительно-восстановительных реакций. ОВР – самые распространенные и играют большую роль в природе и технике. Окислением называется процесс отдачи электронов атомом, молекулой или ионом. При окислении степень окисления повышается. Восстановлением называется процесс присоединения электронов атомом, молекулой или ионом. При восстановлении степень СО понижается. Атомы, молекулы или ионы, отдающие электроны называются восстановителями. Во время реакции они окисляются. Атомы, молекулы или ионы, присоединяющие электроны, называются окислителями. Во время реакции они восстановляются. Восстановители и окислители могут быть как простыми веществами, так и сложными. Металлы содержат на ВЭУ 1 – 2 электрона. Поэтому в химических реакциях оно отдают валентные электроны, т.е. окисляются и проявляют восстановительные свойства. В периодах с повышением порядкового номера восстановительные свойства понижаются, а окислительные – возрастают. У элементов главных подгрупп окислительные свойства ослабевают и усиливаются восстановительные с ростом порядкового номера. Элементы побочных подгрупп имеют металлический характер, поэтому проявляют восстановительные свойства. Неметаллы могут быть как окислителями, так и восстановителями. Важнейшими восстановителями являются: металлы, водород, углерод, оксид углерода (II), сероводород, оксид серы (IV), сернистая кислота и ее соли, галогенводородные кислоты, хлорид олова (II), сульфат железа (II), сульфат марганца (II), сульфат хрома (III), азотистая кислота, аммиак, гидразин, оксид азота (II), фосфористая кислота, альдегиды, спирты, муравьиная и щавелевая кислоты, глюкоза, катод при электролизе. Важнейшие окислители – галогены, перманганат калия, манганат калия, оксид марганца (IV), азотная кислота, кислород, озон, пероксид водорода, концентрированная серная кислота, оксиды меди (II), серебра (I), свинца (IV), хлорид железа (III), гипохлориты, хлораты и перхлораты, «царская водка», анод при электролизе.

ОВР классифицируются по нескольким признакам:

1. По числу элементов, атомы которых меняют СО:

1. 1 элемент: KClO₃  KCl + KClO₄

2. 2 элемента: CuS + O₂  CuO + SO₂

3. 3 элемента: FeS + O₂  Fe₂O₃ + SO₂

2. По принадлежности атомов окислителя и восстановителя одному или нескольким элементам:

1. в одном веществе: NH₄NO₃  N₂O + H₂O

2. в разных веществах: H₂S + HNO₃  H₂SO₄ + NO₂ + H₂O

3. По способу изменения СО одного элемента:

1) Диспропорционирования: Э^y Э^x  Э^z

KClO3  KCl + KClO4 Cl^-1  Cl⁺⁵  Cl⁺⁷

2) компропорционирования: Э^y  Э^x  Э^z

NH3 + NO2  N2 + H2O N^-3  N⁰  N⁺⁴