Хімія. 9 клас. Гранкіна

Тема 3. ХІМІЧНІ РЕАКЦІЇ

§ 14. КЛАСИФІКАЦІЯ ХІМІЧНИХ РЕАКЦІЙ

Ви вже вивчаєте хімію третій рік і знаєте чимало рівнянь хімічних реакцій. У природі їх існує кілька десятків мільйонів. Деякі з них використовують на виробництвах, з їх допомогою одержують різні речовини.

Хімічні реакції дуже різні. В одних реакціях тепло виділяється, під час проведення інших, навпаки, поглинається. Є реакції, під час яких змінюється ступінь окиснення елементів. Є такі, що відбуваються одночасно в протилежних напрямках, і багато інших.

Звичайно, для зручності розуміння хімічних процесів усі ці реакції треба розділити на групи — класифікувати. Але під час класифікації вчені зіткнулися з проблемою: вони не могли класифікувати всі хімічні реакції за однією ознакою. Довелося розробити кілька класифікацій.

КЛАСИФІКАЦІЯ ХІМІЧНИХ РЕАКЦІЙ ЗА КІЛЬКІСТЮ Й СКЛАДОМ РЕАГЕНТІВ ТА ПРОДУКТІВ РЕАКЦІЙ

Згідно з цією класифікацією, виділяють чотири типи реакцій: сполучення, розкладу, обміну, заміщення. Ми їх вивчали, а тепер узагальнимо отримані знання.

1. Реакції сполучення

Згадайте, які реакції так називають. Звичайно, ті, в яких із декількох речовин утворюється одна. От приклад: одержання оксидів із простих речовин.

Дослід «Реакція сполучення з киснем»

Розжаримо мідний дріт у полум'ї. Розглянемо його. Кінець дроту, який був у полум'ї, став чорним. Це утворився купрум(ІІ) оксид чорного кольору. Напишіть самі рівняння реакції.

У цю реакцію сполучення вступали прості речовини — кисень і мідь. Але можуть вступати й складні.

Дослід «Реакція сполучення оксиду з водою»

Помістимо у воду трохи кальцій оксиду. Відбувається активне розігрівання ємності, в якій перебігає хімічна реакція. Утворюється кальцій гідроксид.

Як визначити, що утворився саме луг? Здогадалися? Ну звичайно, індикатором. Наприклад, фенолфталеїном, який змінить забарвлення на малинове.

Напишіть самі рівняння реакції.

У реакцію сполучення може вступати не тільки дві, але й більше речовин.

4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3

Ось рівняння реакцій до наших попередніх дослідів:

2Cu + O2 = 2CuO; CaO + H2O = Ca(OH)2

Якщо ви написали їх самі, то ви молодці.

Реакції сполучення — це реакції, в результаті яких із двох і більше речовин утворюється одна.

Схема реакцій сполучення: A + Б → С

2. Реакції розкладу

У реакціях розкладу речовини, природно, розкладаються. Розпадатися можуть тільки складні речовини, звідси визначення:

Реакції розкладу — це реакції, в результаті яких одна складна речовина розкладається на дві й більше речовин.

Схема реакцій розкладу: С → А + Б

Дослід «Реакція розкладу»

Помістимо у пробірку ніжно-зелений порошок малахіту — Cu2(OH)2CO3 і нагріємо. Зелена речовина перетворилася на чорну, на стінках пробірки видно краплі води. Це розклався малахіт:

Cu2(OH)2CO3 = 2CuO + CO2 + H2O

У цьому досліді з однієї речовини утворюються три, причому одна — тверда CuO, друга — рідка H2O і третя — газоподібна СО2. Звичайно, це реакція розкладу.

3. Реакції обміну

Виходячи з назви реакції зрозуміло, що складні речовини, які вступають у хімічну реакцію, обмінюються своїми складовими частинами (атомами, йонами, групами атомів). У результаті реакції утворюються теж складні речовини. Не забувайте, що ці реакції, якщо вони відбуваються у водних розчинах, мають відповідати умовам, за яких вони відбуваються до кінця (утворюються осад, газ, вода).

Дослід «Реакція обміну»

До 1-2 мл розчину ферум(ІІІ) хлориду додамо стільки ж розчину натрій гідроксиду. Відразу утворюється щільний осад бурого кольору.

Запишемо рівняння реакції до цього досліду й звернемо увагу на обмін йонами:

FeCl3 + 3NaOH = 3NaCl + Fe(OH)3

Завдання 1. Запишіть самостійно рівняння реакції з досліду в йонній формі.

Відповідь дивіться наприкінці параграфа.

Реакції обміну — це реакції, під час яких складні речовини обмінюються своїми складовими частинами (атомами, групами атомів, йонами).

Схема реакції обміну:

У цих реакціях катіони або аніони міняються місцями.

4. Реакції заміщення

У реакціях заміщення прості речовини заміщують катіони, аніони або атоми в складних речовинах.

Схема реакції заміщення:

Головне запам'ятати, що в реакцію вступають проста й складна речовини й утворюються теж проста й складна речовини. Наприклад, відновлення заліза з оксиду:

Fe2O3 + 3H2 = 2Fe + 3H2O

або витиснення менш активного галогену більш активними:

2NaBr + Cl2 = 2NaCl + Br2

Дослід «Реація заміщення»

У розчин купрум(ІІ) сульфату помістимо залізну скріпку.

Через якийсь час на скріпці утворюється рожевий наліт міді.

Завдання 2. Напишіть самі рівняння реакції до цього досліду.

Відповідь дивіться наприкінці параграфа.

Існують також інші класифікації хімічних реакцій. Із ними ми ознайомимося далі.

Таким чином, реакції за кількістю й складом реагентів та продуктів реакції класифікують так:

ВІДПОВІДЬ НА ПИТАННЯ ПАРАГРАФА

Завдання 1

FeCl3 + 3NaOH = 3NaCl + Fe(OH)3

Fe3+ + 3Cl- + 3Na+ + 3OH- = 3Na+ + 3Cl- + Fe(OH)3

Fe3+ + 3OH- = Fe(OH)3

Завдання 2

CuSO4 + Fe = FeSO4 + Cu

ПЕРЕВІРТЕ СВОЇ ЗНАННЯ

  • 190. Які типи хімічних реакцій виділяють під час класифікації за кількістю й складом реагентів та продуктів реакцій?
  • 191. Які реакції називають реакціями сполучення? Наведіть приклади.
  • 192. Які реакції називають реакціями розкладу? Наведіть приклади.
  • 193. Які реакції називають реакціями заміщення? Наведіть приклади.
  • 194. Які реакції називають реакціями обміну? Наведіть приклади.

ВИКОНАЙТЕ ЗАВДАННЯ

195. Доберіть коефіцієнти у схемах реакцій, укажіть їхні типи:

  • 1) KOH + H2SO4 K2SO4 + H2O
  • 2) Al + O2 Al2O3
  • 3) H2SiO3 H2O + SiO2
  • 4) Fe2O3 + H2 → Fe + H2O
  • 5) NiCl2 + NaOH → Ni(OH)2 + NaCl
  • 6) Fe + Cl2 FeCl3
  • 7) CuCO3 CuO + CO2
  • 8) AgNO3 + Cu → Cu(NO3)2 + Ag

196. Наведіть не менше двох прикладів реакцій:

  • а) сполучення;
  • б) розкладу;
  • в) заміщення;
  • г) обміну.

197. Закінчіть рівняння реакцій:

  • H2SO3 → H2O + ...
  • H2CO3 → H2O + ...
  • Cu(OH)2 → H2O + ...

До якого типу належать ці реакції? Яка маса води утворюється в кожному рівнянні, якщо буде розкладатися по 100 г кожної речовини?

198. У реакцію сполучення вступають:

  • а) водень і літій;
  • б) кисень і кремній;
  • в) фосфор і алюміній.

Напишіть рівняння реакцій, назвіть продукти. Розрахуйте кількість речовини кожного реагенту, необхідного для одержання 0,5 моль продукту в кожній реакції.

199. Який об'єм водню (н. у.) виділиться, якщо 97,5 г цинку розчинити в надлишку хлоридної кислоти? До якого типу належить ця реакція?

200. Натрій масою 34,5 г помістили у воду. Який об'єм водню за н. у. при цьому утворився? До якого типу належить ця реакція?

201. Як одержати купрум(ІІ) гідроксид із міді? Напишіть рівняння відповідних реакцій. Укажіть їхні типи. Яка кількість речовини гідроксиду утворюється з 1 моль міді?

202. Напишіть рівняння реакцій, з допомогою яких можна здійснити такі перетворення, укажіть їхні типи:

C → CO → CO2 → Na2CO3 → CO2.

Який об'єм СО2 за н. у. можна одержати із 66 г вуглецю?