Reakcje chemiczne

1. Reakcje chemiczne Krystyna Sitko

2. Reakcje chemiczne • Reakcje chemiczne są to takie przemiany, w wyniku których z jednych substancji powstają inne substancje, o zupełnie odmiennych właściwościach fizycznych i chemicznych. • Substancje wchodzące w reakcje chemiczne noszą nazwę substratów. • Substancje, które powstają w czasie reakcji chemicznych noszą nazwę produktów. • Równanie reakcji chemicznej - zapis przebiegu procesu chemicznego za pomocą symboli pierwiastków chemicznych i wzorów związków chemicznych. • Równanie reakcji chemicznej jest bardzo podobne do zwykłego równania matematycznego.

3. Ogólny zapis równania reakcji chemicznej Najczęściej substraty zapisujemy po lewej, a produkty po prawej stronie równania. Jeśli produkty reagują ze sobą, tworząc z powrotem substraty, to mówimy że reakcja jest odwracalna. Substraty i produkty to reagenty.

4. W czasie reakcji spalania magnezu (rys.1), z dwóch substancji : • tlenu, który jest bezbarwnym gazem i występuje w postaci cząsteczek dwuatomowych, • magnezu, który jest metalem, barwy srebrzystoszarej, o stałym stanie skupienia i występuje w postaci atomowej, powstaje tlenek magnezu – ciało stałe, barwy białej, zupełnie nie przypominające substancji wziętych do reakcji chemicznej. O2 MgO Mg Rys. 1 Spalanie magnezu

5. Typy reakcji chemicznych: • Reakcja syntezy jest reakcją, w której z dwu lub kilku substancji prostszych powstaje jedna substancja bardziej złożona według schematu: • Słowny opis przebiegu reakcji: • azot + wodór amoniak • Modelowe przedstawienie przemiany H H H H H N H H + N N H H H H H H H N H H H H • Równanie reakcji chemicznej • N2 + 3 H 2 2 NH3

6. Reakcja analizy jest przemianą, w której z jednej substancji złożonej powstaje dwie lub kilka substancji prostszych. Analiza jest odwrotnością reakcji syntezy. • Słowny opis przebiegu reakcji: • tlenek magnezu magnez + tlen • Modelowe przedstawienie reakcji: O Mg Mg O O + Mg O Mg • Równanie reakcji chemicznej 2 MgO2 Mg + O2

7. Reakcja wymianyjest najczęściej spotykanym typem reakcji. W procesie tym następuje wymiana składników pomiędzy substancjami reagującymi. Wyróżnia się reakcje wymiany: • pojedynczej, • podwójnej . Wymiana pojedyncza Wymiana podwójna

8. Modelowe przedstawienie przebiegu reakcji wymiany pojedynczej Cl H Cl Mg + Mg + H H Cl Cl H Słowny zapis reakcji wymiany pojedynczej: magnez + chlorowodór chlorek magnezu + wodór Równanie chemiczne Mg + 2HCl MgCl2 + H 2

9. Modelowe przedstawienie przebiegu reakcji wymiany podwójnej Cl O H H H Cl O H Mg + Mg H + O H Cl Cl H H O H Słowny zapis reakcji wymiany podwójnej: wodorotlenek magnezu + chlorowodór chlorek magnezu + woda Równanie chemiczne Mg(OH)2 + 2HCl MgCl2 + 2H2O

10. Reakcje syntezy, analizy i wymiany Syntezy (łączenia) A + B AB na przykład 2 Mg + O2 Wymiany pojedynczej AB + C A + BC Mg + H2O MgO + H2 2 substraty 2 produkty 2 MgO 2 substraty 1 produkt Wymiany podwójnej AB + CD AD + BC 2 NaOH + CusO4 Na2SO4 + Cu(OH)2 2 substraty 2 produkty Analizy (rozkładu) AB A + B 2 Ag2O 4 Ag + O2 1 substrat 2 produkty

11. egzo- na zewnątrz Energia w reakcjach chemicznych Spalanie na przykład magnezu czy siarki w tlenie wymaga dostarczenia energii do zapoczątkowania reakcji . Potem proces spalania zachodzi gwałtownie z wydzieleniem energii cieplnej i świetlnej. Niektórym reakcjom mogą towarzyszyć również efekty akustyczne (wybuch). Takie reakcje przebiegające z wydzieleniem energii do otoczenia noszą nazwę reakcji egzoenergetycznych. Otrzymywanie tlenu z manganianu (VII) potasu zachodzi tylko wtedy, gdy dostarczamy przez cały czas energii.Reakcja chemiczna do której przebiegu konieczne jest ciągłe dostarczanie energii nosi nazwę reakcji endoenergetycznej endo- do wnętrza W życiu codziennym przykładem reakcji egzoenergetycznych jest spalanie drewna lub węgla kamiennego.

12. Podział reakcji ze względu na efekty energetyczne Endoenergetyczne (energia jest dostarczana) substraty + energia produkty reakcje wymuszone 2HgO 2Hg + O2 Egzoenergetyczne (wydziela się energia do otoczenia) substraty produkty + energia reakcje samorzutne Zn + 2HCl ZnCl2 + H2 + energia temperatura • Przykłady: • spalanie gazu ziemnego w kuchence gazowej, • spalanie drewna w kominku • Przykłady: • smażenie mięsa na patelni, • reakcja rozkładu tlenku rtęci (II)

13. REAKCJE UTLENIANIA I REDUKCJI Szczególnym przypadkiem reakcji wymiany są reakcje utleniania i redukcji. Reakcja tlenku miedzi (II) z wodorem przebiega zgodnie ze schematem:

14. W reakcji (schemat 1) wodór „odebrał” tlen z tlenku miedzi (II) i połączył się z nim tworząc tlenek wodoru, czyli wodę. Taka reakcja nosi nazwę reakcji utleniania- redukcji. Utlenianie to przyłączanie tlenu do pierwiastka chemicznego (wodór się utlenił). Proces odwrotny to redukcja, czyli odłączanie tlenu. Tlen został odłączony od miedzi, czyli miedź uległa redukcji. Schemat 1

15. Inne przykłady reakcji utleniania- redukcji Schemat 2

16. W czasie reakcji chemicznych obserwujemy; powstawanie nowych cząstek (atomów, jonów lub cząsteczek) o innej strukturze niż cząstki wyjściowe, przebudowę wiązań chemicznych, efekty cieplne związane ze zmianą stanu energetycznego przemianę jednych substancji w inne, o nowych właściwościach,