2Н2 + О2 ––> 2Н2О
ջրածնի, թթվածնի և ջրի կոնցենտրացիաները տատանվում են տարբեր աստիճաններով՝ ΔС(Н2) = ΔС(Н2О) = 2 ΔС(О2):
Քիմիական ռեակցիայի արագությունը կախված է բազմաթիվ գործոններից՝ ռեակտիվների բնույթից, դրանց կոնցենտրացիայից, ջերմաստիճանից, լուծիչի բնույթից և այլն։
2.1.1 Քիմիական ռեակցիայի կինետիկ հավասարում. Ռեակցիայի կարգը.
Քիմիական կինետիկայի առջև ծառացած խնդիրներից մեկն է ցանկացած պահի որոշել ռեակցիայի խառնուրդի բաղադրությունը (այսինքն՝ բոլոր ռեակտիվների կոնցենտրացիաները), որի համար անհրաժեշտ է իմանալ ռեակցիայի արագության կախվածությունը կոնցենտրացիաներից: Ընդհանուր առմամբ, որքան մեծ է ռեակտիվների կոնցենտրացիան, այնքան մեծ է քիմիական ռեակցիայի արագությունը: Քիմիական կինետիկայի հիմքն է այսպես կոչված. Քիմիական կինետիկայի հիմնական պոստուլատը.
Քիմիական ռեակցիայի արագությունը ուղիղ համեմատական է որոշ չափով վերցված ռեակտիվների կոնցենտրացիաների արտադրանքին:
այսինքն՝ ռեակցիայի համար
aA + bB + dD + . ––> eE + .
կարելի է գրել.
Համաչափության k գործակիցը քիմիական ռեակցիայի արագության հաստատունն է։ Արագության հաստատունը թվայինորեն հավասար է ռեակցիայի արագությանը բոլոր ռեակտիվների կոնցենտրացիաներում, որոնք հավասար են 1 մոլ/լ:
Ռեակցիայի արագության կախվածությունը ռեակտիվների կոնցենտրացիաներից որոշվում է փորձարարական եղանակով և կոչվում է քիմիական ռեակցիայի կինետիկ հավասարում։ Ակնհայտ է, որ կինետիկ հավասարումը գրելու համար անհրաժեշտ է փորձարարականորեն որոշել արագության հաստատունը և ցուցիչները ռեակտիվների կոնցենտրացիաներում: Քիմիական ռեակցիայի կինետիկ հավասարման մեջ յուրաքանչյուր արձագանքող նյութի կոնցենտրացիայի ցուցանիշը (II.4 հավասարման մեջ համապատասխանաբար x, y և z) այս բաղադրիչի ռեակցիայի որոշակի կարգն է: Քիմիական ռեակցիայի կինետիկ հավասարման ցուցիչների գումարը (x + y + z) ներկայացնում է ռեակցիայի ընդհանուր կարգը: Պետք է ընդգծել, որ ռեակցիայի կարգը որոշվում է միայն փորձարարական տվյալների հիման վրա և կապված չէ ռեակցիայի հավասարման մեջ ռեակտիվների ստոյխիոմետրիկ գործակիցների հետ։ Ստոյխիոմետրիկ ռեակցիայի հավասարումը նյութական հաշվեկշռի հավասարումն է և ոչ մի կերպ չի կարող ժամանակին որոշել այս ռեակցիայի ընթացքի բնույթը։
Քիմիական կինետիկայի մեջ ընդունված է ռեակցիաները դասակարգել ըստ ռեակցիայի ընդհանուր կարգի։ Դիտարկենք ռեակտիվների կոնցենտրացիայի կախվածությունը ժամանակից անշրջելի (միակողմանի) զրոյական, առաջին և երկրորդ կարգի ռեակցիաների համար։
2.1.2 Զրոյական կարգի ռեակցիաներ
Զրոյական կարգի ռեակցիաների դեպքում կինետիկ հավասարումն ունի հետևյալ ձևը.
Զրոյական կարգի ռեակցիայի արագությունը հաստատուն է ժամանակի մեջ և կախված չէ ռեակտիվների կոնցենտրացիաներից. սա բնորոշ է բազմաթիվ տարասեռ (միջերեսում տեղի ունեցող) ռեակցիաներին այն դեպքում, երբ ռեակտիվների մակերևույթին տարածման արագությունը փոքր է դրանց քիմիական փոխակերպման արագությունից:
2.1.3 Առաջին կարգի ռեակցիաներ
Դիտարկենք A սկզբնական նյութի կոնցենտրացիայի ժամանակային կախվածությունը A -–> B առաջին կարգի ռեակցիայի դեպքում: Առաջին կարգի ռեակցիաները բնութագրվում են ձևի կինետիկ հավասարմամբ (II.6): Մենք փոխարինում ենք (II.2) արտահայտությունը.
(II.7)
Արտահայտությունը (II.7) ինտեգրելուց հետո մենք ստանում ենք.
Ինտեգրման g հաստատունը որոշում ենք սկզբնական պայմաններից՝ t = 0 ժամանակում С կոնցենտրացիան հավասար է Сo սկզբնական կոնցենտրացիայի: Այստեղից հետևում է, որ g = ln Co. Մենք ստանում ենք.
Բրինձ. 2.3Համակենտրոնացման լոգարիթմի կախվածությունը ժամանակից առաջին կարգի ռեակցիաների համար
Այսպիսով, առաջին կարգի ռեակցիայի կոնցենտրացիայի լոգարիթմը գծայինորեն կախված է ժամանակից (նկ. 2.3) և արագության հաստատունը թվայինորեն հավասար է ուղիղ գծի թեքության շոշափմանը դեպի ժամանակի առանցքը:
(II.9) հավասարումից հեշտ է ստանալ միակողմանի առաջին կարգի ռեակցիայի արագության հաստատունի արտահայտություն.
Ռեակցիայի մեկ այլ կինետիկ բնութագիր է կիսամյակը t1/2 - այն ժամանակը, որի ընթացքում սկզբնական նյութի կոնցենտրացիան կրկնակի կրճատվում է սկզբնականի համեմատ: Արտահայտենք t1/2 առաջին կարգի ռեակցիայի համար՝ հաշվի առնելով, որ С = ½Сo:
(II.12)
Ինչպես երևում է ստացված արտահայտությունից, առաջին կարգի ռեակցիայի կես կյանքը կախված չէ սկզբնական նյութի սկզբնական կոնցենտրացիայից։
2.1.4 Երկրորդ կարգի ռեակցիաներ
Երկրորդ կարգի ռեակցիաների համար կինետիկ հավասարումն ունի հետևյալ ձևը.
Դիտարկենք ամենապարզ դեպքը, երբ կինետիկ հավասարումն ունի (II.14) ձևը կամ, նույնը, (II.15) ձևի հավասարման մեջ սկզբնական նյութերի կոնցենտրացիաները նույնն են. հավասարումը (II.14) այս դեպքում կարող է վերաշարադրվել հետևյալ կերպ.
(II.16)
Փոփոխականների առանձնացումից և ինտեգրումից հետո մենք ստանում ենք.
Ինտեգրման g հաստատունը, ինչպես նախորդ դեպքում, որոշվում է սկզբնական պայմաններից։ Մենք ստանում ենք.
Այսպիսով, երկրորդ կարգի ռեակցիաների համար, որոնք ունեն ձևի կինետիկ հավասարում (II.14), բնորոշ է փոխադարձ կոնցենտրացիայի գծային կախվածությունը ժամանակից (նկ. 2.4), իսկ արագության հաստատունը հավասար է լանջի շոշափողին։ ուղիղ գիծ դեպի ժամանակի առանցք.
(II.20)
Բրինձ. 2.4Փոխադարձ կոնցենտրացիան երկրորդ կարգի ռեակցիաների ժամանակի համեմատ
Եթե Co, A և Co, B ռեակտիվների սկզբնական կոնցենտրացիաները տարբեր են, ապա ռեակցիայի արագության հաստատունը հայտնաբերվում է ինտեգրելով հավասարումը (II.21), որտեղ CA և CB ռեակտիվների կոնցենտրացիաներն են սկզբից t պահին: ռեակցիայի:
(II.21)
Այս դեպքում արագության հաստատունի համար մենք ստանում ենք արտահայտությունը
2. Գրի՛ր ռեակցիայի կինետիկ հավասարումը 2H2 + O2 = 2H2O: 3. Քանի՞ անգամ կաճի ռեակցիայի արագությունը, եթե ջերմաստիճանի գործակիցը 3 է, իսկ ջերմաստիճանը 30 աստիճանով: 4. Երբ ջերմաստիճանը բարձրանում է 40 աստիճանով, ռեակցիայի արագությունը մեծանում է 16 անգամ։ Որոշեք ջերմաստիճանի գործակիցը:
Նկար 12 «Արձագանքման արագություն» շնորհանդեսիցՔիմիայի դասերին «Ռեակցիաներ» թեմայովՉափերը՝ 960 x 720 պիքսել, ֆորմատը՝ jpg։ Քիմիայի դասի նկարն անվճար ներբեռնելու համար աջ սեղմեք նկարի վրա և սեղմեք «Պահպանել պատկերը որպես...»: Դասի նկարները ցուցադրելու համար կարող եք նաև անվճար ներբեռնել «Reaction Speed.ppt» ամբողջ շնորհանդեսը՝ բոլոր նկարներով, որոնք գտնվում են zip արխիվում: Արխիվի չափը՝ 15 ԿԲ։
Ներբեռնեք ներկայացումըՌեակցիաներ
«Արձագանքման արագություն» - արագության վրա ազդող գործոններ: Ի՞նչ ենք սովորել։ Ռեակտիվ նյութերի կոնցենտրացիայի ազդեցությունը (միասեռ համակարգերի համար) 3-րդ շարք. Ջերմաստիճանը. Ինչն է որոշում ռեակցիաների արագությունը: 2. Գրի՛ր ռեակցիայի կինետիկ հավասարումը 2H2 + O2 = 2H2O: Կատալիզատորների կամ ինհիբիտորների առկայությունը: Խնդրի լուծում. Կատալիզատորներ և կատալիզատորներ:
«Նյութերի զանգվածի պահպանման օրենքը» - 1673 թ. Նյութերի զանգվածի պահպանման օրենքը. Ցուցանիշ. Ցուցանիշը ցույց է տալիս նյութի բանաձևային միավորի ատոմների քանակը: Ինչպես Բոյլը, այնպես էլ ռուս գիտնականը փորձեր է կատարել կնքված ռեպլիկներում։ 1789 թ Կազիբեկ բիի անվան թիվ 36 միջնակարգ դպրոց. Ռոբերտ Բոյլ. Գործակից. 5n2o. 1748 թ Քիմիական բանաձև. Դասի նպատակները. Ուսուցում - փորձարարականորեն ապացուցել նյութերի զանգվածի պահպանման օրենքը:
«Ռադիոակտիվ փոխակերպումներ» - Պատմության ուղենիշներ. Ոչ ռադիոակտիվ միջուկների թիվն է սկզբնական պահին: t-ը քայքայման ժամանակն է: Ռադիոակտիվ քայքայման օրենքը. Փորձ. Ի՞նչ է կիսատ կյանքը: T-ն կիսատ կյանքն է: Ռադերֆորդի հետազոտություն. Եզրակացություն կանոններից. Ռադիոակտիվ նյութի ատոմները ենթակա են ինքնաբուխ փոփոխությունների։ Ռադիոակտիվության հետազոտության նախապատմություն.
«Քիմիական ռեակցիաների գործնական աշխատանք» - PPG. H2 - Գազ, անգույն, անհոտ, օդից թեթեւ: 4) Սեւ CuO-ը դառնում է կարմիր, փորձանոթի պատերին առաջանում է H2O: Փորձարկման խողովակներ. 2) Մաքուր H2-ը պայթում է ձանձրալի փոփ ձայնով, H2-ը՝ կեղտոտությամբ՝ հաչոցով: 3kcns+feci3=3kci+fe(cns)3 փոխանակում։ AI+HCI. Cu. Zn+H2SO4 = ZnSO4+H2 փոխարինում: Ալկոհոլային լամպ: Դիտարկվել են քիմիական ռեակցիաների նշաններ.
«Ռեակցիաներ» - Հոտի տեսք: Տվեք քիմիական ռեակցիայի հիմնական պատկերացում: Գազի բացթողում. Սարքավորումներ. Լուծումներ՝ աղաթթու և կրաքարի ջուր, մարմարի մի կտոր։ Տնային առաջադրանքների ստուգում. Բերե՛ք բարդ նյութերի օրինակներ: Քիմիայի դերը մարդու կյանքում. Նստվածքի առաջացում. Ջերմության արտազատումը կամ կլանումը:
«Էլեկտրոլիտիկ տարանջատման տեսություն» - Բոլոր պարզ նյութերը, բոլոր օքսիդները և n/r թթուները, հիմքերը և աղերը: Սվանտե Արրենիուս. Նյութեր լուծույթներում. Իոնային և կովալենտային բևեռային կապերով նյութեր: Էլեկտրոլիտիկ դիսոցիացիայի տեսություն (TED): TED-ի II-րդ դրույթ. Կովալենտային կապով նյութեր. Ջրի դիպոլների կողմնորոշո՞ւմ, հիդրա՞նցությո՞ւն։ իոնացում? տարանջատում.
Ընդհանուր առմամբ թեմայում կա 28 պրեզենտացիա
Ջուրը (ջրածնի օքսիդ) երկուական անօրգանական միացություն է՝ H 2 O քիմիական բանաձևով: Ջրի մոլեկուլը բաղկացած է երկու ջրածնի ատոմից և մեկ թթվածնից, որոնք փոխկապակցված են կովալենտային կապով:
Ջրածնի պերօքսիդ.
Ֆիզիկական և քիմիական հատկություններ
Ջրի ֆիզիկական և քիմիական հատկությունները որոշվում են H 2 O մոլեկուլների քիմիական, էլեկտրոնային և տարածական կառուցվածքով:
H և O ատոմները H 2 0 մոլեկուլում գտնվում են իրենց կայուն օքսիդացման վիճակում, համապատասխանաբար +1 և -2; հետևաբար, ջուրը չի ցուցաբերում ընդգծված օքսիդացնող կամ նվազեցնող հատկություններ: Խնդրում ենք նկատի ունենալ. մետաղների հիդրիդներում ջրածինը գտնվում է -1 օքսիդացման վիճակում:
H 2 O մոլեկուլն ունի անկյունային կառուցվածք։ H-O կապերը շատ բևեռային են: O ատոմի վրա ավելորդ բացասական լիցք կա, իսկ H ատոմների վրա՝ ավելորդ դրական լիցքեր։ Ընդհանուր առմամբ, H 2 O մոլեկուլը բևեռային է, այսինքն. դիպոլ. Սա բացատրում է այն փաստը, որ ջուրը լավ լուծիչ է իոնային և բևեռային նյութերի համար։
H և O ատոմների վրա ավելցուկային լիցքերի առկայությունը, ինչպես նաև O ատոմներում չբաշխված էլեկտրոնային զույգերը առաջացնում են ջրածնային կապերի ձևավորում ջրի մոլեկուլների միջև, ինչի արդյունքում դրանք միավորվում են ասոցիացիաների մեջ: Այս համախոհների առկայությունը բացատրում է MP-ի անոմալ բարձր արժեքները: եւ այլն kip. ջուր.
Ջրածնային կապերի առաջացմանը զուգընթաց H 2 O մոլեկուլների միմյանց վրա փոխադարձ ազդեցության արդյունքը դրանց ինքնաիոնացումն է.
մեկ մոլեկուլում տեղի է ունենում բևեռային O-H կապի հետերոլիտիկ ընդմիջում, և ազատված պրոտոնը միանում է մեկ այլ մոլեկուլի թթվածնի ատոմին: Ստացված հիդրոքսիումի իոնը H 3 O + ըստ էության հիդրացված ջրածնի իոն է H + H 2 O, հետևաբար, ջրի ինքնաիոնացման հավասարումը պարզեցված է հետևյալ կերպ.
H 2 O ↔ H + + OH -
Ջրի տարանջատման հաստատունը չափազանց փոքր է.
Սա ցույց է տալիս, որ ջուրը շատ փոքր-ինչ տարանջատվում է իոնների, և, հետևաբար, չդիսոցավորված H 2 O մոլեկուլների կոնցենտրացիան գրեթե հաստատուն է.
Մաքուր ջրի մեջ [H + ] = [OH - ] = 10 -7 մոլ / լ: Սա նշանակում է, որ ջուրը շատ թույլ ամֆոտերային էլեկտրոլիտ է, որը նկատելի չափով չի ցուցադրում ոչ թթվային, ոչ էլ հիմնային հատկություններ:
Սակայն ջուրը ուժեղ իոնացնող ազդեցություն ունի իր մեջ լուծված էլեկտրոլիտների վրա։ Ջրի դիպոլների ազդեցությամբ լուծված նյութերի մոլեկուլներում բևեռային կովալենտային կապերը վերածվում են իոնային, իոնները ջրվում են, նրանց միջև կապերը թուլանում, ինչի հետևանքով տեղի է ունենում էլեկտրոլիտիկ դիսոցացիա։ Օրինակ:
HCl + H 2 O - H 3 O + + Cl -
(ուժեղ էլեկտրոլիտ)
(կամ բացառելով խոնավացումը՝ HCl → H + + Cl -)
CH 3 COOH + H 2 O ↔ CH 3 COO - + H + (թույլ էլեկտրոլիտ)
(կամ CH 3 COOH ↔ CH 3 COO - + H +)
Թթուների և հիմքերի մասին Բրոնսթեդ-Լոուրիի տեսության համաձայն՝ այս գործընթացներում ջուրը դրսևորում է հիմքի (պրոտոն ընդունող) հատկություններ։ Ըստ նույն տեսության՝ ջուրը հանդես է գալիս որպես թթու (պրոտոն դոնոր) ռեակցիաներում, օրինակ՝ ամոնիակի և ամինների հետ.
NH 3 + H 2 O ↔ NH 4 + + OH -
CH 3 NH 2 + H 2 O ↔ CH 3 NH 3 + + OH -
Ջրի հետ կապված ռեդոքս ռեակցիաներ
I. Ռեակցիաներ, որոնց դեպքում ջուրը օքսիդացնող նյութի դեր է կատարում
Այս ռեակցիաները հնարավոր են միայն ուժեղ վերականգնող նյութերով, որոնք կարողանում են ջրի մոլեկուլների մաս կազմող ջրածնի իոնները վերածել ազատ ջրածնի։
1) փոխազդեցություն մետաղների հետ
ա) Նորմալ պայմաններում H 2 O-ը փոխազդում է միայն ալկալիների հետ: և ալկալիական հող: մետաղներ:
2Na + 2H + 2 O \u003d 2NaOH + H 0 2
Ca + 2H + 2 O \u003d Ca (OH) 2 + H 0 2
բ) Բարձր ջերմաստիճաններում H 2 O-ը նույնպես փոխազդում է որոշ այլ մետաղների հետ, օրինակ.
Mg + 2H + 2 O \u003d Mg (OH) 2 + H 0 2
3Fe + 4H + 2 O \u003d Fe 2 O 4 + 4H 0 2
գ) Al-ը և Zn-ը տեղափոխում են H2-ը ջրից ալկալիների առկայության դեպքում.
2Al + 6H + 2 O + 2NaOH \u003d 2Na + 3H 0 2
2) փոխազդեցություն ցածր EO ունեցող ոչ մետաղների հետ (ռեակցիաները տեղի են ունենում ծանր պայմաններում)
C + H + 2 O \u003d CO + H 0 2 («ջրային գազ»)
2P + 6H + 2 O \u003d 2HPO 3 + 5H 0 2
Ալկալիների առկայության դեպքում սիլիցիումը ջրից տեղահանում է ջրածինը.
Si + H + 2 O + 2NaOH \u003d Na 2 SiO 3 + 2H 0 2
3) փոխազդեցություն մետաղների հիդրիդների հետ
NaH + H + 2 O \u003d NaOH + H 0 2
CaH 2 + 2H + 2 O \u003d Ca (OH) 2 + 2H 0 2
4) փոխազդեցություն ածխածնի օքսիդի և մեթանի հետ
CO + H + 2 O \u003d CO 2 + H 0 2
2CH 4 + O 2 + 2H + 2 O \u003d 2CO 2 + 6H 0 2
Արդյունաբերության մեջ ռեակցիաները օգտագործվում են ջրածնի արտադրության համար:
II. Ռեակցիաներ, որոնցում ջուրը գործում է որպես վերականգնող նյութ
Այս ռեակցիաները հնարավոր են միայն շատ ուժեղ օքսիդացնող նյութերի դեպքում, որոնք ունակ են օքսիդացնել թթվածինը CO-2-ը, որը ջրի մաս է, ազատել թթվածին O 2 կամ պերօքսիդ անիոններին 2-: Բացառիկ դեպքում (F 2-ի հետ ռեակցիայի մեջ) թթվածին առաջանում է c o-ով։ +2.
1) փոխազդեցություն ֆտորի հետ
2F 2 + 2H 2 O -2 \u003d O 0 2 + 4HF
2F 2 + H 2 O -2 \u003d O +2 F 2 + 2HF
2) փոխազդեցությունը ատոմային թթվածնի հետ
H 2 O -2 + O \u003d H 2 O - 2
3) փոխազդեցություն քլորի հետ
Բարձր T-ում առաջանում է շրջելի ռեակցիա
2Cl 2 + 2H 2 O -2 \u003d O 0 2 + 4HCl
III. Ներմոլեկուլային օքսիդացման ռեակցիաներ՝ ջրի կրճատում։
Էլեկտրական հոսանքի կամ բարձր ջերմաստիճանի ազդեցության տակ ջուրը կարող է քայքայվել ջրածնի և թթվածնի.
2H + 2 O -2 \u003d 2H 0 2 + O 0 2
Ջերմային տարրալուծումը շրջելի գործընթաց է. ցածր է ջրի ջերմային տարրալուծման աստիճանը։
Խոնավեցման ռեակցիաներ
I. Իոնների խոնավացում. Ջրային լուծույթներում էլեկտրոլիտների տարանջատման ժամանակ առաջացած իոնները միացնում են որոշակի քանակությամբ ջրի մոլեկուլներ և գոյություն ունեն հիդրատացված իոնների տեսքով։ Որոշ իոններ այնպիսի ամուր կապեր են ստեղծում ջրի մոլեկուլների հետ, որ դրանց հիդրատները կարող են գոյություն ունենալ ոչ միայն լուծույթում, այլև պինդ վիճակում։ Սա բացատրում է բյուրեղային հիդրատների առաջացումը, ինչպիսիք են CuSO4 5H 2 O, FeSO 4 7H 2 O և այլն, ինչպես նաև ջրային կոմպլեքսներ՝ CI 3, Br 4 և այլն:
II. Օքսիդների խոնավացում
III. Բազմաթիվ կապեր պարունակող օրգանական միացությունների խոնավացում
Հիդրոլիզի ռեակցիաներ
I. Աղերի հիդրոլիզ
Հետադարձելի հիդրոլիզ.
ա) ըստ աղի կատիոնի
Fe 3+ + H 2 O \u003d FeOH 2+ + H +; (թթվային միջավայր. pH
բ) աղի անիոնով
CO 3 2- + H 2 O \u003d HCO 3 - + OH -; (ալկալային միջավայր. pH > 7)
գ) աղի կատիոնով և անիոնով
NH 4 + + CH 3 COO - + H 2 O \u003d NH 4 OH + CH 3 COOH (միջավայրը մոտ է չեզոքին)
Անդառնալի հիդրոլիզ.
Al 2 S 3 + 6H 2 O \u003d 2Al (OH) 3 ↓ + 3H 2 S
II. Մետաղական կարբիդների հիդրոլիզ
Al 4 C 3 + 12H 2 O \u003d 4Al (OH) 3 ↓ + 3CH 4 նեթան
CaC 2 + 2H 2 O \u003d Ca (OH) 2 + C 2 H 2 ացետիլեն
III. Սիլիցիդների, նիտրիդների, ֆոսֆիդների հիդրոլիզ
Mg 2 Si + 4H 2 O \u003d 2Mg (OH) 2 ↓ + SiH 4 սիլան
Ca 3 N 2 + 6H 2 O \u003d ZCa (OH) 2 + 2NH 3 ամոնիակ
Cu 3 P 2 + 6H 2 O \u003d ZCu (OH) 2 + 2PH 3 ֆոսֆին
IV. Հալոգենների հիդրոլիզ
Cl 2 + H 2 O \u003d HCl + HClO
Br 2 + H 2 O \u003d HBr + HBrO
V. Օրգանական միացությունների հիդրոլիզ
Օրգանական նյութերի դասեր |
Հիդրոլիզի արտադրանք (օրգանական) |
Հալոգենալկաններ (ալկիլ հալոգենիդներ) |
|
Արիլ հալոգենիդներ |
|
Դիհալոալկաններ |
Ալդեհիդներ կամ կետոններ |
Մետաղական սպիրտներ |
|
Կարբոքսիլաթթվի հալոգենիդներ |
կարբոքսիլաթթուներ |
Կարբոքսիլաթթուների անհիդրիդներ |
կարբոքսիլաթթուներ |
Կարբոքսիլաթթուների եթերներ |
Կարբոքսիլաթթուներ և սպիրտներ |
Գլիցերին և ավելի բարձր կարբոքսիլաթթուներ |
|
Դի- և պոլիսախարիդներ |
Մոնոսաքարիդներ |
Պեպտիդներ և սպիտակուցներ |
α-ամինաթթուներ |
Նուկլեինաթթուներ |
|
§3. Ռեակցիայի հավասարումը և ինչպես գրել այն
Փոխազդեցություն ջրածինըՀետ թթվածինԻնչպես հաստատել է սըր Հենրի Քավենդիշը, հանգեցնում է ջրի ձևավորմանը։ Եկեք այս պարզ օրինակով սովորենք գրել քիմիական ռեակցիաների հավասարումներ.
Ինչից է բխում ջրածինըԵվ թթվածին, մենք արդեն գիտենք.
H 2 + O 2 → H 2 O
Այժմ հաշվի ենք առնում, որ քիմիական ռեակցիաներում քիմիական տարրերի ատոմները չեն անհետանում և ոչնչից չեն առաջանում, չեն վերածվում միմյանց, այլ. միավորել նոր համակցություններովնոր մոլեկուլներ ձևավորելու համար: Սա նշանակում է, որ յուրաքանչյուր տեսակի ատոմների քիմիական ռեակցիայի հավասարման մեջ պետք է լինի նույն թիվը նախքանռեակցիաներ ( ձախհավասար նշանից) և հետոռեակցիայի ավարտը ( աջ կողմումհավասար նշանից), այսպես.
2H 2 + O 2 \u003d 2H 2 O
Ահա թե ինչ է դա ռեակցիայի հավասարումը - Ընթացիկ քիմիական ռեակցիայի պայմանական գրառում՝ օգտագործելով նյութերի բանաձևերը և գործակիցները.
Սա նշանակում է, որ վերը նշված ռեակցիայում երկու խալ ջրածինըպետք է արձագանքել մեկ խլուրդով թթվածին, և արդյունքը կլինի երկու խալ ջուր.
Փոխազդեցություն ջրածինըՀետ թթվածին- ամենևին էլ պարզ գործընթաց չէ: Դա հանգեցնում է այս տարրերի օքսիդացման վիճակների փոփոխության: Նման հավասարումների մեջ գործակիցներ ընտրելու համար սովորաբար օգտագործվում է մեթոդը « էլեկտրոնային հաշվեկշիռ".
Երբ ջուրը ձևավորվում է ջրածնից և թթվածնից, դա նշանակում է ջրածինըփոխել է օքսիդացման վիճակը 0 նախքան + Ես, Ա թթվածին-ից 0 նախքան −II. Միաժամանակ մի քանի (n)էլեկտրոններ:
Այստեղ ծառայում են ջրածին նվիրաբերող էլեկտրոնները նվազեցնող միջոցև թթվածին ընդունող էլեկտրոններ - օքսիդացնող նյութ.
Օքսիդացնող և վերականգնող նյութեր
Հիմա տեսնենք, թե ինչպես են էլեկտրոններ տալու և ստանալու գործընթացները առանձին-առանձին: Ջրածին, հանդիպելով «ավազակին»՝ թթվածինին, կորցնում է իր ողջ ունեցվածքը՝ երկու էլեկտրոն, և նրա օքսիդացման վիճակը հավասարվում է. + Ես:
H 2 0 − 2 ե− = 2Н + I
Տեղի է ունեցել օքսիդացման կես ռեակցիայի հավասարումըջրածինը։
Եվ ավազակ թթվածին Մոտ 2, վերցնելով վերջին էլեկտրոնները դժբախտ ջրածնից, շատ գոհ է իր նոր օքսիդացման վիճակից -II:
O 2 + 4 ե− = 2O − II
Սա կրճատման կես ռեակցիայի հավասարումըթթվածին.
Մնում է ավելացնել, որ և՛ «ավազակը», և՛ նրա «զոհը» կորցրել են իրենց քիմիական ինքնությունը, իսկ պարզ նյութերից՝ երկատոմային մոլեկուլներով գազերը։ Հ 2Եվ Մոտ 2վերածվել է նոր քիմիական նյութի բաղադրիչների. ջուր Հ 2 Օ.
Այնուհետև մենք կվիճարկենք հետևյալ կերպ՝ քանի՞ էլեկտրոն է տվել ռեդուկտիվը օքսիդացող ավազակին, այդքանն է նա ստացել։ Նվազեցնող նյութի կողմից նվիրաբերված էլեկտրոնների թիվը պետք է հավասար լինի օքսիդացնող նյութի կողմից ընդունված էլեկտրոնների թվին:.
Այսպիսով, դուք պետք է հավասարեցնել էլեկտրոնների թիվըառաջին և երկրորդ կես ռեակցիաներում: Քիմիայում ընդունված է կիսա-ռեակցիաների հավասարումները գրելու հետևյալ պայմանական ձևը.
2 H 2 0 − 2 ե− = 2Н + I |
|
1 O 2 0 + 4 ե− = 2O − II |
Այստեղ գանգուր փակագծի ձախ կողմում գտնվող 2 և 1 թվերը գործոններ են, որոնք կօգնեն ապահովել, որ տրված և ստացված էլեկտրոնների թիվը հավասար լինի: Հաշվի ենք առնում, որ կիսա-ռեակցիաների հավասարումներում տրվում է 2 էլեկտրոն, իսկ ընդունվում է 4-ը։Ստացված և տրված էլեկտրոնների թիվը հավասարեցնելու համար գտնում են ամենափոքր ընդհանուր բազմապատիկը և լրացուցիչ գործակիցները։ Մեր դեպքում ամենափոքր ընդհանուր բազմապատիկը 4-ն է: Լրացուցիչ գործակիցները կլինեն 2 ջրածնի համար (4: 2 = 2), իսկ թթվածնի համար՝ 1 (4: 4 = 1):
Ստացված բազմապատկիչները կծառայեն որպես ապագա ռեակցիայի հավասարման գործակիցներ.
2H 2 0 + O 2 0 \u003d 2H 2 + I O -II
Ջրածին օքսիդացվածոչ միայն հանդիպման ժամանակ թթվածին. Մոտավորապես նույն ազդեցությունը ջրածնի և ֆտորին F2, հալոգեն և հայտնի «ավազակ», և թվացյալ անվնաս ազոտ N 2:
H 2 0 + F 2 0 = 2H + I F -I |
3H 2 0 + N 2 0 \u003d 2N -III H 3 + I |
Սա հանգեցնում է ջրածնի ֆտորիդ ՀՖկամ ամոնիակ NH3.
Երկու միացություններում էլ օքսիդացման վիճակը ջրածինըդառնում է հավասար + Ես, քանի որ նա մոլեկուլում գործընկերներ է ստանում «ագահ» ուրիշի էլեկտրոնային բարիքի համար, բարձր էլեկտրաբացասականությամբ. ֆտորին ՖԵվ ազոտ Ն. ժամը ազոտէլեկտրաբացասականության արժեքը հավասար է երեք պայմանական միավորների, իսկ y ֆտորինԸնդհանուր առմամբ, բոլոր քիմիական տարրերի մեջ ամենաբարձր էլեկտրաբացասականությունը չորս միավոր է: Այսպիսով, զարմանալի չէ, որ նրանք թողնում են աղքատ ջրածնի ատոմը առանց որևէ էլեկտրոնային միջավայրի:
Բայց ջրածինըՄիգուցե վերականգնել- ընդունել էլեկտրոններ. Դա տեղի է ունենում, եթե դրա հետ ռեակցիային մասնակցում են ալկալային մետաղները կամ կալցիումը, որոնց էլեկտրաբացասականությունն ավելի փոքր է, քան ջրածինը։
