Tabla de Contenidos
Reakcja chemiczna to proces przemian materii, w którym jedna lub więcej substancji chemicznych przekształca się w inne różne substancje . Istnieją tysiące reakcji chemicznych , a wiele z nich stale zachodzi wokół nas, a nawet wewnątrz naszych ciał. Reakcje te mogą być bardzo proste, z udziałem zaledwie dwóch, trzech lub czterech substancji chemicznych, lub mogą stać się bardzo złożone, z udziałem wielu reagentów i wytwarzaniem szerokiej gamy różnych produktów.
W częściach tego artykułu zobaczymy, jak reakcje chemiczne są klasyfikowane według różnych kryteriów, a także przykłady reprezentatywnych prostych reakcji chemicznych każdego rodzaju reakcji.
Rodzaje reakcji chemicznych ze względu na liczbę reagentów i/lub produktów
Najprostszym sposobem klasyfikowania reakcji chemicznych jest według liczby zaangażowanych reagentów i produktów oraz według rodzaju wymiany zachodzącej między reagentami. Zgodnie z tym kryterium reakcje chemiczne mogą być:
- Reakcje łączenia lub syntezy.
- Reakcje rozkładu.
- Reakcje zamiany lub podstawienia.
- Reakcje podwójnego podstawienia lub metatezy.
- Reakcje izomeryzacji.
Reakcje łączenia lub syntezy
Są to reakcje, w których dwie lub więcej substancji chemicznych łączy się, tworząc jeden produkt. Są rozpoznawane, ponieważ istnieje więcej niż jeden reagent, ale tylko jeden produkt. Najprostsza ogólna reakcja wygląda następująco:
Przykłady reakcji kombinowanych
- Reakcja tworzenia tlenku żelaza
- spalanie węgla
- Hydratacja etylenu
reakcje rozkładu
Są zasadniczo przeciwieństwem reakcji kombinowanych. Składają się z reakcji, w której substancja rozkłada się lub rozkłada, tworząc inne różne cząsteczki. Ogólna reakcja jest odwrotna do poprzedniej:
Przykłady reakcji rozkładu
- elektroliza wody
- Rozkład trójjodku azotu
- Rozkład chloranu potasu
Proste reakcje przemieszczenia, zamiany lub podstawienia
W tego typu reakcji biorą udział dwa reagenty i powstają dwa produkty; jednakże można zauważyć, że jeden z dwóch reagentów zastępuje jedną z dwóch połówek drugiego reagenta. Ogólna reakcja ma następującą postać:
W tej reakcji reagent C zastępuje B w związku AB.
Przykłady reakcji przemieszczenia
- wypieranie jodu przez brom
- Wypieranie wodoru przez cynk
- wypieranie srebra przez miedź
Reakcje podwójnego podstawienia lub metatezy
Reakcje te są podobne do poprzednich, z tą różnicą, że w tym przypadku mamy do czynienia z dwoma związkami, z których każdy składa się z par, a podczas reakcji połowa jednej z par zastępuje połowę drugiej i odwrotnie. Są rozpoznawane, ponieważ istnieją dwa związki jako reagenty i dwa jako produkty. Te reakcje są podobne do zmiany partnerów podczas tańca. Ogólna reakcja to:
Przykłady reakcji podwójnego przemieszczenia
- Reakcja zobojętniania wodorotlenku sodu i kwasu solnego
Zauważ, że w tym przykładzie sód zastępuje wodór w HCl, a jednocześnie wodór zastępuje sód w NaOH.
- Reakcja metatezy między azotanem srebra a chlorkiem sodu
- Hydroliza octanu etylu
Reakcje przegrupowania lub izomeryzacji
Są to reakcje najprostsze do rozpoznania, ponieważ obejmują tylko dwa związki chemiczne: cząsteczkę reagenta i cząsteczkę produktu. Ponieważ musi być spełnione prawo zachowania materii, wszystkie atomy obecne w reagencie muszą nadal być obecne w produktach, więc obie cząsteczki mają ten sam wzór cząsteczkowy. Jednak oba związki są różne, ponieważ zmiany zachodzą w strukturze, kolejności przyłączania atomów lub obu.
Ten typ reakcji można ogólnie przedstawić w następujący sposób:
Przykłady reakcji izomeryzacji
- Izomeryzacja tiocyjanianu metylu
W tej reakcji widać, że nastąpiła zmiana atomu, który jest przyłączony do grupy metylowej (CH 3 ). Na początku jest to siarka, natomiast w produkcie metyl jest przyłączony do azotu.
- Izomeryzacja nienasyconych kwasów tłuszczowych
Ta reakcja pokazuje izomeryzację kwasu oleinowego, który jest tłuszczem cis, do kwasu elaidynowego, który jest tłuszczem trans.
- Izomeryzacja kwasu pent-4-enowego
Rodzaje reakcji chemicznych ze względu na przepływ ciepła
W zależności od kierunku, w którym przepływa ciepło reakcji, można je podzielić na dwie duże grupy:
reakcje egzotermiczne
Są to te, które, gdy wystąpią, uwalniają energię w postaci ciepła. Charakteryzują się ujemną entalpią reakcji oraz tym, że wiązania chemiczne w produktach są silniejsze i trwalsze niż w reagentach.
Przykłady reakcji egzotermicznych
- Spalanie gazu kuchennego, butanu
W tej reakcji widać, że nastąpiła zmiana atomu, który jest przyłączony do grupy
- Reakcja metalicznego sodu z wodą
- Rozpuszczanie miedzi kwasem solnym
reakcje endotermiczne
Są po prostu przeciwieństwem reakcji egzotermicznych. W tym przypadku reagenty pochłaniają ciepło przekształcając się w produkty i powodują ochłodzenie otoczenia.
Przykłady reakcji endotermicznych
- Fotosynteza
- Konwersja tlenu cząsteczkowego do ozonu
- elektroliza wody
Rodzaje reakcji w zależności od rodzaju zachodzącej przemiany chemicznej
Znaczna część z tysięcy istniejących reakcji chemicznych należy do jednej z tych trzech kategorii, w zależności od rodzaju zachodzącej przemiany chemicznej lub wymiany elektronów:
- reakcje strącania
- Reakcje kwasowo-zasadowe
- Reakcje utleniania-redukcji
reakcje strącania
Są to reakcje z udziałem dwóch związków jonowych w roztworze, które reagują ze sobą, tworząc stały związek, który wytrąca się.
Przykłady reakcji wytrącania
- Wytrącanie jonów srebra jonami bromowymi
- Wytrącanie węglanu wapnia z twardej wody
- Wytrącanie jonów rtęci siarkowodorem
Reakcje kwasowo-zasadowe
Nazywane również reakcjami zobojętniania, składają się one z reakcji między kwasem lub substancją zdolną do oddawania protonów a zasadą lub substancją zdolną do przyjmowania protonów. W wielu przypadkach prostych reakcji kwasowo-zasadowych produktami są sól i woda.
Przykłady reakcji kwasowo-zasadowych
- Neutralizacja kwasu jodowodorowego wodorotlenkiem sodu
- Neutralizacja kwasu siarkowego wodorotlenkiem litu
- Neutralizacja kwasu fosforowego wodorotlenkiem glinu
Reakcje utleniania-redukcji lub redoks
Są to reakcje, w których jeden reagent usuwa jeden lub więcej elektronów z drugiego, powodując zmianę ich wartościowości lub stopnia utlenienia. Ten, który przyjmuje elektrony, nazywany jest utleniaczem, a ten, który je oddaje, nazywany jest reduktorem.
Przykłady reakcji redoks
- Utlenianie żelaza do tlenku żelazawego
- Powstawanie chlorku sodu z chloru i sodu elementarnego
- Utlenianie alkoholu izopropylowego do acetonu
Bibliografia
Brązowy, T. (2021). Chemia: The Central Science (wyd. 11). Londyn, Anglia: Pearson Education.
Chang, R., Manzo, Á. R., Lopez, PS i Herranz, ZR (2020). Chemia (wyd. 10). Nowy Jork, NY: MCGRAW-HILL.
Klasyfikacja reakcji chemicznych. (2020, 30 października). Pobrane z https://espanol.libretexts.org/@go/page/1820
