Виды реакций

Понятие о том, какие бывают типы химических реакций, неразрывно связано с базовым знанием предмета, который в обязательном порядке преподается в школе. В отличие от физических метаморфоз, в химии происходит превращение вещества из одного или нескольких в другое или несколько других. На этом и основаны практически все типы химических реакций.

Факторы химической реакции

На сегодняшний день определено достаточно большое количество реакций, которые так или иначе относятся к области химии и физики. Однако классификация химических реакций такова, что о них можно судить по некоторым основным признакам. Чаще всего это признаки визуального характера.

типы химических реакций

К примеру, самым простым способом определить, прошла химическая реакция или нет, можно назвать изменение цвета вещества или раствора, выпадение осадка, выделение газа и т.д.


е это нетрудно заметить, как говорится, даже на глаз. В некоторых случаях такой метод не срабатывает. В частности, это касается жидких реагентов типа кислот и щелочей при растворении в воде. Хотя данный процесс и относится сугубо к физическим процессам, тем не менее гидратация или гидролиз рассматриваются именно с точки зрения такой науки, как химия. Химические реакции определяются дополнительными средствами. К примеру, если заняться определением pH раствора, здесь визуально ничего видно не будет. Для индикации используются растворы или лакмусовая бумага, которая окрашивается в определенный цвет в зависимости от кислотности среды.

скорость химической реакции

Однако только визуальными эффектами определение не ограничивается. Тому подтверждением могут служить и другие не менее заметные факторы, которые проявляются при течении или окончании процесса. И их существует достаточно много.

Не менее интересным признаком является повышение температуры или возгорание соединения. Достаточно вспомнить школьные опыты, когда кусочек калия бросают в воду, после чего происходит выделение водорода. Если взять достаточно большой кусок этого металла и нужное количество воды, можно добиться даже того, что просто произойдет взрыв неимоверной силы. Заметьте, такие случаи в истории, к сожалению, не единичны.

классификация химических реакций

Основные типы химических реакций


Что касается того, какие типы химических реакций можно выделить на современном этапе развития науки химии, то здесь можно для начала упомянуть, что процессы изначально и условно можно разделить на гомогенные и гетерогенные. Гомогенные процессы происходят в одной фазе (скажем, жидкость), а гетерогенные реакции в качестве основных реагентов используют несколько состояний вещества (жидкость, твердое вещество, газ и т.д.).

Но такое разделение на типы химических процессов является далеко не единственным, поскольку здесь нужно брать в расчет именно преобразование веществ, участвующих в реакции, из одного в другое.

Те же алхимики пытались когда-то получить золото из свинца. На самом деле этот процесс к химии можно отнести весьма опосредованно.

классы химических реакций

По сути превращение одного элемента в другой относится, скорее, к области ядерной физики. Сегодня можно произвести такой процесс, однако золото, получаемое таким способом, становится очень сильно радиоактивным, неимоверно дорогим, и к использованию просто непригодно.

Однако в основном понимании разделения на классы химических реакций стоит выделить наиболее распространенные типы. За основу принято четыре основных класса: реакции соединения, разложения, замещения и ионного обмена. Есть еще и пятый тип, который не вписывается по своей сути ни в один из выше перечисленных классов. Это окислительно-восстановительные реакции, в которых, как правило, основным реагентом выступает перманганат калия (KMnO4), считающийся наравне с кислотами одним из самых сильных окислителей, известных человечеству.


химия химические реакции

Реакции соединения

Если говорить о том, что собой представляют условия химических реакций этого типа, условно сам процесс можно представить в виде некоего математического выражения. Допустим, у нас есть два вещества. Условно обозначим их как «A» и «B». В данном случае реакция будет иметь вид следующей формулы:

A + B = AB

Как уже понятно, происходит просто слияние двух компонентов (неважно, простые это или сложные вещества, представляющие собой соединения).

Самым простым примером может быть образование оксидов. Например:

S + O2 = SO2

Реакции разложения

Собственно, классификация химических реакций невозможна без понимания процессов разложения. Исходя из вышеприведенного примера, сам процесс можно представить в виде формулы:

X = AB – A – B,

где AB – начальное вещество, а A и B – ингредиенты, на которые оно будет разложено. Соответственно, X – это результат, представляющий собой два компонента A и B, по завершении реакции не реагирующие между собой.

Реакции замещения


Условия химических реакций с замещением тоже имеют свои особенности. Опираясь на простую математику, этот тип процессов можно описать следующим примером:

Допустим, что у нас есть некое соединение в виде двух компонентов «AB» и некое вещество «C». В данном представлении реакция замещения будет иметь вид:

AB + C = AC + B или AB + C = BC + A.

Иными словами происходит обычное замещение одного или нескольких компонентов на другой.

Реакции ионного обмена

Скорость химической реакции лучше всего пояснить на примере реакций ионного обмена, когда реагенты обмениваются ионами (заряженными частицами). В данном случае она может являться максимальной, поскольку преобразование одного вещества в другое происходит на молекулярном уровне. В математическом выражении такая формула имеет вид:

AB + CD = AD + CB (или в других вариациях).

По сути, реакции ионного обмена чем-то напоминают реакции замещения, хотя и отнесены к отдельному классу.

Окислительно-восстановительные реакции

Что касается реакций этого типа, то они являются из всех известных наиболее сложными (не говоря о реакциях синтеза). Дело в том, что даже составить обычное химическое уравнение с участием перманганата калия без специальных знаний просто не получится. Здесь нужно учитывать не только валентность каждой исходной составляющей, но и валентность, которую приобретают составляющие после окончания процесса. В большинстве случаев валентность может изменяться в достаточно широких пределах, а результатом реагирования двух начальных компонентов может стать образование трех или четырех соединений.


Факторы, влияющие на скорость химических реакций

Сама скорость химической реакции напрямую зависит от способности реагентов вступать в процесс, а также от некоторых дополнительных условий, например, температуры. Самым простым примером может послужить использование катализатора – вещества, способного ускорять ход химической реакции. Скажем, для ее замедления в некоторых случаях могут быть использованы вещества типа ингибиторов, адсорбентов, абсорбентов и т.д. Каждое такое вещество способно оказывать существенное воздействие на весь химический процесс и скорость его протекания.

Среди веществ этого типа обычному человеку знаком активированный уголь, способный впитывать кислоты или щелочи, в зависимости от среды, в которой он находится.

факторы химической реакции

Заключение

Как видим, типы химических реакций для понимания обычным человеком достаточно просты. Самое главное в этом вопросе — четко себе уяснить, что представляет собой тот или иной процесс. Заметьте, в данном случае мы рассмотрели химические процессы на основе простой математики, не вдаваясь в подробности химии. Думается, именно такой подход поможет объяснить суть основных химических процессов, так сказать, «на пальцах». Более того, именно с точки зрения математики каждый и сможет понять, каковым на самом деле является тот или иной процесс.


условия химических реакций

В данном случае не рассматривались химические реакции и системы, в которых взаимодействует более двух реагентов. Для их понимания нужно обладать определенными знаниями. Только с ними можно будет составить то же уравнение, описывающее данный процесс, не говоря уже об органической химии, где для понимания того, что представляет собой какое-либо вещество, придется даже применять структурные формулы, скажем, на основе бензольного кольца или присоединяемых радикалов.

В данном случае отталкиваться приходится от обычных основ неорганической химии, которая и описывает большинство процессов наиболее просто и лаконично. Это верно, ведь на заре развития самой науки об органической никто и понятия не имел, тем не менее результаты открытий и многих исследований просто поражают воображение.

www.syl.ru


Все химические реакции сопровождаются разрывом одних химичес­ких связей и возникновением других. Органические реакции подчи­няются в принципе тем же законам, что и реакции неорганических веществ, но имеют специфические особенности. Так, в отличие от последних, в которых обычно участвуют ионы, в органических реак­циях чаще всего принимают участие молекулы. Такие реакции проте­кают гораздо медленнее и для их успешного завершения часто исполь­зуют катализаторы или соответствующие условия (повышают темпера­туру или давление). Выход ожидаемого продукта при этом обычно невысок (50—80 %), но и это удовлетворяет химиков-органиков, так как в процессе его получения идет не одна реакция, а несколько, которые называют побочными. Поэтому органическую реакцию записывают не в виде химического уравнения (с приведением стехиометрических соотношений реагирующих веществ), а ее схему, которая показывает исходные вещества и главный продукт реакции, а также — условия проведения реакции. Для этого вместо знака равенства используют стрелку, указывающую порядок превращения веществ.

В органической химии наиболее часто встречаются следующие типы хими­ческих реакций:

1. Реакции присоединения. В этом случае из двух (или нескольких) молекул образуется одно новое вещество


К реакциям присоединения можно отнести и реакции восстановления (присоединение атомов водорода). Эта реакция является обратной реакции окисления (действие восстанавливающего реагента обозначается в схеме реакции символом [Н])

Частным случаем реакции восстановления является гидрирование

2. Реакции замещения. В молекуле один атом (или группа атомов) замещается другим атомом (или группой атомов), в результате чего образуются новые соединения

3. Реакции отщепления (элиминирования). В результате такой реак­ции образуется новое вещество, содержащее кратную связь

4. Реакции разложения. Эти реакции приводят к образованию новых веществ более простого строения в результате разложения исходного соединения на два или более

5. Перегруппировки. При этом происходят внутримолекулярные пе­ремещения атомов или групп атомов без изменения молекулярной формулы соединений, участвующих в реакции

СН2 = СН → СН3 – С = О

׀ ׀

Н ОН

6. Реакции окисления. При окислении исходного соединения кисло­родом воздуха в присутствии катализаторов или окислителями (дейст­вие окисляющего реагента обозначается в схеме реакции символом [О]) образуется новое вещество

О

//

СН3СН2ОН


СН3 – С + Н2О

Н

этиловый спирт уксусный альдегид

7. Реакции полимеризации. В результате присоединения друг к другу большого числа простых веществ (мономеров) образуется вещество сложного строения с большой молекулярной массой (полимер)

8. Реакции конденсации и поликонденсации. Образуется сложное вещество в результате соединения нескольких молекул (иногда — большого числа), протекающего с отщеплением более простых веществ (воды, аммиака и т.п.)

9. Реакции изомеризации. Образуется новое вещество в результате перегруппировки элементарных звеньев.

Однако органические реакции удобнее классифицировать по их механизмам:


Под механизмом химической реакции понимают путь, который приводит к разрыву старой химической связи и образованию новой. Чтобы установить, как протекает этот процесс, необходимо представить все последовательные состояния, через которые проходит система "реагирующая молекула — реагент". При этом необходимо учитывать образование не только конечных продуктов реакции, но и промежуточных, а также влияние изменения условий на протекание реакции.

Циклоалканы (циклопарафины)

           
     
 
 

Общая формула гомологического ряда циклоалканов CnH2n, то есть циклоалканы изомерны этиленовым углеводородам. Представителями этого ряда соединений являются:


циклопропан циклобутан циклопентан циклогексан

Очень часто в органической химии структурные формулы перечисленных циклоалканов изображают без символов C и H простыми геометрическими фигурами

 
 

studopedia.ru


Этот способ написания уравнения показывает, что оба элемента по окончании реакции приобретают электронную конфигурацию инертного газа (на их внешних электронных оболочках — по 8 электронов). Направление этой реакции можно изменить на противоположное, приложив электрическое напряжение. Если пару электродов (графитовых стержней) погрузить в расплав хлорида натрия и соединить с источником постоянного тока, на отрицательном электроде произойдет реакция Na+ + e- -> Na, а на положительном — 2Cl- -> Cl2 + 2e- (здесь е- — электрон). Этот процесс называют электролизом. (Устройство для проведения электролиза — электролитическая ячейка.)
Процесс электролиза применяется для перезарядки свинцовых аккумуляторов и нанесения металлических покрытий (например, серебрение).
См. также
ЭЛЕКТРОХИМИЯ;
МЕТАЛЛОПОКРЫТИЯ. Окислительно-восстановительные реакции удобно представлять в виде суммы двух полуреакций, аналогичных тем, которые использовались для иллюстрации перемещения электронов между ионами натрия и хлора. Каждая полуреакция характеризуется электродным окислительно-восстановительным потенциалом, величиной которого определяется легкость передачи электронов. Этот потенциал зависит не только от природы соединения, но также от его концентрации, концентрации других веществ, вступающих в реакцию, и от температуры. Численные значения этих потенциалов обычно приводятся для конкретных условий: для растворенных веществ это эффективная концентрация 1 М; для газов — давление 1 атм (или парциальное давление 1 атм для каждого из газов, участвующих в реакции); для плохо растворимых твердых веществ и жидкостей — сами чистые твердые вещества и жидкости. В табл. 2 приведены значения стандартных потенциалов для некоторых распространенных полуреакций, представленных в виде реакций восстановления. Отметим, что для каждой полуреакции восстановленная форма вещества записывается в правой части уравнения, а окисленная — в левой. Паре ион водорода/газообразный водород приписан нулевой потенциал, потенциалы всех остальных пар измеряются по отношению к нему. Таким образом, пара с положительным потенциалом содержит лучший, чем ион водорода, окислитель, а пара, имеющая отрицательный потенциал, — лучший, чем газообразный водород, восстановитель. Величина окислительной или восстановительной способности вещества прямо пропорциональна стандартному потенциалу.
Таблицу 2 можно использовать для предсказания хода многих реакций. Нужно только помнить, что если полуреакцию записывают в противоположном направлении, чем это сделано в таблице, то ее потенциал следует брать с противоположным знаком. Обычно реакции идут до конца, если сумма потенциалов двух полуреакций (потенциал ячейки) положительна и превышает примерно 0,1 В. Если потенциал ячейки находится в интервале от +0,1 до -0,1 В, то между реагирующими веществами устанавливается равновесие, причем в реакционном объеме все они присутствуют в заметных количествах. Если же потенциал ячейки ниже -0,1 В, то реакция, по существу, не идет. Однако если полоску цинка погрузить в раствор, содержащий ион меди, будет протекать реакция

dic.academic.ru

Виды реакций:Все химические реакции подразделяют на простые и сложные. Простые химические реакции, в свою очередь, обычно подразделяют на четыре типа: реакции соединения, реакции разложения, реакции замещения и реакции обмена.
Д. И. Менделеев определял соединение как реакцию, «при которой из двух веществ происходит одно.

Примером химической реакции соединения может служить нагревание порошков железа и серы, — при этом образуется сульфид железа: Fe+S=FeS. К реакциям соединения относят процессы горения простых веществ (серы, фосфора, углерода,…) на воздухе. Например, углерод горит на воздухе С+О2=СО2 (конечно эта реакция протекает постепенно, сначала образуется угарный газ СО). Реакции горения всегда сопровождаются выделением тепла — являются экзотермическими.
Химические реакции разложения, по Менделееву, «составляют случаи, обратные соединению, то есть такие, при которых одно вещество даёт два, или, вообще, данное число веществ — большее их число. Примером реакции разложение меже служить химическая реакция разложения мела (или известняка под воздействием температуры): СаСО3=СаО+СО2. Для проведения реакции разложения, как правило, требуется нагревание. Такие процессы — эндотермические, т. е. протекают с поглощением теплоты.

В реакциях двух других типов число реагентов равно числу продуктов. Если взаимодействуют простое вещество и сложное —то эта химическая реакция называется химической реакцией замещения: Например опустив стальной гвоздь в раствор медного купороса получаем железный купорос (здесь железо вытеснило медь из её соли) Fe+CuSO4= FeSO4+Cu.

Реакции между двумя сложными веществами, при которых они обмениваются своими частями, относят к химическим реакциям обмена. Большое их число протекает в водных растворах. Примером химической реакции обмена может служить нейтрализация кислоты щёлочью: NaOH+HCl=NaCl+Н2О. Здесь в реагентах (веществах, стоящих слева) ион водорода из соединения HCl обменивается с ионом натрия из соединения NaOH, в результате чего образуется раствор поваренной соли в воде

химические реакции соединения
A + B = AB
Из нескольких простых или сложных веществ образуется одно сложное химические реакции разложения
AB = A + B
Из сложного вещества образуется несколько простых или сложных веществ химические реакции замещения
A + BC =AC + B
Атом простого вещества замещает один из атомов сложного химические реакции ионного обмена
AB+CD = AD+CB
Сложные вещества обмениваются своими составными частями

Однако очень многие реакции не укладываются в приведённую простую схему. Например, химическая реакция между перманганатом калия (марганцовкой) и иодидом натрия не может быть отнесена ни к одному из указанных типов. Такие реакции, обычно, называют окислительно — восстановительные реакции, например:

2KMnO4+10NaI+8H2SO4=2MnSO4+K2SO4+5Na2SO4+5I2+8H2O.

vk.com

Виды реакций

Виды реакций:Все химические реакции подразделяют на простые и сложные. Простые химические реакции, в свою очередь, обычно подразделяют на четыре типа: реакции соединения, реакции разложения, реакции замещения и реакции обмена.

Д. И. Менделеев определял соединение как реакцию, «при которой из двух веществ происходит одно. Примером химической реакции соединения может служить нагревание порошков железа и серы, — при этом образуется сульфид железа: Fe+S=FeS. К реакциям соединения относят процессы горения простых веществ (серы, фосфора, углерода,…) на воздухе. Например, углерод горит на воздухе С+О2=СО2 (конечно эта реакция протекает постепенно, сначала образуется угарный газ СО). Реакции горения всегда сопровождаются выделением тепла — являются экзотермическими.

Химические реакции разложения, по Менделееву, «составляют случаи, обратные соединению, то есть такие, при которых одно вещество даёт два, или, вообще, данное число веществ — большее их число. Примером реакции разложение меже служить химическая реакция разложения мела (или известняка под воздействием температуры): СаСО3→ СаО+СО2. Для проведения реакции разложения, как правило, требуется нагревание. Такие процессы — эндотермические, т. е. протекают с поглощением теплоты.

В реакциях двух других типов число реагентов равно числу продуктов. Если взаимодействуют простое вещество и сложное —то эта химическая реакция называется химической реакцией замещения: Например опустив стальной гвоздь в раствор медного купороса получаем железный купорос (здесь железо вытеснило медь из её соли) Fe+CuSO4→ FeSO4+Cu.

Реакции между двумя сложными веществами, при которых они обмениваются своими частями, относят к химическим реакциям обмена. Большое их число протекает в водных растворах. Примером химической реакции обмена может служить нейтрализация кислоты щёлочью: NaOH+HCl→ NaCl+Н2О. Здесь в реагентах (веществах, стоящих слева) ион водорода из соединения HCl обменивается с ионом натрия из соединения NaOH, в результате чего образуется раствор поваренной соли в воде

Типы реакций и их механизмы приведены в таблице:

химические реакции соединения

A + B = AB

Пример:
S + O2→ SO2

Из нескольких простых или сложных веществ образуется одно сложное

химические реакции разложения

AB = A + B

Пример:
2HN3→ H2 + 3N2

Из сложного вещества образуется несколько простых или сложных веществ

химические реакции замещения

A + BC =AC + B

Пример:
Fe + CuSO4→ Cu + FeSO4

Атом простого вещества замещает один из атомов сложного

химические реакции ионного обмена

AB+CD = AD+CB

Пример:
H2SO4 + 2NaCl→ Na2SO4 + 2HCl

Сложные вещества обмениваются своими составными частями

Однако очень многие реакции не укладываются в приведённую простую схему. Например, химическая реакция между перманганатом калия (марганцовкой) и иодидом натрия не может быть отнесена ни к одному из указанных типов. Такие реакции, обычно, называют окислительно — восстановительные реакции, например:

2KMnO4+10NaI+8H2SO4→ 2MnSO4+K2SO4+5Na2SO4+5I2+8H2O.

Признаки химических реакций

Признаки химических реакций. По ним можно судить, прошла ли химическая реакция между реагентами или нет. К таким признакам принято относить следующие:

— Изменение цвета (например, светлое железо покрывается во влажном воздухе бурым налётом оксида железа — химическая реакция взаимодействия железа с кислородом).
— Выпадение осадка (например, если через известковый раствор (раствор гидроксида кальция) пропустить углекислый газ, выпадет белый нерастворимый осадок карбоната кальция).
— Выделение газа (например, если капнуть лимонной кислотой на пищевую соду, то выделится углекислый газ).
— Образование слабодиссоциированных веществ (например, реакции, при которых одним из продуктов реакции является вода).
— Свечение раствора.
Примером свечения раствора может служить реакция с использованием такого реагента как раствор люминола (люминол- это сложное химическое вещество, которое может излучать свет при химических реакциях).

www.kristallikov.net