De 13 typer kjemiske reaksjoner (med eksempler)

Typer av kjemiske reaksjoner er basert på hva som skjer på molekylært nivå; hvilke koblinger er ødelagte og hvordan de ender opp med atomer. Det tas også hensyn til om arten får eller taper elektroner; selv når det skjer i de fleste kjemiske reaksjoner.

Materiell kan lide utallige kjemiske reaksjoner eller transformasjoner, som på grunn av deres tykke antall trenger visse kriterier for å skille dem fra hverandre. Dermed kan det være i henhold til termodynamiske, kinetiske, molekylære eller elektroniske egenskaper.

Dannelsen av visse forbindelser innebærer en rekke reaksjoner. For eksempel er patinaen (nedre bildet) som dekker gjenstandene av bronse eller kobber, et produkt av oksidasjon av kobber i nærvær av fuktighet og karbonsyre; og er derfor sammensatt av kobberkarbonat, CuCO3 og andre salter av dette metallet.

Karbondioksidet oppløses i vannet som våt overflaten av kobberet, hydrolyserer til karbonsyre. Som et resultat blir pH sur og fremmer oksidasjon av kobber og dannelsen av et komplekst vann; som til slutt samhandler og utfeller med karbonationene av mediet.

Nedenfor forklarer vi ulike typer kjemiske reaksjoner som eksisterer.

Oksidasjonsreduksjon (redox)

Oksidering av kobber

I patina-eksemplet finner man en oksidasjonsreaksjon: det metalliske kobber taper elektroner i nærvær av oksygen for å transformere til det tilsvarende oksydet.

4Cu (s) + O2 (g) => Cu 2O (s)

Kobber (I) oksidet fortsetter å oksydere for å gi kobber (II) oksyd:

2Cu 2O (s) + O2 => 4CuO (s)

Denne typen kjemisk reaksjon i hvilke arter øker eller reduserer deres antall (eller tilstand) av oksidasjon, kalles oksidasjon og reduksjon (redox).

Den metalliske kobber med oksidasjonsstatus 0, for det første taper en elektron, og deretter den andre (det oksyderes), mens oksygenet er igjen (redusert):

Cu => Cu + + e-

Cu + => Cu2 + + e-

O2 + 2e- => 2O2-

Gevinsten eller tapet av elektroner kan bestemmes ved å beregne oksidasjonsstallene for atomene i de kjemiske formler av deres resulterende forbindelser.

For Cu 2 O er det kjent at fordi det er et oksid vi har anionet O2-, for å holde avgiftene nøytralisert, må hver av de to kobberatomer ha en kostnad på +1. Svært lik med CuO.

Kobber når oksidert kjøper positive oksidasjonsnumre; og oksygen, som skal reduseres, negative oksidasjonsnumre.

Jern og kobolt

Ytterligere eksempler på redoksreaksjonene er vist nedenfor. Også en kort kommentar vil bli gjort, og endringene i oksidasjonsnumrene vil bli spesifisert.

FeCl2 + CoCl3 => FeCl3 + CoCl2

Hvis oksidasjonsnummerene beregnes, vil det bli lagt merke til at de av Cl forblir med en konstant verdi på -1; ikke så, med de av Faith og Co.

Ved første øyekast har jern blitt oksidert mens kobolt er redusert. Hvordan å vite? Fordi jern nå samhandler ikke med to Cl-anioner, men med tre, er klor (nøytralt) atomet mer electronegative enn jern og kobolt. På den annen side skjer det motsatte kobolt: det skjer å samhandle med tre Cl-to to.

Hvis ovenstående begrunnelse ikke er klart, fortsetter vi å skrive de kjemiske ligningene for nettoverføringen av elektroner:

Fe2 + => Fe3 + + e-

Co3 + + e- => Co2 +

Derfor blir Fe2 + oksidert, mens Co3 + er redusert.

Jod og mangan

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

Kjemisk ligning ovenfor kan virke komplisert, men det er det ikke. Klor (Cl-) og oksygen (O2-) erfaring gevinst eller tap av deres elektroner. Jod og mangan, ja.

Tatt i betraktning bare forbindelser med jod og mangan, har du:

KI => KIO 3 (oksidasjonsnummer: -1 til +5, taper seks elektroner)

KMnO4 => MnCl2 (oksidasjonsnummer: +7 til +2, få fem elektroner)

Jod oksyderes, mens mangan er redusert. Hvordan å vite uten å beregne? Fordi jod går fra å være med kalium for å samhandle med tre oksygener (flere elektronegative); og mangan, derimot, mister interaksjoner med oksygen for å være med klor (mindre elektronegativ).

KI kan ikke miste seks elektroner hvis KMnO 4 får fem; Derfor må antall elektroner balanseres i ligningen:

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

6 (KMnO4 + 5e- => MnCl2)

Som resulterer i en netto overføring på 30 elektroner.

forbrenning

Forbrenning er en kraftig og energisk oksidasjon der lys og varme slippes ut. Generelt, i denne typen kjemisk reaksjon, deltar oksygen som et oksiderende eller oksiderende middel; mens reduksjonsmiddelet er drivstoffet, som brenner på slutten av kontoen.

Der det er aske, var det forbrenning. Disse er hovedsakelig sammensatt av kull og metalloksider; selv om sammensetningen logisk avhenger av hva drivstoffet var. Nedenfor er noen eksempler:

C (s) + O2 (g) => CO 2 (g)

2CO (g) + 02 (g) => 2CO2 (g)

C3H8 (g) + 502 (g) => 3CO2 (g) + 4H20 (g)

Hver av disse ligningene tilsvarer fullstendig forbrenning; det vil si, alt brenselet reagerer med et overskudd av oksygen for å garantere sin fullstendige transformasjon.

På samme måte skal det bemerkes at CO 2 og H 2 O er gassformige flertallsprodukter når karbonlegemer brenner (for eksempel tre, hydrokarboner og animalsk vev). Det er uunngåelig at noen allotrope karbon dannes, på grunn av mangel på oksygen, så vel som mindre oksygenholdige gasser som CO og NO.

syntese

I det øvre bildet vises en enkel representasjon. Hver trekant er en sammensatt eller et atom, som går sammen for å danne en enkelt forbindelse; to trekanter danner et parallellogram. Massene øker, og produktets fysiske og kjemiske egenskaper er ofte svært forskjellige fra reaktantene.

For eksempel produserer forbrenning av hydrogen (som også er en redoksreaksjon) hydrogenoksyd eller oksygenhydrid; bedre kjent som vann:

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

Ved å blande begge gasser, ved høy temperatur, brenner de produserende gassformig vann. Når temperaturen avkjøles, kondenserer dampene for å gi flytende vann. Flere forfattere anser denne syntese-reaksjonen som et av de mulige alternativene for å erstatte fossile brensel med å skaffe energi.

Lenkene til HH og O = O er brutt for å danne to nye enkle koblinger: HOH. Vann, som det er kjent, er en uforlignelig substans (utenfor romantisk forstand), og dens egenskaper er ganske forskjellige fra gassformig hydrogen og oksygen.

Joniske forbindelser

Dannelsen av ioniske forbindelser fra deres elementer er også et eksempel på en syntesereaksjon. En av de enkleste er dannelsen av metallhalogenider av gruppe 1 og 2. For eksempel, syntesen av kalsiumbromid:

Ca (s) + Br 2 (l) => CaBr 2 (s)

En generell ligning for denne typen syntese er:

M (s) + X 2 => MX 2 (s)

koordinering

Når sammensatt formet innebærer et metallatom i en elektronisk geometri, så sies det å være et kompleks. I komplekser forblir metaller bundet til ligander ved svake kovalente bindinger, og dannes ved koordinasjonsreaksjoner.

For eksempel har vi komplekset [Cr (NH3) 6 ] 3+. Dette dannes når Cr3 + kation er i nærvær av ammoniakkmolekylene, NH3, som virker som kromligander:

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

Nedenfor er den resulterende koordinasjons-oktaedronen rundt krommetallsenteret:

Merk at 3 + -ladningen av krommet ikke er nøytralisert i komplekset. Fargen er lilla, og derfor er oktaedronen representert med den fargen.

Noen komplekser er mer interessante, som for visse enzymer som koordinerer jern, sink og kalsiumatomer.

nedbrytning

Nedbrytning er det motsatte av syntese: En forbindelse er delt inn i ett, to eller tre elementer eller forbindelser.

For eksempel har vi følgende tre nedbrytninger:

2HgO (s) => 2Hg (1) + 02 (g)

2H202 (1) => 2H20 (1) + 02 (g)

H2C03 (ac) => CO2 (g) + H20 (l)

HgO er et rødaktig fast stoff som ved virkningen av varme dekomponerer i metallisk kvikksølv, væske av svart farge og oksygen.

Hydrogenperoksidet eller hydrogenperoksidet gjennomgår dekomponering, noe som gir flytende vann og oksygen.

Og karbonsyre dekomponerer derimot til karbondioksid og flytende vann.

En mer "tørr" nedbrytning er den som lider av metallkarbonater:

CaCO 3 (s) => CaO (s) + CO 2 (g)

Volcano av klassen

En dekomponeringsreaksjon som har blitt brukt i kjemi klasser er termisk dekomponering av ammonium dikromat, (NH4) 2 Cr207. Dette oransjefarget kreftfremkallende saltet (så det må håndteres med stor forsiktighet), brenner for å frigjøre mye varme og produsere et grønt, solidt kromoksyd, Cr 2 O 3 :

(NH4) 2 Cr207 (s) => Cr203 (s) + 4H20 (g) + N2 (g)

forskyvning

Forskyvningsreaksjoner er en type redoksreaksjon hvor et element fortrenger en annen i en forbindelse. Det fordrevne elementet ender med å redusere eller få elektroner.

For å forenkle ovenstående vises det øvre bildet. Sirklene representerer et element. Det er observert at den lime grønne sirkelen forskyver den blåfarvede, gjenværende utenfor; men ikke bare det, men den blå sirkelen er redusert i prosessen, og den av lime grønn oksideres.

Fra hydrogen

For eksempel brukes følgende kjemiske ligninger for å forklare det som er beskrevet ovenfor:

2Al (s) + 6HCl (ac) => AlCl3 (ac) + 3H2 (g)

Zr (s) + 2H20 (g) => Zr02 (s) + 2H2 (g)

Zn (s) + H2SO4 (ac) => ZnSO4 (ac) + H2 (g)

Hva er det fordrevne elementet for disse tre kjemiske reaksjonene? Hydrogen, som er redusert til molekylært hydrogen, H2; Den går fra et oksidasjonsnummer på +1 til 0. Vær oppmerksom på at metaller aluminium, zirkonium og sink kan forskyve hydrogenene av syrer og vann; mens kobber, ikke sølv eller gull, kan ikke.

Metaller og halogener

Også, vi har disse to ekstra forskyvningsreaksjonene:

Zn (s) + CuSO 4 (ac) => Cu (s) + ZnSO4 (ac)

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

I den første reaksjonen forskyver sinken det mindre aktive kobbermetallet; sinken oksyderes mens kobberet blir redusert.

I den andre reaksjonen erstatter klor, et mer reaktivt element enn jod, den sistnevnte i natriumsaltet. Her skjer det omvendt: det mest reaktive elementet reduseres ved å oksidere det fordrevne elementet; derfor reduseres klor ved å oksidere til jod.

Gassdannelse

I reaksjonene kan det ses at flere av dem genererte gasser, og derfor også inn i denne typen kjemisk reaksjon. På samme måte betraktes reaksjonene fra den forrige seksjonen, den for forskyvning av hydrogen ved et aktivt metall, som gassdannelsesreaksjoner.

I tillegg til de som allerede er nevnt, frigjør metallsulfider for eksempel hydrogensulfid (som lukter som rotte egg) når saltsyre tilsettes:

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

Metatese eller dobbelt forskyvning

I reaksjonen av metateser eller dobbeltforskyvning skjer det en endring av par uten elektronoverføringer; det er det ikke betraktet som en redoksreaksjon. Som vist på bildet over, bryter den grønne sirkelen den mørkblå linken til kobling til lyseblå sirkelen.

utfelling

Når interaksjonene av ett av parene er sterke nok til å overvinne løsningsevnen av væsken, oppnås et utfelling. Følgende kjemiske ligninger representerer utfellingsreaksjoner:

AgNO3 (ac) + NaCl (ac) => AgCl (s) + NaNO3 (ac)

CaCl2 (aq) + Na2C03 (ac) => CaCO3 (s) + 2NaCl (ac)

I den første reaksjon Cl-displaces NO 3 - for å danne sølvklorid, AgCl, som er et hvitt utfelling. Og i den andre reaksjonen erstatter CO3 2- Cl- til utfelling av kalsiumkarbonat.

Syr base

Kanskje den mest emblematiske for metatesereaksjonene er syrebase-nøytralisering. Til slutt er to syrebasereaksjoner vist som eksempler:

HCl (ac) + NaOH (ac) => NaCl (ac) + H20 (l)

2HCl (aq) + Ba (OH) 2 (ac) => BaCl2 (ac) + 2H20 (l)

OH- forskyv Cl- for å danne vann og salter av klorider.