Reazioni di esclusione esotermica. Tipi di reazioni chimiche in chimica organica – Ipermercato della Conoscenza
Lezione 2
Classificazione delle reazioni chimiche in chimica inorganica
Le reazioni chimiche vengono classificate secondo vari criteri.
In base al numero di materiali di partenza e prodotti di reazione
Decomposizione - una reazione in cui due o più sostanze semplici o complesse si formano da una sostanza complessa
2KMnO4 → K2MnO4 + MnO2 + O2
Composto- una reazione a seguito della quale da due o più sostanze semplici o complesse si forma una sostanza più complessa
NH3 + HCl → NH4Cl
Sostituzione- una reazione che avviene tra sostanze semplici e complesse, in cui gli atomi di una sostanza semplice vengono sostituiti da atomi di uno degli elementi di una sostanza complessa.
Fe+CuCl2 → Cu+FeCl2
Scambio- una reazione in cui due sostanze complesse scambiano le loro parti costitutive
Al2O3 + 3H2SO4 → Al2 (SO4) 3 + 3H2O
Una delle reazioni di scambio reazione neutralizzazioneè una reazione tra un acido e una base che produce sale e acqua.
NaOH + HCl → NaCl + H2O
Per effetto termico
Vengono chiamate le reazioni che avvengono con il rilascio di calore reazioni esotermiche.
C + O2 → CO2 + Q
2) Si chiamano reazioni che avvengono con l'assorbimento di calore reazioni endotermiche.
N2 + O2 → 2NO – Q
Basato sulla reversibilità
Reversibile– reazioni che avvengono nelle stesse condizioni in due direzioni reciprocamente opposte.
Vengono chiamate reazioni che procedono in una sola direzione e terminano con la completa conversione delle sostanze iniziali in quelle finali irreversibile, in questo caso dovrebbe essere rilasciato un gas, un precipitato o una sostanza leggermente dissociante, l'acqua.
BaCl2 + H2SO4 → BaSO4 ↓ + 2HCl
Na2CO3 +2HCl → 2NaCl + CO2 + H2O
Reazioni redox– reazioni che avvengono con un cambiamento dello stato di ossidazione.
Ca + 4HNO3 → Ca(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
E reazioni che avvengono senza modificare lo stato di ossidazione.
HNO3 + KOH → KNO3 + H2O
5.Omogeneo reazioni, se le sostanze di partenza e i prodotti di reazione si trovano nello stesso stato di aggregazione. E eterogeneo reazioni, se i prodotti di reazione e le sostanze di partenza si trovano in diversi stati di aggregazione.
Ad esempio: sintesi dell'ammoniaca.
Reazioni redox.
Ci sono due processi:
Ossidazione- Questa è la donazione di elettroni, a seguito della quale aumenta lo stato di ossidazione. Viene chiamato un atomo, una molecola o uno ione che dona un elettrone agente riducente.
Mg 0 - 2e → Mg +2
Recupero - il processo di aggiunta di elettroni, di conseguenza, lo stato di ossidazione diminuisce. Viene chiamato un atomo, una molecola o uno ione che acquista un elettrone agente ossidante.
S 0 +2e → S -2
O 2 0 +4e → 2O -2
Nelle reazioni redox si deve osservare la seguente regola: saldo elettronico(il numero di elettroni attaccati deve essere uguale al numero di elettroni dati; non dovrebbero esserci elettroni liberi). E va anche osservato equilibrio atomico(il numero di atomi con lo stesso nome sul lato sinistro deve essere uguale al numero di atomi sul lato destro)
Regole per scrivere reazioni redox.
Scrivi l'equazione di reazione
Imposta gli stati di ossidazione
Trova gli elementi il cui stato di ossidazione cambia
Scrivili in coppia.
Trovare l'agente ossidante e l'agente riducente
Scrivi il processo di ossidazione o riduzione
Equalizzare gli elettroni utilizzando la regola del bilancio elettronico (trovare il n.o.c.), disponendo i coefficienti
Scrivi l'equazione riassuntiva
Inserisci i coefficienti nell'equazione di una reazione chimica
KClO3 → KClO4 + KCl; N2+H2→NH3; H2S+O2 → SO2+H2O; Al+O2 = Al2O3;
Сu + HNO3 → Cu(NO3)2 + NO + H2O; KClO3 → KCl + O2; P+N2O = N2+P2O5;
NO2 + H2O = HNO3 + NO
. La velocità delle reazioni chimiche. Dipendenza della velocità delle reazioni chimiche dalla concentrazione, dalla temperatura e dalla natura dei reagenti.
Le reazioni chimiche avvengono a velocità diverse. La scienza studia la velocità di una reazione chimica, nonché identifica la sua dipendenza dalle condizioni del processo - cinetica chimica.
υ di una reazione omogenea è determinato dalla variazione della quantità di sostanza per unità di volume:
υ =Δn / Δt ∙V
dove Δ n è la variazione del numero di moli di una delle sostanze (molto spesso l'originale, ma può anche essere un prodotto di reazione), (mol);
V – volume di gas o soluzione (l)
Poiché Δ n / V = ΔC (variazione di concentrazione), allora
υ =Δ C / Δt (mol/l∙ s)
υ di una reazione eterogenea è determinato dalla variazione della quantità di sostanza per unità di tempo su un'unità di superficie di contatto delle sostanze.
υ =Δn / Δt ∙ S
dove Δ n – variazione della quantità di sostanza (reagente o prodotto), (mol);
Δt – intervallo di tempo (s, min);
S – superficie di contatto delle sostanze (cm 2, m 2)
Perché le velocità delle diverse reazioni non sono le stesse?
Affinché una reazione chimica abbia inizio è necessario che le molecole delle sostanze reagenti entrino in collisione. Ma non tutte le collisioni provocano una reazione chimica. Affinché una collisione possa provocare una reazione chimica, le molecole devono avere un'energia sufficientemente elevata. Vengono chiamate particelle che possono subire una reazione chimica in caso di collisione attivo. Hanno un'energia in eccesso rispetto all'energia media della maggior parte delle particelle: energia di attivazione E Atto . Ci sono molte meno particelle attive in una sostanza rispetto a quelle con energia media, quindi affinché molte reazioni abbiano inizio, è necessario fornire energia al sistema (un lampo di luce, riscaldamento, shock meccanico).
Barriera energetica (valore E Atto) è diverso per le diverse reazioni, più è basso, più facile e veloce procede la reazione.
2. Fattori che influenzano υ(numero di collisioni di particelle e loro efficienza).
1) Natura dei reagenti: la loro composizione, struttura => energia di attivazione
▪ il meno E Atto, maggiore è υ;
2) Temperatura: at per ogni 10 0 C, υ 2-4 volte (regola di van't Hoff).
υ 2 = υ 1 ∙ γ Δt/10
Compito 1. La velocità di una certa reazione a 0 0 C è pari a 1 mol/l ∙ h, il coefficiente di temperatura della reazione è 3. Quale sarà la velocità di questa reazione a 30 0 C?
υ 2 = υ 1 ∙ γ Δt/10
υ 2 =1∙3 30-0/10 = 3 3 =27 mol/l∙h
3) Concentrazione: tanto più, tanto più spesso si verificano collisioni e υ. A temperatura costante per la reazione mA + nB = C secondo la legge dell'azione di massa:
υ = k∙С UN M ∙ C B N
dove k è la costante di velocità;
C – concentrazione (mol/l)
Legge dell'azione di massa:
La velocità di una reazione chimica è proporzionale al prodotto delle concentrazioni delle sostanze reagenti, prese a potenze pari ai loro coefficienti nell'equazione di reazione.
Compito 2. La reazione procede secondo l'equazione A + 2B → C. Quante volte e come cambierà la velocità di reazione quando la concentrazione della sostanza B aumenta di 3 volte?
Soluzione:υ = k ∙ C A m ∙ C B n
υ = k ∙ CA ∙ C B 2
υ 1 = k ∙ a ∙ b 2
υ 2 = k ∙ a ∙ 3 in 2
υ 1 / υ 2 = a ∙ in 2 / a ∙ 9 in 2 = 1/9
Risposta: aumenterà 9 volte
Per le sostanze gassose, la velocità di reazione dipende dalla pressione
Maggiore è la pressione, maggiore è la velocità.
4) Catalizzatori– sostanze che modificano il meccanismo di reazione, si riducono E Atto => υ .
▪ I catalizzatori rimangono invariati una volta completata la reazione
▪ Gli enzimi sono catalizzatori biologici, proteine per natura.
▪ Inibitori – sostanze che ↓ υ
1. Durante la reazione, la concentrazione dei reagenti:
1) aumenta
2) non cambia
3) diminuisce
4) Non lo so
2. Durante la reazione, la concentrazione dei prodotti:
1) aumenta
2) non cambia
3) diminuisce
4) Non lo so
3. Per una reazione omogenea A + B → ... con un aumento simultaneo della concentrazione molare delle sostanze di partenza di 3 volte, la velocità di reazione aumenta:
1) 2 volte
2) 3 volte
4) 9 volte
4. La velocità della reazione H 2 + J 2 → 2HJ diminuirà di 16 volte con una diminuzione simultanea delle concentrazioni molari dei reagenti:
1) 2 volte
2) 4 volte
5. La velocità della reazione CO 2 + H 2 → CO + H 2 O con un aumento delle concentrazioni molari di 3 volte (CO 2) e 2 volte (H 2) aumenta:
1) 2 volte
2) 3 volte
4) 6 volte
6. La velocità della reazione C (T) + O 2 → CO 2 a V-cost e aumentando la quantità di reagenti di 4 volte aumenta:
1) 4 volte
4) 32 volte
10. La velocità della reazione A + B → ... aumenterà quando:
1) diminuendo la concentrazione di A
2) crescente concentrazione di B
3) raffreddamento
4) diminuzione della pressione
7. La velocità di reazione Fe + H 2 SO 4 → FeSO 4 + H 2 è maggiore quando si utilizza:
1) polvere di ferro, non trucioli
2) limatura di ferro, non polvere
3) H 2 SO 4 concentrato e H 2 SO 4 non diluito
4) Non lo so
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. La velocità di reazione 2H 2 O 2 2H 2 O + O 2 sarà maggiore se si utilizza:
1) Soluzione di H 2 O 2 al 3% e catalizzatore
2) Soluzione al 30% di H 2 O 2 e catalizzatore
3) Soluzione al 3% di H 2 O 2 (senza catalizzatore)
4) Soluzione al 30% di H 2 O 2 (senza catalizzatore)
Equilibrio chimico. Fattori che influenzano l'equilibrio degli spostamenti. Principio di Le Chatelier.
Le reazioni chimiche possono essere suddivise in base alla direzione in cui avvengono
▪ Reazioni irreversibili procedere solo in una direzione (reazioni di scambio ionico con, ↓, MDS, combustione e alcune altre)
Ad esempio, AgNO 3 + HCl → AgCl↓ + HNO 3
▪ Reazioni reversibili nelle stesse condizioni scorrono in direzioni opposte (↔).
Ad esempio, N 2 + 3H 2 ↔ 2NH 3
Lo stato di una reazione reversibile in cui υ → = υ ← chiamato chimico bilancia.
Affinché la reazione nella produzione chimica avvenga nel modo più completo possibile, è necessario spostare l'equilibrio verso il prodotto. Per determinare come un particolare fattore cambierà l'equilibrio nel sistema, utilizzare Principio di Le Chatelier(1844):
Principio di Le Chatelier: Se un'influenza esterna viene esercitata su un sistema in uno stato di equilibrio (cambiamento t, p, C), allora l'equilibrio si sposterà nella direzione che indebolisce questa influenza.
L’equilibrio si sposta:
1) con C reagiscono →,
in C prod ← ;
2) in p (per i gas) - verso una diminuzione del volume,
a ↓ р – nella direzione dell'aumento di V;
se la reazione procede senza modificare il numero di molecole di sostanze gassose, la pressione non influisce sull'equilibrio in questo sistema.
3) at – verso la reazione endotermica (- Q),
a ↓ t – verso la reazione esotermica (+ Q).
Compito 3. Come dovrebbero essere modificate le concentrazioni delle sostanze, pressione e temperatura del sistema omogeneo PCl 5 ↔ PCl 3 + Cl 2 – Q per spostare l'equilibrio verso la decomposizione di PCl 5 (→)
↓ C (PCl 3) e C (Cl 2)
Compito 4. Come cambia l'equilibrio chimico della reazione 2CO + O 2 ↔ 2CO 2 + Q quando
a) aumento della temperatura;
b) aumento della pressione
1. Un metodo che sposta l'equilibrio della reazione 2CuO(T) + CO Cu 2 O(T) + CO 2 verso destra (→) è:
1) aumento della concentrazione di monossido di carbonio
2) aumento della concentrazione di anidride carbonica
3) diminuzione della concentrazione di ossido di odore (I)
4) ridurre la concentrazione di ossido di rame (II).
2. Nella reazione omogenea 4HCl + O 2 2Cl 2 + 2H 2 O, con l'aumentare della pressione, l'equilibrio si sposterà:
2) Giusto
3) non si muoverà
4) Non lo so
8. Quando riscaldato, l'equilibrio della reazione N 2 + O 2 2NO – Q:
1) si sposterà a destra
2) si sposterà a sinistra
3) non si muoverà
4) Non lo so
9. Durante il raffreddamento, l'equilibrio della reazione H 2 + S H 2 S + Q:
1) si sposterà a sinistra
2) si sposterà a destra
3) non si muoverà
4) Non lo so
Classificazione delle reazioni chimiche in chimica inorganica e organica
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Reazioni chimiche- si tratta di processi a seguito dei quali da alcune sostanze si formano altre che differiscono da esse per composizione e (o) struttura.
Classificazione delle reazioni:
In base al numero e alla composizione dei reagenti e dei prodotti di reazione:
Reazioni che avvengono senza modificare la composizione della sostanza:
C (grafite) → C (diamante); P (bianco) → P (rosso).
Nella chimica organica, si tratta di reazioni di isomerizzazione, reazioni che portano alla formazione di molecole di altre sostanze con la stessa composizione qualitativa e quantitativa da molecole di una sostanza, ad es. con la stessa formula molecolare ma struttura diversa.
CH 2 -CH 2 -CH 3 → CH 3 -CH-CH 3
n-butano 2-metilpropano (isobutano)
Reazioni che si verificano con un cambiamento nella composizione di una sostanza:
In chimica organica si tratta di reazioni di idrogenazione, alogenazione, idroalogenazione, idratazione, polimerizzazione.
CH2 = CH2 + HOH → CH3 – CH2OH
b) Reazioni di decomposizione (in chimica organica, eliminazione, eliminazione) - reazioni durante le quali si formano diverse nuove sostanze da una sostanza complessa:CH3 – CH2OH → CH2 = CH2 + H2O
2KNO3 →2KNO2 + O2
In chimica organica, esempi di reazioni di eliminazione sono la deidrogenazione, la disidratazione, la deidroalogenazione e il cracking.
c) Reazioni di sostituzione - reazioni durante le quali gli atomi di una sostanza semplice sostituiscono gli atomi di alcuni elementi in una sostanza complessa (in chimica organica, i reagenti e i prodotti di una reazione sono spesso due sostanze complesse).
CH4+Cl2 → CH3Cl+HCl; 2Na+2H2O→ 2NaOH+H2
Gli esempi di reazioni di sostituzione che non sono accompagnate da un cambiamento negli stati di ossidazione degli atomi sono estremamente pochi. Va notato la reazione dell'ossido di silicio con sali di acidi contenenti ossigeno, che corrispondono a ossidi gassosi o volatili:
CaCO3 + SiO2 = CaSiO3 + CO2
Ca 3 (PO 4) 2 + 3SiO 2 = 3СаSiO 3 + P 2 O 5
d) Reazioni di scambio - reazioni durante le quali due sostanze complesse scambiano i loro componenti:
NaOH + HCl → NaCl + H2O,
2CH 3 COOH + CaCO 3 → (CH 3 COO) 2 Ca + CO 2 + H 2 O
Modificando gli stati di ossidazione degli elementi chimici formando sostanze
Reazioni che si verificano con un cambiamento negli stati di ossidazione o ORR:
∙3| Cu 0 – 2e – → Cu +2 (processo di ossidazione, elemento – agente riducente),
8HNO 3 + 3Cu → 3Cu(NO 3) 2 + 2NO + 4H 2 O.
Chimica inorganica:
C2H4 + 2KMnO4 + 2H2O → CH2OH–CH2OH + 2MnO2 + 2KOH
Reazioni che avvengono senza modificare gli stati di ossidazione degli elementi chimici:
HCOOH + CH 3 OH → HCOOCH 3 + H 2 O
Per effetto termico
Le reazioni esotermiche avvengono con rilascio di energia:
CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O + Q
Le reazioni endotermiche avvengono con l'assorbimento di energia:
DO 12 H 26 → DO 6 H 14 + DO 6 H 12 - Q
Secondo lo stato di aggregazione delle sostanze reagenti
Le reazioni eterogenee sono reazioni durante le quali i reagenti e i prodotti della reazione si trovano in diversi stati di aggregazione:
CaC 2 (solido) + 2H 2 O (l) → Ca(OH) 2 (soluzione) + C 2 H 2 (g)
Le reazioni omogenee sono reazioni durante le quali i reagenti e i prodotti della reazione si trovano nello stesso stato di aggregazione:
2C2H2 (g) + 5O2 (g) → 4CO2 (g) + 2H2O (g)
Per partecipazione catalizzatrice
Reazioni non catalitiche che si verificano senza la partecipazione di un catalizzatore:
Reazioni catalitiche che coinvolgono catalizzatori:
2H2O2 → 2H2O+O2
In direzione
Le reazioni irreversibili si verificano in queste condizioni in una sola direzione:
Le reazioni reversibili in queste condizioni avvengono simultaneamente in due direzioni opposte: N 2 + 3H 2 ↔2NH 3
Secondo il meccanismo del flusso
Meccanismo radicale.
Si verifica una scissione del legame omolitico (uguale). Durante la scissione emolitica, la coppia di elettroni che forma il legame viene divisa in modo tale che ciascuna delle particelle risultanti riceva un elettrone. In questo caso si formano i radicali: particelle scariche con elettroni spaiati. I radicali sono particelle molto reattive; le reazioni che li coinvolgono avvengono in fase gassosa ad alta velocità e spesso con esplosione.
Le reazioni radicaliche si verificano tra i radicali e le molecole formate durante la reazione:
2H2O2 → 2H2O+O2
CH4+Cl2 → CH3Cl+HCl
Esempi: reazioni di combustione di sostanze organiche e inorganiche, sintesi di acqua, ammoniaca, reazioni di alogenazione e nitrazione di alcani, isomerizzazione e aromatizzazione di alcani, ossidazione catalitica di alcani, polimerizzazione di alcheni, cloruro di vinile, ecc.
Meccanismo ionico.
Si verifica una scissione del legame eterolitico (disuguale), con entrambi gli elettroni del legame che rimangono con una delle particelle precedentemente legate. Si formano particelle cariche (cationi e anioni).
Le reazioni ioniche si verificano in soluzioni tra ioni già presenti o formati durante la reazione.
Ad esempio, nella chimica inorganica questa è l'interazione degli elettroliti in soluzione; nella chimica organica si tratta di reazioni di addizione agli alcheni, ossidazione e deidrogenazione degli alcoli, sostituzione di un gruppo alcolico e altre reazioni che caratterizzano le proprietà delle aldeidi e degli acidi carbossilici.
A seconda del tipo di energia che dà inizio alla reazione:
Le reazioni fotochimiche si verificano quando esposti a quanti di luce. Ad esempio, la sintesi dell'acido cloridrico, l'interazione del metano con il cloro, la produzione di ozono in natura, i processi di fotosintesi, ecc.
Le reazioni di radiazione vengono avviate da radiazioni ad alta energia (raggi X, raggi γ).
Le reazioni elettrochimiche vengono avviate dalla corrente elettrica, come nell'elettrolisi.
Le reazioni termochimiche vengono avviate dall'energia termica. Questi includono tutte le reazioni endotermiche e molte reazioni esotermiche che richiedono l'avvio del calore.
>> Chimica: Tipi di reazioni chimiche in chimica organica
Le reazioni delle sostanze organiche possono essere formalmente suddivise in quattro tipi principali: sostituzione, addizione, eliminazione (eliminazione) e riarrangiamento (isomerizzazione). È ovvio che l'intera varietà di reazioni dei composti organici non può essere ridotta al quadro della classificazione proposta (ad esempio, reazioni di combustione). Tuttavia, tale classificazione aiuterà a stabilire analogie con le classificazioni delle reazioni che si verificano tra sostanze inorganiche che vi sono già familiari dal corso di chimica inorganica.
Tipicamente, il principale composto organico coinvolto in una reazione è chiamato substrato, mentre l'altro componente della reazione è convenzionalmente considerato il reagente.
Reazioni di sostituzione
Le reazioni che comportano la sostituzione di un atomo o gruppo di atomi nella molecola originale (substrato) con altri atomi o gruppi di atomi sono chiamate reazioni di sostituzione.
Le reazioni di sostituzione coinvolgono composti saturi e aromatici, come ad esempio alcani, cicloalcani o areni.
Diamo esempi di tali reazioni.
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Tipi di reazioni chimiche in chimica inorganica
A) Classificazione in base alla quantità di sostanze iniziali:
Decomposizione – come risultato di questa reazione, da una sostanza complessa esistente, si formano due o più sostanze semplici e anche complesse.
Esempio: 2H 2 O 2 → 2H 2 O + O 2Composto - questa è una reazione in cui due o più sostanze semplici e complesse ne formano una, ma più complessa.
Esempio: 4Al+3O 2 → 2Al 2 O 3
Sostituzione - questa è una certa reazione chimica che avviene tra alcune sostanze semplici e anche complesse. Gli atomi di una sostanza semplice, in questa reazione, vengono sostituiti da atomi di uno degli elementi presenti nella sostanza complessa.Esempio: 2КI + Cl2 → 2КCl + I 2
Scambio - Questa è una reazione in cui due sostanze di struttura complessa scambiano le loro parti.Esempio: HCl + KNO 2 → KCl + HNO 2
B) Classificazione per effetto termico:
Reazioni esotermiche - Queste sono alcune reazioni chimiche in cui viene rilasciato calore.
Esempi:S+O2 → SO2+Q
2C2H6 + 7O2 → 4CO2 +6H2O + Q
Reazioni endotermiche - Queste sono alcune reazioni chimiche in cui viene assorbito il calore. Di norma, queste sono reazioni di decomposizione.
Esempi:
CaCO3 → CaO + CO2 – Q
2KClO3 → 2KCl + 3O2 – QViene chiamato il calore che viene rilasciato o assorbito a seguito di una reazione chimica effetto termico.
Vengono chiamate equazioni chimiche che indicano l'effetto termico di una reazione termochimico.
B) Classificazione per reversibilità:
Reazioni reversibili - queste sono reazioni che si verificano nelle stesse condizioni in direzioni reciprocamente opposte.Esempio: 3H2 + N2 ⇌ 2NH3
Reazioni irreversibili - si tratta di reazioni che procedono in una sola direzione e terminano anche con il consumo completo di tutte le sostanze di partenza. In queste reazioni, rilascia c'è gas, sedimento, acqua.
Esempio: 2KClO 3 → 2KCl + 3O 2D) Classificazione per cambiamento di stato di ossidazione:
Reazioni redox – durante queste reazioni avviene un cambiamento dello stato di ossidazione.Esempio: Cu + 4HNO 3 → Cu(NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O.
Non redox – reazioni senza modificare lo stato di ossidazione.Esempio: HNO 3 + KOH → KNO 3 + H 2 O.
D) Classificazione per fase:
Reazioni omogenee – reazioni che si verificano in una fase, quando le sostanze di partenza e i prodotti di reazione hanno lo stesso stato di aggregazione.Esempio: H 2 (gas) + Cl 2 (gas) → 2HCL
Reazioni eterogenee – reazioni che avvengono all'interfaccia, in cui i prodotti di reazione e le sostanze di partenza hanno diversi stati di aggregazione.
Esempio: CuO+ H2 → Cu+H2OClassificazione in base all'uso del catalizzatore:
Un catalizzatore è una sostanza che accelera una reazione. Una reazione catalitica avviene in presenza di un catalizzatore, una reazione non catalitica avviene senza catalizzatore.
Esempio: 2H 2 0 2 MnO2 → Catalizzatore 2H 2 O + O 2 MnO 2L'interazione degli alcali con l'acido avviene senza un catalizzatore.
Esempio: KOH + HCl → KCl+H2OGli inibitori sono sostanze che rallentano una reazione.
I catalizzatori e gli inibitori stessi non vengono consumati durante la reazione.Tipi di reazioni chimiche in chimica organica
Sostituzione è una reazione durante la quale un atomo/gruppo di atomi nella molecola originale viene sostituito da altri atomi/gruppi di atomi.
Esempio: CH 4 + Cl 2 → CH 3 Cl + HClAdesione - Queste sono reazioni in cui diverse molecole di una sostanza si combinano in una sola. Le reazioni di addizione includono:
- L'idrogenazione è una reazione durante la quale l'idrogeno viene aggiunto a un legame multiplo.
Esempio: CH 3 -CH = CH 2 (propene) + H 2 → CH 3 -CH 2 -CH 3 (propano)
Idroalogenazione– reazione che aggiunge alogenuro di idrogeno.
Esempio: CH 2 = CH 2 (etene) + HCl → CH 3 -CH 2 -Cl (cloroetano)
Gli alchini reagiscono con gli alogenuri di idrogeno (acido cloridrico, acido bromidrico) allo stesso modo degli alcheni. L'addizione in una reazione chimica avviene in 2 fasi ed è determinata dalla regola di Markovnikov:
Quando gli acidi protici e l'acqua si aggiungono ad alcheni e alchini asimmetrici, un atomo di idrogeno viene aggiunto all'atomo di carbonio più idrogenato.
Il meccanismo di questa reazione chimica. Formato nel primo stadio veloce, il complesso p nel secondo stadio lento si trasforma gradualmente in un complesso s, un carbocatione. Nella terza fase avviene la stabilizzazione del carbocatione, ovvero l'interazione con l'anione bromo:
I1, I2 sono carbocationi. P1, P2 - bromuri.
Alogenazione - una reazione in cui viene aggiunto un alogeno. L'alogenazione si riferisce anche a tutti i processi a seguito dei quali gli atomi di alogeno vengono introdotti nei composti organici. Questo concetto viene utilizzato in senso lato. Secondo questo concetto, si distinguono le seguenti reazioni chimiche basate sull'alogenazione: fluorurazione, clorurazione, bromurazione, iodurazione.I derivati organici contenenti alogeni sono considerati i composti più importanti utilizzati sia nella sintesi organica che come prodotti target. I derivati degli alogeni degli idrocarburi sono considerati prodotti di partenza in un gran numero di reazioni di sostituzione nucleofila. Per quanto riguarda l'uso pratico dei composti contenenti alogeni, vengono utilizzati sotto forma di solventi, ad esempio composti contenenti cloro, refrigeranti - derivati del clorofluoro, freon, pesticidi, prodotti farmaceutici, plastificanti, monomeri per la produzione di materie plastiche.
Idratazione– reazioni di addizione di una molecola d'acqua attraverso un legame multiplo.Polimerizzazione è un tipo speciale di reazione in cui le molecole di una sostanza con un peso molecolare relativamente basso si attaccano tra loro, formando successivamente molecole di una sostanza con un peso molecolare elevato.
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Didascalie delle diapositive:
Classificazione delle reazioni chimiche
Le reazioni chimiche sono processi chimici a seguito dei quali da alcune sostanze si formano altre che differiscono da esse per composizione e (o) struttura. Durante le reazioni chimiche, si verifica necessariamente un cambiamento nelle sostanze, in cui i vecchi legami si rompono e si formano nuovi legami tra gli atomi. Segni di reazioni chimiche: rilascio di gas si forma un precipitato 3) si verifica un cambiamento nel colore delle sostanze calore e luce vengono rilasciati o assorbiti
Reazioni chimiche in chimica inorganica
Reazioni chimiche in chimica inorganica
Reazioni chimiche nella chimica inorganica 1. Modificando gli stati di ossidazione degli elementi chimici: Reazioni redox: Le reazioni redox sono reazioni che si verificano con un cambiamento negli stati di ossidazione degli elementi. L'intermolecolare è una reazione che si verifica con un cambiamento nello stato di ossidazione degli atomi in diverse molecole. -2 +4 0 2H 2 S + H 2 SO 3 → 3S + 3H 2 O +2 -1 +2,5 -2 2Na 2 S 2 O 3 + H 2 O 2 → Na 2 S 4 O 6 + 2NaOH
Reazioni chimiche in chimica inorganica 1. Modificando gli stati di ossidazione degli elementi chimici che formano sostanze: Reazioni redox: 2. Intramolecolare - questa è una reazione che si verifica con un cambiamento nello stato di ossidazione di diversi atomi in una molecola. -3 +5 t 0 +3 (NH4) 2 Cr 2 O 7 → N 2 + Cr 2 O 3 +4H 2 O La sproporzione è una reazione che avviene con un simultaneo aumento e diminuzione dello stato di ossidazione degli atomi dello stesso elemento . +1 +5 -1 3NaClO → NaClO3 + 2NaCl
2.1. Reazioni che si verificano senza modificare la composizione delle sostanze Nella chimica inorganica, tali reazioni includono processi per ottenere modifiche allotropiche di un elemento chimico, ad esempio: C (grafite) C (diamante) 3O 2 (ossigeno) 2O 3 (ozono) Sn ( stagno bianco) Sn (stagno grigio) S (rombico) S (plastica) P (rosso) P (bianco) Reazioni chimiche in chimica inorganica 2. In base al numero e alla composizione delle sostanze reagenti:
Reazioni chimiche in chimica inorganica 2. Dal numero e dalla composizione dei reagenti: 2.2. Reazioni che si verificano con un cambiamento nella composizione di una sostanza Le reazioni composte sono reazioni in cui una sostanza complessa è formata da due o più sostanze. Nella chimica inorganica, l'intera varietà di reazioni composte può essere considerata usando l'esempio della reazione per produrre acido solforico dallo zolfo: a) ottenere ossido di zolfo (IV): S + O 2 SO 2 - una sostanza complessa è formata da due sostanze semplici, b) ottenere ossido di zolfo (VI ): 2 SO 2 + O 2 2SO 3 - una sostanza complessa è formata da una sostanza semplice e una complessa, c) produzione di acido solforico: SO 3 + H 2 O = H 2 SO 4 - una sostanza complessa è formata da due sostanze complesse.
Reazioni chimiche in chimica inorganica 2. In base al numero e alla composizione delle sostanze reagenti: 2. Le reazioni di decomposizione sono quelle reazioni in cui diverse nuove sostanze si formano da una sostanza complessa. Nella chimica inorganica, l'intera varietà di tali reazioni può essere considerata nel blocco delle reazioni per la produzione di ossigeno mediante metodi di laboratorio: a) decomposizione dell'ossido di mercurio(II): 2HgO t 2Hg + O 2 - da una sostanza complessa due semplici si formano. b) decomposizione del nitrato di potassio: 2KNO 3 t 2KNO 2 + O 2 - da una sostanza complessa si formano una semplice e una complessa. c) decomposizione del permanganato di potassio: 2 KMnO 4 → t K 2 MnO 4 + MnO 2 +O 2 - da una sostanza complessa si formano due complessi e uno semplice.
Reazioni chimiche in chimica inorganica 2. In base al numero e alla composizione delle sostanze reagenti: 3. Le reazioni di sostituzione sono quelle reazioni in seguito alle quali gli atomi di una sostanza semplice sostituiscono gli atomi di alcuni elementi in una sostanza complessa. Nella chimica inorganica, un esempio di tali processi è un blocco di reazioni che caratterizzano le proprietà dei metalli: a) interazione di metalli alcalini o alcalino terrosi con acqua: 2 Na + 2H 2 O = 2NaOH + H 2 Ca + 2H 2 O = Ca(OH) 2 + H 2 b) interazione dei metalli con acidi in soluzione: Zn + 2HCl = ZnCl 2 + H 2 c) interazione dei metalli con sali in soluzione: Fe + Cu SO 4 = FeSO 4 + Cu d ) metallotermia: 2Al + Cr 2 O 3 t Al 2 O 3 + 2Cr
4. Le reazioni di scambio sono quelle reazioni in cui due sostanze complesse scambiano le loro parti costitutive. Queste reazioni caratterizzano le proprietà degli elettroliti e nelle soluzioni procedono secondo la regola di Berthollet, cioè solo se il risultato è la formazione di un precipitato, gas o leggermente. sostanza dissociante (ad esempio , H 2 O). In inorganico, questo può essere un blocco di reazioni che caratterizzano le proprietà degli alcali: a) reazione di neutralizzazione, che avviene con la formazione di sale e acqua: NaOH + HNO 3 = NaNO 3 + H 2 O o in forma ionica: OH - + H + = H 2 O b ) reazione tra alcali e sale, che avviene con formazione di gas: 2NH 4 Cl + Ca(OH) 2 = CaCl 2 + 2NH 3 + 2 H 2 O c) reazione tra alcali e sale , che avviene con la formazione di un precipitato: Cu SO 4 + 2KOH = Cu(OH) 2 + K 2 SO 4 Reazioni chimiche in chimica inorganica 2. In base al numero e alla composizione delle sostanze reagenti:
Reazioni chimiche in chimica inorganica 3. In base all'effetto termico: 3.1. Reazioni esotermiche: Le reazioni esotermiche sono reazioni che si verificano con il rilascio di energia nell'ambiente esterno. Questi includono quasi tutte le reazioni composte. Le reazioni esotermiche che avvengono con il rilascio di luce sono classificate come reazioni di combustione, ad esempio: 4P + 5O 2 = 2P 2 O 5 + Q 3.2. Reazioni endotermiche: Le reazioni endotermiche sono reazioni che si verificano con l'assorbimento di energia nell'ambiente esterno. Queste includono quasi tutte le reazioni di decomposizione, ad esempio: Calcinazione del calcare: CaCO 3 t CaO + CO 2 - Q
Reazioni chimiche in chimica inorganica 4. Reversibilità del processo: 4.1. Reazioni irreversibili: Le reazioni irreversibili procedono in una sola direzione in determinate condizioni. Tali reazioni comprendono tutte le reazioni di scambio accompagnate dalla formazione di un precipitato, gas o sostanza a bassa dissociazione (acqua) e tutte le reazioni di combustione: S + O 2 SO 2; 4P + 5O2 2P2O5 ; Cu SO 4 + 2KOH Cu(OH) 2 + K 2 SO 4 4.2. Reazioni reversibili: Le reazioni reversibili in determinate condizioni si verificano simultaneamente in due direzioni opposte. La stragrande maggioranza di tali reazioni lo sono. Ad esempio: 2 SO 2 + O 2 2SO 3 N 2 +3H 2 2NH 3
I catalizzatori sono sostanze che partecipano a una reazione chimica e ne cambiano la velocità o la direzione, ma alla fine della reazione rimangono invariate qualitativamente e quantitativamente. 5.1. Reazioni non catalitiche: Le reazioni non catalitiche sono reazioni che avvengono senza la partecipazione di un catalizzatore: 2HgO t 2Hg + O 2 2Al + 6HCl t 2AlCl 3 + 3H 2 5.2 Reazioni catalitiche: Le reazioni catalitiche sono reazioni che si verificano con la partecipazione di un catalizzatore: t ,MnO 2 2KClO 3 → 2KCl + 3O 2 P,t CO + NaOH H-CO-ONa Reazioni chimiche in chimica inorganica 5. Coinvolgimento del catalizzatore
Reazioni chimiche in chimica inorganica 6. Presenza di interfaccia di fase 6.1. Reazioni eterogenee: Le reazioni eterogenee sono reazioni in cui i reagenti e i prodotti di reazione si trovano in diversi stati di aggregazione (in fasi diverse): FeO(s) + CO(g) Fe(s) + CO 2 (g) + Q 2 Al (s) + 3С u С l 2 (soluzione) = 3С u(s) + 2AlCl 3 (soluzione) CaC 2 (s) + 2H 2 O (l) = C 2 H 2 + Ca( OH) 2 (soluzione ) 6.2. Reazioni omogenee: Le reazioni omogenee sono reazioni in cui i reagenti e i prodotti di reazione si trovano nello stesso stato di aggregazione (nella stessa fase): 2C 2 H 6 (g) + 7O 2 (g) 4CO 2 (g) + 6H 2 O (g) 2 SO 2 (g) + O 2 (g) = 2SO 3 (g) + Q H 2 (g) + F 2 (g) = 2HF (g)
