Реакциите, настъпващи в нехомогенна среда, се наричат ​​... Типове реакции в химията

Всички съвременни химия се занимават само с изучаването на условията за взаимодействие на веществата помежду си или, от научна гледна точка, с различни видове химични реакции. Едно от основните свойства на материята е движението. Феноменът на появата на нови съединения в резултат на рекомбинация на реагентните атоми, които характеризират всички видове реакции в химията, се дължи именно на способността на елементарните частици да се движат. Атомната молекулярна теория, създадена още през 18 век, все още е теоретичната основа за класифициране на различни видове реакции. За да се получи в промишлен мащаб химическите продукти, необходими за човешкото общество, е необходимо да се проучат принципите на осъществяване на технологичните процеси и да се даде възможност за тяхното управление.

За целта е необходимо да се знае перфектно свойствата на химичните реакции, които ги стоят зад тях. Нашата статия ще разгледа условията за взаимодействие между различните класове вещества: киселини, соли, основи и оксиди. След това определяме основните видове химични реакции, като даваме конкретни примери.

Хомогенна и хетерогенна среда

Химията се занимава с изучаването на обекти във физическия свят, които са в три от четирите възможни форми на съществуване на материята: газообразни, твърди и течни. Ако първоначалните реагиращи съединения имат една и съща фаза, например газ-газ, както в процеса на получаване на вода от водород и кислород, тогава този тип взаимодействие ще бъде хомогенно. И реакциите, настъпващи в нехомогенна среда, се наричат ​​хетерогенни. Това например, изместването на активния метал - натрий, калий, магнезий в твърдо кристално състояние, водородни атоми от разтвор на хлоридна киселина. Дали общото състояние на реагентите влияе на параметрите химически процес, например, неговият най-важен показател е скоростта? Оказа се, че да. И основната роля в този случай играе конвекцията - изместването на маса от течност или газ на повърхността на катализатора.

Хетерогенна катализа

Изчисляването на фазата на реагентите е необходимо за извършване на мащабни химико-технологични процеси. Повечето от тях се дължат на използването на хетерогенна катализа и се срещат в нехомогенна среда върху повърхността на катализатора. Активността му е директно пропорционална на зоната, на която са в контакт молекулите на първоначалните съединения. За тази цел катализаторът под формата на прах се нанася върху плочи от азбест или пемза, имащи пореста структура. Обикновено целият процес се извършва съгласно принципа на активните междинни съединения, представени от повърхностните комплекси на самия катализатор и реагентите. Както си спомняме, многостъпални реакции, възникващи в нехомогенна среда, се наричат ​​хетерогенни. Те завършват с формирането на правилните продукти, но самият катализатор не се губи в този случай.

Окисление на амоняк

Съгласно описания по-горе механизъм се осъществява технологичен процес на получаване на нитратна киселина чрез окисление на амоняк. Той е предложен в началото на 20-ти век от руския химически инженер И. Андреев, който е баща на нитричната индустрия в Русия. Като катализатор се използва платинена мрежа, върху която се загрява смес от въздух и амоняк до 750 °. Азотна киселина се получава в резултат на три последователни химични реакции, условията на преминаване на които зависят от чистотата на катализатора. Следователно, платиновата мрежа е постоянно почиствана от вредни примеси: прах и сероводород.

Класификация на химичните феномени

Веществата около нас са подложени на различни промени. Ако те засягат само агрегатното състояние и не оказват влияние върху качествения състав на молекулите, тогава такива явления се наричат ​​физически явления. Например, топене на твърдо желязо, вряща вода преди образуването на пара и т.н. Тези и други подобни явления се изучават в хода на физиката. Но електролизата на същата вода, която води до образуването на прости вещества - газове от кислород и водород, изгарянето на магнезиевата лента - са различни видове реакции в областта на химията. Те водят до появата на нови съединения, при условие че елементарният състав на реагиращите вещества се запазва и класифицира според различни критерии. Нека ги разгледаме допълнително.

Промяна в количеството реагенти и реакционни продукти

Химичните взаимодействия предполагат преразпределение на атомите, които съставляват молекулите на първоначалните съединения. Според този принцип класификацията е реакции на разлагане, връзка, обмен и замяна. Разграждането на калциев карбонат по време на изпичането е типичен пример за хетерогенна реакция, чиято скорост ще зависи от контактната площ на двете фази: твърда и газообразна. Обменната реакция между основния оксид CuO и сулфатната киселина също се осъществява в областта на контакт на разтвора с твърд меден оксид. Промишленото производство на сярна киселина от серен триоксид и вода демонстрира механизма на взаимодействие, в който се произвежда едно от двете вещества (реакция на съединението). Реакцията на неутрализация, водеща до образуването на вода, е особен случай на метаболитни процеси, тя е широко разпространена в животинските и човешките клетки.

Заместване в неорганични и органични съединения

Спомнете си, че реакциите, възникващи в нехомогенна среда, се наричат ​​хетерогенни. Известно е от хода на химията в гимназията, че способността на магнезиевите чипове да реагират с разтвор на хлоридна киселина. In vitro по това време има бърза емисия на газови мехурчета. Това е водородът, получен в резултат на реакции на заместване, друг продукт от този процес е разтвор на магнезиев хлорид. Според способността на металните атоми да заменят водорода в киселата молекула от изключителен руски химик NN Beketov, бяха създадени редица метални дейности. Процесите на заместване са широко използвани в органичната химия. Това е халогенирането на наситени въглеводороди, нитрирането на бензола и др.

Свойства на химическите реакции

Продължавайки да проучваме взаимодействието на веществата помежду си, нека се обърнем към тези от тях, които са придружени от абсорбция или освобождаване на енергия под формата на топлина. Тази класификация включва екзотермични и ендотермични реакции, които в допълнение към самата уравнение съдържат индекс - топлинният ефект на реакцията Делта-Н. За процеса на получаване на хлороводород от прости газообразни вещества: хлор и водород, Делта-Н е отрицателен, т.е. самата реакция е екзотермична и по време на окисляването на азота до неговия моноксид Делта-Н = 90.4 kJ, в този случай реакцията е ендотермична, като се провежда с абсорбция на топлина.

Както знаем, реакциите, настъпващи в нехомогенна среда, се наричат ​​хетерогенни. Те играят важна роля не само в технологичните процеси на промишлено производство на химически продукти, но и в дивата природа. Това са процесите на навлизане на вода в кореновите косми, разтварянето на минералните торове и тяхното усвояване от растенията, дифузията на кислорода и въглеродния диоксид в почвата.

В тази статия ние проучихме видовете реакции в химията и определихме тяхното практическо значение.