Көбүнчө сырткы келбеттүү адамдардан буюмдун же каражаттын ден соолугуна кооптуу экенин уга аласыз. Мындан тышкары, мындай билдирүүнүн пайдасына негизги аргумент болуп калат: "Бул химия!". Бирок муну мектепте бул предмет боюнча сабакты ачык калтырып кеткендер гана айта алышат. Чындыгында адам жана ар кандай биологиялык организм өзү көптөгөн органикалык жана органикалык эмес заттардан турат. Ошол эле учурда анын ичинде тынымсыз жүрүп жаткан ар кандай процесстер анын жашоого жөндөмдүүлүгүн сактоого жардам берет. Алардын ичинен негизгилеринин бири - ажыроо химиялык реакциясы. Келгиле, ал жөнүндө жана анын органикалык жана органикалык эмес заттар менен агымынын өзгөчөлүктөрү жөнүндө көбүрөөк билели.
Кандай процесс химиялык реакция деп аталат
Биринчиден, «химиялык реакция» түшүнүгүнүн маанисин билип алуу зарыл. Бул сөз айкашы бир же бир нече баштапкы заттардын (реагенттер деп аталган) башка затка айланышы дегенди билдирет. Мындай метаморфоз процессинде өз ара аракеттенүүчү атомдордун ядролорукошулмалар өзгөрүүгө жөндөмдүү эмес, бирок электрондордун кайра бөлүштүрүлүшү бар. Ошентип, трансформациядан кийин чыгарууда жаңы атомдук бирикмелер пайда болот.
Химиялык реакциялар физикалык жана ядролук реакциялардан сапаттык жактан айырмаланат.
- Биринчинин натыйжасында, баштапкы реагенттер аралашмаларды түзүүгө же бир агрегация абалынан экинчисине өтүүгө жөндөмдүү болсо да, алардын курамын эч качан өзгөртпөйт. Алардан айырмаланып, химиялык процесстер таптакыр башка касиеттерге ээ болгон жаңы кошулмалардын пайда болушу менен коштолот.
- Экинчи натыйжа - атомдордун изотоптук курамынын жана санынын өзгөрүшү. Ошентип, кээ бир элементтердин чыгышында, башкалары түзүлөт. Бирок, химиялык процесстер үчүн мындай терең метаморфоздор мүнөздүү эмес. Анткени алардан улам болгон өзгөрүүлөр атомдордун ички түзүлүшүнө таасир этпейт.
Химиялык реакциялар үчүн шарттар
Көп учурларда мындай процесстердин ийгиликтүү жүрүшү үчүн реагенттерди бири-бири менен физикалык жактан байланыштыруу же аралаштыруу керек. Бирок көп учурда химиялык реакцияны баштоо үчүн катализаторлор керек. Бул ролду ар кандай заттар да, белгилүү бир тышкы шарттар да аткарышы мүмкүн.
- Температуранын таасири. Жеке химиялык процесстерди баштоо үчүн реагенттерди жылытуу керек. Мисалы, кальций карбонатынын ажыроо реакциясын баштоо үчүн бул кошулманын температурасын 900-1200 °Cге чейин көтөрүү керек.
- Электромагниттик толкундар. Ар кандай процесстердин жүрүшүн эң эффективдүү стимулдаштыруучу бул жарык толкундарынын реагенттерине таасири. Мындай реакциялар «фотохимиялык» деп аталат. Мындай реакциянын классикалык мисалы - фотосинтез.
- Иондоштуруучу нурлануу.
- Электр тогунун таасири.
- Реактивдерге механикалык таасирдин ар кандай түрлөрү.
Химиялык реакциялардын кандай түрлөрү бар
Мындай процесстердин классификациясы негизинен алты өзгөчөлүккө негизделген.
- Фазалык бөлүнүү чектеринин болушу боюнча: гомо-/гетерогендик реакциялар.
- Жылуулуктун чыгышы/жутулушу менен: экзотермиялык жана эндотермиялык процесстер.
- Катализаторлордун бар/жоктугу боюнча: каталитикалык жана каталитикалык эмес реакциялар.
- Агуунун багыты боюнча: кайтуучу жана кайтарылгыс процесстер. Бул категорияга жараша химиялык теңдеменин сол жана оң бөлүктөрүнүн ортосунда белгинин бир түрү бар. Кайтарылгыс үчүн - бул карама-каршы багытта багытталган эки жебе, кайра кайтарылуучу үчүн - бир гана, солдон оңго багытталган.
- Кисденүү даражасын өзгөртүү менен. Бул принципке ылайык, редокс реакциясы бөлүнүп алынат.
- Бөлүү (бөлүү), айкалыштыруу, алмаштыруу жана алмашуу реагенттердин метаморфозуна окшош химиялык процесстердин түрлөрү.
Бөлүү (бөлүү) реакциясы: бул эмне
Бул термин бир татаал затты эки же андан көп жөнөкөй заттарга бөлүү процессин билдирет. Көпчүлүк учурларда, бул жогорку менен катализделгентемпература. Ушул себептен улам, бул процесс термикалык ажыроо реакциясы деп да аталат.
Мисал катары өнөр жайда таза кычкылтекти (O2) алуунун классикалык ыкмаларынын бирин келтирүүгө болот. Бул KMnO4 ысытуунун натыйжасында болот ("калий перманганаты" деген ат менен баарына белгилүү).
Бөлүнүүнүн натыйжасында кычкылтек гана эмес, калий манганаты да пайда болот (K2MnO4) , ошондой эле марганец диоксиди катары (MnO 2).
Ажыратуу реакциясынын теңдемеси
Ар кандай химиялык теңдеме эки бөлүктөн турат: сол жана оң. Алардын биринчисинде реакцияга кирүүчү бирикмелер, экинчисинде реакция продуктылары жазылат. Алардын ортосунда, адатта, оң тарапты көрсөткөн жебе коюлат. Кээде бул эки тараптуу, эгерде биз кайра жаралуучу процесс жөнүндө айта турган болсок. Кээ бир учурларда, аны бирдей белги (=) менен алмаштырууга жол берилет.
Каралып жаткан процесстин башка химиялык процесстер сыяктуу эле өзүнүн формуласы бар. Схемалык түрдө ажыроо реакциясынын теңдемеси мындай болот: AB (t) → A+B.
Мындай процесстердин басымдуу көпчүлүгү ысыктын таасири астында болоорун эстен чыгарбоо керек. Муну көрсөтүү үчүн же t тамгасы же үч бурчтук көбүнчө жебенин үстүндө же жанына коюлат. Бирок, кээде жылуулуктун ордуна ар кандай заттар, радиация катализатордун ролун аткарат.
Жогорудагы формулада AB баштапкы комплекстүү кошулма, A, B жаңы заттар,ажыроо реакциясынын натыйжасында пайда болгон.
Мындай процесстин практикалык мисалдары көп кездешет. Бул формуланы мурунку абзацта сүрөттөлгөн процесстин теңдемесин колдонуу менен иллюстрациялоого болот: 2KMnO4 (t) → K2MnO4 + MnO2 + O2↑.
Чыруу реакцияларынын түрлөрү
Катализатордун түрүнө жараша (татаал заттын жөнөкөй заттарга бөлүнүшүнө салым кошот) ажыроонун бир нече түрлөрү бөлүнөт.
- Биодеградация – тирүү организмдердин (микроорганизмдер, козу карындар, балырлар) активдүүлүгүнөн заттардын ажыроосу. Жөнөкөй тил менен айтканда, бул процессти ажыроо деп атоого болот. Анын айынан продукциялар бузулат. Бул бир жагынан алардын узак мөөнөткө сакталышына тоскоол болсо, экинчи жагынан жаратылышка керексиз нерселердин баарын пайдаланууга жардам берип, экосистемаларды калыбына келтирет.
- Радиолиз - молекулаларын иондоштуруучу нурлануунун таасири аркылуу кошулмалардын ыдырашы.
-
Термолиз - ажыроо реакциясын баштоо үчүн температуранын жогорулашы (мындай процесстердин мисалдарын 8-9-пункттарда табууга болот).
Бөлүнүүнүн бул түрүнүн түрчөлөрү бар - пиролиз. Анын кадимки термолизден айырмасы, заттын молекулаларына жогорку температуранын таасиринен тышкары, алар кычкылтек менен өз ара аракеттенүү мүмкүнчүлүгүнөн да ажырайт (О2).
- Солволиз - эриген зат менен эритүүчүнүн ортосундагы алмашуу ажыратуу. Акыркысынын түрүнө жараша бул процесстин төмөнкүдөй түрлөрү бөлүнөт: гидролиз (суу), алколиз (спирттер), аммонолиз (аммиак).
- Электролиз - молекулалардын электр тогунун таасири аркылуу ажырашы (мисалы кийинки абзацта).
H2O бөлүү
Ажыратуу реакциясынын теориясы менен таанышкандан кийин, аны практикалык ишке ашыруунун мисалдарына көңүл буруу керек. H2O бүгүнкү күндө химиялык эксперименттер үчүн эң жеткиликтүү заттардын бири болгондуктан, аны андан баштоо керек.
Суунун бул ажыроо реакциясы да электролиз деп аталат жана мындай көрүнөт: 2H2O (электр тогу) → 2H2↑ + O 2↑.
Бул теңдеме төмөнкүчө чечмеленет: суу молекулаларына электр тогунун таасири астында алар бөлүнүп, эки газды – кычкылтек менен суутекти түзүшөт.
Бул ыкма суу астында жүрүүчү кайыктарда кычкылтек өндүрүү үчүн активдүү колдонулуп жатканын белгилей кетүү керек. Заманбап дүйнөдө ал натрий пероксидинен (Na2O2) өз ара аракеттенүү аркылуу бул маанилүү затты алуунун кымбатыраак ыкмасын алмаштырды. көмүр кычкыл газы менен: Na2O2 + CO2↑ → Na2CO3 + O2↑.
Узак мөөнөттө суунун ажыроо реакциясы планетанын келечеги үчүн чоң мааниге ээ болушу мүмкүн. Анткени бул жол менен кычкылтекти гана эмес, ракета отун катары колдонулган суутекти да өндүрүүгө болот. Бул чөйрөдө иштеп чыгуулар көп жылдар бою жүрүп жатат, бирок негизги көйгөй - бөлүү үчүн энергияны керектөөнүн көлөмүн азайтуу зарылчылыгы.суу молекулалары.
H2O2 бөлүү
Чыроо реакцияларынын башка мисалдарынан суутектин пероксидинен (пероксид) суу менен кычкылтектин пайда болушуна көңүл буруу керек.
Бул окшош: N2O2 (t) → 2N2 O + O2↑.
Бул процесс термикалык да болуп саналат, анткени аны баштоо үчүн баштапкы заттарды 150 °C температурага чейин ысытуу керек.
Ошондуктан суутек перекиси (аны көпчүлүк адамдар жарааттарды дарылоо үчүн колдонушат) үйдөгү аптечкалардагы сууга айланбайт.
Бирок, эгерде зат каустикалык сода (NaOH) же марганец диоксиди (MnO сыяктуу кошулмалар менен тийсе, суутек перекисинин ажыроо реакциясы кадимки бөлмө температурасында да болушу мүмкүн экенин эстен чыгарбоо керек. 2). Платина (Pt) жана купрум (Cu) да катализатор катары иштей алат.
CaCO3 термикалык ажыроо реакциясы
Дагы бир кызыктуу мисал - кальций карбонатынын ыдырашы. Бул процессти төмөнкү теңдеме аркылуу жазууга болот: CaCO3 (t) → CaO + CO2 ↑.
Бул реакциянын продуктысы күйгүзүлгөн акиташ (кальций оксиди) жана көмүр кычкыл газы болот.
Жогорудагы процесс көмүр кычкыл газын өндүрүү үчүн өнөр жайда активдүү колдонулат. Окшош реакциялар адистештирилген шахталарда жүргүзүлөт, анткени кальций карбонатынын ыдыратылышы 900 °Cден жогору температурада гана жүрөт.
