คุณสมบัติทางเคมีของสารถูกเปิดเผยในปฏิกิริยาเคมีที่หลากหลาย

การเปลี่ยนแปลงของสารพร้อมกับการเปลี่ยนแปลงในองค์ประกอบและ (หรือ) โครงสร้างเรียกว่า ปฏิกริยาเคมี. มักพบคำจำกัดความต่อไปนี้: ปฏิกิริยาเคมีกระบวนการเปลี่ยนรูปของสารตั้งต้น (รีเอเจนต์) เป็นสารสุดท้าย (ผลิตภัณฑ์) เรียกว่า

ปฏิกิริยาเคมีเขียนโดยใช้สมการและแผนภาพทางเคมีที่มีสูตรของสารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์จากปฏิกิริยา ในสมการเคมีซึ่งแตกต่างจากแบบแผน จำนวนอะตอมของธาตุแต่ละธาตุจะเท่ากันทางด้านซ้ายและด้านขวา ซึ่งสะท้อนถึงกฎการอนุรักษ์มวล

ทางด้านซ้ายของสมการจะเขียนสูตรของสารตั้งต้น (รีเอเจนต์) ทางด้านขวา - สารที่ได้จากปฏิกิริยาเคมี (ผลิตภัณฑ์จากปฏิกิริยา สารสุดท้าย) เครื่องหมายเท่ากับที่เชื่อมต่อด้านซ้ายและด้านขวาบ่งชี้ว่าจำนวนอะตอมทั้งหมดของสารที่เข้าร่วมในปฏิกิริยายังคงไม่เปลี่ยนแปลง ซึ่งทำได้โดยการวางค่าสัมประสิทธิ์ปริมาณสัมพันธ์ของจำนวนเต็มไว้หน้าสูตร โดยแสดงอัตราส่วนเชิงปริมาณระหว่างสารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์จากปฏิกิริยา

สมการเคมีอาจมีข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับคุณสมบัติของปฏิกิริยา หากปฏิกิริยาเคมีเกิดขึ้นภายใต้อิทธิพลของอิทธิพลภายนอก (อุณหภูมิ ความดัน การแผ่รังสี ฯลฯ) นี่จะแสดงด้วยสัญลักษณ์ที่เหมาะสม ซึ่งมักจะอยู่เหนือ (หรือ "ใต้") เครื่องหมายเท่ากับ

ปฏิกิริยาเคมีจำนวนมากสามารถจัดกลุ่มได้เป็นปฏิกิริยาหลายประเภท ซึ่งมีลักษณะเฉพาะที่ชัดเจน

เนื่องจาก คุณสมบัติการจัดหมวดหมู่สามารถเลือกได้ดังนี้

1. จำนวนและองค์ประกอบของวัสดุตั้งต้นและผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยา

2. สถานะรวมของสารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยา

3. จำนวนเฟสที่ผู้เข้าร่วมในปฏิกิริยาคือ

4. ลักษณะของอนุภาคที่ถ่ายโอน

5. ความเป็นไปได้ที่ปฏิกิริยาจะเกิดขึ้นในทิศทางไปข้างหน้าและย้อนกลับ

6. สัญลักษณ์ของผลความร้อนแยกปฏิกิริยาทั้งหมดออกเป็น: คายความร้อนปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นกับเอฟเฟกต์ภายนอก - การปล่อยพลังงานในรูปของความร้อน (Q> 0, ∆H<0):

C + O 2 \u003d CO 2 + Q

และ ดูดความร้อนปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นกับเอนโดเอฟเฟกต์ - การดูดซับพลังงานในรูปของความร้อน (Q<0, ∆H >0):

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

ปฏิกิริยาดังกล่าวคือ เทอร์โมเคมี.

ให้เราพิจารณารายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับปฏิกิริยาแต่ละประเภท

การจำแนกตามจำนวนและองค์ประกอบของรีเอเจนต์และสารขั้นสุดท้าย

1. ปฏิกิริยาการเชื่อมต่อ

ในปฏิกิริยาของสารประกอบจากสารทำปฏิกิริยาหลายชนิดที่มีองค์ประกอบที่ค่อนข้างง่าย จะได้สารหนึ่งที่มีองค์ประกอบที่ซับซ้อนกว่า:

ตามกฎแล้วปฏิกิริยาเหล่านี้จะมาพร้อมกับการปล่อยความร้อนเช่น นำไปสู่การก่อตัวของสารประกอบที่มีเสถียรภาพมากขึ้นและให้พลังงานน้อยลง

ปฏิกิริยาของการรวมกันของสารธรรมดามักจะรีดอกซ์ในธรรมชาติ ปฏิกิริยาการเชื่อมต่อที่เกิดขึ้นระหว่างสารที่ซับซ้อนสามารถเกิดขึ้นได้ทั้งโดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงในความจุ:

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

และจัดเป็นรีดอกซ์:

2FeCl 2 + Cl 2 = 2FeCl 3

2. ปฏิกิริยาการสลายตัว

ปฏิกิริยาการสลายตัวทำให้เกิดสารประกอบหลายชนิดจากสารเชิงซ้อนตัวเดียว:

A = B + C + D

ผลิตภัณฑ์จากการสลายตัวของสารเชิงซ้อนสามารถเป็นได้ทั้งสารธรรมดาและสารเชิงซ้อน

จากปฏิกิริยาการสลายตัวที่เกิดขึ้นโดยไม่เปลี่ยนสถานะความจุ ควรสังเกตการสลายตัวของผลึกไฮเดรต เบส กรดและเกลือของกรดที่มีออกซิเจน:

	ถึง
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

ลักษณะเฉพาะคือปฏิกิริยารีดอกซ์ของการสลายตัวของเกลือของกรดไนตริก

ปฏิกิริยาการสลายตัวในเคมีอินทรีย์เรียกว่าการแตกร้าว:

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

หรือดีไฮโดรจีเนชั่น

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

3. ปฏิกิริยาการทดแทน

ในปฏิกิริยาการแทนที่ โดยปกติสารธรรมดาจะทำปฏิกิริยากับสารเชิงซ้อน ทำให้เกิดสารธรรมดาอีกชนิดหนึ่งและสารเชิงซ้อนอีกตัวหนึ่ง:

A + BC = AB + C

ปฏิกิริยาเหล่านี้ส่วนใหญ่เป็นปฏิกิริยารีดอกซ์:

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

ตัวอย่างของปฏิกิริยาการแทนที่ที่ไม่ได้มาพร้อมกับการเปลี่ยนแปลงในสถานะเวเลนซ์ของอะตอมมีน้อยมาก ควรสังเกตปฏิกิริยาของซิลิกอนไดออกไซด์กับเกลือของกรดที่มีออกซิเจนซึ่งสอดคล้องกับแอนไฮไดรด์ที่เป็นก๊าซหรือระเหยได้:

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

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

บางครั้งปฏิกิริยาเหล่านี้ถือเป็นปฏิกิริยาแลกเปลี่ยน:

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

4. ปฏิกิริยาแลกเปลี่ยน

ปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยนปฏิกิริยาระหว่างสารประกอบสองชนิดที่แลกเปลี่ยนองค์ประกอบของพวกมันเรียกว่า:

AB + ซีดี = AD + CB

หากกระบวนการรีดอกซ์เกิดขึ้นระหว่างปฏิกิริยาการแทนที่ ปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยนจะเกิดขึ้นเสมอโดยไม่เปลี่ยนสถานะเวเลนซ์ของอะตอม นี่คือปฏิกิริยากลุ่มที่พบบ่อยที่สุดระหว่างสารที่ซับซ้อน - ออกไซด์ เบส กรดและเกลือ:

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

AgNO 3 + KBr = AgBr + KNO 3,

CrCl 3 + ZNaOH = Cr(OH) 3 + ZNaCl

กรณีพิเศษของปฏิกิริยาแลกเปลี่ยนเหล่านี้คือ ปฏิกิริยาการวางตัวเป็นกลาง:

Hcl + KOH \u003d KCl + H 2 O.

โดยปกติ ปฏิกิริยาเหล่านี้จะเป็นไปตามกฎของสมดุลเคมีและดำเนินไปในทิศทางที่สารอย่างน้อยหนึ่งชนิดถูกกำจัดออกจากทรงกลมของปฏิกิริยาในรูปของสารประกอบที่เป็นก๊าซ สารระเหย ตกตะกอน หรือความแตกแยกต่ำ (สำหรับสารละลาย): สารประกอบ:

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. ปฏิกิริยาการถ่ายโอน

ในปฏิกิริยาการถ่ายโอน อะตอมหรือกลุ่มของอะตอมผ่านจากหน่วยโครงสร้างหนึ่งไปยังอีกหน่วยหนึ่ง:

AB + BC \u003d A + B 2 C,

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

ตัวอย่างเช่น:

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

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

การจำแนกปฏิกิริยาตามคุณสมบัติของเฟส

ขึ้นอยู่กับสถานะของการรวมตัวของสารทำปฏิกิริยา ปฏิกิริยาต่อไปนี้มีความโดดเด่น:

1. ปฏิกิริยาแก๊ส

H 2 + Cl 2		2HCl.

2. ปฏิกิริยาในการแก้ปัญหา

NaOH (ppp) + Hcl (ppp) \u003d NaCl (p-p) + H 2 O (ล.)

3. ปฏิกิริยาระหว่างของแข็ง

	ถึง
CaO (ทีวี) + SiO 2 (ทีวี)	=	CaSiO 3 (ทีวี)

การจำแนกปฏิกิริยาตามจำนวนเฟส

เฟสเป็นที่เข้าใจกันว่าเป็นชุดของชิ้นส่วนที่เป็นเนื้อเดียวกันของระบบที่มีคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีเหมือนกัน และแยกออกจากกันโดยส่วนต่อประสาน

จากมุมมองนี้ ปฏิกิริยาที่หลากหลายทั้งหมดสามารถแบ่งออกเป็นสองประเภท:

1. ปฏิกิริยาที่เป็นเนื้อเดียวกัน (เฟสเดียว)ซึ่งรวมถึงปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นในเฟสของแก๊ส และปฏิกิริยาจำนวนหนึ่งที่เกิดขึ้นในสารละลาย

2. ปฏิกิริยาต่างกัน (หลายเฟส)ซึ่งรวมถึงปฏิกิริยาที่สารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์ของปฏิกิริยาอยู่ในระยะต่างๆ ตัวอย่างเช่น:

ปฏิกิริยาเฟสแก๊สและของเหลว

CO 2 (g) + NaOH (pp) = NaHCO 3 (pp)

ปฏิกิริยาแก๊ส-ของแข็ง-เฟส

CO 2 (g) + CaO (ทีวี) \u003d CaCO 3 (ทีวี)

ปฏิกิริยาเฟสของเหลว-ของแข็ง

Na 2 SO 4 (สารละลาย) + BaCl 3 (สารละลาย) \u003d BaSO 4 (ทีวี) ↓ + 2NaCl (pp)

ปฏิกิริยาของเหลว - แก๊ส - ของแข็ง - เฟส

Ca (HCO 3) 2 (สารละลาย) + H 2 SO 4 (สารละลาย) \u003d CO 2 (r) + H 2 O (l) + CaSO 4 (ทีวี) ↓

การจำแนกปฏิกิริยาตามประเภทของอนุภาคที่บรรทุก

1. ปฏิกิริยาโปรโตไลติก

ถึง ปฏิกิริยาโปรโตไลติกรวมถึงกระบวนการทางเคมีซึ่งมีสาระสำคัญคือการถ่ายโอนโปรตอนจากสารตั้งต้นหนึ่งไปยังอีกสารหนึ่ง

การจำแนกประเภทนี้อิงตามทฤษฎีโปรโตไลติกของกรดและเบส โดยที่กรดคือสารใดๆ ที่ให้โปรตอน และเบสคือสารที่รับโปรตอนได้ เช่น

ปฏิกิริยาโปรโตไลติกรวมถึงการทำให้เป็นกลางและปฏิกิริยาไฮโดรไลซิส

2. ปฏิกิริยารีดอกซ์

ซึ่งรวมถึงปฏิกิริยาที่สารตั้งต้นแลกเปลี่ยนอิเล็กตรอน ขณะที่เปลี่ยนสถานะออกซิเดชันของอะตอมของธาตุที่ประกอบขึ้นเป็นสารตั้งต้น ตัวอย่างเช่น:

Zn + 2H + → Zn 2 + + H 2 ,

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

ปฏิกิริยาเคมีส่วนใหญ่เป็นรีดอกซ์ ซึ่งมีบทบาทสำคัญอย่างยิ่ง

3. ปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยนลิแกนด์

ซึ่งรวมถึงปฏิกิริยาระหว่างที่คู่อิเล็กตรอนถูกถ่ายโอนด้วยการก่อตัวของพันธะโควาเลนต์โดยกลไกตัวรับบริจาค ตัวอย่างเช่น:

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

เฟ + 5CO = ,

อัล(OH) 3 + NaOH =

ลักษณะเฉพาะของปฏิกิริยาแลกเปลี่ยนลิแกนด์คือการก่อตัวของสารประกอบใหม่ที่เรียกว่าสารเชิงซ้อน เกิดขึ้นโดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงในสถานะออกซิเดชัน

4. ปฏิกิริยาของการแลกเปลี่ยนอะตอมกับโมเลกุล

ปฏิกิริยาประเภทนี้รวมถึงปฏิกิริยาการแทนที่จำนวนมากที่ศึกษาในเคมีอินทรีย์ ซึ่งดำเนินการตามกลไกการก่อกำเนิดแบบรุนแรง อิเล็กโตรฟิลลิก หรือนิวคลีโอฟิลิก

ปฏิกิริยาเคมีที่ย้อนกลับและย้อนกลับไม่ได้

กระบวนการทางเคมีที่สามารถย้อนกลับได้คือผลิตภัณฑ์ที่สามารถทำปฏิกิริยาซึ่งกันและกันได้ภายใต้สภาวะเดียวกันกับที่ได้รับด้วยการก่อตัวของสารตั้งต้น

สำหรับปฏิกิริยาผันกลับได้ สมการมักจะเขียนดังนี้:

ลูกศรชี้ตรงข้ามสองอันบ่งชี้ว่าภายใต้สภาวะเดียวกัน ทั้งปฏิกิริยาเดินหน้าและถอยหลังดำเนินไปพร้อม ๆ กัน ตัวอย่างเช่น

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

กระบวนการทางเคมีที่ไม่สามารถย้อนกลับได้ซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์ที่ไม่สามารถทำปฏิกิริยาซึ่งกันและกันกับการก่อตัวของสารตั้งต้น ตัวอย่างของปฏิกิริยาที่ไม่สามารถย้อนกลับได้คือการสลายตัวของเกลือ Bertolet เมื่อถูกความร้อน:

2KSlO 3 → 2KSl + ZO 2,

หรือการเกิดออกซิเดชันของกลูโคสด้วยออกซิเจนในบรรยากาศ:

C 6 H 12 O 6 + 6O 2 → 6CO 2 + 6H 2 O.

ปฏิกิริยาเคมีควรแยกออกจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ อันเป็นผลมาจากปฏิกิริยาเคมี จำนวนอะตอมของธาตุเคมีแต่ละชนิดและองค์ประกอบไอโซโทปไม่เปลี่ยนแปลง ปฏิกิริยานิวเคลียร์เป็นอีกเรื่องหนึ่ง - กระบวนการของการเปลี่ยนแปลงของนิวเคลียสของอะตอมอันเป็นผลมาจากการมีปฏิสัมพันธ์กับนิวเคลียสหรืออนุภาคมูลฐานอื่น ๆ เช่น การเปลี่ยนอะลูมิเนียมให้เป็นแมกนีเซียม:

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

การจำแนกประเภทของปฏิกิริยาเคมีนั้นมีหลายแง่มุม กล่าวคือ มันสามารถขึ้นอยู่กับสัญญาณต่างๆ แต่ภายใต้สัญญาณใด ๆ เหล่านี้ ปฏิกิริยาระหว่างสารอนินทรีย์และระหว่างสารอินทรีย์สามารถนำมาประกอบได้

พิจารณาการจำแนกปฏิกิริยาเคมีตามเกณฑ์ต่างๆ

I. ตามจำนวนและองค์ประกอบของสารตั้งต้น

ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นโดยไม่เปลี่ยนแปลงองค์ประกอบของสาร

ในเคมีอนินทรีย์ ปฏิกิริยาดังกล่าวรวมถึงกระบวนการของการได้รับการดัดแปลงแบบ allotropic ขององค์ประกอบทางเคมีหนึ่งตัว ตัวอย่างเช่น

C (กราไฟท์) ↔ C (เพชร)
S (ขนมเปียกปูน) ↔ S (monoclinic)
R (สีขาว) ↔ R (สีแดง)
Sn (กระป๋องสีขาว) ↔ Sn (กระป๋องสีเทา)
3O 2 (ออกซิเจน) ↔ 2O 3 (โอโซน)

ในเคมีอินทรีย์ ปฏิกิริยาประเภทนี้อาจรวมถึงปฏิกิริยาไอโซเมอไรเซชันที่เกิดขึ้นโดยไม่เปลี่ยนแปลง ไม่เพียงแต่ในเชิงคุณภาพเท่านั้น แต่ยังรวมถึงองค์ประกอบเชิงปริมาณของโมเลกุลของสารด้วย เช่น

1. ไอโซเมอไรเซชันของอัลเคน

ปฏิกิริยาของไอโซเมอไรเซชันของอัลเคนมีความสำคัญในทางปฏิบัติอย่างมาก เนื่องจากไฮโดรคาร์บอนของโครงสร้างไอโซมีความสามารถในการทำให้เกิดการระเบิดได้ต่ำกว่า

2. ไอโซเมอไรเซชันของแอลคีน

3. Isomerization ของ alkynes (ปฏิกิริยาของ A. E. Favorsky)

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

เอทิลอะเซทิลีน ไดเมทิลอะเซทิลีน

4. ไอโซเมอไรเซชันของฮาโลอัลเคน (A. E. Favorsky, 1907)

5. ไอโซเมอไรเซชันของแอมโมเนียมไซยาไนต์เมื่อได้รับความร้อน

เป็นครั้งแรกที่ยูเรียถูกสังเคราะห์โดย F. Wehler ในปี 1828 โดยไอโซเมอไรเซชันของแอมโมเนียมไซยาเนตเมื่อถูกความร้อน

ปฏิกิริยาที่ไปกับการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบของสาร

ปฏิกิริยาดังกล่าวมีสี่ประเภท: สารประกอบ การสลายตัว การแทนที่และการแลกเปลี่ยน

1. ปฏิกิริยาการเชื่อมต่อคือปฏิกิริยาดังกล่าวซึ่งสารที่ซับซ้อนหนึ่งตัวเกิดขึ้นจากสารสองชนิดขึ้นไป

ในเคมีอนินทรีย์ สามารถพิจารณาความหลากหลายของปฏิกิริยาสารประกอบ ตัวอย่างเช่น การใช้ตัวอย่างของปฏิกิริยาเพื่อให้ได้กรดซัลฟิวริกจากกำมะถัน:

1. การรับซัลเฟอร์ออกไซด์ (IV):

S + O 2 \u003d SO - สารที่ซับซ้อนหนึ่งชนิดประกอบด้วยสารธรรมดาสองชนิด

2. การรับซัลเฟอร์ออกไซด์ (VI):

SO 2 + 0 2 → 2SO 3 - สารเชิงซ้อนหนึ่งตัวเกิดจากสารที่ง่ายและซับซ้อน

3. การรับกรดซัลฟิวริก:

SO 3 + H 2 O \u003d H 2 SO 4 - คอมเพล็กซ์หนึ่งประกอบด้วยสารเชิงซ้อนสองชนิด

ตัวอย่างของปฏิกิริยาสารประกอบที่มีสารซับซ้อนหนึ่งชนิดเกิดขึ้นจากวัสดุตั้งต้นมากกว่าสองชนิดคือขั้นตอนสุดท้ายในการผลิตกรดไนตริก:

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

ในเคมีอินทรีย์ ปฏิกิริยาผสมมักเรียกว่า "ปฏิกิริยาการเติม" ความหลากหลายของปฏิกิริยาดังกล่าวสามารถพิจารณาได้จากตัวอย่างของกลุ่มของปฏิกิริยาที่แสดงคุณลักษณะคุณสมบัติของสารที่ไม่อิ่มตัว เช่น เอทิลีน:

1. ปฏิกิริยาไฮโดรเจน - การเติมไฮโดรเจน:

CH 2 \u003d CH 2 + H 2 → H 3 -CH 3

อีเทน → อีเทน

2. ปฏิกิริยาไฮเดรชั่น - การเติมน้ำ

3. ปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชัน

2. ปฏิกิริยาการสลายตัวเป็นปฏิกิริยาดังกล่าวซึ่งมีสารใหม่หลายตัวเกิดขึ้นจากสารที่ซับซ้อนเพียงชนิดเดียว

ในเคมีอนินทรีย์ ความหลากหลายของปฏิกิริยาดังกล่าวสามารถพิจารณาได้ในบล็อกของปฏิกิริยาเพื่อให้ได้ออกซิเจนโดยวิธีทางห้องปฏิบัติการ:

1. การสลายตัวของปรอท (II) ออกไซด์ - สองอย่างง่าย ๆ เกิดขึ้นจากสารที่ซับซ้อนหนึ่งชนิด

2. การสลายตัวของโพแทสเซียมไนเตรต - จากสารที่ซับซ้อนหนึ่งตัวจะก่อตัวขึ้นอย่างเรียบง่ายและซับซ้อน

3. การสลายตัวของโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนต - จากสารเชิงซ้อนหนึ่งสารสองสารเชิงซ้อนและสารง่ายชนิดหนึ่งซึ่งก็คือสารใหม่สามชนิด

ในเคมีอินทรีย์ ปฏิกิริยาการสลายตัวสามารถพิจารณาได้จากบล็อกของปฏิกิริยาสำหรับการผลิตเอทิลีนในห้องปฏิบัติการและในอุตสาหกรรม:

1. ปฏิกิริยาการคายน้ำ (การแยกน้ำ) ของเอทานอล:

C 2 H 5 OH → CH 2 \u003d CH 2 + H 2 O

2. ปฏิกิริยาดีไฮโดรจีเนชัน (การแยกไฮโดรเจน) ของอีเทน:

CH 3 -CH 3 → CH 2 \u003d CH 2 + H 2

หรือ CH 3 -CH 3 → 2C + ZH 2

3. ปฏิกิริยาการแตกร้าว (การแยกตัว) ของโพรเพน:

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

3. ปฏิกิริยาการทดแทนเป็นปฏิกิริยาดังกล่าวซึ่งเป็นผลมาจากอะตอมของสารธรรมดาแทนที่อะตอมของธาตุในสารที่ซับซ้อน

ในเคมีอนินทรีย์ ตัวอย่างของกระบวนการดังกล่าวคือกลุ่มของปฏิกิริยาที่แสดงคุณลักษณะของโลหะ เช่น

1. ปฏิกิริยาของโลหะอัลคาไลหรืออัลคาไลน์เอิร์ธกับน้ำ:

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

2. ปฏิกิริยาของโลหะกับกรดในสารละลาย:

Zn + 2HCl = ZnCl 2 + H 2

3. ปฏิกิริยาของโลหะกับเกลือในสารละลาย:

Fe + CuSO 4 = FeSO 4 + Cu

4. เมทัลเทอร์มี:

2Al + Cr 2 O 3 → Al 2 O 3 + 2Cr

วิชาศึกษาเคมีอินทรีย์ไม่ใช่สารธรรมดา แต่เป็นสารประกอบเท่านั้น ดังนั้น ในตัวอย่างของปฏิกิริยาการแทนที่ เราให้คุณสมบัติที่มีลักษณะเฉพาะมากที่สุดของสารประกอบอิ่มตัว โดยเฉพาะอย่างยิ่งมีเทน ความสามารถของอะตอมไฮโดรเจนที่จะถูกแทนที่ด้วยอะตอมของฮาโลเจน อีกตัวอย่างหนึ่งคือการโบรมิเนชันของสารประกอบอะโรมาติก (เบนซีน โทลูอีน อะนิลีน)

C 6 H 6 + Br 2 → C 6 H 5 Br + HBr

เบนซิน → โบรโมเบนซีน

ให้เราใส่ใจกับลักษณะเฉพาะของปฏิกิริยาการแทนที่ในสารอินทรีย์: อันเป็นผลมาจากปฏิกิริยาดังกล่าว สารที่ง่ายและซับซ้อนไม่ได้เกิดขึ้น เช่นเดียวกับในเคมีอนินทรีย์ แต่มีสารที่ซับซ้อนสองชนิด

ในเคมีอินทรีย์ ปฏิกิริยาการแทนที่ยังรวมถึงปฏิกิริยาบางอย่างระหว่างสารที่ซับซ้อนสองชนิด เช่น ไนเตรตของเบนซีน มันเป็นปฏิกิริยาแลกเปลี่ยนอย่างเป็นทางการ ความจริงที่ว่านี่คือปฏิกิริยาการแทนที่จะชัดเจนเมื่อพิจารณากลไกของมันเท่านั้น

4. ปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยนคือปฏิกิริยาดังกล่าวโดยที่สารที่ซับซ้อนสองชนิดแลกเปลี่ยนส่วนประกอบกัน

ปฏิกิริยาเหล่านี้แสดงถึงคุณสมบัติของอิเล็กโทรไลต์และดำเนินการในสารละลายตามกฎของ Berthollet นั่นคือเฉพาะในกรณีที่เกิดการตกตะกอน ก๊าซ หรือสารที่มีความแตกตัวต่ำ (เช่น H 2 O) เกิดขึ้น

ในเคมีอนินทรีย์ นี่อาจเป็นกลุ่มของปฏิกิริยาที่แสดงลักษณะเฉพาะ ตัวอย่างเช่น คุณสมบัติของด่าง:

1. ปฏิกิริยาการวางตัวเป็นกลางที่เกิดขึ้นกับการก่อตัวของเกลือและน้ำ

2. ปฏิกิริยาระหว่างด่างและเกลือซึ่งไปพร้อมกับการเกิดก๊าซ

3. ปฏิกิริยาระหว่างด่างและเกลือซึ่งไปพร้อมกับการก่อตัวของตะกอน:

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

หรือในรูปไอออนิก:

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

ในเคมีอินทรีย์ เราสามารถพิจารณากลุ่มของปฏิกิริยาที่แสดงคุณลักษณะได้ ตัวอย่างเช่น คุณสมบัติของกรดอะซิติก:

1. ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นกับการก่อตัวของอิเล็กโทรไลต์อ่อน - H 2 O:

CH 3 COOH + NaOH → Na (CH3COO) + H 2 O

2. ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นกับการก่อตัวของก๊าซ:

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

3. ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นกับการก่อตัวของตะกอน:

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

ครั้งที่สอง โดยการเปลี่ยนสถานะออกซิเดชันขององค์ประกอบทางเคมีที่ก่อตัวเป็นสสาร

บนพื้นฐานนี้ปฏิกิริยาต่อไปนี้มีความโดดเด่น:

1. ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นกับการเปลี่ยนแปลงสถานะออกซิเดชันของธาตุหรือปฏิกิริยารีดอกซ์

สิ่งเหล่านี้รวมถึงปฏิกิริยามากมาย รวมถึงปฏิกิริยาการแทนที่ทั้งหมด เช่นเดียวกับปฏิกิริยาของการรวมตัวและการสลายตัวซึ่งมีสารอย่างง่ายอย่างน้อยหนึ่งตัวเข้าร่วม ตัวอย่างเช่น

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

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

ปฏิกิริยารีดอกซ์ที่ซับซ้อนถูกรวบรวมโดยใช้วิธีสมดุลอิเล็กตรอน

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

ในเคมีอินทรีย์ คุณสมบัติของอัลดีไฮด์สามารถใช้เป็นตัวอย่างที่โดดเด่นของปฏิกิริยารีดอกซ์

1. ลดลงเป็นแอลกอฮอล์ที่เกี่ยวข้อง:

Aldecides ถูกออกซิไดซ์เป็นกรดที่เกี่ยวข้อง:

2. ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นโดยไม่เปลี่ยนสถานะออกซิเดชันขององค์ประกอบทางเคมี

สิ่งเหล่านี้รวมถึง ตัวอย่างเช่น ปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยนไอออนทั้งหมด เช่นเดียวกับปฏิกิริยาสารประกอบจำนวนมาก ปฏิกิริยาการสลายตัวจำนวนมาก ปฏิกิริยาเอสเทอริฟิเคชัน:

HCOOH + CHgOH = HSOCH 3 + H 2 O

สาม. โดยผลกระทบจากความร้อน

ตามผลกระทบจากความร้อน ปฏิกิริยาจะแบ่งออกเป็นคายความร้อนและดูดความร้อน

1. ปฏิกิริยาคายความร้อนเกิดขึ้นพร้อมกับการปลดปล่อยพลังงาน

ซึ่งรวมถึงปฏิกิริยาผสมเกือบทั้งหมด ข้อยกเว้นที่หายากคือปฏิกิริยาดูดความร้อนของการสังเคราะห์ไนตริกออกไซด์ (II) จากไนโตรเจนและออกซิเจนและปฏิกิริยาของก๊าซไฮโดรเจนกับไอโอดีนที่เป็นของแข็ง

ปฏิกิริยาคายความร้อนที่ปล่อยแสงออกมาเรียกว่าปฏิกิริยาการเผาไหม้ ไฮโดรจิเนชันของเอทิลีนเป็นตัวอย่างของปฏิกิริยาคายความร้อน มันทำงานที่อุณหภูมิห้อง

2. ปฏิกิริยาดูดความร้อนดำเนินการด้วยการดูดซับพลังงาน

เห็นได้ชัดว่าปฏิกิริยาการสลายตัวเกือบทั้งหมดจะนำไปใช้กับพวกเขา ตัวอย่างเช่น:

1. การเผาหินปูน

2. บิวเทนแตกร้าว

ปริมาณพลังงานที่ปล่อยออกมาหรือดูดซับอันเป็นผลมาจากปฏิกิริยาเรียกว่าผลทางความร้อนของปฏิกิริยา และสมการของปฏิกิริยาเคมีที่ระบุผลกระทบนี้เรียกว่าสมการทางความร้อนเคมี:

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

IV. ตามสถานะของการรวมตัวของสารทำปฏิกิริยา (องค์ประกอบเฟส)

ตามสถานะของการรวมตัวของสารทำปฏิกิริยามี:

1. ปฏิกิริยาต่างกัน - ปฏิกิริยาที่สารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์จากปฏิกิริยาอยู่ในสถานะการรวมตัวที่แตกต่างกัน (ในระยะต่างๆ)

2. ปฏิกิริยาที่เป็นเนื้อเดียวกัน - ปฏิกิริยาที่สารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์จากปฏิกิริยาอยู่ในสถานะการรวมตัวเดียวกัน (ในหนึ่งเฟส)

V. ตามการมีส่วนร่วมของตัวเร่งปฏิกิริยา

ตามการมีส่วนร่วมของตัวเร่งปฏิกิริยามี:

1. ปฏิกิริยาที่ไม่ใช่ตัวเร่งปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นโดยปราศจากการมีส่วนร่วมของตัวเร่งปฏิกิริยา

2. ปฏิกิริยาตัวเร่งปฏิกิริยาเกิดขึ้นโดยมีส่วนร่วมของตัวเร่งปฏิกิริยา เนื่องจากปฏิกิริยาทางชีวเคมีทั้งหมดที่เกิดขึ้นในเซลล์ของสิ่งมีชีวิตดำเนินไปโดยมีส่วนร่วมของตัวเร่งปฏิกิริยาทางชีวภาพพิเศษที่มีลักษณะโปรตีน - เอนไซม์ พวกมันทั้งหมดอยู่ในตัวเร่งปฏิกิริยาหรือตัวเร่งปฏิกิริยาที่แม่นยำยิ่งขึ้น ควรสังเกตว่ามากกว่า 70% ของอุตสาหกรรมเคมีใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา

หก. ต่อ

ตามทิศทางมี:

1. ปฏิกิริยาที่ย้อนกลับไม่ได้เกิดขึ้นภายใต้เงื่อนไขที่กำหนดในทิศทางเดียวเท่านั้น ซึ่งรวมถึงปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยนทั้งหมดที่มาพร้อมกับการก่อตัวของตะกอน ก๊าซ หรือสารที่มีความแตกตัวต่ำ (น้ำ) และปฏิกิริยาการเผาไหม้ทั้งหมด

2. ปฏิกิริยาย้อนกลับภายใต้สภาวะเหล่านี้ดำเนินไปพร้อม ๆ กันในสองทิศทางที่ตรงกันข้าม ปฏิกิริยาเหล่านี้ส่วนใหญ่เป็น

ในเคมีอินทรีย์ สัญลักษณ์ของการย้อนกลับสะท้อนให้เห็นในชื่อ - คำตรงข้ามของกระบวนการ:

ไฮโดรจีเนชัน - ดีไฮโดรจีเนชัน

Hydration - การคายน้ำ

พอลิเมอไรเซชัน - ดีพอลิเมอไรเซชัน

ปฏิกิริยาเอสเทอริฟิเคชันทั้งหมดสามารถย้อนกลับได้ (กระบวนการตรงกันข้ามอย่างที่คุณทราบเรียกว่าไฮโดรไลซิส) และการไฮโดรไลซิสของโปรตีน เอสเทอร์ คาร์โบไฮเดรต โพลีนิวคลีโอไทด์ การย้อนกลับของกระบวนการเหล่านี้รองรับคุณสมบัติที่สำคัญที่สุดของสิ่งมีชีวิต - เมแทบอลิซึม

ปกเกล้าเจ้าอยู่หัว ตามกลไกการไหล ได้แก่

1. ปฏิกิริยารุนแรงเกิดขึ้นระหว่างอนุมูลและโมเลกุลที่เกิดขึ้นระหว่างปฏิกิริยา

ดังที่คุณทราบแล้ว ในทุกปฏิกิริยา พันธะเคมีเก่าจะถูกทำลายและเกิดพันธะเคมีขึ้นใหม่ วิธีการทำลายพันธะในโมเลกุลของสารตั้งต้นกำหนดกลไก (เส้นทาง) ของปฏิกิริยา หากสารเกิดจากพันธะโควาเลนต์ มีสองวิธีในการทำลายพันธะนี้: hemolytic และ heterolytic ตัวอย่างเช่นสำหรับโมเลกุลของ Cl 2 , CH 4 ฯลฯ การแตกของพันธะ hemolytic จะนำไปสู่การก่อตัวของอนุภาคที่มีอิเล็กตรอนที่ไม่มีคู่นั่นคืออนุมูลอิสระ

สารอนุมูลมักเกิดขึ้นเมื่อพันธะแตกออก โดยคู่อิเล็กตรอนที่ใช้ร่วมกันจะถูกกระจายอย่างเท่าเทียมกันระหว่างอะตอม (พันธะโควาเลนต์ที่ไม่มีขั้ว) แต่พันธะที่มีขั้วจำนวนมากก็สามารถแตกออกในลักษณะเดียวกันได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อปฏิกิริยาเกิดขึ้นใน เฟสก๊าซและภายใต้การกระทำของแสง เช่นในกรณีของกระบวนการที่กล่าวถึงข้างต้น - ปฏิกิริยาของ C 12 และ CH 4 - . อนุมูลมีปฏิกิริยาสูง เนื่องจากพวกมันมักจะทำให้ชั้นอิเล็กตรอนของพวกมันสมบูรณ์โดยการนำอิเล็กตรอนจากอะตอมหรือโมเลกุลอื่น ตัวอย่างเช่น เมื่อคลอรีนรุนแรงชนกับโมเลกุลไฮโดรเจน มันจะทำลายคู่อิเล็กตรอนที่ใช้ร่วมกันซึ่งผูกกับอะตอมของไฮโดรเจนและสร้างพันธะโควาเลนต์กับอะตอมของไฮโดรเจนตัวใดตัวหนึ่ง อะตอมของไฮโดรเจนที่สองกลายเป็นอนุมูลอิสระสร้างคู่อิเล็กตรอนร่วมกับอะตอมคลอรีนที่ไม่มีคู่ของอะตอมคลอรีนจากโมเลกุล Cl 2 ที่ยุบตัวทำให้เกิดคลอรีนที่ทำลายล้างโมเลกุลไฮโดรเจนใหม่ ฯลฯ

ปฏิกิริยาซึ่งเป็นลูกโซ่ของการเปลี่ยนแปลงที่ต่อเนื่องกันเรียกว่าปฏิกิริยาลูกโซ่ สำหรับการพัฒนาทฤษฎีปฏิกิริยาลูกโซ่ นักเคมีที่โดดเด่นสองคน - เพื่อนร่วมชาติของเรา N. N. Semenov และชาวอังกฤษ S. A. Hinshelwood ได้รับรางวัลโนเบล
ปฏิกิริยาการแทนที่ระหว่างคลอรีนและมีเทนดำเนินไปในทำนองเดียวกัน:

ปฏิกิริยาการเผาไหม้ส่วนใหญ่ของสารอินทรีย์และอนินทรีย์ การสังเคราะห์น้ำ แอมโมเนีย โพลิเมอไรเซชันของเอทิลีน ไวนิลคลอไรด์ ฯลฯ ดำเนินการตามกลไกที่รุนแรง

2. ปฏิกิริยาไอออนิกเกิดขึ้นระหว่างไอออนที่มีอยู่แล้วหรือเกิดขึ้นระหว่างปฏิกิริยา

ปฏิกิริยาไอออนิกโดยทั่วไปคือปฏิกิริยาระหว่างอิเล็กโทรไลต์ในสารละลาย ไอออนเกิดขึ้นไม่เพียงแต่ในระหว่างการแยกตัวของอิเล็กโทรไลต์ในสารละลาย แต่ยังอยู่ภายใต้การกระทำของการปล่อยไฟฟ้า ความร้อนหรือการแผ่รังสี ตัวอย่างเช่นรังสีแกมมาเปลี่ยนโมเลกุลของน้ำและมีเทนให้เป็นไอออนของโมเลกุล

ตามกลไกไอออนิกอื่นปฏิกิริยาของการเพิ่มไฮโดรเจนเฮไลด์, ไฮโดรเจน, ฮาโลเจนต่ออัลคีน, การเกิดออกซิเดชันและการคายน้ำของแอลกอฮอล์, การแทนที่แอลกอฮอล์ไฮดรอกซิลด้วยฮาโลเจนเกิดขึ้น ปฏิกิริยาที่แสดงคุณลักษณะของอัลดีไฮด์และกรด ไอออนในกรณีนี้เกิดจากการแตกพันธะโควาเลนต์แบบเฮเทอโรไลติก

แปด. ตามประเภทของพลังงาน

เริ่มทำปฏิกิริยา ได้แก่

1. ปฏิกิริยาโฟโตเคมี พวกมันเริ่มต้นจากพลังงานแสง นอกเหนือจากกระบวนการโฟโตเคมีข้างต้นของการสังเคราะห์ HCl หรือปฏิกิริยาของมีเทนกับคลอรีนแล้ว ยังรวมถึงการผลิตโอโซนในชั้นโทรโพสเฟียร์ในฐานะสารก่อมลพิษในชั้นบรรยากาศทุติยภูมิด้วย ในกรณีนี้ ไนตริกออกไซด์ (IV) ทำหน้าที่เป็นตัวหลัก ซึ่งก่อให้เกิดอนุมูลออกซิเจนภายใต้การกระทำของแสง อนุมูลเหล่านี้ทำปฏิกิริยากับโมเลกุลของออกซิเจน ส่งผลให้เกิดโอโซน

การก่อตัวของโอโซนจะเกิดขึ้นตราบใดที่ยังมีแสงเพียงพอ เนื่องจาก NO สามารถโต้ตอบกับโมเลกุลของออกซิเจนเพื่อสร้าง NO 2 เดียวกันได้ การสะสมของโอโซนและมลพิษทางอากาศอื่นๆ สามารถนำไปสู่หมอกควันจากโฟโตเคมีคอล

ปฏิกิริยาประเภทนี้ยังรวมถึงกระบวนการที่สำคัญที่สุดที่เกิดขึ้นในเซลล์พืช - การสังเคราะห์ด้วยแสงซึ่งเป็นชื่อที่พูดเพื่อตัวเอง

2. ปฏิกิริยาการแผ่รังสี พวกมันเริ่มต้นจากการแผ่รังสีพลังงานสูง - รังสีเอกซ์, รังสีนิวเคลียร์ (รังสีแกมมา, อนุภาคเอ - He 2+, ฯลฯ ) ด้วยความช่วยเหลือของปฏิกิริยาการแผ่รังสี เรดิโอพอลิเมอไรเซชันอย่างรวดเร็ว การแยกตัวด้วยรังสี (การสลายตัวของรังสี) เป็นต้น

ตัวอย่างเช่น แทนที่จะผลิตฟีนอลสองขั้นตอนจากน้ำมันเบนซิน มันสามารถได้มาจากปฏิกิริยาของเบนซีนกับน้ำภายใต้การกระทำของรังสี ในกรณีนี้ อนุมูล [OH] และ [H] เกิดจากโมเลกุลของน้ำ ซึ่งเบนซีนทำปฏิกิริยาเพื่อสร้างฟีนอล:

C 6 H 6 + 2 [OH] → C 6 H 5 OH + H 2 O

การทำยางวัลคาไนซ์สามารถทำได้โดยไม่ต้องใช้กำมะถันโดยใช้กัมมันตภาพรังสี และยางที่ได้จะไม่เลวร้ายไปกว่ายางแบบดั้งเดิม

3. ปฏิกิริยาเคมีไฟฟ้า. พวกมันเริ่มต้นจากกระแสไฟฟ้า นอกจากปฏิกิริยาอิเล็กโทรไลซิสที่คุณรู้จักแล้ว เรายังระบุปฏิกิริยาของการสังเคราะห์ด้วยไฟฟ้าด้วย เช่น ปฏิกิริยาของการผลิตสารออกซิไดซ์อนินทรีย์ทางอุตสาหกรรม

4. ปฏิกิริยาเทอร์โมเคมี พวกมันเริ่มต้นจากพลังงานความร้อน สิ่งเหล่านี้รวมถึงปฏิกิริยาดูดความร้อนทั้งหมดและปฏิกิริยาคายความร้อนจำนวนมากที่ต้องการความร้อนเริ่มต้น นั่นคือการเริ่มต้นของกระบวนการ

การจำแนกประเภทปฏิกิริยาเคมีข้างต้นสะท้อนให้เห็นในแผนภาพ

การจำแนกประเภทของปฏิกิริยาเคมี เช่นเดียวกับการจำแนกประเภทอื่นๆ เป็นแบบมีเงื่อนไข นักวิทยาศาสตร์ตกลงที่จะแบ่งปฏิกิริยาออกเป็นบางประเภทตามสัญญาณที่ระบุ แต่การเปลี่ยนแปลงทางเคมีส่วนใหญ่สามารถนำมาประกอบกับประเภทต่างๆ ตัวอย่างเช่น มาดูลักษณะกระบวนการสังเคราะห์แอมโมเนีย

นี่คือปฏิกิริยาผสม, รีดอกซ์, คายความร้อน, ย้อนกลับ, ตัวเร่งปฏิกิริยา, ต่างกัน (แม่นยำยิ่งขึ้น, ตัวเร่งปฏิกิริยาต่างกัน), ดำเนินการกับความดันลดลงในระบบ เพื่อจัดการกระบวนการให้สำเร็จ ข้อมูลทั้งหมดข้างต้นจะต้องนำมาพิจารณาด้วย ปฏิกิริยาเคมีจำเพาะนั้นมักมีหลายคุณภาพเสมอ โดยมีลักษณะเฉพาะที่แตกต่างกัน

กรมสามัญศึกษาแห่งภูมิภาค Ivanovo

สถาบันการศึกษาอาชีวศึกษางบประมาณของรัฐในภูมิภาค

วิทยาลัยเทคโนโลยีภาคใต้

การพัฒนาระเบียบวิธี

เปิดบทเรียนวิชาเคมี

ในหัวข้อ:

« การจำแนกประเภทของปฏิกิริยาเคมี»

อาจารย์: Vdovin Yu.A.

ดี:ฉัน

กลุ่ม: 39-40

Yuzha - 2017

หัวข้อบทเรียน:	การจำแนกประเภทของปฏิกิริยาเคมี
วัตถุประสงค์ของบทเรียน:	ขยายและทำความเข้าใจเกี่ยวกับปฏิกิริยาเคมีอย่างลึกซึ้ง เปรียบเทียบกับปรากฏการณ์ประเภทอื่น เรียนรู้ที่จะเน้นคุณลักษณะสำคัญที่สามารถใช้เป็นพื้นฐานสำหรับการจำแนกประเภทของปฏิกิริยาเคมี พิจารณาการจำแนกปฏิกิริยาเคมีตามเกณฑ์ต่างๆ
วัตถุประสงค์ของบทเรียน:	1. การศึกษา - เพื่อจัดระบบ พูดคุย และเพิ่มพูนความรู้ของนักเรียนเกี่ยวกับปฏิกิริยาเคมีและการจำแนกประเภท พัฒนาทักษะการทำงานที่เป็นอิสระ ความสามารถในการเขียนสมการปฏิกิริยาและตั้งค่าสัมประสิทธิ์ ระบุประเภทของปฏิกิริยา วาดข้อสรุปและลักษณะทั่วไป 2. การพัฒนา - เพื่อพัฒนาวัฒนธรรมการพูดโดยใช้คำศัพท์และสูตรทางเคมีการพัฒนาความสามารถทางปัญญาการคิดความสนใจ 3. การศึกษา - การศึกษาความเป็นอิสระความเพียรความเอาใจใส่ความอดทน
ประเภทบทเรียน:	รวม
อุปกรณ์และรีเอเจนต์:	รีเอเจนต์: แอมโมเนียมไนเตรต, โซเดียมไฮดรอกไซด์, แอมโมเนียมไฮดรอกไซด์, คอปเปอร์ (II) ซัลเฟต, โซเดียมคาร์บอเนต, กรดไฮโดรคลอริก, โพแทสเซียม hexacyanoferrate (III), เหล็ก (III) คลอไรด์, โพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนต, กรดซัลฟิวริก, เอทานอล อุปกรณ์: หลอดทดลอง ขวดพร้อมสารละลาย ปิเปต ขาตั้ง จานเพาะเชื้อ จานระเหยพอร์ซเลน ก้านแก้ว สำลี ถาดโลหะ
วิธีการสอน	วาจา (การสนทนา, คำอธิบาย) วิธีการเรียนรู้โดยใช้ปัญหา ประสบการณ์ในห้องปฏิบัติการ
รูปแบบของงาน:	บุคคลหน้าผาก

แผนการเรียน:

ระหว่างเรียน:

1. ช่วงเวลาขององค์กร (1 นาที)

ก) ทักทาย;

ข) ข้อควรระวังด้านความปลอดภัย

2. แรงจูงใจ (2 นาที)

กล่าวเปิดงาน:

ปฏิกิริยาจำนวนมากเกิดขึ้นในโลกรอบตัวเรา เราแค่นั่ง ยืน ไปที่ไหนสักแห่ง และในทุก ๆ เซลล์ในร่างกายของเราทุก ๆ วินาที มีการแปรเปลี่ยนของสารหนึ่งเป็นอีกนับแสนครั้ง

เกือบจะดีเท่ากับสิ่งมีชีวิตและสิ่งที่ไม่มีชีวิต ณ ที่ใดที่หนึ่ง ณ เวลานี้ วัฏจักรเคมีกำลังเกิดขึ้น: โมเลกุลบางส่วนหายไป บางส่วนเกิดขึ้น และกระบวนการเหล่านี้ไม่เคยหยุดนิ่ง

หากพวกเขาทั้งหมดหยุดกระทันหัน โลกก็จะเงียบลง จะคำนึงถึงความหลากหลายของกระบวนการทางเคมีได้อย่างไรจะนำทางได้อย่างไร? นักชีววิทยาจัดการกับความหลากหลายของสิ่งมีชีวิตได้อย่างไร? (สร้างสถานการณ์ที่เป็นปัญหา)

คำตอบที่แนะนำ: ในทุกศาสตร์ มีการใช้เทคนิคการจำแนกประเภทที่อนุญาตให้แบ่งวัตถุทั้งชุดออกเป็นกลุ่มตามลักษณะทั่วไป

มากำหนดหัวข้อของบทเรียนกัน: การจำแนกประเภทของปฏิกิริยาเคมี

บทเรียนใดควรมีเป้าหมาย

มากำหนดเป้​​าหมายของบทเรียนวันนี้?

เราควรพิจารณาอะไร?

สิ่งที่ควรค่าแก่การเรียนรู้?

พิจารณาการจำแนกประเภทที่เป็นไปได้ของปฏิกิริยาเคมี

เรียนรู้ที่จะเน้นสัญญาณที่ใช้จำแนกปฏิกิริยา

การใช้การจำแนกปฏิกิริยาเคมีคืออะไร?

คำตอบที่แนะนำ:ช่วยในการสรุป จัดโครงสร้างความรู้เกี่ยวกับกระบวนการทางเคมี เน้นบางสิ่งที่เหมือนกัน และทำนาย ตามความรู้ที่มีอยู่ สิ่งอื่นที่ไม่รู้จัก แต่คล้ายกับที่รู้จัก

และความรู้เกี่ยวกับการจำแนกประเภทของปฏิกิริยาเคมีสามารถนำไปใช้ในการปฏิบัติของคุณได้ที่ใด?

คำตอบที่แนะนำ:ปฏิกิริยาเคมีบางประเภทอาจเป็นประโยชน์กับเราในกิจกรรมภาคปฏิบัติ ตัวอย่างเช่น ปรากฏการณ์ที่สำคัญสำหรับคุณเช่นการชุบด้วยไฟฟ้าขึ้นอยู่กับกระบวนการรีดอกซ์ ฉันคิดว่าแนวคิดของ "เซลล์กัลวานิก" นั้นคุ้นเคยกับคุณอย่างเจ็บปวด!

นอกจากนี้ ความรู้เกี่ยวกับกลุ่มปฏิกิริยาเคมีของกระบวนการสามารถช่วยในการจัดการกระบวนการนี้ได้

3. การทำให้เป็นจริงของความรู้ (6 นาที)

A) งานกับการ์ดเกี่ยวกับความแตกต่างระหว่างกระบวนการทางกายภาพและปฏิกิริยาเคมี (2 นาที)

งานนี้ดำเนินการโดยนักเรียนบนกระดานแม่เหล็กและควบคู่ไปกับการนำเสนอแบบกลุ่ม

ลองดูปรากฏการณ์เหล่านี้ที่พวกคุณทุกคนรู้จัก แบ่งพวกเขาออกเป็นกลุ่ม ตั้งชื่อกลุ่มและกำหนดแต่ละกลุ่ม

B) การทำซ้ำข้อควรระวังเพื่อความปลอดภัย

ดำเนินการทดลองในห้องปฏิบัติการ (3 นาที)

และเราจะรู้ได้อย่างไรว่าเรามีปฏิกิริยาเคมีเกิดขึ้น?

คำตอบที่แนะนำ #1: เกณฑ์

คำตอบที่แนะนำ #2: ปริมาณน้ำฝน การปล่อยก๊าซ ฯลฯ

และตอนนี้ฉันขอแนะนำให้คุณเข้าสู่บรรยากาศของประสบการณ์นิยมและเป็นนักทดลอง ข้างหน้าคุณคือหลอดทดลองและขวดที่มีรีเอเจนต์ ในสาขาการทำงานในงานที่ 2 มีการระบุวิธีการของประสบการณ์ ทำการทดลองเหล่านี้ บันทึกผลการทดลองของคุณในตาราง "สัญญาณของปฏิกิริยาเคมี"

	สัญญาณของการรั่วไหล	แบบแผนปฏิกิริยา
	ลักษณะของกลิ่น
	ปริมาณน้ำฝน
	การละลายของตะกอน
	วิวัฒนาการของแก๊ส
	เปลี่ยนสี
	การปล่อยแสง
	การคัดเลือก หรือการดูดซับความร้อน

4 . การเรียนรู้วัสดุใหม่ (15 นาที)

เราได้เห็นแล้วว่าปฏิกิริยาเคมีมักมาพร้อมกับผลกระทบ เอฟเฟกต์ที่คล้ายกันบางอย่างถูกนำมาใช้เป็นพื้นฐานสำหรับการจำแนกประเภทต่าง ๆ ...

ใช่ ปฏิกิริยาเคมีแบ่งออกเป็นประเภทต่างๆ ดังนั้น ปฏิกิริยาเคมีเดียวกันจึงสามารถพิจารณาและจำแนกได้หลายวิธี

ก) การจำแนกประเภทตามจำนวนและองค์ประกอบของรีเอเจนต์และผลิตภัณฑ์ของรีเอเจนต์:

การเชื่อมต่อ

การขยายตัว

ตัวสำรอง

สไลด์หนึ่งแสดงตัวอย่างปฏิกิริยาเคมี

พวกเขาเปรียบเทียบสมการปฏิกิริยาและกำหนดคำจำกัดความของคลาสตามการวิเคราะห์เปรียบเทียบนี้ สิ่งเดียวกันนี้เกิดขึ้นกับประเภทอื่น

B) โดยผลกระทบจากความร้อน

คายความร้อน

ดูดความร้อน

B) โดยการเปลี่ยนระดับของการเกิดออกซิเดชัน

รีดอกซ์

ไม่มีการเปลี่ยนแปลงในสถานะออกซิเดชัน

D) โดยองค์ประกอบเฟส

เป็นเนื้อเดียวกัน

ต่างกัน

ง) การใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา

ตัวเร่งปฏิกิริยา

ไม่ใช่ตัวเร่งปฏิกิริยา

จ) ทิศทาง:

ย้อนกลับได้

กลับไม่ได้

5. การประยุกต์ใช้และการรวบรวมความรู้ (15 นาที)

และตอนนี้ก็ถึงเวลาที่จะใช้ความรู้ของเรา

พวกทำงาน 3-5 ของพื้นที่ทำงาน

3. ตรงข้ามแต่ละคำที่เกี่ยวข้องกับคลาสของปฏิกิริยาเคมี ให้วางคำจำกัดความที่ต้องการ

ปฏิกิริยาการเชื่อมต่อ	ปฏิกิริยาที่สารตั้งแต่สองชนิดขึ้นไปก่อตัวเป็นสารประกอบเดียว
ปฏิกิริยาการสลายตัว	ปฏิกิริยาที่เกิดสารใหม่หลายตัวจากสารที่ซับซ้อน
ปฏิกิริยาการทดแทน	ปฏิกิริยาที่อะตอมของสารธรรมดาแทนที่อะตอมของธาตุหนึ่งในสารที่ซับซ้อน
ปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยน	ปฏิกิริยาที่สารประกอบสองชนิดแลกเปลี่ยนองค์ประกอบของมัน
ปฏิกิริยาคายความร้อน	ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นกับการปล่อยความร้อน
ปฏิกิริยาดูดความร้อน	ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นกับการดูดซับความร้อน
ปฏิกิริยาตัวเร่งปฏิกิริยา	ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นกับการมีส่วนร่วมของตัวเร่งปฏิกิริยา
ปฏิกิริยาไม่เร่งปฏิกิริยา	ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นโดยไม่มีตัวเร่งปฏิกิริยา
รีดอกซ์	ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นกับการเปลี่ยนแปลงสถานะออกซิเดชันของธาตุที่ก่อให้เกิดสารที่เกี่ยวข้องกับปฏิกิริยา
ปฏิกิริยาย้อนกลับ	ปฏิกิริยาเคมีที่เกิดขึ้นพร้อมกันในสองทิศทางตรงกันข้าม - ไปข้างหน้าและย้อนกลับ
ปฏิกิริยาที่ย้อนกลับไม่ได้	ปฏิกิริยาเคมีอันเป็นผลมาจากการที่สารตั้งต้นถูกแปลงเป็นผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายเกือบทั้งหมด
ปฏิกิริยาที่เป็นเนื้อเดียวกัน	ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นในตัวกลางที่เป็นเนื้อเดียวกัน เช่น ของผสมของก๊าซหรือสารละลาย
ปฏิกิริยาต่างกัน	ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นระหว่างสารในสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกัน

การตรวจสอบงานจะเกิดขึ้นบนสไลด์การนำเสนอ

4. สัมพันธ์ปฏิกิริยาเคมีกับชั้นเรียน:

ปฏิกิริยาการเชื่อมต่อ
ปฏิกิริยาการสลายตัว
ปฏิกิริยาการทดแทน
ปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยน
ปฏิกิริยาคายความร้อน

ปฏิกิริยาเคมี (ปรากฏการณ์ทางเคมี)- สิ่งเหล่านี้เป็นผลจากการที่สารอื่นๆ ก่อตัวขึ้นจากสารบางชนิด ซึ่งแตกต่างจากกระบวนการดั้งเดิมในองค์ประกอบหรือโครงสร้าง ในระหว่างปฏิกิริยาเคมี ไม่มีการเปลี่ยนแปลงในจำนวนอะตอมของธาตุหนึ่งหรือองค์ประกอบอื่น การแปลงระหว่างกันของไอโซโทป

การจำแนกประเภทของปฏิกิริยาเคมีมีหลายแง่มุม โดยขึ้นอยู่กับคุณสมบัติต่างๆ เช่น จำนวนและองค์ประกอบของสารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์จากปฏิกิริยา ผลกระทบจากความร้อน การย้อนกลับได้ เป็นต้น

I. การจำแนกปฏิกิริยาตามจำนวนและองค์ประกอบของสารตั้งต้น

ก. ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นโดยไม่เปลี่ยนแปลงองค์ประกอบเชิงคุณภาพของสาร . สิ่งเหล่านี้คือการเปลี่ยนแปลงแบบ allotropic จำนวนมากของสารธรรมดา (เช่น ออกซิเจน ↔ โอโซน (3O 2 ↔ 2O 3) กระป๋องสีขาว ↔ กระป๋องสีเทา); การเปลี่ยนแปลงโดยการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของของแข็งบางชนิดจากสถานะผลึกหนึ่งไปอีกสถานะหนึ่ง - การแปลงรูปหลายมิติ(ตัวอย่างเช่นไอโอไดด์ผลึกปรอทสีแดง (II) เมื่อถูกความร้อนจะกลายเป็นสารสีเหลืองที่มีองค์ประกอบเดียวกันเมื่อเย็นลงกระบวนการย้อนกลับจะเกิดขึ้น) ปฏิกิริยาไอโซเมอไรเซชัน (เช่น NH 4 OCN ↔ (NH 2) 2 CO) เป็นต้น

B. ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นกับการเปลี่ยนแปลงในองค์ประกอบของสารตั้งต้น

ปฏิกิริยาการเชื่อมต่อปฏิกิริยาที่สารตั้งต้นตั้งแต่สองชนิดขึ้นไปก่อรูปสารประกอบใหม่หนึ่งชนิด สารต้นทางอาจเป็นได้ทั้งแบบธรรมดาและแบบซับซ้อน ตัวอย่างเช่น

4P + 5O 2 \u003d 2P 2 O 5; 4NO 2 + O 2 + 2H 2 O \u003d 4HNO 3; CaO + H 2 O \u003d Ca (OH) 2

ปฏิกิริยาการสลายตัวคือปฏิกิริยาที่สารใหม่ตั้งแต่สองชนิดขึ้นไปก่อตัวขึ้นจากสารเชิงซ้อนตั้งต้นหนึ่งชนิด สารที่เกิดขึ้นจากปฏิกิริยาประเภทนี้สามารถเป็นได้ทั้งแบบง่ายและซับซ้อน ตัวอย่างเช่น

2HI \u003d H 2 + ฉัน 2; CaCO 3 \u003d CaO + CO 2; (CuOH) 2 CO 3 \u003d CuO + H 2 O + CO 2

ปฏิกิริยาการทดแทน- เป็นกระบวนการที่อะตอมของสารธรรมดาแทนที่อะตอมของธาตุในสารที่ซับซ้อน. เนื่องจากสารธรรมดาจำเป็นต้องเกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาการแทนที่ในฐานะหนึ่งในรีเอเจนต์ การเปลี่ยนแปลงเกือบทั้งหมดในประเภทนี้จึงเป็นรีดอกซ์ ตัวอย่างเช่น

Zn + H 2 SO 4 \u003d H 2 + ZnSO 4; 2Al + Fe 2 O 3 \u003d 2Fe + Al 2 O 3; H 2 S + Br 2 \u003d 2HBr + S.

ปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยนคือปฏิกิริยาที่สารประกอบสองชนิดแลกเปลี่ยนองค์ประกอบกัน ปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยนสามารถดำเนินการได้โดยตรงระหว่างสองรีเอเจนต์โดยไม่ต้องมีส่วนร่วมของตัวทำละลาย เช่น H 2 SO 4 + 2KOH \u003d K 2 SO 4 + 2H 2 O; SiO 2 (tv) + 4HF (g) \u003d SiF 4 + 2H 2 O.

ปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยนที่เกิดขึ้นในสารละลายอิเล็กโทรไลต์เรียกว่า ปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยนไอออน ปฏิกิริยาดังกล่าวจะเกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่อสารที่เกิดขึ้นเป็นอิเล็กโทรไลต์อ่อน ๆ ถูกปลดปล่อยออกจากทรงกลมของปฏิกิริยาในรูปของก๊าซหรือสารที่ละลายได้เพียงเล็กน้อย (กฎของ Berthollet):

AgNO 3 + HCl \u003d AgCl ↓ + HNO 3 หรือ Ag + + Cl - \u003d AgCl ↓;

NH 4 Cl + KOH \u003d KCl + NH 3 + H 2 O หรือ NH 4 + + OH - \u003d H 2 O + NH 3;

NaOH + HCl \u003d NaCl + H 2 O หรือ H + + OH - \u003d H 2 O

ครั้งที่สอง การจำแนกปฏิกิริยาตามผลทางความร้อน

แต่. ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นกับการปลดปล่อยพลังงานความร้อน –ปฏิกิริยาคายความร้อน (+ Q)

ข. ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นกับการดูดซับความร้อน –ปฏิกิริยาดูดความร้อน (-Q)

ผลกระทบความร้อนปฏิกิริยาหมายถึงปริมาณความร้อนที่ปล่อยออกมาหรือดูดซับอันเป็นผลมาจากปฏิกิริยาเคมี สมการปฏิกิริยาที่ระบุผลกระทบทางความร้อนเรียกว่า เทอร์โมเคมีสะดวกในการให้ค่าของผลกระทบความร้อนของปฏิกิริยาต่อ 1 โมลของหนึ่งในผู้เข้าร่วมในปฏิกิริยา ดังนั้นในสมการทางความร้อนเคมี เรามักจะพบสัมประสิทธิ์เศษส่วน:

1/2N 2 (g) + 3/2H 2 (g) = NH 3 (g) + 46.2 kJ / mol

คายความร้อนคือปฏิกิริยาการเผาไหม้ทั้งหมด ปฏิกิริยาออกซิเดชันและปฏิกิริยารวมกันส่วนใหญ่ ปฏิกิริยาการสลายตัวมักต้องการพลังงาน

บรรยาย 2

ปฏิกริยาเคมี. การจำแนกประเภทของปฏิกิริยาเคมี

ปฏิกิริยารีดอกซ์

สารที่มีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกันได้รับการเปลี่ยนแปลงและการเปลี่ยนแปลงต่างๆ ตัวอย่างเช่น ถ่านหินเผาไหม้เป็นคาร์บอนไดออกไซด์ เบริลเลียมทำปฏิกิริยากับออกซิเจนในบรรยากาศกลายเป็นเบริลเลียมออกไซด์

ปรากฏการณ์ที่สารบางชนิดถูกแปลงเป็นสารอื่นที่แตกต่างจากองค์ประกอบและคุณสมบัติดั้งเดิมและในเวลาเดียวกันไม่มีการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบของนิวเคลียสของอะตอมเรียกว่าสารเคมี การเกิดออกซิเดชันของเหล็ก การเผาไหม้ การรับโลหะจากแร่ ทั้งหมดนี้เป็นปรากฏการณ์ทางเคมี

ต้องแยกความแตกต่างระหว่างปรากฏการณ์ทางเคมีและทางกายภาพ

ระหว่างปรากฏการณ์ทางกายภาพ รูปร่างหรือสถานะทางกายภาพของสารเปลี่ยนแปลงหรือสารใหม่เกิดขึ้นเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงในองค์ประกอบของนิวเคลียสของอะตอม ตัวอย่างเช่น เมื่อก๊าซแอมโมเนียทำปฏิกิริยากับไนโตรเจนเหลว แอมโมเนียจะผ่านเข้าไปในของเหลวก่อนแล้วจึงเข้าสู่สถานะของแข็ง นี่ไม่ใช่สารเคมี แต่เป็นปรากฏการณ์ทางกายภาพเพราะ องค์ประกอบของสารไม่เปลี่ยนแปลง ปรากฏการณ์บางอย่างนำไปสู่การศึกษา สารใหม่จัดอยู่ในประเภททางกายภาพ ตัวอย่างเช่นเป็นปฏิกิริยานิวเคลียร์ซึ่งเป็นผลมาจากการที่อะตอมของผู้อื่นก่อตัวขึ้นจากนิวเคลียสขององค์ประกอบหนึ่ง

ปรากฏการณ์ทางกายภาพเพราะ และสารเคมีแพร่หลาย: การไหลของกระแสไฟฟ้าผ่านตัวนำโลหะ, การปลอมและการหลอมโลหะ, การปล่อยความร้อน, การเปลี่ยนน้ำเป็นน้ำแข็งหรือไอน้ำ เป็นต้น

ปรากฏการณ์ทางเคมีมักมาพร้อมกับปรากฏการณ์ทางกายภาพ ตัวอย่างเช่นในระหว่างการเผาไหม้ของแมกนีเซียมความร้อนและแสงจะถูกปล่อยออกมาในเซลล์กัลวานิกอันเป็นผลมาจากปฏิกิริยาเคมีจะเกิดกระแสไฟฟ้า

ตามทฤษฎีอะตอมและโมเลกุลและกฎการอนุรักษ์มวลของสารจากอะตอมของสารที่เข้าสู่ปฏิกิริยาจะเกิดสารใหม่ขึ้นทั้งแบบง่ายและซับซ้อนและจำนวนอะตอมของแต่ละตัว องค์ประกอบจะคงที่เสมอ

ปรากฏการณ์ทางเคมีเกิดขึ้นเนื่องจากการไหลของปฏิกิริยาเคมี

ปฏิกิริยาเคมีจำแนกตามเกณฑ์ต่างๆ

1. บนพื้นฐานของการปล่อยหรือการดูดซับความร้อน ปฏิกิริยาที่ปล่อยความร้อนเรียกว่าคายความร้อน ตัวอย่างเช่น ปฏิกิริยาของการเกิดไฮโดรเจนคลอไรด์จากไฮโดรเจนและคลอรีน:

H 2 + CI 2 \u003d 2HCI + 184.6 kJ

ปฏิกิริยาที่ดูดซับความร้อนจากสิ่งแวดล้อมเรียกว่าดูดความร้อน ตัวอย่างเช่น ปฏิกิริยาของการก่อตัวของไนตริกออกไซด์ (II) จากไนโตรเจนและออกซิเจนซึ่งเกิดขึ้นที่อุณหภูมิสูง:

N 2 + O 2 \u003d 2NO - 180.8 kJ

ปริมาณความร้อนที่ปล่อยออกมาหรือดูดซับอันเป็นผลมาจากปฏิกิริยาเรียกว่าผลทางความร้อนของปฏิกิริยา สาขาเคมีที่ศึกษาผลกระทบทางความร้อนของปฏิกิริยาเคมีเรียกว่าเทอร์โมเคมี เราจะพูดถึงรายละเอียดนี้เมื่อศึกษาหัวข้อ "พลังงานของปฏิกิริยาเคมี"

2. ตามการเปลี่ยนแปลงของจำนวนสารตั้งต้นและสารสุดท้าย ปฏิกิริยาแบ่งออกเป็นประเภทต่อไปนี้: การเชื่อมต่อ การสลายตัว และการแลกเปลี่ยน .

ปฏิกิริยาที่สารตั้งแต่สองชนิดขึ้นไปรวมกันเป็นสารใหม่หนึ่งชนิดเรียกว่า ปฏิกิริยาผสม :

ตัวอย่างเช่น ปฏิกิริยาของไฮโดรเจนคลอไรด์กับแอมโมเนีย:

HCI + NH3 = NH4CI

หรือเผาแมกนีเซียม:

2Mg + O2 = 2MgO

ปฏิกิริยาที่เกิดสารใหม่หลายตัวจากสารเดียวเรียกว่า ปฏิกิริยาการสลายตัว .

ตัวอย่างเช่น ปฏิกิริยาการสลายตัวของไฮโดรเจนไอโอไดด์

2HI \u003d H 2 + ฉัน 2

หรือการสลายตัวของโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนต:

2KmnO 4 \u003d K2mnO 4 + mnO 2 + O 2

ปฏิกิริยาระหว่างสารเชิงเดี่ยวและสารเชิงซ้อนซึ่งเป็นผลมาจากการที่อะตอมของสารธรรมดามาแทนที่อะตอมของธาตุอย่างใดอย่างหนึ่งของสารเชิงซ้อนเรียกว่า ปฏิกิริยาการทดแทน

ตัวอย่างเช่น การแทนที่ตะกั่วด้วยสังกะสีในตะกั่ว (II) ไนเตรต:

Pb (NO 3) 2 + Zn \u003d Zn (NO 3) 2 + Pb

หรือแทนที่โบรมีนด้วยคลอรีน:

2NaBr + CI 2 = 2NaCI + Br 2

ปฏิกิริยาที่สารสองชนิดแลกเปลี่ยนองค์ประกอบเพื่อก่อให้เกิดสารใหม่สองชนิดเรียกว่า ปฏิกิริยาแลกเปลี่ยน . ตัวอย่างเช่น ปฏิกิริยาของอะลูมิเนียมออกไซด์กับกรดซัลฟิวริก:

AI2O3 + 3H3SO4 = AI2(SO4)3 + 3H3O

หรือปฏิกิริยาของแคลเซียมคลอไรด์กับซิลเวอร์ไนเตรต:

CaCI 2 + AgNO 3 \u003d Ca (NO 3) 2 + AgCI

3. บนพื้นฐานของการย้อนกลับ ปฏิกิริยาจะแบ่งออกเป็นแบบย้อนกลับและแบบย้อนกลับไม่ได้

4. บนพื้นฐานของการเปลี่ยนแปลงในสถานะออกซิเดชันของอะตอมที่ประกอบขึ้นเป็นสารทำปฏิกิริยาปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นโดยไม่เปลี่ยนสถานะออกซิเดชันของอะตอมและปฏิกิริยารีดอกซ์ (ด้วยการเปลี่ยนแปลงสถานะออกซิเดชันของอะตอม) จะแตกต่างกัน

ปฏิกิริยารีดอกซ์ ตัวออกซิไดซ์และรีดิวซ์ที่สำคัญที่สุด วิธีการเลือกสัมประสิทธิ์ในปฏิกิริยา

รีดอกซ์

ปฏิกิริยาเคมีทั้งหมดสามารถแบ่งออกเป็นสองประเภท ประเภทแรกรวมถึงปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นโดยไม่เปลี่ยนสถานะออกซิเดชันของอะตอมที่ประกอบขึ้นเป็นสารตั้งต้น

ตัวอย่างเช่น

HNO 3 + NaOH = NaNO 3 + H3O

BaCI 2 + K 2 SO4 = BaSO 4 + 2KCI

ประเภทที่สองประกอบด้วยปฏิกิริยาเคมีที่เกิดขึ้นกับการเปลี่ยนแปลงสถานะออกซิเดชันขององค์ประกอบทั้งหมดหรือบางส่วน:

2KCIO 3 = 2KICI+3O2

2KBr+CI2=Br 2 +2KCI

ในปฏิกิริยาแรก อะตอมของคลอรีนและออกซิเจนจะเปลี่ยนสถานะออกซิเดชัน และในปฏิกิริยาที่สอง อะตอมของโบรมีนและคลอรีน

ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นกับการเปลี่ยนแปลงในสถานะออกซิเดชันของอะตอมที่ประกอบขึ้นเป็นสารตั้งต้นจะเรียกว่าปฏิกิริยารีดอกซ์

การเปลี่ยนแปลงของสถานะออกซิเดชันเกี่ยวข้องกับการดึงหรือการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอน

บทบัญญัติหลักของทฤษฎีรีดอกซ์

ปฏิกิริยา:

1. ออกซิเดชันเป็นกระบวนการปล่อยอิเล็กตรอนโดยอะตอม โมเลกุล หรือไอออน

AI - 3e - = AI 3+ H 2 - 2e - = 2H +

2. การกู้คืนเป็นกระบวนการของการเพิ่มอิเล็กตรอนลงในอะตอม โมเลกุล หรือไอออน

S + 2e - \u003d S 2- CI 2 + 2e - \u003d 2CI -

3.อะตอม โมเลกุล หรือไอออนที่ให้อิเล็กตรอนเรียกว่า ตัวรีดิวซ์ ในระหว่างการทำปฏิกิริยาพวกมันจะถูกออกซิไดซ์

4.อะตอม โมเลกุล หรือไอออนที่รับอิเล็กตรอนเรียกว่าตัวออกซิไดซ์ ในระหว่างการทำปฏิกิริยา

การเกิดออกซิเดชันมาพร้อมกับการลดลงเสมอ และในทางกลับกัน การลดลงมักเกี่ยวข้องกับการเกิดออกซิเดชัน ซึ่งสามารถแสดงได้โดยสมการ:

ตัวรีดิวซ์ – ​​e – = ตัวออกซิไดซ์

ออกซิไดเซอร์ + อี - = รีดักแทนต์

ดังนั้นปฏิกิริยารีดอกซ์จึงเป็นการรวมกันของกระบวนการออกซิเดชันและการรีดักชันที่ตรงกันข้ามสองกระบวนการ

จำนวนอิเล็กตรอนที่ตัวรีดิวซ์มอบให้จะเท่ากับจำนวนอิเล็กตรอนที่ติดอยู่กับตัวออกซิไดซ์เสมอ

ตัวรีดิวซ์และตัวออกซิไดซ์สามารถเป็นได้ทั้งสารธรรมดา กล่าวคือ ประกอบด้วยองค์ประกอบเดียวหรือซับซ้อน ตัวรีดิวซ์ทั่วไปคืออะตอมในระดับพลังงานภายนอกซึ่งมีอิเล็กตรอนตั้งแต่หนึ่งถึงสามตัว กลุ่มนี้รวมถึงโลหะ คุณสมบัติการลดสามารถแสดงได้โดยอโลหะ เช่น ไฮโดรเจน คาร์บอน โบรอน เป็นต้น

ในปฏิกิริยาเคมี พวกเขาบริจาคอิเล็กตรอนตามโครงการ:

E - ne - \u003d E n +

ในช่วงเวลาที่เลขลำดับของธาตุเพิ่มขึ้น คุณสมบัติการลดของสารธรรมดาจะลดลง ในขณะที่สารออกซิไดซ์จะเพิ่มขึ้นและมีค่าสูงสุดสำหรับฮาโลเจน ตัวอย่างเช่น ในช่วงที่สาม โซเดียมเป็นตัวรีดิวซ์ที่แอคทีฟมากที่สุด และคลอรีนคือตัวออกซิไดซ์

ในองค์ประกอบของกลุ่มย่อยหลัก คุณสมบัติการรีดิวซ์จะเพิ่มขึ้นตามการเพิ่มขึ้นของหมายเลขซีเรียลและคุณสมบัติการออกซิไดซ์จะอ่อนลง องค์ประกอบของกลุ่มย่อยหลักของกลุ่ม 4 - 7 (อโลหะ) สามารถให้และรับอิเล็กตรอนได้ เช่น แสดงคุณสมบัติการลดและออกซิไดซ์ ข้อยกเว้นคือฟลูออรีนซึ่งแสดงเฉพาะคุณสมบัติออกซิไดซ์เพราะ มีอิเล็กโตรเนกาติวีตี้สูงสุด องค์ประกอบของกลุ่มย่อยรองมีลักษณะเป็นโลหะเพราะ ระดับชั้นนอกของอะตอมประกอบด้วย 1-2 อิเล็กตรอน ดังนั้นสารธรรมดาของพวกมันคือตัวรีดิวซ์

คุณสมบัติการออกซิไดซ์หรือการลดของสารที่ซับซ้อนขึ้นอยู่กับระดับของการเกิดออกซิเดชันของอะตอมของธาตุที่กำหนด

ตัวอย่างเช่น KMnO 4, MnO 2, MnSO 4

ในสารประกอบแรก แมงกานีสมีสถานะออกซิเดชันสูงสุดและไม่สามารถเพิ่มได้อีก ดังนั้นจึงสามารถเป็นตัวออกซิไดซ์เท่านั้น

ในสารประกอบที่สาม แมงกานีสมีสถานะออกซิเดชันขั้นต่ำ มันสามารถเป็นตัวรีดิวซ์ได้เท่านั้น

ตัวรีดิวซ์ที่สำคัญที่สุด : โลหะ, ไฮโดรเจน, ถ่านหิน, คาร์บอนมอนอกไซด์, ไฮโดรเจนซัลไฟด์, สแตนนัสคลอไรด์, กรดไนตรัส, อัลดีไฮด์, แอลกอฮอล์, กลูโคส, กรดฟอร์มิกและออกซาลิก, กรดไฮโดรคลอริก, อิเล็กโทรไลซิสแคโทด

ตัวออกซิไดซ์ที่สำคัญที่สุด : ฮาโลเจน, โพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนต, โพแทสเซียมไบโครเมต, ออกซิเจน, โอโซน, ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์, ไนตริก, ซัลฟูริก, กรดซีลีนิก, ไฮโปคลอไรท์, เปอร์คลอเรต, คลอเรต, กรดกัดทอง, ส่วนผสมของกรดไนตริกเข้มข้นและกรดไฮโดรฟลูออริก, แอโนดในอิเล็กโทรลิซิส

การวาดสมการปฏิกิริยารีดอกซ์

1. วิธีการสมดุลทางอิเล็กทรอนิกส์ ในวิธีนี้ สถานะออกซิเดชันของอะตอมในสารเริ่มต้นและสารสุดท้ายจะถูกเปรียบเทียบ ตามกฎแล้ว จำนวนของอิเล็กตรอนที่ให้โดยตัวรีดิวซ์จะเท่ากับจำนวนอิเล็กตรอนที่ติดอยู่กับตัวออกซิไดซ์ ในการวาดสมการ คุณจำเป็นต้องรู้สูตรของสารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์จากปฏิกิริยา หลังถูกกำหนดบนพื้นฐานของคุณสมบัติที่รู้จักขององค์ประกอบหรือเชิงประจักษ์

ทองแดงก่อตัวเป็นไอออนของทองแดงทำให้อิเล็กตรอนสองตัว สถานะออกซิเดชันของมันเพิ่มขึ้นจาก 0 เป็น +2 แพลเลเดียมไอออนเมื่อยึดอิเล็กตรอนสองตัวเข้าด้วยกันจะเปลี่ยนสถานะออกซิเดชันจาก +2 เป็น 0 ดังนั้นแพลเลเดียมไนเตรตจึงเป็นตัวออกซิไดซ์

ถ้าทั้งสารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์ของปฏิสัมพันธ์ถูกสร้างขึ้น ตามกฎแล้ว การเขียนสมการปฏิกิริยาจะลดลง เพื่อหาและจัดเรียงสัมประสิทธิ์ ค่าสัมประสิทธิ์ถูกกำหนดโดยวิธีสมดุลอิเล็กทรอนิกส์โดยใช้สมการอิเล็กทรอนิกส์ เราคำนวณว่าตัวรีดิวซ์และตัวออกซิไดซ์เปลี่ยนสถานะออกซิเดชันอย่างไร และสะท้อนสิ่งนี้ในสมการอิเล็กทรอนิกส์:

Cu 0 -2e - = Cu 2+ 1

Pd +2 +2e - =Pd 0 1

จากสมการอิเล็กทรอนิกส์ข้างต้น จะเห็นได้ว่าด้วยตัวรีดิวซ์และตัวออกซิไดซ์ สัมประสิทธิ์จะเท่ากับ 1

สมการปฏิกิริยาสุดท้าย:

Cu + Pd (NO 3) 2 = Cu (NO 3) 2 + Pd

ในการตรวจสอบความถูกต้องของสมการที่กำหนด เรานับจำนวนอะตอมในส่วนด้านขวาและด้านซ้ายของสมการ สิ่งสุดท้ายที่เราตรวจสอบคือออกซิเจน

ปฏิกิริยาการลดลงดำเนินการตามโครงการ:

KMnO 4 + โฮ 3 ป 3 + โฮ 2 ดังนั้น 4 →MnSO 4 + โฮ 3 ป 4 + K 2 ดังนั้น 4 + โฮ 2 อู๋

สารละลาย ถ้าทั้งสารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์ของปฏิกิริยาได้รับในเงื่อนไขของปัญหา จากนั้นเขียนสมการปฏิกิริยาจะลดลงตามกฎเพื่อค้นหาและจัดเรียงสัมประสิทธิ์ ค่าสัมประสิทธิ์ถูกกำหนดโดยวิธีสมดุลอิเล็กทรอนิกส์โดยใช้สมการอิเล็กทรอนิกส์ เราคำนวณว่าตัวรีดิวซ์และตัวออกซิไดซ์เปลี่ยนสถานะออกซิเดชันอย่างไร และสะท้อนสิ่งนี้ในสมการอิเล็กทรอนิกส์:

ตัวรีดิวซ์ 5 │ R 3+ - 2ē ═ R 5+ กระบวนการออกซิเดชัน

ตัวออกซิไดซ์ 2 │Mn +7 + 5 ē ═ Mn 2+ กระบวนการกู้คืน

จำนวนอิเล็กตรอนทั้งหมดที่บริจาคโดยการลดลงจะต้องเท่ากับจำนวนอิเล็กตรอนที่ตัวออกซิไดซ์เพิ่ม ตัวคูณที่เล็กที่สุดทั่วไปสำหรับอิเล็กตรอนที่ให้และรับคือ 10 หารจำนวนนี้ด้วย 5 เราจะได้ตัวประกอบเป็น 2 สำหรับสารออกซิแดนท์และผลิตภัณฑ์การรีดักชันของมัน ค่าสัมประสิทธิ์ต่อหน้าสารที่อะตอมไม่เปลี่ยนสถานะออกซิเดชันจะพบได้โดยการเลือก สมการปฏิกิริยาจะมีลักษณะดังนี้

2KMnO 4 + 5H 3 ป 3 + 3H 2 ดังนั้น 4 ═2MnSO 4 + 5H 3 ป 4 + K 2 ดังนั้น 4 + 3H 2 โอ้

วิธีครึ่งปฏิกิริยาหรือวิธีอิออนอิเล็กตรอน. ตามชื่อที่ระบุ วิธีนี้ใช้การรวบรวมสมการไอออนิกสำหรับกระบวนการออกซิเดชันและกระบวนการรีดักชัน

เมื่อไฮโดรเจนซัลไฟด์ผ่านสารละลายโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนตที่เป็นกรด สีแดงเข้มจะหายไปและสารละลายจะกลายเป็นขุ่น

ประสบการณ์แสดงให้เห็นว่าความขุ่นของสารละลายเกิดขึ้นจากการก่อตัวของกำมะถัน:

H 2 S  S + 2H +

โครงการนี้ถูกทำให้เท่าเทียมกันโดยจำนวนอะตอม เพื่อให้เท่ากันโดยจำนวนประจุจะต้องลบอิเล็กตรอนสองตัวออกจากด้านซ้ายหลังจากนั้นคุณสามารถแทนที่ลูกศรด้วยเครื่องหมายเท่ากับ

H 2 S - 2e - \u003d S + 2H +

นี่เป็นปฏิกิริยาครึ่งแรก - กระบวนการออกซิเดชันของตัวรีดิวซ์ไฮโดรเจนซัลไฟด์

การเปลี่ยนสีของสารละลายเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยน MnO 4 - (สีแดงเข้ม) เป็น Mn 2+ (สีชมพูอ่อน) นี้สามารถแสดงโดยแผนภาพ

MnO 4 - Mn 2+

ในสารละลายที่เป็นกรด ออกซิเจน ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของ MnO 4 - ร่วมกับไฮโดรเจนไอออน จะก่อตัวเป็นน้ำในที่สุด ดังนั้น กระบวนการเปลี่ยนผ่านจึงเขียนเป็น

MnO 4 - + 8H + Mn 2+ + 4H 2 O

เพื่อแทนที่ลูกศรด้วยเครื่องหมายเท่ากับ ค่าใช้จ่ายจะต้องเท่ากัน เนื่องจากสารตั้งต้นมีประจุบวก 7 ประจุ และประจุบวก 2 ประจุสุดท้าย จึงต้องเติมอิเล็กตรอน 5 ตัวทางด้านซ้ายของวงจรเพื่อให้เป็นไปตามเงื่อนไขที่เท่ากัน

MnO 4 - + 8H + + 5e - Mn 2+ + 4H 2 O

นี่เป็นปฏิกิริยาครึ่งเดียว - กระบวนการลดตัวออกซิไดซ์เช่น เปอร์แมงกาเนตไอออน

ในการรวบรวมสมการปฏิกิริยาทั่วไป จำเป็นต้องเพิ่มสมการของปฏิกิริยาครึ่งปฏิกิริยาทีละเทอม อันดับแรก โดยการทำให้จำนวนอิเล็กตรอนที่ได้รับและอิเล็กตรอนเท่ากัน ในกรณีนี้ ตามกฎการหาผลคูณที่น้อยที่สุด ปัจจัยที่เกี่ยวข้องจะถูกกำหนดโดยการคูณสมการภาคสนาม

H 2 S - 2e - \u003d S + 2H + 5

MnO 4 - + 8H + + 5e - Mn 2+ + 4H 2 O 2

5H 2 S + 2MnO 4 - + 16H + \u003d 5S + 10H + + 2Mn 2+ + 8H 2 O

หลังจากลดลง 10H+ เราจะได้

5H 2 S + 2MnO 4 - + 6H + \u003d 5S + 2Mn 2+ + 8H 2 O หรือในรูปแบบโมเลกุล

2k + + 3SO 4 2- = 2k + + 3SO 4 2-

5H 2 S + 2KMnO 4 + 3H 2 SO 4 \u003d 5S + 2MnSO 4 + K 2 SO 4 + 8H 2 O

ลองเปรียบเทียบทั้งสองวิธี ข้อดีของวิธี half-reaction เมื่อเปรียบเทียบกับวิธีสมดุลอิเล็กตรอนคือ ไม่ใช้ไอออนสมมุติฐาน แต่ใช้ไอออนที่มีอยู่จริง อันที่จริงไม่มีไอออน Mn +7, Cr +6, S +6, S +4 ในสารละลาย MnO 4– , Cr 2 O 7 2– , CrO 4 2– , SO 4 2– . ด้วยวิธี half-reaction ไม่จำเป็นต้องรู้สารทั้งหมดที่เกิดขึ้น ปรากฏในสมการปฏิกิริยาเมื่อได้มา

การจำแนกปฏิกิริยารีดอกซ์

ปฏิกิริยารีดอกซ์มักมีสามประเภท: ปฏิกิริยาระหว่างโมเลกุล โมเลกุล และความไม่สมส่วน .

ปฏิกิริยาระหว่างโมเลกุลคือปฏิกิริยาที่ตัวออกซิไดซ์และตัวรีดิวซ์อยู่ในสารต่างกัน ซึ่งรวมถึงปฏิกิริยาระหว่างสารต่าง ๆ ซึ่งอะตอมขององค์ประกอบเดียวกันมีสถานะออกซิเดชันต่างกัน:

2H 2 S + H 2 SO 3 \u003d 3S + 3H 2 O

5HCI + HCIO 3 = 5CI 2 + 3H 2 O

ปฏิกิริยาภายในโมเลกุลคือปฏิกิริยาที่ตัวออกซิไดซ์และตัวรีดิวซ์อยู่ในสารเดียวกัน ในกรณีนี้ อะตอมที่มีสถานะออกซิเดชันที่เป็นบวกมากกว่าจะเกิดปฏิกิริยาออกซิไดซ์ของอะตอมที่มีสถานะออกซิเดชันต่ำกว่า ปฏิกิริยาดังกล่าวเป็นปฏิกิริยาของการสลายตัวทางเคมี ตัวอย่างเช่น:

2NaNO 3 \u003d 2NaNO 2 + O 2

2KCIO 3 = 2KCI + 3O 2

ซึ่งรวมถึงการสลายตัวของสารที่อะตอมขององค์ประกอบเดียวกันมีสถานะออกซิเดชันต่างกัน:

NH 4 NO 3 \u003d N 2 O + 2H 2 O

ปฏิกิริยาที่ไม่สมส่วนจะมาพร้อมกับการเพิ่มขึ้นและลดลงพร้อมกันในระดับของการเกิดออกซิเดชันของอะตอมขององค์ประกอบเดียวกัน ในกรณีนี้ สารตั้งต้นจะก่อตัวเป็นสารประกอบ ซึ่งหนึ่งในนั้นประกอบด้วยอะตอมที่มีค่าสูงกว่า และอีกสารหนึ่งมีระดับการเกิดออกซิเดชันต่ำกว่า ปฏิกิริยาเหล่านี้เป็นไปได้สำหรับสารที่มีสถานะออกซิเดชันระดับกลาง ตัวอย่างคือการแปลงโพแทสเซียมแมงกาเนตซึ่งแมงกานีสมีสถานะออกซิเดชันระดับกลางเท่ากับ +6 (จาก +7 ถึง +4) สารละลายของเกลือนี้มีสีเขียวเข้มสวยงาม (สีของ MnO ion 4 เคมีภัณฑ์ เคมีการทดลองเคมีอนินทรีย์ในระบบการเรียนรู้ตามปัญหา งานประกาศนียบัตร >> เคมี

ภารกิจ" 27. การจำแนกประเภท เคมี ปฏิกิริยา. ปฏิกิริยาซึ่งไปโดยไม่เปลี่ยนองค์ประกอบ 28. การจำแนกประเภท เคมี ปฏิกิริยาใครไป...