Школяр UA

Хімічні реакції

Перетворення речовин, що супроводжуються зміною їхнього складу і (або) будови, називаються хімічними реакціями.
У хімічних реакціях з одних речовин виходять інші. Вихідні речовини, що вступають у хімічну реакцію, називаються реагентами, а нові, які утворюються внаслідок такої реакції, — продуктами реакції.
Хімічні реакції завжди супроводжуються фізичними ефектами, що називаються ознаками хімічної реакції.
Ознаки хімічних реакцій, що зустрічаються найчастіше:
— поглинання або виділення теплоти;
— зміна забарвлення реакційної су­міші;
— утворення або розчинення осаду;
— виділення або поглинання газу;
— поява або зникнення запаху.
Умови виникнення й перебігу хімічних реакцій:
— контакт між реагуючими речовинами (реагентами);
— підтримка певного температурного режиму;
— здрібнення та перемішування реагентів у твердому стані;
— підвищення тиску реагентів у газоподібному стані;
— опромінення реагентів видимим світлом або ультрафіолетовими променями.
Класифікація хімічних реакцій

Класифікаційні ознаки Типи хімічних реакцій
За числом і складом реагентів і продуктів реакції — сполучення
— розкладання
— обміну
— заміщення
За зміною ступенів окиснення елементів, що входять до складу реагентів — окисно-відновні
— без зміни ступенів окиснення атомів елементів
За виділенням або поглинанням енергії у процесі реакції — ендотермічні
— екзотермічні
За наявністю або відсутністю каталізатора — каталітичні
— некаталітичні
За оборотністю — оборотні
— необоротні

Енергетичний ефект хімічних реакцій

Хімічні реакції завжди супроводжуються виділенням або поглинанням енергії. Кількість виділеної або поглиненої енергії називається тепловим ефектом хімічної реакції (Q). Реакції, що супроводжуються виділенням енергії, називаються екзотермічними, поглинанням енергії, — ендотермічними.
Хімічні рівняння, в яких наводяться теплові ефекти хімічних реакцій, називаються термохімічними, наприклад:

У цьому рівнянні зазначені агрегатні стани речовин (г.— газоподібний, р.— рідкий), оскільки від них залежить тепловий ефект реакції.

Хімічна рівновага

Хімічні реакції, які за одних і тих самих умов можуть іти в протилежних напрямах, називаються оборотними. У випадку, якщо за даних умов реагенти повністю перетворюються на продукти реакції, реакції називаються необоротними.

Умови необоротності хімічних реакцій

 

1) Продукти, що утворюються, виводяться зі сфери реакції — випадають у вигляді осаду, виділяються у вигляді газу:


2) Утворюються малодисоціюючі сполуки, наприклад вода:

3) Виділяється велика кількість енергії:

Хімічна рівновага

Оборотні реакції не йдуть до кінця і закінчуються встановленням хімічної рівноваги — такого стану системи реагуючих речовин, за якого швидкості прямої та зворотної реакцій однакові.
Стан хімічної рівноваги можна змістити в той або інший бік зміною зовнішніх умов: температури, тиску, концентрації речовин, що беруть участь у реакції. Ці зміни визначаються принципом динамічної рівноваги— принципом Ле Шательє: зовнішня дія на рівноважну систему зміщує рівновагу в напрямі ослаблення ефекту цієї дії.
Із принципу Ле Шательє ви­пливає:
1) при збільшенні концентрації однієї з реагуючих речовин рівновага зміщується у бік витрачання цієї речовини, а при зменшенні концентрації — у бік її утворення;
2) зміна тиску зміщує рівновагу тільки в газових системах. Зі збільшенням тиску рівновага зміщується у бік зменшення об’єму (кількості речовини) газоподібних речовин, із зменшенням тиску — у бік збільшення об’єму (кількості речовини) газоподібних речовин. Якщо реакція проходить без зміни числа молекул (кількості речовини) газоподібних речовин, то тиск не впливає на стан рівноваги;
3) під час підвищення температури рівновага зміщується у бік перебігу ендотермічної реакції, під час зниження температури — екзотермічної реакції.

Швидкість хімічної реакції

Швидкість хімічної реакції визначається кількістю речовини, що прореагувала за одиницю часу в одиниці об’єму.
Формула середньої швидкості хімічної реакції:

де — середня швидкість хімічної реакції, — зміна концентрації реагенту, — час.

Чинники, що впливають на швидкість хімічної реакції

1) Природа реагуючих речовин.
2) Агрегатний стан реагуючих речовин.
3) Концентрація реагуючих речовин.
Основний закон хімічної кінетики — закон діючих мас для швидкості хімічних реакцій: швидкість хімічної реакції за сталої температури пропорційна добутку концентрацій реагуючих речовин.
Для реакції :
,
де k — коефіцієнт; і — концентрації реагуючих речовин (моль/л).
4) Площа поверхні зіткнення реагуючих речовин.
Ця залежність справедлива для гетерогенних систем за участю твердих речовин.
5) Зміна температури.
Залежність швидкості реакції від температури описується правилом Вант-Гоффа: при підвищенні температури на кожні 10 °С швидкість більшості реакцій збільшується у 2—4 рази.
,
де — температурний коефіцієнт.
6) Для газів — тиск у системі.
7) Наявність каталізаторів.
Каталізатори — це речовини, що змінюють швидкість хімічної реакції. Каталізатор у процесі реакції не витрачається і до складу кінцевих продуктів не входить. Позитивний каталіз — прискорення реакції. Негативний каталіз, або інгібування, — уповільнення реакції.

 

© 2009-2019 Школяр UA

Натисніть клавішу Enter для пошуку
Натисніть клавішу Enter для пошуку