Moja lekcja

Wymiana elektronów między reagującymi cząsteczkami to

(reakcje oksydacyjno-redukcyjne i reakcje bez wymiany elektronów)

Odwracalność reakcji to

(równowagowe i nierównowagowe)

Rodzaj reagentów to

(reakcje jonowe, cząsteczkowe, rodnikowe).

Biorąc pod uwagę liczbę substratów i produktów biorących udział w reakcji możemy je podzielić na:

reakcje syntezy, analizy(rozkładu) i wymiany.

Reakcja syntezy

- otrzymywanie z dwu lub więcej reagentów, nowej, bardziej złożonej substancji, zawierającej wszystkie atomy zawarte w substratach. S + O2 = SO2

Szczególnym przypadkiem syntezy jest reakcja

polimeryzacji, czyli proces łączenia się cząsteczek tego samego rodzaju w cząsteczki większe, np. dimeryzacja NO2: 2NO2 = N2O4

Reakcja analizy

(reakcja rozkładu) – rozłożenie substancji na związki prostsze lub pierwiastki.

Rozkład związku może następować:

pod wpływem ogrzewania (dysocjacja termiczna) CaCO3 = CaO + CO2 ; pod wpływem światła (fotoliza) 2AgCl + hni = 2Ag + Cl2

Reakcja wymiany:

pojedynczej – wśród reagentów występują substancje proste czyli pierwiastki Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2 ; podwójnej – kilka substancji złożonych przekształca się w inne substancje złożone BaCl2 + Na2SO4 = BaSO4+ 2NaCl

proces egzotermiczny (ΔH < 0)

Jeżeli ciepło rozpatrywanej reakcji jest wydzielane do otoczenia, czyli zmiana entalpii układu jest ujemna

Dla przemian chemicznych zachodzących pod stałym ciśnieniem wielkość efektu energetycznego charakteryzuje

wydzielone lub pobrane ciepło, które w tym wypadku jest równe zmianie entalpii reakcji (ΔH)

Zmiana entalpii zależy od

rodzaju reakcji, liczności, ciśnienia i temperatury i może przybierać wartości dodatnie i ujemne

proces egzotermiczny - przykład

C(s) + O2(g) = CO2(g)

proces endotermiczny (ΔH > 0)

W przypadku pobierania ciepła z otoczenia, czyli dodatniej zmianie entalpii układu

proces endotermiczny - przykład

SO3 = SO2 + 1/2O2

Reakcja wymagająca energii aktywacji

2Mg(s) + O2(g) = 2MgO(s)

Faza

jest to część układu, jednolita w całej objętości pod względem chemicznym i fizycznym, oddzielona wyraźnie od otoczenia tzw. powierzchnią graniczną.

Jedną fazą jest

mieszanina gazów, jednorodny roztwór ciekły, kryształy dowolnej soli

Dwiema oddzielnymi fazami są

dwie odmiany krystalograficzne tej samej substancji (np. CaCO3 - kalcyt i aragonit)

Ilość faz występujących w reakcji liczymy według

jej równania chemicznego (produkty reakcji pośrednich nie tworzą odrębnych faz)

reakcja homogeniczna (jednofazowa)

Jeżeli podczas trwania reakcji substraty i produkty znajdują się w tej samej fazie

Reakcja homogeniczna dotyczy:

reakcji w roztworach całkowicie mieszających się ze sobą, NaOH(aq)) + HCl(aq)= NaCl(aq) + H2O(aq) lub jonowo: OH- + H+ = H2O; reakcji w fazie gazowej w całej objętości (bez udziału powierzchni stałych i ciekłych) 2CO(g) + O2(g) = 2CO2(g)

W reakcjach heterogenicznych (wielofazowych) reagenty

występują w przynajmniej dwóch różnych fazach.

Do reakcji heterogenicznych należą

w których reagenty występują w różnych stanach skupienia, reakcje z udziałem faz stałych, w których produkt jest w innej fazie niż substraty, w których reagenty znajdują się w tej samej fazie, ale reakcja przebiega na powierzchni granicznej z inną

reakcja przebiega bez wymiany elektronów

Jeżeli w czasie trwania reakcji stopień utlenienia żadnego z pierwiastków nie ulega zmianie MgO + H2O = Mg(OH)2

reakcjami oksydacyjno-redukcyjnymi nazywamy

Reakcje w których zachodzi wymiana elektronów między reagującymi substratami, co obrazuje zmiana stopni utlenienia niektórych pierwiastków obecnych w substratach

Reduktor

Utlenia się i oddaje elektrony

Utleniacz

Redukuje się, przyjmuje elektrony

Ze względu na miejsce występowania utleniacza i reduktora wyróżnia się:

„zwykłe”; reakcje utleniania i redukcji wewnątrzcząsteczkowej, w których atomy pobierające i oddające elektrony występują w tej samej cząsteczce bądź jonie i dotyczą atomów różnych pierwiastków; lub atomów tego samego; reakcje dysproporcjonowania

ustala się stan równowagi chemicznej, charakteryzujący się tym

że obok siebie istnieją zarówno substraty jak i produkty a ich stężenia się nie zmieniają

reakcja jest odwracalna (równowagowa)

jeżeli w danych warunkach reakcja nie zachodzi do końca i ustala się stan równowagi chemicznej, a działaniem czynników zewnętrznych (temperatury, ciśnienia, stężenia reagentów) można spowodować przesunięcie położenia stanu równowagi reakcji chemicznej;

W praktyce jest wiele reakcji, które można uważać za nieodwracalne (nierównowagowe), gdy:

reakcje odwrotne wymagają skrajnie różnych warunków; jeden z produktów opuszcza środowisko reakcji(układ otwarty). Natomiast jeżeli reakcję rozkładu węglanu wapnia przeprowadzimy w układzie zamkniętym, to wówczas po pewnym czasie ustali się stan równowagi

Reakcje cząsteczkowe

to reakcje, w których wszystkie substraty i produkty występują w postaci obojętnych elektrycznie cząsteczek lub atomów. Do reakcji cząsteczkowych należy też zakwalifikować reakcje w fazie stałej zachodzące między związkami jonowymi

Reakcje jonowe

reakcje, w których substraty i produkty występują w postaci jonów (przynajmniej jeden z nich). Tzn. jeśli obok jonów występują jako substraty lub produkty cząsteczki obojętne (słabe elektrolity, związki trudno rozpuszczalne) to reakcja także jest jonowa

Reakcje rodnikowe

z udziałem wolnych rodników, czyli atomów lub cząsteczek zawierających niesparowane elektrony. Na przykład mieszanina H2 i Cl2 po zainicjowaniu kwantami promieniowania hni reaguje według mechanizmu: Cl2 + hni = 2Cl Cl + H2 = HCl + H; H + Cl2 = HCl + Cl