Оглавление: 1. ВВЕДЕНИЕ 2. КЛАССИФИКАЦИЯ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ: •

Оглавление: 1. ВВЕДЕНИЕ 2. КЛАССИФИКАЦИЯ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ: • • • По числу и составу реагирующих веществ По изменению степеней окисления химических элементов По участию катализатора По агрегатному состоянию реагирующих веществ По тепловому эффекту По направлению 3. НАИБОЛЕЕ ИНТЕРЕСНЫЕ ХИМИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ, ПРОВОДИМЫЕ В ШКОЛЬНЫХ ЛАБОРАТОРИЯХ

В В Е Д Е Н И Е 1) 2) 3) 4) Химические реакции – химические процессы, в результате которых из одних веществ образуются другие отличающиеся от них по составу и (или) строению. При химических реакциях обязательно происходит изменение веществ, при котором рвутся старые и образуются новые связи между атомами. Признаки химических реакций: Выделяется газ Выпадет осадок Происходит изменение окраски веществ Выделяется или поглощается тепло, свет Рассмотрим классификацию химических реакций по различным признакам. ОГЛАВЛЕНИЕ

КЛАССИФИКАЦИЯ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ: 1. По числу и составу реагирующих веществ: Реакции, идущие без изменения состава веществ В неорганической химии к таким реакциям можно отнести процессы получения аллотропных модификаций одного химического элемента, например: С (графит) <=> С (алмаз) 3 О 2 (кислород) <=> 2 О 3 (озон) Sn (белое олово) <=> Sn (серое олово) 1. S (ромбическая) <=> S (пластическая) 2. Р (красный) <=> Р (белый) 3. ОГЛАВЛЕНИЕ

Аллотропия серы: S (ромбическая) <=> S (пластическая) ОГЛАВЛЕНИЕ К л а с с и ф и к а ц и я р е а к ц и й

Аллотропия фосфора: Р (красный) <=> Р (белый) ОГЛАВЛЕНИЕ

Реакции, идущие с изменением состава вещества 1. Реакции соединения – это такие реакции, при которых из двух и более веществ образуется одно сложное вещество. В неорганической химии все многообразие реакции соединения можно рассмотреть на примере реакции получения серной кислоты из серы: а) получение оксида серы(IV): S + O 2 SO 2 - из двух простых веществ образуется одно сложное, б) получение оксида серы(VI): 2 SO 2 + O 2 <=> 2 SO 3 - из простого и сложного веществ образуется одно сложное, в) получение серной кислоты: SO 3 + H 2 O = H 2 SO 4 - из двух сложных веществ образуется одно сложное. ОГЛАВЛЕНИЕ К л а с с и ф и к а ц и я р е а к ц и й

Реакция соединения кислотного оксида фосфора(V) с К водой: л а с с и ф и к а ц и я Р 2 О 5 + 3 H 2 O = 2 H 3 PO 4 ОГЛАВЛЕНИЕ р е а к ц и й

2. Реакции разложения – это такие реакции, при которых из одного сложного вещества образуется несколько новых веществ. В неорганической химии все многообразие таких реакций можно рассмотреть на блоке реакций получения кислорода лабораторными способами: а) разложение оксида ртути(II): 2 Hg. O t 2 Hg + O 2 - из одного сложного вещества образуются два простых. б) разложение нитрата калия: 2 KNO 3 t 2 KNO 2 + O 2 - из одного сложного вещества образуются одно простое и одно сложное. в) разложение перманганата калия: 2 KMn. O 4 t K 2 Mn. O 4 + Mn. O 2 + O 2 - из одного сложного вещества образуются два сложных и одно простое. ОГЛАВЛЕНИЕ К л а с с и ф и к а ц и я р е а к ц и й

Разложение перманганата калия при нагревании: Разгорание тлеющей лучины свидетельствует от том, что происходит выделение кислорода: 2 KMn. O 4 t K 2 Mn. O 4 + Mn. O 2 + O 2 ОГЛАВЛЕНИЕ К л а с с и ф и к а ц и я р е а к ц и й

3. Реакции замещения – это такие реакции, в результате которых атомы простого вещества замещают атомы какогонибудь элемента в сложном веществе. В неорганической химии примером таких процессов может служить блок реакций, характеризующих свойства металлов: а) взаимодействие щелочных или щелочноземельных металлов с водой: 2 Na + 2 H 2 O = 2 Na. OH + H 2 Са + 2 Н 2 О = Са(ОН)2 + H 2 б) взаимодействие металлов с кислотами в растворе: Zn + 2 HCl = Zn. Cl 2 + H 2 в) взаимодействие металлов с солями в растворе: Fe + Cu SO 4= Fe. SO 4 + Cu г) металлотермия: 2 Al + Cr 2 O 3 t Al 2 O 3 + 2 Cr ОГЛАВЛЕНИЕ К л а с с и ф и к а ц и я р е а к ц и й

Взаимодействие щелочного металла натрия с водой: К л а с с и ф и к а ц и я 2 Na + 2 H 2 O = 2 Na. OH + H 2 ОГЛАВЛЕНИЕ р е а к ц и й

Взаимодействие щелочного металла кальция с водой: К л а с с и ф и к а ц и я Са + 2 Н 2 О = Са(ОН)2 + H 2 ОГЛАВЛЕНИЕ р е а к ц и й

4. Реакции обмена – это такие реакции, при которых два сложных вещества обмениваются своими составными частями Эти реакции характеризуют свойства электролитов и в растворах протекают по правилу Бертолле, то есть только в том случае, если в результате образуется осадок, газ или малодиссоциирующее вещество (например, Н 2 О). В неорганической это может быть блок реакций, характеризующих свойства щелочей: а) реакция нейтрализации, идущая с образованием соли и воды: + Na. OH + HNO 3 = Na. NO 3 + H 2 O или в ионном виде: ОН + Н = Н 2 О б) реакция между щелочью и солью, идущая с образованием газа: 2 NH 4 Cl + Ca(OH)2 = Ca. Cl 2 + 2 NH 3 + 2 H 2 O в) реакция между щелочью и солью, идущая с образованием осадка: Си. SO 4 + 2 KOH = Cu(OH)2 + K 2 SO 4 ОГЛАВЛЕНИЕ К л а с с и ф и к а ц и я р е а к ц и й

Взаимодействие сульфата хрома(III) с гидроксидом калия: К л а с с и ф и к а ц и я Cr 2(SO 4)3 + 6 KOH = 2 Cr(OH)3 + 3 K 2 SO 4 ОГЛАВЛЕНИЕ р е а к ц и й

2. По изменению степеней окисления химических элементов, образующих вещества: К л а с с Окислительно-восстановительные реакции: и ф Окислительно-восстановительные реакции – реакции, идущие и к с изменением степеней окисления элементов. а К ним относится множество реакций, в том числе все реакции ц замещения, а также те реакции соединения и разложения, в которых и я участвует хотя бы одно простое вещество: 0 +1 +2 0 а) Mg + H 2 SO 4 = Mg. SO 4 + H 2 0 +2 Mg – 2 e¯ Mg – окисление +1 0 2 Н + 2 e¯ H 2 – восстановление 0 0 +2 -2 б) 2 Мg + O 2 = 2 Mg. O р е 0 +2 Mg – 2 e¯ Mg 2 – окисление а к 0 -2 O 2 + 4 e¯ 2 O 1 – восстановление ц и й ОГЛАВЛЕНИЕ

Окислительно-восстановительная реакция: горение магния К л а с с и ф и к а ц и я р е а 0 0 +2 -2 к 2 Мg + O 2 = 2 Mg. O Сложные окислительно-восстановительные реакции составляются с помощью ц метода электронного баланса и й ОГЛАВЛЕНИЕ

Не окислительно-восстановительные реакции: К л Не окислительно-восстановительные реакции – реакции, иду-а щие без изменения степеней окисления элементов. с с К ним относятся все реакции ионного обмена, например: и ф Na 2 CO 3 + 2 HCl = 2 Na. Cl + Н 2 СО 3 Но т. к. угольная кислота – очень слабая, она может существовать и к только в разбавленных растворах, а в присутствии более сильных кислот а неустойчива и разлагается на углекислый газ и воду. Таким образом, ц и окончательное уравнение имеет вид: я Na 2 CO 3 + 2 HCl = 2 Na. Cl + CO 2 + H 2 O, многие реакции соединения : Li 2 O + H 2 O = 2 Li. OH а также многие реакции разложения: t 2 Fe(OH)3 Fe 2 O 3 + 3 H 2 O ОГЛАВЛЕНИЕ р е а к ц и й

3. По участию катализатора: К Катализаторы – это вещества, участвующие в химической реакции ил а изменяющие ее скорость или направление, но по окончании реакции с остающиеся неизменными качественно и количественно. с и Некаталитические реакции: ф Некаталитические реакции - реакции, идущие без участия катализатора: и t к 2 Hg. O 2 Hg + O 2 t а 2 Al + 6 HCl 2 Al. Cl 3 + 3 H 2 ц Каталитические реакции: и Каталитические реакции – реакции, идущие с участием катализатора: я H 2 O 4 Al + 3 I 2 2 Al. I 3 t, Mn. O 2 2 KCl. O 3 2 KCl + 3 O 2 P, t CO + Na. OH H-CO-ONa ОГЛАВЛЕНИЕ р е а к ц и й

Каталитическая реакция взаимодействия алюминия с К л йодом: а с с и ф и к а ц и я H 2 O 4 Al + 3 I 2 2 Al. I 3 ОГЛАВЛЕНИЕ р е а к ц и й

4. По агрегатному состоянию реагирующих веществ (фазовому составу): К л а с Гетерогенные реакции: Гетерогенные реакции – реакции, в которых реагирующие вещества с и и продукты реакции находятся в разных агрегатных состояниях (в разных ф фазах): Fe. O(т) + СО(г) Fe(т) + СО 2(г) + Q и 2 Al(т) + 3 Сu. Сl 2 (р-р) = 3 Сu(т) + 2 Al. Cl 3 (р-р) к а Ca. C 2(т) + 2 H 2 O(ж) = C 2 H 2 + Ca(OH)2(р-р) ц и я Гомогенные реакции: Гомогенные реакции – реакции, в которых реагирующие вещества и р продукты реакции находятся в одном агрегатном состоянии (в одной е фазе): 2 С 2 Н 6(г) + 7 О 2(г) 4 СО 2(г) + 6 Н 2 О(г) а 2 SO 2(г) + O 2(г) = 2 SO 3(г) +Q H 2(г) + F 2(г) = 2 HF(г) ОГЛАВЛЕНИЕ к ц и й

5. По тепловому эффекту: К л а Экзотермические реакции: с Экзотермические реакции – реакции, протекающие с выделением с энергии во внешнюю среду. К ним относятся почти все реакции и соединения. Экзотермические реакции, которые протекают с выделениемф и света, относят к реакциям горения, например: к а ц и я 4 Р + 5 О 2 = 2 Р 2 О 5 + Q ОГЛАВЛЕНИЕ р е а к ц и й

Эндотермические реакции: К л Эндотермические реакции – реакции, протекающие с поглощением а с энергии внешнюю среду. К ним относятся почти все реакции с разложения, например: и t Обжиг известняка: Са. СО 3 Ca. O + CO 2 - Q ф и к Количество выделенной или поглощенной в результате реакции а энергии называют тепловым эффектом реакции, а уравнение химической ц реакции с указанием этого эффекта называют термохимическим и я уравнением, например: H 2(г)+ Cl 2(г) = 2 HCl(г) + 92. 3 к. Дж р N 2(г) + O 2(г) = 2 NO – 90. 4 к. Дж е ОГЛАВЛЕНИЕ а к ц и й

6. По направлению: К л а Необратимые реакции: с Необратимые реакции протекают в данных условиях только в одномс направлении. К таким реакциям можно отнести все реакции обмена, и ф сопровождающиеся образованием осадка, газа или малодиссоциирующего и вещества (воды) и все реакции горения: к Горение пороха а ц и я ОГЛАВЛЕНИЕ р е а к ц и й

Обратимые реакции: К л а Обратимые реакции в данных условиях протекают одновременно в с с двух противоположных направлениях. Таких реакций подавляющее и большинство. Например: ф и 2 SO 2 + O 2 <=> 2 SO 3 к а N 2 +3 H 2 <=> 2 NH 3 ц и я ОГЛАВЛЕНИЕ р е а к ц и й

3. НАИБОЛЕЕ ИНТЕРЕСНЫЕ ХИМИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ, ПРОВОДИМЫЕ В ШКОЛЬНЫХ ЛАБОРАТОРИЯХ Наиболее интересными реакциями, проводимыми в школьных лабораториях являются реакции горения. Вот некоторые из них: Горение кальция на воздухе Горение лития Также достаточно интересными являются реакции: взаимодействия бумаги с серной кислотой взаимодействия фосфора с азотной кислотой взаимодействие сахара с концентрированной серной кислотой ОГЛАВЛЕНИЕ

Реакция горения кальция на воздухе: И н т е р е с н ы е Реакции горения протекают очень бурно ОГЛАВЛЕНИЕ р е а к ц и и

Реакция горения лития: ОГЛАВЛЕНИЕ

Реакция взаимодействия бумаги с серной кислотой : И н т е р е с н ы е р е а к ц и и ОГЛАВЛЕНИЕ

Реакция взаимодействия фосфора с азотной кислотой: И н т е р е с н ы е р е а к ц и и ОГЛАВЛЕНИЕ

Реакция взаимодействия сахара с концентрированной серной кислотой И н т е р е с н ы е р е а к ц и и ОГЛАВЛЕНИЕ