Самое интересное в окружающем мире состоит в том, что он постоянно изменяется.
Понятие «химическая реакция» - второе главное понятие химии. Каждую секунду в мире происходит неисчислимое множество реакций, в результате которых одни вещества превращаются в другие. Некоторые реакции мы можем наблюдать непосредственно, например ржавление железных предметов, свертывание крови, сгорание автомобильного топлива.
В то же время, подавляющее большинство реакций остаются невидимыми, но именно они определяют свойства окружающего нас мира.
Для того, чтобы осознать свое место в мире и научиться им управлять, человек должен глубоко понять природу этих реакций и те законы, которым они подчиняются. Задача современной химии состоит в изучении функций веществ в сложных химических и биологических системах, анализе связи структуры вещества с его функциями и синтезе веществ с заданными функциями.
Итак, химических реакций протекающих вокруг человека очень много, они протекают постоянно. Что же необходимо сделать, чтобы не запутаться во всём многообразии химических реакций? Научиться их классифицировать и выявлять существенные признаки классов.
Цель данной работы: рассмотреть понятие «химическая реакция» и систематизировать и обобщить знания о классификации химических реакций.
Работа состоит из введения, двух глав, заключения и списка литературы. Общий объем работы 14 страниц.
1. Общее понятие о химической реакции
Химическая реакция - это превращение одних веществ в другие. Однако, такое определение нуждается в существенном дополнении.
Так, например, в ядерном реакторе или в ускорителе тоже одни вещества превращаются в другие, но такие превращения химическими не называют. В чем же здесь дело? В ядерном реакторе происходят ядерные реакции. Они заключаются в том, что ядра элементов при столкновении с частицами высокой энергии (ими могут быть нейтроны, протоны и ядра иных элементов) - разбиваются на осколки, представляющие собой ядра других элементов. Возможно и слияние ядер между собой. Эти новые ядра затем получают электроны из окружающей среды и, таким образом, завершается образование двух или нескольких новых веществ. Все эти вещества являются какими-либо элементами Периодической системы. В отличие от ядерных реакций, в химических реакциях не затрагиваются ядра атомов. Все изменения происходят только во внешних электронных оболочках. Разрываются одни химические связи и образуются другие.
Таким образом, химическими реакциями называются явления, при которых одни вещества, обладающие определенным составом и свойствами, превращаются в другие вещества - с другим составом и другими свойствами. При этом в составе атомных ядер изменений не происходит.
Выделим признаки и условия химических реакций (рис.1, 2).
Рисунок 1 – Признаки химических реакций
Рисунок 2 – Условия проведения химических реакций
Рассмотрим типичную химическую реакцию: сгорание природного газа (метана) в кислороде воздуха (данную реакцию можно наблюдать дома, у кого есть газовая плита) на рисунке 3.
Рисунок 3 - Сгорание природного газа (метана) в кислороде воздуха
Метан СН4 и кислород О2 реагируют между собой с образованием диоксида углерода СО2 и воды Н2О. При этом разрываются связи между атомами С и Н в молекуле метана и между атомами кислорода в молекуле О2. На их месте возникают новые связи между атомами С и О, Н и О.
На рисунке 3 хорошо видно, что для успешного осуществления реакции на одну молекулу метана надо взять две молекулы кислорода. Однако записывать химическую реакцию с рисунков молекул не слишком удобно, поэтому для записи химических реакций используют сокращенные формулы веществ - такая запись называется уравнением химической реакции.
КИСЛОТНО-ОСНОВНІ ІНДИКАТОРИ (рН-індикатори) — речовини, які змінюють забарвлення залежно від рН середовища. Застосовуються для фіксування кінця реакції між кислотами та основами (в основному в кислотно-основному титруванні) та інших реакцій, що супроводжуються зміною концентрації Н+-іонів, а також для вимірювання рН-середовища колориметрично. К.-о.і. мають відповідати таким вимогам: 1) забарвлення індикатора при різних значеннях рН повинно чітко розрізнятися; 2) зміна забарвлення індикатора має відбуватися у чітко визначеному вузькому інтервалі значень рН; 3) забарвлення індикатора повинно бути інтенсивним; 4) кількість титранту, необхідного для зміни забарвлення індикатора, має бути настільки малою, щоб не спотворювати результати титрування; 5) зміна забарвлення індикатора повинна мати оборотний характер.
К.-о.і. — слабкі органічні кислоти або основи, що становлять супряжену пару, кислотна та основна форма яких розрізняється за кольором. К.-о.і. — більш слабкі кислоти чи основи, ніж речовини, що титруються, тому вони вступають у реакцію з титрантом після того, як основна маса аналізованої речовини вже прореагує. Зміна забарвлення К.-о.і. пов’язана зі зміною структури їх молекул у зв’язку з віддачею чи приєднанням Н+-іонів — появою нових хромоформних груп або їх заміною. У водному розчині К.-о.і. існує рухома рівновага: Ina+Н2O 2arrow.eps Inв+Н3O+, де Ina, Inв — кисла та основна форма К.-о.і., забарвлених по-різному. Константа рівноваги процесу дисоціації KIn=[Inв]∙[Н3O+]/[Ina] називається константою К.-о.і. Забарвлення розчину визначається співвідношенням [Inв]/[Ina]. Вважають, що колір однієї форми К.-о.і. превалює, якщо її концентрація в 10 разів вища, ніж іншої форми, тобто відношення [Inв]/[Ina]=[Н3O+]/KIn становить 0,1 чи 10 або при значенні рН=KIn±1. Значення рН, при якому відбувається зміна забарвлення К.-о.і., називається інтервалом переходу К.-о.і. Значення рН, при якому перехід забарвлення найбільш виразний, тобто той момент, коли титрування закінчується, називається показником титрування рТ, який не є точною характеристикою індикатора, а його величина близька до рKIn і знаходиться приблизно посередині інтервалу переходу індикатора. Для кислотно-основного титрування вибирають К.-о.і., у якого інтервал переходу включає значення рН у точці еквівалентності. Якщо це значення відрізняється від рТ К.-о.і., то виникає індикаторна помилка, тобто К.-о.і. змінює забарвлення дещо раніше чи пізніше за точку еквівалентності.
К.-о.і. підрозділяють на: чутливі до кислот — інтервал переходу знаходиться в лужному середовищі (фенолфталеїн, алізариновий жовтий, тимолфталеїн); чутливі до основ — інтервал переходу — у кислому середовищі (метиловий жовтогарячий, бромфеноловий синій); чутливі до кислот і основ або нейтральні індикатори — інтервал переходу — в нейтральному середовищі (бромтимоловий синій, нейтральний червоний). При визначенні сильних кислот або основ використовуються практично будь-які К.-о.і., слабких кислот — К,-о.і., чутливі до кислот; слабких основ — К.-о.і., чутливі до основ. Для збільшення чіткості переходу забарвлення К.-о.і. застосовують змішані індикатори — суміші двох індикаторів, кольори яких доповнюють один одного (тимоловий синій, фенолфталеїн) або суміші індикатора і нейтрального барвника, що не змінює свого забарвлення при різних значеннях рН (нейтральний червоний, метиленовий синій).
Самое интересное в окружающем мире состоит в том, что он постоянно изменяется.
Понятие «химическая реакция» - второе главное понятие химии. Каждую секунду в мире происходит неисчислимое множество реакций, в результате которых одни вещества превращаются в другие. Некоторые реакции мы можем наблюдать непосредственно, например ржавление железных предметов, свертывание крови, сгорание автомобильного топлива.
В то же время, подавляющее большинство реакций остаются невидимыми, но именно они определяют свойства окружающего нас мира.
Для того, чтобы осознать свое место в мире и научиться им управлять, человек должен глубоко понять природу этих реакций и те законы, которым они подчиняются. Задача современной химии состоит в изучении функций веществ в сложных химических и биологических системах, анализе связи структуры вещества с его функциями и синтезе веществ с заданными функциями.
Итак, химических реакций протекающих вокруг человека очень много, они протекают постоянно. Что же необходимо сделать, чтобы не запутаться во всём многообразии химических реакций? Научиться их классифицировать и выявлять существенные признаки классов.
Цель данной работы: рассмотреть понятие «химическая реакция» и систематизировать и обобщить знания о классификации химических реакций.
Работа состоит из введения, двух глав, заключения и списка литературы. Общий объем работы 14 страниц.
1. Общее понятие о химической реакции
Химическая реакция - это превращение одних веществ в другие. Однако, такое определение нуждается в существенном дополнении.
Так, например, в ядерном реакторе или в ускорителе тоже одни вещества превращаются в другие, но такие превращения химическими не называют. В чем же здесь дело? В ядерном реакторе происходят ядерные реакции. Они заключаются в том, что ядра элементов при столкновении с частицами высокой энергии (ими могут быть нейтроны, протоны и ядра иных элементов) - разбиваются на осколки, представляющие собой ядра других элементов. Возможно и слияние ядер между собой. Эти новые ядра затем получают электроны из окружающей среды и, таким образом, завершается образование двух или нескольких новых веществ. Все эти вещества являются какими-либо элементами Периодической системы. В отличие от ядерных реакций, в химических реакциях не затрагиваются ядра атомов. Все изменения происходят только во внешних электронных оболочках. Разрываются одни химические связи и образуются другие.
Таким образом, химическими реакциями называются явления, при которых одни вещества, обладающие определенным составом и свойствами, превращаются в другие вещества - с другим составом и другими свойствами. При этом в составе атомных ядер изменений не происходит.
Выделим признаки и условия химических реакций (рис.1, 2).
Рисунок 1 – Признаки химических реакций
Рисунок 2 – Условия проведения химических реакций
Рассмотрим типичную химическую реакцию: сгорание природного газа (метана) в кислороде воздуха (данную реакцию можно наблюдать дома, у кого есть газовая плита) на рисунке 3.
Рисунок 3 - Сгорание природного газа (метана) в кислороде воздуха
Метан СН4 и кислород О2 реагируют между собой с образованием диоксида углерода СО2 и воды Н2О. При этом разрываются связи между атомами С и Н в молекуле метана и между атомами кислорода в молекуле О2. На их месте возникают новые связи между атомами С и О, Н и О.
На рисунке 3 хорошо видно, что для успешного осуществления реакции на одну молекулу метана надо взять две молекулы кислорода. Однако записывать химическую реакцию с рисунков молекул не слишком удобно, поэтому для записи химических реакций используют сокращенные формулы веществ - такая запись называется уравнением химической реакции.
КИСЛОТНО-ОСНОВНІ ІНДИКАТОРИ (рН-індикатори) — речовини, які змінюють забарвлення залежно від рН середовища. Застосовуються для фіксування кінця реакції між кислотами та основами (в основному в кислотно-основному титруванні) та інших реакцій, що супроводжуються зміною концентрації Н+-іонів, а також для вимірювання рН-середовища колориметрично. К.-о.і. мають відповідати таким вимогам: 1) забарвлення індикатора при різних значеннях рН повинно чітко розрізнятися; 2) зміна забарвлення індикатора має відбуватися у чітко визначеному вузькому інтервалі значень рН; 3) забарвлення індикатора повинно бути інтенсивним; 4) кількість титранту, необхідного для зміни забарвлення індикатора, має бути настільки малою, щоб не спотворювати результати титрування; 5) зміна забарвлення індикатора повинна мати оборотний характер.
К.-о.і. — слабкі органічні кислоти або основи, що становлять супряжену пару, кислотна та основна форма яких розрізняється за кольором. К.-о.і. — більш слабкі кислоти чи основи, ніж речовини, що титруються, тому вони вступають у реакцію з титрантом після того, як основна маса аналізованої речовини вже прореагує. Зміна забарвлення К.-о.і. пов’язана зі зміною структури їх молекул у зв’язку з віддачею чи приєднанням Н+-іонів — появою нових хромоформних груп або їх заміною. У водному розчині К.-о.і. існує рухома рівновага: Ina+Н2O 2arrow.eps Inв+Н3O+, де Ina, Inв — кисла та основна форма К.-о.і., забарвлених по-різному. Константа рівноваги процесу дисоціації KIn=[Inв]∙[Н3O+]/[Ina] називається константою К.-о.і. Забарвлення розчину визначається співвідношенням [Inв]/[Ina]. Вважають, що колір однієї форми К.-о.і. превалює, якщо її концентрація в 10 разів вища, ніж іншої форми, тобто відношення [Inв]/[Ina]=[Н3O+]/KIn становить 0,1 чи 10 або при значенні рН=KIn±1. Значення рН, при якому відбувається зміна забарвлення К.-о.і., називається інтервалом переходу К.-о.і. Значення рН, при якому перехід забарвлення найбільш виразний, тобто той момент, коли титрування закінчується, називається показником титрування рТ, який не є точною характеристикою індикатора, а його величина близька до рKIn і знаходиться приблизно посередині інтервалу переходу індикатора. Для кислотно-основного титрування вибирають К.-о.і., у якого інтервал переходу включає значення рН у точці еквівалентності. Якщо це значення відрізняється від рТ К.-о.і., то виникає індикаторна помилка, тобто К.-о.і. змінює забарвлення дещо раніше чи пізніше за точку еквівалентності.
К.-о.і. підрозділяють на: чутливі до кислот — інтервал переходу знаходиться в лужному середовищі (фенолфталеїн, алізариновий жовтий, тимолфталеїн); чутливі до основ — інтервал переходу — у кислому середовищі (метиловий жовтогарячий, бромфеноловий синій); чутливі до кислот і основ або нейтральні індикатори — інтервал переходу — в нейтральному середовищі (бромтимоловий синій, нейтральний червоний). При визначенні сильних кислот або основ використовуються практично будь-які К.-о.і., слабких кислот — К,-о.і., чутливі до кислот; слабких основ — К.-о.і., чутливі до основ. Для збільшення чіткості переходу забарвлення К.-о.і. застосовують змішані індикатори — суміші двох індикаторів, кольори яких доповнюють один одного (тимоловий синій, фенолфталеїн) або суміші індикатора і нейтрального барвника, що не змінює свого забарвлення при різних значеннях рН (нейтральний червоний, метиленовий синій).
Объяснение: