Rodzaje reakcji chemicznych – różne
podziały. Reakcje redoks.

Rafał Gaik | Grupa W1 C2 P3 | Politechnika Opolska, Wydział Budownictwa

Reakcje chemiczne

•

Reakcje chemiczne to procesy, w czasie których substancje ulegają
przemianom, prowadzącym do powstawania nowych substancji o
odmiennych własnościach fizycznych i chemicznych. Reakcje
chemiczne zapisuje się w sposób skrócony równaniem reakcji, które
posiadają matematyczny sens. Równania podają rodzaje i ilości
substancji reagujących (substratów) oraz substancji powstających w
wyniku reakcji (produktów).

Sposób zapisania równania reakcji

•

Równanie jest poprawnie zapisane, gdy ilość atomów po stronie
substratów jest równa ilości atomów po stronie produktów.

•

Przykład:

•

Al + O

2

Al

2

O

3

•

Nie zgadza nam się tutaj ilość atomów, więc:

•

4Al + 3O

2

2Al

2

O

3

Podział reakcji chemicznych ze względu na:

Typ:

• Analiza

• Synteza

• Wymiana

• Pojedyncza

• Podwójna

Rodzaj

reagujących

cząsteczek:

• Jonowa

• Cząsteczkowa

• Rodnikowa

Kierunek

przebiegu:

• Odwracalna

• Nieodwracalna

Efekt cieplny:

• Endotermiczne

• Egzotermiczne

Liczbę faz:

• Homogeniczna

• Heterogeniczna

Sposób

prowadzenia

reakcji

• Izobaryczne

• Izochoryczne

• Izotermiczne

Ponadto wyróżniamy reakcje chemiczne:

•

PROTOLIZA

•

REAKCJE REDOKS

•

STRĄCENIOWE

•

KOMPLEKSOWE

•

ADDYCJA

•

SUBSTYTUCJA

•

ELIMINACJA

•

PRZEGRUPOWANIE

• Ze względu na energię:

• Termiczne
• Fotochemiczne
• Fonochemiczne
• Radiacyjno-chemiczne
• elektrochemiczne

Typ reakcji

Reakcje syntezy polegają na tworzeniu się nowej substancji (produktu) z dwóch lub
większej liczby składników (substratów).

2Mg + O

2

---> 2MgO

W reakcjach analizy (rozkładu) z substancji złożonej tworzą się dwie lub więcej nowych
substancji.

CaCO3 ---> CaO + CO

2

Reakcje wymiany polegają na przekształceniu dwóch lub więcej substancji wyjściowych w
nowe substancje o innym ugrupowaniu atomów lub jonów wchodzących w ich skład.

Pojedyncza:

Zn + 2HCl ---> ZnCl

2

+ H

2

Podwójna:

AgNO

3

+ NaCl ---> AgCl + NaNO

3

Rodzaj reagujących cząsteczek

Reagują ze sobą

bezpośrednio jony lub

jony z cząsteczkami

elektrycznie obojętnymi.

Np.

H ··Br 

H

+

+

Br

-

Jonowa

Rodnikowa

Reakcje rodnikowe –

czynnikiem atakującym

(inicjującym) reakcję jest

rodnik powstający

w wyniku homolitycznego

rozpadu cząsteczki:

Np..

CH

4

 C

*

H

3

+ H

*

Kierunek przebiegu

•

Odwracalna:

-

to reakcje mające możliwość
przebiegania w obie strony
tzn. zarówno ze substratów w
produkty, jak i z produktów w
substraty.

2 HI ⇔ H

2

+ I

2

•

Nieodwracalna:

-

to

takie w których całość

substratów ulega przemianie
w produkty, a proces
odwrotny nie zachodzi.

HCl + KOH → KCl + H

2

O

Efekt cieplny

•

Reakcja
egzotermiczna: jest to
reakcja chemiczna,
przebiegająca z
oddaniem ciepła, np.

•

Spalanie węgla

C + O

2

---> CO

2

•

Reakcja
endotermiczna: jest to
reakcja chemiczna,
przebiegająca z
pobraniem ciepła, np.

•

rozkład termiczny
wodorotlenku wapnia, do
tlenku wapnia

Liczba faz

-

homogeniczne, czyli
jednofazowe,
zachodzące w jednej
tylko fazie,

Np.

-

w fazie gazowej:

•

H

2(g)

+ Cl

2(g)

= 2HCl

(g)

-

Heterogeniczne, czyli
wielofazowe, w których
reagenty występują na
granicy kilku faz, np.
ciała stałego i cieczy,

Np.

- W fazie gazowej i stałej:

•

C

(s)

+ O

2(g)

= CO

2(g)

Sposób prowadzenia reakcji

•

Izobaryczne

- przemiana

zachodząca przy
stałym ciśnieniu.

•

Izotermiczne

- przemiana

zachodząca przy
określonej, stałej
temperaturze.

•

Izochoryczne

- zachodząca

przy stałej
objętości
( V=const.)

Podział wg doprowadzonej energii

W zależności od rodzaju doprowadzanej energii reakcje

chemiczne można podzielić na:

•

Reakcje termiczne

•

Reakcje elektrochemiczne

•

Reakcje fotochemiczne

•

Reakcje fonochemiczne

•

Reakcja radiacyjnochemiczne

Protoliza, Reakcje strąceniowe i

kompleksowe

•

Protoliza – reakcje chemiczne z przemieszczeniem protonu.

•

CH

3

COOH + H

2

O

CH

3

COO

-

+ H

3

O

+

•

Reakcje strąceniowe – prowadzące do powstawania związków
trudno rozpuszczalnych we wodzie, wytrąca się osad lub zawiesina.

•

HCl + AgNO

3

→ AgCl (osad) + HNO

3

•

Reakcje kompleksowe – tworzą związki, w których występują jony
lub atomy centralne

Reakcje REDOKS

•

Reakcje redoks - są to reakcje jednoczesnego utleniania i redukcji, w
których pierwiastki występujące w tych przemianach zmieniają
swoją wartościowość, a mianowicie stopień utlenienia. Między
dwiema substancjami następuje wymiana elektronów. W tej reakcji
udział biorą: utleniacz i reduktor.

•

W reakcjach redoks występuje:

•

Utlenianie – utrata elektronów

•

Redukcja – przyłączenie elektronów.

•

C + O

2

---> CO

2

Redoks

•

W reakcji redoksowej zawsze zachodzi równocześnie proces
utleniania i redukcji. Jedna substancja utlenia się (reduktor), a druga
się redukuje (utleniacz).

Rodzaje reakcji redoks i stopień utlenienia

•

Wyróżniamy:

•

Reakcje utlenienia – redukcji międzyatomowej lub międzycząsteczkowej

•

Reakcje samoutleniania i samoredukcji (dysproporcjonowania)

•

Reakcje utleniania – redukcji wewnątrzcząsteczkowej

•

Stopień utlenienia wskazuje ile ładunków dodatnich lub ujemnych
można przypisać atomowi danego pierwiastka, przy założeniu, że
tworzy on z atomami drugiego pierwiastka tylko wiązania jonowe.
Stopień utlenienia wyznacza się poprzez kilka reguł.

Bilansowanie reakcji redoks

•

Wyznaczania współczynników stechiometrycznych reakcji redoks.

•

Należy:

•

Zapisać cząsteczkowo lub jonowo schemat przemiany

•

Obliczyć stopnie utlenienia po obu stronach

•

Zidentyfikować utleniacz i reduktor

•

Wydzielić schematy równań połówkowych i wykonać bilans elektronów

•

Pomnożyć równania połówkowe przez współczynniki dobierane tak, aby
ilość elektronów oddanych była równa ilości elektronów pobranych

•

Uzupełnić współczynniki przy pozostałych reagentach

Bibliografia

•

www.wikipedia.pl

•

Pajdowski L. „Chemia ogólna”

•

Henryk Całus „Podstawy obliczeń chemicznych”

•

L.Czarnecki.T.Broniewski.O.Henning „Chemia w budownictwie”

•

Notatki z wykładów

•

www.chem.uni.wroc.pl

DZIĘKUJĘ