Хімічні реакції: приклади і аналіз
Під час хімічних реакцій з одних речовин утворюються інші (не плутати з ядерними реакціями, в яких один хімічний елемент перетворюється в інший).
- Реагенти – це речовини, які вступають в хімічну реакцію. Продукти реакції – це речовини, які отримані після хімічної реакції.
Будь-яка хімічна реакція описується хімічним рівнянням:
Реагенти → Продукти реакції
Стрілка вказує напрямок протікання реакції.
Наприклад:
CH4(г) + 2O2(г) → CO2(г) + 2H2O(г)
В даній реакції метан (СН4) реагує з киснем (О2), в результаті чого утворюється діоксид вуглецю (СО2) і вода (Н2О), а точніше – водяна пара.
Саме така реакція відбувається на вашій кухні, коли ви підпалює газову конфорку. Читати рівняння слід так: одна молекула газоподібного метану вступає в реакцію з двома молекулами газоподібного кисню, в результаті виходить одна молекула діоксиду вуглецю і дві молекули води (водяної пари).
Числа, які розташовані перед компонентами хімічної реакції, називаються компонентами реакції.
Хімічні реакції бувають:
- Ендотермічними (з поглинанням енергії); Екзотермічні (з виділенням енергії).
Горіння метану – це типовий приклад екзотермічної реакції.
Існує кілька видів хімічних реакцій. Найбільш розповсюджені:
- Реакції з’єднання; Реакції розкладання; Реакції одинарного заміщення; Реакції подвійного заміщення; Реакції окислення; Окислювально-відновні реакції.
Реакції з’єднання
У реакціях з’єднання хоча б два елементи утворюють один продукт:
2Na(т) + Cl2(г) → 2NaCl(т) – утворення кухонної солі.
Слід звернути увагу на істотний нюанс реакцій сполуки: в залежності від умов протікання реакції або пропорцій реагентів, які вступають в реакцію, – її результатом можуть бути різні продукти. Наприклад, при нормальних умовах згоряння кам’яного вугілля виходить вуглекислий газ:
C(т) + O2(г) → CO2(г)
Якщо ж кількість кисню недостатня, то утворюється смертельно небезпечний чадний газ:
2C(т) + O2(г) → 2CO(г)
Реакції розкладання
Ці реакції є, як би, протилежними по суті, реакціям з’єднання. В результаті реакції розкладання речовина розпадається на два (3, 4…) простіших елемента (сполуки):
2H2O(ж) → 2H2(г) + O2(г) – розкладання води
2H2O2(ж) → 2H2(г) O + O2(г) – розкладання перекису водню
Реакції одинарного заміщення
В результаті реакцій одинарного заміщення, більш активний елемент заміщає в з’єднанні менш активний:
Zn(т) + CuSO4(р-р) → ZnSO4(р-р) + Cu(т)
Цинк в розчині сульфату міді витісняє менш активну мідь, в результаті чого утворюється розчин сульфату цинку.
Іонне рівняння вищенаведеної реакції матиме вигляд:
Zn(т) + Cu2+ + SO42- → Zn2+ + SO42- + Cu(т)
Іонний зв’язок CuSO4 при розчиненні в воді розпадається на катіон міді (заряд 2+) і аніон сульфату (заряд 2-). В результаті реакції заміщення утворюється катіон цинку (який має такий же заряд, як і катіон міді.
Зверніть увагу, що аніон сульфату присутній в обох частинах рівняння, тобто, за всіма правилами математики його можна скоротити. У підсумку вийде іонно-молекулярне рівняння:
Zn(т) + Cu2+ → Zn2+ + Cu(т)
Реакції подвійного заміщення
У реакціях подвійного заміщення відбувається заміщення вже двох електронів. Такі реакції ще називають реакціями обміну. Такі реакції проходять в розчині з утворенням:
- Нерозчинної твердої речовини (реакції осадження); Води (реакції нейтралізації).
Реакції осадження
При змішуванні розчину нітрату срібла (сіль) з розчином хлориду натрію утворюється хлорид срібла:
Молекулярне рівняння:
KCl(р-р) + AgNO3(p-p) → AgCl(т) + KNO3(p-p)
Іонне рівняння:
K+ + Cl – + Ag+ + NO3- → AgCl(т) + K+ + NO3-
Молекулярно-іонне рівняння:
Cl – + Ag+ → AgCl (т)
Якщо з’єднання розчинне, воно буде знаходитися в розчині в іонному вигляді. Якщо з’єднання нерозчинне, воно буде осідати, утворюючи тверду речовину.
Реакції нейтралізації
Це реакції взаємодії кислот і основ, в результаті яких утворюються молекули води.
Наприклад, реакція змішування розчину сірчаної кислоти і розчину гідроксиду натрію (лугу):
Молекулярне рівняння:
H2SO4(p-p) + 2NaOH(p-p) → Na2SO4(p-p) + 2H2O(ж)
Іонне рівняння:
2H+ + SO42- + 2Na+ + 2OH – → 2Na+ + SO42- + 2H2O(ж)
Молекулярно-іонне рівняння:
2H+ + 2OH – → 2H2O(ж) або H+ + OH – → H2O(ж)
Реакції окислення
Це реакції взаємодії речовин з газоподібним киснем, який знаходиться в повітрі, при яких (реакціях), як правило, виділяється велика кількість енергії у вигляді тепла і світла.
Типова реакція окислення – це горіння.
На самому початку даної сторінки приведена реакція взаємодії метану з киснем:
CH4(г) + 2O2(г) → CO2(г) + 2H2O(г)
Метан відноситься до вуглеводнів (з’єднання з вуглецю і водню). При реакції вуглеводнів з киснем виділяється багато теплової енергії.
Редокс
Це реакції при яких відбувається обмін електронами між атомами реагентів. Розглянуті вище реакції, також є окислювально-відновними реакціями:
- 2Na + Cl2 → 2NaCl – реакція сполуки; CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O – реакція окислення; Zn + CuSO4 → ZnSO4 + Cu – реакція одинарного Заміщення.
(1 votes, average: 5.00 out of 5)