Химические реакции классифицируют по разным признакам. Рассмотрим их.
1. По изменению числа исходных и конечных веществ различают такие типы реакций (табл. I.2):
реакции соединения, при которых из двух или нескольких исходных веществ получают один продукт реакции (рис. 5.1);
Рисунок 5.1 – Реакции соединения
реакции разложения, при которых из одного исходного вещества образуется несколько продуктов реакции (рис. 5.2);
Рисунок 5.2 – Реакции разложения
реакции замещения, при которых простое вещество замещает составную часть сложного вещества, и в результате образуются новое простое и новое сложное вещества (рис. 5.3);
Рисунок 5.3 – Реакции замещения
реакции обмена, при которых молекулы исходных сложных веществ обмениваются своими составными частями (рис. 5.4).
Рисунок 5.4 – Реакции обмена
2. По агрегатному (или фазовому) состоянию реакции делятся на такие типы (рис. 5.5):
гомогенные реакции, при которых между веществами в системе отсутствует поверхность раздела. Все вещества находятся в одной фазе. Гомогенные реакции наблюдаются при взаимодействии газов или водных растворов. В уравнениях реакций такого типа после формул веществ в скобках указывают их агрегатное или фазовое состояние: г – газообразное, ж – жидкое, р-р – растворенное, т – твердое, кр – кристаллическое. Например, гомогенная реакция конверсии метана или реакция растворения жидкого оксида хлора (IV) с образованием смеси хлоритной и хлоратной кислот:
CH4(г)+Н2О(г) СО(г)+3H2(г),
Н2О(ж) + 2СlO2(ж) HClO2(p-р) + HClO3(p-р);
гетерогенные реакции, при которых между веществами имеется поверхность раздела фаз, например:
2NO(г)+H2SO3(p-р) N2O(г)+ H2SO4(p-р).
Рисунок 5.5 – Примеры реакций, протекающих при разных агрегатных состояниях веществ: а) гомогенная реакция между раствором щелочи (розовое окрашивание обусловлено добавлением фенолфталеина) и раствором соляной (хлоридной) кислоты KOH(р-р) + HCl(р-р)?KCl(р-р) + H2O(ж); б) гетерогенная реакция HCl(р-р) + NH4ОН(р-р)?NH4Cl?(пары) + H2O(ж));
в) гетерогенная реакция между двумя бесцветными растворами с образованием желтого осадка по схеме
3. По тепловым эффектам различают такие термохимические реакции:
экзотермические реакции (рис. 5.6 а), при которых теплота выделяется. В уравнениях экзотермических реакций используют два символа:DH<0 и +Q.DH<0 обозначает, что содержание теплоты в реакционной системе уменьшается, а символ +Q показывает, что теплота окружающей среды увеличивается. Например:
; ,
+ Q,
2NaOH(р-р) + H2SO4(р-р) Na2SO4(р-р) + 2H2O(ж) +Q;
эндотермические реакции (рис. 5.6 б), при которых теплота поглощается. Для записи уравнений эндотермических реакций используется символDH>0 (теплота в реакционной системе увеличивается) или –Q (теплота в окружающей среде уменьшается). Например:
обратимые реакции, которые могут протекать в прямом и обратном направлениях. В уравнениях обратимых реакций вместо знака равенства (=) используют стрелки (?или ?), направленные в противоположные стороны:
.
Например, реакция
2Н2 + О2«2Н2О
при температуре 800–15000С идет в прямом направлении, а при 3000–40000С – в обратном. А для реакции
Н2 + І2«2НІ
Рисунок 5.7 – Обратимые реакции
при 300–4000С возможно одновременное протекание как в прямом, так и в обратном направлении (рис. 5.7);
необратимые реакции, которые протекают только в одном направлении до полного расходования одного из исходных веществ. В необратимых реакциях записывают знак равенства (=) или стрелку, направленную в сторону продуктов реакции (?, ?). Для необратимых реакций характерны следующие признаки:
а) образование в качестве продуктов реакции осадка или газа
2KClO3 2KCl + 3O2?,
BaCl2 + Na2SO4 BaSO4?+ 2NaCl;
b) образование малодиссоциирующих соединений (т.е. слабых электролитов, которые в растворе почти не распадаются на ионы: воды, слабой кислоты или слабого основания), например:
KOH + HBr KBr + H2O,
NaNO2 + HCl HNO2 + NaCl,
(NH4)2SO4 + 2NaOH 2NH4OH + Na2SO4;
с) изменения окрашивания, например, изменения желтого цвета раствора в оранжевый при протекании реакции
2Na2CrO4 + H2SO4 Na2Cr2O7 + Na2SO4 + H2O;
d) выделение очень большого количества теплоты (горение, взрыв), например:
C3H8 + 5О2 3СО2+4H2О +Q.
5. По изменению валентных состояний атомов выделяют два основных типа реакций:
реакции невалентных превращений, при которых изменяется только состав веществ, а электронные оболочки атомов и степени окисления элементов не изменяются, например:
,
,
окислительно-восстановительные, при протекании которых изменяются степени окисления у атомов одного или нескольких элементов. Например:
,
Ключевые слова и термины
Русский
Украинские
Английский
Французский
Арабский
выделение
виділення
to evolve
se degager
???
гетерогенная
гетерогенна
heterogeneous
h?t?rog?ne
??? ?????????
гомогенная
гомогенна
homogeneous
homog?ne
??????
замещение
заміщення
replacement, displacement
replacement
????? ??????
классифицировать
класифікувати
to classify
classer
??? , ???
конечный
кінцевий
final
final
???? , ????
направление
напрямок
direction
direction, sens
????? , ???????
необратимая
незворотна
irreversible
irr?versible
??????? ?? ???? (?? ????)
обмен
обмін
exchange
exchange
??????
обратимость
оборотність
reversible
r?versiblit?
????? ???? ( ????
обратная
зворотна
backward
inverse
???? ????
окислительно-восстановительная реакция
окисно-відновна реакція
oxidation-reduction reaction
r?action
??????? ???????? ?????????
поверхность раздела
поверхня поділу
interface
intersurface, surface de s?paration
????? ??????
поглощение
поглинання
absorption
absorber
??????
признак
ознака
feature, indication
indice, signe
???? , ???? , ?????
протекание
перебіг
proceeding
process
evoluation
???? , ?????
протекание реакции
перебіг реакції
reaction route
evoluation de r?action
??? ??????? , ??? , ???
прямая
пряма
forward
ligne droit
?????? , ?????
различают
розрізняють
to differ
differer
????
разложение
розкладання
decomposition
decomposition
????
реагировать
реагувати
to react
reagir
?????? , ????
система
система
system
syst?me
????
соединение
сполучення
composition
composition
????
степень окисления
ступінь окиснення
oxidation state, oxidation number
number
d’oxydation
???? ??????? , ??? ???????
тепловой эффект
тепловий ефект
thermal effect
effect thermique
????? ?????
фаза
фаза
phase
phase
???????
экзотермическая
екзотермічна
exothermic
exothermiaue
???? ?????????
эндотермическая
ендотермічна
endothermic
endothermiaue
????? ?????????
Обратите внимание!
из чего получают что?
Из двух веществ получают одно.
что разлагается на что?
Вода разлагается на водород и кислород.
что замещает что?
Zn замещает Н в кислоте.
что обменивается чем?
Молекулы сложных веществ обмениваются составными частями.
Контрольные вопросы
Что называется химической реакцией?
Что называется химическим уравнением? Какие сведения оно содержит?
По каким признакам классифицируют химические реакции?