![]() |
Химические реакцииОкислительно - восстановительные реакцииТипы реакцийВиды реакций |
![]() |
|
Катализаторы химических реакций. Ингибиторы. Катализ
Красящие вещества А знаете ли Вы, что потемневшая бронзовая монета, помещённая в фанту на несколько часов, снова станет блестящей!
|
Виды реакцийВиды реакций:Все химические реакции подразделяют на простые и сложные. Простые химические реакции, в свою очередь, обычно подразделяют на четыре типа: реакции соединения, реакции разложения, реакции замещения и реакции обмена.Д. И. Менделеев определял соединение как реакцию, «при которой из двух веществ происходит одно. Примером химической реакции соединения может служить нагревание порошков железа и серы, - при этом образуется сульфид железа: Fe+S=FeS. К реакциям соединения относят процессы горения простых веществ (серы, фосфора, углеродаи,...) на воздухе. Например, углерод горит на воздухе С+О2=СО2 (конечно эта реакция протекает постепенно, сначало образуется угарный газ СО). Реакции горения всегда сопровождаются выделением тепла — являются экзотермическими. Химические реакции разложения, по Менделееву, «составляют случаи, обратные соединению, то есть такие, при которых одно вещество даёт два, или, вообще, данное число веществ — большее их число. Примером реакции разложение меже служить химичесмкая реакция разложения мела (илиизвестняка под воздействием температуры): СаСО3=СаО+СО2. Для проведения реакции разложения, как правило, требуется нагревание. Такие процессы — эндотермические, т. е. протекают с поглощением теплоты. В реакциях двух других типов число реагентов равно числу продуктов. Если взаимодействуют простое вещество и сложное —то эта химическая реакция называется химической реакцией замещения: Например опустив стальной гвоздь в расвор медного купороса получаем железный капорос (здесь железо вытеснило медь из её соли) Fe+CuSO4= FeSO4+Cu. Реакции между двумя сложными веществами, при которых они обмениваются своими частями, относят к химическим реакциям обмена. Большое их число протекает в водных растворах. Прмером химичес кой реакцииобмена может служить нейтрализация кислоты щёлочью: NaOH+HCl=NaCl+Н2О. Здесь в реагентах (веществах, стоящих слева) ион водорода из соединения HCl обменивается с ионом натрия из соединения NaOH, в результате чего обращзуется раствор поваренной соли в воде Типы реакций и их механизмы приведены в таблице:
Однако очень многие реакции не укладываются в приведённую простую схему. Например, химическая реакция между перманганатом калия (марганцовкой) и иодидом натрия не может быть отнесена ни к одному из указанных типов. Такие раекции, обычно, называют окислительно - восстановительные реакции, папример: 2KMnO4+10NaI+8H2SO4=2MnSO4+K2SO4+5Na2SO4+5I2+8H2O. Признаки химических реакцийПризнаки химических реакций: к ним относятся- Изменение цвета (например, светлое железо покрывается во влажном воздухе бурым налётом оксида железа - химическая реакция взаимодействия железа с кислородом). - Выпадение осадка (например, если через известковый раствор (раствор гидроксида кальция) пропустить углекислый газ, выпадет белый нерастворимый осадок карбоната кальция). - Выделение газа (например, если капнуть лимонной кислотой на пищевую соду, то выделится углекислый газ). - Образование слабодиссоциированных веществ (например, реакции при которых одним из продуктов реакции является вода). - Свечение раствора. Окислительно - восстановительные реакцииОкислительно - восстановительные реакции - составляют особый класс химических реакций. Их характерной особенностью является изменение степени окисления, по крайней мере, пары атомов: окисление одного (потеря электронов) и восстановление другого (присоединение электронов). Такие химические реакции приято не по отдельным атамам, а по сложным веществам, содержащим эти атомы.Сложные вещества, понижающие свою степень окисления - окислители, а повышающие степень окисления - восстановители. Например: 2Na + Cl2 = 2NaCl, - здесь окислитель - хлор (он присоединяет к себе электроны), а восстановитель - натрий (он отдаёт электроны). Реакция замещения NaBr-1+ Cl20 = 2NaCl-1 + Br20 (характерна для галогенов) тоже относится к окислительно -восстановительным реакциям. Здесь хлор - окислитель (принимает 1 электрон), а бромид натрия (NaBr) - восстановитель (атом врома отдаёт электрон). Реакция разложения дихромата аммония ((NH4)2Cr2O7) тоже относится к окислительно-восстановительным реакциям: (N-3H4)2Cr2+6O7=N20 + Cr2+3O3 + 4H2O Ещё одна из распространённых классификаций химических реакций - это их разделение по тепловому эффекту. Разделяют эндотермические реакции и экзотермические реакции. Эндотермические реакции - химические реакции, сопровождающиеся поглощением окружающего тепла (вспомните охлаждающие смеси). Экзотермические (наоборот) - химические реакции, сопровождающиеся выделением тепла (например - горение). Химические реакции с азотной кислотойАзотная кислота - сильный окислитель. В концентрированных растворах эта кислота восстанавливается до оксида азота (NO2).Химические реакции с азотной кислотой можно разделить на следующие: Химические реакции c азотной кислотой (концентрированная кислота) На металлы (Fe), хром (Cr), алюминий (Al), золото (Au), платина (Pt), иридий (Ir), натрий (Na) - концентрированная азотная кислота не действует. При взаимодействии с другми тяжёлыми металлами (например, медью Cu) концентрированная азотная кислота восстанавливается до бурого газа NO2. Например: 4HNO3 + Cu = Cu(NO3)2 +2NO2 + 2H2O Химические реакции c азотной кислотой (разбавленная кислота) При взаимодействии с щелочно-земельными металлами, цинокм (Zn), железом (Fe) разбавленная азотная кислота восстанавливается до аммиачной силитры NH4NO3, например: 10HNO3 + 4Zn = 4Zn(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O или закись азота N2O, например: 10HNO3 + 4Mg = 4Mg(NO3)2 + N2O + 5H2O Химические реакции разложения солей азотной кислоты
В зависимости от растворённого металла разложение соли при температуре происходит следующими образом:
|
||||
![]() Медный копорос (слева) и медный купорос с поваренной солью (справа)
|
Хватит теории! Займёмся занимательной химией!
Знаете ли вы, например, почему чернеют фруктовые ножи?! Для того чтобы получить раствор соли железа дома опустите гвоздь в раствор медгоко купороса. и подождите минут десять. Потом слейте зеленоватый раствор. Полученный раствор сульфата железа (FeSO4) можно использовать в реакциях. Чай тоже сожержит дубильную кислоту. Раствор соли железа, добавленный в слабый раствор чая, изменть его окраску чая на чёрную. Именно по этому не рекумендуется заваривать чай в металлическом чайнике! Можно провести опыт с медным копоросом и повареной солью. Здесь не бутет происходить ни одна из вышеперечисленных реакций. Но реакция красивая... При смешивании купороса и соли наблюдайте образовпание красивого зелёного раствора тетрахлорокупрата натрия Na2[CuCl4]
Химические реакции с поваренной солью
|
||||
Качественные реакции, Фото на ткани. Фото на металле |
Опасные химические реакции :"БОМБА В РАКОВИНЕ"- исторя забавная или не очень?!
в некоторых американских и английских клиниках наблюдались странные явления. Время от времени из раковин раздавались звуки, напоминающие пистолетные выстрелы, а в одном случае неожиданно взорвалась сливная трубка. К счастью, никто не пострадал. Расследование показало, что виновником всего этого был очень слабый (0,01%) раствор азида натрия NaN3, который использовали в качестве консерванта физиологических растворов. Излишки раствора азида в течение многих месяцев, а то и лет сливали в раковины — иногда до 2 л в день. Сам по себе азид натрия — соль азидоводородной кислоты HN3 — не взрывается. Однако азиды тяжёлых металлов (меди, серебра, ртути, свинца и др.) — весьма неустойчивые кристаллические соединения, которые взрываются при трении, ударе, нагревании, действии света. Взрыв может произойти даже под слоем воды! Азид свинца Pb(N3)2 используется как инициирующее взрывчатое вещество, с помощью которого подрывают основную массу взрывчатки. Для этого достаточно всего двух десятков миллиграммов Pb(N3)2. Это соединение более взрывчато, чем нитроглицерин, а скорость детонации (распространения взрывной волны) при взрыве достигает 45 км/с — в 10 раз больше, чем у тротила. Но откуда в клиниках могли взяться азиды тяжёлых металлов? Оказалось, во всех случаях сливные трубки под раковинами были изготовлены из меди или латуни (такие трубки легко гнутся, особенно после нагревания, поэтому их удобно устанавливать в сливной системе). Выливаемый в раковины раствор азида натрия, протекая по таким трубкам, постепенно реагировал с их поверхностью, образуя азид меди. Пришлось менять трубки на пластмассовые. Когда в одной из клиник проводили такую замену, оказалось, что снятые медные трубки сильно забиты твёрдым веществом. Специалисты, которые занимались «разминированием», чтобы не рисковать, подорвали эти трубки на месте, сложив их в металлический бак массой 1 т. Взрыв был настолько силён, что сдвинул бак на несколько сантиметров! Медиков не очень интересовала сущность химических реакций, приводящих к образованию взрывчатки. В химической литературе также не удалось найти описания этого процесса. Но можно предположить, исходя из сильных окислительных свойств HN3, что имела место такая реакция: анион N-3, окисляя медь, образовал одну молекулу N2 и атом азота, который вошёл в состав аммиака. Это соответствует уравнению реакции: 3NaN3+Cu+3Н2О=Cu(N3)2+3NaOH+N2+NH3. С опасностью образования бомбы в раковине приходится считаться всем, кто имеет дело с растворимыми азидами металлов, в том числе и химикам, поскольку азиды используются для получения особо чистого азота, в органическом синтезе, в качестве порообразователя (вспенивающего агента для производства газонаполненных материалов: пенопластов, пористой резины и т. п.). Во всех подобных случаях надо проследить, чтобы сливные трубки были пластмассовыми. Сравнительно недавно азиды нашли новое применение в автомобилестроении. В 1989 г. в некоторых моделях американских автомобилей появились надувные подушки безопасности. Такая подушка, содержащая азид натрия, в сложенном виде почти незаметна. При лобовом столкновении электрический запал приводит к очень быстрому разложению азида: 2NaN3=2Na+3N2. 100 г порошка выделяют около 60 л азота, который примерно за 0,04 с надувает подушку перед грудью водителя, спасая тем самым ему жизнь.
|
||||
![]()
Химические реакции |
Химические реакции соединения: РЕАКЦИЯ БРОМА и АЛЮМИНИЯ Если в пробирку из термостойкого стекла поместить несколько миллилитров брома и аккуратно опустить в него кусочек алюминиевой фольги, то через некоторое время (необходимое для того, чтобы бром проник через оксидную плёнку) начнётся бурная реакция. От выделяющегося тепла алюминий плавится и в виде маленького огненного шарика катается по поверхности брома (плотность жидкого алюминия меньше плотности брома), быстро уменьшаясь в размерах. Пробирка наполняется парами брома и белым дымом, состоящим из мельчайших кристаллов бромида алюминия: 2Al+3Вr2=2AlВr3. Также интересно наблюдать реакцию алюминия с иодом. Смешаем в фарфоровой чашечке небольшое количество порошкообразного иода с алюминиевой пудрой. Пока реакции не заметно: в отсутствие воды она протекает крайне медленно. Пользуясь длинной пипеткой, капнем на смесь несколько капель воды, играющей роль инициатора, и реакция пойдёт энергично — с образованием пламени и выделением фиолетовых паров иода
Дымный, или чёрный, порох представляет собой смесь калийной селитры (нитрата калия - KNO3), серы (S) и угля (C). Он воспламеняется при температуре около 300 °С. Порох может взрываться и от удара. В его состав входят окислитель (селитра) и восстановитель (уголь). Сера также является восстановителем, но главная её функция — связывать калий в прочное соединение. При горении пороха протекает реакция:
Химические реакции с марганцовкой:
Растворите в воде несколько кристалликов перманганата калия и подождите некоторое время. Вы заметите, что малиновая окраска раствора (объясняемая наличием перманганат-ионов в растворе) постепенно станет более бледной, а затем и совсем исчезнет, на стенках же сосуда образуется коричневый налёт оксида марганца (IV):
Моющее средство из марганцовки:
Аля того чтобы получить самодельное «моющее средство», надо смешать марганцовку с кислотой. Конечно, не со всякой. Некоторые кислоты могут сами окисляться; в частности, если взять соляную кислоту, из неё выделится ядовитый хлор: 2КMnO4+16HCl=2MnCl2+5Cl2+2KCl+8Н2О. Так его часто и получают в лабораторных условиях. Поэтому для наших целей лучше использовать разбавленную (примерно 5-процентную) серную кислоту. В крайнем случае её можно заменить разбавленной уксусной кислотой — столовым уксусом. Возьмём примерно 50 мл (четверть стакана) раствора кислоты, добавим 1—2 г перманганата калия (на кончике ножа) и тщательно перемешаем деревянной палочкой. Затем промоем её под струёй воды и привяжем к концу кусок поролоновой губки. Вот этой «кисточкой» быстро, но аккуратно размажем окислительную смесь по загрязнённому участку раковины. Вскоре жидкость начнёт менять цвет на тёмно-вишнёвый, а затем — на коричневый. Значит, реакция окисления пошла полным ходом.
Химические реакции с перекисью водорода |
||||
![]() |
Химические реакции щелочных металлов с водой
Щелочные металлы - такие металлы, которые при взаимоджействии с водой образуют щелочь. К типичнуому представителю щелочных металлов является нитрий Na. Натрий лекче воды, поэтому его химическая реакция с водой происходит на её поверхности. Активно растворяясь в воде, натрий вытесняет из неё водород, при этом образуя натриевую щелочь (или гидроксид натрия) - едкий натр NaOH |
||||
![]() |
Химические реакции разложения: огенная надпись
Эффектную химическую реакция разложения можно провести, имея калийную силитру. Напомню, что силитры - это сложные вещества - соли азотной кислоты. В данном случае нам понадобится калиевая силитра. Её химическая форомула KNO3. |
||||
![]() |
Химические реакции: получение хлора Элемент хлор - ядовитый газ, тяжелее воздуха, поэтому при реакции бутет скапливаться на дне колбы. Для проведения химической реакции нам понадобится перманганат калия (марганцовка) и соляная кислота. В одну колбу насыпте немного перманагната калия, присоединитек к этой колбе трубку для отвода хлора, который выделится при реакции с марганцовки с соляной кислотой. Другой конец трубки опустите в пустую колбу (её желательно накрыть крышкой (чтобы случайно не вдохнуть!). Желательна такая конструкция, как на картинке слева. Если всё готово, приступим: Прилейте соляную кислоту к марганцовке. Наблюдайте выделение жёлто-зелёного газа - это хлор. реакция проходит следующим образом: 2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+5Cl2+8H2O Вещества, которые образуеются при реакции - 2 соли - хлорид калия KCl и хлорид марганца MnCl2, а также вода.
|
||||
![]()
Химические реакции с марганцовкой
Жидкое стекло
Химические реакции с выделением дыма
|
Химические реакции растворения стекла в плавиковой кислоте
Дейстительно, стекло легко растворяется. Стекло - это очень вязкая жидкость. В том, что стекло может растворяться, можно убедиться, проделав следующую химическую реакцию. Химические реакции с выделением дыма
Проведём красивый опыт по получению густого белого дыма. Для этого нам нужно приготовить смесь поташа (карбонат калия К2CO3) раствором аммиака (нашатырный спирт). Смешаем реагенты: поташ и нашатырный спирт. К полученной смеси добавим раствор солянной кислоты. Реакция начнётся уже в момент, когда колба с соляной кислотой будет близко поднесена к колбе, в которой содержится аммиак. Химические реакции: свечение растворов
Как отмечено выше - свечение растворав - признак химичческой реакции.
Итак, начнём: прилейте раствор перекиси водорода к люминолу, затем к полученномй раствору добавте горсть кристалликов красной кровяной соли. Для большего эффекта попробуйте проводить опыт в темном ипомещении!
Ещё одна химическая реакция со светящимися растворами: Химические реакции, при которых появляется свечение происходят не только при окислении. Иногда свечение возникает при кристаллизации. Самый простой способ его наблюдения - поваренная соль. Растворите поваренную соль в воде, причем соли возмите столько, чтобы на дне стакана оставались нерастворившиеся кристаллы. Полученный насыщенный раствор перелейте в другой стакан и по каплям добавляйте к этому раствору концентрированную соляную кислоту. Соль начнет кристаллизоваться, при этом в растворе будут проскальзовать искры. Наиболее красиво, если опыт ставить в темноте! |
||||
![]() |
Химические реакции :"Золото" в колбе
Конечно, золото - не настоящее, но опыт красивый! Для Химической реакции нам потребуется растворимая соль свинца (подойдёт уксуснокислый синец (CH3COO)2Pb- соль образованная растворение свинца в уксусной кислоте) и соль йода (например, йодид калия KI).
|
||||
Виды реакцийТипы реакцийГашение известиПолучение хлораРастворение стеклаОкислительно - восстановительные реакцииПризнаки химических реакций |
Химические реакции с канцелярским клеем Канцелярский клей - это не что иное, как жидкое с текло или его химическое название "cиликат натрия" Na2SiO3 Можно сказать также - это соль натрия кремниевой кислоты. Если добавить к силикатному клею раствор уксусной кислоты, в осадок выпадет нерастворимая кремниевая кислота — гидратированный оксид кремния: Na2SiO3+2СН3СООН=2CH3COONa+H2SiO3. Полученный осадок H2SiO3 можно высушить в духовке и развести разбавленным раствором водорастворимых чернил. В результате чернила осядут на поверхности оксида кремния, и смыть их не удастся. Такое явление называется адсорбцией (от лат. ad — «на» и sorbeo — «поглощаю»)
Ещё одна красивая химическая реакция с жидким стеклом. Нам понадобятся медный купорос CuSO4, сульфат никеля NiS04, хлорид железа FeCl3. Сделаем химический аквариум. |
||||
![]() ![]() ![]() ![]() |
Химические реакции с йодом Добавим к иодной настойке несколько капель перекиси водорода H2O2 и перемешаем. Через некоторое время из раствора выделится чёрный поблёскивающий осадок. Это кристаллический йод — плохо растворимое в воде вещество. Иод выпадает быстрее, если раствор немного подогреть горячей водой. Перекись нужна для того, чтобы окислить содержащийся в настойке иодид калия KI (его добавляют, с целью увеличить растворимость иода). С плохой растворимостью иода в воде связана и другая его способность — экстрагироваться из воды жидкостями, состоящими из неполярных молекул (маслом, бензином и т.д.). В чайную ложку воды добавим несколько капель подсолнечного масла. Перемешаем и увидим, что масло с водой не смешивается. Если теперь туда капнуть две-три капли иодной настойки и сильно встряхнуть, то слой масла приобретёт тёмно-коричневую окраску, а слой воды — бледно-жёлтую, т.е. большая часть йода перейдёт в масло. Иод — весьма едкое вещество. Чтобы убедиться в этом, несколько капель йодной настойки поместим на металлическую поверхность. Через некоторое время жидкость обесцветится, а на поверхности металла останется пятно. Металл прореагировал с иодом с образованием соли — йодида. На этом свойстве иода основан один из способов нанесения надписей на металл.
Цветная химическая реакция с аммиаком |
||||
![]() |
Химические реакции с хромом и его соединениями
МНОГОЛИКИЙ ХРОМ |
||||
![]() |
Химические реакции: гашение извести Гашение извести - это химическая реакция между оксидом кальция (СaO - негашенная известь) и водой. Она протекает следующим образом: CaO + H2O = Ca(OH)2. Гидроксид кальция (Ca(OH)2) ещё называется известковым молоком . Если через раствор гидроксида кальция пропустить углекислы газ (или подышать в трубочку через раствор), то выпадет белый нерастворимый осадок карбоната сальция: Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3 + H2O. Эта реакция также является качественной реакцией на ионы кальция Ca+ в растворе. Образующееся вещество - карбонат кальция - это всем известный мел (извёстка, цветные мелки)
Химические реакции: окислительные свойства солей железа
Химические реакции: восстановительные свойства солей железа
|
||||
![]() |
Химическая реакция сахара с серной кислотой Концентрированная серная кислота обезвоживает сахар. Сахар - это сложное органическое вещество, формула которого C12H22O11. Вот, как это происходит. Сахарную пудру помещают в высокий стеклянный стакан, чуть смацивают водой. Затем к влажному сахару приливают немного концентрированной серной кислоты. осторожно и быстро перемешивают стеклянной палочкой.Палочку так и оставляют в середине стакана со смесью. Через 1 - 2 минуты сахар начинает чернеть, вспучиваться и в виде объёмной, рыхлой массы чёрного цвета подниматься, забирая с собой стеклянную палочку. смесь в стакане сильно разогревается и немного дымиться. При этой химической реакциисерная кислота не только отбирает у сахара воду, но и частично превращает его в уголь. C12H22O11+2H2SO4(конц.)=11С+CO2+13H2O+2SO2 Выделяющаяся вода при такой химической реакции в основном поглощается серной кислотой (серная кислота "жадно" поглощает воду) с образоыванием гидратов, - отсюда сильное выделение тепла. А углекислый газ CO2, который получается при окислении сахара, и сернистый газ SO2 поднимают обуглевающуюся смесь вверх. |
||||
раствор нитрата ртути |
Химическая реакция замещения: исчезновение алюминиевой ложки Проведём ещё одну забавную химическую реакцию: для этого нам потребуется алюминиевая ложка и нитрат ртути (Hg(NO3)2). Итак, возьмём ложку, очистим её мелкозернистой наждачной бумагой, затем обезжирим ацетоном. Окуните ложку на несколько секунд в раствор нитрата ртути (Hg(NO3)2). (помните, что соединения ртути ядовиты!). Как только поверхность алюминиевой ложки в растворе ртути станет серого цвета, ложку надо вынуть, обмыть кипячёной водой высушить (промокоя, но не вытирая). Через несколько секунд металлическая ложка будет превращаться в белые пушистые хлопья, и вскоре от неё останется лишь сероватая кучка пепла. Произошло вот что: Al + 3 Hg(NO3)2 = 3 Hg + 2 Al(NO3)3. В растворе в начале реакции на поверхности ложки появляется тонкий слой амальгамы алюминия (сплав алюминия и ртути). Затем амальгама превращается в белые пушистые хлопья гидроксида алюминия (Al(OH)3). Израсходованный в реакции металл пополняется новыми порциями алюминия, растворённого в ртути. И, наконец, вместо блестящей ложки на бумаге остаётся белый порошок Al(OH)3 и мельчайшие капельки ртути. Если после раствора нитрата ртути (Hg(NO3)2) алюминиевую ложку сразу погрузить в дистилированную воду, то на её поверхности появятся пузырьки газа и чешуйки белого цвета (произойдёт выделение водорода и гидроксида алюминия). |