|
|
Учебник для 11 класса ХИМИЯ§ 11.1. Классификация химических реакций по числу и составу реагирующих веществРеакции, идущие без изменения состава веществ К таким реакциям можно отнести процессы получения аллотропных модификаций одного химического элемента, например:
К этому типу реакций могут быть отнесены реакции изомеризации, которые идут без изменения не только качественного, но и количественного состава молекул веществ, например: 1. Изомеризация алканов.
Реакция изомеризации алканов имеет большое практическое значение, так как углеводороды изостроения обладают меньшей способностью к детонации. 2. Изомеризация алкенов.
3. Изомеризация алкинов (реакция А. Е. Фаворского).
4. Изомеризация галогеналканов (А. Е. Фаворский, 1907 г.).
5. Изомеризация цианата аммония при нагревании.
Впервые мочевина была синтезирована Ф. Велером в 1828 г. изомеризацией цианата аммония при нагревании. Реакции, идущие с изменением состава веществ Можно выделить четыре типа таких реакций: соединения, разложения, замещения и обмена.
В неорганической химии многообразие реакций соединения можно рассмотреть на примере реакций получения серной кислоты из серы: 1. Получение оксида серы (IV): S + O2 = SO2 — из двух простых веществ образуется одно сложное. 2. Получение оксида серы (VI): — из простого и сложного веществ образуется одно сложное. 3. Получение серной кислоты: SO3 + Н2O = H2SO4 — из двух сложных веществ образуется одно сложное. Примером реакции соединения, при которой одно сложное вещество образуется из более чем двух исходных, может служить заключительная стадия получения азотной кислоты: 4NO2 + O2 + 2Н2O = 4HNO3. В органической химии реакции соединения принято называть «реакциями присоединения». Многообразие таких реакций можно рассмотреть на примере блока реакций, характеризующих свойства непредельных веществ, например этилена: 1. Реакция гидрирования — присоединения водорода:
2. Реакция гидратации — присоединения воды:
3. Реакция полимеризации:
В неорганической химии многообразие таких реакций можно рассмотреть на блоке реакций получения кислорода лабораторными способами: 1. Разложение оксида ртути (II):
— из одного сложного вещества образуются два простых. 2. Разложение нитрата калия:
— из одного сложного вещества образуются одно простое и одно сложное. 3. Разложение перманганата калия:
— из одного сложного вещества образуются два сложных и одно простое, т. е. три новых вещества. В органической химии реакции разложения можно рассмотреть на блоке реакций получения этилена в лаборатории и в промышленности: 1. Реакция дегидратации (отщепления воды) этанола:
2. Реакция дегидрирования (отщепление водорода) этана:
3. Реакция крекинга (расщепления) пропана:
В неорганической химии примером таких процессов может служить блок реакций, характеризующих свойства металлов: 1. Взаимодействие щелочных или щелочноземельных металлов с водой: 2Na + 2Н2O = 2NaOH + Н2↑. 2. Взаимодействие металлов с кислотами в растворе: Zn + 2НСl = ZnCl2 + Н2↑. 3. Взаимодействие металлов с солями в растворе: Fe + CuSO4 = FeSO4 + Сu. 4. Металлотермия:
В качестве примера реакций замещения с участием органических веществ приведем наиболее характерное свойство предельных соединений, в частности метана, — способность его атомов водорода замещаться на атомы галогена:
Другой пример — бромирование ароматических соединений (бензола, толуола, анилина):
Обратим внимание на особенность реакции замещения у органических веществ: в результате таких реакций образуются не простое и сложное вещества, как в неорганической химии, а два сложных вещества. В органической химии к реакциям замещения относят и некоторые реакции между двумя сложными веществами, например нитрование бензола:
Она формально является реакцией обмена, но с точки зрения изменений, происходящих с органическим веществом, это реакция замещения.
Эти реакции характеризуют свойства электролитов в растворах и протекают по правилу Бертолле, т. е. только в том случае, если в результате образуется осадок (нерастворимое или малорастворимое вещество), газ или малодиссоциирующее вещество (например, вода Н2O). В неорганической химии это может быть блок реакций, характеризующих, например, свойства растворимых оснований (щелочей). 1. Реакция нейтрализации, идущая с образованием соли и воды: NaOH + HNO3 = NaNO3 + Н2O или в ионном виде: ОН- + Н+ = Н2O. 2. Реакция между щелочью и солью, идущая с образованием газа и воды: 2NH4Cl + Са(ОН)2 = СаСl2 + 2NH3↑ + 2Н2O или в ионном виде: NH+4 + ОН- = NH3↑ + Н2O. 3. Реакция между щелочью и солью, идущая с образованием осадка: CuSO4 + 2КОН = Cu(OH)2↓ + K2SO4 или в ионном виде: Сu2+ + 2OН- = Cu(OH)2↓.
В органической химии можно рассмотреть блок реакций, характеризующих, например, свойства уксусной кислоты. 1. Реакция, идущая с образованием слабого электролита — воды:
2. Реакция, идущая с образованием газа:
3. Реакция, идущая с образованием осадка:
|
|
|