La classification des réactions chimiques en chimie inorganique et organique est effectuée sur la base de diverses caractéristiques de classification dont les informations sont données dans le tableau ci-dessous.
En changeant l'état d'oxydation des éléments
Le premier signe de classification repose sur le changement de l'état d'oxydation des éléments qui forment les réactifs et les produits.
a) rédox
b) sans changer l'état d'oxydation
Rédox sont appelées réactions accompagnées d'un changement des états d'oxydation des éléments chimiques qui composent les réactifs. Les réactions redox en chimie inorganique comprennent toutes les réactions de substitution et les réactions de décomposition et de combinaison dans lesquelles au moins une substance simple est impliquée. Les réactions qui se produisent sans modifier les états d'oxydation des éléments qui forment les réactifs et les produits de réaction comprennent toutes les réactions d'échange.
Selon le nombre et la composition des réactifs et produits
Les réactions chimiques sont classées selon la nature du processus, c'est-à-dire selon le nombre et la composition des réactifs et des produits.
Réactions composées sont des réactions chimiques à la suite desquelles des molécules complexes sont obtenues à partir de plusieurs molécules plus simples, par exemple :
4Li + O2 = 2Li2O
Réactions de décomposition sont appelées réactions chimiques à la suite desquelles des molécules simples sont obtenues à partir de molécules plus complexes, par exemple :
CaCO 3 = CaO + CO 2
Les réactions de décomposition peuvent être considérées comme les processus inverses de combinaison.
Réactions de substitution sont des réactions chimiques à la suite desquelles un atome ou un groupe d'atomes dans une molécule d'une substance est remplacé par un autre atome ou groupe d'atomes, par exemple :
Fe + 2HCl = FeCl 2 + H 2
Leur particularité est l’interaction d’une substance simple avec une substance complexe. De telles réactions existent également en chimie organique.
Cependant, le concept de « substitution » en chimie organique est plus large qu’en chimie inorganique. Si dans la molécule de la substance d'origine un atome ou un groupe fonctionnel est remplacé par un autre atome ou groupe, il s'agit également de réactions de substitution, bien que du point de vue de la chimie inorganique, le processus ressemble à une réaction d'échange.
- échange (y compris neutralisation).
Échange de réactions sont des réactions chimiques qui se produisent sans modifier les états d'oxydation des éléments et conduisent à l'échange de composants des réactifs, par exemple :
AgNO 3 + KBr = AgBr + KNO 3
Si possible, circulez dans le sens inverse
Si possible, écoulement dans le sens opposé - réversible et irréversible.
Réversible sont des réactions chimiques se produisant simultanément à une température donnée dans deux directions opposées avec des vitesses comparables. Lors de l'écriture d'équations pour de telles réactions, le signe égal est remplacé par des flèches dirigées de manière opposée. L'exemple le plus simple de réaction réversible est la synthèse d'ammoniac par l'interaction de l'azote et de l'hydrogène :
N 2 +3H 2 ↔2NH 3
Irréversible sont des réactions qui se produisent uniquement dans le sens direct, entraînant la formation de produits qui n’interagissent pas les uns avec les autres. Les réactions irréversibles comprennent les réactions chimiques qui entraînent la formation de composés peu dissociés, la libération d'une grande quantité d'énergie, ainsi que celles dans lesquelles les produits finaux quittent la sphère réactionnelle sous forme gazeuse ou sous forme de précipité, par exemple. :
HCl + NaOH = NaCl + H2O
2Ca + O2 = 2CaO
BaBr 2 + Na 2 SO 4 = BaSO 4 ↓ + 2NaBr
Par effet thermique
Exothermique sont appelées réactions chimiques qui se produisent avec le dégagement de chaleur. Symbole pour le changement d'enthalpie (teneur thermique) ΔH et l'effet thermique de la réaction Q. Pour les réactions exothermiques Q > 0 et ΔH< 0.
Endothermique sont des réactions chimiques qui impliquent l’absorption de chaleur. Pour les réactions endothermiques Q< 0, а ΔH > 0.
Les réactions de composition seront généralement des réactions exothermiques et les réactions de décomposition seront endothermiques. Une rare exception est la réaction de l'azote avec l'oxygène - endothermique :
N2 + O2 → 2NO – Q
Par phase
Homogène sont appelées réactions se produisant en milieu homogène (substances homogènes en une phase, par exemple g-g, réactions en solutions).
Hétérogène sont des réactions qui se produisent dans un milieu hétérogène, sur la surface de contact de substances réactives qui se trouvent dans des phases différentes, par exemple solide et gazeuse, liquide et gazeuse, dans deux liquides non miscibles.
Selon l'utilisation du catalyseur
Un catalyseur est une substance qui accélère une réaction chimique.
Réactions catalytiques ne se produisent qu'en présence d'un catalyseur (y compris enzymatique).
Réactions non catalytiques partir en l’absence de catalyseur.
Par type d'indemnité de départ
En fonction du type de clivage des liaisons chimiques dans la molécule de départ, on distingue les réactions homolytiques et hétérolytiques.
Homolytique sont appelées réactions dans lesquelles, à la suite de la rupture des liaisons, se forment des particules contenant un électron non apparié - des radicaux libres.
Hétérolytique sont des réactions qui se produisent par la formation de particules ioniques – cations et anions.
- homolytique (écart égal, chaque atome reçoit 1 électron)
- hétérolytique (écart inégal - on obtient une paire d'électrons)
Radical(chaîne) sont des réactions chimiques impliquant des radicaux, par exemple :
CH 4 + Cl 2 hv →CH 3 Cl + HCl
Ionique sont des réactions chimiques qui se produisent avec la participation d'ions, par exemple :
KCl + AgNO 3 = KNO 3 + AgCl↓
Les réactions électrophiles sont des réactions hétérolytiques de composés organiques avec des électrophiles - des particules portant une charge positive totale ou fractionnaire. Ils sont divisés en réactions de substitution électrophile et d'addition électrophile, par exemple :
C 6 H 6 + Cl 2 FeCl3 → C 6 H 5 Cl + HCl
H 2 C =CH 2 + Br 2 → BrCH 2 –CH 2 Br
Les réactions nucléophiles sont des réactions hétérolytiques de composés organiques avec des nucléophiles - des particules portant une charge négative totale ou fractionnaire. Ils sont divisés en réactions de substitution nucléophile et d'addition nucléophile, par exemple :
CH 3 Br + NaOH → CH 3 OH + NaBr
CH 3 C(O)H + C 2 H 5 OH → CH 3 CH(OC 2 H 5) 2 + H 2 O
Classification des réactions organiques
La classification des réactions organiques est donnée dans le tableau :
Première partie
1. Les réactions composées sont« antonyme chimique » d’une réaction de décomposition.
2. Notez les signes de la réaction du composé :
- la réaction met en jeu 2 substances simples ou complexes ;
- un complexe est formé ;
- de la chaleur est dégagée.
3. À partir des caractéristiques identifiées, définissez les réactions du composé.
Les réactions composées sont des réactions qui aboutissent à la formation d'une substance complexe à partir d'une ou plusieurs substances simples ou complexes.
En fonction de la direction de la réaction, les réactions sont divisées en :
Deuxième partie
1. Écrivez les équations des réactions chimiques :
2. Écrivez les équations des réactions chimiques entre le chlore :
1) et sodium 2Na+Cl2=2NaCl
2) et calcium Ca+Cl2=CaCl2
3) et du fer avec formation de chlorure de fer (III) 2Fe+3Cl2=2FeCl3
3. Caractériser la réaction
4. Caractériser la réaction
5. Écrivez les équations des réactions du composé en procédant selon les schémas :
6. Disposez les coefficients dans les équations de réaction dont les diagrammes sont :
7. Les affirmations suivantes sont-elles vraies ?
A. La plupart des réactions composées sont exothermiques.
B. Lorsque la température augmente, la vitesse d’une réaction chimique augmente.
1) les deux jugements sont corrects
8. Calculez le volume d'hydrogène et la masse de soufre nécessaires pour former 85 g de sulfure d'hydrogène.
Les réactions chimiques, leurs propriétés, types, conditions d’apparition, etc., constituent l’un des piliers fondamentaux d’une science intéressante appelée chimie. Essayons de comprendre ce qu'est une réaction chimique et quel est son rôle. Ainsi, une réaction chimique en chimie est considérée comme la transformation d'une ou plusieurs substances en d'autres substances. Dans ce cas, leurs noyaux ne changent pas (contrairement aux réactions nucléaires), mais une redistribution des électrons et des noyaux se produit et, bien sûr, de nouveaux éléments chimiques apparaissent.
Réactions chimiques dans la nature et dans la vie quotidienne
Vous et moi sommes entourés de réactions chimiques, d'ailleurs, nous les réalisons nous-mêmes régulièrement à travers diverses actions quotidiennes, lorsque, par exemple, nous allumons une allumette. Les cuisiniers, sans même le savoir (ou peut-être même s’en douter), effectuent de nombreuses réactions chimiques lors de la préparation des aliments.
Bien sûr, de nombreuses réactions chimiques se produisent dans des conditions naturelles : l'éruption d'un volcan, le feuillage et les arbres, mais que dire, presque tous les processus biologiques peuvent être classés comme exemple de réactions chimiques.
Types de réactions chimiques
Toutes les réactions chimiques peuvent être divisées en simples et complexes. Les réactions chimiques simples, à leur tour, sont divisées en :
- réactions de connexion,
- réactions de décomposition,
- réactions de substitution,
- échanger des réactions.
Réaction chimique d'un composé
Selon la définition très pertinente du grand chimiste D.I. Mendeleïev, une réaction composée se produit lorsque « l’une des deux substances se produit ». Un exemple de réaction chimique d'un composé est le chauffage de poudres de fer et de soufre, à partir desquelles se forme du sulfure de fer - Fe + S = FeS. Un autre exemple frappant de cette réaction est la combustion de substances simples telles que le soufre ou le phosphore dans l'air (une telle réaction peut peut-être aussi être appelée réaction chimique thermique).
Réaction chimique de décomposition
Tout est simple ici, la réaction de décomposition est l'inverse de la réaction de connexion. Avec son aide, deux substances ou plus sont obtenues à partir d'une substance. Un exemple simple de réaction de décomposition chimique serait la réaction de décomposition de la craie, au cours de laquelle de la chaux vive et du dioxyde de carbone se forment à partir de la craie elle-même.
Réaction de substitution chimique
Une réaction de substitution se produit lorsqu'une substance simple interagit avec une substance complexe. Donnons un exemple de réaction de substitution chimique : si nous plongeons un clou en acier dans une solution contenant du sulfate de cuivre, alors au cours de cette expérience chimique simple, nous obtiendrons du sulfate de fer (le fer déplacera le cuivre du sel). L’équation d’une telle réaction chimique ressemblera à ceci :
Fe+CuSO 4 → FeSO 4 + Cu
Réaction d'échange chimique
Des réactions d'échange ont lieu exclusivement entre des substances chimiques complexes, au cours desquelles elles échangent leurs parties. Un grand nombre de ces réactions se produisent dans diverses solutions. La neutralisation de l'acide par la bile est un bon exemple de réaction métabolique chimique.
NaOH+HCl → NaCl+H 2 O
Il s'agit de l'équation chimique de cette réaction, dans laquelle un ion hydrogène du composé HCl échange un ion sodium du composé NaOH. La conséquence de cette réaction chimique est la formation d’une solution de sel de table.
Signes de réactions chimiques
Par les signes d'apparition de réactions chimiques, on peut juger si une réaction chimique entre les réactifs a eu lieu ou non. Voici des exemples de signes de réactions chimiques :
- Changement de couleur (le fer clair, par exemple, se recouvre d'une couche brune dans l'air humide, suite à une réaction chimique entre le fer et).
- Précipitation (si vous faites passer soudainement du dioxyde de carbone à travers une solution de chaux, vous obtiendrez un précipité blanc insoluble de carbonate de calcium).
- Libération de gaz (si vous déposez de l'acide citrique sur du bicarbonate de soude, vous obtiendrez une libération de dioxyde de carbone).
- Formation de substances faiblement dissociées (toutes réactions aboutissant à la formation d'eau).
- La lueur de la solution (un exemple ici est les réactions qui se produisent avec une solution de luminol, qui émet de la lumière lors de réactions chimiques).
En général, il est difficile d'identifier quels sont les principaux signes de réactions chimiques ; les différentes substances et les différentes réactions ont leurs propres caractéristiques.
Comment identifier un signe d'une réaction chimique
Vous pouvez déterminer visuellement le signe d'une réaction chimique (en changeant de couleur, en brillant) ou par les résultats de cette même réaction.
Taux de réaction chimique
La vitesse d'une réaction chimique est généralement comprise comme la variation de la quantité d'une des substances en réaction par unité de temps. De plus, la vitesse d’une réaction chimique est toujours une valeur positive. En 1865, le chimiste N. N. Beketov a formulé la loi de l'action de masse, qui stipule que « la vitesse d'une réaction chimique à chaque instant est proportionnelle aux concentrations de réactifs élevées à des puissances égales à leurs coefficients stoechiométriques ».
Les facteurs affectant la vitesse d’une réaction chimique comprennent :
- la nature des réactifs,
- présence d'un catalyseur,
- température,
- pression,
- surface des substances réactives.
Tous ont un effet très direct sur la vitesse d’une réaction chimique.
Équilibre d'une réaction chimique
L'équilibre chimique est un état d'un système chimique dans lequel plusieurs réactions chimiques se produisent et les vitesses de chaque paire de réactions directes et inverses sont égales. Ainsi, la constante d'équilibre d'une réaction chimique est identifiée - c'est la quantité qui détermine pour une réaction chimique donnée la relation entre les activités thermodynamiques des substances de départ et des produits dans un état d'équilibre chimique. Connaissant la constante d'équilibre, vous pouvez déterminer la direction d'une réaction chimique.
Conditions de survenue de réactions chimiques
Pour initier des réactions chimiques, il est nécessaire de créer les conditions appropriées :
- mettre des substances en contact étroit.
- chauffer des substances à une certaine température (la température de la réaction chimique doit être adaptée).
Effet thermique d'une réaction chimique
C'est le nom donné à la modification de l'énergie interne d'un système résultant de l'apparition d'une réaction chimique et de la transformation des substances de départ (réactifs) en produits de réaction en quantités correspondant à l'équation d'une réaction chimique sous la formule suivante conditions:
- Le seul travail possible dans ce cas est uniquement un travail contre la pression extérieure.
- les substances de départ et les produits obtenus à la suite d'une réaction chimique ont la même température.
Réactions chimiques, vidéo
Et en conclusion, une vidéo intéressante sur les réactions chimiques les plus étonnantes.
Lors de réactions chimiques, une substance se transforme en une autre (à ne pas confondre avec les réactions nucléaires, dans lesquelles un élément chimique est converti en un autre).
Toute réaction chimique est décrite par une équation chimique :
Réactifs → Produits de réaction
La flèche indique le sens de la réaction.
Par exemple:
Dans cette réaction, le méthane (CH 4) réagit avec l'oxygène (O 2), entraînant la formation de dioxyde de carbone (CO 2) et d'eau (H 2 O), ou plus précisément de vapeur d'eau. C'est exactement la réaction qui se produit dans votre cuisine lorsque vous allumez un brûleur à gaz. L'équation doit être lue comme ceci : Une molécule de méthane réagit avec deux molécules d’oxygène gazeux pour produire une molécule de dioxyde de carbone et deux molécules d’eau (vapeur d’eau).
Les nombres placés devant les composants d’une réaction chimique sont appelés coefficients de réaction.
Des réactions chimiques se produisent endothermique(avec absorption d'énergie) et exothermique(avec libération d'énergie). La combustion du méthane est un exemple typique de réaction exothermique.
Il existe plusieurs types de réactions chimiques. Les plus courants :
- réactions de connexion ;
- réactions de décomposition;
- réactions de remplacement uniques ;
- réactions de double déplacement ;
- réactions d'oxydation;
- réactions redox.
Réactions composées
Dans les réactions composées, au moins deux éléments forment un produit :
2Na (t) + Cl 2 (g) → 2NaCl (t)- formation de sel de table.
Il convient de prêter attention à une nuance essentielle des réactions composées : selon les conditions de la réaction ou les proportions de réactifs entrant dans la réaction, le résultat peut être des produits différents. Par exemple, dans des conditions normales de combustion du charbon, du dioxyde de carbone est produit :
C (t) + O 2 (g) → CO 2 (g)
Si la quantité d'oxygène est insuffisante, du monoxyde de carbone mortel se forme :
2C (t) + O 2 (g) → 2CO (g)
Réactions de décomposition
Ces réactions sont pour ainsi dire essentiellement opposées aux réactions du composé. À la suite de la réaction de décomposition, la substance se décompose en deux (3, 4...) éléments (composés) plus simples :
- 2H 2 O (l) → 2H 2 (g) + O 2 (g)- décomposition de l'eau
- 2H 2 O 2 (l) → 2H 2 (g) O + O 2 (g)- décomposition du peroxyde d'hydrogène
Réactions à déplacement unique
À la suite de réactions de substitution simples, un élément plus actif remplace un élément moins actif dans un composé :
Zn (s) + CuSO 4 (solution) → ZnSO 4 (solution) + Cu (s)
Le zinc présent dans une solution de sulfate de cuivre déplace le cuivre le moins actif, entraînant la formation d'une solution de sulfate de zinc.
Le degré d'activité des métaux par ordre croissant d'activité :
- Les plus actifs sont les métaux alcalins et alcalino-terreux
L’équation ionique de la réaction ci-dessus sera :
Zn (t) + Cu 2+ + SO 4 2- → Zn 2+ + SO 4 2- + Cu (t)
La liaison ionique CuSO 4, lorsqu'elle est dissoute dans l'eau, se décompose en un cation cuivre (charge 2+) et un anion sulfate (charge 2-). À la suite de la réaction de substitution, un cation zinc se forme (qui a la même charge que le cation cuivre : 2-). Veuillez noter que l'anion sulfate est présent des deux côtés de l'équation, c'est-à-dire que selon toutes les règles mathématiques, il peut être réduit. Le résultat est une équation ion-moléculaire :
Zn (t) + Cu 2+ → Zn 2+ + Cu (t)
Réactions de double déplacement
Dans les réactions de double substitution, deux électrons sont déjà remplacés. De telles réactions sont également appelées échanger des réactions. De telles réactions ont lieu en solution avec formation de :
- solide insoluble (réaction de précipitation) ;
- eau (réaction de neutralisation).
Réactions aux précipitations
Lorsqu'une solution de nitrate d'argent (sel) est mélangée à une solution de chlorure de sodium, du chlorure d'argent se forme :
Équation moléculaire : KCl (solution) + AgNO 3 (p-p) → AgCl (s) + KNO 3 (p-p)
Équation ionique : K + + Cl - + Ag + + NO 3 - → AgCl (t) + K + + NO 3 -
Équation ionique moléculaire : Cl - + Ag + → AgCl (s)
Si un composé est soluble, il sera présent en solution sous forme ionique. Si le composé est insoluble, il précipitera pour former un solide.
Réactions de neutralisation
Ce sont des réactions entre acides et bases qui aboutissent à la formation de molécules d’eau.
Par exemple, la réaction de mélange d'une solution d'acide sulfurique et d'une solution d'hydroxyde de sodium (lessive) :
Équation moléculaire : H 2 SO 4 (p-p) + 2NaOH (p-p) → Na 2 SO 4 (p-p) + 2H 2 O (l)
Équation ionique : 2H + + SO 4 2- + 2Na + + 2OH - → 2Na + + SO 4 2- + 2H 2 O (l)
Équation ionique moléculaire : 2H + + 2OH - → 2H 2 O (l) ou H + + OH - → H 2 O (l)
Réactions d'oxydation
Il s'agit de réactions d'interaction de substances avec l'oxygène gazeux présent dans l'air, au cours desquelles, en règle générale, une grande quantité d'énergie est libérée sous forme de chaleur et de lumière. Une réaction d’oxydation typique est la combustion. Au tout début de cette page se trouve la réaction entre le méthane et l’oxygène :
CH 4 (g) + 2O 2 (g) → CO 2 (g) + 2H 2 O (g)
Le méthane appartient aux hydrocarbures (composés du carbone et de l'hydrogène). Lorsqu’un hydrocarbure réagit avec l’oxygène, une grande quantité d’énergie thermique est libérée.
Réactions redox
Ce sont des réactions dans lesquelles des électrons sont échangés entre des atomes réactifs. Les réactions évoquées ci-dessus sont également des réactions redox :
- 2Na + Cl 2 → 2NaCl - réaction composée
- CH 4 + 2O 2 → CO 2 + 2H 2 O - réaction d'oxydation
- Zn + CuSO 4 → ZnSO 4 + Cu - réaction de substitution unique
Les réactions redox avec un grand nombre d'exemples de résolution d'équations utilisant la méthode de la balance électronique et la méthode de la demi-réaction sont décrites de manière aussi détaillée que possible dans la section
