რეაქციების სახეები: ყველა ქიმიური რეაქცია იყოფა მარტივ და რთულად. მარტივი ქიმიური რეაქციები, თავის მხრივ, ჩვეულებრივ იყოფა ოთხ ტიპად: ნაერთი რეაქციები, დაშლის რეაქციები, ჩანაცვლების რეაქციებიდა გაცვლითი რეაქციები.
დ.ი. მენდელეევმა განსაზღვრა ნაერთი, როგორც რეაქცია, „რომელშიც ხდება ორი ნივთიერებიდან ერთი. Მაგალითი ნაერთის ქიმიური რეაქციარკინისა და გოგირდის ფხვნილების გათბობა შეიძლება იყოს, - ამ შემთხვევაში წარმოიქმნება რკინის სულფიდი: Fe + S = FeS. კომბინირებული რეაქციები მოიცავს ჰაერში მარტივი ნივთიერებების (გოგირდის, ფოსფორის, ნახშირბადის, ...) წვის პროცესებს. მაგალითად, ნახშირბადი იწვის ჰაერში C + O 2 \u003d CO 2 (რა თქმა უნდა, ეს რეაქცია თანდათანობით მიმდინარეობს, პირველად წარმოიქმნება ნახშირბადის მონოქსიდი CO). წვის რეაქციები ყოველთვის თან ახლავს სითბოს გამოყოფას - ისინი ეგზოთერმულია.
დაშლის ქიმიური რეაქციებიმენდელეევის თქმით, „შემთხვევები შებრუნებულია კავშირის მიმართ, ანუ ის, რომლებშიც ერთი ნივთიერება იძლევა ორს, ან, ზოგადად, ნივთიერების მოცემული რაოდენობა არის მათი რიცხვი. ამ ორს შორის დაშლის რეაქციის მაგალითია ცარცის (ან კირქვის ტემპერატურის გავლენის ქვეშ) დაშლის ქიმიური რეაქცია: CaCO 3 → CaO + CO 2. დაშლის რეაქცია ჩვეულებრივ მოითხოვს გათბობას. ასეთი პროცესები ენდოთერმულია, ანუ ისინი მიმდინარეობს სითბოს შთანთქმით.
დანარჩენი ორი ტიპის რეაქციებში რეაგენტების რაოდენობა უდრის პროდუქტების რაოდენობას. თუ მარტივი და რთული ნივთიერება ურთიერთქმედებენ, მაშინ ამ ქიმიურ რეაქციას ე.წ ქიმიური შემცვლელი რეაქცია: მაგალითად, ფოლადის ლურსმანი სპილენძის სულფატის ხსნარში ჩასვლით მივიღებთ რკინის სულფატს (აქ რკინა ანაცვლებს სპილენძს მისი მარილისგან) Fe + CuSO 4 → FeSO 4 + Cu.
რეაქცია ორ რთულ ნივთიერებას შორის, რომელშიც ისინი ცვლიან თავიანთ ნაწილებს, მოხსენიებულია, როგორც გაცვლის ქიმიური რეაქციები. მათი დიდი რაოდენობა გვხვდება წყალხსნარებში. ქიმიური გაცვლის რეაქციის მაგალითია მჟავის განეიტრალება ტუტეთი: NaOH + HCl → NaCl + H 2 O. აქ, რეაგენტებში (მარცხნივ ნივთიერებები), HCl ნაერთებიდან წყალბადის იონი იცვლება ნატრიუმის იონი NaOH ნაერთიდან, რის შედეგადაც წარმოიქმნება ნატრიუმის ქლორიდის ხსნარი წყალში
რეაქციის ტიპები და მათი მექანიზმები ნაჩვენებია ცხრილში:
|
ნაერთების ქიმიური რეაქციები მაგალითი: რამდენიმე მარტივი ან რთული ნივთიერებიდან წარმოიქმნება ერთი რთული ნივთიერება |
დაშლის ქიმიური რეაქციები მაგალითი: რთული ნივთიერებისგან წარმოიქმნება რამდენიმე მარტივი ან რთული ნივთიერება |
ქიმიური შემცვლელი რეაქციები მაგალითი: მარტივი ნივთიერების ატომი ცვლის კომპლექსის ერთ-ერთ ატომს |
იონგაცვლის ქიმიური რეაქციები მაგალითი: ნაერთები ცვლის მათ შემადგენელ კომპონენტებს |
თუმცა, ბევრი რეაქცია არ ჯდება ზემოთ მოცემულ მარტივ სქემაში. მაგალითად, ქიმიური რეაქცია კალიუმის პერმანგანატს (კალიუმის პერმანგანატი) და ნატრიუმის იოდიდს შორის არ შეიძლება მიეკუთვნებოდეს რომელიმე მითითებულ ტიპს. ასეთ რეაქციებს ჩვეულებრივ უწოდებენ რედოქსული რეაქციები, Მაგალითად:
2KMnO 4 + 10NaI + 8H 2 SO 4 → 2MnSO 4 + K 2 SO 4 + 5Na 2 SO 4 + 5I 2 + 8H 2 O.
ქიმიური რეაქციების ნიშნები
ქიმიური რეაქციების ნიშნები. მათი გამოყენება შესაძლებელია იმის დასადგენად, გავიდა თუ არა ქიმიური რეაქცია რეაგენტებს შორის. ეს ნიშნები მოიცავს შემდეგს:
ფერის ცვლილება (მაგალითად, მსუბუქი რკინა დაფარულია ტენიან ჰაერში რკინის ოქსიდის ყავისფერი საფარით - რკინის ჟანგბადთან ურთიერთქმედების ქიმიური რეაქცია).
- ნალექი (მაგალითად, თუ ნახშირორჟანგი გაივლის კირის ხსნარში (კალციუმის ჰიდროქსიდის ხსნარი), კალციუმის კარბონატის თეთრი უხსნადი ნალექი ამოვარდება).
- გაზის გამოყოფა (მაგალითად, თუ ლიმონმჟავას დაასხით საცხობი სოდაზე, გამოიყოფა ნახშირორჟანგი).
- სუსტად დისოცირებული ნივთიერებების წარმოქმნა (მაგალითად, რეაქციები, რომლებშიც რეაქციის ერთ-ერთი პროდუქტი წყალია).
- ხსნარის ბზინვარება.
ხსნარის სიკაშკაშის მაგალითია რეაქცია რეაგენტის გამოყენებით, როგორიცაა ლუმინოლის ხსნარი (ლუმინოლი რთული ქიმიური ნივთიერებაა, რომელსაც შეუძლია ასხივოს შუქი ქიმიური რეაქციების დროს).
რედოქსის რეაქციები
რედოქსის რეაქციები- წარმოადგენს ქიმიური რეაქციების განსაკუთრებულ კლასს. მათი დამახასიათებელი თვისებაა მინიმუმ წყვილი ატომის დაჟანგვის მდგომარეობის ცვლილება: ერთის დაჟანგვა (ელექტრონების დაკარგვა) და მეორის შემცირება (ელექტრონების დამატება).
ნაერთები, რომლებიც აქვეითებენ მათ ჟანგვის მდგომარეობას - ოქსიდიზატორებიდა ჟანგვის ხარისხის გაზრდა - შემცირების აგენტები. Მაგალითად:
2Na + Cl 2 → 2NaCl,
- აქ ჟანგვის აგენტია ქლორი (ის ანიჭებს ელექტრონებს თავის თავს), ხოლო აღმდგენი საშუალებაა ნატრიუმი (ის ელექტრონებს აძლევს).
ჩანაცვლების რეაქცია NaBr -1 + Cl 2 0 → 2NaCl -1 + Br 2 0 (ტიპიური ჰალოგენებისთვის) ასევე ეხება რედოქს რეაქციებს. აქ ქლორი არის ჟანგვის აგენტი (იღებს 1 ელექტრონს), ხოლო ნატრიუმის ბრომიდი (NaBr) არის შემამცირებელი აგენტი (ბრომის ატომი ტოვებს ელექტრონს).
ამონიუმის დიქრომატის დაშლის რეაქცია ((NH 4) 2 Cr 2 O 7) ასევე ეხება რედოქს რეაქციებს:
(N -3 H 4) 2 Cr 2 +6 O 7 → N 2 0 + Cr 2 +3 O 3 + 4H 2 O
ქიმიური რეაქციების კიდევ ერთი გავრცელებული კლასიფიკაცია არის მათი გამოყოფა თერმული ეფექტის მიხედვით. გამოყავით ენდოთერმული რეაქციები და ეგზოთერმული რეაქციები. ენდოთერმული რეაქციები - ქიმიური რეაქციები, რომელსაც თან ახლავს გარემოს სითბოს შეწოვა (გახსოვდეთ გამაგრილებელი ნარევები). ეგზოთერმული (პირიქით) - ქიმიური რეაქციები, რომელსაც თან ახლავს სითბოს გამოყოფა (მაგალითად, წვა).
საშიში ქიმიური რეაქციები : "ბომბი ჭურვიში" - სასაცილოა თუ არა?!
არსებობს რამდენიმე ქიმიური რეაქცია, რომელიც ხდება სპონტანურად, როდესაც რეაგენტები შერეულია. ამ შემთხვევაში წარმოიქმნება საკმაოდ საშიში ნარევები, რომლებსაც შეუძლიათ აფეთქება, ანთება ან მოწამვლა. აქ არის ერთი მათგანი!
უცნაური მოვლენები დაფიქსირდა ზოგიერთ ამერიკულ და ინგლისურ კლინიკაში. დროდადრო ნიჟარებიდან ისმოდა ხმები, რომლებიც პისტოლეტის გასროლას მოგაგონებდათ და ერთ შემთხვევაში მოულოდნელად აფეთქდა სანიაღვრე მილი. საბედნიეროდ, არავინ დაშავებულა. გამოძიებამ აჩვენა, რომ დამნაშავე იყო ძალიან სუსტი (0,01%) ნატრიუმის აზიდის NaN 3 ხსნარი, რომელიც გამოიყენებოდა როგორც კონსერვანტი მარილიანი ხსნარებისთვის.
ჭარბი აზიდური ხსნარი ასხამდნენ ნიჟარებში მრავალი თვის ან წლების განმავლობაში - ზოგჯერ 2 ლიტრამდე დღეში.
თავისთავად, ნატრიუმის აზიდი - ჰიდროაზიდის მჟავას HN 3 მარილი - არ ფეთქდება. თუმცა, მძიმე მეტალების აზიდები (სპილენძი, ვერცხლი, ვერცხლისწყალი, ტყვია და ა.შ.) ძალიან არასტაბილური კრისტალური ნაერთებია, რომლებიც ფეთქდებიან ხახუნის, ზემოქმედების, გაცხელების და სინათლის ზემოქმედების დროს. აფეთქება შეიძლება მოხდეს წყლის ფენის ქვეშაც კი! ტყვიის აზიდი Pb (N 3) 2 გამოიყენება როგორც ინიციატორი ასაფეთქებელი ნივთიერება, რომელიც გამოიყენება ასაფეთქებელი ნივთიერებების დიდი ნაწილის დასაშლელად. ამისთვის საკმარისია მხოლოდ ორი ათეული მილიგრამი Pb (N 3) 2. ეს ნაერთი უფრო ფეთქებადია ვიდრე ნიტროგლიცერინი და აფეთქების დროს დეტონაციის (ასაფეთქებელი ტალღის გავრცელების) სიჩქარე 45 კმ/წმ-ს აღწევს - 10-ჯერ აღემატება ტროტილის სიჩქარეს.
მაგრამ საიდან შეიძლება მოვიდეს მძიმე მეტალის აზიდები კლინიკებში? აღმოჩნდა, რომ ყველა შემთხვევაში, ნიჟარების ქვეშ სანიაღვრე მილები სპილენძის ან სპილენძის იყო (ასეთი მილები ადვილად იღუნება, განსაკუთრებით გაცხელების შემდეგ, ამიტომ მოსახერხებელია მათი დაყენება სანიაღვრე სისტემაში). ნიჟარებში ჩასხმული ნატრიუმის აზიდის ხსნარი, რომელიც მიედინება ასეთ მილებში, თანდათან რეაგირებს მათ ზედაპირზე და წარმოქმნის სპილენძის აზიდს. მე მომიწია მილების შეცვლა პლასტმასზე. როდესაც ასეთი ჩანაცვლება ჩატარდა ერთ-ერთ კლინიკაში, აღმოჩნდა, რომ ამოღებული სპილენძის მილები ძლიერ იყო გადაკეტილი მყარი ნივთიერებით. სპეციალისტებმა, რომლებიც დაკავებულნი იყვნენ „ნაღმების გაწმენდით“, რისკის არ არსებობის მიზნით, ადგილზე ააფეთქეს ეს მილები, გადაკეცხეს ლითონის ავზში 1 ტონა, აფეთქება იმდენად ძლიერი იყო, რომ ტანკი რამდენიმე სანტიმეტრით ამოძრავდა!
ექიმებს არ აინტერესებდათ ასაფეთქებელი ნივთიერებების წარმოქმნამდე მიმავალი ქიმიური რეაქციების ბუნება. ამ პროცესის აღწერა არც ქიმიურ ლიტერატურაშია ნაპოვნი. მაგრამ HN 3-ის ძლიერი ჟანგვის თვისებებიდან გამომდინარე, შეიძლება ვივარაუდოთ, რომ ასეთი რეაქცია მოხდა: N-3 ანიონმა, სპილენძის დაჟანგვამ, შექმნა ერთი N2 მოლეკულა და აზოტის ატომი, რომელიც გახდა ამიაკის ნაწილი. ეს შეესაბამება რეაქციის განტოლებას: 3NaN 3 +Cu + 3H 2 O → Cu(N 3) 2 + 3NaOH + N 2 +NH 3.
ყველა, ვინც ეხება ხსნად ლითონის აზიდებს, მათ შორის ქიმიკოსებს, უნდა გაითვალისწინოს ნიჟარაში ბომბის წარმოქმნის საშიშროება, რადგან აზიდები გამოიყენება უაღრესად სუფთა აზოტის მისაღებად, ორგანულ სინთეზში, როგორც აფეთქების საშუალება (ქაფის წარმოებისთვის. გაზით სავსე მასალები: ქაფის პლასტმასი, ფოროვანი რეზინი და ა.შ.). ყველა ასეთ შემთხვევაში, უზრუნველყოფილი უნდა იყოს, რომ სადრენაჟო მილები პლასტმასის იყოს.
შედარებით ცოტა ხნის წინ, აზიდებმა იპოვეს ახალი აპლიკაცია საავტომობილო ინდუსტრიაში. 1989 წელს ამერიკული მანქანების ზოგიერთ მოდელში გამოჩნდა აირბალიშები. ნატრიუმის აზიდის შემცველი ასეთი ბალიში დაკეცვისას თითქმის შეუმჩნეველია. თავდაპირველი შეჯახებისას ელექტრული დაუკრავი იწვევს აზიდის ძალიან სწრაფ დაშლას: 2NaN 3 =2Na+3N 2 . 100 გრ ფხვნილი გამოყოფს დაახლოებით 60 ლიტრ აზოტს, რომელიც დაახლოებით 0,04 წამში აბერებს ბალიშს მძღოლის მკერდის წინ, რითაც გადაარჩენს მის სიცოცხლეს.
მრავალი პროცესი, რომლის გარეშეც შეუძლებელია ჩვენი ცხოვრების წარმოდგენა (როგორიცაა სუნთქვა, საჭმლის მონელება, ფოტოსინთეზი და სხვა) დაკავშირებულია ორგანული ნაერთების (და არაორგანული) სხვადასხვა ქიმიურ რეაქციასთან. მოდით გადავხედოთ მათ ძირითად ტიპებს და უფრო დეტალურად ვისაუბროთ პროცესზე, რომელსაც ეწოდება კავშირი (დანართი).
რასაც ქიმიური რეაქცია ჰქვია
უპირველეს ყოვლისა, ღირს ამ ფენომენის ზოგადი განმარტების მიცემა. განსახილველი ფრაზა ეხება სხვადასხვა სირთულის ნივთიერებების სხვადასხვა რეაქციას, რის შედეგადაც წარმოიქმნება ორიგინალისაგან განსხვავებული პროდუქტები. ამ პროცესში ჩართულ ნივთიერებებს მოიხსენიებენ როგორც „რეაგენტებს“.
წერილობით, ორგანული ნაერთების (და არაორგანული) ქიმიური რეაქცია იწერება სპეციალიზებული განტოლებების გამოყენებით. გარეგნულად, ისინი ცოტათი ჰგავს დამატების მათემატიკურ მაგალითებს. თუმცა, ტოლობის ნიშნის ("=") ნაცვლად გამოიყენება ისრები ("→" ან "⇆"). გარდა ამისა, ზოგჯერ შეიძლება მეტი ნივთიერება იყოს განტოლების მარჯვენა მხარეს, ვიდრე მარცხნივ. ყველაფერი ისრის წინ არის ნივთიერებები რეაქციის დაწყებამდე (ფორმულის მარცხენა მხარე). ყველაფერი მის შემდეგ (მარჯვენა მხარე) არის ქიმიური პროცესის შედეგად წარმოქმნილი ნაერთები.
როგორც ქიმიური განტოლების მაგალითი, ჩვენ შეგვიძლია განვიხილოთ წყალი წყალბადად და ჟანგბადად ელექტრული დენის გავლენის ქვეშ: 2H 2 O → 2H 2 + O 2. წყალი არის საწყისი რეაგენტი, ხოლო ჟანგბადი და წყალბადი არის პროდუქტები.
ნაერთების ქიმიური რეაქციის კიდევ ერთ, მაგრამ უკვე უფრო რთულ მაგალითად შეიძლება მივიჩნიოთ ყველა დიასახლისისთვის ნაცნობი ფენომენი, რომელმაც ერთხელ მაინც გამომცხვარი ტკბილეული. საუბარია საცხობი სოდას სუფრის ძმრით ჩაქრობაზე. მიმდინარე მოქმედება ილუსტრირებულია შემდეგი განტოლების გამოყენებით: NaHCO 3 +2 CH 3 COOH → 2CH 3 COONa + CO 2 + H 2 O. მისგან ირკვევა, რომ ნატრიუმის ბიკარბონატის და ძმრის ურთიერთქმედების პროცესში ძმარმჟავას ნატრიუმის მარილი იქმნება მჟავა, წყალი და ნახშირორჟანგი.
თავისი ბუნებით, ის შუალედურ პოზიციას იკავებს ფიზიკურსა და ბირთვულს შორის.
პირველისგან განსხვავებით, ქიმიურ რეაქციებში მონაწილე ნაერთებს შეუძლიათ შეცვალონ მათი შემადგენლობა. ანუ, ერთი ნივთიერების ატომებიდან შეიძლება ჩამოყალიბდეს რამდენიმე სხვა, როგორც წყლის დაშლის ზემოთ განტოლებაში.
ბირთვული რეაქციებისგან განსხვავებით, ქიმიური რეაქციები არ მოქმედებს ურთიერთქმედების ნივთიერებების ატომების ბირთვებზე.
რა სახის ქიმიური პროცესებია
ნაერთების რეაქციების განაწილება ხდება სხვადასხვა კრიტერიუმების მიხედვით:
- შექცევადობა / შეუქცევადობა.
- კატალიზატორი ნივთიერებებისა და პროცესების არსებობა/არარსებობა.
- სითბოს შთანთქმის/გათავისუფლებით (ენდოთერმული/ეგზოთერმული რეაქციები).
- ფაზების რაოდენობის მიხედვით: ერთგვაროვანი / ჰეტეროგენული და ორი ჰიბრიდული ჯიში.
- ურთიერთმოქმედი ნივთიერებების ჟანგვის მდგომარეობების შეცვლით.
ქიმიური პროცესების სახეები არაორგანულ ქიმიაში ურთიერთქმედების მეთოდის მიხედვით
ეს კრიტერიუმი განსაკუთრებულია. მისი დახმარებით გამოიყოფა რეაქციების ოთხი ტიპი: შეერთება, ჩანაცვლება, დაშლა (გაყოფა) და გაცვლა.
თითოეული მათგანის სახელი შეესაბამება იმ პროცესს, რომელსაც იგი აღწერს. ანუ ისინი ერთიანდებიან ჩანაცვლებაში, იცვლებიან სხვა ჯგუფებში, ერთი რეაგენტის დაშლისას წარმოიქმნება რამდენიმე, ხოლო გაცვლაში რეაქციის მონაწილეები ერთმანეთს ცვლიან ატომებს.
პროცესების სახეები ურთიერთქმედების მეთოდის მიხედვით ორგანულ ქიმიაში
მიუხედავად დიდი სირთულისა, ორგანული ნაერთების რეაქციები ხდება იმავე პრინციპით, როგორც არაორგანული. თუმცა, მათ აქვთ ოდნავ განსხვავებული სახელები.
ასე რომ, კომბინაციისა და დაშლის რეაქციებს უწოდებენ "დამატებას", ასევე "გაწყვეტას" (ელიმინაციას) და უშუალოდ ორგანულ დაშლას (ქიმიის ამ განყოფილებაში არსებობს ორი სახის გაყოფის პროცესი).
ორგანული ნაერთების სხვა რეაქციებია ჩანაცვლება (სახელი არ იცვლება), გადაწყობა (გაცვლა) და რედოქს პროცესები. მიუხედავად მათი წარმოქმნის მექანიზმების მსგავსებისა, ორგანულ ნივთიერებებში ისინი უფრო მრავალმხრივია.
ნაერთის ქიმიური რეაქცია
იმის გათვალისწინებით, თუ რა სახის პროცესები შედიან ნივთიერებები ორგანულ და არაორგანულ ქიმიაში, ღირს უფრო დეტალურად ვისაუბროთ ნაერთზე.
ეს რეაქცია ყველა დანარჩენისგან იმით განსხვავდება, რომ, განურჩევლად მის დასაწყისში რეაგენტების რაოდენობისა, საბოლოო ჯამში ისინი ყველა გაერთიანდებიან ერთში.
მაგალითად, შეგვიძლია გავიხსენოთ კირის ჩაქრობის პროცესი: CaO + H 2 O → Ca (OH) 2. ამ შემთხვევაში ხდება კალციუმის ოქსიდის (სწრაფი ცაცხვი) წყალბადის ოქსიდთან (წყალი) კომბინაციის რეაქცია. შედეგად წარმოიქმნება კალციუმის ჰიდროქსიდი (ჩამქრალი ცაცხვი) და გამოიყოფა თბილი ორთქლი. სხვათა შორის, ეს ნიშნავს, რომ ეს პროცესი ნამდვილად ეგზოთერმულია.
რთული რეაქციის განტოლება
სქემატურად, განსახილველი პროცესი შეიძლება გამოისახოს შემდეგნაირად: A+BV → ABC. ამ ფორმულაში ABV არის ახლად წარმოქმნილი A - მარტივი რეაგენტი და BV - რთული ნაერთის ვარიანტი.
აღსანიშნავია, რომ ეს ფორმულა დამახასიათებელია დამატებისა და შეერთების პროცესისთვისაც.
განხილული რეაქციის მაგალითებია ნატრიუმის ოქსიდის და ნახშირორჟანგის (NaO 2 + CO 2 (t 450-550 ° C) → Na 2 CO 3), ასევე გოგირდის ოქსიდის ურთიერთქმედება ჟანგბადთან (2SO 2 + O 2 → 2SO 3).
რამდენიმე რთულ ნაერთს ასევე შეუძლია ერთმანეთთან რეაგირება: AB + VG → ABVG. მაგალითად, ნატრიუმის ოქსიდი და წყალბადის ოქსიდი ერთი და იგივეა: NaO 2 + H 2 O → 2NaOH.
რეაქციის პირობები არაორგანულ ნაერთებში
როგორც წინა განტოლებაში იყო ნაჩვენები, სხვადასხვა ხარისხის სირთულის ნივთიერებები შეიძლება შევიდნენ განსახილველ ურთიერთქმედებაში.
ამ შემთხვევაში არაორგანული წარმოშობის მარტივი რეაგენტებისთვის შესაძლებელია ნაერთის რედოქსული რეაქციები (A + B → AB).
მაგალითისთვის განვიხილოთ სამვალენტიანის მიღების პროცესი, ამისთვის ხდება ნაერთის რეაქცია ქლორსა და ფერუმს (რკინას) შორის: 3Cl 2 + 2Fe → 2FeCl 3.
თუ ვსაუბრობთ რთული არაორგანული ნივთიერებების (AB + VG → ABVG) ურთიერთქმედების შესახებ, მათში შეიძლება მოხდეს პროცესები, რომლებიც გავლენას მოახდენენ და არ იმოქმედებენ მათ ვალენტობაზე.
ამის საილუსტრაციოდ, გასათვალისწინებელია კალციუმის ბიკარბონატის წარმოქმნის მაგალითი ნახშირორჟანგიდან, წყალბადის ოქსიდით (წყალი) და საკვების თეთრი საღებავი E170 (კალციუმის კარბონატი): CO 2 + H 2 O + CaCO 3 → Ca (CO 3) 2. ამ შემთხვევაში მას აქვს კლასიკური შეერთების რეაქცია. მისი განხორციელებისას, რეაგენტების ვალენტობა არ იცვლება.
ოდნავ უფრო სრულყოფილი (ვიდრე პირველზე) ქიმიური განტოლება 2FeCl 2 + Cl 2 → 2FeCl 3 არის რედოქს პროცესის მაგალითი მარტივი და რთული არაორგანული რეაგენტების: აირის (ქლორი) და მარილის (რკინის ქლორიდი) ურთიერთქმედებისას.
დამატების რეაქციების სახეები ორგანულ ქიმიაში
როგორც უკვე აღვნიშნეთ მეოთხე აბზაცში, ორგანული წარმოშობის ნივთიერებებში განსახილველ რეაქციას „დამატება“ ეწოდება. როგორც წესი, მასში მონაწილეობენ ორმაგი (ან სამმაგი) ბმის მქონე რთული ნივთიერებები.
მაგალითად, რეაქცია დიბრომსა და ეთილენს შორის, რაც იწვევს 1,2-დიბრომეთანის წარმოქმნას: (C 2 H 4) CH 2 \u003d CH 2 + Br 2 → (C2H4Br2) BrCH 2 - CH 2 Br. სხვათა შორის, ტოლებისა და მინუსების მსგავსი ნიშნები ("=" და "-") ამ განტოლებაში აჩვენებს ობლიგაციებს რთული ნივთიერების ატომებს შორის. ეს არის ორგანული ნივთიერებების ფორმულების დაწერის თავისებურება.
იმისდა მიხედვით, თუ რომელი ნაერთი მოქმედებს როგორც რეაგენტი, განასხვავებენ განხილული დამატების პროცესის რამდენიმე სახეობას:
- ჰიდროგენიზაცია (წყალბადის მოლეკულები H ემატება მრავალჯერადი ბმის გასწვრივ).
- ჰიდროჰალოგენაცია (დამატებულია წყალბადის ჰალოგენი).
- ჰალოგენაცია (ჰალოგენების Br 2, Cl 2 და მსგავსის დამატება).
- პოლიმერიზაცია (მაღალმოლეკულური წონის მქონე ნივთიერებების რამდენიმე დაბალი მოლეკულური ნაერთის წარმოქმნა).
დამატების რეაქციების მაგალითები (ნაერთები)
განსახილველი პროცესის სახეობების ჩამოთვლის შემდეგ, ღირს პრაქტიკაში ვისწავლოთ ნაერთის რეაქციის რამდენიმე მაგალითი.
როგორც ჰიდროგენიზაციის ილუსტრაცია, შეიძლება ყურადღება მიაქციოთ პროპენის წყალბადთან ურთიერთქმედების განტოლებას, რის შედეგადაც გამოჩნდება პროპანი: (C 3 H 6) CH 3 -CH \u003d CH 2 + H 2 → (C 3 H 8) CH 3 -CH 2 -CH 3.
ორგანულ ქიმიაში ნაერთის (დამატების) რეაქცია შეიძლება მოხდეს მარილმჟავასა და ეთილენს შორის ქლოროეთანის წარმოქმნით: (C 2 H 4 ) CH 2 = CH 2 + HCl → CH 3 - CH 2 -Cl (C 2 H 5 Cl). წარმოდგენილი განტოლება არის ჰიდროჰალოგენაციის მაგალითი.
რაც შეეხება ჰალოგენაციას, ის შეიძლება ილუსტრირებული იყოს დიქლორსა და ეთილენს შორის რეაქციით, რაც იწვევს 1,2-დიქლორეთანის წარმოქმნას: (C 2 H 4 ) CH 2 = CH 2 + Cl 2 → (C2H4Cl2) ClCH 2 -CH 2 Cl .
ბევრი სასარგებლო ნივთიერება იქმნება ორგანული ქიმიის გამო. ეთილენის მოლეკულების შეერთების (მიმაგრების) რეაქცია რადიკალური პოლიმერიზაციის ინიციატორით ულტრაიისფერი გავლენის ქვეშ არის ამის დადასტურება: n CH 2 \u003d CH 2 (R და UV შუქი) → (-CH 2 -CH 2 -) n . ამ გზით წარმოქმნილი ნივთიერება ყველასთვის კარგად არის ცნობილი პოლიეთილენის სახელით.
ამ მასალისგან მზადდება სხვადასხვა სახის შეფუთვა, ჩანთები, ჭურჭელი, მილები, საიზოლაციო მასალები და მრავალი სხვა. ამ ნივთიერების მახასიათებელია მისი გადამუშავების შესაძლებლობა. პოლიეთილენი პოპულარობას იმით განაპირობებს, რომ არ იშლება, რის გამოც გარემოსდამცველები მის მიმართ უარყოფითად არიან განწყობილნი. თუმცა, ბოლო წლებში იპოვეს პოლიეთილენის პროდუქტების უსაფრთხოდ განადგურების საშუალება. ამისთვის მასალა მუშავდება აზოტის მჟავით (HNO 3). ამის შემდეგ, გარკვეული ტიპის ბაქტერიებს შეუძლიათ ამ ნივთიერების უსაფრთხო კომპონენტებად დაშლა.
კავშირის რეაქცია (დამატება) მნიშვნელოვან როლს ასრულებს ბუნებასა და ადამიანის ცხოვრებაში. გარდა ამისა, მას ხშირად იყენებენ მეცნიერები ლაბორატორიებში ახალი ნივთიერებების სინთეზირებისთვის სხვადასხვა მნიშვნელოვანი კვლევებისთვის.
განმარტება
Ქიმიური რეაქციაეწოდება ნივთიერებების ტრანსფორმაციას, რომლებშიც ხდება მათი შემადგენლობის და (ან) სტრუქტურის ცვლილება.
ყველაზე ხშირად, ქიმიური რეაქციები გაგებულია, როგორც საწყისი ნივთიერებების (რეაგენტების) საბოლოო ნივთიერებებად (პროდუქტებად) გარდაქმნის პროცესი.
ქიმიური რეაქციები იწერება ქიმიური განტოლებების გამოყენებით, რომლებიც შეიცავს საწყისი მასალების და რეაქციის პროდუქტების ფორმულებს. მასის შენარჩუნების კანონის მიხედვით, ქიმიური განტოლების მარცხენა და მარჯვენა მხარეს თითოეული ელემენტის ატომების რაოდენობა ერთნაირია. ჩვეულებრივ, საწყისი ნივთიერებების ფორმულები იწერება განტოლების მარცხენა მხარეს, ხოლო პროდუქტების ფორმულები იწერება მარჯვნივ. განტოლების მარცხენა და მარჯვენა ნაწილებში თითოეული ელემენტის ატომების რაოდენობის ტოლობა მიიღწევა ნივთიერებების ფორმულების წინ მთელი რიცხვითი სტექიომეტრიული კოეფიციენტების დაყენებით.
ქიმიური განტოლებები შეიძლება შეიცავდეს დამატებით ინფორმაციას რეაქციის მახასიათებლების შესახებ: ტემპერატურა, წნევა, გამოსხივება და ა.შ., რაც მითითებულია ტოლობის ნიშნის ზემოთ (ან „ქვემოთ“) შესაბამისი სიმბოლოთი.
ყველა ქიმიური რეაქცია შეიძლება დაიყოს რამდენიმე კლასად, რომლებსაც აქვთ გარკვეული მახასიათებლები.
ქიმიური რეაქციების კლასიფიკაცია საწყისი და მიღებული ნივთიერებების რაოდენობისა და შემადგენლობის მიხედვით
ამ კლასიფიკაციის მიხედვით, ქიმიური რეაქციები იყოფა კომბინაციის, დაშლის, ჩანაცვლების, გაცვლის რეაქციებად.
Როგორც შედეგი ნაერთი რეაქციებიორი ან მეტი (რთული ან მარტივი) ნივთიერებისგან წარმოიქმნება ერთი ახალი ნივთიერება. ზოგადად, ასეთი ქიმიური რეაქციის განტოლება ასე გამოიყურება:
Მაგალითად:
CaCO 3 + CO 2 + H 2 O \u003d Ca (HCO 3) 2
SO 3 + H 2 O \u003d H 2 SO 4
2Mg + O 2 \u003d 2MgO.
2FeCl 2 + Cl 2 = 2 FeCl 3
კომბინირებული რეაქციები უმეტეს შემთხვევაში ეგზოთერმულია, ე.ი. მიედინება სითბოს გამოყოფით. თუ რეაქციაში ჩართულია მარტივი ნივთიერებები, მაშინ ასეთი რეაქციები ყველაზე ხშირად რედოქსია (ORD), ე.ი. ხდება ელემენტების ჟანგვის მდგომარეობის ცვლილებით. შეუძლებელია ცალსახად იმის თქმა, შეიძლება თუ არა ნაერთის რეაქცია რთულ ნივთიერებებს შორის მიეწეროს OVR-ს.
რეაქციები, რომლებშიც რამდენიმე სხვა ახალი ნივთიერება (რთული ან მარტივი) წარმოიქმნება ერთი რთული ნივთიერებისგან, კლასიფიცირდება როგორც დაშლის რეაქციები. ზოგადად, ქიმიური დაშლის რეაქციის განტოლება ასე გამოიყურება:
Მაგალითად:
CaCO 3 CaO + CO 2 (1)
2H 2 O \u003d 2H 2 + O 2 (2)
CuSO 4 × 5H 2 O \u003d CuSO 4 + 5H 2 O (3)
Cu (OH) 2 \u003d CuO + H 2 O (4)
H 2 SiO 3 \u003d SiO 2 + H 2 O (5)
2SO 3 \u003d 2SO 2 + O 2 (6)
(NH 4) 2 Cr 2 O 7 \u003d Cr 2 O 3 + N 2 + 4H 2 O (7)
დაშლის რეაქციების უმეტესობა მიმდინარეობს გათბობით (1,4,5). ელექტრული დენით დაშლა შესაძლებელია (2). ჟანგბადის შემცველი მჟავების (1, 3, 4, 5, 7) კრისტალური ჰიდრატების, მჟავების, ფუძეების და მარილების დაშლა მიმდინარეობს ელემენტების ჟანგვის მდგომარეობის შეცვლის გარეშე, ე.ი. ეს რეაქციები არ ვრცელდება OVR-ზე. OVR დაშლის რეაქციები მოიცავს ოქსიდების, მჟავების და მარილების დაშლას, რომლებიც წარმოიქმნება ელემენტების მიერ მაღალ დაჟანგვის მდგომარეობებში (6).
დაშლის რეაქციები ასევე გვხვდება ორგანულ ქიმიაში, მაგრამ სხვა სახელებით - კრეკინგი (8), დეჰიდროგენაცია (9):
C 18 H 38 \u003d C 9 H 18 + C 9 H 20 (8)
C 4 H 10 \u003d C 4 H 6 + 2H 2 (9)
ზე ჩანაცვლების რეაქციებიმარტივი ნივთიერება ურთიერთქმედებს რთულთან, აყალიბებს ახალ მარტივ და ახალ რთულ ნივთიერებას. ზოგადად, ქიმიური შემცვლელი რეაქციის განტოლება ასე გამოიყურება:
Მაგალითად:
2Al + Fe 2 O 3 \u003d 2Fe + Al 2 O 3 (1)
Zn + 2HCl = ZnCl 2 + H 2 (2)
2KBr + Cl 2 \u003d 2KCl + Br 2 (3)
2KSlO 3 + l 2 = 2KlO 3 + Cl 2 (4)
CaCO 3 + SiO 2 \u003d CaSiO 3 + CO 2 (5)
Ca 3 (RO 4) 2 + ZSiO 2 = ZCaSiO 3 + P 2 O 5 (6)
CH 4 + Cl 2 = CH 3 Cl + Hcl (7)
ჩანაცვლების რეაქციები ძირითადად რედოქსული რეაქციებია (1 - 4, 7). დაშლის რეაქციების მაგალითები, რომლებშიც არ ხდება ჟანგვის მდგომარეობების ცვლილება, ცოტაა (5, 6).
გაცვლითი რეაქციებიეწოდება რეაქციები, რომლებიც წარმოიქმნება რთულ ნივთიერებებს შორის, რომლებშიც ისინი ცვლიან მათ შემადგენელ ნაწილებს. ჩვეულებრივ, ეს ტერმინი გამოიყენება რეაქციებისთვის, რომლებიც მოიცავს იონებს წყალხსნარში. ზოგადად, ქიმიური გაცვლის რეაქციის განტოლება ასე გამოიყურება:
AB + CD = AD + CB
Მაგალითად:
CuO + 2HCl \u003d CuCl 2 + H 2 O (1)
NaOH + HCl \u003d NaCl + H 2 O (2)
NaHCO 3 + HCl \u003d NaCl + H 2 O + CO 2 (3)
AgNO 3 + KBr = AgBr ↓ + KNO 3 (4)
CrCl 3 + ZNaOH = Cr(OH) 3 ↓+ ZNaCl (5)
გაცვლითი რეაქციები არ არის რედოქსი. ამ გაცვლითი რეაქციების განსაკუთრებული შემთხვევაა ნეიტრალიზაციის რეაქციები (მჟავების ურთიერთქმედების რეაქციები ტუტეებთან) (2). გაცვლის რეაქციები მიმდინარეობს იმ მიმართულებით, როდესაც ერთ-ერთი ნივთიერება მაინც ამოღებულია რეაქციის სფეროდან აირისებრი ნივთიერების (3), ნალექის (4, 5) ან ცუდად დისოციაციური ნაერთის, ყველაზე ხშირად წყლის (1, 2) სახით. ).
ქიმიური რეაქციების კლასიფიკაცია ჟანგვის მდგომარეობების ცვლილების მიხედვით
ელემენტების დაჟანგვის მდგომარეობის ცვლილების მიხედვით, რომლებიც ქმნიან რეაქტიულ ნივთიერებებს და რეაქციის პროდუქტებს, ყველა ქიმიური რეაქცია იყოფა რედოქსად (1, 2) და ჟანგვის მდგომარეობის შეცვლის გარეშე (3, 4).
2 მგ + CO 2 \u003d 2 MgO + C (1)
Mg 0 - 2e \u003d Mg 2+ (reductant)
C 4+ + 4e \u003d C 0 (დაჟანგვის აგენტი)
FeS 2 + 8HNO 3 (კონს.) = Fe(NO 3) 3 + 5NO + 2H 2 SO 4 + 2H 2 O (2)
Fe 2+ -e \u003d Fe 3+ (რედუქტორული)
N 5+ + 3e \u003d N 2+ (ჟანგვის აგენტი)
AgNO 3 + HCl \u003d AgCl ↓ + HNO 3 (3)
Ca(OH) 2 + H 2 SO 4 = CaSO 4 ↓ + H 2 O (4)
ქიმიური რეაქციების კლასიფიკაცია თერმული ეფექტის მიხედვით
იმისდა მიხედვით, სითბო (ენერგია) გამოიყოფა თუ შეიწოვება რეაქციის დროს, ყველა ქიმიური რეაქცია პირობითად იყოფა ეგზო - (1, 2) და ენდოთერმულ (3), შესაბამისად. რეაქციის დროს გამოთავისუფლებული ან შთანთქმული სითბოს (ენერგიის) რაოდენობას რეაქციის სითბო ეწოდება. თუ განტოლება მიუთითებს გამოთავისუფლებული ან შთანთქმული სითბოს რაოდენობაზე, მაშინ ასეთ განტოლებებს თერმოქიმიური ეწოდება.
N 2 + 3H 2 = 2NH 3 +46.2 kJ (1)
2Mg + O 2 \u003d 2MgO + 602,5 kJ (2)
N 2 + O 2 \u003d 2NO - 90,4 კჯ (3)
ქიმიური რეაქციების კლასიფიკაცია რეაქციის მიმართულების მიხედვით
რეაქციის მიმართულების მიხედვით, არსებობს შექცევადი (ქიმიური პროცესები, რომელთა პროდუქტებს შეუძლიათ რეაგირება მოახდინონ ერთმანეთთან იმავე პირობებში, რომელშიც ისინი მიიღება, საწყისი ნივთიერებების წარმოქმნით) და შეუქცევადი (ქიმიური პროცესები, რომელთა პროდუქტებს არ შეუძლიათ ერთმანეთთან რეაგირება საწყისი ნივთიერებების წარმოქმნით).
შექცევადი რეაქციებისთვის, განტოლება ზოგადი ფორმით ჩვეულებრივ იწერება შემდეგნაირად:
A + B ↔ AB
Მაგალითად:
CH 3 COOH + C 2 H 5 OH ↔ H 3 COOS 2 H 5 + H 2 O
შეუქცევადი რეაქციების მაგალითებია შემდეგი რეაქციები:
2KSlO 3 → 2KSl + ZO 2
C 6 H 12 O 6 + 6O 2 → 6CO 2 + 6H 2 O
რეაქციის შეუქცევადობის მტკიცებულება შეიძლება იყოს აირისებრი ნივთიერების, ნალექის ან დაბალი დისოციაციური ნაერთის, ყველაზე ხშირად წყლის რეაქციის პროდუქტები.
ქიმიური რეაქციების კლასიფიკაცია კატალიზატორის არსებობით
ამ თვალსაზრისით განასხვავებენ კატალიზურ და არაკატალიტურ რეაქციებს.
კატალიზატორი არის ნივთიერება, რომელიც აჩქარებს ქიმიურ რეაქციას. რეაქციებს, რომლებიც მოიცავს კატალიზატორებს, ეწოდება კატალიზური. ზოგიერთი რეაქცია ზოგადად შეუძლებელია კატალიზატორის არსებობის გარეშე:
2H 2 O 2 \u003d 2H 2 O + O 2 (MnO 2 კატალიზატორი)
ხშირად, რეაქციის ერთ-ერთი პროდუქტი ემსახურება როგორც კატალიზატორი, რომელიც აჩქარებს ამ რეაქციას (ავტოკატალიტიკური რეაქციები):
MeO + 2HF \u003d MeF 2 + H 2 O, სადაც Me არის მეტალი.
პრობლემის გადაჭრის მაგალითები
მაგალითი 1
1. რა რეაქციებს ეწოდება გაცვლითი რეაქციები? რით განსხვავდებიან ისინი კომბინაციის, დაშლისა და ჩანაცვლების რეაქციებისგან?
გაცვლითი რეაქციები არის რეაქციები, რომელშიც ორი რთული ნივთიერება ცვლის თავის შემადგენელ ნაწილებს. ამრიგად, რთული ნივთიერებები წარმოიქმნება რთული ნივთიერებებისგან. დაშლის რეაქციების დროს, ერთი რთული ნივთიერებისგან წარმოიქმნება რამდენიმე მარტივი ან რთული ნივთიერება, ნაერთის რეაქციაში, ერთი რთული ნივთიერება წარმოიქმნება რამდენიმე მარტივი ან რთული ნივთიერებისგან, ჩანაცვლების რეაქციების დროს, ერთი რთული და ერთი მარტივი ნივთიერება ერთი მარტივი და ერთი. რთული ნივთიერება.
2. შეიძლება თუ არა იმის მტკიცება, რომ ნებისმიერი ლითონის კარბონატული ხსნარის და მჟავის ურთიერთქმედება მხოლოდ გაცვლითი რეაქციაა? რატომ?
3. ჩაწერეთ ამონახსნებს შორის გაცვლითი რეაქციების განტოლებები:
ა) კალციუმის ქლორიდი და ნატრიუმის ფოსფატი;
ბ) გოგირდის მჟავა და რკინის (III) ჰიდროქსიდი. 
4. გაცვლითი რეაქციებიდან რომელი, რომელი სქემები 
ბოლომდე გაიქცევა? პასუხის გასაცემად გამოიყენეთ წყალში ჰიდროქსიდების და მარილების ხსნადობის ცხრილი. 
5. განსაზღვრეთ ნატრიუმის ჰიდროქსიდის ნივთიერების რაოდენობა, რომელიც საჭირო იქნება 980 გ 30% ფოსფორმჟავას ხსნარის სრულად გასანეიტრალებლად. 
6. გამოთვალეთ ნივთიერების რაოდენობა და წარმოქმნილი ნალექის მასა 980 გ სპილენძის (II) სულფატის 20%-იანი ხსნარის საჭირო რაოდენობის კალიუმის ჰიდროქსიდთან ურთიერთქმედებისას. 
ნაწილი I
1. შეერთების რეაქციები არისდაშლის რეაქციის „ქიმიური ანტონიმი“.
2. ჩამოწერეთ ნაერთის რეაქციის ნიშნები:
- რეაქციაში მონაწილეობს 2 მარტივი ან რთული ნივთიერება;
- იქმნება ერთი კომპლექსი;
- სითბო გამოიყოფა.
3. შერჩეული თვისებებიდან გამომდინარე მიეცით ნაერთის რეაქციების განმარტება.
კომბინირებული რეაქციები არის რეაქციები, რომლებიც იწვევს ერთი ან რამდენიმე მარტივი ან რთული ნივთიერებისგან ერთი რთული ნივთიერების წარმოქმნას.
რეაქციის მიმართულების მიხედვით, ისინი იყოფა:
ნაწილი II
1. ჩამოწერეთ ქიმიური რეაქციების განტოლებები:
2. დაწერეთ ქლორს შორის ქიმიური რეაქციების განტოლებები:
1) და ნატრიუმი 2Na+Cl2=2NaCl
2) და კალციუმი Ca+Cl2=CaCl2
3) და რკინით წარმოიქმნება რკინის (III) ქლორიდი 2Fe+3Cl2=2FeCl3
3. აღწერეთ რეაქცია
4. აღწერეთ რეაქცია
5. ჩამოწერეთ სქემების მიხედვით მიმდინარე ნაერთების რეაქციების განტოლებები:
6. დაალაგეთ კოეფიციენტები რეაქციის განტოლებებში, რომელთა სქემებია:
7. სწორია თუ არა შემდეგი დებულებები?
A. ნაერთების რეაქციების უმეტესობა ეგზოთერმულია.
B. ტემპერატურის მატებასთან ერთად იზრდება ქიმიური რეაქციის სიჩქარე.
1) ორივე განცხადება სწორია
8. გამოთვალეთ წყალბადის მოცულობა და გოგირდის მასა, რომელიც საჭიროა 85გ წყალბადის სულფიდის შესაქმნელად.
