Chemické reakcie treba odlíšiť od jadrových reakcií. V dôsledku chemických reakcií sa celkový počet atómov každého chemického prvku a jeho izotopové zloženie nemení. Ďalšou záležitosťou sú jadrové reakcie - procesy transformácie atómových jadier v dôsledku ich interakcie s inými jadrami alebo elementárnymi časticami, napríklad transformácia hliníka na horčík:

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

Klasifikácia chemických reakcií je mnohostranná, to znamená, že môže byť založená na rôznych znakoch. Ale pod ktorýmkoľvek z týchto znakov možno pripísať reakcie medzi anorganickými a medzi organickými látkami.

Zvážte klasifikáciu chemických reakcií podľa rôznych kritérií.

I. Podľa počtu a zloženia reaktantov

Reakcie, ktoré prebiehajú bez zmeny zloženia látok.

V anorganickej chémii takéto reakcie zahŕňajú procesy získavania alotropných modifikácií jedného chemického prvku, napríklad:

C (grafit) ↔ C (diamant)
S (rombický) ↔ S (monoklinický)
R (biela) ↔ R (červená)
Sn (biely cín) ↔ Sn (sivý cín)
3O 2 (kyslík) ↔ 2O 3 (ozón)

V organickej chémii môže tento typ reakcií zahŕňať izomerizačné reakcie, ktoré prebiehajú bez zmeny nielen kvalitatívneho, ale aj kvantitatívneho zloženia molekúl látok, napríklad:

1. Izomerizácia alkánov.

Reakcia izomerizácie alkánov má veľký praktický význam, pretože uhľovodíky izoštruktúry majú nižšiu schopnosť detonácie.

2. Izomerizácia alkénov.

3. Izomerizácia alkínov (reakcia A. E. Favorského).

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

etylacetylén dimetylacetylén

4. Izomerizácia halogénalkánov (A. E. Favorsky, 1907).

5. Izomerizácia kyanitu amónneho pri zahrievaní.

Prvýkrát močovinu syntetizoval F. Wehler v roku 1828 izomerizáciou kyanátu amónneho pri zahrievaní.

Reakcie, ktoré súvisia so zmenou zloženia látky

Existujú štyri typy takýchto reakcií: zlúčeniny, rozklady, substitúcie a výmeny.

1. Spojovacie reakcie sú také reakcie, pri ktorých z dvoch alebo viacerých látok vzniká jedna komplexná látka

V anorganickej chémii možno uvažovať o celej škále reakcií zlúčenín, napríklad pomocou príkladu reakcií na získanie kyseliny sírovej zo síry:

1. Získanie oxidu sírového (IV):

S + O 2 \u003d SO - jedna komplexná látka sa tvorí z dvoch jednoduchých látok.

2. Získanie oxidu sírového (VI):

SO 2 + 0 2 → 2SO 3 - z jednoduchej a zloženej látky vzniká jedna zložitá látka.

3. Získanie kyseliny sírovej:

SO 3 + H 2 O \u003d H 2 SO 4 - jeden komplex sa tvorí z dvoch komplexných látok.

Príkladom zloženej reakcie, pri ktorej sa z viac ako dvoch východiskových materiálov vytvorí jedna komplexná látka, je konečná fáza výroby kyseliny dusičnej:

4NO2 + O2 + 2H20 \u003d 4HNO3

V organickej chémii sa zložené reakcie bežne označujú ako "adičné reakcie". Celú škálu takýchto reakcií možno zvážiť na príklade bloku reakcií charakterizujúcich vlastnosti nenasýtených látok, napríklad etylénu:

1. Hydrogenačná reakcia - pridanie vodíka:

CH2 \u003d CH2 + H2 → H3-CH3

etén → etán

2. Hydratačná reakcia - pridanie vody.

3. Polymerizačná reakcia.

2. Rozkladné reakcie sú také reakcie, pri ktorých z jednej komplexnej látky vzniká niekoľko nových látok.

V anorganickej chémii možno v bloku reakcií na získanie kyslíka laboratórnymi metódami zvážiť celú škálu takýchto reakcií:

1. Rozklad oxidu ortutnatého (II) - z jednej komplexnej látky vznikajú dva jednoduché.

2. Rozklad dusičnanu draselného - z jednej komplexnej látky vzniká jedna jednoduchá a jedna komplexná.

3. Rozklad manganistanu draselného - z jednej komplexnej látky vznikajú dve zložité a jedna jednoduchá, čiže tri nové látky.

V organickej chémii je možné uvažovať o rozkladných reakciách na bloku reakcií na výrobu etylénu v laboratóriu a priemysle:

1. Reakcia dehydratácie (štiepenie vody) etanolu:

C2H5OH → CH2 \u003d CH2 + H20

2. Dehydrogenačná reakcia (štiepenie vodíka) etánu:

CH3-CH3 → CH2 \u003d CH2 + H2

alebo CH3-CH3 -> 2C + ZH2

3. Krakovacia reakcia (štiepenie) propánu:

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

3. Substitučné reakcie sú také reakcie, v dôsledku ktorých atómy jednoduchej látky nahradia atómy prvku v zložitej látke.

V anorganickej chémii je príkladom takýchto procesov blok reakcií, ktoré charakterizujú vlastnosti napríklad kovov:

1. Interakcia alkalických kovov alebo kovov alkalických zemín s vodou:

2Na + 2H20 \u003d 2NaOH + H2

2. Interakcia kovov s kyselinami v roztoku:

Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2

3. Interakcia kovov so soľami v roztoku:

Fe + CuSO4 = FeS04 + Cu

4. Metalthermy:

2Al + Cr 2 O 3 → Al 2 O 3 + 2Cr

Predmetom štúdia organickej chémie nie sú jednoduché látky, ale iba zlúčeniny. Preto ako príklad substitučnej reakcie uvádzame najcharakteristickejšiu vlastnosť nasýtených zlúčenín, najmä metánu, schopnosť ich vodíkových atómov nahradiť atómami halogénu. Ďalším príkladom je bromácia aromatickej zlúčeniny (benzén, toluén, anilín).

C6H6 + Br2 -> C6H5Br + HBr

benzén → brómbenzén

Venujme pozornosť zvláštnosti substitučnej reakcie v organických látkach: v dôsledku takýchto reakcií nevzniká jednoduchá a zložitá látka, ako v anorganickej chémii, ale dve zložité látky.

V organickej chémii substitučné reakcie zahŕňajú aj niektoré reakcie medzi dvoma komplexnými látkami, napríklad nitráciu benzénu. Je to formálne výmenná reakcia. Skutočnosť, že ide o substitučnú reakciu, je zrejmá až pri zvážení jej mechanizmu.

4. Výmenné reakcie sú také reakcie, pri ktorých si dve zložité látky vymieňajú svoje zložky

Tieto reakcie charakterizujú vlastnosti elektrolytov a prebiehajú v roztokoch podľa Bertholletovho pravidla, teda len vtedy, ak sa v dôsledku toho vytvorí zrazenina, plyn alebo látka s nízkou disociáciou (napríklad H 2 O).

V anorganickej chémii to môže byť blok reakcií charakterizujúcich napríklad vlastnosti alkálií:

1. Neutralizačná reakcia, ktorá je sprevádzaná tvorbou soli a vody.

2. Reakcia medzi alkáliou a soľou, ktorá je sprevádzaná tvorbou plynu.

3. Reakcia medzi alkáliou a soľou, ktorá prebieha s tvorbou zrazeniny:

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

alebo v iónovej forme:

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

V organickej chémii možno uvažovať o bloku reakcií charakterizujúcich napríklad vlastnosti kyseliny octovej:

1. Reakcia prebiehajúca za vzniku slabého elektrolytu - H 2 O:

CH3COOH + NaOH → Na (CH3COO) + H20

2. Reakcia, ktorá je spojená s tvorbou plynu:

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

3. Reakcia prebiehajúca s tvorbou zrazeniny:

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

2CH3COOH + SiO → 2CH3COO + H2SiO3

II. Zmenou oxidačných stavov chemických prvkov tvoriacich látky

Na tomto základe sa rozlišujú tieto reakcie:

1. Reakcie, ku ktorým dochádza pri zmene oxidačných stavov prvkov, alebo redoxné reakcie.

Patria sem mnohé reakcie vrátane všetkých substitučných reakcií, ako aj reakcie kombinácie a rozkladu, na ktorých sa zúčastňuje aspoň jedna jednoduchá látka, napríklad:

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

2. 2Mg0+002 = Mg+20-2

Komplexné redoxné reakcie sú zostavené pomocou metódy elektrónovej rovnováhy.

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

V organickej chémii môžu vlastnosti aldehydov slúžiť ako nápadný príklad redoxných reakcií.

1. Redukujú sa na zodpovedajúce alkoholy:

Aldecidy sa oxidujú na zodpovedajúce kyseliny:

2. Reakcie, ktoré prebiehajú bez zmeny oxidačných stavov chemických prvkov.

Patria sem napríklad všetky iónomeničové reakcie, ako aj mnohé zložené reakcie, mnohé rozkladné reakcie, esterifikačné reakcie:

HCOOH + CHgOH = HSOCH3 + H20

III. Tepelným efektom

Podľa tepelného účinku sa reakcie delia na exotermické a endotermické.

1. Exotermické reakcie prebiehajú s uvoľňovaním energie.

Patria sem takmer všetky zložené reakcie. Vzácnou výnimkou sú endotermické reakcie syntézy oxidu dusnatého (II) z dusíka a kyslíka a reakcia plynného vodíka s tuhým jódom.

Exotermické reakcie, ktoré prebiehajú s uvoľňovaním svetla, sa označujú ako spaľovacie reakcie. Hydrogenácia etylénu je príkladom exotermickej reakcie. Beží pri izbovej teplote.

2. Endotermické reakcie prebiehajú s absorpciou energie.

Je zrejmé, že sa na ne budú vzťahovať takmer všetky rozkladné reakcie, napríklad:

1. Kalcinácia vápenca

2. Butánové krakovanie

Množstvo energie uvoľnenej alebo absorbovanej v dôsledku reakcie sa nazýva tepelný účinok reakcie a rovnica chemickej reakcie naznačujúca tento účinok sa nazýva termochemická rovnica:

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

N2 (g) + O2 (g) \u003d 2NO (g) - 90,4 kJ

IV. Podľa stavu agregácie reagujúcich látok (fázové zloženie)

Podľa stavu agregácie reagujúcich látok existujú:

1. Heterogénne reakcie - reakcie, pri ktorých sú reaktanty a reakčné produkty v rôznom stave agregácie (v rôznych fázach).

2. Homogénne reakcie - reakcie, pri ktorých sú reaktanty a reakčné produkty v rovnakom stave agregácie (v jednej fáze).

V. Podľa účasti katalyzátora

Podľa účasti katalyzátora existujú:

1. Nekatalytické reakcie, ktoré prebiehajú bez účasti katalyzátora.

2. Katalytické reakcie prebiehajúce za účasti katalyzátora. Pretože všetky biochemické reakcie prebiehajúce v bunkách živých organizmov prebiehajú za účasti špeciálnych biologických katalyzátorov proteínovej povahy - enzýmov, všetky patria medzi katalytické alebo presnejšie enzymatické. Treba poznamenať, že viac ako 70 % chemického priemyslu používa katalyzátory.

VI. Smerom k

Podľa smeru sú:

1. Nezvratné reakcie prebiehajú za daných podmienok len jedným smerom. Patria sem všetky výmenné reakcie sprevádzané tvorbou zrazeniny, plynu alebo látky s nízkou disociáciou (voda) a všetky spaľovacie reakcie.

2. Reverzibilné reakcie za týchto podmienok prebiehajú súčasne v dvoch opačných smeroch. Väčšina týchto reakcií je.

V organickej chémii sa znak reverzibility odráža v názvoch - antonymách procesov:

Hydrogenácia - dehydrogenácia,

Hydratácia - dehydratácia,

Polymerizácia - depolymerizácia.

Všetky esterifikačné reakcie sú reverzibilné (opačný proces, ako viete, sa nazýva hydrolýza) a hydrolýza proteínov, esterov, sacharidov, polynukleotidov. Reverzibilita týchto procesov je základom najdôležitejšej vlastnosti živého organizmu - metabolizmu.

VII. Podľa mechanizmu toku existujú:

1. Medzi radikálmi a molekulami vznikajúcimi počas reakcie prebiehajú radikálové reakcie.

Ako už viete, pri všetkých reakciách sa staré chemické väzby prerušujú a vytvárajú sa nové chemické väzby. Spôsob prerušenia väzby v molekulách východiskovej látky určuje mechanizmus (cestu) reakcie. Ak je látka tvorená kovalentnou väzbou, potom môžu existovať dva spôsoby prerušenia tejto väzby: hemolytická a heterolytická. Napríklad pre molekuly Cl 2, CH 4 atď. sa realizuje hemolytické pretrhnutie väzieb, čo povedie k vytvoreniu častíc s nespárovanými elektrónmi, tj voľnými radikálmi.

Radikály vznikajú najčastejšie pri prerušení väzieb, v ktorých sú zdieľané elektrónové páry rozdelené medzi atómy približne rovnako (nepolárna kovalentná väzba), ale podobným spôsobom sa môžu rozbiť aj mnohé polárne väzby, najmä ak reakcia prebieha v v plynnej fáze a pod vplyvom svetla, ako napríklad v prípade vyššie diskutovaných procesov - interakcia C12 a CH4-. Radikály sú vysoko reaktívne, pretože majú tendenciu dokončiť svoju elektrónovú vrstvu odoberaním elektrónu z iného atómu alebo molekuly. Napríklad, keď sa radikál chlóru zrazí s molekulou vodíka, rozbije zdieľaný elektrónový pár, ktorý viaže atómy vodíka a vytvorí kovalentnú väzbu s jedným z atómov vodíka. Druhý atóm vodíka, ktorý sa stáva radikálom, tvorí spoločný elektrónový pár s nepárovým elektrónom atómu chlóru z kolabujúcej molekuly Cl2, čo vedie k radikálu chlóru, ktorý napáda novú molekulu vodíka atď.

Reakcie, ktoré sú reťazcom po sebe nasledujúcich transformácií, sa nazývajú reťazové reakcie. Za rozvoj teórie reťazových reakcií dostali Nobelovu cenu dvaja vynikajúci chemici - náš krajan N. N. Semenov a Angličan S. A. Hinshelwood.
Substitučná reakcia medzi chlórom a metánom prebieha podobne:

Väčšina spaľovacích reakcií organických a anorganických látok, syntéza vody, amoniaku, polymerizácia etylénu, vinylchloridu atď. prebieha podľa radikálového mechanizmu.

2. Iónové reakcie prebiehajú medzi iónmi už prítomnými alebo vytvorenými počas reakcie.

Typické iónové reakcie sú interakcie medzi elektrolytmi v roztoku. Ióny sa tvoria nielen pri disociácii elektrolytov v roztokoch, ale aj pri pôsobení elektrických výbojov, zahrievania alebo žiarenia. Napríklad γ-lúče premieňajú molekuly vody a metánu na molekulárne ióny.

Podľa iného iónového mechanizmu dochádza k reakciám adície halogenovodíkov, vodíka, halogénov na alkény, oxidácii a dehydratácii alkoholov, nahradeniu hydroxylu alkoholu halogénom; reakcie charakterizujúce vlastnosti aldehydov a kyselín. Ióny v tomto prípade vznikajú heterolytickým rozpadom kovalentných polárnych väzieb.

VIII. Podľa druhu energie

na spustenie reakcie sú:

1. Fotochemické reakcie. Sú iniciované svetelnou energiou. Okrem vyššie uvedených fotochemických procesov syntézy HCl či reakcie metánu s chlórom zahŕňajú produkciu ozónu v troposfére ako sekundárnej znečisťujúcej látky ovzdušia. V tomto prípade pôsobí ako primárny oxid dusnatý (IV), ktorý pôsobením svetla vytvára kyslíkové radikály. Tieto radikály interagujú s molekulami kyslíka, čo vedie k vzniku ozónu.

Tvorba ozónu pokračuje, pokiaľ je dostatok svetla, pretože NO môže interagovať s molekulami kyslíka za vzniku rovnakého NO 2 . Hromadenie ozónu a iných sekundárnych látok znečisťujúcich ovzdušie môže viesť k fotochemickému smogu.

Tento typ reakcie zahŕňa aj najdôležitejší proces, ktorý sa vyskytuje v rastlinných bunkách - fotosyntézu, ktorej názov hovorí sám za seba.

2. Radiačné reakcie. Iniciuje ich vysokoenergetické žiarenie - röntgenové žiarenie, jadrové žiarenie (γ-lúče, a-častice - He 2+ atď.). Pomocou radiačných reakcií sa uskutočňuje veľmi rýchla rádiopolymerizácia, rádiolýza (radiačný rozklad) atď.

Napríklad namiesto dvojstupňovej výroby fenolu z benzénu ho možno získať interakciou benzénu s vodou pôsobením žiarenia. V tomto prípade sa z molekúl vody tvoria radikály [OH] a [H], s ktorými benzén reaguje za vzniku fenolu:

C6H6 + 2 [OH] -» C6H5OH + H20

Vulkanizáciu gumy je možné vykonávať bez síry pomocou rádioovulkanizácie a výsledná guma nebude o nič horšia ako tradičná guma.

3. Elektrochemické reakcie. Sú iniciované elektrickým prúdom. Okrem vám dobre známych elektrolýznych reakcií uvádzame aj reakcie elektrosyntézy, napríklad reakcie priemyselnej výroby anorganických oxidantov.

4. Termochemické reakcie. Sú iniciované tepelnou energiou. Patria sem všetky endotermické reakcie a mnohé exotermické reakcie, ktoré vyžadujú počiatočný prísun tepla, to znamená spustenie procesu.

Vyššie uvedená klasifikácia chemických reakcií sa odráža v diagrame.

Klasifikácia chemických reakcií, rovnako ako všetky ostatné klasifikácie, je podmienená. Vedci sa dohodli na rozdelení reakcií na určité typy podľa znakov, ktoré identifikovali. Ale väčšinu chemických transformácií možno pripísať rôznym typom. Napríklad charakterizujme proces syntézy amoniaku.

Ide o zloženú reakciu, redoxnú, exotermickú, reverzibilnú, katalytickú, heterogénnu (presnejšie, heterogénnu katalytickú), prebiehajúcu s poklesom tlaku v systéme. Pre úspešné zvládnutie procesu je potrebné vziať do úvahy všetky vyššie uvedené informácie. Konkrétna chemická reakcia je vždy multikvalitatívna, vyznačuje sa rôznymi znakmi.

Klasifikácia chemických reakcií, ktoré sú základom priemyselných chemicko-technologických procesov

CHEMICKO-TECHNOLOGICKÝ PROCES A JEHO OBSAH

Chemicko-technologický proces je súbor operácií, ktoré umožňujú získať cieľový produkt zo vstupnej suroviny. Všetky tieto operácie sú súčasťou troch hlavných etáp, charakteristických pre takmer každý chemicko-technologický proces.

V prvej fáze sa vykonajú operácie potrebné na prípravu počiatočných činidiel pre chemickú reakciu. Činidlá sa prenesú najmä do najreaktívnejšieho stavu. Napríklad je známe, že rýchlosť chemických reakcií silne závisí od teploty, takže činidlá sa často pred reakciou zahrievajú. Plynné suroviny sú vystavené kompresii na určitý tlak, aby sa zvýšila účinnosť procesu a znížila veľkosť zariadenia. Na elimináciu vedľajších účinkov a získanie vysoko kvalitného produktu sa surovina podrobuje čisteniu od nečistôt metódami založenými na rozdiele fyzikálnych vlastností (rozpustnosť v rôznych rozpúšťadlách, hustota, kondenzačné a kryštalizačné teploty atď.). Pri čistení surovín a reakčných zmesí sa široko využívajú fenomény prenosu tepla a hmoty, hydromechanické procesy. Môžu sa použiť aj chemické metódy čistenia, založené na chemických reakciách, v dôsledku ktorých sa nepotrebné nečistoty premieňajú na ľahko oddeliteľné látky.

Vhodne pripravené reagencie v ďalšom stupni sú podrobené chemickej interakcii, ktorá môže pozostávať z niekoľkých stupňov. V intervaloch medzi týmito fázami je niekedy potrebné opätovne využiť prenos tepla a hmoty a iné fyzikálne procesy. Napríklad pri výrobe kyseliny sírovej sa oxid siričitý čiastočne oxiduje na oxid, potom sa reakčná zmes ochladí, absorpciou sa z nej extrahuje oxid sírový a opäť smeruje k oxidácii.

V dôsledku chemických reakcií sa získa zmes produktov (cieľ, vedľajšie produkty, vedľajšie produkty) a nezreagovaných činidiel. Záverečné operácie posledného stupňa sú spojené so separáciou tejto zmesi, na ktorú sa opäť využívajú hydromechanické procesy, procesy prenosu tepla a hmoty, napr.: filtrácia, odstreďovanie, rektifikácia, absorpcia, extrakcia atď. Produkty reakcie sa posielajú do sklad hotových výrobkov alebo na ďalšie spracovanie; nezreagované suroviny sa v procese znovu používajú, pričom sa organizuje jeho recyklácia.

Na všetkých stupňoch a najmä na tých konečných sa realizuje aj zhodnocovanie druhotných materiálových a energetických zdrojov. Toky plynných a kvapalných látok vstupujúcich do životného prostredia sú podrobené čisteniu a neutralizácii od nebezpečných nečistôt. Pevný odpad sa buď posiela na ďalšie spracovanie, alebo sa ukladá na uskladnenie v ekologických podmienkach.

Chemicko-technologický proces ako celok je teda komplexný systém pozostávajúci z jednotlivých vzájomne prepojených procesov (prvkov) a interagujúcich s prostredím.

Prvky chemicko-technologického systému sú vyššie uvedené procesy prenosu tepla a hmoty, hydromechanické, chemické atď. Sú považované za jednotlivé procesy chemickej technológie.

Dôležitým podsystémom zložitého chemicko-technologického procesu je chemický proces.

Chemický proces je jedna alebo viac chemických reakcií sprevádzaných javmi prenosu tepla, hmoty a hybnosti, ktoré sa navzájom ovplyvňujú, ako aj priebeh chemickej reakcie.

Analýza jednotlivých procesov, ich vzájomné ovplyvňovanie nám umožňuje vypracovať technologický režim.

Technologický režim je súbor technologických parametrov (teplota, tlak, koncentrácie činidiel a pod.), ktoré určujú prevádzkové podmienky prístroja alebo sústavy prístrojov (technologická schéma).

Optimálne podmienky procesu sú kombináciou hlavných parametrov (teplota, tlak, zloženie počiatočnej reakčnej zmesi atď.), čo umožňuje dosiahnuť najvyšší výťažok produktu pri vysokej rýchlosti alebo zabezpečiť najnižšie náklady pri dodržaní podmienky pre racionálne využívanie surovín a energie a minimalizovanie možných škôd na životnom prostredí.životné prostredie.

Jednotlivé procesy prebiehajú v rôznych aparatúrach - chemické reaktory, absorpčné a destilačné kolóny, výmenníky tepla a pod. Jednotlivé aparatúry sú zapojené do schémy toku procesu.

Technologická schéma je racionálne vybudovaný systém jednotlivých zariadení prepojených rôznymi typmi zapojenia (priame, reverzné, sériové, paralelné), ktorý umožňuje získať daný produkt danej kvality z prírodných surovín alebo polotovarov.

Technologické schémy sú otvorené a uzavreté, môžu obsahovať bypass (bypass) toky a recykly, čo umožňuje zvýšiť efektivitu chemicko-technologického systému ako celku.

Vývoj a konštrukcia racionálnej technologickej schémy je dôležitou úlohou chemickej technológie.

Klasifikácia chemických reakcií, ktoré sú základom priemyselných chemicko-technologických procesov

V modernej chémii je známe veľké množstvo rôznych chemických reakcií. Mnohé z nich sa uskutočňujú v priemyselných chemických reaktoroch, a preto sa stávajú predmetom štúdia chemického inžinierstva.

Na uľahčenie štúdia javov blízkych prírode je vo vede zvykom klasifikovať ich podľa spoločných znakov. V závislosti od toho, aké znaky sa berú ako základ, existuje niekoľko typov klasifikácie chemických reakcií.

Dôležitým typom klasifikácie je klasifikácia podľa mechanizmus reakcie. Existujú jednoduché (jednostupňové) a zložité (viacstupňové) reakcie, najmä paralelné, sekvenčné a sériovo paralelné.

Volajú sa jednoduché reakcie, na realizáciu ktorých je potrebné prekonať iba jednu energetickú bariéru (jeden stupeň).

Komplexné reakcie zahŕňajú niekoľko paralelných alebo sekvenčných krokov (jednoduché reakcie).

Skutočné jednokrokové reakcie sú extrémne zriedkavé. Niektoré zložité reakcie prechádzajúce cez sériu medzistupňov však možno vhodne považovať za formálne jednoduché. To je možné v prípadoch, keď medziprodukty reakcie nie sú zistené za podmienok uvažovaného problému.

Klasifikácia reakcií podľa molekulárnosti berie do úvahy, koľko molekúl je zapojených do elementárneho aktu reakcie; rozlišovať medzi mono-, bi- a trimolekulovými reakciami.

Forma kinetickej rovnice (závislosť rýchlosti reakcie od koncentrácií činidiel) umožňuje klasifikovať v poradí reakcie. Poradie reakcie je súčet exponentov koncentrácií reaktantov v kinetickej rovnici. Existujú reakcie prvého, druhého, tretieho, zlomkového rádu.

Chemické reakcie sú tiež tepelným efektom. Keď nastanú exotermické reakcie sprevádzané uvoľňovaním tepla ( Q> 0), entalpia reakčného systému klesá ( ∆H < 0); при протекании эндотермических реакций, сопровождающихся поглощением теплоты (Q< 0), entalpia reakčného systému sa zvyšuje ( ∆H> 0).

Pre výber konštrukcie chemického reaktora a metód riadenia priebehu procesu je to podstatné fázové zloženie reakčný systém.

V závislosti od toho, koľko (jedna alebo viac) fáz tvorí počiatočné činidlá a reakčné produkty, sa chemické reakcie delia na homofázové a heterofázové.

Homofázické reakcie sú tie, v ktorých sú reaktanty, stabilné medziprodukty a reakčné produkty všetky v rovnakej fáze.

Reakcie sa nazývajú heterofázové, v ktorých východiskové činidlá, stabilné medziprodukty a reakčné produkty tvoria viac ako jednu fázu.

Záležiac ​​na únikové zóny reakcie sa delia na homogénne a heterogénne reakcie.

Pojmy "homogénne" a "heterogénne" reakcie sa nezhodujú s koncepciami "homofázických" a "heterofázických" procesov. Homogenita a heterogenita reakcie do určitej miery odráža jej mechanizmus: či reakcia prebieha v objeme jednej fázy alebo na fázovom rozhraní. Homofázická a heterofázická povaha procesu umožňuje posúdiť iba fázové zloženie účastníkov reakcie.

V prípade homogénnych reakcií sú reaktanty a produkty v rovnakej fáze (kvapalnej alebo plynnej) a reakcia prebieha v objeme tejto fázy. Napríklad oxidácia oxidu dusnatého vzdušným kyslíkom pri výrobe kyseliny dusičnej je reakcia v plynnej fáze, zatiaľ čo esterifikačné reakcie (získanie esterov z organických kyselín a alkoholov) sú v kvapalnej fáze.

Keď nastanú heterogénne reakcie, aspoň jeden z reaktantov alebo produktov je vo fázovom stave, ktorý sa líši od fázového stavu ostatných účastníkov, a pri jeho analýze sa musí brať do úvahy fázové rozhranie. Napríklad neutralizácia kyseliny alkáliou je homofázický homogénny proces. Katalytická syntéza amoniaku je homofázický heterogénny proces. Oxidácia uhľovodíkov v kvapalnej fáze plynným kyslíkom je heterofázový proces, ale prebiehajúca chemická reakcia je homogénna. Hasenie vápna CaO + H 2 O Ca (OH) 2, pri ktorom všetci traja účastníci reakcie tvoria samostatné fázy a reakcia prebieha na rozhraní medzi vodou a oxidom vápenatým, je heterofázový heterogénny proces.

V závislosti od toho, či sa na zmenu rýchlosti reakcie používajú špeciálne látky, katalyzátory, sa rozlišujú katalytický a nekatalytické reakcie a podľa toho aj chemicko-technologické procesy. Prevažná väčšina chemických reakcií, na ktorých sú založené priemyselné chemicko-technologické procesy, sú katalytické reakcie.

K dnešnému dňu neexistuje dobre zavedená klasifikácia chemické procesy technológie. Je prakticky účelné ich kombinovať v závislosti od hlavných vzorov charakterizujúcich priebeh procesov, v nasledujúce skupiny:

hydrodynamické procesy; zahŕňajú pohyb kvapalín, separáciu suspenzií, miešanie. Na pohyb kvapalných činidiel a medziproduktov sa používajú rôzne čerpadlá: piestové, odstredivé, prúdové atď. Suspenzie sa oddeľujú usadzovaním, filtrovaním.

2tepelné procesy; zmena makroskopického stavu termodynamického systému.

3difúzne procesy; zmena makroskopického stavu termodynamického systému.

Systém, v ktorom prebieha tepelný proces, sa nazýva pracovná tekutina.

Tepelné procesy môžeme rozdeliť na rovnovážne a nerovnovážne. Rovnováha je proces, v ktorom sú všetky stavy, ktorými systém prechádza, rovnovážnymi stavmi.

Tepelné procesy môžeme rozdeliť na vratné a nevratné. Proces sa nazýva reverzibilný, ak sa môže uskutočniť v opačnom smere cez všetky rovnaké medzistavy.

1. chladiace procesy; poskytujú nepretržité umenie, chladenie dekomp. in-in (telesá) tým, že z nich odoberáme teplo. prirodzené chladenie studenou vodou alebo vzduchom umožňuje ochladiť na teplotu chladiaceho média a nevyžaduje prívod energie. Ochladzovanie na nižšie teploty prebieha v umení. chladné prostredie, na vytvorenie ktorého sa spotrebúva mech., tepelné alebo chemické. energie

   mechanické procesy spojené so spracovaním pevných látok;

   chemické procesy spojené s chemickými premenami spracovávaných materiálov.

Procesy rozčlenené aj na:

periodikum,

nepretržitý,

kombinované.

dávkový proces Vyznačuje sa jednotou miesta, kde sa vyskytujú jej jednotlivé etapy a nestálym stavom v čase. Periodické procesy sa uskutočňujú v zariadeniach s periodickou činnosťou, z ktorých je konečný produkt v určitých intervaloch úplne alebo čiastočne vykladaný. Po vyložení aparatúry sa do nej vloží nová várka surovín a výrobný cyklus sa znova opakuje. V dôsledku nestabilného stavu v periodickom procese v ktoromkoľvek bode hmoty spracovávaného materiálu alebo v ktorejkoľvek časti zariadenia sa môžu jednotlivé fyzikálne veličiny alebo parametre (napríklad teplota, tlak, koncentrácia, tepelná kapacita, rýchlosť atď. ) charakterizujúce proces a zmenu stavu spracovávaných látok počas doby procesu.

Nepretržitý proces charakterizované jednotou času priebehu všetkých jeho etáp, ustáleným stavom a kontinuálnym výberom finálneho produktu. Nepretržité procesy sa vykonávajú v nepretržitých zariadeniach. V dôsledku ustáleného stavu v ktoromkoľvek bode hmoty spracovávaného materiálu alebo v ktorejkoľvek časti nepretržite pracujúceho zariadenia zostávajú fyzikálne veličiny alebo parametre prakticky nezmenené počas celého procesu.

Kombinovaný proces je buď kontinuálny proces, ktorého jednotlivé stupne sa uskutočňujú periodicky, alebo taký periodický proces, ktorého jeden alebo viac stupňov sa uskutočňuje kontinuálne. Nepretržité procesy majú množstvo významných výhod oproti periodickým a kombinovaným. Medzi tieto výhody patrí predovšetkým:

možnosť plnej mechanizácie a automatizácie, ktorá znižuje využitie ručnej práce na minimum;

homogenita získaných produktov a možnosť zlepšenia ich kvality;

kompaktnosť zariadenia potrebného na realizáciu procesu, čo znižuje investičné náklady aj náklady na opravy.

Preto sa v súčasnosti vo všetkých odvetviach techniky snažia prejsť z periodickej do kontinuálne výrobné procesy.

26. Zovšeobecnená metóda technologického výpočtu primárnych usadzovacích nádrží spočíva vo výbere typu a požadovaného počtu štandardných konštrukcií, ktoré poskytujú požadovaný čistiaci účinok.

Je ich veľa metódy technologického výpočtu horizontálnych usadzovacích nádrží, ktoré sú založené na empirických závislostiach a experimentálne získaných koeficientoch. Tieto vzorce sú založené na vzťahu medzi časom usadzovania potrebným na dosiahnutie požadovaného efektu vyčírenia odpadovej vody a rýchlosťou usadzovania (vychádzania) tých častíc, ktoré musia byť zadržané v žumpe.

Z veľkého počtu Vo výpočtových vzorcoch navrhnutých na tento účel sú progresívne len tie z nich, ktoré umožňujú čo najkompletnejšie zváženie skutočných podmienok depozície a vzťahu medzi hlavnými výpočtovými parametrami. Túto požiadavku spĺňajú vzorce týkajúce sa času usadzovania potrebného na dosiahnutie požadovaného efektu prečistenia odpadovej vody a rýchlosti usadzovania tých častíc, ktoré musia byť zadržané v žumpe.

Z veľkého počtu metódy technologického výpočtu sedimentačných nádrží a výpočtové vzorce navrhnuté na tento účel, iba tie z nich sú progresívne, ktoré umožňujú čo najúplnejšie posúdenie skutočných podmienok uloženia a vzťahu medzi hlavnými parametrami výpočtu. Túto požiadavku spĺňajú vzorce týkajúce sa času usadzovania potrebného na dosiahnutie požadovaného efektu čírenia odpadovej vody a hydraulickej veľkosti tých častíc, ktoré musia byť zadržané v žumpe.

27. V prvej aproximácii je vplyv teploty na rýchlosť reakcie určený van't Hoffovým pravidlom.V rozsahu teplôt od 0 °C do 100 °C, so zvýšením teploty o každých 10 stupňov, rýchlosť a chemická reakcia sa zvyšuje 2-4 krát:

Van't Hoffovo pravidlo- empirické pravidlo, ktoré umožňuje ako prvé priblíženie odhadnúť vplyv teploty na rýchlosť chemickej reakcie v malom teplotnom rozsahu (zvyčajne od 0 °C do 100 °C). J. H. van't Hoff na základe mnohých experimentov sformuloval nasledovné pravidlo:

Rovnica, ktorá popisuje toto pravidlo, je nasledovná:

kde je rýchlosť reakcie pri teplote, je rýchlosť reakcie pri teplote, je teplotný koeficient reakcie (ak je napríklad rovný 2, potom sa rýchlosť reakcie zvýši dvakrát so zvýšením teploty o 10 stupňov ).

Malo by sa pamätať na to, že van't Hoffovo pravidlo je použiteľné len pre reakcie s aktivačnou energiou 60-120 kJ/mol v teplotnom rozsahu 10-400 o C. Van't Hoffovo pravidlo sa tiež neriadi reakciami, pri ktorých objemné molekuly sa zúčastňujú napríklad proteínov v biologických systémoch. Teplotnú závislosť rýchlosti reakcie správnejšie popisuje Arrheniova rovnica. stanovuje závislosť rýchlostnej konštanty chemickej reakcie od teploty.Podľa jednoduchého zrážkového modelu môže dôjsť k chemickej reakcii medzi dvoma východiskovými látkami len v dôsledku zrážky molekúl týchto látok. Ale nie každá zrážka vedie k chemickej reakcii. Je potrebné prekonať určitú energetickú bariéru, aby molekuly začali medzi sebou reagovať. To znamená, že molekuly musia mať určitú minimálnu energiu (aktivačnú energiu), aby prekonali túto bariéru. Boltzmannove rozdelenia pre kinetickú energiu molekúl Je známe, že počet molekúl s energiou je úmerný . Výsledkom je, že rýchlosť chemickej reakcie predstavuje rovnica, ktorú získal švédsky chemik Svante Arrhenius z termodynamických úvah:

Tu charakterizuje frekvenciu zrážok reagujúcich molekúl, je univerzálna plynová konštanta.

Extrakcia(z lat. extraho - extrakt) - spôsob extrakcie látky z roztoku alebo suchej zmesi pomocou vhodného rozpúšťadla ( extraktant). Na extrakciu z roztoku sa používajú rozpúšťadlá, ktoré sú s týmto roztokom nemiešateľné, ale v ktorých sa látka rozpúšťa lepšie ako v prvom rozpúšťadle.

Extrakcia môže byť jednoduchá (jednorazová alebo viacnásobná) alebo nepretržitá ( perkolácia).

Najjednoduchším spôsobom extrakcie z roztoku je jednorazové alebo viacnásobné premytie extrakčným činidlom v oddeľovacom lieviku.Oddeľovací lievik je nádoba so zátkou a kohútikom na vypúšťanie spodnej vrstvy kvapaliny. Na kontinuálnu extrakciu sa používajú špeciálne zariadenia - extraktory, prípadne perkolátory.

Na extrakciu jednotlivej látky alebo špecifickej zmesi (extraktu) zo suchých produktov v laboratóriách sa široko používa kontinuálna Soxhletova extrakcia.

V laboratórnej praxi chemickej syntézy možno extrakciu použiť na izoláciu čistej látky z reakčnej zmesi alebo na kontinuálne odstraňovanie jedného z reakčných produktov z reakčnej zmesi počas syntézy.

Extrakcia sa využíva v chemickom, ropnom, potravinárskom, metalurgickom, farmaceutickom a inom priemysle, v analytickej chémii a chemickej syntéze.

29. Technologický postup- je to časť výrobného procesu, ktorá obsahuje účelové akcie na zmenu a (alebo) určenie stavu predmetu práce. Medzi pracovné predmety patria polotovary a výrobky.

Chemické vlastnosti látok sa prejavujú rôznymi chemickými reakciami.

Premeny látok sprevádzané zmenou ich zloženia a (alebo) štruktúry sa nazývajú chemické reakcie. Často sa vyskytuje nasledujúca definícia: chemická reakcia Proces premeny východiskových látok (činidiel) na konečné látky (produkty) sa nazýva tzv.

Chemické reakcie sú zapísané pomocou chemických rovníc a schém obsahujúcich vzorce východiskových látok a reakčných produktov. V chemických rovniciach, na rozdiel od schém, je počet atómov každého prvku rovnaký na ľavej a pravej strane, čo odráža zákon zachovania hmotnosti.

Na ľavej strane rovnice sú napísané vzorce východiskových látok (činidiel), na pravej strane - látky získané v dôsledku chemickej reakcie (produkty reakcie, konečné látky). Rovnaké znamienko spájajúce ľavú a pravú stranu znamená, že celkový počet atómov látok zúčastňujúcich sa reakcie zostáva konštantný. To sa dosiahne umiestnením celočíselných stechiometrických koeficientov pred vzorce, ktoré ukazujú kvantitatívne pomery medzi reaktantmi a reakčnými produktmi.

Chemické rovnice môžu obsahovať ďalšie informácie o vlastnostiach reakcie. Ak chemická reakcia prebieha pod vplyvom vonkajších vplyvov (teplota, tlak, žiarenie atď.), je to označené príslušným symbolom, zvyčajne nad (alebo „pod“) znakom rovnosti.

Obrovské množstvo chemických reakcií možno zoskupiť do niekoľkých typov reakcií, ktoré sa vyznačujú presne definovanými znakmi.

Ako klasifikačné znaky je možné vybrať nasledovné:

1. Počet a zloženie východiskových látok a reakčných produktov.

2. Súhrnný stav reaktantov a reakčných produktov.

3. Počet fáz, v ktorých sa nachádzajú účastníci reakcie.

4. Charakter prenášaných častíc.

5. Možnosť priebehu reakcie v smere dopredu a dozadu.

6. Znak tepelného efektu rozdeľuje všetky reakcie na: exotermický reakcie prebiehajúce s exoefektom - uvoľnením energie vo forme tepla (Q> 0, ∆H<0):

C + O2 \u003d CO2 + Q

a endotermický reakcie prebiehajúce s endo efektom - absorpciou energie vo forme tepla (Q<0, ∆H >0):

N2 + O2 \u003d 2NO - Q.

Takéto reakcie sú termochemické.

Pozrime sa podrobnejšie na každý z typov reakcií.

Klasifikácia podľa počtu a zloženia činidiel a konečných látok

1. Reakcie spojenia

Pri reakciách zlúčeniny z niekoľkých reagujúcich látok relatívne jednoduchého zloženia sa získa jedna látka zložitejšieho zloženia:

Spravidla sú tieto reakcie sprevádzané uvoľňovaním tepla, t.j. vedú k tvorbe stabilnejších a menej energeticky bohatých zlúčenín.

Reakcie kombinácie jednoduchých látok majú vždy redoxný charakter. Spájacie reakcie vyskytujúce sa medzi komplexnými látkami sa môžu vyskytnúť bez zmeny valencie:

CaCO 3 + CO 2 + H20 \u003d Ca (HCO 3) 2,

a byť klasifikované ako redoxné:

2FeCl2 + Cl2 = 2FeCl3.

2. Rozkladné reakcie

Rozkladné reakcie vedú k vzniku niekoľkých zlúčenín z jednej komplexnej látky:

A = B + C + D.

Produkty rozkladu komplexnej látky môžu byť jednoduché aj zložité látky.

Z rozkladných reakcií, ktoré sa vyskytujú bez zmeny valenčných stavov, je potrebné poznamenať rozklad kryštalických hydrátov, zásad, kyselín a solí kyselín obsahujúcich kyslík:

	t o
4HNO 3	=	2H20 + 4N020 + 020.

2AgNO 3 \u003d 2Ag + 2NO 2 + O 2,
(NH4)2Cr207 \u003d Cr203 + N2 + 4H20.

Charakteristické sú najmä redoxné reakcie rozkladu solí kyseliny dusičnej.

Rozkladné reakcie v organickej chémii sa nazývajú krakovanie:

C18H38 \u003d C9H18 + C9H20,

alebo dehydrogenáciou

C4H10 \u003d C4H6 + 2H2.

3. Substitučné reakcie

Pri substitučných reakciách obyčajne jednoduchá látka interaguje so zložitou látkou, pričom vzniká ďalšia jednoduchá látka a ďalšia zložitá látka:

A + BC = AB + C.

Tieto reakcie vo veľkej väčšine patria medzi redoxné reakcie:

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

Zn + 2HCl \u003d ZnCl2 + H2,

2KBr + Cl2 \u003d 2KCl + Br2,

2KS103 + 12 = 2K103 + Cl2.

Príkladov substitučných reakcií, ktoré nie sú sprevádzané zmenou valenčných stavov atómov, je extrémne málo. Treba poznamenať reakciu oxidu kremičitého so soľami kyselín obsahujúcich kyslík, ktoré zodpovedajú plynným alebo prchavým anhydridom:

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

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

Niekedy sa tieto reakcie považujú za výmenné reakcie:

CH4 + Cl2 = CH3CI + Hcl.

4. Výmenné reakcie

Výmenné reakcie Reakcie medzi dvoma zlúčeninami, ktoré si vymieňajú svoje zložky, sa nazývajú:

AB + CD = AD + CB.

Ak sa počas substitučných reakcií vyskytujú redoxné procesy, potom vždy prebiehajú výmenné reakcie bez zmeny valenčného stavu atómov. Toto je najbežnejšia skupina reakcií medzi komplexnými látkami - oxidmi, zásadami, kyselinami a soľami:

ZnO + H2S04 \u003d ZnS04 + H20,

AgN03 + KBr = AgBr + KNO3,

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

Špeciálnym prípadom týchto výmenných reakcií je neutralizačné reakcie:

Hcl + KOH \u003d KCl + H20.

Zvyčajne sa tieto reakcie riadia zákonmi chemickej rovnováhy a prebiehajú v smere, v ktorom sa aspoň jedna z látok odstráni z reakčnej sféry vo forme plynnej, prchavej látky, zrazeniny alebo zlúčeniny s nízkou disociáciou (pre roztoky):

NaHC03 + Hcl \u003d NaCl + H20 + CO2,

Ca (HCO 3) 2 + Ca (OH) 2 \u003d 2CaC03 ↓ + 2H20,

CH3COONa + H3RO4 \u003d CH3COOH + NaH2RO4.

5. Prenosové reakcie.

Pri prenosových reakciách prechádza atóm alebo skupina atómov z jednej štruktúrnej jednotky do druhej:

AB + BC \u003d A + B 2 C,

A2B + 2CB2 = DIA2 + DIA3.

Napríklad:

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

H20 + 2N02 \u003d HN02 + HN03.

Klasifikácia reakcií podľa fázových znakov

V závislosti od stavu agregácie reagujúcich látok sa rozlišujú tieto reakcie:

1. Reakcie plynov

H2 + Cl2		2HCl.

2. Reakcie v roztokoch

NaOH (p-p) + Hcl (p-p) \u003d NaCl (p-p) + H20 (l)

3. Reakcie medzi pevnými látkami

	t o
CaO (tv) + SiO2 (tv)	=	CaSiO 3 (TV)

Klasifikácia reakcií podľa počtu fáz.

Fáza sa chápe ako súbor homogénnych častí systému s rovnakými fyzikálnymi a chemickými vlastnosťami, ktoré sú navzájom oddelené rozhraním.

Z tohto hľadiska možno celú škálu reakcií rozdeliť do dvoch tried:

1. Homogénne (jednofázové) reakcie. Patria sem reakcie prebiehajúce v plynnej fáze a množstvo reakcií vyskytujúcich sa v roztokoch.

2. Heterogénne (viacfázové) reakcie. Patria sem reakcie, v ktorých sú reaktanty a produkty reakcie v rôznych fázach. Napríklad:

reakcie plyn-kvapalina

C02 (g) + NaOH (p-p) = NaHC03 (p-p).

reakcie plyn-tuhá fáza

CO2 (g) + CaO (tv) \u003d CaC03 (tv).

reakcie kvapalina-tuhá fáza

Na2S04 (roztok) + BaCl3 (roztok) \u003d BaS04 (tv) ↓ + 2NaCl (p-p).

reakcie kvapalina-plyn-tuhá fáza

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

Klasifikácia reakcií podľa typu nesených častíc

1. Protolytické reakcie.

Komu protolytické reakcie zahŕňajú chemické procesy, ktorých podstatou je prenos protónu z jedného reaktantu na druhý.

Táto klasifikácia je založená na protolytickej teórii kyselín a zásad, podľa ktorej je kyselina akákoľvek látka, ktorá daruje protón, a zásada je látka, ktorá môže prijať protón, napríklad:

Protolytické reakcie zahŕňajú neutralizačné a hydrolytické reakcie.

2. Redoxné reakcie.

Patria sem reakcie, pri ktorých si reaktanty vymieňajú elektróny, pričom sa mení oxidačný stav atómov prvkov, ktoré tvoria reaktanty. Napríklad:

Zn + 2H + → Zn2 + + H2,

FeS2 + 8HN03 (konc) = Fe(N03)3 + 5NO + 2H2S04 + 2H20,

Prevažná väčšina chemických reakcií je redoxných, zohrávajú mimoriadne dôležitú úlohu.

3. Reakcie výmeny ligandov.

Patria sem reakcie, počas ktorých dochádza k prenosu elektrónového páru s vytvorením kovalentnej väzby mechanizmom donor-akceptor. Napríklad:

Cu(N03)2 + 4NH3 = (N03)2,

Fe + 5CO = ,

Al(OH)3 + NaOH = .

Charakteristickým znakom reakcií výmeny ligandov je, že tvorba nových zlúčenín, nazývaných komplexné, prebieha bez zmeny oxidačného stavu.

4. Reakcie atómovo-molekulárnej výmeny.

Tento typ reakcií zahŕňa mnohé substitučné reakcie študované v organickej chémii, ktoré prebiehajú podľa radikálového, elektrofilného alebo nukleofilného mechanizmu.

Reverzibilné a nevratné chemické reakcie

Takéto chemické procesy sa nazývajú reverzibilné, ktorých produkty sú schopné navzájom reagovať za rovnakých podmienok, v akých sa získavajú, za vzniku východiskových látok.

Pre reverzibilné reakcie sa rovnica zvyčajne píše takto:

Dve opačne smerujúce šípky označujú, že za rovnakých podmienok prebiehajú súčasne reakcie vpred aj vzad, napríklad:

CH3COOH + C2H5OH CH3COOS2H5 + H20.

Nezvratné sú také chemické procesy, ktorých produkty nie sú schopné vzájomne reagovať za vzniku východiskových látok. Príklady nevratných reakcií sú rozklad Bertoletovej soli pri zahrievaní:

2KSlO 3 → 2KSl + ZO 2,

alebo oxidácia glukózy vzdušným kyslíkom:

C6H1206 + 602 -> 6C02 + 6H20.