Реакція обміну, заміщення, сполучення, розкладу розглядаються в курсі шкільної програми. Проаналізуємо особливості кожного типу, наведемо приклади взаємодій.

Визначення терміна

Що собою являє реакція сполуки, приклади якої в загальноосвітніх закладах розглядають на першій ступені навчання? Для початку зазначимо, що сам термін «хімічна реакція» в хімії вважається другим за значимістю. У нашому світі кожну хвилину протікає реакція з'єднання, рівняння якої знайомі нам, але ми про них навіть не замислюємося. Наприклад, отримання газованих напоїв, згоряння дров - типові приклади реакцій з'єднання. Даний процес передбачає отримання продуктів з певним якісним і кількісним складом вихідних хімічних речовин.

Ознаки хімічних реакцій

Будь-який процес, в тому числі і хімічна реакція з'єднання, супроводжується певними ознаками:

виділення світла або тепла;

зміна забарвлення розчину;

виділення газоподібного речовини;

поява специфічного запаху;

розчинення або випадання осаду.

Умови проведення реакцій

Залежно від особливостей якісного і кількісного складу, хімічна реакція з'єднання може протікати при різних умовах. Наприклад, взаємодія виду 2Са + Про 2 = 2СаО (гасіння вапна) протікає без попереднього нагрівання, супроводжується виділенням значної кількості теплової енергії. Як правильно складається реакція з'єднання? Рівняння подібних процесів передбачають написання в лівій частині вихідних речовин, а в правій частині складається продукт реакції. 4Na + O 2 = 2Na 2 O Подібні процеси притаманні органічних речовин. Так, якісною реакцією на непредельность (присутність кратною зв'язку) є реакція окислення вихідної речовини перманганатом калію.

Згоряння дров

Даний процес протікає по рівнянню: З + Про 2 = З 2 Це типова реакція з'єднання, приклади яких були приведені вище. Яка суть цього процесу? При взаємодії дров з киснем, що міститься в повітрі, відбувається утворення молекул вуглекислого газу. Процес супроводжується утворенням нової молекули складної сполуки зв'язку, є екзотермічною реакцією.


Можлива між складними речовинами реакція з'єднання? Приклади взаємодії з простими речовинами були розглянуті вище, але цей тип характерний і для складних речовин. Типовим варіантом такої взаємодії можна вважати реакцію гасіння вапна. СаО + Н 2 Про = Са(ОН) 2 Даний процес супроводжується виділенням значної кількості теплової енергії. Серед специфічних особливостей цього процесу відзначимо його самопроизвольность.

Класифікація

По складу вихідних речовин і продуктів реакції виділяється реакція сполучення, розкладу, заміщення, обміну. Розглянемо їх приклади, а також наведемо визначення таких процесів. Заміщення - це заміна атоми простої речовини частини складного з'єднання. Приєднання - це процес об'єднання декількох простих або складних речовин в одне більш складне. Приклади таких процесів можна навести з неорганічної та органічної хімії. 2H 2 + О2 = 2H 2 O Цей процес відбувається з виділенням значної кількості тепла, тому можливий вибух. C 2 H 4 + H 2 = C 2 H 6 При пропусканні водню через етилен, відбувається розрив подвійного зв'язку, освіта граничного (насиченого) вуглеводню. Розкладання - це ті хімічні реакції, в результаті яких з одного складного з'єднання утворюється декількох речовин, які мають більш простий якісний і кількісний склад. Реакції іонного обміну а - це процеси, що відбуваються між складними речовинами, в результаті яких відбувається обмін складовими частинами. Існує три умови протікання такого процесу: виділення газу, випадання осаду, освіта малодиссоциируемого речовини. Дане взаємодія називають этерификацией, так як кінцевий продукт взаємодії є складним ефіром. Умовою протікання процесу в прямому напрямку є введення в реакційну суміш концентрованої сірчаної кислоти.

Поділ за агрегатним станом взаємодіючих речовин

Всі хімічні процеси класифікують за цією ознакою на гомогенні і гетерогенні взаємодії. У першому випадку вихідні речовини та продукти взаємодії перебувають в одному агрегатному стані, а для гетерогенних видів допускається різний стан. Наприклад, гомогенним процесом буде наступне взаємодія: H 2 (газ) + Cl 2 (газ) = 2HCl(газ) Як гетерогенної реакції можна розглянути такий варіант: CaO(тв) + H 2 O(ж) = Ca(OH) 2 (р-р)

Щодо зміни ступеня окислення

Реакція сполуки, формула якої була наведена вище (освіта води з простих речовин), є окисно-відновним процесом. Суть процесу полягає в тому, що відбувається прийняття і віддача електронів.
Серед реакцій з'єднання є і такі процеси, які не супроводжуються зміною ступенів окиснення, тобто не є ОВР: СаО + Н 2 Про = Са(ОН) 2

За характером протікання

Залежно від того, процес може протікати тільки в прямому напрямку або реакція відбувається і у зворотний бік, хімії виділяють необоротні та оборотні взаємодії. Наприклад, якісна реакція на органічні сполуки є незворотною, так як призводить до утворення нерозчинного або газоподібного речовини. Прикладом такого якісного взаємодії буде реакція «срібного дзеркала», яка є якісним способом визначення в суміші альдегідів.
Серед типових варіантів оборотних реакцій, які здатні протікати в двох взаємно зворотних напрямках, зазначимо реакцію етерифікації: CO 2 + H 2 O = H 2 CO 3

Використання каталізатора

В деяких випадках необхідно застосовувати прискорювач (каталізатор) для того, щоб пішов хімічний процес. Прикладом каталітичного взаємодії є процес розкладання перекису водню.

Особливості розбору ОВР

Серед тих питань, які найчастіше викликають труднощі у школярів, є розстановка коефіцієнтів в реакції з допомогою методу електронного балансу. Почнемо з того, що існують певні правила, згідно з яким у кожному речовині можна визначити ступені окиснення у окремих елементів. Незалежно від того, просте або складне речовина буде розглядатися, сума їх повинна бути дорівнює нулю. Наступним етапом буде вибір тих речовин або окремих хімічних елементів, у яких змінилося значення ступеня окислення. Їх виписують окремо, показуючи знаками «плюс» або «мінус» кількість прийнятих або відданих електронів. Між цими цифрами знаходять найменше число, яке при діленні на яке числа прийнятих і відданих електронів будуть виходити цілі числа. Отримані числа є стереохимическими коефіцієнтами, расставляемими в рівнянні запропонованого процесу. Важливим етапом аналізу окисно-відновних реакцій є визначення окислювача і відновника, а також запис процесів. В якості відновника вибирають ті атоми або іони, які в ході взаємодії підвищили свій ступінь окиснення, для окислювача, навпаки, характерно зниження цього показника. Припускає в цьому алгоритмі якісь зміни органічна хімія? Реакція сполучення, заміщення, розкладання, протікання зі зміною ступенів окиснення, розглядається за аналогічним алгоритмом. Є певні особливості у розстановці ступенів окислення в органічних сполуках, але їх сума повинна бути дорівнює нулю. В залежності від того, як саме відбувається зміна ступенів окислення, виділяють декілька видів хімічних взаємодій:

диспропорционирование - пов'язане зі зміною ступенів окиснення у одного і того ж елемента в більшу і меншу сторону;

контрпропорционирование - передбачає взаємодію відновника і окислювача, у складі яких один і той же елемент, але в різних ступенях окиснення.

Висновок

В якості невеликого підсумку зазначимо, що при взаємодії речовин одна з одною відбуваються їх зміни, перетворення. Хімічні реакції є перетвореннями одного або декількох реагентів в продукти, що мають інший якісний і кількісний склад. Якщо в ядерних перетвореннях спостерігається зміна складу ядер атомів, то в разі хімічних реакцій цього немає, відбувається лише перерозподіл ядер і електронів, що приводить до появи нових сполук. Процеси можуть супроводжуватися виділенням світла, тепла, появою запаху, випаданням осаду, утворенням газоподібних речовин. Існує безліч варіантів класифікації органічних і неорганічних взаємодій за різними ознаками. Серед найбільш поширених варіантів можна згадати зміна ступенів окислення, агрегатний стан, оборотність протікання, механізм проведення процесу, застосування каталізатора (інгібітору). Хімічні реакції є базою не тільки промислового виробництва, але і основою життя. Без обмінних процесів, які відбуваються в живих організмах, існування було б неможливо.