Изучение химических реакций и условий, влияющих на их развитие, является главной задачей всей химической дисциплины. Химическая реакция - это создание одного или нескольких новых веществ из одного или нескольких существующих; первые называются продуктами, а вторые - реагентами.
Часто цель химиков - создавать вещи. Формально этот процесс известен как синтез, и он происходит без участия человека в организме в форме биосинтеза. Реакции, связанные с созданием нового соединения из нескольких существующих веществ, называются реакции синтезаи примеров тому множество в повседневной жизни, от промышленных предприятий до лабораторий академической химии.
Типы химических реакций
Ниже кратко описаны пять основных типов химических реакций. Как вы скоро увидите, некоторые реакции могут быть нескольких типов.
- Реакция разложения: Этот вид реакции имеет общую форму AB → А + B. Примером может служить разложение перекиси водорода на воду и кислород: 2H2O2 → 2H2О + О2.
- Реакция горения: в этих реакциях один реагент, называемый топливом, реагирует с газообразным кислородом O 2 (один атом кислорода связан с другим). Часто результат виден в виде огня.
- Реакция однократного замещения (или однократного замещения): эти реакции включают «переманивание» одного реагента из другого. Общая форма А + до н.э → AB + C.
- Реакция двойного вытеснения (или двойной замены): это «сделки» формы AB + CD → ОБЪЯВЛЕНИЕ + до н.э.
- Реакция синтеза (также называемая комбинация или же состав реакция): реакция общего вида. А + B → AB. Примером может служить синтез карбоната кальция из оксида кальция и диоксида углерода: CaO + CO.2 → CaCO3.
Реакция синтеза: общее уравнение.
Как вы видели, "словесное уравнение" реакции синтеза (с использованием букв для обозначения неопределенных атомов или молекул) является А + B → AB. A и B могут состоять из отдельных элементов, либо только в виде ионов (например, Na+) или в виде двухатомных молекул (таких как Cl2). Одна или обе могут также состоять из молекулярных групп, например NO3–).
- Семь элементов естественным образом встречаются в виде двухатомных молекул: H2, N2, O2, F2, Cl2, Br2, и я2.
Иногда реакции композиции будут включать более двух элементов и принимать форму А + B + C → ABC.
Примеры реакций синтеза в повседневной жизни
Если кто-то попросит список химических реакций в повседневной жизни или даже, скажем, просто список примеры реакций однократного замещения в повседневной жизни, опытный химик мог бы очень долго приводить много времени! Но ограничение обсуждения только примерами реакций синтеза вряд ли испортит удовольствие. Ниже описаны несколько распространенных таких реакций.
- Два вещества, которые вы уже видели, объединяются в обычную поваренную соль, хлорид натрия: 2Na + Cl.2 → 2NaCl.
- Вышеупомянутая реакция оксида кальция и диоксида углерода является примером класса реакций синтеза, в которых оксиды металлов соединяются с CO.2 для получения соответствующего карбоната металла.
- Металлический магний и газообразный кислород объединяются с образованием оксида магния: 2Mg + O2 → 2MgO. Это тоже реакция горения и применима к различным другим металлам.
- Синтез оксида цинка (полезен для предотвращения солнечных ожогов в носу) - это реакция синтеза, которая также включает окисление или потерю электронов, часто в результате взаимодействия с кислородом. Сбалансированная реакция для этого синтеза - 2Zn + O2 → 2ZnO.
- Хлорид калия реагирует с обычным газообразным кислородом с образованием хлората калия. Это также пример общего процесса - сочетание кислорода и бинарный хлорид для получения хлората металла: KCl + O2 → KClO3.