§ 1 Հատկանիշներ քիմիական ռեակցիաներ

Քիմիական ռեակցիաներում սկզբնական նյութերը փոխակերպվում են տարբեր հատկություններով այլ նյութերի։ Դրա մասին կարելի է դատել քիմիական ռեակցիաների արտաքին նշաններով՝ գազային կամ չլուծվող նյութի առաջացում, էներգիայի արտազատում կամ կլանում, նյութի գույնի փոփոխություն։

Սպիրտային լամպի բոցի մեջ մի կտոր պղնձե մետաղալար ենք տաքացնում։ Մենք կտեսնենք, որ մետաղալարի այն հատվածը, որը կրակի մեջ էր, սևացավ։

Լցնել 1-2 մլ լուծույթ քացախաթթուդեպի խմորի սոդայի փոշի: Մենք դիտարկում ենք գազի փուչիկների տեսքը և սոդայի անհետացումը։

Կաուստիկ սոդայի լուծույթին լցնել 3-4 մլ պղնձի քլորիդի լուծույթ։ Այս դեպքում կապույտ թափանցիկ լուծույթը կվերածվի վառ կապույտ նստվածքի։

2 մլ օսլայի լուծույթին ավելացրեք 1-2 կաթիլ յոդի լուծույթ։ Իսկ կիսաթափանցիկ սպիտակ հեղուկը կդառնա անթափանց մուգ կապույտ:

Քիմիական ռեակցիայի ամենակարեւոր նշանը նոր նյութերի առաջացումն է։

Բայց դա կարելի է դատել նաև ռեակցիաների ընթացքի որոշ արտաքին նշաններով.

տեղումներ;

Գույնի փոփոխություն;

Գազի արտանետում;

Հոտի տեսք;

Էներգիայի արտազատումը կամ կլանումը ջերմության, էլեկտրականության կամ լույսի տեսքով:

Օրինակ, եթե վառվող բեկորը հասցվի ջրածնի և թթվածնի խառնուրդի կամ էլեկտրական արտանետում անցկացվի այս խառնուրդի միջով, խուլ պայթյուն տեղի կունենա, և անոթի պատերին կառաջանա նոր նյութ՝ ջուր։ Տեղի է ունեցել ջրածնի և թթվածնի ատոմներից ջրի մոլեկուլների առաջացման ռեակցիա՝ ջերմության արտազատմամբ։

Ընդհակառակը, ջրի տարրալուծումը թթվածնի և ջրածնի մեջ պահանջում է էլեկտրական էներգիա:

§ 2 Քիմիական ռեակցիայի առաջացման պայմանները

Այնուամենայնիվ, որոշակի պայմաններ են անհրաժեշտ քիմիական ռեակցիայի առաջացման համար:

Դիտարկենք էթիլային սպիրտի այրման ռեակցիան:

Դա տեղի է ունենում, երբ ալկոհոլը փոխազդում է օդի թթվածնի հետ, ռեակցիան սկսելու համար անհրաժեշտ է ալկոհոլի և թթվածնի մոլեկուլների շփումը: Բայց եթե բացենք սպիրտային լամպի գլխարկը, ապա երբ սկզբնական նյութերը՝ ալկոհոլն ու թթվածինը շփվում են, ռեակցիան չի առաջանում։ Եկեք մի վառված լուցկի բերենք։ Սպիրտային լամպի վիթիլին ալկոհոլը տաքանում է և վառվում, սկսվում է այրման ռեակցիան։ Այստեղ ռեակցիայի առաջացման համար անհրաժեշտ պայմանը սկզբնական տաքացումն է։

Փորձանոթի մեջ լցնել ջրածնի պերօքսիդի 3% լուծույթ: Եթե ​​փորձանոթը բաց թողնենք, ապա ջրածնի պերօքսիդը կամաց-կամաց կքայքայվի ջրի ու թթվածնի։ Այս դեպքում ռեակցիայի արագությունն այնքան ցածր կլինի, որ գազի էվոլյուցիայի նշաններ չենք տեսնի: Ավելացնենք մի քիչ սև մանգանի (IV) օքսիդ փոշի։ Մենք նկատում ենք գազի արագ արտանետում: Սա թթվածին է, որն առաջացել է ջրածնի պերօքսիդի տարրալուծման ժամանակ։

Այս ռեակցիայի մեկնարկի համար անհրաժեշտ պայման էր մի նյութի ավելացումը, որը չի մասնակցում ռեակցիային, բայց արագացնում է այն։

Այս նյութը կոչվում է կատալիզատոր:

Ակնհայտ է, որ քիմիական ռեակցիաների առաջացման և ընթացքի համար անհրաժեշտ են որոշակի պայմաններ, մասնավորապես.

Սկսնակ նյութերի (ռեակտիվների) շփումը,

դրանք տաքացնելով մինչև որոշակի ջերմաստիճան,

Կատալիզատորների օգտագործումը.

§ 3 Քիմիական ռեակցիաների առանձնահատկությունները

Քիմիական ռեակցիաների բնորոշ առանձնահատկությունն այն է, որ դրանք հաճախ ուղեկցվում են էներգիայի կլանմամբ կամ արտազատմամբ։

Դմիտրի Իվանովիչ Մենդելեևը մատնանշեց, որ բոլոր քիմիական ռեակցիաների ամենակարևոր հատկանիշը դրանց ընթացքի ընթացքում էներգիայի փոփոխությունն է։

Քիմիական ռեակցիաների գործընթացում ջերմության արտազատումը կամ կլանումը պայմանավորված է նրանով, որ էներգիան ծախսվում է որոշ նյութերի քայքայման գործընթացում (ատոմների և մոլեկուլների միջև կապերի ոչնչացում) և ազատվում է այլ նյութերի ձևավորման ժամանակ (ձևավորում. կապեր ատոմների և մոլեկուլների միջև):

Էներգիայի փոփոխությունները դրսևորվում են կա՛մ ջերմության արտանետմամբ, կա՛մ կլանմամբ։ Ջերմություն արձակող ռեակցիաները կոչվում են էկզոթերմիկ։

Ջերմություն ներծծող ռեակցիաները կոչվում են էնդոթերմիկ։

Ազատված կամ կլանված ջերմության քանակը կոչվում է ռեակցիայի ջերմություն։

Ջերմային էֆեկտը սովորաբար նշվում է լատիներեն Q տառով և համապատասխան նշանով՝ +Q էկզոտերմիկ ռեակցիաների և -Q էնդոթերմային ռեակցիաների դեպքում։

Քիմիայի ոլորտը, որն ուսումնասիրում է քիմիական ռեակցիաների ջերմային ազդեցությունները, կոչվում է ջերմաքիմիա։ Ջերմաքիմիական երեւույթների առաջին ուսումնասիրությունները պատկանում են գիտնական Նիկոլայ Նիկոլաեւիչ Բեկետովին։

Ջերմային էֆեկտի արժեքը կապված է նյութի 1 մոլի հետ և արտահայտվում է կիլոգրամներով (կՋ)։

Բնության, լաբորատորիայի և արդյունաբերության մեջ տեղի ունեցող քիմիական գործընթացների մեծ մասը էկզոթերմիկ են: Դրանք ներառում են այրման, օքսիդացման բոլոր ռեակցիաները, մետաղների միացությունները այլ տարրերի հետ և այլն:

Այնուամենայնիվ, կան նաև էնդոթերմային գործընթացներ, ինչպիսիք են ջրի քայքայումը էլեկտրական հոսանքի ազդեցության տակ:

Քիմիական ռեակցիաների ջերմային ազդեցությունները լայնորեն տատանվում են 4-ից մինչև 500 կՋ/մոլ: Ջերմային ազդեցությունը առավել նշանակալից է այրման ռեակցիաներում:

Փորձենք բացատրել, թե որն է նյութերի ընթացող փոխակերպումների էությունը և ինչ է տեղի ունենում արձագանքող նյութերի ատոմների հետ։ Ըստ ատոմային-մոլեկուլային վարդապետության՝ բոլոր նյութերը կազմված են ատոմներից, որոնք միմյանց հետ կապված են մոլեկուլների կամ այլ մասնիկների։ Ռեակցիայի ընթացքում տեղի են ունենում սկզբնական նյութերի (ռեակտիվների) ոչնչացում և նոր նյութերի (ռեակցիայի արտադրանքի) առաջացում։ Այսպիսով, բոլոր ռեակցիաները կրճատվում են մինչև սկզբնական նյութերը կազմող ատոմներից նոր նյութերի ձևավորում:

Հետևաբար, քիմիական ռեակցիայի էությունը ատոմների վերադասավորումն է, որի արդյունքում մոլեկուլներից (կամ այլ մասնիկներից) ստացվում են նոր մոլեկուլներ (կամ նյութի այլ ձևեր)։

Օգտագործված գրականության ցանկ.

1. ՉԻ. Կուզնեցովա. Քիմիա. 8-րդ դասարան. Ձեռնարկի համար ուսումնական հաստատություններ. – M. Ventana-Graf, 2012:

Արդյունաբերության մեջ այնպիսի պայմաններ են ընտրվում, որ անհրաժեշտ ռեակցիաներն իրականացվեն, իսկ վնասակարները՝ դանդաղեցվեն։

ՔԻՄԻԱԿԱՆ ՌԵԱԿՑԻԱՆԵՐԻ ՏԵՍԱԿՆԵՐԸ

Աղյուսակ 12-ում ներկայացված են քիմիական ռեակցիաների հիմնական տեսակները՝ ըստ դրանցում ներգրավված մասնիկների քանակի: Տրված են դասագրքերում հաճախ նկարագրված ռեակցիաների գծագրեր և հավասարումներ: տարրալուծում, կապեր, փոխարինումև փոխանակում.

Աղյուսակի վերևում են տարրալուծման ռեակցիաներջուր և նատրիումի բիկարբոնատ: Ցուցադրված է ուղղակի էլեկտրական հոսանք ջրի միջով անցնելու սարք։ Կաթոդը և անոդը մետաղական թիթեղներ են, որոնք ընկղմված են ջրի մեջ և միացված են էլեկտրական հոսանքի աղբյուրին: Շնորհիվ այն բանի, որ մաքուր ջուրգործնականում չի էլեկտրաէներգիա, դրան ավելացվում է փոքր քանակությամբ սոդա (Na 2 CO 3) կամ ծծմբաթթու (H 2 SO 4)։ Երբ հոսանքն անցնում է երկու էլեկտրոդների միջով, գազի փուչիկները բաց են թողնում: Խողովակի մեջ, որտեղ ջրածինը հավաքվում է, ծավալը երկու անգամ ավելի մեծ է, քան այն խողովակում, որտեղ հավաքվում է թթվածինը (կարող եք ճշտել դրա առկայությունը մխացող բեկորով): Մոդելային սխեման ցույց է տալիս ջրի քայքայման ռեակցիան: Ջրի մոլեկուլներում ատոմների միջև քիմիական (կովալենտային) կապերը ոչնչացվում են, իսկ ազատված ատոմներից ձևավորվում են ջրածնի և թթվածնի մոլեկուլներ։

Մոդելային սխեման բարդ ռեակցիաներմետաղական երկաթ և մոլեկուլային ծծումբ S 8-ը ցույց է տալիս, որ ռեակցիայի ընթացքում ատոմների վերադասավորման արդյունքում առաջանում է երկաթի սուլֆիդ։ Միաժամանակ ոչնչացվում են քիմիական կապերերկաթե բյուրեղի մեջ ( մետաղական կապ) և ծծմբի մոլեկուլ ( կովալենտային կապ), և արձակված ատոմները միանում են և ձևավորվում իոնային կապերաղի բյուրեղի մեջ:

Միացության մեկ այլ ռեակցիա է կալցիումի հիդրօքսիդի առաջացման համար կրաքարի CaO-ն ջրով ջնջելը: Միևնույն ժամանակ այրված (արագ կրաքարը) սկսում է տաքանալ և առաջանում է խարխլված կրաքարի չամրացված փոշի։

Դեպի փոխարինման ռեակցիաներվերաբերում է մետաղի փոխազդեցությանը թթվի կամ աղի հետ։ Երբ բավականաչափ ակտիվ մետաղը ընկղմվում է ուժեղ (բայց ոչ ազոտական) թթվի մեջ, ջրածնի փուչիկները դուրս են գալիս: Ավելին ակտիվ մետաղհեռացնում է պակաս ակտիվը իր աղի լուծույթից:

բնորոշ փոխանակման ռեակցիաներչեզոքացման ռեակցիա է և ռեակցիա երկու աղերի լուծույթների միջև։ Նկարում ներկայացված է բարիումի սուլֆատի նստվածքի պատրաստումը: Չեզոքացման ռեակցիայի ընթացքը վերահսկվում է ֆենոլֆթալեինի ցուցիչի միջոցով (կարմիր գույնը անհետանում է):

Աղյուսակ 12

Քիմիական ռեակցիաների տեսակները

ՕԴ. ԹԹՎԱԾԻՆ. ԱՅՐՈՒՄ

Թթվածինը ամենատարածվածն է քիմիական տարրհողի վրա. Դրա բովանդակությունը երկրի ընդերքըիսկ հիդրոսֆերան ներկայացված է աղյուսակ 2-ում «Քիմիական տարրերի տարածվածությունը»: Թթվածինը կազմում է լիտոսֆերայի զանգվածի մոտավորապես կեսը (47%): Այն հիդրոսֆերայում գերակշռող քիմիական տարրն է։ Երկրակեղևում թթվածինը առկա է միայն կապված ձևով (օքսիդներ, աղեր): Հիդրոսֆերան նույնպես ներկայացված է հիմնականում կապված թթվածնով (մոլեկուլային թթվածնի մի մասը լուծված է ջրում)։

Ազատ թթվածնի մթնոլորտը պարունակում է 20,9% ծավալ: Օդը գազերի բարդ խառնուրդ է։ Չոր օդը կազմում է 99,9% ազոտ (78,1%), թթվածին (20,9%) և արգոն (0,9%): Այդ գազերի պարունակությունն օդում գրեթե հաստատուն է։ Չոր մթնոլորտային օդի կազմը ներառում է նաև ածխածնի երկօքսիդ, նեոն, հելիում, մեթան, կրիպտոն, ջրածին, ազոտի օքսիդ (I) (դիազոտի օքսիդ, ազոտի հեմիօքսիդ - N 2 O), օզոն, ծծմբի երկօքսիդ, ածխածնի երկօքսիդ, քսենոն, ազոտի օքսիդ (IV) (ազոտի երկօքսիդ - NO 2):

Օդի բաղադրությունը որոշել է ֆրանսիացի քիմիկոս Անտուան ​​Լորան Լավուազեն վերջ XVIIIդար (աղյուսակ 13): Նա ապացուցեց օդում թթվածնի պարունակությունը և այն անվանեց «կենսական օդ»։ Դա անելու համար նա սնդիկը տաքացրեց վառարանի վրա՝ ապակե արկղում, որի բարակ մասը դրվում էր ապակե գլխարկի տակ, իջեցնում ջրային բաղնիքի մեջ։ Կափարիչի տակի օդը պարզվեց, որ փակ է։ Երբ տաքացվում է, սնդիկը միանում է թթվածնի հետ՝ վերածվելով կարմիր սնդիկի օքսիդի։ Սնդիկը տաքացնելուց հետո ապակե գլխարկի մեջ մնացած «օդը» թթվածին չի պարունակում։ Կափարիչի տակ դրված մուկը շնչահեղձ է եղել։ Ունենալով կալցինացված սնդիկի օքսիդ՝ Լավուազեն կրկին մեկուսացրեց թթվածինը դրանից և նորից ստացավ մաքուր սնդիկ։

Մթնոլորտում թթվածնի պարունակությունը սկսել է նկատելիորեն աճել մոտ 2 միլիարդ տարի առաջ։ Ռեակցիայի արդյունքում ֆոտոսինթեզորոշակի ծավալով ածխաթթու գազ է ներծծվել և նույն ծավալով թթվածին է արձակվել: Աղյուսակի նկարը սխեմատիկորեն ցույց է տալիս ֆոտոսինթեզի ընթացքում թթվածնի առաջացումը: Ֆոտոսինթեզի ժամանակ կանաչ բույսերի տերեւներում պարունակող քլորոֆիլ, երբ արևային էներգիան կլանվում է, ջուրն ու ածխաթթու գազը վերածվում են ածխաջրեր(շաքար) և թթվածին. Կանաչ բույսերում գլյուկոզայի և թթվածնի առաջացման ռեակցիան կարելի է գրել հետևյալ կերպ.

6H 2 O + 6CO 2 \u003d C 6 H 12 O 6 + 6O 2:

Ստացված գլյուկոզան դառնում է ջրում անլուծելի։ օսլաորը կուտակվում է բույսերում։

Աղյուսակ 13

Օդ. Թթվածին. Այրում

Ֆոտոսինթեզը բարդ քիմիական պրոցես է, որը ներառում է մի քանի փուլ՝ արեգակնային էներգիայի կլանում և տեղափոխում, արևի լույսի էներգիայի օգտագործում ֆոտոքիմիական ռեդոքս ռեակցիաներ սկսելու համար, ածխածնի երկօքսիդի կրճատում և ածխաջրերի ձևավորում։

արևի լույստարբեր ալիքների երկարության էլեկտրամագնիսական ճառագայթում է։ Քլորոֆիլի մոլեկուլում կլանման ժամանակ տեսանելի լույս(կարմիր և մանուշակագույն) տեղի են ունենում էլեկտրոնների անցումներ մի էներգետիկ վիճակից մյուսը: Ֆոտոսինթեզը սպառում է Երկրի մակերեսին հասնող արեգակնային էներգիայի միայն մի փոքր մասը (0,03%)։

Երկրի վրա առկա ամբողջ ածխաթթու գազը ֆոտոսինթեզի ցիկլով անցնում է միջինը 300 տարում, թթվածինը` 2000 տարում, օվկիանոսի ջուրը` 2 միլիոն տարում: Ներկայումս մթնոլորտում հաստատվել է թթվածնի մշտական ​​պարունակություն։ Այն գրեթե ամբողջությամբ ծախսվում է օրգանական նյութերի շնչառության, այրման և քայքայման վրա։

Թթվածինը ամենաակտիվ նյութերից մեկն է։ Թթվածնի հետ կապված գործընթացները կոչվում են օքսիդացման ռեակցիաներ: Դրանք ներառում են այրումը, շնչառությունը, քայքայումը և շատ ուրիշներ: Աղյուսակը ցույց է տալիս յուղի այրումը, որն ընթանում է ջերմության և լույսի արտազատմամբ:

Այրման ռեակցիաները կարող են բերել ոչ միայն օգուտներ, այլև վնաս: Այրումը կարող է դադարեցվել՝ դադարեցնելով օդը (օքսիդիչը) փրփուրով, ավազով կամ վերմակով հասնել այրվող առարկային:

Փրփուր կրակմարիչները լցված են սոդայի խտացված լուծույթով: Երբ այն շփվում է խտացված ծծմբաթթվի հետ, որը գտնվում է կրակմարիչի վերին մասում ապակե ամպուլայի մեջ, առաջանում է ածխաթթու գազի փրփուր: Հրդեհաշիջն ակտիվացնելու համար շրջվել և մետաղյա գնդիկով հարվածել հատակին։ Այս դեպքում ծծմբաթթվով ամպուլը կոտրվում է և արդյունքում թթվի ռեակցիան նատրիումի բիկարբոնատով ածխաթթու գազփրփրում է հեղուկը և ուժեղ շիթով դուրս է նետում կրակմարիչից։ Փրփուր հեղուկը և ածխածնի երկօքսիդը, պարուրելով այրվող առարկան, հրում են օդը և մարում բոցը:

Քիմիական ռեակցիայի արագությունըռեակտիվ նյութի կամ ռեակցիայի արտադրանքի քանակի փոփոխությունն է միավոր ժամանակում միավորի ծավալում (համար միատարր ռեակցիա) կամ մեկ միավորի միջերեսի համար (տարասեռ ռեակցիայի համար):

Գործող զանգվածների օրենքըՌեակցիայի արագության կախվածությունը ռեակտիվների կոնցենտրացիայից: Որքան մեծ է կոնցենտրացիան, այնքան մեծ է ծավալի մեջ պարունակվող մոլեկուլների քանակը։ Հետեւաբար, բախումների թիվը մեծանում է, ինչը հանգեցնում է գործընթացի արագության բարձրացման։

Կինետիկ հավասարում- ռեակցիայի արագության կախվածությունը կոնցենտրացիայից.

Պինդ նյութեր 0 են

Ռեակցիայի մոլեկուլյարությունտարրական քիմիական գործընթացում ներգրավված մոլեկուլների նվազագույն քանակն է: Ըստ մոլեկուլյարության տարրական քիմիական ռեակցիաները բաժանվում են մոլեկուլային (A →) և երկմոլեկուլային (A + B →); եռամոլեկուլային ռեակցիաները չափազանց հազվադեպ են:

Ընդհանուր արձագանքման կարգըկինետիկ հավասարման համակենտրոնացման աստիճանների ցուցիչների գումարն է։

Ռեակցիայի արագությունը հաստատուն- համաչափության գործակիցը կինետիկ հավասարման մեջ.

Վան Հոֆի կանոն.Յուրաքանչյուր 10 աստիճանի համար ջերմաստիճանի բարձրացմամբ, միատարր տարրական ռեակցիայի արագության հաստատունը մեծանում է երկու-չորս անգամ

Ակտիվ բախումների տեսություն(TAC), կան երեք պայմաններ, որոնք անհրաժեշտ են ռեակցիայի առաջացման համար.

Մոլեկուլները պետք է բախվեն։ Սա կարևոր պայման է, բայց բավարար չէ, քանի որ բախման ժամանակ անպայման ռեակցիա չի առաջանա։

Մոլեկուլները պետք է ունենան անհրաժեշտ էներգիա (ակտիվացման էներգիա):

Մոլեկուլները պետք է ճիշտ կողմնորոշվեն միմյանց նկատմամբ:

Ակտիվացման էներգիաէներգիայի նվազագույն քանակն է, որը պետք է մատակարարվի համակարգին ռեակցիայի առաջացման համար:

Արրենիուսի հավասարումըսահմանում է քիմիական ռեակցիայի արագության հաստատունի կախվածությունը ջերմաստիճանից

A - բնութագրում է արձագանքող մոլեկուլների բախումների հաճախականությունը

R-ն գազի համընդհանուր հաստատունն է:

Կատալիզատորների ազդեցությունը ռեակցիայի արագության վրա.

Կատալիզատորը մի նյութ է, որը փոխում է քիմիական ռեակցիայի արագությունը, բայց չի սպառվում բուն ռեակցիայի մեջ: վերջնական արտադրանքԲացառված է.

Այս դեպքում ռեակցիայի արագության փոփոխությունը տեղի է ունենում ակտիվացման էներգիայի փոփոխության պատճառով, և ռեակտիվների հետ կատալիզատորը ձևավորում է ակտիվացված համալիր:

Կատալիզ -քիմիական երևույթ, որի էությունը որոշակի նյութերի (դրանք կոչվում են կատալիզատորներ) ազդեցության տակ քիմիական ռեակցիաների արագությունների փոփոխությունն է։

Տարասեռ կատալիզ -ռեակտիվը և կատալիզատորը գտնվում են տարբեր փուլերում՝ գազային և պինդ:

Համասեռ կատալիզ -ռեակտիվները (ռեակտիվները) և կատալիզատորը գտնվում են նույն փուլում, օրինակ՝ երկուսն էլ գազեր են կամ երկուսն էլ լուծված են որոշ լուծիչի մեջ։

Պայմանները քիմիական հավասարակշռություն

Քիմիական հավասարակշռության վիճակը պահպանվում է այնքան ժամանակ, քանի դեռ ռեակցիայի պայմանները մնում են անփոփոխ՝ կոնցենտրացիան, ջերմաստիճանը և ճնշումը։

Le Chatelier-ի սկզբունքը.եթե որևէ արտաքին ազդեցություն գործադրվի հավասարակշռության մեջ գտնվող համակարգի վրա, ապա հավասարակշռությունը կփոխվի այն ռեակցիայի ուղղությամբ, որը կթուլանա:

Հավասարակշռության հաստատուն -սա ռեակցիայի ամբողջականության չափանիշ է, որքան մեծ է հավասարակշռության հաստատունի արժեքը, այնքան բարձր է ելանյութերի փոխակերպման աստիճանը ռեակցիայի արտադրանքի:

K p \u003d C pr \ C ռեֆ

ΔG<0 К р >1 C pr > C ref

ΔG>0 K p<1 С пр <С исх

I. Քիմիական ռեակցիաների առաջացման նշանները և պայմանները

Դուք արդեն գիտեք շատ նյութեր, դիտել եք դրանց փոխակերպումները և դրան ուղեկցող փոխակերպումները: նշաններ.

առավելապես հիմնական հատկանիշըքիմիական ռեակցիան նոր նյութերի առաջացումն է։ Բայց դրա մասին կարելի է դատել նաև ռեակցիաների ընթացքի որոշ արտաքին նշաններով։

Քիմիական ռեակցիաների արտաքին նշաններ.

• տեղումներ
• գույնի փոփոխություն
• արտահոսք
• հոտի տեսքը
• էներգիայի կլանումը և արտազատումը (ջերմություն, էլեկտրականություն, լույս)

Ակնհայտ է, որ Քիմիական ռեակցիաների առաջացման և ընթացքի համար անհրաժեշտ են որոշակի պայմաններ.

• սկզբնական նյութերի (ռեակտիվների) շփում.
• որոշակի ջերմաստիճանի տաքացում
• քիմիական ռեակցիան արագացնող նյութերի օգտագործումը (կատալիզատորներ)

II. Քիմիական ռեակցիայի ջերմային ազդեցությունը

Դ.Ի. Մենդելեևը նշել է. բոլոր քիմիական ռեակցիաների ամենակարևոր հատկանիշը էներգիայի փոփոխությունն է դրանց առաջացման գործընթացում։

Յուրաքանչյուր նյութ ունի իր մեջ կուտակված էներգիայի որոշակի քանակություն։ Նյութերի այս հատկությանը մենք հանդիպում ենք արդեն նախաճաշի, ճաշի կամ ընթրիքի ժամանակ, քանի որ սնունդը թույլ է տալիս մեր մարմնին օգտագործել սննդի մեջ պարունակվող մի շարք քիմիական միացությունների էներգիան: Օրգանիզմում այդ էներգիան վերածվում է շարժման, աշխատանքի և օգտագործվում է մշտական ​​(և բավականին բարձր) մարմնի ջերմաստիճանը պահպանելու համար։

Քիմիական ռեակցիաների գործընթացում ջերմության արտազատումը կամ կլանումը պայմանավորված է նրանով, որ էներգիան ծախսվում է որոշ նյութերի քայքայման գործընթացում (ատոմների և մոլեկուլների միջև կապերի ոչնչացում) և ազատվում է այլ նյութերի ձևավորման ժամանակ (ձևավորում. կապեր ատոմների և մոլեկուլների միջև):

Էներգիայի փոփոխությունները դրսևորվում են կա՛մ ջերմության արտանետմամբ, կա՛մ կլանմամբ։

Ջերմություն արձակող ռեակցիաները կոչվում են էկզոտերմիկ (հունարեն «exo»-ից՝ դուրս):

Այն ռեակցիաները, որոնք տեղի են ունենում էներգիայի կլանմամբ, կոչվում ենէնդոթերմիկ (լատիներեն «էնդո» - ներսից):

Ամենից հաճախ էներգիան ազատվում կամ ներծծվում է ջերմության տեսքով (ավելի հազվադեպ՝ լույսի կամ մեխանիկական էներգիայի տեսքով)։ Այս ջերմությունը կարելի է չափել։ Չափման արդյունքը արտահայտվում է կիլոգրամներով (կՋ) ռեակտիվ նյութի մեկ MOL կամ (ավելի հազվադեպ) ռեակցիայի արտադրանքի մոլի համար։ Քիմիական ռեակցիայի ժամանակ արձակված կամ կլանված ջերմության քանակը կոչվում է ռեակցիայի ջերմային ազդեցությունը(Ք):

Էկզոթերմիկ ռեակցիա.

Ելակետային նյութեր → ռեակցիայի արտադրանք + Q կՋ

Էնդոթերմիկ ռեակցիա.

Ելակետային նյութեր → ռեակցիայի արտադրանք – Q kJ

Շատ տեխնիկական հաշվարկների համար անհրաժեշտ են քիմիական ռեակցիաների ջերմային ազդեցությունները: Մի պահ պատկերացրեք ձեզ որպես հզոր հրթիռի նախագծող, որն ի վիճակի է տիեզերանավեր և այլ օգտակար բեռներ ուղարկել ուղեծիր:

Ենթադրենք, դուք գիտեք աշխատանքը (կՋ-ով), որը պետք է ծախսվի Երկրի մակերևույթից բեռով հրթիռը ուղեծիր հասցնելու համար, դուք նաև գիտեք թռիչքի ընթացքում օդի դիմադրությունը և էներգիայի այլ ծախսերը հաղթահարելու աշխատանքը: Ինչպե՞ս հաշվարկել ջրածնի և թթվածնի անհրաժեշտ պաշարը, որոնք (հեղուկ վիճակում) օգտագործվում են այս հրթիռում որպես վառելիք և օքսիդիչ:

Առանց ջրածնից և թթվածնից ջրի առաջացման ռեակցիայի ջերմային ազդեցության օգնության, դա դժվար է անել։ Ի վերջո, ջերմային էֆեկտը հենց այն էներգիան է, որը պետք է հրթիռը ուղեծիր դուրս բերի: Հրթիռի այրման խցերում այդ ջերմությունը վերածվում է տաք գազի մոլեկուլների (գոլորշու) կինետիկ էներգիայի, որը դուրս է գալիս վարդակներից և առաջանում ռեակտիվ մղում։

Քիմիական արդյունաբերության մեջ ջերմային էֆեկտներ են անհրաժեշտ՝ հաշվարկելու համար ջերմային ռեակտորների ջերմության քանակը, որոնցում տեղի են ունենում էնդոթերմային ռեակցիաներ։ Էներգետիկ ոլորտում, օգտագործելով վառելիքի այրման ջերմությունը, հաշվարկվում է ջերմային էներգիայի արտադրությունը։

Դիետոլոգներն օգտագործում են օրգանիզմում սննդի օքսիդացման ջերմային ազդեցությունը՝ ճիշտ դիետաներ մշակելու ոչ միայն հիվանդների, այլև առողջ մարդկանց՝ մարզիկների, տարբեր մասնագիտությունների աշխատողների համար: Ավանդաբար, հաշվարկների համար այստեղ օգտագործվում են ոչ թե ջոուլներ, այլ էներգիայի այլ միավորներ՝ կալորիաներ (1 կալ = 4,1868 Ջ): Սննդի էներգիայի պարունակությունը վերաբերում է սննդամթերքի որոշակի զանգվածին՝ 1 գ, 100 գ կամ նույնիսկ արտադրանքի ստանդարտ փաթեթավորմանը։ Օրինակ, խտացրած կաթի բանկա պիտակի վրա կարող եք կարդալ հետևյալ մակագրությունը՝ «կալորիական պարունակությունը 320 կկալ / 100 գ»:

Քիմիայի այն ճյուղը, որը զբաղվում է ջերմային ազդեցությունների և քիմիական ռեակցիաների ուսումնասիրությամբ, կոչվում է ջերմաքիմիա.

Քիմիական ռեակցիաների հավասարումները, որոնցում նշվում է ջերմային ազդեցությունը, կոչվում են ջերմաքիմիական.

Ողջ կյանքի ընթացքում մենք մշտապես բախվում ենք ֆիզիկական և քիմիական երևույթների հետ։ Բնական ֆիզիկական երևույթները մեզ այնքան ծանոթ են, որ մենք վաղուց չենք կարևորել դրանք։ Մեր օրգանիզմում անընդհատ քիմիական ռեակցիաներ են տեղի ունենում։ Քիմիական ռեակցիաների ժամանակ արտազատվող էներգիան մշտապես օգտագործվում է առօրյա կյանքում, արտադրության մեջ և տիեզերանավերի արձակման ժամանակ։ Նյութերից շատերը, որոնցից պատրաստված են մեզ շրջապատող իրերը, բնության մեջ պատրաստ չեն, այլ պատրաստված են քիմիական ռեակցիաների միջոցով: Առօրյա կյանքում մեզ համար այնքան էլ իմաստ չունի հասկանալ, թե ինչ է տեղի ունեցել։ Բայց ֆիզիկան և քիմիան բավարար մակարդակով ուսումնասիրելիս այս գիտելիքն անփոխարինելի է։ Ինչպե՞ս տարբերել ֆիզիկական երևույթները քիմիականից: Կա՞ն նշաններ, որոնք կարող են օգնել դա անել:

Քիմիական ռեակցիաներում որոշ նյութերից առաջանում են նոր նյութեր, որոնք տարբերվում են սկզբնականներից։ Առաջինի նշանների անհետացումով և երկրորդի նշանների ի հայտ գալով, ինչպես նաև էներգիայի արտազատմամբ կամ կլանմամբ մենք եզրակացնում ենք, որ տեղի է ունեցել քիմիական ռեակցիա։

Եթե ​​պղնձի ափսեը կալցինացված է, դրա մակերեսին հայտնվում է սև ծածկույթ. ածխածնի երկօքսիդը կրաքարի ջրի միջով փչելով՝ առաջանում է սպիտակ նստվածք. երբ փայտն այրվում է, անոթի սառը պատերին հայտնվում են ջրի կաթիլներ, երբ մագնեզիումն այրվում է, ստացվում է սպիտակ փոշի։

Պարզվում է, որ քիմիական ռեակցիաների նշաններն են գույնի, հոտի փոփոխությունը, նստվածքի առաջացումը, գազի առաջացումը։

Քիմիական ռեակցիաները դիտարկելիս պետք է ուշադրություն դարձնել ոչ միայն դրանց ընթացքին, այլև այն պայմաններին, որոնք պետք է պահպանվեն ռեակցիան սկսելու և շարունակելու համար։

Այսպիսով, ի՞նչ պայմաններ պետք է պահպանվեն, որպեսզի սկսվի քիմիական ռեակցիա:

Դրա համար առաջին հերթին անհրաժեշտ է շփման մեջ մտցնել արձագանքող նյութերը (միավորել, խառնել)։ Որքան մանրացված են նյութերը, այնքան մեծ է դրանց շփման մակերեսը, այնքան ավելի արագ և ակտիվ է ընթանում նրանց միջև ռեակցիան։ Օրինակ, շաքարի զանգվածը դժվար է բռնկվել, բայց օդում տրորված ու ցողված՝ վայրկյանի կոտորակներում այրվում է՝ առաջացնելով մի տեսակ պայթյուն։

Տարրալուծման օգնությամբ մենք կարող ենք նյութը կոտրել մանր մասնիկների։ Երբեմն սկզբնական նյութերի նախնական տարրալուծումը հեշտացնում է նյութերի միջև քիմիական ռեակցիան։

Որոշ դեպքերում նյութերի շփումը, օրինակ՝ երկաթը խոնավ օդի հետ, բավական է ռեակցիա առաջացնելու համար։ Բայց ավելի հաճախ, քան ոչ, դրա համար նյութերի մեկ շփումը բավարար չէ. պետք է պահպանվեն որոշ այլ պայմաններ:

Այսպիսով, պղինձը չի արձագանքում մթնոլորտային թթվածնի հետ մոտ 20˚-25˚С ցածր ջերմաստիճանում: Թթվածնի հետ պղնձի համակցության ռեակցիան առաջացնելու համար անհրաժեշտ է դիմել ջեռուցման։

Ջեռուցումը տարբեր կերպ է ազդում քիմիական ռեակցիաների առաջացման վրա: Որոշ ռեակցիաներ պահանջում են շարունակական տաքացում: Ջեռուցումը դադարում է - քիմիական ռեակցիան դադարում է: Օրինակ, շաքարավազը քայքայելու համար անհրաժեշտ է մշտական ​​տաքացում։

Մնացած դեպքերում ջեռուցումը պահանջվում է միայն ռեակցիայի առաջացման համար, այն տալիս է խթան, ապա ռեակցիան ընթանում է առանց տաքացման։ Օրինակ՝ նման տաքացում մենք դիտում ենք մագնեզիումի, փայտի և այլ այրվող նյութերի այրման ժամանակ։

կայքը, նյութի ամբողջական կամ մասնակի պատճենմամբ, աղբյուրի հղումը պարտադիր է: