Загальна структурна формула білка. Будова білків. Фізичні властивості білка

Заняття 2

Класифікація хімічних реакцій у неорганічній хімії

Хімічні реакції класифікують за різними ознаками.

За кількістю вихідних речовин та продуктів реакції

Розкладання –реакція, в якій з однієї складної речовини утворюються дві і простіші або складніші речовини

2KMnO 4 → K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2

З'єднання- реакція, в результаті якої з двох і більш простих або складних речовин, утворюється одна складніша

NH 3 + HCl → NH 4 Cl

Заміщення– реакція, що протікає між простими та складними речовинами, при якій атоми простої речовинизаміщуються на атоми одного з елементів у складній речовині.

Fe + CuCl 2 → Cu + FeCl 2

Обмін– реакція, при якій дві складні речовини обмінюються своїми складовими частинами

Al 2 O 3 + 3H 2 SO 4 → Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2 O

Одна з реакцій обміну реакція нейтралізації– це реакція між кислотою та основою, в результаті якої виходить сіль та вода.

NaOH + HCl → NaCl + H 2 O

По тепловому ефекту

Реакції, що протікають із виділенням тепла, називаються екзотермічними реакціями.

З + Про 2 → СО 2 + Q

2) Реакції, що протікають із поглинанням тепла, називаються ендотермічними реакціями.

N 2 + O 2 → 2NO – Q

За ознакою оборотності

Оборотні- Реакції, що проходять при одних і тих умовах у двох взаємопротилежних напрямках.

Реакції, які протікають тільки в одному напрямку та завершуються повним перетворенням вихідних речовин на кінцеві, називаються незворотними,при цьому повинен виділятися газ, осад, або малодисоціююча речовина-вода.

BaCl 2 + H 2 SO 4 → BaSO 4 ↓ + 2HCl

Na 2 CO 3 +2HCl → 2NaCl + CO 2 + H 2 O

Окисно-відновні реакції- Реакції, що протікають зі зміною ступеня окислення.

Са + 4HNO 3 → Ca(NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O

І реакції, що протікають без зміни ступеня окиснення.

HNO 3 + KOH → KNO 3 + H 2 O

5.Гомомгенніреакції, якщо вихідні речовини та продукти реакції знаходяться в одному агрегатному стані. І гетерогенніреакції, якщо продукти реакції та вихідні речовини знаходяться в різних агрегатних станах.

Наприклад: синтез аміаку.

Окисно-відновні реакції.

Розрізняють два процеси:

Окислення- Це віддача електронів, в результаті ступінь окиснення збільшується. Атом молекула або іон, що віддає електрон називається відновником.

Mg 0 - 2e → Mg +2

Відновлення –процес приєднання електронів, у результаті ступінь окиснення зменшується. Атом молекула або іон, що приєднує електрон називається окислювачем.

S 0 +2e → S -2

O 2 0 +4e → 2O -2

В окислювально-відновних реакціях має дотримуватися правила електронного балансу(число приєднаних електронів має дорівнювати числу відданих, вільних електронів не повинно бути). А так само повинен дотримуватися атомний баланс(число однойменних атомів у лівій частині має дорівнювати числу атомів у правій частині)

Правило написання окисно-відновних реакцій.

Написати рівняння реакції

Поставити ступені окислення

Знайти елементи, у яких змінюється ступінь окиснення

Виписати попарно їх.

Знайти окислювач та відновник

Написати процес окислення чи відновлення

Зрівняти електрони, користуючись правилом електронного балансу (знайти н.о.к.), розставивши коефіцієнти

Написати сумарне рівняння

Поставити коефіцієнти рівняння хімічної реакції

KClO 3 → KClO 4 + KCl; N 2 + H 2 → NH 3; H 2 S + O 2 → SO 2 + H 2 O; Al + O 2 = Al 2 O 3;

Сu + HNO 3 → Cu (NO 3) 2 + NO + H 2 O; KClO 3 → KCl + O 2; P + N 2 O = N 2 + P 2 O 5;

NO 2 + H 2 O = HNO 3 + NO

. Швидкість хімічних реакцій. Залежність швидкості хімічних реакцій від концентрації, температури та природи реагуючих речовин.

Хімічні реакції протікають із різними швидкостями. Вивченням швидкості хімічної реакції, а також виявлення її залежності від умов проведення процесу займається наука - Хімічна кінетика.

гомогенної реакції визначається зміною кількості речовини в одиниці об'єму:

υ =Δ n / Δt ∙V

де n - зміна числа молей однієї з речовин (найчастіше вихідного, але може бути і продукту реакції), (моль);

V – обсяг газу чи розчину (л)

Оскільки Δ n / V = ΔC (зміна концентрації), то

υ =Δ С / Δt (моль/л∙с)

υ гетерогенної реакції визначається зміною кількості речовини в одиницю часу на одиниці поверхні зіткнення речовин.

υ =Δ n / Δt ∙ S

де n - зміна кількості речовини (реагенту або продукту), (моль);

Δt – інтервал часу (с, хв);

S – площа поверхні зіткнення речовин (см 2, м 2)

Чому швидкість різних реакцій не однакова?

Щоб почалася хімічна реакція, молекули реагуючих речовин мають зіткнутися. Але не кожне їхнє зіткнення призводить до хімічної реакції. Для того, щоб зіткнення призвело до хімічної реакції, молекули повинні мати досить високу енергію. Частинки, здатні при зіткненні, вступати у хімічну реакцію, називаються активними.Вони мають надмірну енергію в порівнянні з середньою енергією більшості частинок – енергією активації Е акт . Активних частинок у речовині набагато менше, ніж із середньою енергією, тому для початку багатьох реакцій системі необхідно повідомити деяку енергію (спалах світла, нагрівання, механічний удар).

Енергетичний бар'єр (величина Е акт) різних реакцій різний, що він нижче, тим легше і швидше протікає реакція.

2. Фактори, що впливають на?(Кількість зіткнень частинок та їх ефективність).

1) Природа реагуючих речовин:їх склад, будова => енергія активації

▪ чим менше Е акттим більше υ;

2) Температура: при t на кожні 10 0 С, в 2-4 рази (правило Вант-Гоффа).

υ 2 = υ 1 ∙ γ Δt/10

Завдання 1.Швидкість деякої реакції при 0 0 С дорівнює 1 моль/л ∙ год, температурний коефіцієнт реакції дорівнює 3. Якою буде швидкість цієї реакції при 30 0 С?

υ 2 = υ 1 ∙ γ Δt/10

υ 2 =1∙3 30-0/10 = 3 3 =27 моль/л∙год

3) Концентрація:чим більше, тим частіше відбуваються зіткнення і . При постійній температурі реакції mA + nB = C за законом діючих мас:

υ = k ∙ С A m ∙ C B n

де k - Константа швидкості;

С – концентрація (моль/л)

Закон чинних мас:

Швидкість хімічної реакції пропорційна добутку концентрацій реагуючих речовин, взятих у ступенях, рівних їх коефіцієнтам рівняння реакції.

Завдання 2.Реакція йде за рівнянням А +2В → С. У скільки разів і як зміниться швидкість реакції при збільшенні концентрації речовини В у 3 рази?

Рішення: υ = k ∙ З A m ∙ C B n

υ = k ∙ З A ∙ C B 2

υ 1 = k ∙ а ∙ у 2

υ 2 = k ∙ а ∙ 3 до 2

υ 1 / υ 2 = а ∙ у 2 / а ∙ 9 у 2 = 1/9

Відповідь: збільшиться у 9 разів

Для газоподібних речовин швидкість реакції залежить від тиску

Чим більший тиск, тим вища швидкість.

4) Каталізатори– речовини, що змінюють механізм реакції, зменшують Е акт => υ .

▪ Каталізатори залишаються незмінними після закінчення реакції

▪ Ферменти – біологічні каталізатори за природою білки.

▪ Інгібітори – речовини, які ↓ υ

1. При протіканні реакції концентрація реагентів:

1) збільшується

2) не змінюється

3) зменшується

4) не знаю

2. При протіканні реакції концентрація продуктів:

1) збільшується

2) не змінюється

3) зменшується

4) не знаю

3. Для гомогенної реакції А+В → … при одночасному збільшенні молярної концентрації вихідних речовин у 3 рази швидкість реакції зростає:

1) у 2 рази

2) у 3 рази

4) у 9 разів

4. Швидкість реакції H 2 + J 2 →2HJ знизиться у 16 разів при одночасному зменшенні молярних концентрацій реагентів:

1) у 2 рази

2) у 4 рази

5. Швидкість реакції CO 2 + H 2 → CO + H 2 O при збільшенні молярних концентрацій у 3 рази (CO 2 ) та в 2 рази (H 2) зростає:

1) у 2 рази

2) у 3 рази

4) у 6 разів

6. Швидкість реакції C(T) + O 2 → CO 2 при V-const та збільшенні кількостей реагентів у 4 рази зростає:

1) у 4 рази

4) у 32 рази

10. Швидкість реакції А+В → … збільшиться за умови:

1) зниження концентрації А

2) підвищенні концентрації В

3) охолодженні

4) зниження тиску

7. Швидкість реакції Fe + H 2 SO 4 → FeSO 4 + H 2 вище за використання:

1) порошку заліза, а не стружок

2) залізних стружок, а не порошку

3) концентрованої H 2 SO 4 а не розведеної H 2 SO 4

4) не знаю

8. Швидкість реакції 2H 2 O 2 2H 2 O + O 2 буде вищою, якщо використовувати:

1) 3%-й розчин H 2 O 2 і каталізатор

2) 30%-й розчин H 2 O 2 і каталізатор

3) 3% розчин H 2 O 2 (без каталізатора)

4) 30% розчин H 2 O 2 (без каталізатора)

Хімічна рівновага. Чинники, що впливають на зміщення рівноваги. Принцип Ле-Шательє.

Хімічні реакції за напрямом їх перебігу можна розділити

▪ Необоротні реакціїпротікають тільки в одному напрямку (реакції іонного обміну з, ↓, мдс, горіння та деякі ін.)

Наприклад, AgNO 3 + HCl → AgCl↓ + HNO 3

▪ Оборотні реакціїза тих самих умов протікають у протилежних напрямах (↔).

Наприклад, N 2 + 3H 2 ↔ 2NH 3

Стан оборотної реакції, при якому → = υ ← називається хімічним рівновагою.

Щоб реакція на хімічних виробництвах проходила якнайповніше, необхідно змістити рівновагу у бік продукту. Для того, щоб визначити, як той чи інший фактор змінить рівновагу в системі, використовують принцип Ле Шательє(1844 р.):

Принцип Ле Шательє: Якщо систему, що у стані рівноваги, надати зовнішнє вплив (змінити t, р, З), то рівновага зміститься у той бік, яка послабить цей вплив .

Рівновага зміщується:

1) при С реаг →,

при С прод ←;

2) при p (для газів) - у бік зменшення обсягу,

при ↓ р - у бік збільшення V;

якщо реакція протікає без зміни числа молекул газоподібних речовин, тиск не впливає на рівновагу в даній системі.

3) при t - у бік ендотермічної реакції (- Q),

при t - у бік екзотермічної реакції (+ Q).

Завдання 3.Як змінити концентрації речовин, тиск і температуру гомогенної системи PCl 5 ↔ PCl 3 + Cl 2 – Q , щоб змістити рівновагу у бік розкладання PCl 5 (→)

↓ С (PCl 3) та С (Cl 2)

Завдання 4.Як зміститися хімічна рівновага реакції 2СО + Про 2 ↔ 2СО 2 + Q при

а) підвищення температури;

б) підвищення тиску

1. Спосіб, що зміщує рівновагу реакції 2CuO(T) + CO Cu 2 O(T) + CO 2 вправо (→), - це:

1) збільшення концентрації чадного газу

2) збільшення концентрації вуглекислого газу

3) зменшення концентрації оксиду мілини (I)

4) зменшення концентрації оксиду міді (ІІ)

2. У гомогенній реакції 4HCl + O 2 2Cl 2 + 2H 2 O при підвищенні тиску рівновага зміститься:

2) праворуч

3) не зміститься

4) не знаю

8. При нагріванні рівновагу реакції N 2 + O 2 2NO – Q:

1) зміститься праворуч

2) зміститься вліво

3) не зміститься

4) не знаю

9. При охолодженні рівновагу реакції H 2 + S H 2 S + Q:

1) зміститься вліво

2) зміститься праворуч

3) не зміститься

4) не знаю

Класифікація хімічних реакцій у неорганічній та органічній хімії
Документ
Завдання А 19 (ЄДІ 2012 р) Класифікація хімічних реакційв неорганічноїта органічної хімії. До реакційзаміщення відноситься взаємодія: 1) пропіна та води, 2) ...
Тематичне планування уроків хімії у 8-11 класах 6
Тематичне планування
1 Хімічні реакції 11 11 Класифікація хімічних реакційв неорганічної хімії. (З 1 Класифікація хімічних реакційв органічній хімії. (С) 1 Швидкість хімічних реакцій. Енергія активації. 1 Фактори, що впливають на швидкість хімічних реакцій ...
Питання до іспитів з хімії для студентів 1 го курсу ну(К)орк
Документ
Метану, застосування метану. Класифікація хімічних реакційв неорганічної хімії. Фізичні та хімічнівластивості та застосування етилену. Хімічнерівновага та умови його...

В не органічної хімії хімічні реакціїкласифікуються за різними ознаками.

1. По зміні ступеня окисненняна окислювально-відновні, що йдуть зі зміною ступеня окиснення елементів та кислотно-основні, які протікають без зміни ступенів окиснення.

2. За характером процесу.

Реакції розкладанняназивають хімічні реакції, у яких прості молекули виходять із складніших.

Реакції з'єднанняназиваються хімічні реакції, у яких складні сполуки виходять із кількох простіших.

Реакції заміщенняназиваються хімічні реакції, у яких атом чи група атомів у молекулі заміщаються інший атом чи групу атомів.

Реакції обмінуназивають хімічні реакції, що протікають без зміни ступеня окиснення елементів і призводять до обміну складових частинреагентів.

3. По можливості протікати у зворотному напрямку на оборотні та необоротні.

Деякі реакції, наприклад реакція горіння етанолу практично необоротна, тобто. не можна створити умови, щоб вона протікала у зворотному напрямку.

Однак, існує багато реакцій, які в залежності від умов перебігу процесу можуть протікати як у прямому, так і у зворотному напрямках. Реакції здатні протікати як і прямому, і у зворотному напрямі називаються оборотні.

4. За типом розриву зв'язку – гомолітичні(Рівний розрив, кожен атом отримує по одному електрону) і гетеролітичні(Нерівний розрив - одному дістається пара електронів).

5. За тепловим ефектом екзотермічні(Виділення тепла) та ендотермічні(Поглинання тепла).

Реакції сполуки, як правило, будуть екзотермічними реакціями, а реакції розкладання – ендотермічними. Рідкісний виняток – реакція азоту з киснем ендотермічна N 2 + O 2 = 2NO – Q.

6. За агрегатним станом фаз.

Гомогенні(Реакція проходить в одній фазі, без меж розділу; реакції в газах або в розчинах).

Гетерогенні(Реакції, що проходять на межі розділу фаз).

7. По використанню каталізатора.

Каталізатор - речовина, що прискорює хімічну реакцію, але залишається хімічно незмінною.

Каталітичнібез використання каталізатора практично не йдуть і некаталітичні.

Класифікація органічних реакцій

Тип реакції	Радикальні	Нуклеофільні (N)	Електрофільні (E)
Заміщення (S)	Радикальне заміщення (S R)	Нуклеофільне заміщення (SN)	Електрофільне заміщення (SE)
Приєднання (А)	Радикальне приєднання (AR)	Нуклеофільне приєднання (AN)	Електрофільне приєднання (A E)
Відщеплення (Е) (елімінування)	Радикальне відщеплення (Е R)	Нуклеофільне відщеплення (Е N)	Електрофільне відщеплення (E E)

Електрофільними називають гетеролітичні реакції органічних сполук з електрофілами – частинками, що несуть цілий чи дрібний позитивний заряд. Вони поділяються на реакції електрофільного заміщення та електрофільного приєднання. Наприклад,

Н 2 С=СН 2 + Вr 2  BrCH 2 – CH 2 Br

Нуклеофільними називають гетеролітичні реакції органічних сполук із нуклеофілами – частинками, що несуть цілий або дробовий негативний заряд. Вони поділяються на реакції нуклеофільного заміщення та нуклеофільного приєднання. Наприклад,

CH 3 Br + NaOH  CH 3 OH + NaBr

Радикальними (ланцюговими) називають хімічні реакції за участю радикалів, наприклад

Хімічні реакції- Це процеси, в результаті яких з одних речовин утворюються інші, що відрізняються від них за складом та (або) будовою.

Класифікація реакцій:

За кількістю та складом реагуючих речовин і продуктів реакції:

Реакції, що йдуть без зміни складу речовини:

У неорганічної хіміїце реакції перетворення одних алотропних модифікацій на інші:

C (графіт) → C (алмаз); P (білий) → P (червоний).

У органічної хімії це реакції ізомеризації – реакції, у яких з молекул однієї речовини утворюються молекули інших речовин тієї самої якісного і кількісного складу, тобто. з тією ж молекулярною формулою, але іншою будовою.

СН 2 -СН 2 -СН 3 → СН 3 -СН-СН 3

н-бутан 2-метилпропан (ізобутан)

Реакції, що йдуть зі зміною складу речовини:

а) Реакції сполуки (в органічній хімії приєднання) – реакції, у ході яких із двох і більше речовин утворюється одна складніша: S + O 2 → SO 2

В органічній хімії це реакції гідрування, галогенування, гідрогалогенування, гідратації, полімеризації.

СН 2 = СН 2 + НОН → СН 3 - СН 2 ВІН

б) Реакції розкладання (в органічній хімії відщеплення, елімінування) – реакції, під час яких із однієї складної речовини утворюється кілька нових речовин:

СН 3 - СН 2 ВІН → СН 2 = СН 2 + Н 2 О

2KNO 3 →2KNO 2 + O 2

В органічній хімії приклади реакцій відщеплення - дегідрування, дегідратація, дегідрогалогенування, крекінг.

в) Реакції заміщення – реакції, в ході яких атоми простої речовини заміщають атоми якогось елемента у складній речовині (в органічній хімії – реагентами та продуктами реакції часто є два складні речовини).

CH 4 + Cl 2 → CH 3 Cl + HCl; 2Na+ 2H 2 O→ 2NaOH + H 2

Приклади реакцій заміщення, що не супроводжуються зміною ступенів окиснення атомів, украй нечисленні. Слід зазначити реакцію оксиду кремнію з солями кисневмісних кислот, яким відповідають газоподібні або леткі оксиди:

СаСО 3 + SiO 2 = СаSiO 3 + СО 2

Са 3 (РО 4) 2 + ЗSiO 2 = ЗСаSiO 3 + Р 2 Про 5

г) Реакції обміну – реакції, під час яких дві складні речовини обмінюються своїми складовими частинами:

NaOH + HCl → NaCl + H 2 O,
2CH 3 COOH + CaCO 3 → (CH 3 COO) 2 Ca + CO 2 + H 2 O

По зміні ступенів окиснення хімічних елементів, що утворюють речовини

Реакції, що йдуть зі зміною ступенів окислення, або ОВР:

∙2| N +5 + 3e - → N +2 (процес відновлення, елемент - окислювач),

∙3| Cu 0 – 2e – → Cu +2 (процес окислення, елемент – відновник),

8HNO 3 + 3Cu → 3Cu(NO 3) 2 + 2NO + 4H 2 O.

В органічній хімії:

C 2 H 4 + 2KMnO 4 + 2H 2 O → CH 2 OH–CH 2 OH + 2MnO 2 + 2KOH

Реакції, що йдуть без зміни ступенів окиснення хімічних елементів:

Li 2 O + H 2 O → 2LiOH,
HCOOH + CH 3 OH → HCOOCH 3 + H 2 O

По тепловому ефекту

Екзотермічні реакції протікають із виділенням енергії:

З + Про 2 → СО 2 + Q,
СH 4 + 2O 2 → CO 2 + 2H 2 O + Q

Ендотермічні реакції протікають із поглинанням енергії:

СаCO 3 → CaO + CO 2 - Q

C 12 H 26 → C 6 H 14 + C 6 H 12 - Q

за агрегатного стануреагуючих речовин

Гетерогенні реакції - реакції, в ході яких реагують речовини і продукти реакції знаходяться в різних агрегатних станах:

Fe(тв) + CuSO 4 (р-р) → Cu(тв) + FeSO 4 (р-р),
CaC 2 (тв) + 2H 2 O(ж) → Ca(OH) 2 (р-р) + C 2 H 2 (г)

Гомогенні реакції - реакції, в ході яких реагують речовини і продукти реакції знаходяться в одному агрегатному стані:

H 2 (г) + Cl 2 (г) → 2HCl(г),
2C 2 H 2 (г) + 5O 2 (г) → 4CO 2 (г) + 2H 2 O(г)

За участю каталізатора

Некаталітичні реакції, що йдуть без участі каталізатора:

2Н 2 + О 2 → 2Н 2 О, С 2 Н 4 + 3О 2 → 2СО 2 + 2Н 2 О

Каталітичні реакції, що йдуть за участю каталізаторів:

MnO 2

2H 2 O 2 → 2H 2 O + O 2

У напрямку

Необоротні реакції протікають у цих умовах лише одному напрямку:

З 2 Н 4 + 3О 2 → 2СО 2 + 2Н 2 О

Оборотні реакції в даних умовах протікають одночасно у двох протилежних напрямках: N 2 + 3H 2 ↔2NH 3

За механізмом протікання

Радикальний механізм.

А: В → А · + В

Відбувається гомолітичний (рівноцінний) розрив зв'язку. При гемолітичному розриві пари електронів, що утворює зв'язок, ділиться таким чином, що кожна з частинок, що утворюються, отримує по одному електрону. При цьому утворюються радикали – незаряджені частинки з неспареними електрономами. Радикали – дуже реакційноздатні частки, реакції з участю відбуваються у газовій фазі з великою швидкістю і найчастіше з вибухом.

Радикальні реакції йдуть між радикалами і молекулами, що утворюються в ході реакції:

2H 2 O 2 → 2H 2 O + O 2

CH 4 + Cl 2 → CH 3 Cl +HCl

Приклади: реакції горіння органічних та неорганічних речовин, синтез води, аміаку, реакції галогенування та нітрування алканів, ізомеризація та ароматизація алканів, каталітичне окиснення алканівполімеризація алкенів, вінілхлориду та ін.

Іонний механізм.

А: В → :А - + В +

Відбувається гетеролітичний (нерівноцінний) розрив зв'язку, при цьому обидва електрони зв'язку залишаються з однією з пов'язаних частинок. Утворюються заряджені частинок (катіони та аніони).

Іонні реакціїйдуть у розчинах між вже наявними або утворюються в ході реакції іонами.

Наприклад, у неорганічній хімії – це взаємодія електролітів у розчині, в органічній хімії – це реакції приєднання до алкенів, окислення та дегідрування спиртів, заміщення спиртової групи та інші реакції, що характеризують властивості альдегідів та карбонових кислот.

За видом енергії, що ініціює реакцію:

Фотохімічні реакції відбуваються за впливу квантів світла. Наприклад, синтез хлороводню, взаємодія метану з хлором, одержання озону в природі, процеси фотосинтезу та ін.
Радіаційні реакції ініціюються випромінюваннями великих енергій (рентгенівськими променями, γ-променями).
Електрохімічні реакції ініціює електричний струмнаприклад, при електролізі.
Термохімічні реакції ініціюються тепловою енергією. До них відносяться всі ендотермічні реакції та безліч екзотермічних, для ініціації яких необхідна теплота.

Класифікація хімічних реакцій у неорганічній та органічній хімії

Тематичне планування уроків хімії у 8-11 класах 6

Питання до іспитів з хімії для студентів 1 го курсу ну(К)орк

Класифікація органічних реакцій

Читайте також