Вивчення хімічних реакцій та умов, що впливають на їх розвиток, є головним завданням усієї хімічної дисципліни. Хімічна реакція - це створення однієї або декількох нових речовин з однієї або декількох існуючих; перші називаються продуктами, а другі - реагентами.
Часто мета хіміків полягає в тому, щоб, ну, зробити щось. Формально цей процес відомий як синтез, і він відбувається без участі людини в організмі у формі біосинтезу. Називаються реакції, пов'язані зі створенням нової сполуки з безлічі існуючих речовин реакції синтезу, і прикладів їх багато в повсякденному житті, від промислових установ до академічних хімічних лабораторій.
Види хімічних реакцій
П'ять основних типів хімічних реакцій коротко описані нижче. Як ви скоро побачите, деякі реакції можуть бути декількох типів.
- Реакція розкладання: Цей вид реакції має загальну форму AB → A + B. Прикладом є розкладання перекису водню на воду та кисень: 2H2О2 → 2Н2O + O2.
- Реакція горіння: У цих реакціях один реагент, який називається паливом, реагує з газоподібним киснем, O 2 (один атом кисню зв’язаний з іншим). Часто результат видно як вогонь.
- Реакція одноразового витіснення (або одноразової заміни): Ці реакції включають одне реагування "браконьєрства" з іншого. Загальна форма така A + Е → AB + C..
- Реакція подвійного витіснення (або подвійного заміщення): це "торги" форми AB + CD → Н.е. + Е.
- Реакція синтезу (також звана а комбінація або склад реакція): реакція загальної форми A + B → AB. Прикладом є синтез карбонату кальцію з оксиду кальцію та вуглекислого газу: CaO + CO2 → CaCO3.
Реакція синтезу: загальне рівняння
Як ви бачили, реакція синтезу "рівняння слова" (з використанням літер для представлення неуточнених атомів або молекул) є A + B → AB. А і В можуть складатися з окремих елементів, або окремо у вигляді іонів (таких як Na+) або як двоатомні молекули (наприклад, Cl2). Один або обидва можуть також складатися з молекулярних груп, наприклад, NO3–).
- Сім елементів у природі зустрічаються як двоатомні молекули: H2, N2, О2, Ф2, Кл2, Br2, і я2.
Іноді реакції складу включатимуть більше двох елементів і набуватимуть форми A + B + C. → ABC.
Приклади реакцій синтезу в повсякденному житті
Якби хтось запитав список хімічних реакцій у повсякденному житті, або навіть, скажімо, просто список приклади реакцій на заміну в повсякденному житті досвідчений хімік може продовжувати дуже довгий час! Але обмеження обговорення лише прикладами реакцій синтезу навряд чи зіпсує задоволення. Декілька поширених таких реакцій описані нижче.
- Дві речовини, які ви вже бачили, поєднуються, утворюючи звичайну кухонну сіль, хлорид натрію: 2Na + Cl2 → 2NaCl.
- Реакція оксиду кальцію та діоксиду вуглецю, наведена вище, є прикладом класу реакцій синтезу, що включає оксиди металів, що поєднуються з CO2 для отримання відповідного карбонату металу.
- Метал магнію та газ кисню поєднуються, утворюючи оксид магнію: 2Mg + O2 → 2MgO. Це також реакція горіння і стосується різних інших металів.
- Синтез оксиду цинку (зручний для запобігання сонячним опікам у носі) - це реакція синтезу, яка також включає окислення або втрату електронів, часто в результаті взаємодії з киснем. Збалансованою реакцією цього синтезу є 2Zn + O2 → 2ZnO.
- Хлорид калію реагує зі звичайним газом кисню, утворюючи хлорат калію. Це також приклад загального процесу - поєднання кисню та а бінарний хлорид для отримання хлорату металу: KCl + O2 → KClO3.