Презентация на тему: Классификация реакций в неорганической химии

Классификация реакций в неорганической химии

Оглавление: ВВЕДЕНИЕКЛАССИФИКАЦИЯ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ:По числу и составу реагирующих веществПо изменению степеней окисления химических элементовПо участию катализатораПо агрегатному состоянию реагирующих веществПо тепловому эффектуПо направлению3. НАИБОЛЕЕ ИНТЕРЕСНЫЕ ХИМИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ, ПРОВОДИМЫЕ В ШКОЛЬНЫХ ЛАБОРАТОРИЯХ

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 газВыпадет осадок3) Происходит изменение окраски веществВыделяется или поглощается тепло, свет Рассмотрим классификацию химических реакций по различным признакам.

КЛАССИФИКАЦИЯ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ: 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)3О2 (кислород) <=> 2О3 (озон)Sn (белое олово) <=> Sn (серое олово)S (ромбическая) <=> S (пластическая) Р (красный) <=> Р (белый)

Аллотропия серы: S (ромбическая) <=> S (пластическая)

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

Реакции, идущие с изменением состава вещества Реакции соединения – это такие реакции, при которых из двух и более веществ образуется одно сложное вещество. В неорганической химии все многообразие реакциисоединения можно рассмотреть на примере реакции получениясерной кислоты из серы: а) получение оксида серы(IV): S + O2 SO2 - из двух простых веществ образуется одно сложное, б) получение оксида серы(VI): 2SO2 + O2 <=> 2SO3 - из простого и сложного веществ образуется одно сложное, в) получение серной кислоты: SO3 + H2O = H2SO4 - из двух сложных веществ образуется одно сложное.

Реакция соединения кислотного оксида фосфора(V) с водой: Р2 О5 + 3H2O = 2 H3PO4

2. Реакции разложения – это такие реакции, при которых из одного сложного вещества образуется несколько новых веществ. В неорганической химии все многообразие таких реакцийможно рассмотреть на блоке реакций получения кислородалабораторными способами: а) разложение оксида ртути(II): 2HgO t 2Hg + O2 - из одного сложного вещества образуются два простых.б) разложение нитрата калия: 2KNO3 t 2KNO2 + O2 - из одного сложного вещества образуются одно простое и одно сложное.в) разложение перманганата калия: 2KMnO4 t K2MnO4 + MnO2 + O2 - из одного сложного вещества образуются два сложных и одно простое.

Разложение перманганата калия при нагревании: Разгорание тлеющей лучины свидетельствует от том, что происходит выделение кислорода: 2KMnO4 t K2MnO4 + MnO2 + O2

3. 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 можетслужить блок реакций, характеризующих свойства металлов:а) взаимодействие щелочных или щелочноземельных металлов сводой: 2Na + 2H2O = 2NaOH + H2Са + 2Н2О = Са(ОН)2 + H2б) взаимодействие металлов с кислотами в растворе:Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2в) взаимодействие металлов с солями в растворе:Fe + Cu SO4= FeSO4 + Cuг) металлотермия:2Al + Cr2O3 t Al2O3 + 2Cr

Взаимодействие щелочного металла натрия с водой: 2Na + 2H2O = 2NaOH + H2

Взаимодействие щелочного металла кальция с водой: Са + 2Н2О = Са(ОН)2 + H2

4. Реакции обмена – это такие реакции, при которых два сложных вещества обмениваются своими составными частями Эти реакции характеризуют свойства электролитов и врастворах протекают по правилу Бертолле, то есть только втом случае, если в результате образуется осадок, газ илималодиссоциирующее вещество (например, Н2О). В неорганической это может быть блок реакций,характеризующих свойства щелочей: а) реакция нейтрализации, идущая с образованием соли и воды:NaOH + HNO3 = NaNO3 + H2 O или в ионном виде: ОН- + Н+ = Н2Об) реакция между щелочью и солью, идущая с образованием газа:2NH4Cl + Ca(OH)2 = CaCl2 + 2NH3 + 2 H2Oв) реакция между щелочью и солью, идущая с образованиемосадка: СиSO4 + 2KOH = Cu(OH)2 + K2SO4

Взаимодействие сульфата хрома(III) с гидроксидом калия: Cr2(SO4)3 + 6KOH = 2Cr(OH)3 + 3K2SO4

2. По изменению степеней окисления химических элементов, образующих вещества: Окислительно-восстановительные реакции: Окислительно-восстановительные реакции – реакции, идущиес изменением степеней окисления элементов. К ним относится множество реакций, в том числе все реакциизамещения, а также те реакции соединения и разложения, в которыхучаствует хотя бы одно простое вещество: 0 +1 +2 0 0 0 +2 -2а) Mg + H2SO4 = MgSO4 + H2 б) 2Мg + O2 = 2MgO 0 +2 0 +2Mg – 2e¯ Mg – окисление Mg – 2e¯ Mg 2 – окисление +1 0 0 -22Н + 2e¯ H2 – восстановление O2 + 4e¯ 2O 1 – восстановление

Окислительно-восстановительная реакция: горение магния Сложные окислительно-восстановительные реакции составляются с помощью метода электронного баланса

Не окислительно-восстановительные реакции: Не окислительно-восстановительные реакции – реакции, иду- щие без изменения степеней окисления элементов. К ним относятся все реакции ионного обмена, например:Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + Н2СО3Но т.к. угольная кислота – очень слабая, она может существоватьтолько в разбавленных растворах, а в присутствии более сильных кислотнеустойчива и разлагается на углекислый газ и воду. Таким образом,окончательное уравнение имеет вид:Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + CO2 + H2O,многие реакции соединения :Li2O + H2O = 2LiOHа также многие реакции разложения:2Fe(OH)3 t Fe 2O3 + 3H2O

3. По участию катализатора: Катализаторы – это вещества, участвующие в химической реакции иизменяющие ее скорость или направление, но по окончании реакцииостающиеся неизменными качественно и количественно. Некаталитические реакции: Некаталитические реакции - реакции, идущие без участия катализатора:2HgO t 2Hg + O22Al + 6HCl t 2AlCl3 + 3H2Каталитические реакции:Каталитические реакции – реакции, идущие с участием катализатора: H2O4Al + 3I2 2AlI3 t,MnO22KClO3 2KCl + 3O2 P,t CO + NaOH H-CO-ONa

Каталитическая реакция взаимодействия алюминия с йодом: H2O4Al + 3I2 2AlI3

4. По агрегатному состоянию реагирующих веществ (фазовому составу): Гетерогенные реакции: Гетерогенные реакции – реакции, в которых реагирующие вещества и продукты реакции находятся в разных агрегатных состояниях (в разных фазах): FeO(т) + СО(г) Fe(т) + СО2(г) + Q2Al(т) + 3СuСl2 (р-р) = 3Сu(т) + 2AlCl3 (р-р) CaC2(т) + 2H2O(ж) = C2H2 + Ca(OH)2(р-р) Гомогенные реакции: Гомогенные реакции – реакции, в которых реагирующие вещества и продукты реакции находятся в одном агрегатном состоянии (в одной фазе): 2С2Н6(г) + 7О2(г) 4СО2(г) + 6Н2О(г) 2 SO2(г) + O2(г) = 2SO3(г) +Q H2(г) + F2(г) = 2HF(г)

5. По тепловому эффекту: Экзотермические реакции: Экзотермические реакции – реакции, протекающие с выделениемэнергии во внешнюю среду. К ним относятся почти все реакциисоединения. Экзотермические реакции, которые протекают с выделениемсвета, относят к реакциям горения, например:

Эндотермические реакции: Эндотермические реакции – реакции, протекающие с поглощениемэнергии во внешнюю среду. К ним относятся почти все реакцииразложения, например: Обжиг известняка: СаСО3 t CaO + CO2 - Q Количество выделенной или поглощенной в результате реакцииэнергии называют тепловым эффектом реакции, а уравнение химическойреакции с указанием этого эффекта называют термохимическимуравнением, например:H2(г)+ Cl2(г) = 2HCl(г) + 92.3 кДжN2(г) + O2(г) = 2NO – 90.4 кДж

6. По направлению: Необратимые реакции: Необратимые реакции протекают в данных условиях только в одномнаправлении. К таким реакциям можно отнести все реакции обмена,сопровождающиеся образованием осадка, газа или малодиссоциирующеговещества (воды) и все реакции горения:Горение пороха

Обратимые реакции: Обратимые реакции в данных условиях протекают одновременно вдвух противоположных направлениях. Таких реакций подавляющеебольшинство. Например: 2SO2 + O2 <=> 2SO3N2 +3H2 <=> 2NH3

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

Реакция горения кальция на воздухе: Реакции горения протекают очень бурно

Реакция горения лития:

Реакция взаимодействия бумаги с серной кислотой :

Реакция взаимодействия фосфора с азотной кислотой:

Реакция взаимодействия сахара с концентрированной серной кислотой