Читать онлайн учебники
на ANSEVIK.RU

>>> Перейти на мобильную версию сайта >>>

Учебник для 11 класса

Химия

       

§ 11.1. Классификация химических реакций по числу и составу реагирующих веществ

Реакции, идущие без изменения состава веществ

К таким реакциям можно отнести процессы получения аллотропных модификаций одного химического элемента, например:

К этому типу реакций могут быть отнесены реакции изомеризации, которые идут без изменения не только качественного, но и количественного состава молекул веществ, например:

1. Изомеризация алканов.

Реакция изомеризации алканов имеет большое практическое значение, так как углеводороды изостроения обладают меньшей способностью к детонации.

2. Изомеризация алкенов.

3. Изомеризация алкинов (реакция А. Е. Фаворского).

4. Изомеризация галогеналканов (А. Е. Фаворский, 1907 г.).

5. Изомеризация цианата аммония при нагревании.

Впервые мочевина была синтезирована Ф. Велером в 1828 г. изомеризацией цианата аммония при нагревании.

Реакции, идущие с изменением состава веществ

Можно выделить четыре типа таких реакций: соединения, разложения, замещения и обмена.

Реакции соединения — это такие реакции, при которых из нескольких веществ образуется одно сложное вещество.

В неорганической химии многообразие реакций соединения можно рассмотреть на примере реакций получения серной кислоты из серы:

1. Получение оксида серы (IV):

S + O2 = SO2 — из двух простых веществ образуется одно сложное.

2. Получение оксида серы (VI):

— из простого и сложного веществ образуется одно сложное.

3. Получение серной кислоты:

SO3 + Н2O = H2SO4 — из двух сложных веществ образуется одно сложное.

Примером реакции соединения, при которой одно сложное вещество образуется из более чем двух исходных, может служить заключительная стадия получения азотной кислоты:

4NO2 + O2 + 2Н2O = 4HNO3.

В органической химии реакции соединения принято называть «реакциями присоединения». Многообразие таких реакций можно рассмотреть на примере блока реакций, характеризующих свойства непредельных веществ, например этилена:

1. Реакция гидрирования — присоединения водорода:

2. Реакция гидратации — присоединения воды:

3. Реакция полимеризации:

Реакции разложения — это такие реакции, при которых из одного сложного вещества образуется несколько новых веществ.

В неорганической химии многообразие таких реакций можно рассмотреть на блоке реакций получения кислорода лабораторными способами:

1. Разложение оксида ртути (II):

— из одного сложного вещества образуются два простых.

2. Разложение нитрата калия:

— из одного сложного вещества образуются одно простое и одно сложное.

3. Разложение перманганата калия:

— из одного сложного вещества образуются два сложных и одно простое, т. е. три новых вещества.

В органической химии реакции разложения можно рассмотреть на блоке реакций получения этилена в лаборатории и в промышленности:

1. Реакция дегидратации (отщепления воды) этанола:

2. Реакция дегидрирования (отщепление водорода) этана:

3. Реакция крекинга (расщепления) пропана:

Реакции замещения — это такие реакции, в результате которых атомы простого вещества замещают атомы какого-нибудь элемента в сложном веществе.

В неорганической химии примером таких процессов может служить блок реакций, характеризующих свойства металлов:

1. Взаимодействие щелочных или щелочноземельных металлов с водой:

2Na + 2Н2O = 2NaOH + Н2↑.

2. Взаимодействие металлов с кислотами в растворе:

Zn + 2НСl = ZnCl2 + Н2↑.

3. Взаимодействие металлов с солями в растворе:

Fe + CuSO4 = FeSO4 + Сu.

4. Металлотермия:

В качестве примера реакций замещения с участием органических веществ приведем наиболее характерное свойство предельных соединений, в частности метана, — способность его атомов водорода замещаться на атомы галогена:

Другой пример — бромирование ароматических соединений (бензола, толуола, анилина):

Обратим внимание на особенность реакции замещения у органических веществ: в результате таких реакций образуются не простое и сложное вещества, как в неорганической химии, а два сложных вещества.

В органической химии к реакциям замещения относят и некоторые реакции между двумя сложными веществами, например нитрование бензола:

Она формально является реакцией обмена, но с точки зрения изменений, происходящих с органическим веществом, это реакция замещения.

Реакции обмена — это такие реакции, при ко- 1 торых два сложных вещества обмениваются 1 своими составными частями.

Эти реакции характеризуют свойства электролитов в растворах и протекают по правилу Бертолле, т. е. только в том случае, если в результате образуется осадок (нерастворимое или малорастворимое вещество), газ или малодиссоциирующее вещество (например, вода Н2O).

В неорганической химии это может быть блок реакций, характеризующих, например, свойства растворимых оснований (щелочей).

1. Реакция нейтрализации, идущая с образованием соли и воды:

NaOH + HNO3 = NaNO3 + Н2O

или в ионном виде:

ОН- + Н+ = Н2O.

2. Реакция между щелочью и солью, идущая с образованием газа и воды:

2NH4Cl + Са(ОН)2 = СаСl2 + 2NH3↑ + 2Н2O

или в ионном виде:

NH+4 + ОН- = NH3↑ + Н2O.

3. Реакция между щелочью и солью, идущая с образованием осадка:

CuSO4 + 2КОН = Cu(OH)2↓ + K2SO4

или в ионном виде:

Сu2+ + 2OН- = Cu(OH)2↓.

В органической химии можно рассмотреть блок реакций, характеризующих, например, свойства уксусной кислоты.

1. Реакция, идущая с образованием слабого электролита — воды:

2. Реакция, идущая с образованием газа:

3. Реакция, идущая с образованием осадка:

Рейтинг@Mail.ru