Неділя, 24.09.2017, 07:08
Вітаю Вас Гість | RSS

Дистанційний центр хімічної освіти

Меню сайту
Наше опитування
Як Ви готуєтесь до ЗНО
Всього відповідей: 174
Статистика

Онлайн всього: 1
Гостей: 1
Користувачів: 0
...
Зворотній зв'язок
Ім`я відправника *:
E-mail відправника *:
Тема листа:
Текст повідомлення *:
Оцінка сайту:
Код безпеки *:

Хімічна реакція

Явища, під час яких одні речовини перетворюються на інші, називають хімічними явищами або хімічними реакціями. Існує кілька способів запису хімічної реакції. Це може бути схема реакції:


Якщо стрілку замінити на знак дорівнює після перевірки коефіцієнтів,то одержимо хімічне рівняння:

У лівій частині рівняння записують формули реагентів, а в правій — формули продуктів.

Закон збереження маси речовин.

Загальна маса речовин, які вступають у хімічну реакцію, дорівнює загальній масі речовин, що утворюються в результаті реакції.

Закон збереження маси мав дуже велике значення для становлення атомно-молекулярного вчення, тому що він доводив те, що під час хімічних реакцій атоми не зникають і не з’являються з нічого. Число атомів і маса кожного атома не змінюються, тому загальна маса речовин так само не змінюється.

Закон об’ємних співвідношень

Закон об’ємних співвідношень відкрив Ж. Л. Гей-Люссак у 1808 році, тому цей закон також називають хімічним законом Гей-Люссака.
Співвідношення об’ємів газів, що вступають у хімічну реакцію й утворюються в результаті неї, є співвідношенням простих цілих чисел.

Так, у реакції спалювання метану в кисні:

співвідношення об’ємів газів є таким:

Легко побачити, що співвідношення об’ємів газів дорівнює співвідношенню стехіометричних коефіцієнтів у рівнянні реакції. Звичайно ж, для виконання цього закону об’єми газів слід вимірювати в однакових умовах.

Класифікація за числом та складом вихідних реагентів і продуктів реакції

Реакція сполучення — реакція, внаслідок якої з кількох речовин із відносно простим складом утворюється одна велика речовина з більш складною структурою.

A + B + C = D.

Як правило, такі реакції супроводжуються виділенням тепла. Найбільш характерні реакції сполучення для взаємодії простих речовин:

Також вони характерні й для складних сполук. Наприклад, для реакцій взаємодії оксидів з водою або основним оксидом з кислотним.

Реакції розкладу призводять до утворення кількох речовин з однієї складної речовини:

A = B + C + D.

Продуктами реакції розкладу можуть бути як складні речовини, так і прості:

У реакціях заміщення атом одного елемента заміщає атом або групу атомів у складній сполуці:

A + BC=AB + C.

У реакціях заміщення зазвичай одна проста речовина реагує зі складною з утворенням іншої простої речовини й іншої сполуки:

До реакцій обміну належать реакції, в яких дві сполуки обмінюються своїми складовими частинами (атомами або групами атомів).

Це найпоширеніша група реакцій між складними речовинами, зокрема між кислотами, основами та оксидами.

Класифікації за можливістю протікання реакції в прямому й зворотному напрямках

Оборотними називають реакції, продукти яких здатні реагувати один з одним у тих самих умовах, у яких вони отримані, з утворенням вихідних речовин. Наприклад, при нагріванні йодоводню до температури 500 °С 24% його розпадається на йод та водень:

Якщо ж у тому самому просторі нагріти однакові кількості йоду й водню до 500 °С, то 76 % їх сполучаються й утворюють йодоводень:

Для оборотних реакцій у рівнянні прийнято записувати замість знака рівності двонаправлену стрілку. Цим підкреслюють, що в тих самих умовах проходить як пряма реакція, так і оборотна.

Необоротними називають такі хімічні процеси, продукти яких не здатні реагувати один з одним з утворенням вихідних речовин. Прикладами необоротних реакцій можуть слугувати реакції розкладу калій перманганату при нагріванні:

Органічні реакції в більшості випадків є оборотними, на відміну від неорганічних.

Класифікація за тепловим ефектом

За тепловим ефектом реакції належать або до екзотермічних (реакції з виділенням теплоти) або до ендотермічних (реакції з поглинанням теплоти).

Тепловий ефект хімічної реакції. Термохімічні рівняння

Велика кількість хімічних процесів відбувається з виділенням енергії, зокрема горіння (реакція, що відбувається з виділенням теплоти й світла). Існує й чимало інших реакцій, при проходженні яких виділяється теплота.
Є реакції, у яких теплота поглинається. Їхнє здійснення потребує нагрівання. До таких реакцій належать реакції розкладу гідроксидів, оксигеновмісних кислот, їхніх солей, кристалогідратів.

Реакції, у яких теплота виділяється, називають екзотермічними, а реакції, у яких теплота поглинається,— ендотермічними.
Показати виділення або поглинання теплоти можна в хімічному рівнянні:

2Na + 2H2O = 2NaOH +H2; ΔH<O (тепло виділяється.);
CaCO3 = CaO + CO2; ΔH>O (тепло поглинається).

Швидкість хімічної реакції

Кожна реакція має певну швидкість. Швидкість хімічної реакції позначають малою латинською літерою υ. Її оцінюють на підставі зміни числа частинок речовини ( Δ N) реагенту або продукту за одиницю часу. Для визначення швидкості реакції визначають зміну кількості речовини ( Δ n) продукту реакції або реагенту в певному об’ємі реакційної суміші (V):

Відношення 

(якщо об’єм виражений у літрах) є зміною молярної концентрації речовини ( Δ Cм).
Розмірність швидкості реакції:

.

Вплив концентрації реагенту на швидкість реакції

Збільшення концентрації реагенту означає зростання кількості речовини реагенту в одиниці об’єму реакційної суміші, а значить — і числа його частинок. Збільшується число зіткнень цих частинок із частинками іншого реагенту, а це призводить до зростання швидкості реакції. Упродовж хімічної реакції реагент поступово витрачається, його концентрація зменшується. Тому згодом зменшується й швидкість реакції.

Вплив температури на швидкість реакції

З підвищенням температури швидкість реакції завжди збільшується. При підвищенні температури збільшується швидкість руху частинок рідкої, газуватої речовини або амплітуда їхніх коливань у твердій речовині. Це призводить до збільшення частоти зіткнень частинок реагентів, а значить і до зростання швидкості реакції.

Залежність швидкості реакції від температури описує правило Вант-Гофа: швидкість більшості реакцій при підвищенні температури на кожні 10 градусів зростає у 2—4 рази (залежно від конкретної реакції).

У цьому рівнянні число «Y» називають коефіцієнтом Вант-Гофа, або температурним коефіцієнтом реакції. Залежно від реакції температурний коефіцієнт набуває значень від 2 до 4.

Залежність швидкості реакції від ступеня подрібнення реагентів

Зі збільшенням площі поверхні стикання частинки реагентів частіше зіштовхуються одна з одною, а значить швидкість реакції збільшується. Збільшити площу стикання реагентів можна за допомогою збільшення ступеня подрібнення речовин. Отже, чим краще подрібнені речовини, тим більша швидкість реакції між ними.

Каталіз і каталізатори

Існують речовини, які здатні самою своєю присутністю в реактивній суміші змінювати швидкість хімічної реакції. Причому ці речовини в ході реакції самі не змінюються. Такі речовини називають каталізаторами, а саме явище зміни швидкості реакції в присутності речовини, яка після реакції залишається незмінною,— каталізом.

Під дією каталізаторів швидкість реакції може й уповільнюватися. Таку дію називають негативним каталізом, а каталізатори — «інгібіторами». Інгібітори використовують для того, щоб сповільнити швидкість небажаних реакцій, на приклад для поліпшення схоронності при тривалому зберіганні нестійких речовин (реактивів, ліків тощо).

Окисно-відновні реакції

За зміною ступенів окиснення елементів, що входять до складу реагентів та продуктів реакції, усі хімічні реакції можна розділити на дві групи, а саме на:
1) Реакції, що протікають без зміни ступенів окиснення всіх елементів. До таких реакцій належать, зокрема, реакції йонного обміну в розчинах та деякі інші:

2) Реакції, що протікають зі зміною ступеня окиснення всіх або деяких (або навіть одного) елементів, наприклад:


Хімічні реакції, які протікають зі зміною ступеня окиснення елементів, що входять до складу реагентів, називають окисно-відновними реакціями (ОВР).
Будь-який окисно-відновний процес обов’язково складається з двох протилежних процесів — окиснення та відновлення.

Окиснення — це процес віддачі електронів атомом, йоном або молекулою. Якщо атом віддає електрон, то він здобуває позитивний заряд:

Якщо негативно заряджена частинка віддає електрон, то вона може перетворюватися в нейтральний атом або позитивно заряджену частинку:

Якщо ж позитивно заряджена частинка віддає електрони, то вона збільшує свій позитивний заряд:

Відновлення — це процес прийому електронів атомом, йоном або молекулою. Якщо нейтральний атом приймає електрони, то він перетворюється в негативно заряджену частинку:

Якщо позитивно заряджена частинка приймає електрони, то вона зменшує свій позитивний заряд і залежно від числа прийнятих електронів може перетворитися в позитивно заряджену частинку з меншим позитивним зарядом, нейтральний атом або негативно заряджену частинку:

Частинку (атом, молекулу або йон), яка приймає електрон, називають окисником, а частинку, яка віддає електрони — відновником. Окисник у процесі реакції відновлюється, а відновник — окиснюється.

При складанні електронного балансу можна дотримуватися такого алгоритму:

1. Записати реагенти й продукти реакції в молекулярному вигляді.
2. Визначити ступені окиснення всіх елементів, які входять до складу реагентів та продуктів реакції.
3. Визначити, які елементи змінюють ступені окиснення.
4. Записати рівняння окиснення та відновлення із зазначенням числа прийнятих і відданих електронів.
5. Знайти найменше спільне кратне для чисел відданих і прийнятих електронів й обчислити коефіцієнти, на які необхідно помножити рівняння окиснення та відновлення.
6. Записати сумарне рівняння окиснення й відновлення.
7. Розставити коефіцієнти у вихідному молекулярному рівнянні.

Розглянемо простий приклад відновлення ферум(III) оксиду чадним газом (карбон монооксидом).
Продуктом реакції є залізо та карбон діоксид (вуглекислий газ):

Обчислимо ступені окиснення всіх елементів:

У даному разі ступені окиснення змінюють елементи Ферум (від +3 до 0) та Карбон (від +2 до +4).
Виходячи зі зміни ступеня окиснення цими елементами, запишемо рівняння окиснення та відновлення:

При складанні рівнянь окиснення та відновлення іноді складно визначити число прийнятих або відданих електронів. Для цього можна згадати закон збереження заряду: сумарні заряди лівої й правої частин рівнянь мають бути однаковими. При цьому не можна також забувати про те, що електрон має заряд –1. Таким чином, щоб визначити число електронів у першому рівнянні (відновлення), можна скласти математичний вираз, позначивши число електронів символом х: +3+ x(−1) = 0. Розв’язуючи це рівняння, знаходимо, що х = 3, отже, щоб заряд +3 перетворився на 0, необхідно прийняти 3 електрони.
Таку саму операцію виконуємо стосовно другого рівняння: +2 + x(−1) = +4. У цьому разі х = –2, отже, для того щоб заряд +2 перетворився на +4, необхідно віддати 2 електрони (про необхідність віддавати електрони свідчить від’ємний знак значення х).

Наступним етапом буде визначення найменшого спільного кратного для чисел відданих і прийнятих електронів. Для чисел 3 та 2 найменшим спільним кратним є число 6. Тепер, щоб ви значити коефіцієнт, на який необхідно помножити рівняння окиснення й відновлення, поділимо найменше спільне кратне на число електронів, які беруть участь у кожному рівнянні. У рівнянні відновлення беруть участь 3 електрони, отже, це рівняння треба помножити на 6:3=2. У рівнянні окиснення беруть участь 2 електрони, отже, його треба помножити на 6:2=3.

Отримане найменше спільне кратне та коефіцієнти
записуємо праворуч від рівнянь.

Залишається остання операція: перенести коефіцієнти із сумарного рівняння в молекулярне рівняння реакції. Для цього необхідно коефіцієнти перед відповідними частинками поставити перед записом молекул, до складу яких входять елементи із цими ж ступенями окиснення. Так, Fe+3 входить до складу ферум(III) оксиду, тому перед Fe2O3 необхідно поставити коефіцієнт 2, але оскільки до складу Fe2O3
уже входить два атоми Феруму, то коефіцієнт тут не потрібний; C+2 входить до складу карбон монооксиду, тому перед CO ставлять коефіцієнт 3. Аналогічно переносять і решту коефіцієнтів і одержують:



K2CO3, HCl, NH3 – ці речовини вступають у хімічну реакцію. У колбі – поташ K2CO3, додамо амоніаку і до отриманої суміші приливаємо хлоридну кислоту. Ми спостерігаємо хімічну реакцію. Одна з ознак хімічної реакції  - виділення газу.

Форма входу
Логін:
Пароль:
Пошук
Календар
«  Вересень 2017  »
ПнВтСрЧтПтСбНд
    123
45678910
11121314151617
18192021222324
252627282930
Калькулятор
Анкета
E-mail отправителя *:
Що Вам сподобалось на сайті *:
Яка тема з хімії для Вас найбільш важка *:
Як Вам дизайн сайту *:


Що Вам не сподобалось на сайті *:
Чи допомогли Вам матеріали сайту *: