Чыруу реакциялары планетанын жашоосунда чоң роль ойнойт. Анткени, алар бардык биологиялык организмдердин калдыктарын жок кылууга өбөлгө түзөт. Кошумчалай кетсек, бул процесс адамдын организмине күн сайын ар кандай татаал кошулмаларды сиңирүүгө жардам берип, аларды жөнөкөй заттарга (катаболизм) бөлөт. Жогоруда айтылгандардын бардыгынан тышкары, бул реакция татаал заттардан жөнөкөй органикалык жана органикалык эмес заттардын пайда болушуна шарт түзөт. Келгиле, бул процесс жөнүндө көбүрөөк билели, ошондой эле химиялык ажыроо реакциясынын практикалык мисалдарын карап көрөлү.
Химияда реакциялар эмне деп аталат, алардын кандай түрлөрү жана алар эмнеден көз каранды
Чыроону үйрөнүүдөн мурун, жалпысынан химиялык процесстерди үйрөнүү керек. Бул аталыш кээ бир заттардын молекулаларынын башкалар менен өз ара аракеттенип, ушундай жол менен жаңы кошулмаларды түзүү жөндөмүн билдирет.
Мисалы, өз аракычкылтек жана эки суутек молекуласы өз ара аракеттенип, натыйжада суутек кычкылынын эки молекуласы пайда болот, аны баарыбыз суу катары билебиз. Бул процессти төмөнкү химиялык теңдеме аркылуу жазууга болот: O.
Химиялык реакцияларды айырмалоочу ар кандай критерийлер бар болсо да (жылуу эффекти, катализаторлор, фазалык чектердин болушу/жоктугу, реагенттердин кычкылдануу даражаларынын өзгөрүшү, кайтарымдуулугу/кайтарылбастыгы), алар көбүнчө төмөнкүдөй классификацияланат: өз ара аракеттенүүчү заттардын трансформация түрү.
Ошентип, химиялык процесстердин төрт түрү бар.
- Туташуу.
- Чыруу.
- Алмашуу.
- Алмаштыруу.
Жогорудагы реакциялардын бардыгы теңдемелердин жардамы менен графикалык түрдө жазылган. Алардын жалпы схемасы мындай көрүнөт: A → B.
Бул формуланын сол жагында баштапкы реагенттер, ал эми оң жагында реакциянын натыйжасында пайда болгон заттар. Эреже катары, аны баштоо үчүн температуранын, электрдин таасиринен же каталитикалык кошулмаларды колдонууну талап кылат. Алардын бар экендиги химиялык теңдемеде да көрсөтүлүшү керек.
Чыруу реакциясы (бөлүнүү) деген эмне
Химиялык процесстин бул түрү бир заттын молекулаларынан эки же андан көп жаңы кошулмалардын пайда болушу менен мүнөздөлөт.
Жөнөкөй тил менен айтканда, ажыроо реакциясын дизайнердин үйү менен салыштырууга болот. Машина менен кайык курууну чечкен бала баштапкы конструкцияны демонтаждап, анын бөлүктөрүнөн каалаганын курат. Ошол эле учурда элементтердин түзүлүшү өздөрүБөлүнүүгө катышкан заттын атомдорунда болгондой эле, конструктор өзгөрбөйт.
Карап жаткан реакциянын теңдемеси кандай болот
Жүздөгөн кошулмалар татаал затты жөнөкөй компоненттерге бөлүүгө жөндөмдүү болгонуна карабастан, мындай процесстердин баары бир принцип боюнча жүрөт. Сиз аны схемалык формула менен сүрөттөсөңүз болот: ABV → A+B+C.
Анда ABC бөлүнүүгө дуушар болгон баштапкы кошулма. A, B жана C - ажыроо реакциясы учурунда ABC атомдорунан пайда болгон заттар.
Бөлүү реакцияларынын түрлөрү
Жогоруда айтылгандай, химиялык процессти баштоо үчүн көбүнчө реагенттерге белгилүү бир таасир көрсөтүү зарыл. Мындай стимулдаштыруунун түрүнө жараша ажыроонун бир нече түрлөрү бар:
- Биодеградация (биологиялык бузулуу). Анын маңызы тирүү организмдердин (микроорганизмдердин) таасири астында татаалыраак кошулмалардын жөнөкөй заттарга ажырашында жатат. Бул процесстин мисалы катары таштандынын чирип же чирип кетиши мүмкүн.
- Термолиз – жогорку температуранын таасири астында заттардын ажырашы. Бул түрдүн бир түрү бар - пиролиз. Мындай түрдөгү ажыроо реакциясында, аны ишке ашыруу үчүн, заттар ысытылып гана тим болбостон, аларга кычкылтек жана башка кычкылдандыргычтарды алуу мүмкүнчүлүгүнөн ажырайт.
- Электролиз – электр тогунун жардамы менен кошулмалардын бөлүнүшү.
- Радиолиз - иондоштуруучу нурлануунун таасири астында заттын ажыроосу. Айтмакчы, бул процесс активдүү колдонулатнур терапиясында.
- Солволиз - бул реакцияны ажыроо менен алмашуунун ортосундагы этап катары кароого болот (AB + VG → AG + BV). Ал эриткичтин таасири астында татаал бирикмелердин жөнөкөйлөргө бөлүнүшүнө алып келгени менен, баштапкы реагенттин бөлүнүп чыккан атомдору бири-бири менен гана эмес, катализатор менен да өз ара аракеттенет. Маңызына жараша солволиздин үч түрү бөлүнөт: алкоголиз (спирттер - ROH), гидролиз (суу - H2O) жана аммонолиз (аммиак - NH3).).
Калий перманганатынын (KMnO4) ажыроо реакциясы
Теорияны карап чыккандан кийин, заттардын бөлүнүү процессинин практикалык мисалдарын карап чыгуу зарыл.
Булардын биринчиси KMnO4 (адатта калий перманганаты деп аталат) ысытуудан улам чирип кетет. Калий перманганатынын ажырашынын реакция теңдемеси төмөнкүдөй болот:+ MnO2 + O2↑.
Сунушталган химиялык формуладан процессти активдештирүү үчүн баштапкы реагентти Цельсий боюнча 200 градуска чейин ысытуу керек экенин көрүүгө болот. Жакшыраак реакция үчүн, калий перманганаты вакуумдук идишке салынат. Мындан биз бул процесс пиролиз деп жыйынтык чыгарсак болот.
Лабораторияларда жана өндүрүштө таза жана башкарылуучу кычкылтек алуу үчүн жүргүзүлөт.
Калий хлоратынын термолизи (KClO3)
Бертолле тузунун ажыроо реакциясы классикалык термолиздин дагы бир мисалы болуп саналат.таза.
Аталган процесс эки этаптан өтөт жана мындай көрүнөт:
- 2 KClO3 (t 400 °C) → 3KClO4 + KCl.
- KClO4 (t 550 °Cден) → KCl + 2О2
Ошондой эле калий хлоратын термолиздөө төмөнкү температурада (200°Сге чейин) бир этапта жүргүзүлүшү мүмкүн, бирок бул реакцияга катализдөөчү заттардын – түрдүү металлдардын оксиддерин (купрум, ферум, марганец, ж.б..p.).
Ушундай түрдөгү теңдеме мындай болот: 2KClO3 (t 150 °С, MnO2) → KCl + 2O2.
Калий перманганаты сыяктуу, Бертоле тузу лабораторияларда жана өнөр жайда таза кычкылтек өндүрүү үчүн колдонулат.
Суунун электролизи жана радиолизи (H20)
Каралып жаткан реакциянын дагы бир кызыктуу практикалык мисалы суунун ажыроосу. Аны эки жол менен чыгарууга болот:
- Суутек оксидине электр тогунун таасири астында: H2O → H2↑ + O2↑. Кычкылтек алуунун каралып жаткан ыкмасы суу астындагы кайыктар тарабынан колдонулат. Ошондой эле келечекте аны чоң көлөмдө суутек өндүрүү үчүн колдонуу пландаштырылууда. Буга бүгүнкү күндө негизги тоскоолдук реакцияны стимулдаштыруу үчүн талап кылынган энергиянын чоң чыгымдары болуп саналат. Аларды азайтуунун жолу табылганда, суу электролизинен суутек гана эмес, кычкылтек да өндүрүүнүн негизги жолу болуп калат.
- Альфа-радиацияга дуушар болгондо сууну да бөлсөңүз болот: H2O → H2O++e-. Натыйжада, суутек кычкылы молекуласы иондоштурулуп, бир электронун жоготот. Бул формада H2O+ кайрадан башка нейтралдуу суунун молекулалары менен реакцияга кирип, реактивдүү гидроксиддик радикалды түзөт: H2O+ H2O+→ H2O + OH. Жоголгон электрон өз кезегинде нейтралдуу суутек оксидинин молекулалары менен параллель реакцияга кирип, алардын H жана OH радикалдарына ажырашына салым кошот: H2O + e-→ H + OH.
Алкандардын бөлүнүшү: метан
Татаал заттарды бөлүүнүн ар кандай жолдорун эске алып, алкандардын ажыроо реакциясына өзгөчө көңүл буруу керек.
Бул аталыш CXH2X+2 жалпы формуласы бар каныккан углеводороддорду жашырат. In каралып жаткан заттардын молекулалары бардык көмүртек атомдору жалгыз байланыштар менен байланышкан.
Бул катардын өкүлдөрү жаратылышта агрегациянын үч абалында тең (газ, суюк, катуу) кездешет.
Бардык алкандар (бул сериянын өкүлдөрүнүн ажыроо реакциясы төмөндө) суудан жеңил жана анда эрибейт. Бирок алар башка кошулмалар үчүн эң сонун эриткичтер.
Мындай заттардын негизги химиялык касиеттеринин арасында (күйүү, алмаштыруу, галогендөө, дегидрогендөө) - жана бөлүнүү жөндөмдүүлүгү. Бирок, бул процесс толугу менен же жарым-жартылай болушу мүмкүн.
Жогорудагы касиетти метандын ажыроо реакциясынын (алкандар сериясынын биринчи мүчөсү) мисалында кароого болот. Бул термолиз 1000°Cде болот: CH4↑ → C+2H2↑.
Бирок метандын ажыроо реакциясы жогорку температурада (1500°С) жүргүзүлүп, андан кийин аны кескин төмөндөтсө, бул газ толук бөлүнбөй, этилен менен суутекти пайда кылат: 2CH 4 ↑ → C2H4↑ + 3H2↑.
Этандын бузулушу
Алкандар сериясынын экинчи мүчөсү - С2Н4 (этан). Анын ажыроо реакциясы жогорку температуранын (50°С) таасири астында жана кычкылтек же башка кычкылдандыргыч заттар толук жок болгондо да болот. Бул мындай көрүнөт: C2H6↑ → C2H4 ↑ + H2↑.
Этандын суутек менен этиленге ажырашынын жогорудагы реакция теңдемесин таза пиролиз деп кароого болбойт. Бул процесс катализатордун (мисалы, никель металлы Ni же суу буусу) катышуусу менен ишке ашат жана бул пиролиздин аныктамасына карама-каршы келет. Ошондуктан, пиролиз учурунда пайда болгон ажыроо процесси катары жогоруда келтирилген бөлүү мисалы жөнүндө айтуу туура.
Белгилей кетүүчү нерсе, каралып жаткан реакция өнөр жайда дүйнөдөгү эң көп өндүрүлгөн органикалык кошулманы – этилен газын алуу үчүн кеңири колдонулат. Бирок, C2H6бул эң жөнөкөй алкендин жарылуучу мүнөзүнөн улам башка алкендерден көбүрөөк синтезделет. заттар.
Аныктамаларды, теңдемелерди, типтерди жана реакциялардын ар кандай мисалдарын карап чыккандан кийинажыроо, биз адам денеси жана жаратылыш үчүн гана эмес, ошондой эле өнөр жай үчүн абдан маанилүү ролду ойнойт деген тыянак чыгарууга болот. Ошондой эле анын жардамы менен көптөгөн пайдалуу заттарды лабораторияларда синтездесе болот, бул окумуштууларга маанилүү химиялык изилдөөлөрдү жүргүзүүгө жардам берет.
