Ռեակցիաներում կարող են առաջանալ միացություններ։ Ներածություն ընդհանուր քիմիայի. Տվեք փոխարինման ռեակցիայի ճիշտ սահմանումը

1. Նշե՛ք բաղադրյալ ռեակցիայի ճիշտ սահմանումը. Ա. Մեկ պարզ նյութից մի քանի նյութերի առաջացման ռեակցիա. Բ. Ռեակցիան, որի ժամանակ մեկ բարդ նյութ առաջանում է մի քանի պարզ կամ բարդ նյութերից: Բ. Ռեակցիան, որի ժամանակ նյութերը փոխանակում են իրենց բաղադրիչները.

2. Նշե՛ք փոխարինման ռեակցիայի ճիշտ սահմանումը. Ա. Հիմքի և թթվի ռեակցիան. Բ. Երկուսի փոխազդեցության ռեակցիա պարզ նյութեր; Բ. Նյութերի միջև ռեակցիա, որի դեպքում պարզ նյութի ատոմները փոխարինում են բարդ նյութի տարրերից մեկի ատոմներին:

3. Նշե՛ք տարրալուծման ռեակցիայի ճիշտ սահմանումը. Ա. Ռեակցիան, որի ժամանակ մեկ բարդ նյութից առաջանում են մի քանի պարզ կամ բարդ նյութեր. B. ռեակցիա, որի ժամանակ նյութերը փոխանակում են իրենց բաղադրամասերը. Բ. Թթվածնի և ջրածնի մոլեկուլների առաջացման ռեակցիա:

5. Ինչ տեսակի ռեակցիա է թթվային օքսիդների փոխազդեցությունը հիմնային օքսիդների հետ. 5. Ինչ տեսակի ռեակցիա է թթվային օքսիդների փոխազդեցությունը հիմնական օքսիդների հետ. Բ. Բաղադրյալ ռեակցիա; Բ. Քայքայման ռեակցիա; D. Փոխարինման ռեակցիա:

7. Այն նյութերը, որոնց բանաձևերն են՝ KNO 3 FeCl 2, Na 2 SO 4 կոչվում են. բ) պատճառները; Բ) թթուներ; Դ) օքսիդներ. Ա) աղեր; բ) պատճառները; Բ) թթուներ; Դ) օքսիդներ. 8. Այն նյութերը, որոնց բանաձևերն են՝ HNO 3, HCl, H 2 SO 4 կոչվում են՝ 8. Այն նյութերը, որոնց բանաձևերը HNO 3, HCl, H 2 SO 4 են կոչվում՝ Ա) աղեր. Բ) թթուներ; բ) պատճառները; Դ) օքսիդներ. Ա) աղեր; Բ) թթուներ; բ) պատճառները; Դ) օքսիդներ. 9. Այն նյութերը, որոնց բանաձևերն են՝ KOH, Fe(OH) 2, NaOH կոչվում են՝ 9. Այն նյութերը, որոնց բանաձևերը KOH, Fe(OH) 2, NaOH են կոչվում՝ Ա) աղեր; Բ) թթուներ; բ) պատճառները; Դ) օքսիդներ. 10. Այն նյութերը, որոնց բանաձևերն են՝ NO 2, Fe 2 O 3, Na 2 O կոչվում են՝ Ա) աղեր; Բ) թթուներ; բ) պատճառները; Դ) օքսիդներ. 10. Այն նյութերը, որոնց բանաձևերն են՝ NO 2, Fe 2 O 3, Na 2 O կոչվում են՝ Ա) աղեր; Բ) թթուներ; բ) պատճառները; Դ) օքսիդներ. Ա) աղեր; Բ) թթուներ; բ) պատճառները; Դ) օքսիդներ. 11. Նշի՛ր ալկալիներ առաջացնող մետաղները՝ 11. Նշի՛ր ալկալիներ առաջացնող մետաղները՝ Cu, Fe, Na, K, Zn, Li: Cu, Fe, Na, K, Zn, Li.

7.1. Քիմիական ռեակցիաների հիմնական տեսակները

Նյութերի փոխակերպումները, որոնք ուղեկցվում են դրանց բաղադրության և հատկությունների փոփոխություններով, կոչվում են քիմիական ռեակցիաներ կամ քիմիական փոխազդեցություններ. Քիմիական ռեակցիաների ժամանակ ատոմային միջուկների կազմի փոփոխություն չի լինում։

Այն երևույթները, որոնցում փոխվում է նյութի ձևը կամ ֆիզիկական վիճակը կամ փոխվում է ատոմային միջուկների կազմը, կոչվում են ֆիզիկական։ Օրինակ ֆիզիկական երևույթներմետաղների ջերմային մշակումն է, որի ժամանակ փոխվում է դրանց ձևը (կեղծումը), մետաղը հալվում է, յոդը բարձրանում է, ջուրը վերածվում է սառույցի կամ գոլորշու և այլն, ինչպես նաև միջուկային ռեակցիաներ, որոնց արդյունքում առաջանում են այլ տարրերի ատոմներ։ որոշ տարրերի ատոմներ.

Քիմիական երեւույթները կարող են ուղեկցվել ֆիզիկական փոխակերպումներով։ Օրինակ՝ գալվանական բջիջում տեղի ունեցող քիմիական ռեակցիաների արդյունքում առաջանում է էլեկտրական հոսանք։

Քիմիական ռեակցիաները դասակարգվում են ըստ տարբեր չափանիշների.

1. Ըստ ջերմային ազդեցության նշանի՝ բոլոր ռեակցիաները բաժանվում են էնդոթերմիկ(շարունակելով ջերմության կլանումը) և էկզոտերմիկ(հոսում է ջերմության արտանետմամբ) (տես § 6.1):

2. Ըստ ագրեգացման վիճակելանյութերը և ռեակցիայի արտադրանքները առանձնանում են.

միատարր ռեակցիաներ , որտեղ բոլոր նյութերը գտնվում են նույն փուլում.

2 KOH (p-p) + H 2 SO 4 (p-p) = K 2 SO (p-p) + 2 H 2 O (l),

CO (գ) + Cl 2 (գ) = COCl 2 (գ),

SiO 2(k) + 2 Mg (k) = Si (k) + 2 MgO (k):

տարասեռ ռեակցիաներ, նյութեր, որոնցում գտնվում են տարբեր փուլերում.

CaO (k) + CO 2 (g) = CaCO 3 (k),

CuSO 4 (լուծույթ) + 2 NaOH (լուծույթ) = Cu (OH) 2 (k) + Na 2 SO 4 (լուծույթ),

Na 2 SO 3 (լուծույթ) + 2HCl (լուծույթ) = 2 NaCl (լուծույթ) + SO 2 (գ) + H 2 O (լ):

3. Հոսելու կարողությունից ելնելով միայն առաջ, ինչպես նաև առաջ և հետընթաց ուղղություններով՝ տարբերում են. անշրջելիԵվ շրջելիքիմիական ռեակցիաներ (տես § 6.5):

4. Կատալիզատորների առկայության կամ բացակայության հիման վրա տարբերակում են կատալիտիկԵվ ոչ կատալիտիկռեակցիաներ (տես § 6.5):

5. Ըստ դրանց առաջացման մեխանիզմի՝ քիմիական ռեակցիաները բաժանվում են իոնային, արմատականև այլն (մասնակցությամբ տեղի ունեցող քիմիական ռեակցիաների մեխանիզմը օրգանական միացություններ, քննարկվել է դասընթացի ընթացքում օրգանական քիմիա).

6. Ըստ արձագանքող նյութերի բաղադրության մեջ ընդգրկված ատոմների օքսիդացման վիճակների՝ տեղի ունեցող ռեակցիաներ. առանց օքսիդացման վիճակը փոխելուատոմների և ատոմների օքսիդացման վիճակի փոփոխությամբ ( Redox ռեակցիաներ) (տես § 7.2):

7. Ռեակցիաներն առանձնանում են սկզբնական նյութերի և ռեակցիայի արտադրանքի բաղադրության փոփոխություններով միացում, տարրալուծում, փոխարինում և փոխանակում. Այս ռեակցիաները կարող են տեղի ունենալ ինչպես տարրերի օքսիդացման վիճակների փոփոխությամբ, այնպես էլ առանց դրանց, աղյուսակ . 7.1.

Աղյուսակ 7.1

Քիմիական ռեակցիաների տեսակները

	Ընդհանուր սխեման	Ռեակցիաների օրինակներ, որոնք տեղի են ունենում առանց տարրերի օքսիդացման վիճակը փոխելու	Redox ռեակցիաների օրինակներ
Միացումներ (մեկ նոր նյութ առաջանում է երկու կամ ավելի նյութերից)		HCl + NH 3 = NH 4 Cl; SO 3 + H 2 O = H 2 SO 4	H 2 + Cl 2 = 2HCl; 2Fe + 3Cl 2 = 2FeCl 3
Քայքայումներ (մեկ նյութից առաջանում են մի քանի նոր նյութեր)	A = B + C + D	MgCO 3 MgO + CO 2; H 2 SiO 3 SiO 2 + H 2 O	2AgNO 3 2Ag + 2NO 2 + O 2
Փոխարինումներ (երբ նյութերը փոխազդում են, մի նյութի ատոմները մոլեկուլում փոխարինում են մեկ այլ նյութի ատոմներին)	A + BC = AB + C	CaCO 3 + SiO 2 CaSiO 3 + CO 2	Pb(NO 3) 2 + Zn = Zn(NO 3) 2 + Pb; Mg + 2HCl = MgCl 2 + H 2
(երկու նյութ փոխանակում են իրենց բաղկացուցիչ մասերը՝ առաջացնելով երկու նոր նյութ)	AB + CD = AD + CB	AlCl 3 + 3NaOH = Al(OH) 3 + 3NaCl; Ca(OH) 2 + 2HCl = CaCl 2 + 2H 2 O

7.2. Redox ռեակցիաներ

Ինչպես նշվեց վերևում, բոլոր քիմիական ռեակցիաները բաժանվում են երկու խմբի.

Քիմիական ռեակցիաները, որոնք տեղի են ունենում արձագանքող նյութերը կազմող ատոմների օքսիդացման վիճակի փոփոխությամբ, կոչվում են ռեդոքս։

Օքսիդացումատոմի, մոլեկուլի կամ իոնի կողմից էլեկտրոններից հրաժարվելու գործընթացն է.

Na o – 1e = Na + ;

Fe 2+ – e = Fe 3+ ;

H 2 o – 2e = 2H +;

2 Br – – 2e = Br 2 o.

Վերականգնումատոմին, մոլեկուլին կամ իոնին էլեկտրոններ ավելացնելու գործընթացն է.

S o + 2e = S 2– ;

Cr 3+ + e = Cr 2+;

Cl 2 o + 2e = 2Cl – ;

Mn 7+ + 5e = Mn 2+:

Էլեկտրոններ ընդունող ատոմները, մոլեկուլները կամ իոնները կոչվում են օքսիդացնող նյութեր. Վերականգնողներատոմներ, մոլեկուլներ կամ իոններ են, որոնք նվիրաբերում են էլեկտրոններ:

Էլեկտրոններ ընդունելով՝ ռեակցիայի ընթացքում օքսիդացնող նյութը կրճատվում է, իսկ վերականգնողը՝ օքսիդանում։ Օքսիդացումը միշտ ուղեկցվում է կրճատմամբ և հակառակը։ Այսպիսով, էլեկտրոնների թիվը, որոնք տալիս է վերականգնող նյութը, միշտ հավասար է օքսիդացնող նյութի կողմից ընդունված էլեկտրոնների թվին..

7.2.1. Օքսիդացման վիճակ

Օքսիդացման վիճակը ատոմի պայմանական (ֆորմալ) լիցքն է միացության մեջ, որը հաշվարկվում է այն ենթադրությամբ, որ այն բաղկացած է միայն իոններից։ Օքսիդացման վիճակը սովորաբար նշվում է արաբական թվով տարրի խորհրդանիշի վերևում՝ «+» կամ «–» նշանով: Օրինակ՝ Al 3+, S 2–։

Օքսիդացման վիճակները գտնելու համար օգտագործվում են հետևյալ կանոնները.

պարզ նյութերում ատոմների օքսիդացման վիճակը զրոյական է.

մոլեկուլում ատոմների օքսիդացման վիճակների հանրահաշվական գումարը հավասար է զրոյի, բարդ իոնում՝ իոնի լիցքը.

ալկալիական մետաղների ատոմների օքսիդացման վիճակը միշտ +1 է;

ջրածնի ատոմը ոչ մետաղների հետ միացություններում (CH 4, NH 3 և այլն) ցուցադրում է +1 օքսիդացման աստիճան, իսկ ակտիվ մետաղների դեպքում նրա օքսիդացման աստիճանը –1 է (NaH, CaH 2 և այլն);

Ֆտորի ատոմը միացություններում միշտ ցուցադրում է –1 օքսիդացման աստիճան;

Միացություններում թթվածնի ատոմի օքսիդացման աստիճանը սովորաբար –2 է, բացառությամբ պերօքսիդների (H 2 O 2, Na 2 O 2), որոնցում թթվածնի օքսիդացման աստիճանը –1 է, և որոշ այլ նյութերի (սուպերօքսիդներ, օզոնիդներ, թթվածին): ֆտորիդներ):

Խմբում տարրերի առավելագույն դրական օքսիդացման վիճակը սովորաբար հավասար է խմբի թվին: Բացառություն են կազմում ֆտորը և թթվածինը, քանի որ դրանց ամենաբարձր օքսիդացման աստիճանը ցածր է այն խմբի քանակից, որտեղ դրանք հայտնաբերված են: Պղնձի ենթախմբի տարրերը կազմում են միացություններ, որոնցում նրանց օքսիդացման աստիճանը գերազանցում է խմբի թիվը (CuO, AgF 5, AuCl 3):

Հիմնական ենթախմբերի տարրերի առավելագույն բացասական օքսիդացման աստիճանը պարբերական աղյուսակկարելի է որոշել խմբի թիվը ութից հանելով։ Ածխածնի համար այն 8 – 4 = 4 է, ֆոսֆորի համար՝ 8 – 5 = 3:

Հիմնական ենթախմբերում, վերևից ներքև տարրերից շարժվելիս, երկրորդական ենթախմբերում ամենաբարձր դրական օքսիդացման վիճակի կայունությունը նվազում է, ընդհակառակը, վերևից ներքև բարձրանում է օքսիդացման ավելի բարձր վիճակների կայունությունը.

Օքսիդացման վիճակի հայեցակարգի պայմանականությունը կարելի է ցույց տալ որոշ անօրգանական և օրգանական միացությունների օրինակով: Մասնավորապես, ֆոսֆորային (ֆոսֆորային) H 3 PO 2, ֆոսֆոնային (ֆոսֆորային) H 3 PO 3 և ֆոսֆորական H 3 PO 4 թթուներում ֆոսֆորի օքսիդացման աստիճանները համապատասխանաբար +1, +3 և +5 են, մինչդեռ բոլոր այս միացություններում. ֆոսֆորը հնգավալենտ է։ Ածխածնի համար մեթան CH 4, մեթանոլ CH 3 OH, ֆորմալդեհիդ CH 2 O, մածուցիկ թթու HCOOH և ածխածնի մոնօքսիդ (IV) CO 2, ածխածնի օքսիդացման վիճակները համապատասխանաբար –4, –2, 0, +2 և +4 են։ , մինչդեռ քանի որ ածխածնի ատոմի վալենտությունը այս բոլոր միացություններում չորս է։

Չնայած այն հանգամանքին, որ օքսիդացման վիճակը սովորական հասկացություն է, այն լայնորեն օգտագործվում է օքսիդացման ռեդոքս ռեակցիաներ կազմելու համար:

7.2.2. Ամենակարևոր օքսիդացնող և վերականգնող նյութերը

Տիպիկ օքսիդացնող նյութերն են.

1. Պարզ նյութեր, որոնց ատոմներն ունեն բարձր էլեկտրաբացասականություն։ Սրանք, առաջին հերթին, պարբերական համակարգի խմբերի VI և VII հիմնական ենթախմբերի տարրերն են՝ թթվածին, հալոգենները։ Պարզ նյութերից ամենահզոր օքսիդացնող նյութը ֆտորն է։

2. Որոշ մետաղական կատիոններ պարունակող միացություններ բարձր օքսիդացման վիճակում՝ Pb 4+, Fe 3+, Au 3+ եւ այլն։

3. Որոշ բարդ անիոններ պարունակող միացություններ, որոնց տարրերը գտնվում են բարձր դրական օքսիդացման վիճակում՝ 2–, – և այլն։

Նվազեցնող միջոցները ներառում են.

1. Պարզ նյութերը, որոնց ատոմներն ունեն ցածր էլեկտրաբացասականություն, ակտիվ մետաղներ են: Ոչ մետաղները, ինչպիսիք են ջրածինը և ածխածինը, նույնպես կարող են ցուցադրել նվազեցնող հատկություններ:

2. Կատիոններ պարունակող որոշ մետաղական միացություններ (Sn 2+, Fe 2+, Cr 2+), որոնք էլեկտրոններ նվիրաբերելով կարող են բարձրացնել իրենց օքսիդացման վիճակը։

3. Որոշ միացություններ, որոնք պարունակում են այնպիսի պարզ իոններ, ինչպիսիք են, օրինակ, I –, S 2–:

4. Բարդ իոններ (S 4+ O 3) 2–, (НР 3+ O 3) 2– պարունակող միացություններ, որոնցում տարրերը կարող են էլեկտրոններ նվիրաբերելով բարձրացնել դրանց դրական օքսիդացման վիճակը։

Լաբորատոր պրակտիկայում առավել հաճախ օգտագործվում են հետևյալ օքսիդացնող նյութերը.

կալիումի պերմանգանատ (KMnO 4);

կալիումի դիքրոմատ (K 2 Cr 2 O 7);

ազոտական ​​թթու (HNO 3);

խտացված ծծմբաթթու (H 2 SO 4);

ջրածնի պերօքսիդ (H 2 O 2);

մանգանի (IV) և կապարի (IV) օքսիդներ (MnO 2, PbO 2);

հալված կալիումի նիտրատ (KNO 3) և որոշ այլ նիտրատների հալվածքներ:

Լաբորատոր պրակտիկայում օգտագործվող նվազեցնող միջոցները ներառում են.

• մագնեզիում (Mg), ալյումին (Al) և այլ ակտիվ մետաղներ;
• ջրածին (H 2) և ածխածին (C);
• կալիումի յոդիդ (KI);
• նատրիումի սուլֆիդ (Na 2 S) և ջրածնի սուլֆիդ (H 2 S);
• նատրիումի սուլֆիտ (Na 2 SO 3);
• անագ քլորիդ (SnCl 2):

7.2.3. Redox ռեակցիաների դասակարգում

Redox ռեակցիաները սովորաբար բաժանվում են երեք տեսակի՝ միջմոլեկուլային, ներմոլեկուլային և անհամաչափության ռեակցիաներ (ինքնաօքսիդացում-ինքնավերականգնում):

Միջմոլեկուլային ռեակցիաներտեղի են ունենում տարբեր մոլեկուլներում հայտնաբերված ատոմների օքսիդացման վիճակի փոփոխությամբ: Օրինակ.

2 Al + Fe 2 O 3 Al 2 O 3 + 2 Fe,

C + 4 HNO 3 (conc) = CO 2 + 4 NO 2 + 2 H 2 O:

TO ներմոլեկուլային ռեակցիաներՍրանք ռեակցիաներ են, որոնցում օքսիդացնող և վերականգնող նյութը նույն մոլեկուլի մաս են կազմում, օրինակ.

(NH 4) 2 Cr 2 O 7 N 2 + Cr 2 O 3 + 4 H 2 O,

2 KNO 3 2 KNO 2 + O 2.

IN անհամաչափ ռեակցիաներ(ինքնաօքսիդացում-ինքնավերականգնում) նույն տարրի ատոմը (իոնը) և՛ օքսիդացնող, և՛ վերականգնող նյութ է.

Cl 2 + 2 KOH KCl + KClO + H 2 O,

2 NO 2 + 2 NaOH = NaNO 2 + NaNO 3 + H 2 O:

7.2.4. Օքսիդացման ռեակցիաներ կազմելու հիմնական կանոնները

Ռեդոքսային ռեակցիաների բաղադրությունը կատարվում է աղյուսակում ներկայացված քայլերի համաձայն: 7.2.

Աղյուսակ 7.2

Redox ռեակցիաների հավասարումների կազմման փուլերը

	Գործողություն
	Որոշեք օքսիդացնող և վերականգնող նյութը:
	Բացահայտեք ռեդոքս ռեակցիայի արտադրանքը:
	Ստեղծեք էլեկտրոնային հաշվեկշիռ և օգտագործեք այն նյութերի գործակիցները, որոնք փոխում են իրենց օքսիդացման վիճակը:
	Դասավորեք գործակիցները այլ նյութերի համար, որոնք մասնակցում և ձևավորվում են ռեդոքս ռեակցիայի մեջ:
	Ստուգեք գործակիցների ճշգրտությունը՝ հաշվելով ռեակցիայի հավասարման ձախ և աջ կողմերում գտնվող ատոմների (սովորաբար ջրածնի և թթվածնի) նյութի քանակը։

Դիտարկենք ռեդոքս ռեակցիաներ կազմելու կանոնները՝ օգտագործելով թթվային միջավայրում կալիումի սուլֆիտի և կալիումի պերմանգանատի փոխազդեցության օրինակը.

1. Օքսիդացնող և վերականգնող նյութի որոշում

Մանգանը, որը գտնվում է ամենաբարձր օքսիդացման վիճակում, չի կարող հրաժարվել էլեկտրոններից։ Mn 7+-ը կընդունի էլեկտրոններ, այսինքն. օքսիդացնող նյութ է։

S 4+ իոնը կարող է նվիրաբերել երկու էլեկտրոն և մտնել S 6+, այսինքն. նվազեցնող միջոց է: Այսպիսով, դիտարկվող ռեակցիայում K 2 SO 3-ը վերականգնող նյութ է, իսկ KMnO 4-ը՝ օքսիդացնող նյութ։

2. Ռեակցիայի արտադրանքի ստեղծում

K2SO3 + KMnO4 + H2SO4?

Հրաժարվելով երկու էլեկտրոններից՝ S 4+-ը դառնում է S 6+։ Կալիումի սուլֆիտը (K 2 SO 3) այսպիսով վերածվում է սուլֆատի (K 2 SO 4): Թթվային միջավայրում Mn 7+-ն ընդունում է 5 էլեկտրոն և ծծմբաթթվի լուծույթում (միջին) կազմում է մանգանի սուլֆատ (MnSO 4)։ Այս ռեակցիայի արդյունքում ձևավորվում են նաև կալիումի սուլֆատի լրացուցիչ մոլեկուլներ (պերմանգանատի մեջ ներառված կալիումի իոնների շնորհիվ), ինչպես նաև ջրի մոլեկուլներ։ Այսպիսով, քննարկվող արձագանքը կգրվի այսպես.

K 2 SO 3 + KMnO 4 + H 2 SO 4 = K 2 SO 4 + MnSO 4 + H 2 O:

3. Էլեկտրոնային հաշվեկշռի կազմում

Էլեկտրոնային հաշվեկշիռը կազմելու համար անհրաժեշտ է նշել օքսիդացման այն վիճակները, որոնք փոխվում են դիտարկվող ռեակցիայի մեջ.

K 2 S 4+ O 3 + KMn 7+ O 4 + H 2 SO 4 = K 2 S 6+ O 4 + Mn 2+ SO 4 + H 2 O:

Mn 7+ + 5 e = Mn 2+;

S 4+ – 2 e = S 6+:

Էլեկտրոնների թիվը, որոնք տալիս է վերականգնող նյութը, պետք է հավասար լինի օքսիդացնող նյութի կողմից ընդունված էլեկտրոնների թվին: Հետևաբար, ռեակցիային պետք է մասնակցեն երկու Mn 7+ և հինգ S 4+.

Mn 7+ + 5 e = Mn 2+ 2,

S 4+ – 2 e = S 6+ 5.

Այսպիսով, վերականգնող նյութի (10) կողմից տրված էլեկտրոնների թիվը հավասար կլինի օքսիդացնող նյութի կողմից ընդունված էլեկտրոնների քանակին (10):

4. Գործակիցների դասավորությունը ռեակցիայի հավասարման մեջ

Էլեկտրոնների հաշվեկշռին համապատասխան՝ անհրաժեշտ է K 2 SO 3-ի դիմաց դնել 5 գործակից, իսկ KMnO 4-ի դիմաց՝ 2։ Աջ կողմում՝ կալիումի սուլֆատի դիմաց սահմանում ենք 6 գործակից։ քանի որ մեկ մոլեկուլ ավելացվում է K 2 SO 4 հինգ մոլեկուլներին, որոնք ձևավորվել են կալիումի սուլֆիտի K 2 SO 4 օքսիդացման ընթացքում պերմանգանատի մեջ ներառված կալիումի իոնների միացման արդյունքում: Քանի որ ռեակցիան ներառում է երկուառաջանում են նաև պերմանգանատի մոլեկուլներ, աջ կողմում երկումանգան սուլֆատի մոլեկուլներ. Ռեակցիայի արտադրանքները (պերմանգանատի մեջ ներառված կալիումի և մանգանի իոնները) կապելու համար անհրաժեշտ է. երեքծծմբաթթվի մոլեկուլները, հետևաբար, ռեակցիայի արդյունքում, երեքջրի մոլեկուլներ. Վերջապես մենք ստանում ենք.

5 K 2 SO 3 + 2 KMnO 4 + 3 H 2 SO 4 = 6 K 2 SO 4 + 2 MnSO 4 + 3 H 2 O:

5. Ռեակցիայի հավասարման գործակիցների ճշտության ստուգում

Ռեակցիայի հավասարման ձախ կողմում թթվածնի ատոմների թիվը հետևյալն է.

5 3 + 2 4 + 3 4 = 35:

Աջ կողմում այս թիվը կլինի.

6 4 + 2 4 + 3 1 = 35:

Ռեակցիայի հավասարման ձախ կողմում ջրածնի ատոմների թիվը վեց է և համապատասխանում է ռեակցիայի հավասարման աջ կողմում գտնվող այս ատոմների թվին։

7.2.5. Օքսիդացնող և ռեդոքսային ռեակցիաների օրինակներ, որոնք ներառում են բնորոշ օքսիդացնող և վերականգնող նյութեր

7.2.5.1. Միջմոլեկուլային օքսիդացում-վերականգնման ռեակցիաներ

Ստորև, որպես օրինակ, մենք դիտարկում ենք ռեդոքս ռեակցիաները, որոնք ներառում են կալիումի պերմանգանատ, կալիումի երկքրոմատ, ջրածնի պերօքսիդ, կալիումի նիտրիտ, կալիումի յոդիդ և կալիումի սուլֆիդ: Օքսիդացման ռեակցիաները, որոնք ներառում են այլ բնորոշ օքսիդացնող և վերականգնող նյութեր, քննարկվում են ձեռնարկի երկրորդ մասում («Անօրգանական քիմիա»):

Redox ռեակցիաներ, որոնք ներառում են կալիումի պերմանգանատ

Կախված շրջակա միջավայրից (թթվային, չեզոք, ալկալային) կալիումի պերմանգանատը, հանդես գալով որպես օքսիդացնող նյութ, տալիս է տարբեր վերականգնող նյութեր, Նկ. 7.1.

Բրինձ. 7.1. Տարբեր միջավայրերում կալիումի պերմանգանատի նվազեցման արտադրանքի ձևավորում

Ստորև բերված են KMnO 4-ի ռեակցիաները կալիումի սուլֆիդի հետ՝ որպես վերականգնող նյութ տարբեր միջավայրերում՝ ցույց տալով սխեման, Նկ. 7.1. Այս ռեակցիաներում սուլֆիդային իոնների օքսիդացման արդյունքը ազատ ծծումբն է։ Ալկալային միջավայրում KOH մոլեկուլները չեն մասնակցում ռեակցիային, այլ միայն որոշում են կալիումի պերմանգանատի կրճատման արդյունքը։

5 K 2 S + 2 KMnO 4 + 8 H 2 SO 4 = 5 S + 2 MnSO 4 + 6 K 2 SO 4 + 8 H 2 O,

3 K 2 S + 2 KMnO 4 + 4 H 2 O 2 MnO 2 + 3 S + 8 KOH,

K 2 S + 2 KMnO 4 – (KOH) 2 K 2 MnO 4 + S.

Կալիումի դիքրոմատի օքսիդացման ռեդոքս ռեակցիաներ

Թթվային միջավայրում կալիումի երկքրոմատը ուժեղ օքսիդացնող նյութ է։ K 2 Cr 2 O 7 և խտացված H 2 SO 4 (քրոմիկ) խառնուրդը լայնորեն օգտագործվում է լաբորատոր պրակտիկայում որպես օքսիդացնող նյութ։ Փոխազդելով վերականգնող նյութի հետ՝ կալիումի երկքրոմատի մեկ մոլեկուլն ընդունում է վեց էլեկտրոն՝ ձևավորելով եռարժեք քրոմի միացություններ.

6 FeSO 4 +K 2 Cr 2 O 7 +7 H 2 SO 4 = 3 Fe 2 (SO 4) 3 +Cr 2 (SO 4) 3 +K 2 SO 4 +7 H 2 O;

6 KI + K 2 Cr 2 O 7 + 7 H 2 SO 4 = 3 I 2 + Cr 2 (SO 4) 3 + 4 K 2 SO 4 + 7 H 2 O:

Redox ռեակցիաներ, որոնք ներառում են ջրածնի պերօքսիդ և կալիումի նիտրիտ

Ջրածնի պերօքսիդը և կալիումի նիտրիտը հիմնականում օքսիդացնող հատկություններ ունեն.

H 2 S + H 2 O 2 = S + 2 H 2 O,

2 KI + 2 KNO 2 + 2 H 2 SO 4 = I 2 + 2 K 2 SO 4 + H 2 O,

Այնուամենայնիվ, ուժեղ օքսիդացնող նյութերի հետ փոխազդելու ժամանակ (օրինակ, KMnO 4), ջրածնի պերօքսիդը և կալիումի նիտրիտը գործում են որպես վերականգնող նյութեր.

5 H 2 O 2 + 2 KMnO 4 + 3 H 2 SO 4 = 5 O 2 + 2 MnSO 4 + K 2 SO 4 + 8 H 2 O,

5 KNO 2 + 2 KMnO 4 + 3 H 2 SO 4 = 5 KNO 3 + 2 MnSO 4 + K 2 SO 4 + 3 H 2 O:

Հարկ է նշել, որ ջրածնի պերօքսիդը, կախված շրջակա միջավայրից, կրճատվում է ըստ սխեմայի, Նկ. 7.2.

Բրինձ. 7.2. Հնարավոր ջրածնի պերօքսիդի նվազեցման արտադրանք

Այս դեպքում ռեակցիաների արդյունքում առաջանում են ջրի կամ հիդրօքսիդի իոններ.

2 FeSO 4 + H 2 O 2 + H 2 SO 4 = Fe 2 (SO 4) 3 + 2 H 2 O,

2 KI + H 2 O 2 = I 2 + 2 KOH:

7.2.5.2. Ներմոլեկուլային օքսիդացում-վերականգնման ռեակցիաներ

Ներմոլեկուլային ռեդոքս ռեակցիաները սովորաբար տեղի են ունենում, երբ տաքացվում են այն նյութերը, որոնց մոլեկուլները պարունակում են վերականգնող և օքսիդացնող նյութ։ Ներմոլեկուլային վերականգնում-օքսիդացման ռեակցիաների օրինակներ են նիտրատների և կալիումի պերմանգանատի ջերմային տարրալուծման գործընթացները.

2 NaNO 3 2 NaNO 2 + O 2,

2 Cu(NO 3) 2 2 CuO + 4 NO 2 + O 2,

Hg(NO 3) 2 Hg + NO 2 + O 2,

2 KMnO 4 K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2:

7.2.5.3. Անհամաչափության ռեակցիաներ

Ինչպես նշվեց վերևում, անհամաչափության ռեակցիաներում նույն ատոմը (իոնը) և՛ օքսիդացնող, և՛ վերականգնող նյութ է: Դիտարկենք այս տեսակի ռեակցիաների ստեղծման գործընթացը՝ օգտագործելով ծծմբի և ալկալիների փոխազդեցության օրինակը:

Ծծմբի բնորոշ օքսիդացման վիճակները. – 2, 0, +4 և +6: Գործելով որպես վերականգնող նյութ՝ տարրական ծծումբը նվիրաբերում է 4 էլեկտրոն.

Ս ո – 4e = S 4+:

Ծծումբ – Օքսիդացնող նյութը ընդունում է երկու էլեկտրոն.

S o + 2е = S 2– .

Այսպիսով, ծծմբի անհամաչափության ռեակցիայի արդյունքում առաջանում են միացություններ, որոնց տարրի օքսիդացման աստիճաններն են. – 2 և աջ +4:

3 S + 6 KOH = 2 K 2 S + K 2 SO 3 + 3 H 2 O:

Երբ ազոտի օքսիդը (IV) անհամաչափ է ալկալիներում, ստացվում են նիտրիտ և նիտրատ՝ միացություններ, որոնցում ազոտի օքսիդացման աստիճանները համապատասխանաբար +3 և +5 են.

2 N 4+ O 2 + 2 KOH = KN 3+ O 2 + KN 5+ O 3 + H 2 O,

Սառը ալկալային լուծույթում քլորի անհամաչափությունը հանգեցնում է հիպոքլորիտի ձևավորմանը, իսկ տաք ալկալային լուծույթում՝ քլորատը.

Cl 0 2 + 2 KOH = KCl – + KCl + O + H 2 O,

Cl 0 2 + 6 KOH 5 KCl – + KCl 5+ O 3 + 3H 2 O:

7.3. Էլեկտրոլիզ

Ռեդոքս պրոցեսը, որը տեղի է ունենում լուծույթներում կամ հալվում է, երբ դրանց միջով ուղղակի էլեկտրական հոսանք է անցնում, կոչվում է էլեկտրոլիզ։ Այս դեպքում անիոնների օքսիդացումը տեղի է ունենում դրական էլեկտրոդում (անոդ): Կատիոնները կրճատվում են բացասական էլեկտրոդում (կաթոդ):

2 Na 2 CO 3 4 Na + O 2 + 2CO 2:

Էլեկտրոլիտների ջրային լուծույթների էլեկտրոլիզի ժամանակ, լուծված նյութի փոխակերպումների հետ մեկտեղ, կարող են տեղի ունենալ էլեկտրաքիմիական գործընթացներ ջրածնի իոնների և ջրի հիդրօքսիդի իոնների մասնակցությամբ.

կաթոդ (–): 2 Н + + 2е = Н 2,

անոդ (+): 4 OH – – 4e = O 2 + 2 H 2 O:

Այս դեպքում կաթոդում կրճատման գործընթացը տեղի է ունենում հետևյալ կերպ.

1. Կատիոններ ակտիվ մետաղներ(մինչև Al 3+ ներառյալ) չեն կրճատվում կաթոդում, փոխարենը կրճատվում է ջրածինը:

2. Ջրածնի աջ կողմում գտնվող ստանդարտ էլեկտրոդային պոտենցիալների շարքում (լարման շարքում) տեղակայված մետաղական կատիոնները էլեկտրոլիզի ժամանակ վերածվում են ազատ մետաղների կաթոդում:

3. Մետաղական կատիոնները, որոնք տեղակայված են Al 3+-ի և H+-ի միջև, վերականգնվում են կաթոդում ջրածնի կատիոնի հետ միաժամանակ:

Անոդում ջրային լուծույթներում տեղի ունեցող գործընթացները կախված են այն նյութից, որից պատրաստված է անոդը: Կան չլուծվող անոդներ ( իներտ) և լուծվող ( ակտիվ) Որպես իներտ անոդների նյութ օգտագործվում է գրաֆիտը կամ պլատինը։ Լուծվող անոդները պատրաստվում են պղնձից, ցինկից և այլ մետաղներից։

Իներտ անոդով լուծույթների էլեկտրոլիզի ժամանակ կարող են առաջանալ հետևյալ արգասիքները.

1. Երբ հալոգեն իոնները օքսիդանում են, ազատ հալոգեններն ազատվում են:

2. SO 2 2–, NO 3 –, PO 4 3– անիոններ պարունակող լուծույթների էլեկտրոլիզի ժամանակ թթվածին է արտազատվում, այսինքն. Անոդում ոչ թե այս իոններն են օքսիդանում, այլ ջրի մոլեկուլները։

Հաշվի առնելով վերը նշված կանոնները՝ որպես օրինակ դիտարկենք NaCl, CuSO 4 և KOH ջրային լուծույթների էլեկտրոլիզը իներտ էլեկտրոդներով։

1). Լուծման մեջ նատրիումի քլորիդը տարանջատվում է իոնների։

ՍԱՀՄԱՆՈՒՄ

Քիմիական ռեակցիակոչվում են նյութերի փոխակերպումներ, որոնցում տեղի է ունենում դրանց բաղադրության և (կամ) կառուցվածքի փոփոխություն։

Ամենից հաճախ քիմիական ռեակցիաները հասկացվում են որպես սկզբնական նյութերի (ռեակտիվների) վերջնական նյութերի (արտադրանքի) փոխակերպման գործընթաց:

Քիմիական ռեակցիաները գրվում են քիմիական հավասարումների միջոցով, որոնք պարունակում են սկզբնական նյութերի և ռեակցիայի արտադրանքների բանաձևերը: Ըստ զանգվածի պահպանման օրենքի՝ յուրաքանչյուր տարրի ատոմների թիվը ձախ և աջ կողմերում քիմիական հավասարումնույնը. Որպես կանոն, սկզբնական նյութերի բանաձևերը գրվում են հավասարման ձախ կողմում, իսկ արտադրանքի բանաձևերը՝ աջ կողմում։ Յուրաքանչյուր տարրի ատոմների թվի հավասարությունը հավասարման ձախ և աջ կողմերում ձեռք է բերվում նյութերի բանաձևերի առջև տեղադրելով ամբողջ թվային ստոյխիոմետրիկ գործակիցներ։

Քիմիական հավասարումները կարող են պարունակել հավելյալ տեղեկատվություն ռեակցիայի բնութագրերի մասին՝ ջերմաստիճան, ճնշում, ճառագայթում և այլն, որը նշված է հավասար նշանի վերևում (կամ «ներքևում») համապատասխան նշանով:

Բոլոր քիմիական ռեակցիաները կարելի է խմբավորել մի քանի դասերի, որոնք ունեն որոշակի բնութագրեր։

Քիմիական ռեակցիաների դասակարգումն ըստ սկզբնական և առաջացող նյութերի քանակի և բաղադրության

Ըստ այս դասակարգման՝ քիմիական ռեակցիաները բաժանվում են միացման, տարրալուծման, փոխարինման և փոխանակման ռեակցիաների։

Արդյունքում բարդ ռեակցիաներերկու կամ ավելի (բարդ կամ պարզ) նյութերից առաջանում է մեկ նոր նյութ։ Ընդհանուր առմամբ, նման քիմիական ռեակցիայի հավասարումը կունենա հետևյալ տեսքը.

Օրինակ.

CaCO 3 + CO 2 + H 2 O = Ca (HCO 3) 2

SO 3 + H 2 O = H 2 SO 4

2Mg + O 2 = 2MgO:

2FeCl 2 + Cl 2 = 2 FeCl 3

Միացության ռեակցիաները շատ դեպքերում էկզոթերմիկ են, այսինքն. շարունակել ջերմության ազատումը. Եթե ​​ռեակցիայի մեջ ներգրավված են պարզ նյութեր, ապա այդպիսի ռեակցիաներն ամենից հաճախ օքսիդավերականգնման ռեակցիաներն են (ORR), այսինքն. տեղի են ունենում տարրերի օքսիդացման վիճակների փոփոխությամբ: Հստակ է ասել, թե արդյոք կապի արձագանք կլինի բարդ նյութերչի կարող դիտարկվել որպես OVR:

Ռեակցիաները, որոնք հանգեցնում են մեկ բարդ նյութից մի քանի այլ նոր նյութերի (բարդ կամ պարզ) ձևավորմանը դասակարգվում են որպես. տարրալուծման ռեակցիաներ. Ընդհանուր առմամբ, տարրալուծման քիմիական ռեակցիայի հավասարումը կունենա հետևյալ տեսքը.

Օրինակ.

CaCO 3 CaO + CO 2 (1)

2H 2 O = 2H 2 + O 2 (2)

CuSO 4 × 5H 2 O = CuSO 4 + 5H 2 O (3)

Cu(OH) 2 = CuO + H 2 O (4)

H 2 SiO 3 = SiO 2 + H 2 O (5)

2SO 3 =2SO 2 + O 2 (6)

(NH 4) 2 Cr 2 O 7 = Cr 2 O 3 + N 2 + 4H 2 O (7)

Քայքայման ռեակցիաների մեծ մասը տեղի է ունենում տաքացման ժամանակ (1,4,5): Հնարավոր տարրալուծում էլեկտրական հոսանքի ազդեցության տակ (2): Թթվածին պարունակող թթուների (1, 3, 4, 5, 7) բյուրեղային հիդրատների, թթուների, հիմքերի և աղերի տարրալուծումը տեղի է ունենում առանց տարրերի օքսիդացման վիճակները փոխելու, այսինքն. այս ռեակցիաները կապված չեն ODD-ի հետ: ORR տարրալուծման ռեակցիաները ներառում են օքսիդների, թթուների և աղերի տարրալուծումը, որոնք ձևավորվում են ներսում գտնվող տարրերից ավելի բարձր աստիճաններօքսիդացում (6).

Քայքայման ռեակցիաները հայտնաբերվում են նաև օրգանական քիմիայում, բայց այլ անվանումներով՝ ճեղքում (8), ջրազրկում (9):

C 18 H 38 = C 9 H 18 + C 9 H 20 (8)

C 4 H 10 = C 4 H 6 + 2H 2 (9)

ժամը փոխարինման ռեակցիաներպարզ նյութը փոխազդում է բարդ նյութի հետ՝ ձևավորելով նոր պարզ և նոր բարդ նյութ։ Ընդհանուր առմամբ, քիմիական փոխարինման ռեակցիայի հավասարումը կունենա հետևյալ տեսքը.

Օրինակ.

2Al + Fe 2 O 3 = 2Fe + Al 2 O 3 (1)

Zn + 2HCl = ZnСl 2 + H 2 (2)

2KBr + Cl 2 = 2KCl + Br 2 (3)

2КlO 3 + l 2 = 2KlO 3 + Сl 2 (4)

CaCO 3 + SiO 2 = CaSiO 3 + CO 2 (5)

Ca 3 (PO 4) 2 + 3SiO 2 = 3СаSiO 3 + P 2 O 5 (6)

CH 4 + Cl 2 = CH 3 Cl + HCl (7)

Փոխարինման ռեակցիաների մեծ մասը ռեդոքս են (1 – 4, 7): Քայքայման ռեակցիաների օրինակները, որոնցում օքսիդացման վիճակների փոփոխություն տեղի չի ունենում, քիչ են (5, 6):

Փոխանակման ռեակցիաներռեակցիաներ են, որոնք տեղի են ունենում բարդ նյութերի միջև, որոնցում նրանք փոխանակում են իրենց բաղկացուցիչ մասերը։ Սովորաբար այս տերմինն օգտագործվում է ջրային լուծույթում իոնների ներգրավման ռեակցիաների համար: Ընդհանուր առմամբ, քիմիական փոխանակման ռեակցիայի հավասարումը կունենա հետևյալ տեսքը.

AB + CD = AD + CB

Օրինակ.

CuO + 2HCl = CuCl 2 + H 2 O (1)

NaOH + HCl = NaCl + H 2 O (2)

NaHCO 3 + HCl = NaCl + H 2 O + CO 2 (3)

AgNO 3 + KBr = AgBr ↓ + KNO 3 (4)

CrCl 3 + ZNaON = Cr(OH) 3 ↓+ ZNaCl (5)

Փոխանակման ռեակցիաները ռեդոքս չեն: Այս փոխանակման ռեակցիաների հատուկ դեպքը չեզոքացման ռեակցիան է (թթուների ռեակցիան ալկալիների հետ) (2)։ Փոխանակման ռեակցիաները ընթանում են այն ուղղությամբ, երբ նյութերից առնվազն մեկը հեռացվում է ռեակցիայի ոլորտից՝ գազային նյութի (3), նստվածքի (4, 5) կամ վատ տարանջատվող միացության, առավել հաճախ՝ ջրի (1, 2) տեսքով։ )

Քիմիական ռեակցիաների դասակարգումն ըստ օքսիդացման վիճակների փոփոխության

Կախված ռեակտիվները և ռեակցիայի արտադրանքները կազմող տարրերի օքսիդացման վիճակների փոփոխությունից, բոլոր քիմիական ռեակցիաները բաժանվում են ռեդոքս ռեակցիաների (1, 2) և առանց օքսիդացման վիճակը փոխելու (3, 4):

2Mg + CO 2 = 2MgO + C (1)

Mg 0 – 2e = Mg 2+ (վերականգնող նյութ)

C 4+ + 4e = C 0 (օքսիդացնող նյութ)

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

Fe 2+ -e = Fe 3+ (նվազեցնող նյութ)

N 5+ +3e = N 2+ (օքսիդացնող նյութ)

AgNO 3 +HCl = AgCl ↓ + HNO 3 (3)

Ca(OH) 2 + H 2 SO 4 = CaSO 4 ↓ + H 2 O (4)

Քիմիական ռեակցիաների դասակարգումն ըստ ջերմային ազդեցության

Կախված նրանից, թե արդյոք ջերմություն (էներգիա) ազատվում կամ կլանվում է ռեակցիայի ընթացքում, բոլոր քիմիական ռեակցիաները պայմանականորեն բաժանվում են համապատասխանաբար էկզոթերմային (1, 2) և էնդոթերմային (3): Ռեակցիայի ընթացքում արձակված կամ կլանված ջերմության (էներգիայի) քանակությունը կոչվում է ռեակցիայի ջերմային ազդեցություն։ Եթե ​​հավասարումը ցույց է տալիս արտանետվող կամ կլանված ջերմության քանակը, ապա նման հավասարումները կոչվում են ջերմաքիմիական:

N 2 + 3H 2 = 2NH 3 +46,2 կՋ (1)

2Mg + O 2 = 2MgO + 602,5 կՋ (2)

N 2 + O 2 = 2NO – 90,4 կՋ (3)

Քիմիական ռեակցիաների դասակարգումն ըստ ռեակցիայի ուղղության

Ելնելով ռեակցիայի ուղղությունից՝ տարբերակում են շրջելի (քիմիական պրոցեսներ, որոնց արտադրանքները կարող են փոխազդել միմյանց հետ նույն պայմաններում, որոնցում ստացվել են սկզբնական նյութերը) և անշրջելի (քիմիական պրոցեսներ, որոնց արտադրանքները չեն. կարող են փոխազդել միմյանց հետ՝ սկզբնական նյութեր ստեղծելու համար):

Հետադարձելի ռեակցիաների համար ընդհանուր ձևով հավասարումը սովորաբար գրվում է հետևյալ կերպ.

A + B ↔ AB

Օրինակ.

CH 3 COOH + C 2 H 5 OH ↔ H 3 COOC 2 H 5 + H 2 O

Անդառնալի ռեակցիաների օրինակները ներառում են հետևյալ ռեակցիաները.

2КlО 3 → 2Кl + ЗО 2

C 6 H 12 O 6 + 6O 2 → 6CO 2 + 6H 2 O

Ռեակցիայի անշրջելիության վկայությունը կարող է լինել գազային նյութի, նստվածքի կամ վատ տարանջատվող միացության, առավել հաճախ՝ ջրի, արտազատումը որպես ռեակցիայի արտադրանք։

Քիմիական ռեակցիաների դասակարգումն ըստ կատալիզատորի առկայության

Այս տեսանկյունից առանձնանում են կատալիտիկ և ոչ կատալիտիկ ռեակցիաները։

Կատալիզատորը մի նյութ է, որն արագացնում է քիմիական ռեակցիայի առաջընթացը: Կատալիզատորների մասնակցությամբ տեղի ունեցող ռեակցիաները կոչվում են կատալիտիկ։ Որոշ ռեակցիաներ ընդհանրապես չեն կարող տեղի ունենալ առանց կատալիզատորի.

2H 2 O 2 = 2H 2 O + O 2 (MnO 2 կատալիզատոր)

Հաճախ ռեակցիայի արտադրանքներից մեկը ծառայում է որպես կատալիզատոր, որն արագացնում է այս ռեակցիան (ավտոկատալիտիկ ռեակցիաներ).

MeO+ 2HF = MeF 2 + H 2 O, որտեղ Me-ը մետաղ է:

Խնդիրների լուծման օրինակներ

ՕՐԻՆԱԿ 1

Երբ միացությունը փոխազդում է համեմատաբար պարզ բաղադրության մի քանի արձագանքող նյութերից, ստացվում է ավելի բարդ բաղադրության մեկ նյութ.

Որպես կանոն, այս ռեակցիաները ուղեկցվում են ջերմության արտանետմամբ, այսինքն. հանգեցնում են ավելի կայուն և քիչ էներգիայով հարուստ միացությունների ձևավորմանը:

Պարզ նյութերի միացությունների ռեակցիաները միշտ ռեդոքս են: Բարդ նյութերի միջև տեղի ունեցող բարդ ռեակցիաները կարող են տեղի ունենալ առանց վալենտության փոփոխության.

CaCO 3 + CO 2 + H 2 O = Ca (HCO 3) 2,

և նաև դասակարգվել որպես ռեդոքս.

2FeCl 2 + Cl 2 = 2 FeCl 3:

2. Քայքայման ռեակցիաներ

Քայքայման ռեակցիաները հանգեցնում են մեկ բարդ նյութից մի քանի միացությունների առաջացմանը.

A = B + C + D.

Բարդ նյութի տարրալուծման արգասիքները կարող են լինել ինչպես պարզ, այնպես էլ բարդ նյութեր:

Քայքայման ռեակցիաներից, որոնք տեղի են ունենում առանց վալենտական ​​վիճակների փոփոխության, ուշագրավ է բյուրեղային հիդրատների, հիմքերի, թթուների և թթվածին պարունակող թթուների աղերի տարրալուծումը.

		CuSO 4 + 5H 2 O

		2H 2 O + 4NO 2 O + O 2 O:

2AgNO3 = 2Ag + 2NO2 + O2, (NH4)2Cr2O7 = Cr2O3 + N2 + 4H2O:

Ազոտական ​​թթվի աղերի համար հատկանշական են օքսիդացման ռեդոքսային քայքայման ռեակցիաները։

Օրգանական քիմիայում տարրալուծման ռեակցիաները կոչվում են ճեղքվածք.

C 18 H 38 = C 9 H 18 + C 9 H 20,

կամ ջրազրկում

C4H10 = C4H6 + 2H2:

3. Փոխարինման ռեակցիաներ

Փոխարինման ռեակցիաներում սովորաբար պարզ նյութը փոխազդում է բարդի հետ՝ ձևավորելով մեկ այլ պարզ և մեկ այլ բարդ նյութ.

A + BC = AB + C:

Այս ռեակցիաները ճնշող մեծամասնությամբ պատկանում են ռեդոքս ռեակցիաներին.

2Al + Fe 2 O 3 = 2Fe + Al 2 O 3,

Zn + 2HCl = ZnСl 2 + H 2,

2KBr + Cl 2 = 2KCl + Br 2,

2KlO 3 + l 2 = 2KlO 3 + Cl 2:

Փոխարինման ռեակցիաների օրինակները, որոնք չեն ուղեկցվում ատոմների վալենտային վիճակների փոփոխությամբ, չափազանց քիչ են։ Պետք է նշել սիլիցիումի երկօքսիդի ռեակցիան թթվածին պարունակող թթուների աղերի հետ, որոնք համապատասխանում են գազային կամ ցնդող անհիդրիդներին.

CaCO 3 + SiO 2 = CaSiO 3 + CO 2,

Ca 3 (PO 4) 2 + 3SiO 2 \u003d 3СаSiO 3 + P 2 O 5,

Երբեմն այս ռեակցիաները համարվում են փոխանակման ռեակցիաներ.

CH 4 + Cl 2 = CH 3 Cl + HCl:

4. Փոխանակման ռեակցիաներ

Փոխանակման ռեակցիաները ռեակցիաներ են երկու միացությունների միջև, որոնք փոխանակում են իրենց բաղադրիչները միմյանց հետ.

AB + CD = AD + CB:

Եթե ​​փոխարինման ռեակցիաների ժամանակ տեղի են ունենում ռեդոքս պրոցեսներ, ապա փոխանակման ռեակցիաները միշտ տեղի են ունենում առանց ատոմների վալենտային վիճակը փոխելու։ Սա բարդ նյութերի` օքսիդների, հիմքերի, թթուների և աղերի միջև ռեակցիաների ամենատարածված խումբն է.

ZnO + H 2 SO 4 = ZnSO 4 + H 2 O,

AgNO 3 + KBr = AgBr + KNO 3,

CrCl 3 + ZNaON = Cr(OH) 3 + ZNaCl:

Այս փոխանակման ռեակցիաների հատուկ դեպքը չեզոքացման ռեակցիան է.

HCl + KOH = KCl + H 2 O:

Սովորաբար այդ արձագանքները ենթարկվում են օրենքներին քիմիական հավասարակշռությունև հոսում այն ​​ուղղությամբ, որտեղ նյութերից առնվազն մեկը հեռացվում է ռեակցիայի ոլորտից գազային տեսքով, ցնդող նյութ, նստվածք կամ ցածր տարանջատող (լուծույթների համար) միացություն.

NaHCO 3 + HCl = NaCl + H 2 O + CO 2,

Ca(HCO 3) 2 + Ca (OH) 2 = 2CaCO 3 ↓ + 2H 2 O,

CH 3 COONa + H 3 PO 4 = CH 3 COOH + NaH 2 PO 4:

Քիմիական ռեակցիաների ժամանակ որոշ նյութեր արտադրում են ուրիշներ (չշփոթել դրա հետ միջուկային ռեակցիաներ, որի մեջ քիմիական տարրվերածվում է ուրիշի):

Ցանկացած քիմիական ռեակցիա նկարագրվում է քիմիական հավասարմամբ.

Ռեակտիվներ → Ռեակցիայի արտադրանք

Սլաքը ցույց է տալիս ռեակցիայի ուղղությունը:

Օրինակ.

Այս ռեակցիայի ժամանակ մեթանը (CH 4) փոխազդում է թթվածնի (O 2) հետ, որի արդյունքում առաջանում է ածխաթթու գազ (CO 2) և ջուր (H 2 O), ավելի ճիշտ՝ ջրային գոլորշի։ Սա հենց այն ռեակցիան է, որը տեղի է ունենում ձեր խոհանոցում, երբ վառում եք գազի այրիչը: Հավասարումը պետք է կարդալ այսպես. Մեթանի գազի մեկ մոլեկուլը փոխազդում է թթվածնի գազի երկու մոլեկուլների հետ՝ առաջացնելով մեկ մոլեկուլ ածխաթթու գազ և երկու մոլեկուլ ջուր (ջրի գոլորշի)։

Քիմիական ռեակցիայի բաղադրիչներից առաջ դրված թվերը կոչվում են ռեակցիայի գործակիցները.

Քիմիական ռեակցիաներ են տեղի ունենում էնդոթերմիկ(էներգիայի կլանմամբ) և էկզոտերմիկ(էներգիայի արտազատմամբ): Մեթանի այրումը էկզոտերմիկ ռեակցիայի բնորոշ օրինակ է:

Քիմիական ռեակցիաների մի քանի տեսակներ կան. Ամենատարածվածը.

• կապի ռեակցիաներ;
• տարրալուծման ռեակցիաներ;
• մեկ փոխարինման ռեակցիաներ;
• կրկնակի տեղաշարժման ռեակցիաներ;
• օքսիդացման ռեակցիաներ;
• ռեդոքս ռեակցիաներ.

Բաղադրյալ ռեակցիաներ

Բաղադրյալ ռեակցիաներում առնվազն երկու տարրը կազմում են մեկ արտադրանք.

2Na (t) + Cl 2 (g) → 2NaCl (t)- սեղանի աղի ձևավորում.

Պետք է ուշադրություն դարձնել միացությունների ռեակցիաների էական նրբերանգին. կախված ռեակցիայի պայմաններից կամ ռեակցիայի մեջ մտնող ռեակտիվների համամասնություններից՝ դրա արդյունքը կարող է լինել տարբեր արտադրանք։ Օրինակ, ածխի նորմալ այրման պայմաններում արտադրվում է ածխաթթու գազ.
C (t) + O 2 (գ) → CO 2 (գ)

Եթե ​​թթվածնի քանակն անբավարար է, ապա առաջանում է մահացու ածխածնի երկօքսիդ.
2C (t) + O 2 (գ) → 2CO (գ)

Քայքայման ռեակցիաներ

Այս ռեակցիաները, ասես, էապես հակադիր են միացության ռեակցիաներին։ Քայքայման ռեակցիայի արդյունքում նյութը տրոհվում է երկու (3, 4...) ավելի պարզ տարրերի (միացությունների).

• 2H 2 O (l) → 2H 2 (գ) + O 2 (գ)- ջրի տարրալուծում
• 2H 2 O 2 (l) → 2H 2 (g) O + O 2 (գ)- ջրածնի պերօքսիդի տարրալուծում

Մեկ տեղաշարժի ռեակցիաներ

Մեկ փոխարինման ռեակցիաների արդյունքում միացության մեջ ավելի ակտիվ տարրը փոխարինում է ավելի քիչ ակտիվին.

Zn (s) + CuSO 4 (լուծույթ) → ZnSO 4 (լուծույթ) + Cu (s)

Պղնձի սուլֆատի լուծույթում ցինկը տեղահանում է պակաս ակտիվ պղնձը, որի արդյունքում առաջանում է ցինկի սուլֆատի լուծույթ:

Մետաղների ակտիվության աստիճանը ակտիվության աճի կարգով.

• Առավել ակտիվ են ալկալային և հողալկալիական մետաղները

Վերոնշյալ ռեակցիայի իոնային հավասարումը կլինի.

Zn (t) + Cu 2+ + SO 4 2- → Zn 2+ + SO 4 2- + Cu (t)

CuSO 4 իոնային կապը, երբ լուծվում է ջրի մեջ, քայքայվում է պղնձի կատիոնի (լիցք 2+) և սուլֆատային անիոնի (լիցք 2-): Փոխարինման ռեակցիայի արդյունքում առաջանում է ցինկի կատիոն (որն ունի նույն լիցքը, ինչ պղնձի կատիոնը՝ 2-)։ Խնդրում ենք նկատի ունենալ, որ սուլֆատային անիոնը առկա է հավասարման երկու կողմերում, այսինքն, մաթեմատիկայի բոլոր կանոնների համաձայն, այն կարող է կրճատվել: Արդյունքը իոն-մոլեկուլային հավասարումն է.

Zn (t) + Cu 2+ → Zn 2+ + Cu (t)

Կրկնակի տեղաշարժի ռեակցիաներ

Կրկնակի փոխարինման ռեակցիաներում երկու էլեկտրոն արդեն փոխարինվում են։ Նման ռեակցիաները նույնպես կոչվում են փոխանակման ռեակցիաներ. Նման ռեակցիաները տեղի են ունենում լուծույթում՝ ձևավորելով.

• անլուծելի ամուր(տեղումների ռեակցիաներ);
• ջուր (չեզոքացման ռեակցիա):

Տեղումների ռեակցիաներ

Երբ արծաթի նիտրատի (աղի) լուծույթը խառնվում է նատրիումի քլորիդի լուծույթի հետ, առաջանում է արծաթի քլորիդ.

Մոլեկուլային հավասարում. KCl (լուծույթ) + AgNO 3 (p-p) → AgCl (s) + KNO 3 (p-p)

Իոնային հավասարում. K + + Cl - + Ag + + NO 3 - → AgCl (t) + K + + NO 3 -

Մոլեկուլային իոնային հավասարում. Cl - + Ag + → AgCl (ներ)

Եթե ​​միացությունը լուծելի է, ապա այն առկա կլինի լուծույթում իոնային տեսքով: Եթե ​​միացությունը անլուծելի է, ապա այն նստվածքի կհանգեցնի՝ առաջացնելով պինդ նյութ:

Չեզոքացման ռեակցիաներ

Սրանք ռեակցիաներ են թթուների և հիմքերի միջև, որոնք հանգեցնում են ջրի մոլեկուլների ձևավորմանը:

Օրինակ՝ ծծմբական թթվի և նատրիումի հիդրօքսիդի լուծույթի (լորենի) լուծույթը խառնելու ռեակցիան.

Մոլեկուլային հավասարում. H 2 SO 4 (p-p) + 2NaOH (p-p) → Na 2 SO 4 (p-p) + 2H 2 O (l)

Իոնային հավասարում. 2H + + SO 4 2- + 2Na + + 2OH - → 2Na + + SO 4 2- + 2H 2 O (l)

Մոլեկուլային իոնային հավասարում. 2H + + 2OH - → 2H 2 O (l) կամ H + + OH - → H 2 O (l)

Օքսիդացման ռեակցիաներ

Դրանք օդի գազային թթվածնի հետ նյութերի փոխազդեցության ռեակցիաներ են, որոնց ժամանակ, որպես կանոն, մեծ քանակությամբ էներգիա է արտազատվում ջերմության և լույսի տեսքով։ Տիպիկ օքսիդացման ռեակցիան այրումն է: Այս էջի հենց սկզբում մեթանի և թթվածնի ռեակցիան է.

CH 4 (գ) + 2O 2 (գ) → CO 2 (գ) + 2H 2 O (գ)

Մեթանը պատկանում է ածխաջրածիններին (ածխածնի և ջրածնի միացություններ): Երբ ածխաջրածինը փոխազդում է թթվածնի հետ, մեծ քանակությամբ ջերմային էներգիա է ազատվում։

Redox ռեակցիաներ

Սրանք ռեակցիաներ են, որոնցում էլեկտրոնները փոխանակվում են ռեակտիվ ատոմների միջև: Վերևում քննարկված ռեակցիաները նաև ռեդոքսային ռեակցիաներ են.

• 2Na + Cl 2 → 2NaCl - բարդ ռեակցիա
• CH 4 + 2O 2 → CO 2 + 2H 2 O - օքսիդացման ռեակցիա
• Zn + CuSO 4 → ZnSO 4 + Cu - մեկ փոխարինման ռեակցիա

Օքսիդացման ռեակցիաները՝ էլեկտրոնային հավասարակշռության մեթոդի և կիսա-ռեակցիայի մեթոդի կիրառմամբ հավասարումների լուծման մեծ թվով օրինակներով, հնարավորինս մանրամասն նկարագրված են բաժնում։