13 çeşit kimyasal reaksiyon (örneklerle)

Kimyasal reaksiyon türleri, moleküler düzeyde olanlara dayanmaktadır; hangi bağların koptuğu ve atomlara nasıl katıldığı. Ayrıca, türlerin elektron kazanıp kazanmadığı da dikkate alınır; Çoğu kimyasal reaksiyonda bile bu olur.

Madde, sayıları çok fazla olduğundan, birbirlerinden ayırt etmek için belirli kriterler gerektiren sayısız kimyasal reaksiyon veya dönüşüm yaşayabilir. Dolayısıyla, termodinamik, kinetik, moleküler veya elektronik özelliklere göre olabilir.

Bazı bileşiklerin oluşumu bir dizi reaksiyonu içerir. Örneğin, bronz veya bakır nesnelerini kapsayan patine (alt görüntü), nem ve karbonik asit varlığında bakırın oksidasyonunun bir ürünüdür; ve bu nedenle, bakır karbonat, CuC03 ve bu metalin diğer tuzlarından oluşur.

Karbondioksit bakırın yüzeyini ıslatan ve karbonik aside hidrolize olan suda çözünür. Sonuç olarak, pH asidik hale gelir ve bakırın oksidasyonunu ve karmaşık bir suyun oluşumunu teşvik eder; son olarak, ortamın karbonat iyonları ile etkileşime girip çökelir.

Aşağıda var olan farklı kimyasal reaksiyon türlerini açıklıyoruz.

Yükseltgenme-indirgenme (redoks)

Bakırın oksidasyonu

Patina örneğinde, bir oksidasyon reaksiyonu meydana gelir: metalik bakır, karşılık gelen okside dönüşmek üzere oksijen varlığında elektronları kaybeder.

4Cu (lar) + 02 (g) => Cu20 (s)

Bakır (I) oksit, bakır (II) oksit vermek üzere oksitlenmeye devam eder:

2Cu20 (s) + 02 => 4CuO (s)

Türlerin oksidasyon sayılarını (veya durumlarını) arttırdığı veya azalttığı bu tip kimyasal reaksiyon, oksidasyon ve azaltma (redoks) olarak bilinir.

Oksidasyon durumu 0 olan metalik bakır, önce bir elektronu, sonra ikincisini (okside olur) kaybederken, oksijen bırakılır (azaltılır):

Cu => Cu + + e-

Cu + => Cu2 + + e-

02 + 2e- => 2 02-

Elektronların kazanımı veya kaybı, elde edilen bileşiklerin kimyasal formüllerinde atomların oksidasyon sayıları hesaplanarak belirlenebilir.

Cu20 için, bir oksit olduğu için O2-anyonuna sahip olduğumuz bilinmektedir, bu nedenle yükleri nötralize etmek için iki bakır atomunun her birinin + 1 yükü olması gerekir. CuO ile çok benzer.

Oksitlendiğinde bakır pozitif oksidasyon sayıları alır; ve indirgenecek oksijen, negatif oksidasyon sayıları.

Demir ve kobalt

Redoks reaksiyonları için başka örnekler aşağıda gösterilmiştir. Ayrıca, kısa bir yorum yapılacak ve oksidasyon sayısındaki değişiklikler belirtilecektir.

FeCl2 + CoCl3 => FeCl3 + CoCl2

Eğer oksidasyon sayıları hesaplanırsa, Cl'dekilerin -1 ile sabit bir değerde kaldıkları not edilecektir; öyle değil, Faith ve Co'nunkilerle

İlk bakışta, kobalt azalırken demir oksitlenmiştir. Nasıl bilmek Çünkü demir şimdi iki Clionion ile değil, üçle etkileşime giriyor, klor (nötr) atomu demir ve kobalttan daha elektronegatif. Öte yandan, tam tersi kobalt olur: üçü ile ikisiyle etkileşime girer.

Yukarıdaki gerekçeler net değilse, elektronların net transferinin kimyasal denklemlerini yazmaya devam ediyoruz:

Fe2 + => Fe3 + + e-

Co3 + + e- => Co2 +

Bu nedenle Fe2 + oksitlenir, Co3 + azaltılır.

İyot ve manganez

6KMnO 4 + 5KI + 18HCl => 6MnCl2 + 5KIO 3 + 6KCl + 9H20

Yukarıdaki kimyasal denklem karmaşık görünebilir, ancak değildir. Klor (Cl-) ve oksijen (O2-) elektronlarında kazanç veya kayıp yaşar. İyot ve manganez, evet.

Sadece sahip olduğunuz iyot ve mangan bileşiklerini göz önünde bulundurarak:

KI => KIO 3 (oksidasyon sayısı: -1 ila +5, altı elektron kaybeder)

KMnO 4 => MnCl2 (oksidasyon numarası: +7 ila +2, beş elektron kazanır)

İyot oksitlenir, manganez ise azalır. Hesaplama olmadan bilmek nasıl? Çünkü iyot potasyum ile olmaktan üç oksijene (daha fazla elektronegatif) sahip olmakla etkileşime geçer; diğer yandan manganez, klor ile olan oksijenle etkileşimlerini yitirir (daha az elektronegatif).

KMnO 4 kazanırsa, KI altı elektron kaybedemez; Bu nedenle elektronların sayısı denklemde dengelenmelidir:

5 (KI => KIO 3 + 6e-)

6 (KMnO4 + 5e- => MnCl2)

30 elektron net transfer ile sonuçlanır.

yanma

Yanma, ışık ve sıcaklığın serbest bırakıldığı güçlü ve enerjik bir oksidasyondur. Genel olarak, bu tip bir kimyasal reaksiyonda, oksijen bir oksitleyici veya oksitleyici madde olarak katılır; indirgeyici madde ise hesabın sonunda yanan yakıttır.

Külün olduğu yerde yanma oldu. Bunlar esas olarak kömür ve metal oksitlerden oluşur; Her ne kadar bileşimi mantıksal olarak yakıtın ne olduğuna bağlı. Aşağıda bazı örnekler verilmiştir:

C (ler) + 02 (g) => C02 (g)

2CO (g) + 02 (g) => 2C02 (g)

C3H8 (g) + 5O2 (g) => 3C02 (g) + 4H20 (g)

Bu denklemlerin her biri tam yanmalara karşılık gelir; Başka bir deyişle, tüm yakıt dönüşümünü garanti altına almak için aşırı oksijenle reaksiyona girer.

Aynı şekilde, CO2 ve H20'nin karbon kütleleri (ahşap, hidrokarbonlar ve hayvansal dokular gibi) yandığında gaz halindeki çoğunluğun ürünleri olduğu not edilmelidir. CO ve NO gibi daha az oksijenli gazların yanı sıra, oksijen eksikliği nedeniyle bir miktar karbon allotropunun oluşması kaçınılmazdır.

sentez

Üst resimde basit bir temsil gösterilmektedir. Her üçgen, tek bir bileşik oluşturmak üzere birleşen bir bileşik veya atomdur; iki üçgen bir paralelkenar oluşturur. Kütleler artar ve ürünün fiziksel ve kimyasal özellikleri genellikle reaktiflerininkinden çok farklıdır.

Örneğin, hidrojenin yanması (aynı zamanda bir redoks reaksiyonudur) hidrojen oksit veya oksijen hidrit üretir; su olarak bilinenler:

H2 (g) + 02 (g) => 2H20 (g)

Her iki gazı da karıştırarak, yüksek sıcaklıkta, gaz halinde su üreterek yanarlar. Sıcaklıklar soğutulduğunda, buharlar sıvı su vermek üzere yoğuşur. Bazı yazarlar, bu sentez reaksiyonunu, enerji elde etmede fosil yakıtların yerine koymak için olası alternatiflerden biri olarak kabul ederler.

HH ve O = O bağlantıları iki yeni basit bağlantı oluşturacak şekilde koparılır: HOH. Su, iyi bilindiği gibi, eşsiz bir maddedir (romantik anlamın ötesinde) ve özellikleri, gaz halindeki hidrojen ve oksijenden oldukça farklıdır.

İyonik bileşikler

İyonik bileşiklerin elementlerinden oluşumu aynı zamanda bir sentez reaksiyonunun bir örneğidir. En basitlerinden biri, grup 1 ve 2'nin metal halojenürlerinin oluşmasıdır. Örneğin, kalsiyum bromürün sentezi:

Ca (lar) + Br2 (l) => CaBr2 (s)

Bu tür bir sentez için genel bir denklem şöyledir:

M (ler) + X 2 => MX2 (ler)

koordinasyon

Oluşan bileşiğin elektronik bir geometri içindeki bir metal atomu içerdiğinde, o zaman bir kompleks olduğu söylenir. Komplekslerde, metaller zayıf kovalent bağlarla ligandlara bağlı kalır ve koordinasyon reaksiyonları ile oluşur.

Örneğin, [Cr (NH3) 6 ] 3+ kompleksine sahibiz. Bu, Cr3 + katyonu, krom ligandları gibi davranan amonyak molekülleri NH3'ün mevcudiyetinde olduğunda oluşur:

Cr3 + + 6NH3 => [Cr (NH3) 6 ] 3+

Aşağıda krom metal merkezinin etrafındaki ortaya çıkan koordinasyon oktahedronu verilmiştir:

Kromun 3+ yükünün kompleks içinde nötrleştirilmediğini unutmayın. Rengi mordur ve bu yüzden oktahedron bu renkle temsil edilir.

Bazı kompleksler, demir, çinko ve kalsiyum atomlarını koordine eden bazı enzimler söz konusu olduğunda daha ilginçtir.

ayrışma

Ayrışma, sentezin zıttıdır: bir bileşik bir, iki veya üç elemente veya bileşiğe bölünür.

Örneğin, şu üç ayrıştırmaya sahibiz:

2HgO (s) => 2Hg (l) + 02 (g)

2H202 (l) => 2H20 (l) + 02 (g)

H2C03 (ac) => C02 (g) + H20 (l)

HgO, ısının etkisiyle metal cıva, siyah renkte sıvı ve oksijende ayrışan kırmızımsı bir katıdır.

Hidrojen peroksit veya hidrojen peroksit, sıvı su ve oksijen veren, ayrışmaya maruz kalır.

Öte yandan karbonik asit, karbon dioksit ve sıvı suya ayrışır.

Daha "kuru" bir ayrışma metalik karbonatların yaşadığı bozulmadır:

CaCO 3 (ler) => CaO (lar) + CO 2 (g)

Sınıfın volkanı

Kimya derslerinde kullanılan bir ayrışma reaksiyonu, amonyum dikromat, (NH4) 2 Cr207'nin termal ayrışmasıdır. Bu turuncu renkli kanserojen tuz (bu yüzden çok dikkatli kullanılmalıdır), çok fazla ısı açığa çıkarmak ve yeşil bir katı, kromik oksit, Cr203 üretmek için yanar:

(NH4) 2 Cr20 7 (s) => Cr203 (s) + 4H20 (g) + N2 (g)

deplasman

Yer değiştirme reaksiyonları, bir elemanın bir bileşiği diğerinde yer değiştirdiği bir tür redoks reaksiyonudur. Yer değiştirmiş eleman elektronları azaltarak ya da edinerek biter.

Yukarıdakileri basitleştirmek için, üstteki görüntü gösterilir. Daireler bir elementi temsil eder. Kireç yeşili dairenin dışarıda kalan mavi renkli olanı yerinden ettiği; fakat sadece bu değil, süreçte mavi çember azalır ve kireç yeşili olan oksitlenir.

Hidrojenden

Örneğin, yukarıda açıklananları açıklamak için aşağıdaki kimyasal denklemler kullanılmıştır:

2Al (s) + 6HCl (ac) => AlC13 (ac) + 3H2 (g)

Zr (s) + 2H20 (g) => ZrO2 (s) + 2H2 (g)

Zn (s) + H2S04 (ac) => ZnS04 (ac) + H2 (g)

Bu üç kimyasal reaksiyon için yer değiştiren element nedir? Hidrojen, moleküler hidrojene, H2'ye indirgenir; +1 ila 0 arasında bir oksidasyon numarasından geçer. Metallerin alüminyum, zirkonyum ve çinko asit ve suyun hidrojenlerini değiştirebileceğini unutmayın; bakır, ne gümüş ne de altın, bakır olamaz.

Metaller ve halojenler

Ayrıca, bu iki ek yer değiştirme reaksiyonuna sahibiz:

Zn (ler) + CuS04 (ac) => Cu (lar) + ZnS04 (ac)

Cl2 (g) + 2NaI (ac) => 2NaCl (ac) + I2 (s)

İlk reaksiyonda çinko, daha az aktif olan bakır metalin yerini alır; Bakır azalırken çinko oksitlenir.

İkinci reaksiyonda, diğer taraftan, iyottan daha reaktif bir element olan klor, ikincisini sodyum tuzunda yer değiştirir. Burada bunun tersi olur: en reaktif element, yer değiştiren elementi oksitleyerek azalır; Bu nedenle, klor iyot okside edilerek azaltılır.

Gaz oluşumu

Tepkimelerde, birçoğunun gaz ürettiği ve dolayısıyla bu tip kimyasal tepkimeye girdiği görülebilir. Benzer şekilde, önceki bölümün, hidrojenin bir aktif metal tarafından yer değiştirmesinin reaksiyonları, gaz oluşum reaksiyonları olarak kabul edilir.

Bahsedilenlere ek olarak, metal sülfitler, örneğin, hidroklorik asit eklendiğinde hidrojen sülfit (çürük yumurta gibi kokan) salgılar:

Na2S (s) + 2 HC1 (ac) => 2 NaCl (ac) + H2S (g)

Metatez veya çift yer değiştirme

Metatezin ya da çift yer değiştirmenin tepkimesinde ne olur elektron transferi olmayan çiftlerin değişimi; yani, bir redoks reaksiyonu olarak kabul edilmez. Yukarıdaki resimde gösterildiği gibi, yeşil daire açık mavi daireye bağlanmak için koyu mavi bağlantıyı keser.

çökeltme

Çiftlerden birinin etkileşimleri, sıvının çözme etkisinin üstesinden gelebilecek kadar güçlü olduğunda, bir çökelti elde edilir. Aşağıdaki kimyasal denklemler çökelme reaksiyonlarını temsil eder:

AgN03 (ac) + NaCl (ac) => AgCl (ler) + NaN03 (ac)

CaCl2 (sulu) + Na2C03 (ac) => CaC03 (s) + 2NaCl (ac)

İlk tepkimede, Cl - NO3 - 'ü beyaz bir çökelti olan gümüş klorür, AgCl oluşturmak üzere değiştirir. Ve ikinci reaksiyonda, CO2, 2- kalsiyum karbonatın çökeltilmesi için Cl- yerine geçer.

Asit baz

Belki de metatez reaksiyonlarının en sembolik olanı asit baz nötralizasyonudur. Son olarak, iki asit-baz reaksiyonu örnek olarak gösterilmiştir:

HC1 (ac) + NaOH (ac) => NaCl (ac) + H20 (10)

2HCl (sulu) + Ba (OH) 2 (ac) => BaCl2 (ac) + 2H20 (1)

OH, su ve klorür tuzları oluşturmak için Cl-yerine geçer.