Поняття хімічних реакцій та їх класифікація. Реферат

1

                                                  Фонтеняської ЗОШ 1-2 ступенів

                                        

                      РЕФЕРАТ

        

       На тему: Поняття хімічних реакцій та їх класифікація.

                                 З предмету: «Хімії»

    

            

                                    

                                                                   Роботу виконав: 

                                                                   учень 8 -класу

                                                                   Філіп Микола Миколайович

                                                                                               

              

                                                                 2015 рік

                                                                      

                                                           1.Введення

  Речовини, взаємодіючи один з одним, піддаються різним змінам і перетворенням. Наприклад, берилій взаємодіючи з киснем повітря при температурі понад 500 о С, перетворюється на оксид берилію; вугілля, згораючи, утворює вуглекислий газ, і т.п.

  Явища, при яких одні речовини перетворюються на інші, відмінні від вихідних складом і властивостями, і при цьому не відбувається зміни складу ядер атомів, називаються хімічними.

  Окислення на повітрі, горіння, отримання металів з ​​руд, іржавіння заліза - все це хімічні явища. Інакше їх називають хімічними перетвореннями, хімічними реакціями або хімічними взаємодіями.

  Метою даної роботи є вивчення особливостей хімічних реакцій та їх класифікацію.

                                             2.Поняття про хімічних реакціях

   Хімічні властивості речовин виявляються в різноманітних хімічних реакціях. Перетворення речовин, що супроводжуються зміною їх складу і (або) будови і називаються хімічними реакціями.

   Часто зустрічається і таке визначення: хімічною реакцією називається процес перетворення вихідних речовин (реагентів) у кінцеві речовини (продукти).

   Реагенти - речовини, що вступають у хімічну реакцію.

   Продукти - речовини, що утворюються в результаті хімічної реакції.

   Реагенти → Продукти

   У перекладі з латини «реакція» означає «протидія, відсіч, відповідь дія». Отже термін хімічна реакція можна розуміти як відповідь дія речовини на вплив ззовні інших речовин і фізичних факторів - тепла, тиску, випромінювання. Але під таке визначення підпадають і фізичні процеси: плавлення, кипіння, замерзання та інші. Тому слід уточнити, що хімічна реакція - це така зміна речовин, при якому розриваються старі і утворюються нові хімічні зв'язки між частками (атомами, іонами), з яких побудовані речовини.

   «Рушійна сила» реакції залежить не тільки від природи реагентів і утворюються речовин (їх складу, будівлі), але і від концентрації речовин, температури, тиску, впливу розчинників, з'єднань, здатних утворювати комплекси з реагентами і продуктами.

   Хімічні реакції завжди супроводжуються фізичними ефектами - поглинанням або виділенням теплоти, змінами агрегатного стану та забарвлення речовин; по наявності цих ефектів часто судять про протікання реакцій .

   Хімічні реакції слід відрізняти від фізичних процесів, що змінюють тільки зовнішню форму або агрегатний стан речовини (але не його складу). Умови, які повинні виконуватися, щоб відбулася хімічна реакція:

   1. Необхідно, щоб реагуючі речовини стикнулися і чим більше площа їхнього зіткнення, тим швидше відбудеться хімічна реакція.

   2. Деякі реакції йдуть без нагрівання, для деяких реакцій воно необхідне.

   3. Деякі реакції протікають під дією електричного струму і світла

   Хімічні реакції записуються за допомогою хімічних рівнянь, що містять формули вихідних речовин і продуктів реакції, наприклад:

                  

H 2 + Cl 2=2HClвихідні речовинипродукт реакції

   Хімічні рівняння можуть містити додаткові відомості про особливості протікання реакції. Якщо хімічна реакція протікає під впливом зовнішніх впливів (температура, тиск, випромінювання і т.д.), це вказується відповідним символом, як правило, над (або «під») знаком рівності. У рівняннях реакцій за участю органічних сполук (органічних реакціях) знак рівності замінюється стрілкою (тому символ рівності "=" збігається з символом подвійного зв'язку):

CH 4 + Cl 2  CH 3 Cl + HCl

CH 2 = CH 2 + Br 2  CH 2 Br-CH 2 Br

   У лівій частині рівняння пишуться формули вихідних речовин (реагентів), в правій частині - речовин, що отримуються в результаті протікання хімічної реакції (продуктів реакції, кінцевих речовин). Знак рівності, що зв'язує ліву і праву частину, вказує, що загальна кількість атомів речовин, що беруть участь в реакції, залишається постійним. Це досягається розміщенням перед формулами цілочисельних стехіометричних коефіцієнтів, що показують кількісні співвідношення між реагентами і продуктами реакції.

   Хімічні реакції досить різноманітні, як наслідок виникає необхідність у їх класифікації, що ми і розглянемо в наступному розділі.

                   

                        3.Класифікація хімічних реакцій за різними ознаками

   Різноманітність хімічних реакцій, кількість яких не піддається підрахунками, неможливо охопити єдиної універсальної класифікації, тому їх поділяють за певними загальними ознаками. Під будь-який з таких ознак можуть бути віднесені реакції, як між неорганічними, так і між органічними речовинами.

   По-перше, це реакції без зміни складу речовини і реакції зі зміною складу.

   Реакції, що йдуть без зміни складу речовин:

                                                           3 О2 = 2 О3

                                                          AlCl 3, t

                                                          СН3-СН2-СН2-СН3 → СН3-СН-СН3

                                                             |

                                                          C Н3

Реакції, що йдуть зі зміною складу речовин:

6 СО2 + 6 Н2О = С6Н12О6 + 6 О2

   У органічної хімії до цього типу реакцій належать реакції ізомеризації. Так, ізомеризації алканів проводять для отримання бензину з великим октановим числом.

   Для хімічних процесів, що відбуваються між неорганічними реагентами, найбільш часто використовуються такі класифікації:

                             1. Число і склад вихідних речовин і продуктів реакції.

                             2. Агрегатний стан реагентів та продуктів реакції.

                             3. Число фаз, в яких перебувають учасники реакції.

                             4. Природа переносимих частинок.

                             5. Можливість протікання реакції в прямому і зворотному напрямку.

                             6. Знак теплового ефекту

   Різні способи класифікації часто поєднуються один з одним (рис.1).

                                   Рисунок 1 - Ознака класифікації хімічних реакцій

   Розглянемо більш детально кожен з типів хімічних реакцій.

   1. Класифікація за кількістю та складом реагентів і кінцевих речовин (табл.1)

                               Таблиця 1 - Типи хімічних реакцій та їх механізми

Хімічні реакції сполученняХімічні реакції розкладанняХімічні реакції заміщенняХімічні реакції іонного обмінуA + B = AB З декількох простих або складних речовин утворюється одне складнеAB = A + B З складної речовини утворюється кілька простих чи складних речовинA + BC = AC + B Атом простого речовини заміщає один з атомів складногоAB + CD = AD + CB Складні речовини обмінюються своїми складовими частинами

   1. Реакції з'єднання. Д. І. Менделєєв визначав з'єднання як реакцію, «при якій з двох речовин відбувається одне. Отже, при реакціях з'єднання з декількох реагентів щодо простого складу виходить одна речовина більш складного складу.

                                                   A + B + C = D

   До реакцій з'єднання відносять процеси горіння простих речовин (сірки, фосфору, вуглецю) на повітрі. Наприклад, вуглець горить на повітрі С + О 2 = СО 2 (звичайно ця реакція протікає поступово, спочатку утворюється чадний газ СО). Як правило, ці реакції супроводжуються виділенням тепла, тобто приводять до утворення більш стійких і менш багатих енергією сполук - є екзотермічні.

   Реакції з'єднання простих речовин завжди носять окислювально-відновний характер. Реакції сполуки, які відбуваються між складними речовинами, можуть відбуватися як без зміни валентності

  СаСО3 + СО2 + Н2О = Са (НСО3) 2

 так і ставитися до числа окислювально-відновних

  2FеСl2 + Сl2 = 2FеСl3.

   2. Реакції розкладу. Хімічні реакції розкладу, за Менделєєву, «становлять випадки, зворотні з'єднанню, тобто такі, при яких одна речовина дає два, або, взагалі, дане число речовин - більше їх число.

  Реакції розкладу призводять до утворення декількох з'єднань з одного складного речовини.

                                                  А = В + С + D

   Продуктами розкладання складної речовини можуть бути як прості, так і складні речовини. Прикладом реакції розкладання може служити хімічна реакція розкладання крейди (або вапняку під впливом температури): СаСО3 = СаО + СО2. Для проведення реакції розкладання, як правило, потрібно нагрівання. Такі процеси - ендотермічні, тобто протікають з поглинанням теплоти. З реакцій розкладання, що протікають без зміни валентних станів, слід зазначити розкладання кристалогідратів, основ, кислот і солей кисневмісних кислот

      t o

      CuSO4 5H2O = CuSO4 + 5H2O,

      t o

      Cu (OH) 2 = CuO + H2O,

      t o

      H 2 SiO 3 = SiO 2 + H 2 O.

   До реакцій розкладання окислювально-відновного характеру належить розкладання оксидів, кислот і солей, утворених елементами у вищих ступенях окислення

      t o

      2SO3 = 2SO2 + O2,

      t o

      4HNO3 = 2H2O + 4NO2O + O2O,

      2AgNO3 = 2Ag + 2NO2 + O2,

      (NH4) 2Cr2O7 = Cr2O3 + N2 + 4H2O.

   Особливо характерні окисно-відновні реакції розкладу для солей азотної кислоти.

   Реакції розкладу в органічній хімії, на відміну від реакцій розкладання в неорганічної хімії, мають свою специфіку. Їх можна розглядати як процеси, зворотні приєднання, оскільки в результаті найчастіше утворюються кратні зв'язку або цикли.

   Реакції розкладу в органічній хімії звуться крекінгу

      С18H38 = С9H18 + С9H20

або дегидрирования C 4 H 10 = C 4 H 6 + 2 H 2.

   У реакціях двох інших типів число реагентів дорівнює числу продуктів.

   3. Реакції заміщення. Їх відмітна ознака - взаємодія простого речовини зі складним. Такі реакції є і в органічній хімії. Однак поняття «заміщення» в органіці ширше, ніж в неорганічної хімії. Якщо в молекулі вихідної речовини будь-якої атом або функціональна група замінюються на інший атом або групу, це теж реакції заміщення, хоча з точки зору неорганічної хімії процес виглядає як реакція обміну.

   При реакціях заміщення зазвичай проста речовина взаємодіє зі складним, утворюючи інше проста речовина і інше складне А + ВС = АВ + С

   Наприклад, опустивши сталевий цвях в розчин мідного купоросу отримуємо залізний купорос (залізо витіснило мідь з її солі) Fe + CuSO 4 = FeSO 4 + Cu.

   Ці реакції в переважній більшості належать до окисно-відновних

      2Аl + Fe2O3 = 2Fе + Аl2О3,

      Zn + 2НСl = ZnСl2 + Н2,

      2КВr + Сl2 = 2КСl + Вr2,

      2КС lO 3 + l 2 = 2 KlO 3 + З l 2.

   Приклади реакцій заміщення, не супроводжуються зміною валентних станів атомів, вкрай нечисленні.

   Слід відзначити реакцію двоокису кремнію з солями кисневмісних кислот, яким відповідають газоподібні або леткі ангідриди

      СаСО3 + SiO2 = СаSiO3 + СО2,

      Са3 (РО4) 2 + ЗSiO2 = ЗСаSiO3 + Р2О5.

   Іноді ці реакції розглядають як реакції обміну

      СН4 + Сl2 = СН3Сl + НСl.

   4. Реакції обміну (у тому числі і нейтралізації). Реакціями обміну називають реакції між двома сполуками, які обмінюються між собою своїми складовими частинами

                                                   АВ + СD = АD + СВ

   Велика їх кількість протікає у водних розчинах. Прикладом хімічної реакції обміну може служити нейтралізація кислоти лугом

                                            NaOH + HCl = NaCl + Н 2 О.

   Тут в реагентах (речовинах, що стоять зліва) іон водню із з'єднання HCl обмінюється з іоном натрію із з'єднання NaOH, в результаті чого утворюється розчин кухонної солі у воді.

   Якщо при реакціях заміщення протікають окисно-відновні процеси, то реакції обміну завжди відбуваються без зміни валентного стану атомів. Це найбільш поширена група реакцій між складними речовинами - оксидами, основами, кислотами та солями.  

      ZnO + Н2SО4 = ZnSО4 + Н2О,

      AgNО3 + КВr = АgВr + КNО3,

      СrСl3 + ЗNаОН = Сr (ОН) 3 + ЗNаСl.

   Окремий випадок цих реакцій обміну - реакції нейтралізації

      НСl + КОН = КСl + Н2О.

   Зазвичай ці реакції підкоряються законам хімічної рівноваги і протікають в тому напрямку, де хоча б одне з речовин видаляється зі сфери реакції у вигляді газоподібного, летючого речовини, осаду або малодиссоциирующий (для розчинів) з'єднання

      NаНСО3 + НСl = NаСl + Н2О + СО2 ↑,

      Са (НСО3) 2 + Са (ОН) 2 = 2СаСО3 ↓ + 2Н2О,

      СН3СООNа + Н3РО4 = СН3СООН + NаН2РО4.

   Однак дуже багато реакції не вкладаються в наведену просту схему. Наприклад, хімічна реакція між перманганатом калію (марганцівкою) і иодидом натрію не може бути віднесена ні до одного з вказаних типів. Такі реакції, зазвичай, називають окисно-відновні, наприклад

      2KMnO 4 +10 NaI +8 H 2 SO 4 = 2MnSO 4 + K 2 SO 4 +5 Na 2 SO 4 +5 I 2 +8 H 2 O.

   До окислювально-відновним в неорганічної хімії відносяться всі реакції заміщення і ті реакції розкладу і сполуки, в яких бере участь хоча б одне просте речовина. У більш узагальненому варіанті (вже з обліком та органічної хімії), всі реакції за участю простих речовин. І, навпаки, до реакцій, що йдуть без зміни ступенів окислення елементів, що утворюють реагенти і продукти реакції, відносяться всі реакції обміну.

   2. Класифікація реакцій за фазовим ознаками

   Залежно від агрегатного стану реагуючих речовин розрізняють такі реакції:

      1. Газові реакції:

      t o

      H 2 + Cl 2 = 2 HCl.

      2. Реакції в розчинах:

      NaОН (р-р) + НСl (pp) = NaСl (pp) + Н2О (ж).

      3. Реакції між твердими речовинами:

      t o

      СаО (тв) + SiO2 (тв) = СаSiO3 (тв).

   3. Класифікація реакцій за кількістю фаз

   Під фазою розуміють сукупність однорідних частин системи з однаковими фізичними і хімічними властивостями і відокремлених один від одного поверхнею розділу.

   Все різноманіття реакцій з цієї точки зору можна розділити на два класи.

   1. Гомогенні (однофазні) реакції. До них відносять реакції, що протікають у газовій фазі, і цілий ряд реакцій, що протікають в розчинах.

   2. Гетерогенні (багатофазні) реакції. До них відносять реакції, в яких реагенти і продукти реакції перебувають в різних фазах. Наприклад:

газожідкофазние реакції

      CO2 (г) + NaOH (pp) = NaHCO3 (pp),

      газотвердофазние реакції

      СO2 (г) + СаО (тв) = СаСO3 (тв),

      жідкотвердофазние реакції

      Na2SO4 (р-р) + ВаСl3 (р-р) = ВаSО4 (тв) ↓ + 2NaСl (pp),

      жідкогазотвердофазние реакції

     Са (НСО3) 2 (р-р) + Н2SО4 (р-р) = СО2 (г) ↑ + Н2О (ж) + СаSО4 (тв) ↓.

   4. Класифікація реакцій за типом переносимих частинок

   1. Протолітична реакц ії

   До протолитических реакцій відносять хімічні процеси, суть яких полягає в перенесенні протона від одних реагуючих речовин до інших.

   В основі цієї класифікації лежить протолитических теорія кислот і підстав, відповідно до якої кислотою вважають будь-яка речовина, що віддає протон, а підставою - речовина, здатна приєднувати протон, наприклад

      CH 3 COOH + H 2 O = CH 3 COO - + H 3 O +

      кіслотаI основаніеI основаніеI I кіслотаII,

      NH 3 + H 2 O = NH 4 + + OH -

      основаніеI кіслотаII кіслотаII основаніеII.

   До протолитических реакцій відносять реакції нейтралізації та гідролізу.

   2. Окислювально-відновні реакції.

   До таких відносять реакції, в яких реагуючі речовини обмінюються електронами, змінюючи при цьому ступені окислення атомів елементів, що входять до складу реагуючих речовин. Наприклад: 

      Zn + 2H + → Zn2 + + H2 ↑,

      FeS 2 + 8 HNO 3 (конц) = Fe (NO 3) 3 + 5 NO ↑ + 2 H 2 SO 4 + 2 H 2 O.

   3. Ліганднообменние реакції

   До таких відносять реакції, в ході яких відбувається перенесення електронної пари з утворенням ковалентного зв'язку за донорно-акцепторному механізму. Наприклад:

      Cu (NO3) 2 + 4NH3 = [Cu (NH3) 4] (NO3) 2,

      Fe + 5CO = [Fe (CO) 5],

      Al (OH) 3 + NaOH = [NaAl (OH) 4].

   Характерною особливістю ліганднообменних реакцій є те, що утворення нових сполук, які називаються комплексними, відбувається без зміни ступеня окислення.

   4. Реакції атомно-молекулярного обміну.

   До даного типу реакцій належать багато з досліджуваних в органічній хімії реакцій заміщення, що протікають по радикальному, електрофільного або нуклеофільного механізму.

   5. Зворотні і незворотні хімічні реакції

   Оборотними називають такі хімічні процеси, продукти яких здатні реагувати один з одним у тих же умовах, в яких вони отримані, з утворенням вихідних речовин.

   Для оборотних реакцій рівняння прийнято записувати в такий спосіб А + В АВ.

   Дві протилежно спрямовані стрілки вказують на те, що при одних і тих же умовах одночасно протікає як пряма, так і зворотна реакція, наприклад

      СН3СООН + С2Н5ОН СН3СООС2Н5 + Н2О.

   Необоротними називають такі хімічні процеси, продукти яких не здатні реагувати один з одним з утворенням вихідних речовин. Прикладами необоротних реакцій може служити розкладання бертолетової солі при нагріванні

      2КС l О3 → 2КС l + ЗО2 ↑,

або окислення глюкози киснем повітря

      С6Н12О6 + 6О2 → 6СО2 + 6Н2О.

   6. Знак теплового ефекту

   Знак теплового ефекту поділяє всі реакції на: екзотермічні реакції, що протікають з екзо-ефектом - виділення енергії у формі теплоти (Q> 0, ΔH <0):

      С + О2 = СО2 + Q

і ендотермічні реакції, що протікають з ендо-ефектом - поглинанням енергії у формі теплоти

      (Q <0, ΔH> 0):

      N2 + ​​О2 = 2NО - Q.

Такі реакції відносять до термохимическим.

                                                      4. Висновок

   Хімічна реакція - це процес перетворення одних речовин в інші, відмінні від них за складом і (або)   будовою. При хімічних реакціях обов'язково відбувається зміна речовин, при якому рвуться старі і утворюються нові зв'язки між атомами.

   Ознаки хімічних реакцій: виділяється газ, випаде осад, відбувається зміна забарвлення речовин, виділяється або поглинається тепло, світло та ін

   Хімічні реакції записуються за допомогою хімічних рівнянь, що містять формули вихідних речовин і продуктів реакції. Рівняння хімічної реакції - це подання хімічного процесу за допомогою знаків, хімічних формул і коефіцієнтів перед ними.

   Величезне число хімічних реакцій може бути згруповано в кілька типів реакцій, яким притаманні цілком певні ознаки. У роботі розглянута така класифікація хімічних реакцій.

   I. За кількістю і складом вихідних речовин і продуктів реакції:

   1) Реакції з'єднання - це реакції, в ході яких з двох або кількох речовин утворюється одна речовина більш складного складу. Реакції з'єднання простих речовин завжди є окислювально-відновними реакціями. У реакціях сполуки можуть брати участь і складні речовини.

   2) Реакції розкладу - реакції, при протіканні яких з одного складного речовини утворюються два або кілька більш простих речовин. Продуктами розкладання вихідної речовини можуть бути як прості, так і складні речовини. Реакції розкладу зазвичай протікають при нагріванні речовин і є ендотермічні реакції. Як і реакції сполучення, реакції розкладання можуть протікати із зміною або без зміни ступенів окислення елементів;

   3) Реакції заміщення - це реакції між простими і складними речовинами, при протіканні яких атоми простої речовини заміщують атоми одного з елементів у молекулі складної речовини. У результаті реакції заміщення утворюються нове просте і нове складна речовина. Ці реакції майже завжди є окислювально-відновними реакціями.

   4) Реакції обміну - це реакції між двома складними речовинами, молекули яких обмінюються своїми складовими частинами. Реакції обміну завжди протікають без переносу електронів, тобто не є окислювально-відновними реакціями. В результаті реакцій обміну зазвичай утворюються: осад, газ, слабкий, електроліт (вода).

   II. За ознакою зміни ступеня окислення

   1) Реакції, які йдуть без зміни ступеня окислення - реакції нейтралізації.

   III. Залежно від присутності каталізатора

   1) некаталітичного (йдуть без присутності каталізатора)

   2) Каталітичні (йдуть з присутністю каталізатора)

   IV. За ознакою теплового ефекту

   1) Екзотермічні (з виділенням теплоти)

   2) Ендотермічна (з поглинанням теплоти)

   V. За ознакою оборотності

   1) Необоротні (протікають тільки в одному напрямку)

   2) Оборотні (які протікають одночасно в прямому і зворотному напрямку)

   VI. За ознакою однорідності

   1) Гомогенні (які протікають в однорідній системі)

   2) Гетерогенні (які протікають в неоднорідному системі)

                                                  

                                           Зміст

                                1.Введення.

                                2.Поняття про хімічних реакціях.

                                3.Класифікація хімічних реакцій за різними ознаками.

                                4.Висновок.

                                

← Предыдущая
Страница 1
Следующая →

Файл

химия.doc

химия.doc
Размер: 276 Кб

.

Пожаловаться на материал

 РЕФЕРАТ На тему: Поняття хімічних реакцій та їх класифікація. З предмету: «Хімії»

У нас самая большая информационная база в рунете, поэтому Вы всегда можете найти походите запросы

Искать ещё по теме...

Похожие материалы:

Объект субъект хулиганства

Объект хулиганства. Объективная сторона хулиганства. Общие признаки объективной стороны хулиганства. Квалифицирующие признаки объективной стороны хулиганства. Субъект хулиганства. Субъективная сторона хулиганства. Общие признаки субъективной стороны хулиганства. Квалифицирующие признаки субъективной стороны хулиганства.

Основные показатели деятельности предприятия

Курсовой проект по дисциплине Экономика предприятия на тему: Основные показатели деятельности предприятия. Целью курсового проекта является оценка текущего экономического состояния подрядной строительной организации по ключевым аспектам производственной и финансовой деятельности.

Гражданское право

Готовые шпоры по гражданскому праву. Понятие гражданско-правовых норм, статуса, юридических лиц. Действие гражданского законодательства в Российской Федерации. Гражданская правоспособность и дееспособность.

Педагогические наследие педагогов просветителей. Демократизм и гуманизм педагогических идей ученых

Просветительство. Прогрессивные взгляды мировых общественных деятелей на историческую миссию народов. Просвещение в Северной Америке. Просветительское движение. Энциклопедисты.

Програма занять на тиждень за всіма напрямами виховання для дитини старшого шкільного віку

Індивідуально-дослідне завдання з курсу «Технологія роботи соціального гувернера» На тему:

Сохранить?

Пропустить...

Введите код

Ok