8. Разновидности химических реакций

В химии, как и во многих других сферах, часто важным оказывает вопрос скорости протекания реакции. Чем быстрее протекает реакция, тем быстрее есть возможность получить желаемый результат и наоборот, иногда есть необходимость в замедлении получения конечного продукта.

О вопросах скоростей химических реакций мы и будем рассуждать в этой статье. В химии данным вопросом занимается раздел химической кинетики. Для начала разберемся, какие вообще бывают химические реакции?

Классификация химических реакций.

I. По числу и составу исходных веществ и образующихся веществ.

1. Разложение - реакция, в которой из одного простого вещества получаются несколько простых или сложных продуктов. Например, разложение хлората калия:

Рис. 1 Разложение хлората калия

При разложении хлората калия под действием высокой температуры (буква t над знаком равенства означает повышенную температуру) получается хлорид калия и кислород. Не забываем уравнять! При этом кислород выделяется в виде газа. Чтобы показать, что кислород выделяется в виде газа рядом с ним ставят стрелочку вверх. Если бы какое-то вещество выпало в осадок, то рядом с ним была бы стрелочка вниз.

2. Соединение - реакция, в которой 2 простых или сложных вещества вступают в реакцию, в результате всегда получается одно сложное вещество. Например, получение сульфида железа или получение гидроксида натрия (рисунок 2).

Рис. 2 Получение сульфида железа (FeS) и гидрооксида натрия NaOH

3. Обмен - это реакция, в которой участвуют н сложных вещества, в результате получается 2 сложных вещества (обмен составными веществами. Для того, чтобы подобная реакция была возможна, обязательно в ходе обмена должны образовываться: газ, осадок (нерастворимое вещество) либо малодиссоциирующего вещества (вода, слабая кислота, гидроксид аммония) (пример: рисунок 3).

Рис.3 Пример реакции ионного обмена нитрата серебра и хлорида натрия

Замещение - это реакция, в которой участвуют простые и сложные вещества, атомы простого вещества замещают атомы одного из элементов в сложном веществе (рисунок 4). Более активный металл замещает менее активный (смотри ряд активностей металлов - рисунок 5).

Рис. 4 Примеры реакции замещения

Рис. 5 Ряд активностей металлов

II. По изменению степени окисления

Окислительно-восстановительные реакции (ОВР или Red-Ox) - это реакции, в которых изменяется степень окисления (рисунок 6).

Рис. 6 Пример окислительно-восстановительной реакции

III По тепловому эффекту

1. Экзотермические реакции - это реакции, в которых происходит выделение теплоты. Выделение теплоты обозначается +Q. Чаще всего - это реакции соединения.

2. Эндотермические реакции - это реакции, в которых необходимо затратить энергию (теплоту). Затраты теплоты обозначаются -Q. Чаще всего - это реакции разложения, за исключение реакции соединения азота и кислорода под воздействие электричества (рисунок 7).

Рис. 7 Соединения атомарного азота и атомарного кислорода под воздействием высокой температуры (затрата тепла - эндотермическая реакция)

Рис. 8 Реакция гидролиза метилового эфира уксусной кислоты

IV По обратимости

1. Обратимые реакции, то есть идут в двух направлениях (рисунок 8).

2. Не обратимые реакции - это такие реакции, которые идут до конца с полным превращением веществ. Их меньше, чем обратимых.

V По наличию поверхности раздела

1. Гомогенные (однородная среда): либо все задействованные в реакции вещества газы, либо жидкости, либо твердые (Рисунок 9).

Рис. 9 Получение соляной кислоты из газообразных водорода и хлора. HCl также представляет собой газовую фазу.

2. Гетерогенные (на границе раздела фаз). Фаза - составная часть реакционной системы, ограничена поверхностью раздела (Рисунок 10).

Рис. 10 Получение хлорида цинка (жидкого) из Соляной кислоты (ж) и Цинка (тв)

VI По наличию катализатора

Катализатор - это вещество, которое ускоряет химическую реакцию, но само не расходуется. Различают:

1. Каталитические реакции.

2. Некаталитические реакции.

На этом все! В следующей статье будет рассмотрена тема кинетики химических реакций.