As propriedades químicas das substâncias são reveladas em uma variedade de reações químicas.

Transformações de substâncias, acompanhadas por uma mudança em sua composição e (ou) estrutura, são chamadas de reações químicas. A seguinte definição é frequentemente encontrada: reação química O processo de transformação de substâncias iniciais (reagentes) em substâncias finais (produtos) é chamado.

As reações químicas são escritas usando equações químicas e esquemas contendo as fórmulas dos materiais de partida e produtos da reação. Nas equações químicas, diferentemente dos esquemas, o número de átomos de cada elemento é o mesmo nos lados esquerdo e direito, o que reflete a lei de conservação da massa.

No lado esquerdo da equação, as fórmulas das substâncias iniciais (reagentes) são escritas, no lado direito - as substâncias obtidas como resultado de uma reação química (produtos da reação, substâncias finais). O sinal de igual ligando os lados esquerdo e direito indica que o número total de átomos das substâncias que participam da reação permanece constante. Isto é conseguido colocando coeficientes estequiométricos inteiros na frente das fórmulas, mostrando as razões quantitativas entre os reagentes e os produtos da reação.

As equações químicas podem conter informações adicionais sobre as características da reação. Se uma reação química ocorre sob a influência de influências externas (temperatura, pressão, radiação, etc.), isso é indicado pelo símbolo apropriado, geralmente acima (ou “abaixo”) do sinal de igual.

Um grande número de reações químicas pode ser agrupado em vários tipos de reações, que são caracterizadas por características bem definidas.

Como características de classificação o seguinte pode ser selecionado:

1. O número e composição dos materiais de partida e produtos de reação.

2. Estado agregado dos reagentes e produtos da reação.

3. O número de fases em que os participantes da reação estão.

4. A natureza das partículas transferidas.

5. A possibilidade da reação prosseguir nas direções direta e reversa.

6. O sinal do efeito térmico separa todas as reações em: exotérmico reações que prosseguem com o exo-efeito - a liberação de energia na forma de calor (Q> 0, ∆H<0):

C + O 2 \u003d CO 2 + Q

e endotérmico reações que prosseguem com o efeito endo - a absorção de energia na forma de calor (Q<0, ∆H >0):

N 2 + O 2 \u003d 2NO - Q.

Tais reações são termoquímico.

Vamos considerar com mais detalhes cada um dos tipos de reações.

Classificação de acordo com o número e composição dos reagentes e substâncias finais

1. Reações de conexão

Nas reações de um composto de vários reagentes de composição relativamente simples, obtém-se uma substância de composição mais complexa:

Como regra, essas reações são acompanhadas por liberação de calor, ou seja, levam à formação de compostos mais estáveis ​​e menos ricos em energia.

As reações da combinação de substâncias simples são sempre de natureza redox. As reações de conexão que ocorrem entre substâncias complexas podem ocorrer sem alteração na valência:

CaCO 3 + CO 2 + H 2 O \u003d Ca (HCO 3) 2,

e ser classificado como redox:

2FeCl 2 + Cl 2 = 2FeCl 3.

2. Reações de decomposição

As reações de decomposição levam à formação de vários compostos de uma substância complexa:

A = B + C + D.

Os produtos de decomposição de uma substância complexa podem ser substâncias simples e complexas.

Das reações de decomposição que ocorrem sem alterar os estados de valência, deve-se notar a decomposição de hidratos cristalinos, bases, ácidos e sais de ácidos contendo oxigênio:

	para
4HNO 3	=	2H 2 O + 4NO 2 O + O 2 O.

2AgNO 3 \u003d 2Ag + 2NO 2 + O 2,
(NH 4) 2Cr 2 O 7 \u003d Cr 2 O 3 + N 2 + 4H 2 O.

Particularmente características são as reações redox de decomposição de sais de ácido nítrico.

As reações de decomposição em química orgânica são chamadas de craqueamento:

C 18 H 38 \u003d C 9 H 18 + C 9 H 20,

ou desidrogenação

C 4 H 10 \u003d C 4 H 6 + 2H 2.

3. Reações de substituição

Nas reações de substituição, geralmente uma substância simples interage com uma complexa, formando outra substância simples e outra complexa:

A + BC = AB + C.

Essas reações na grande maioria pertencem a reações redox:

2Al + Fe 2 O 3 \u003d 2Fe + Al 2 O 3,

Zn + 2HCl \u003d ZnCl 2 + H 2,

2KBr + Cl 2 \u003d 2KCl + Br 2,

2KSlO 3 + l 2 = 2KlO 3 + Cl 2.

Exemplos de reações de substituição que não são acompanhadas por uma mudança nos estados de valência dos átomos são extremamente poucos. Deve-se notar a reação do dióxido de silício com sais de ácidos contendo oxigênio, que correspondem a anidridos gasosos ou voláteis:

CaCO 3 + SiO 2 \u003d CaSiO 3 + CO 2,

Ca 3 (RO 4) 2 + ZSiO 2 \u003d ZCaSiO 3 + P 2 O 5,

Às vezes, essas reações são consideradas como reações de troca:

CH 4 + Cl 2 = CH 3 Cl + Hcl.

4. Reações de troca

Reações de troca As reações entre dois compostos que trocam seus constituintes são chamadas de:

AB + CD = AD + CB.

Se os processos redox ocorrerem durante as reações de substituição, as reações de troca sempre ocorrerão sem alterar o estado de valência dos átomos. Este é o grupo mais comum de reações entre substâncias complexas - óxidos, bases, ácidos e sais:

ZnO + H 2 SO 4 \u003d ZnSO 4 + H 2 O,

AgNO 3 + KBr = AgBr + KNO 3,

CrCl3 + ZNaOH = Cr(OH)3 + ZNaCl.

Um caso especial dessas reações de troca é reações de neutralização:

Hcl + KOH \u003d KCl + H 2 O.

Normalmente, essas reações obedecem às leis do equilíbrio químico e prosseguem na direção em que pelo menos uma das substâncias é removida da esfera de reação na forma de uma substância gasosa, volátil, precipitada ou composto de baixa dissociação (para soluções):

NaHCO 3 + Hcl \u003d NaCl + H 2 O + CO 2,

Ca (HCO 3) 2 + Ca (OH) 2 \u003d 2CaCO 3 ↓ + 2H 2 O,

CH 3 COONa + H 3 RO 4 \u003d CH 3 COOH + NaH 2 RO 4.

5. Reacções de transferência.

Nas reações de transferência, um átomo ou um grupo de átomos passa de uma unidade estrutural para outra:

AB + BC \u003d A + B 2 C,

A 2 B + 2CB 2 = DIA 2 + DIA 3.

Por exemplo:

2AgCl + SnCl 2 \u003d 2Ag + SnCl 4,

H 2 O + 2NO 2 \u003d HNO 2 + HNO 3.

Classificação das reações de acordo com as características da fase

Dependendo do estado de agregação das substâncias reagentes, as seguintes reações são distinguidas:

1. Reações gasosas

H 2 + Cl 2		2HCl.

2. Reações em soluções

NaOH (p-p) + Hcl (p-p) \u003d NaCl (p-p) + H 2 O (l)

3. Reações entre sólidos

	para
CaO (tv) + SiO 2 (tv)	=	CaSiO 3 (TV)

Classificação das reações de acordo com o número de fases.

Uma fase é entendida como um conjunto de partes homogêneas de um sistema com as mesmas propriedades físicas e químicas e separadas umas das outras por uma interface.

Deste ponto de vista, toda a variedade de reações pode ser dividida em duas classes:

1. Reações homogêneas (monofásicas). Isso inclui reações que ocorrem na fase gasosa e várias reações que ocorrem em soluções.

2. Reações heterogêneas (multifásicas). Estes incluem reações em que os reagentes e produtos da reação estão em fases diferentes. Por exemplo:

reações de fase gás-líquido

CO 2 (g) + NaOH (p-p) = NaHCO 3 (p-p).

reações gás-fase sólida

CO 2 (g) + CaO (tv) \u003d CaCO 3 (tv).

reações de fase líquido-sólido

Na 2 SO 4 (solução) + BaCl 3 (solução) \u003d BaSO 4 (tv) ↓ + 2NaCl (p-p).

reações de fase líquida-gás-sólida

Ca (HCO 3) 2 (solução) + H 2 SO 4 (solução) \u003d CO 2 (r) + H 2 O (l) + CaSO 4 (tv) ↓.

Classificação das reações de acordo com o tipo de partículas transportadas

1. Reações protolíticas.

Para reações protolíticas incluem processos químicos, cuja essência é a transferência de um próton de um reagente para outro.

Essa classificação é baseada na teoria protolítica de ácidos e bases, segundo a qual um ácido é qualquer substância que doa um próton, e uma base é uma substância que pode aceitar um próton, por exemplo:

As reações protolíticas incluem reações de neutralização e hidrólise.

2. Reações redox.

Isso inclui reações nas quais os reagentes trocam elétrons, enquanto alteram o estado de oxidação dos átomos dos elementos que compõem os reagentes. Por exemplo:

Zn + 2H + → Zn 2 + + H 2 ,

FeS 2 + 8HNO 3 (conc) = Fe(NO 3) 3 + 5NO + 2H 2 SO 4 + 2H 2 O,

A grande maioria das reações químicas são redox, elas desempenham um papel extremamente importante.

3. Reacções de troca de ligandos.

Estas incluem reações durante as quais um par de elétrons é transferido com a formação de uma ligação covalente pelo mecanismo doador-aceptor. Por exemplo:

Cu(NO 3) 2 + 4NH 3 = (NO 3) 2,

Fe + 5CO = ,

Al(OH)3 + NaOH = .

Uma característica das reações de troca de ligantes é que a formação de novos compostos, chamados complexos, ocorre sem mudança no estado de oxidação.

4. Reações de troca atômico-molecular.

Este tipo de reações inclui muitas das reações de substituição estudadas em química orgânica, que procedem de acordo com o mecanismo radical, eletrofílico ou nucleofílico.

Reações químicas reversíveis e irreversíveis

Tais processos químicos são chamados de reversíveis, cujos produtos são capazes de reagir entre si nas mesmas condições em que são obtidos, com a formação de substâncias de partida.

Para reações reversíveis, a equação é geralmente escrita da seguinte forma:

Duas setas em direções opostas indicam que, nas mesmas condições, as reações direta e inversa ocorrem simultaneamente, por exemplo:

CH 3 COOH + C 2 H 5 OH CH 3 COOS 2 H 5 + H 2 O.

Irreversíveis são esses processos químicos, cujos produtos não são capazes de reagir uns com os outros com a formação de substâncias iniciais. Exemplos de reações irreversíveis são a decomposição do sal de Bertolet quando aquecido:

2KSlO 3 → 2KSl + ZO 2,

ou oxidação da glicose com oxigênio atmosférico:

C 6 H 12 O 6 + 6O 2 → 6CO 2 + 6H 2 O.

As reações químicas devem ser diferenciadas das reações nucleares. Como resultado das reações químicas, o número total de átomos de cada elemento químico e sua composição isotópica não mudam. As reações nucleares são outra questão - os processos de transformação de núcleos atômicos como resultado de sua interação com outros núcleos ou partículas elementares, por exemplo, a transformação de alumínio em magnésio:

27 13 Al + 1 1 H \u003d 24 12 Mg + 4 2 He

A classificação das reações químicas é multifacetada, ou seja, pode ser baseada em vários sinais. Mas sob qualquer um desses signos, podem ser atribuídas reações tanto entre substâncias inorgânicas quanto entre substâncias orgânicas.

Considere a classificação das reações químicas de acordo com vários critérios.

I. De acordo com o número e composição dos reagentes

Reações que ocorrem sem alterar a composição das substâncias.

Na química inorgânica, tais reações incluem os processos de obtenção de modificações alotrópicas de um elemento químico, por exemplo:

C (grafite) ↔ C (diamante)
S (rômbico) ↔ S (monoclínico)
R (branco) ↔ R (vermelho)
Sn (lata branca) ↔ Sn (lata cinza)
3O 2 (oxigênio) ↔ 2O 3 (ozônio)

Em química orgânica, esse tipo de reação pode incluir reações de isomerização que ocorrem sem alterar não apenas a composição qualitativa, mas também quantitativa das moléculas de substâncias, por exemplo:

1. Isomerização de alcanos.

A reação de isomerização de alcanos é de grande importância prática, pois os hidrocarbonetos da isoestrutura possuem menor capacidade de detonação.

2. Isomerização de alcenos.

3. Isomerização de alcinos (reação de A. E. Favorsky).

CH 3 - CH 2 - C \u003d - CH ↔ CH 3 - C \u003d - C- CH 3

etilacetileno dimetilacetileno

4. Isomerização de haloalcanos (A. E. Favorsky, 1907).

5. Isomerização do cianeto de amônio por aquecimento.

Pela primeira vez, a uréia foi sintetizada por F. Wehler em 1828 por isomerização de cianato de amônio quando aquecido.

Reações que acompanham uma mudança na composição de uma substância

Existem quatro tipos de tais reações: compostos, decomposições, substituições e trocas.

1. Reações de conexão são reações nas quais uma substância complexa é formada a partir de duas ou mais substâncias

Em química inorgânica, toda a variedade de reações compostas pode ser considerada, por exemplo, usando o exemplo de reações para obter ácido sulfúrico a partir de enxofre:

1. Obtenção de óxido de enxofre (IV):

S + O 2 \u003d SO - uma substância complexa é formada a partir de duas substâncias simples.

2. Obtenção de óxido de enxofre (VI):

SO 2 + 0 2 → 2SO 3 - uma substância complexa é formada a partir de uma substância simples e complexa.

3. Obtenção de ácido sulfúrico:

SO 3 + H 2 O \u003d H 2 SO 4 - um complexo é formado a partir de duas substâncias complexas.

Um exemplo de reação composta na qual uma substância complexa é formada a partir de mais de dois materiais de partida é o estágio final na produção de ácido nítrico:

4NO 2 + O 2 + 2H 2 O \u003d 4HNO 3

Em química orgânica, as reações compostas são comumente chamadas de "reações de adição". Toda a variedade de tais reações pode ser considerada no exemplo de um bloco de reações caracterizando as propriedades de substâncias insaturadas, por exemplo, etileno:

1. Reação de hidrogenação - adição de hidrogênio:

CH 2 \u003d CH 2 + H 2 → H 3 -CH 3

eteno → etano

2. Reação de hidratação - adição de água.

3. Reação de polimerização.

2. As reações de decomposição são reações nas quais várias novas substâncias são formadas a partir de uma substância complexa.

Na química inorgânica, toda a variedade de tais reações pode ser considerada no bloco de reações para obtenção de oxigênio por métodos laboratoriais:

1. Decomposição do óxido de mercúrio (II) - dois simples são formados a partir de uma substância complexa.

2. Decomposição do nitrato de potássio - de uma substância complexa, forma-se um simples e um complexo.

3. Decomposição do permanganato de potássio - de uma substância complexa, formam-se dois complexos e um simples, ou seja, três novas substâncias.

Em química orgânica, as reações de decomposição podem ser consideradas no bloco de reações para a produção de etileno no laboratório e na indústria:

1. A reação de desidratação (divisão de água) do etanol:

C 2 H 5 OH → CH 2 \u003d CH 2 + H 2 O

2. Reação de desidrogenação (divisão de hidrogênio) de etano:

CH 3 -CH 3 → CH 2 \u003d CH 2 + H 2

ou CH 3 -CH 3 → 2C + ZH 2

3. Reação de craqueamento (divisão) do propano:

CH 3 -CH 2 -CH 3 → CH 2 \u003d CH 2 + CH 4

3. As reacções de substituição são as reacções em que os átomos de uma substância simples substituem os átomos de um elemento de uma substância complexa.

Na química inorgânica, um exemplo de tais processos é um bloco de reações que caracterizam as propriedades de, por exemplo, metais:

1. Interação de metais alcalinos ou alcalino-terrosos com água:

2Na + 2H 2 O \u003d 2NaOH + H 2

2. Interação de metais com ácidos em solução:

Zn + 2HCl = ZnCl 2 + H 2

3. Interação de metais com sais em solução:

Fe + CuSO 4 = FeSO 4 + Cu

4. Metaltermia:

2Al + Cr 2 O 3 → Al 2 O 3 + 2Cr

O objeto de estudo da química orgânica não são substâncias simples, mas apenas compostos. Portanto, como exemplo de reação de substituição, damos a propriedade mais característica dos compostos saturados, em particular do metano, a capacidade de seus átomos de hidrogênio serem substituídos por átomos de halogênio. Outro exemplo é a bromação de um composto aromático (benzeno, tolueno, anilina).

C 6 H 6 + Br 2 → C 6 H 5 Br + HBr

benzeno → bromobenzeno

Prestemos atenção à peculiaridade da reação de substituição em substâncias orgânicas: como resultado de tais reações, não é formada uma substância simples e complexa, como na química inorgânica, mas duas substâncias complexas.

Em química orgânica, as reações de substituição também incluem algumas reações entre duas substâncias complexas, por exemplo, a nitração do benzeno. É formalmente uma reação de troca. O fato de se tratar de uma reação de substituição fica claro apenas quando se considera seu mecanismo.

4. As reações de troca são reações nas quais duas substâncias complexas trocam suas partes constituintes

Essas reações caracterizam as propriedades dos eletrólitos e ocorrem em soluções de acordo com a regra de Berthollet, ou seja, somente se um precipitado, gás ou uma substância de baixa dissociação (por exemplo, H 2 O) for formado como resultado.

Na química inorgânica, isso pode ser um bloco de reações caracterizando, por exemplo, as propriedades dos álcalis:

1. Reação de neutralização que acompanha a formação de sal e água.

2. A reação entre o álcali e o sal, que acompanha a formação do gás.

3. A reação entre o álcali e o sal, que acompanha a formação de um precipitado:

СuSO 4 + 2KOH \u003d Cu (OH) 2 + K 2 SO 4

ou na forma iônica:

Cu 2+ + 2OH - \u003d Cu (OH) 2

Em química orgânica, pode-se considerar um bloco de reações caracterizando, por exemplo, as propriedades do ácido acético:

1. A reação que ocorre com a formação de um eletrólito fraco - H 2 O:

CH3COOH + NaOH → Na (CH3COO) + H2O

2. A reação que acompanha a formação do gás:

2CH 3 COOH + CaCO 3 → 2CH 3 COO + Ca 2+ + CO 2 + H 2 O

3. A reação procedendo com a formação de um precipitado:

2CH 3 COOH + K 2 SO 3 → 2K (CH 3 COO) + H 2 SO 3

2CH 3 COOH + SiO → 2CH 3 COO + H 2 SiO 3

II. Ao alterar os estados de oxidação dos elementos químicos que formam substâncias

Com base nisso, as seguintes reações são distinguidas:

1. Reações que ocorrem com uma mudança nos estados de oxidação dos elementos, ou reações redox.

Estas incluem muitas reações, incluindo todas as reações de substituição, bem como aquelas reações de combinação e decomposição nas quais pelo menos uma substância simples participa, por exemplo:

1. Mg 0 + H + 2 SO 4 \u003d Mg + 2 SO 4 + H 2

2. 2Mg 0 + O 0 2 = Mg +2 O -2

Reações redox complexas são compiladas usando o método de balanço de elétrons.

2KMn +7 O 4 + 16HCl - \u003d 2KCl - + 2Mn +2 Cl - 2 + 5Cl 0 2 + 8H 2 O

Em química orgânica, as propriedades dos aldeídos podem servir como um exemplo notável de reações redox.

1. Eles são reduzidos aos álcoois correspondentes:

Aldecidas são oxidados para os ácidos correspondentes:

2. Reações que ocorrem sem alterar os estados de oxidação dos elementos químicos.

Estes incluem, por exemplo, todas as reações de troca iônica, assim como muitas reações de compostos, muitas reações de decomposição, reações de esterificação:

HCOOH + CHgOH = HSOCH 3 + H 2 O

III. Por efeito térmico

De acordo com o efeito térmico, as reações são divididas em exotérmicas e endotérmicas.

1. As reações exotérmicas prosseguem com a liberação de energia.

Estes incluem quase todas as reações compostas. Uma rara exceção são as reações endotérmicas da síntese de óxido nítrico (II) a partir de nitrogênio e oxigênio e a reação de hidrogênio gasoso com iodo sólido.

As reações exotérmicas que ocorrem com a liberação de luz são chamadas de reações de combustão. A hidrogenação do etileno é um exemplo de reação exotérmica. Funciona em temperatura ambiente.

2. As reações endotérmicas prosseguem com a absorção de energia.

Obviamente, quase todas as reações de decomposição se aplicarão a eles, por exemplo:

1. Calcinação de calcário

2. Quebra de butano

A quantidade de energia liberada ou absorvida como resultado da reação é chamada de efeito térmico da reação, e a equação de uma reação química que indica esse efeito é chamada de equação termoquímica:

H 2 (g) + C 12 (g) \u003d 2HC 1 (g) + 92,3 kJ

N 2 (g) + O 2 (g) \u003d 2NO (g) - 90,4 kJ

4. De acordo com o estado de agregação das substâncias reagentes (composição da fase)

De acordo com o estado de agregação das substâncias reagentes, existem:

1. Reações heterogêneas - reações em que os reagentes e os produtos da reação estão em diferentes estados de agregação (em diferentes fases).

2. Reações homogêneas - reações em que os reagentes e os produtos da reação estão no mesmo estado de agregação (em uma fase).

V. De acordo com a participação do catalisador

De acordo com a participação do catalisador, há:

1. Reações não catalíticas que ocorrem sem a participação de um catalisador.

2. Reações catalíticas que ocorrem com a participação de um catalisador. Como todas as reações bioquímicas que ocorrem nas células dos organismos vivos ocorrem com a participação de catalisadores biológicos especiais de natureza proteica - enzimas, todas são catalíticas ou, mais precisamente, enzimáticas. Deve-se notar que mais de 70% das indústrias químicas utilizam catalisadores.

VI. Para

Por direção existem:

1. As reações irreversíveis ocorrem sob determinadas condições em apenas uma direção. Estes incluem todas as reações de troca acompanhadas pela formação de um precipitado, gás ou uma substância de baixa dissociação (água) e todas as reações de combustão.

2. As reações reversíveis nestas condições ocorrem simultaneamente em duas direções opostas. A maioria dessas reações são.

Na química orgânica, o sinal de reversibilidade é refletido nos nomes - antônimos de processos:

Hidrogenação - desidrogenação,

Hidratação - desidratação,

Polimerização - despolimerização.

Todas as reações de esterificação são reversíveis (o processo oposto, como você sabe, é chamado de hidrólise) e hidrólise de proteínas, ésteres, carboidratos, polinucleotídeos. A reversibilidade desses processos está subjacente à propriedade mais importante de um organismo vivo - o metabolismo.

VII. De acordo com o mecanismo de fluxo, existem:

1. As reações radicais ocorrem entre os radicais e as moléculas formadas durante a reação.

Como você já sabe, em todas as reações, velhas ligações químicas são quebradas e novas ligações químicas são formadas. O método de quebrar a ligação nas moléculas da substância inicial determina o mecanismo (caminho) da reação. Se a substância é formada por uma ligação covalente, pode haver duas maneiras de quebrar essa ligação: hemolítica e heterolítica. Por exemplo, para as moléculas de Cl 2 , CH 4 , etc., ocorre uma ruptura hemolítica de ligações, que levará à formação de partículas com elétrons desemparelhados, ou seja, radicais livres.

Os radicais são mais frequentemente formados quando as ligações são quebradas em que os pares de elétrons compartilhados são distribuídos aproximadamente igualmente entre os átomos (ligação covalente não polar), mas muitas ligações polares também podem ser quebradas de maneira semelhante, em particular quando a reação ocorre em a fase gasosa e sob a influência da luz, como, por exemplo, no caso dos processos discutidos acima - a interação de C 12 e CH 4 - . Os radicais são altamente reativos, pois tendem a completar sua camada eletrônica pegando um elétron de outro átomo ou molécula. Por exemplo, quando um radical de cloro colide com uma molécula de hidrogênio, ele quebra o par de elétrons compartilhado que liga os átomos de hidrogênio e forma uma ligação covalente com um dos átomos de hidrogênio. O segundo átomo de hidrogênio, tornando-se um radical, forma um par de elétrons comum com o elétron desemparelhado do átomo de cloro da molécula de Cl 2 em colapso, resultando em um radical de cloro que ataca uma nova molécula de hidrogênio, etc.

As reações, que são uma cadeia de transformações sucessivas, são chamadas de reações em cadeia. Para o desenvolvimento da teoria das reações em cadeia, dois excelentes químicos - nosso compatriota N. N. Semenov e o inglês S. A. Hinshelwood receberam o Prêmio Nobel.
A reação de substituição entre cloro e metano ocorre de forma semelhante:

A maioria das reações de combustão de substâncias orgânicas e inorgânicas, a síntese de água, amônia, a polimerização de etileno, cloreto de vinila, etc., ocorre de acordo com o mecanismo radicalar.

2. As reações iônicas ocorrem entre íons já presentes ou formados durante a reação.

Reações iônicas típicas são interações entre eletrólitos em solução. Os íons são formados não apenas durante a dissociação de eletrólitos em soluções, mas também sob a ação de descargas elétricas, aquecimento ou radiação. Os raios γ, por exemplo, convertem moléculas de água e metano em íons moleculares.

De acordo com outro mecanismo iônico, ocorrem reações de adição de haletos de hidrogênio, hidrogênio, halogênios a alcenos, oxidação e desidratação de álcoois, substituição do álcool hidroxila por halogênio; reações que caracterizam as propriedades de aldeídos e ácidos. Os íons neste caso são formados pela quebra heterolítica de ligações polares covalentes.

VIII. De acordo com o tipo de energia

iniciando a reação, tem-se:

1. Reacções fotoquímicas. Eles são iniciados pela energia luminosa. Além dos processos fotoquímicos acima de síntese de HCl ou a reação de metano com cloro, eles incluem a produção de ozônio na troposfera como poluente atmosférico secundário. Nesse caso, o óxido nítrico (IV) atua como o primário, que forma radicais de oxigênio sob a ação da luz. Esses radicais interagem com moléculas de oxigênio, resultando em ozônio.

A formação de ozônio continua enquanto houver luz suficiente, pois o NO pode interagir com as moléculas de oxigênio para formar o mesmo NO 2 . O acúmulo de ozônio e outros poluentes atmosféricos secundários pode levar ao smog fotoquímico.

Esse tipo de reação também inclui o processo mais importante que ocorre nas células vegetais - a fotossíntese, cujo nome fala por si.

2. Reações de radiação. Eles são iniciados por radiação de alta energia - raios X, radiação nuclear (raios γ, partículas a - He 2+, etc.). Com a ajuda de reações de radiação, são realizadas radiopolimerização muito rápida, radiólise (decomposição de radiação), etc.

Por exemplo, em vez de uma produção de dois estágios de fenol a partir do benzeno, ele pode ser obtido pela interação do benzeno com a água sob a ação da radiação. Neste caso, os radicais [OH] e [H] são formados a partir de moléculas de água, com as quais o benzeno reage para formar fenol:

C 6 H 6 + 2 [OH] → C 6 H 5 OH + H 2 O

A vulcanização da borracha pode ser realizada sem enxofre usando radiovulcanização, e a borracha resultante não será pior que a borracha tradicional.

3. Reações eletroquímicas. Eles são iniciados por uma corrente elétrica. Além das reações de eletrólise bem conhecidas por você, também indicamos as reações de eletrossíntese, por exemplo, as reações da produção industrial de oxidantes inorgânicos

4. Reações termoquímicas. Eles são iniciados por energia térmica. Estas incluem todas as reações endotérmicas e muitas reações exotérmicas que requerem um fornecimento inicial de calor, ou seja, o início do processo.

A classificação acima de reações químicas é refletida no diagrama.

A classificação das reações químicas, como todas as outras classificações, é condicional. Os cientistas concordaram em dividir as reações em certos tipos de acordo com os sinais que identificaram. Mas a maioria das transformações químicas pode ser atribuída a diferentes tipos. Por exemplo, vamos caracterizar o processo de síntese de amônia.

Esta é uma reação composta, redox, exotérmica, reversível, catalítica, heterogênea (mais precisamente, catalítica heterogênea), ocorrendo uma diminuição da pressão no sistema. Para gerenciar com sucesso o processo, todas as informações acima devem ser levadas em consideração. Uma reação química específica é sempre multiqualitativa, é caracterizada por diferentes características.

E classificação de aço

- qualidade;

- composição química;

- compromisso;

- Microestrutura;

- força.

Qualidade do aço

Por composição química

aços carbono impurezas permanentes

Tabela 1.3.

AÇO CARBONO

liga elementos aditivos ou aditivos

Aços de liga de baixa liga(até 2,5% em peso%), dopado(de 2,5 a 10% em peso%) e altamente ligado "cromada"

De acordo com a finalidade do aço

Estrutural baixo-( ou alguns-) e carbono médio.

instrumentalalto carbono.

e (com propriedades especiais - ).

e

e maior resistência ao calor corte rápido aços.

qualidade comum,

Aços estruturais,

aço ferramenta,

6) rolamento (rolamento de esferas) vir a ser,

7) aço rápido(aços ferramenta de alta liga e alta qualidade com alto teor de tungstênio).

8) automático, ou seja,usinabilidade aumentada (ou alta), vir a ser.

Uma análise da composição dos grupos de marcação de aços historicamente estabelecidos mostra que os sistemas de marcação utilizados permitem codificar cinco características de classificação, a saber: qualidade, composição química, finalidade, grau de desoxidação, assim como maneira de obter espaços em branco(automática ou, em casos raros, fundições). A conexão entre grupos de marcação e classes de aço é ilustrada na parte inferior do diagrama de blocos na Fig. 1.

SISTEMA DE GRUPOS DE MARCAÇÃO, REGRAS DE MARCAÇÃO E EXEMPLOS DE GRAUS DE AÇO

CARBONO	QUALIDADE REGULAR
	grupo de aço	Garantia de entrega	SELOS
MAS	por composição química	St0	St1	St2	StZ	St4	St5	St6
B	por propriedades mecânicas	Bst0	Bst1	Bst2	BSTZ	Bst4	Bst5	Bst6
NO	propriedades mecânicas e composição química	ESPO	VST1	VST2	VSTZ	VST4	VST5	VST6
Concentração de carbono, peso. %	0,23	0,06-0,12	0,09-0,15	0,14-0,22	0,18-0,27	0,28-0,37	0,38-0,49
QUALIDADE ALTA QUALIDADE	ESTRUTURAL	EXEMPLOS DE CARIMBOS
Grau: número de dois dígitos de centésimos de porcentagem de carbono + uma indicação do grau de desoxidação	05 08kp 10 15 18kp 20A 25ps ZOA 35 40 45 50 55 ... 80 85 Notas: 1) a ausência de indicador do grau de desoxidação significa “sp”; 2) "A" no final da nota indica que o aço é de alta qualidade
INSTRUMENTAL	SELOS
Marca: símbolo "U" + número DÍZIOS DE UMA PERCENTAGEM DE CARBONO	U7 U7A U8 UVA U9 U9A U10 U10A U12 U12A
LIGADO	ALTA QUALIDADE ALTA QUALIDADE EXTRA ALTA QUALIDADE	ESTRUTURAL	EXEMPLOS DE CARIMBOS
Grau: número de dois dígitos de CENTENAS de uma porcentagem de carbono + símbolo de um elemento de liga + número inteiro de sua porcentagem	09G2 10KhSND 18G2AFps 20Kh 40G 45KhN 65S2VA 110G13L 2) marca 110G13L - uma das poucas em que o número de centésimos de um por cento de carbono é de três dígitos
INSTRUMENTAL	EXEMPLOS DE CARIMBOS
Grau: número de TEMPOS de porcentagem de carbono + símbolo de elemento de liga+ número inteiro de sua porcentagem	ZKh2N2MF 4KhV2S 5KhNM 7X3 9KhVG X KhV4 9Kh4MZF2AGST-SH 2) "-SH" no final da marca mostra que o aço é de alta qualidade, obtido, por exemplo, pelo método eletroescória refusão (mas não só)

Aços estruturais de carbono de qualidade comum

Aços específicos do grupo de marcação especificado são designados usando uma combinação de duas letras "St" que é a chave (backbone) no grupo de marcação considerado. As classes de aço deste grupo são imediatamente reconhecidas por este símbolo.

O símbolo "St" sem espaço é seguido por um número que indica quarto marcas de «0» antes da "6".

Um aumento no número do grau corresponde a um aumento no teor de carbono no aço, mas não indica seu valor específico. Os limites permitidos de concentração de carbono em aços de cada grau são mostrados na Tabela. 1.5. Conteúdo de carbono em aços carbono comuns não excede 0,5% em peso. Tais aços são hipoeutetóides de acordo com o critério estrutural e, portanto, estruturais de acordo com sua finalidade.

Após o número, segue uma das três combinações de letras: “kp”, “ps”, “sp”, indicando o grau de desoxidação do aço.

O símbolo "St" pode ser precedido por letras maiúsculas "A", "B" ou "C", ou pode não haver símbolos. Desta forma, são transmitidas informações sobre o aço pertencente a uma das chamadas "grupos de entrega": A, B ou NO, - dependendo de qual dos indicadores normalizados de aço é garantido pelo fornecedor.

Grupo de aço MAS vem com uma garantia da composição química, ou os valores permitidos da concentração de carbono e impurezas especificados pelo GOST. A letra "A" muitas vezes não é colocada no selo e sua ausência predefinição significa garantia de composição química. O consumidor de aço, não tendo informações sobre as propriedades mecânicas, pode formá-las por meio de tratamento térmico adequado, cuja escolha dos modos requer o conhecimento da composição química.

Grupo de aço B vem com uma garantia das propriedades mecânicas exigidas. O consumidor de aço pode determinar seu uso ideal em estruturas pelas características conhecidas de propriedades mecânicas sem tratamento térmico prévio.

Grupo de aço NO vem com uma garantia de composição química e propriedades mecânicas. É usado pelo consumidor principalmente para criar estruturas soldadas. O conhecimento das propriedades mecânicas permite prever o comportamento da estrutura carregada em áreas distantes das soldas, e o conhecimento da composição química permite prever e, se necessário, corrigir as propriedades mecânicas das próprias soldas por tratamento térmico .

Exemplos de Gravação de Carimbo aço carbono de qualidade comum parece com isso: Vst3ps, Bst6sp, St1kp .

Aços de rolamento de esferas

Os aços para rolamentos possuem marcação própria, conforme sua finalidade formam um grupo especial estrutural aços, embora em composição e propriedades sejam próximos aos aços ferramenta. O termo "rolamento de esferas" define seu escopo estreito - rolamentos (não apenas rolamentos de esferas, mas também rolamentos de rolos e agulhas). Para sua marcação, foi proposta a abreviatura "SHH" - rolamento de esferas cromo, seguido de um número décimos de por cento concentração média cromada. Das marcas anteriormente conhecidas SHKH6, SHKH9 e SHKH15, a marca SHKH15 permaneceu em uso. A diferença entre o aço de rolamento de esferas e o aço ferramenta semelhante está em requisitos mais rigorosos para a quantidade de inclusões não metálicas e distribuição uniforme de carbonetos na microestrutura.

A melhoria do aço ShKh15 através da introdução de aditivos de liga adicionais (silício e manganês) refletiu-se na marcação de uma maneira peculiar - espalhando-se para específico um sistema de regras posteriores para a designação de elementos de liga na composição de aços ligados: SHKH15SG, SHKH20SG.

Aços rápidos

Os aços rápidos são especificamente marcados com a letra inicial do alfabeto russo "R", correspondente ao primeiro som da palavra inglesa rápido - rápido, rápido. Isto é seguido por uma porcentagem inteira de tungstênio. Como já mencionado, a marca mais comum de aço rápido era o P18.

Devido à escassez e alto custo do tungstênio, houve uma transição para o aço tungstênio-molibdênio R6M5 sem nitrogênio e R6AM5 com nitrogênio. Semelhante aos aços para rolamentos, houve uma fusão (uma espécie de "hibridização") dos dois sistemas de marcação. O desenvolvimento e desenvolvimento de novos aços rápidos com cobalto e vanádio enriqueceram o arsenal de classes "híbridas": R6AM5F3, R6M4K8, 11R3AM3F2 - e também levaram ao surgimento de aços rápidos geralmente isentos de tungstênio, que são marcados em um sistema específico (R0M5F1, R0M2F3), e de uma forma completamente nova - 9X6M3F3AGST-Sh, 9X4M3F2AGST-Sh.

Classificação do ferro fundido

Ferros fundidos são chamados de ligas de ferro com carbono, tendo em sua composição mais de 2,14% em peso C.

Os ferros fundidos são fundidos para conversão em aço (conversão), para a produção de ferroligas que desempenham o papel de aditivos de liga e também como ligas de alta tecnologia para fundições (fundição).

O carbono pode estar no ferro fundido na forma de duas fases de alto teor de carbono - cementita (Fe 3 C) e grafite, e às vezes ambas na forma de cementita e grafite. O ferro fundido, no qual apenas a cementita está presente, dá uma fratura leve e brilhante e, portanto, é chamado de branco. A presença de grafite confere à fratura do ferro fundido uma cor cinza. No entanto, nem todo ferro fundido com grafite pertence à classe dos chamados cinzento ferros fundidos. Entre ferros fundidos brancos e cinzentos encontra-se a classe desanimado ferros fundidos.

desanimado os ferros fundidos são chamados de ferros fundidos, em cuja estrutura, apesar da grafitização, a cementita de ledeburita é pelo menos parcialmente preservada, o que significa que a própria ledeburita está presente - um componente estrutural eutético com uma forma específica.

Para cinzento incluem ferros fundidos em que a cementita de ledeburita se desintegrou completamente e esta desapareceu da estrutura. O ferro fundido cinzento consiste em inclusões de grafite e base de metal. Esta base metálica é o aço perlítico (eutetóide), ferrítico-perlítico (hipo-eutetóide) ou ferrítico (baixo carbono). A sequência especificada de tipos de base metálica dos ferros fundidos cinzentos corresponde a um grau crescente de decomposição da cementita, que faz parte da perlita.

Ferros fundidos antifricção

Exemplos de marcas: ASF-1, ASF-2, ASF-3.

Resistente ao calor de liga especial, resistente a corrosão e resistente ao calor ferros fundidos:

EXEMPLOS DE GRAUS ESPECIAIS DE FERRO CINZENTO

Classificação e rotulagem

ligas duras sinterizadas

As ligas duras metalocerâmicas são ligas feitas por metalurgia do pó (cermet) e constituídas por carbonetos de metais refratários: WC, TiC, TaC, ligados por um ligante de metal plástico, na maioria das vezes com cobalto.

Atualmente, três grupos de ligas duras são produzidos na Rússia: tungstênio, titânio-tungstênio e titânio-tântalo-tungstênio, – contendo como aglutinante cobalto.

Devido ao alto custo do tungstênio, foram desenvolvidas ligas duras que não contêm carboneto de tungstênio. Como uma fase sólida, eles contêm apenas carboneto de titânio ou carbonitreto de titânio– Ti(NC). O papel do ligamento plástico é desempenhado por matriz de níquel-molibdênio. A classificação das ligas duras é representada por um diagrama de blocos.

De acordo com as cinco classes de ligas duras de cermet, as regras de marcação existentes formam cinco grupos de marcação.

Tungstênio ( as vezes chamado tungstênio-cobalto) ligas duras

Exemplos: VK3, VK6, VK8, VK10.

Titânio tungstênio ( as vezes chamado titânio-tungstênio-cobalto) ligas duras

Exemplos: T30K4, T15K6, T5K10, T5K12.

Tungstênio Tântalo Titânio ( as vezes chamado titânio-tântalo-tungstênio-cobalto) ligas duras

Exemplos: TT7K12, TT8K6, TT10K8, TT20K9.

Às vezes, ao final da marca, letras ou combinações de letras são adicionadas por meio de um hífen, caracterizando a dispersão das partículas de carboneto no pó:

CLASSIFICAÇÃO DE LIGAS CERÂMICAS DURAS

Análogos estrangeiros de alguns tipos de aços-liga domésticos são mostrados na Tabela 1.1.

Tabela 1.1.

Análogos estrangeiros de vários tipos domésticos de aços ligados

Rússia, GOST	Alemanha, DIN *	EUA, ASTM *	Japão, LS *
15X	15Cr3		SCr415
40X	41Cr4		SCg440
30XM	25CrMo4		SCM430, SCM2
12HG3A	14NiCr10**	–	SNC815
20HGNM	21NiCrMo2		SNCM220
08X13	X7Cr13 **	410S	SUS410S
20X13	Х20Сг13		SUS420J1
12X17	X8Cr17	430 (51430 ***)	SUS430
12X18H9	X12CrNi8 9		SUS302
08X18H10T	Х10CrNiTi18 9	.321	SUS321
10Х13СУ	X7CrA133 **	405 ** (51405) ***	SUS405**
20Х25Н20С2	Х15CrNiSi25 20	30314,314	SCS18, SUH310 **

* DIN (Deutsche Industrienorm), ASTM (American Societi for Testing Materials), JIS (Padrão Industrial Japonês).

** Aço similar em composição; *** Padrão SAE

Características dos recursos de classificação

E classificação de aço

As características modernas de classificação de aços incluem o seguinte:

- qualidade;

- composição química;

- compromisso;

- características metalúrgicas de produção;

- Microestrutura;

- forma tradicional de endurecimento;

- a forma tradicional de obtenção de blanks ou peças;

- força.

Vamos caracterizar brevemente cada um deles.

Qualidade do açoé determinado principalmente pelo teor de impurezas nocivas - enxofre e fósforo - e é caracterizado por 4 categorias (ver tabela. 1.2).

Por composição química os aços são condicionalmente divididos em aços carbono (não ligados) e aços ligados.

aços carbono não contêm elementos de liga especialmente introduzidos. Os elementos contidos nos aços carbono, com exceção do carbono, estão entre os chamados impurezas permanentes. Sua concentração deve estar dentro dos limites determinados pelos padrões estaduais relevantes (GOSTs). Tabela 1.3. limites de concentração média para alguns elementos são fornecidos, permitindo que esses elementos sejam classificados como impurezas em vez de elementos de liga. Limites específicos para o teor de impurezas em aços carbono são dados por GOSTs.

Tabela 1.3.

CONCENTRAÇÕES LIMITADAS DE ALGUNS ELEMENTOS, PERMITINDO QUE SEJAM CONSIDERADOS IMPURIDADES PERMANENTES

AÇO CARBONO

liga elementos, às vezes chamado de liga aditivos ou aditivos, são especialmente introduzidos no aço para obter a estrutura e as propriedades necessárias.

Aços de liga são subdivididos de acordo com a concentração total de elementos de liga, exceto o carbono, em de baixa liga(até 2,5% em peso%), dopado(de 2,5 a 10% em peso%) e altamente ligado(mais de 10% em peso) quando o teor de ferro neste último não for inferior a 45% em peso. Normalmente, o elemento de liga introduzido dá ao aço de liga o nome correspondente: "cromada"- dopado com cromo, "silício" - com silício, "cromo-silício" - com cromo e silício ao mesmo tempo, etc.

Além disso, as ligas à base de ferro também são diferenciadas, quando o teor de ferro do material é inferior a 45%, mas é superior a qualquer outro elemento de liga.

De acordo com a finalidade do aço subdividido em estrutural e instrumental.

Estrutural aços usados ​​para a fabricação de várias peças de máquinas, mecanismos e estruturas em engenharia mecânica, construção e fabricação de instrumentos são considerados. Eles devem ter a resistência e tenacidade necessárias, bem como, se necessário, um conjunto de propriedades especiais (resistência à corrosão, paramagnetismo, etc.). Como regra, os aços estruturais são baixo-( ou alguns-) e carbono médio. A dureza não é uma característica mecânica decisiva para eles.

instrumental chamados aços utilizados para o processamento de materiais por corte ou pressão, bem como para a fabricação de ferramentas de medição. Eles devem ter alta dureza, resistência ao desgaste, resistência e várias outras propriedades específicas, por exemplo, resistência ao calor. Uma condição necessária para a obtenção de alta dureza é o aumento do teor de carbono, de modo que os aços ferramenta, com raras exceções, são sempre alto carbono.

Dentro de cada um dos grupos há uma divisão mais detalhada de acordo com a finalidade. Os aços estruturais são divididos em Engenharia de Construção e aços de aplicação especial(com propriedades especiais - resistente ao calor, resistente ao calor, resistente à corrosão, não magnético).

Os aços ferramenta são divididos em aços para ferramentas de corte, aços para matrizes e aço para ferramentas de medição.

Uma propriedade operacional comum dos aços ferramenta é a alta dureza, que garante a resistência da ferramenta à deformação e abrasão de sua superfície. Ao mesmo tempo, um requisito específico é imposto aos aços para ferramentas de corte - manter alta dureza a temperaturas elevadas (até 500 ... 600ºС), que se desenvolvem na aresta de corte em altas velocidades de corte. A capacidade indicada do aço é chamada de resistência ao calor (ou dureza vermelha). De acordo com o critério especificado, os aços para ferramentas de corte são divididos em não resistente ao calor, semirresistente ao calor, resistente ao calor e maior resistência ao calor. Os dois últimos grupos são conhecidos na técnica sob o nome corte rápido aços.

A partir de aços de matriz, além da alta dureza, é necessária alta tenacidade, pois a ferramenta de matriz trabalha sob condições de carga de choque. Além disso, a ferramenta para estampagem a quente, em contato com peças metálicas aquecidas, pode aquecer durante o trabalho prolongado. Portanto, os aços para estampagem a quente também devem ser resistentes ao calor.

A medição de aços ferramenta, além da alta resistência ao desgaste, garantindo precisão dimensional por uma longa vida útil, deve garantir a estabilidade dimensional da ferramenta independentemente das condições de temperatura de operação. Em outras palavras, eles devem ter um coeficiente de expansão térmica muito pequeno.

Classificação de substâncias inorgânicas com exemplos de compostos

Vamos agora analisar o esquema de classificação apresentado acima com mais detalhes.

Como podemos ver, em primeiro lugar, todas as substâncias inorgânicas são divididas em simples e complexo:

substâncias simples substâncias que são formadas por átomos de apenas um elemento químico são chamadas. Por exemplo, substâncias simples são hidrogênio H 2 , oxigênio O 2 , ferro Fe, carbono C, etc.

Entre as substâncias simples, existem metais, não-metais e gases nobres:

Metais são formados por elementos químicos localizados abaixo da diagonal boro-astat, bem como por todos os elementos que estão em grupos laterais.

gases nobres formado por elementos químicos do grupo VIIIA.

não metais formados respectivamente por elementos químicos localizados acima da diagonal boro-astat, com exceção de todos os elementos dos subgrupos secundários e gases nobres localizados no grupo VIIIA:

Os nomes de substâncias simples geralmente coincidem com os nomes dos elementos químicos cujos átomos são formados. No entanto, para muitos elementos químicos, o fenômeno da alotropia é generalizado. Alotropia é o fenômeno quando um elemento químico é capaz de formar várias substâncias simples. Por exemplo, no caso do elemento químico oxigênio, é possível a existência de compostos moleculares com as fórmulas O 2 e O 3. A primeira substância é usualmente chamada de oxigênio da mesma forma que o elemento químico cujos átomos ela é formada, e a segunda substância (O 3) é usualmente chamada de ozônio. A substância simples carbono pode significar qualquer uma de suas modificações alotrópicas, por exemplo, diamante, grafite ou fulerenos. A substância simples fósforo pode ser entendida como suas modificações alotrópicas, como fósforo branco, fósforo vermelho, fósforo preto.

Substâncias Complexas

substâncias complexas Substâncias formadas por átomos de dois ou mais elementos são chamadas.

Assim, por exemplo, substâncias complexas são amônia NH 3, ácido sulfúrico H 2 SO 4, cal apagada Ca (OH) 2 e inúmeras outras.

Entre as substâncias inorgânicas complexas, distinguem-se 5 classes principais, nomeadamente óxidos, bases, hidróxidos anfotéricos, ácidos e sais:

óxidos - substâncias complexas formadas por dois elementos químicos, um dos quais é o oxigênio no estado de oxidação -2.

A fórmula geral dos óxidos pode ser escrita como E x O y, onde E é o símbolo de um elemento químico.

Nomenclatura de óxidos

O nome do óxido de um elemento químico é baseado no princípio:

Por exemplo:

Fe 2 O 3 - óxido de ferro (III); CuO, óxido de cobre(II); N 2 O 5 - óxido nítrico (V)

Muitas vezes você pode encontrar informações de que a valência do elemento é indicada entre colchetes, mas esse não é o caso. Assim, por exemplo, o estado de oxidação do nitrogênio N 2 O 5 é +5, e a valência, curiosamente, é quatro.

Se um elemento químico tem um único estado de oxidação positivo em compostos, o estado de oxidação não é indicado. Por exemplo:

Na 2 O - óxido de sódio; H 2 O - óxido de hidrogénio; ZnO é óxido de zinco.

Classificação de óxidos

Os óxidos, de acordo com sua capacidade de formar sais ao interagir com ácidos ou bases, são divididos, respectivamente, em formador de sal e não formador de sal.

Existem poucos óxidos não formadores de sais, todos eles são formados por não metais no estado de oxidação +1 e +2. A lista de óxidos não formadores de sal deve ser lembrada: CO, SiO, N 2 O, NO.

Os óxidos formadores de sal, por sua vez, são divididos em a Principal, ácido e anfotérico.

Óxidos básicos chamados tais óxidos, que, ao interagir com ácidos (ou óxidos ácidos), formam sais. Os principais óxidos incluem óxidos metálicos no estado de oxidação +1 e +2, com exceção dos óxidos de BeO, ZnO, SnO, PbO.

Óxidos de ácido chamados tais óxidos, que, ao interagir com bases (ou óxidos básicos), formam sais. Os óxidos ácidos são praticamente todos os óxidos de não metais, com exceção de CO, NO, N 2 O, SiO, não formadores de sal, bem como todos os óxidos metálicos em altos estados de oxidação (+5, +6 e +7) .

óxidos anfotéricos chamados óxidos, que podem reagir com ácidos e bases e, como resultado dessas reações, formam sais. Tais óxidos exibem uma natureza dupla ácido-base, ou seja, podem apresentar as propriedades de óxidos ácidos e básicos. Os óxidos anfotéricos incluem óxidos metálicos nos estados de oxidação +3, +4 e, como exceções, óxidos de BeO, ZnO, SnO, PbO.

Alguns metais podem formar todos os três tipos de óxidos formadores de sal. Por exemplo, o cromo forma óxido básico CrO, óxido anfotérico Cr 2 O 3 e óxido ácido CrO 3 .

Como pode ser visto, as propriedades ácido-base dos óxidos metálicos dependem diretamente do grau de oxidação do metal no óxido: quanto maior o grau de oxidação, mais pronunciadas as propriedades ácidas.

Fundações

Fundações - compostos com uma fórmula da forma Me (OH) x, onde x na maioria das vezes igual a 1 ou 2.

Exceções: Be (OH) 2, Zn (OH) 2, Sn (OH) 2 e Pb (OH) 2 não pertencem às bases, apesar do estado de oxidação do metal +2. Esses compostos são hidróxidos anfotéricos, que serão discutidos com mais detalhes neste capítulo.

Classificação básica

As bases são classificadas de acordo com o número de grupos hidroxo em uma unidade estrutural.

Bases com um grupo hidroxo, i.e. tipo MeOH, chamado bases ácidas simples com dois grupos hidroxo, i.e. tipo Me(OH) 2 , respectivamente, diácido etc.

Além disso, as bases são divididas em solúveis (alcalinas) e insolúveis.

Os álcalis incluem exclusivamente hidróxidos de metais alcalinos e alcalino-terrosos, bem como hidróxido de tálio TlOH.

Nomenclatura básica

O nome da fundação é construído de acordo com o seguinte princípio:

Por exemplo:

Fe (OH) 2 - hidróxido de ferro (II),

Cu (OH) 2 - hidróxido de cobre (II).

Nos casos em que o metal em substâncias complexas tem um estado de oxidação constante, não é necessário indicá-lo. Por exemplo:

NaOH - hidróxido de sódio,

Ca (OH) 2 - hidróxido de cálcio, etc.

ácidos

ácidos - substâncias complexas, cujas moléculas contêm átomos de hidrogênio que podem ser substituídos por um metal.

A fórmula geral dos ácidos pode ser escrita como H x A, onde H são átomos de hidrogênio que podem ser substituídos por um metal e A é um resíduo ácido.

Por exemplo, ácidos incluem compostos como H 2 SO 4 , HCl, HNO 3 , HNO 2 , etc.

Classificação de ácido

De acordo com o número de átomos de hidrogênio que podem ser substituídos por um metal, os ácidos são divididos em:

- cerca de ácidos monobásicos: HF, HCl, HBr, HI, HNO3;

- d ácidos acéticos: H2SO4, H2SO3, H2CO3;

- t ácidos rebásicos: H 3 PO 4 , H 3 BO 3 .

Deve-se notar que o número de átomos de hidrogênio no caso de ácidos orgânicos na maioria das vezes não reflete sua basicidade. Por exemplo, o ácido acético com a fórmula CH 3 COOH, apesar da presença de 4 átomos de hidrogênio na molécula, não é quatro, mas monobásico. A basicidade dos ácidos orgânicos é determinada pelo número de grupos carboxila (-COOH) na molécula.

Além disso, de acordo com a presença de oxigênio nas moléculas de ácido, elas são divididas em anóxicas (HF, HCl, HBr, etc.) e contendo oxigênio (H 2 SO 4, HNO 3, H 3 PO 4, etc.). Os ácidos oxigenados também são chamados de oxoácidos.

Você pode ler mais sobre a classificação de ácidos.

Nomenclatura de ácidos e resíduos ácidos

A seguinte lista de nomes e fórmulas de ácidos e resíduos de ácidos deve ser aprendida.

Em alguns casos, algumas das regras a seguir podem facilitar a memorização.

Como pode ser visto na tabela acima, a construção dos nomes sistemáticos dos ácidos anóxicos é a seguinte:

Por exemplo:

HF, ácido fluorídrico;

HCl, ácido clorídrico;

H 2 S - ácido hidrossulfureto.

Os nomes dos resíduos ácidos de ácidos isentos de oxigênio são construídos de acordo com o princípio:

Por exemplo, Cl - - cloreto, Br - - brometo.

Os nomes dos ácidos contendo oxigênio são obtidos pela adição de vários sufixos e terminações ao nome do elemento formador de ácido. Por exemplo, se o elemento formador de ácido em um ácido contendo oxigênio tem o estado de oxidação mais alto, então o nome de tal ácido é construído da seguinte forma:

Por exemplo, ácido sulfúrico H 2 S +6 O 4, ácido crômico H 2 Cr +6 O 4.

Todos os ácidos contendo oxigênio também podem ser classificados como hidróxidos ácidos, uma vez que grupos hidroxo (OH) são encontrados em suas moléculas. Por exemplo, isso pode ser visto nas seguintes fórmulas gráficas de alguns ácidos contendo oxigênio:

Assim, o ácido sulfúrico pode ser chamado de hidróxido de enxofre (VI), ácido nítrico - hidróxido de nitrogênio (V), ácido fosfórico - hidróxido de fósforo (V), etc. O número entre parênteses caracteriza o grau de oxidação do elemento formador de ácido. Tal variante dos nomes de ácidos contendo oxigênio pode parecer extremamente incomum para muitos, mas ocasionalmente esses nomes podem ser encontrados em KIMs reais do Exame do Estado Unificado em química em tarefas para a classificação de substâncias inorgânicas.

Hidróxidos anfotéricos

Hidróxidos anfotéricos - hidróxidos metálicos de natureza dupla, i.e. capaz de exibir tanto as propriedades dos ácidos como as propriedades das bases.

Anfotéricos são hidróxidos metálicos nos estados de oxidação +3 e +4 (assim como os óxidos).

Além disso, os compostos Be (OH) 2, Zn (OH) 2, Sn (OH) 2 e Pb (OH) 2 são incluídos como exceções aos hidróxidos anfotéricos, apesar do grau de oxidação do metal neles +2.

Para hidróxidos anfotéricos de metais tri- e tetravalentes, é possível a existência de orto- e meta-formas, diferindo entre si por uma molécula de água. Por exemplo, o hidróxido de alumínio (III) pode existir na forma orto de Al(OH) 3 ou na forma meta de AlO(OH) (metahidróxido).

Como, como já mencionado, os hidróxidos anfotéricos exibem tanto as propriedades dos ácidos quanto as propriedades das bases, sua fórmula e nome também podem ser escritos de maneira diferente: como base ou como ácido. Por exemplo:

sal

sal - São substâncias complexas, que incluem cátions metálicos e ânions de resíduos ácidos.

Assim, por exemplo, sais incluem compostos como KCl, Ca(NO 3) 2, NaHCO 3, etc.

A definição acima descreve a composição da maioria dos sais, no entanto, existem sais que não se enquadram nela. Por exemplo, em vez de cátions metálicos, o sal pode conter cátions de amônio ou seus derivados orgânicos. Aqueles. sais incluem compostos como, por exemplo, (NH 4) 2 SO 4 (sulfato de amônio), + Cl - (cloreto de metilamônio), etc.

Também contrária à definição de sais acima é a classe dos chamados sais complexos, que será discutida no final deste tópico.

Classificação de sal

Por outro lado, os sais podem ser considerados como produtos de substituição de cátions hidrogênio H + em um ácido por outros cátions, ou como produtos de substituição de íons hidróxidos em bases (ou hidróxidos anfotéricos) por outros ânions.

Com a substituição completa, o chamado médio ou normal sal. Por exemplo, com a substituição completa de cátions de hidrogênio em ácido sulfúrico por cátions de sódio, um sal médio (normal) Na 2 SO 4 é formado, e com a substituição completa de íons hidróxido na base Ca (OH) 2 por resíduos ácidos, íons nitrato formam um sal médio (normal) Ca(NO3)2.

Os sais obtidos pela substituição incompleta de cátions de hidrogênio em um ácido dibásico (ou mais) por cátions metálicos são chamados de sais ácidos. Assim, com a substituição incompleta de cátions de hidrogênio em ácido sulfúrico por cátions de sódio, um sal ácido NaHSO 4 é formado.

Os sais formados pela substituição incompleta de íons hidróxido em bases de dois ácidos (ou mais) são chamados de básicos. cerca de sais. Por exemplo, com a substituição incompleta de íons hidróxido na base Ca (OH) 2 por íons nitrato, um cerca de sal claro Ca(OH)NO3.

Sais que consistem em cátions de dois metais diferentes e ânions de resíduos ácidos de apenas um ácido são chamados sais duplos. Assim, por exemplo, sais duplos são KNaCO 3 , KMgCl 3 , etc.

Se o sal for formado por um tipo de cátion e dois tipos de resíduos ácidos, tais sais são chamados de mistos. Por exemplo, sais mistos são os compostos Ca(OCl)Cl, CuBrCl, etc.

Existem sais que não se enquadram na definição de sais como produtos de substituição de cátions hidrogênio em ácidos por cátions metálicos ou produtos de substituição de íons hidróxido em bases por ânions de resíduos ácidos. Estes são sais complexos. Assim, por exemplo, sais complexos são tetrahidroxozincato e tetrahidroxoaluminato de sódio com as fórmulas Na 2 e Na, respectivamente. Reconhecer sais complexos, entre outros, na maioria das vezes pela presença de colchetes na fórmula. No entanto, deve ser entendido que, para que uma substância seja classificada como sal, sua composição deve incluir quaisquer cátions, exceto (ou em vez de) H +, e dos ânions deve haver quaisquer ânions além de (ou em vez de) OH -. Por exemplo, o composto H 2 não pertence à classe dos sais complexos, pois apenas os cátions hidrogênio H + estão presentes em solução durante sua dissociação dos cátions. De acordo com o tipo de dissociação, esta substância deve ser classificada como um ácido complexo isento de oxigênio. Da mesma forma, o composto OH não pertence aos sais, porque este composto consiste em catiões + e iões hidróxido OH-, i.e. deve ser considerada uma base complexa.

Nomenclatura do sal

Nomenclatura de sais médios e ácidos

O nome de sais médios e ácidos é baseado no princípio:

Se o grau de oxidação do metal em substâncias complexas for constante, não será indicado.

Os nomes dos resíduos ácidos foram dados acima quando se considera a nomenclatura dos ácidos.

Por exemplo,

Na 2 SO 4 - sulfato de sódio;

NaHSO 4 - hidrossulfato de sódio;

CaCO3 - carbonato de cálcio;

Ca (HCO 3) 2 - bicarbonato de cálcio, etc.

Nomenclatura de sais básicos

Os nomes dos principais sais são construídos de acordo com o princípio:

Por exemplo:

(CuOH) 2 CO 3 - hidroxocarbonato de cobre (II);

Fe (OH) 2 NO 3 - dihidroxonitrato de ferro (III).

Nomenclatura de sais complexos

A nomenclatura de compostos complexos é muito mais complicada e você não precisa saber muito sobre a nomenclatura de sais complexos para passar no exame.

Deve-se poder nomear sais complexos obtidos pela interação de soluções alcalinas com hidróxidos anfotéricos. Por exemplo:

*As mesmas cores na fórmula e no nome indicam os elementos correspondentes da fórmula e o nome.

Nomes triviais de substâncias inorgânicas

Nomes triviais são entendidos como os nomes de substâncias que não estão relacionadas, ou fracamente relacionadas à sua composição e estrutura. Os nomes triviais devem-se, via de regra, a razões históricas ou às propriedades físicas ou químicas desses compostos.

Lista de nomes triviais de substâncias inorgânicas que você precisa saber:

Na 3	criolita
SiO2	quartzo, sílica
FeS 2	pirita, pirita de ferro
CaSO 4 ∙2H 2 O	gesso
CaC2	carboneto de cálcio
Al 4 C 3	carboneto de alumínio
KOH	potassa cáustica
NaOH	soda cáustica, soda cáustica
H2O2	peróxido de hidrogênio
CuSO 4 ∙5H 2 O	vitríolo azul
NH4Cl	amônia
CaCO3	giz, mármore, calcário
N2O	gás do riso
NÃO 2	gás marrom
NaHCO3	comida (bebida) refrigerante
Fe 3 O 4	óxido de ferro
NH 3 ∙H 2 O (NH 4 OH)	amônia
CO	monóxido de carbono
CO2	dióxido de carbono
SiC	carborundum (carboneto de silício)
PH 3	fosfina
NH3	amônia
KClO3	sal de berthollet (clorato de potássio)
(CuOH) 2 CO 3	malaquita
CaO	cal viva
Ca(OH)2	cal apagada
solução aquosa transparente de Ca(OH) 2	água de Lima
uma suspensão de sólido Ca (OH) 2 em sua solução aquosa	leite de lima
K2CO3	potassa
Na2CO3	carbonato de sódio
Na 2 CO 3 ∙10H 2 O	refrigerante cristal
MgO	magnésia