План урока:

Основные понятия

Признаки химической реакции

Обратимость химических реакций

Основные понятия

Под химической реакцией понимают процесс превращения одних веществ в другие. При этом, происходит передача электронов или образование новых связей. Каждое химическое взаимодействие характеризуется специфическими параметрами, характеризующими сами реактивы, условия проведения и химические преобразования. От всех этих факторов зависит внешний вид реакционной массы.

• Вещества, которые вступают в химическую реакцию, называются исходными, а образующие в результате нее – продукты.
• Исходя из преобразований молекул выделяют типы химических реакций: соединение, расщепление, замещение, обмен. Есть более сложные варианты: полимеризация, комплексообразование, перенос.
• В любой реакции происходит изменение энергетических состояний молекул. В одних случаях требуется затрата энергии на разрыв молекулярных связей – эндотермические реакции, в других – энергия выделяется сама из-за ее высвобождения – экзотермические процессы.
• Вещества могут находиться в разных агрегатных состояниях – жидком, твердом, газообразном. Также, в процессе химического взаимодействия может происходить смена агрегатного состояния.

Все эти факторы формируют параметры химического процесса: признаки, скорость, обратимость и т.д.

Признаки химической реакции

Признак химической реакции – видимое изменение в реакционной смеси, по которому мы можем определить, что реакция прошла.

Такие признаки могут быть видны сразу:

• Выделение газа;
• Выпадение осадка;
• Растворение осадка
• Изменение цвета;
• Свечение;
• Появление специфического запаха

Иногда, констатировать процесс реакции можно только с использованием дополнительных реактивов:

• Изменение кислотности раствора;
• Образование продукта, вступающего в специфическую реакцию с видимыми изменениями характеристик реакционной смеси.

Выделение газа

Выделение газа происходит при образовании газообразного продукта или слабого электролита, распадающегося с выделением газа. Основной сложностью является идентификация образовавшегося продукта. Для каждого вещества существуют специфические признаки, идентифицирующие его.

Источник

Таблица. Газ и методы его определения

Выпадение осадка

Запомнить в какой реакции произойдет выпадение осадка не нужно. Это можно определить по таблице растворимости.

Осадки разных соединений отличаются по цвету и размеру кристаллов. Многие соединения имеют белый цвет:

• Карбонат кальция (растворим в кислотах);
• Сульфат бария (мелкокристаллический, нерастворим в кислотах);
• Гидроксид магния (аморфный);
• Гидроксид алюминия (студенистый);
• Гидроксид цинка (растворим в избытке щелочи);
• Фосфат кальция;
• Кремниевая кислота (коллоидная масса).

Ряд солей имеют желтый цвет:

• Бромид серебра (светло-желтый);
• Сульфат кадмия;
• Фосфат серебра.

Ярко-красное окрашивание характерно для гесацианоферрата калия, а гексацианоферрат железа – синий.

Источник

Сульфаты большинства металлов черного цвета.

Свечение

Люминесценция – редки признак химической реакции. Это часто наблюдается в живой природе у растений (в процессе фотосинтеза) и животных (светлячки).

К химии это можно наблюдать при использовании специального вещества – люминола. Такие реакции широко распространены в криминалистике, так как люминол очень чувствителен к органическим веществам. Причем, по цвету и степени свечения можно определить примерный состав и время оставления обнаруженного следа.

Источник

Появление специфического запаха

Запах можно почувствовать при образовании газов. Основные газы? из них – аммиак и оксид серы (IV). Такие вещества ядовиты, поэтому их идентификация без соблюдения техники безопасности может привести к отравлению и ожогу слизистой носа.

Изменение кислотности раствора

В реакции может происходить образование кислот, оснований или солей. Изменение кислотности можно определить добавив индикатор. В химии используются три основные индикатора: фенолфталеин, метилоранж, лакмус.

Для определения щелочи лучше всего использовать фенолфталеин, так как он меняет цвет только в этой среде. Самым неудобным индикатором для определения кислотности среды является метилоранж, так как различить в реальности оранжевый и желтый бывает сложно.

Кроме растворов индикаторов можно использовать индикаторную бумагу: она может быть пропитана одним индикатором или всеми одновременно. Последняя называется универсальной. С помощью такой бумаги можно определить не только среду – кислая, щелочная или нейтральная, но и более точное значение pH. Такая бумага очень чувствительна. Вместе с ней предоставляется шкала изменения цвета и соответствующие значения pH.

Источник

У индикаторной бумаги разных марок шаг чувствительности разный и варьирует от единиц до сотых.

В медицине определение кислотности имеет важное значение, так как многие процессы идут при определенной кислотности. Так, в ротовой полости среда щелочная и фермент слюны – амилаза – работает только в такой среде. В желудке среда кислая, что важно для пищеварительных ферментов желудка. При различных заболеваниях или вредных привычках может изменяться параметр кислотности, что служит важным диагностическим признаком.

Обратимость химических реакций

Химические процессы могут протекать как в одну, так и в обе стороны. Последние называются обратимыми.

Чаще всего, в таких реакциях устанавливается равновесие – это значит, она идет с одинаковой скоростью в обоих направлениях. Зафиксировать тот или иной продукт становится сложно. В основном, направление процесса изменяется при повышении концентрации одного из реактивов.

Практически любая реакция, в которой не образуется окончательный продукт – газ, осадок или вода – являются обратимыми, так как ионы в растворе соединяются как в исходные молекулы, так и в продукты реакции с одинаковой скоростью. Зафиксировать образование одного из продуктов реакции не представляется возможным.

Обратимым реакциям можно задать определенное направление, используя катализаторы:

Например, в реакции получения аммиака из водорода и азота – 3H₂ + N₂ ⇌ 2NH₃ – в качестве катализатора используют порошок железа, смещающего равновесие в сторону прямой реакции.

Для разных обратимых процессов характерны специфические катализаторы, ускоряющие прямой или обратный процесс.

Источник

Таблица. Условия протекания обратимых реакций

Изменение объема смеси взаимодействующих веществ не влияет на скорость, так как увеличение количества молекул не ускоряет их движение. А вот повышение чистоты реагентов может увеличить скорость реакции, так как увеличит вероятность столкновения нужных реагентов. Правда, в ряде случаев (серная и азотная кислота) изменение концентрации приводит к изменению состава продуктов.

Иногда, для течения реакции в определенно направлении нужно отводить продукт ее протекания: собирать осадок, газ или осаждать один из растворимых продуктов.

Таким образом, считается, что реакция идет, если мы можем увидеть или проверить с помощью специальных реактивов (индикаторов) образование новых продуктов. Если реакция идет в обоих направлениях, то она считается обратимой. В таком случае, ускорить ее в определенном направлении можно изменением условий (давление, температура, катализатор) или отведением одного из продуктов реакции.