Reacțiile care apar într-un mediu neomogen se numesc ... Tipuri de reacții în chimie

Chimia modernă nu se ocupă decât de studiul condițiilor de interacțiune a substanțelor între ele sau, în termeni științifici, de diferite tipuri de reacții chimice. Una dintre principalele proprietăți ale materiei este mișcarea. Fenomenul apariției noilor compuși ca urmare a recombinării atomilor de reactivi, care caracterizează toate tipurile de reacții din chimie, se datorează tocmai capacității particulelor elementare de a se deplasa. Teoria atomică-moleculară, creată în secolul al XVIII-lea, este totuși baza teoretică pentru clasificarea diferitelor tipuri de reacții. Pentru a obține la scară industrială produsele chimice necesare pentru societatea umană, este necesar să se studieze principiile procesului tehnologic și să se poată gestiona.

Pentru aceasta, este necesar să se cunoască perfect proprietățile reacțiilor chimice care stau la baza lor. Articolul nostru se va ocupa de condițiile de interacțiune dintre diferitele clase de substanțe: acizi, săruri, baze și oxizi. În continuare, definim principalele tipuri de reacții chimice, oferind exemple specifice.

Mediu omogen și eterogen

Chimia se ocupă de studiul obiectelor din lumea fizică, care se găsesc în trei dintre cele patru forme posibile de existență a materiei: gazoase, solide și lichide. Dacă compușii care reacționează inițial au aceeași fază, de exemplu gazul-gaz, ca și în procesul de obținere a apei de la hidrogen și oxigen, atunci acest tip de interacțiune va fi omogen. Și reacțiile care apar într-un mediu neomogen se numesc eterogene. Aceasta, de exemplu, înlocuirea metalului activ - sodiu, potasiu, magneziu, într-o stare cristalină solidă, atomi de hidrogen dintr-o soluție de acid clorhidric. Starea agregată a reactanților afectează parametrii proces chimic, de exemplu, cel mai important indicator al acesteia este viteza? Sa dovedit că da. Și rolul principal în acest caz este jucat de convecție - deplasarea unei mase de lichid sau gaz pe suprafața catalizatorului.

Cataliză heterogenă

Calculul fazei reactivilor este necesar pentru realizarea proceselor chimico-tehnologice la scară largă. Cele mai multe dintre acestea se datorează utilizării unei catalizări eterogene și apar într-un mediu neomogen pe suprafața catalizatorului. Activitatea sa este direct proporțională cu aria în care sunt contactate moleculele compușilor inițiali. Pentru aceasta, catalizatorul sub formă de pulbere se aplică plăcilor de azbest sau piatră ponce având o structură poroasă. De obicei, întregul proces este realizat în conformitate cu principiul compușilor intermediari activi, reprezentați de complecși de suprafață ai catalizatorului în sine și de reactivi. După cum ne amintim, reacțiile în mai multe etape care apar într-un mediu neomogen se numesc eterogene. Se termină cu formarea produselor potrivite, însă în acest caz, catalizatorul nu este irosit.

Oxidarea amoniacului

Conform mecanismului descris mai sus, are loc un proces tehnologic de obținere a acidului nitrat prin oxidarea amoniacului. A fost propusă la începutul secolului al XX-lea de inginerul chimist rus I. Andreev, care este tatăl industriei nitrice din Rusia. Ca catalizator, s-a folosit o plasă de platină, pe care s-a încălzit un amestec de aer și amoniac la 750 ° C. Acidul azotic a fost obținut ca rezultat al a trei reacții chimice succesive, ale căror condiții de trecere depindea de puritatea catalizatorului. Prin urmare, grila de platină a fost curățată în mod constant de impurități nocive: praf și hidrogen sulfurat.

Clasificarea fenomenelor chimice

Substanțele care ne înconjoară sunt supuse unor schimbări diferite. Dacă ele privesc numai starea agregată și nu afectează compoziția calitativă a moleculelor, atunci astfel de fenomene se numesc fenomene fizice. De exemplu, topirea fierului solid, fierberea apei înainte de formarea aburului etc. Aceste fenomene și alte fenomene similare sunt studiate în cursul fizicii. Dar electroliza aceleiași ape, care merge cu formarea de substanțe simple - gazele de oxigen și hidrogen, arderea benzii de magneziu - sunt diferite tipuri de reacții în chimie. Acestea conduc la apariția unor compuși noi, cu condiția ca compoziția elementară a substanțelor reacționate să fie păstrată și clasificată în funcție de diferite criterii. Să le analizăm în continuare.

Modificarea cantității de reactivi și de produse de reacție

Interacțiunile chimice presupun o redistribuire a atomilor care alcătuiesc moleculele compușilor inițiali. Conform acestui principiu, este o clasificare reacții de descompunere, conectare, schimb și înlocuire. Descompunerea carbonatului de calciu în timpul arderii este un exemplu tipic al unei reacții eterogene a cărei viteză va depinde de zona de contact a celor două faze: solidă și gazoasă. Reacția de schimb dintre oxidul de bază CuO și acidul sulfat are loc și în regiunea de contact a soluției cu oxid de cupru solid. Producția industrială de acid sulfuric din trioxid de sulf și apă demonstrează mecanismul de interacțiune, în care se produce una dintre cele două substanțe (reacția compusului). Reacția de neutralizare care conduce la formarea apei este un caz particular al proceselor metabolice, este larg răspândită în celulele animale și umane.

Înlocuirea în compuși anorganici și organici

Reamintim că reacțiile care apar într-un mediu neomogen se numesc eterogene. Este bine cunoscut din cursul de chimie din liceu faptul că capacitatea de așchii de magneziu să reacționeze cu o soluție de acid clorhidric. In vitro, în acest moment există o emisie rapidă de bule de gaz. Acesta este hidrogenul produs ca rezultat al reacțiile de substituție, un alt produs al acestui procedeu este o soluție de clorură de magneziu. Potrivit capacității atomilor de metale de a înlocui hidrogenul în molecula de acid de către un chimist rus remarcabil NN Beketov, s-au creat o serie de activități metalice. Procesele de substituție au fost folosite pe scară largă în chimia organică. Aceasta este halogenarea hidrocarburilor saturate, nitrarea benzenului etc.

Proprietățile reacțiilor chimice

Continuând să studiem interacțiunea substanțelor între ele, să ne îndreptăm spre aceia dintre ei care sunt însoțiți de absorbția sau eliberarea energiei sub formă de căldură. Această clasificare include reacțiile exoterme și endoterme, care, pe lângă ecuația în sine, conțin un indice - efectul de căldură al reacției Delta-H. Pentru procesul de obținere a acidului clorhidric din substanțe gazoase simple: clor și hidrogen, Delta-H este negativă, adică reacția însăși este exotermă și în timpul oxidării azotului la monoxidul său Delta-H = 90,4 kJ, în acest caz reacția este endotermică, care are loc cu absorbție de căldură.

După cum știm, reacțiile care apar într-un mediu neomogen se numesc eterogene. Ele joacă un rol important nu numai în procesele tehnologice de producție industrială a produselor chimice, dar și în mediul sălbatic. Acestea sunt procesele de intrare a apei în părul rădăcinii, dizolvarea îngrășămintelor minerale și absorbția acestora de către plante, difuzarea oxigenului și a dioxidului de carbon în sol.

În acest articol, am studiat tipurile de reacții din chimie și am determinat semnificația lor practică.