De 13 typerna av kemiska reaktioner (med exempel)

Typen av kemiska reaktioner är baserade på vad som händer på molekylär nivå. vilka länkar bryts och hur de hamnar ihop med atomerna. Det tas också hänsyn till om arten får eller förlorar elektroner; även när det händer i de flesta kemiska reaktioner.

Materiel kan lida otaliga kemiska reaktioner eller omvandlingar, som på grund av deras tjocka antal behöver vissa kriterier för att skilja dem från varandra. Således kan det finnas enligt termodynamiska, kinetiska, molekylära eller elektroniska egenskaper.

Bildandet av vissa föreningar innefattar en serie reaktioner. Patina (nedre bilden) som täcker föremålen av brons eller koppar är till exempel en produkt av oxidation av koppar i närvaro av fukt och kolsyra; och är därför sammansatt av kopparkarbonat, CuCO3 och andra salter av denna metall.

Koldioxiden löses upp i vattnet som våtar kopparets yta, hydrolyserar till kolsyra. Som en följd blir pH-värdet surt och främjar oxidationen av koppar och bildandet av ett komplext vatten; som slutligen interagerar och fäller ut med mediet av karbonatjoner.

Nedan förklarar vi olika typer av kemiska reaktioner som existerar.

Oxidationsreducering (redox)

Oxidering av koppar

I patina-exemplet sker en oxidationsreaktion: den metalliska kopparen förlorar elektroner i närvaro av syre för att omvandlas till dess motsvarande oxid.

4Cu (s) + 02 (g) => Cu2O (s)

Koppar (I) oxid fortsätter att oxidera för att ge koppar (II) oxid:

2Cu20 (s) + O2 => 4CuO (s)

Denna typ av kemisk reaktion i vilken art ökar eller minskar deras antal (eller tillstånd) av oxidation, kallas oxidation och reduktion (redox).

Den metalliska koppar med oxidationstillstånd 0 förlorar först en elektron och sedan den andra (det oxideras), medan syret kvarstår (reducerat):

Cu => Cu + + e-

Cu + => Cu2 + + e-

O2 + 2e- => 2O2-

Förstärkningen eller förlusten av elektroner kan bestämmas genom att beräkna oxidationsnumren för atomerna i de kemiska formlerna av deras resulterande föreningar.

För Cu ₂ O är det känt att eftersom det är en oxid har vi anjonen O2-, så att laddningarna neutraliseras måste var och en av de två kopparatomerna ha en laddning av +1. Mycket liknande med CuO.

Koppar vid oxidation förvärvar positiva oxidationsnummer; och syre, som ska reduceras, negativa oxidationsnummer.

Järn och kobolt

Ytterligare exempel på redoxreaktionerna visas nedan. Även en kort kommentar kommer att göras och förändringarna i oxidationsnumren kommer att specificeras.

FeCl2 + CoCl3 => FeCl3 + CoCl2

Om oxidationsnumren beräknas kommer det att noteras att de hos Cl förblir med ett konstant värde av -1; inte så, med de av Faith and Co.

Vid första anblicken har järn oxiderats medan kobolt har minskats. Hur kan man veta? Eftersom järn nu interagerar inte med två Cl-anjoner men med tre är klor (neutral) atom mer elektronegativ än järn och kobolt. Å andra sidan händer motsatsen till kobolt: det händer att interagera med tre Cl- till två av dem.

Om ovanstående resonemang inte är tydligt, fortsätter vi att skriva de kemiska ekvationerna för nätöverföringen av elektroner:

Fe2 + => Fe3 + + e-

Co3 + + e- => Co2 +

Därför oxideras Fe2 +, medan Co3 + reduceras.

Jod och mangan

6KMnO4 + 5KI + 18HCl => 6MnCl2 + 5KIO3 + 6KCl + 9H20

Kemiska ekvationen ovan kan verka komplicerad, men det är det inte. Klor (Cl-) och syre (O2-) erfarenhetsvinst eller förlust av sina elektroner. Jod och mangan, ja.

Med tanke på endast föreningar med jod och mangan har du:

KI => KIO ₃ (oxidationsnummer: -1 till +5, förlorar sex elektroner)

KMnO4 => MnCl2 (oxidationsnummer: +7 till +2, få fem elektroner)

Jod oxideras, medan mangan reduceras. Hur man vet utan att beräkna? Eftersom jod går från att vara med kalium för att interagera med tre oxygener (mer elektronegativ); och mangan å andra sidan förlorar interaktioner med syre för att vara med klor (mindre elektronegativ).

KI kan inte förlora sex elektroner om KMnO ₄ får fem; Det är därför som antalet elektroner måste balanseras i ekvationen:

5 (KI => KIO ₃ + 6e-)

6 (KMnO4 + 5e- => MnCl2)

Vilket resulterar i en nettoöverföring av 30 elektroner.

förbränning

Förbränning är en kraftig och energisk oxidation där ljus och värme släpps. I allmänhet deltar syre i detta slag av kemisk reaktion som ett oxidations- eller oxidationsmedel; medan reduktionsmedlet är bränslet, vilket brinner i slutet av kontot.

Där det finns aska fanns förbränning. Dessa består huvudsakligen av kol och metalloxider; även om dess sammansättning logiskt beror på vad bränslet var. Nedan följer några exempel:

C (s) + O2 (g) => CO2 (g)

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

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

Var och en av dessa ekvationer motsvarar fullständiga förbränningar; det vill säga, allt bränsle reagerar med ett överskott av syre för att garantera sin fullständiga omvandling.

På samma sätt bör det noteras att CO ₂ och H ₂ O är gasformiga flertalprodukter när koldioxidkroppar brinner (såsom trä, kolväten och djurvävnader). Det är oundvikligt att en del allotrop av kol bildas på grund av brist på syre, såväl som mindre syreformiga gaser som CO och NO.

syntes

I den övre bilden visas en enkel representation. Varje triangel är en förening eller atom, som förenas för att bilda en enda förening; två trianglar bildar ett parallellogram. Massorna ökar och de fysikaliska och kemiska egenskaperna hos produkten är ofta mycket olika än de för dess reaktanter.

Förbränning av väte (som också är en redoxreaktion) producerar till exempel väteoxid eller syrehydrid; bättre känd som vatten:

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

Genom att blanda båda gaserna, vid hög temperatur bränner de producerande gasformigt vatten. När temperaturerna kyles, kondenserar ångorna för att ge flytande vatten. Flera författare anser att denna syntesreaktion är ett av de möjliga alternativen för att ersätta fossila bränslen för att erhålla energi.

Länkarna i HH och O = O bryts för att bilda två nya enkla länkar: HOH. Vatten är, som det är känt, en ojämförlig substans (bortom romantisk mening), och dess egenskaper är helt annorlunda än gasformigt väte och syre.

Joniska föreningar

Bildningen av jonföreningar från deras element är också ett exempel på en syntesreaktion. En av de enklaste är bildandet av metallhalogenider av grupper 1 och 2. Till exempel syntes syntesen av kalciumbromid:

Ca (s) + Br ₂ (l) => CaBr ₂ (s)

En allmän ekvation för denna typ av syntes är:

M (s) + X2 => MX ₂ (s)

samordning

När den bildade föreningen innefattar en metallatom inom en elektronisk geometri, sägs det vara ett komplex. I komplex förbinds metaller till liganderna genom svaga kovalenta bindningar och bildas genom koordinationsreaktioner.

Till exempel har vi komplexet [Cr (NH3) ₆ ] 3+. Detta bildas när Cr3 + -katjonen är i närvaro av ammoniakmolekylerna, NH3, vilka verkar som kromligander:

Cr3 + + 6NH3 => [Cr (NH3) ₆ ] 3+

Nedan är den resulterande koordinat oktaedronen runt krommetallcentret:

Observera att 3 + laddningen av kromet inte neutraliseras i komplexet. Dess färg är lila, och det är därför oktaedronen representeras med den färgen.

Vissa komplex är mer intressanta, som vid vissa enzymer som samordnar järn, zink och kalciumatomer.

sönderdelning

Nedbrytning är motsatsen till syntesen: en förening är uppdelad i ett, två eller tre element eller föreningar.

Till exempel har vi följande tre nedbrytningar:

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

2H2O2 (1) => 2H20 (1) + 02 (g)

H2CO3 (ac) => CO2 (g) + H20 (l)

HgO är ett rödaktigt fast ämne som genom verkan av värme sönderdelas i metallisk kvicksilver, flytande svart färg och syre.

Väteperoxiden eller väteperoxiden genomgår sönderdelning, vilket ger flytande vatten och syre.

Och kolsyra sönderdelas däremot i koldioxid och flytande vatten.

En mer "torr" sönderdelning är den som lider av metallkarbonater:

CaCO3 (s) => CaO (s) + CO2 (g)

Volcano i klassen

En sönderdelningsreaktion som har använts i kemi klasser är den termiska sönderdelningen av ammoniumdikromat, (NH4) 2Cr2O7. Detta orangefärgade cancerframkallande salt (så det måste hanteras med stor omsorg), brännskador för att släppa mycket värme och producera en grön fast kromoxid, Cr ₂ O ₃ :

(NH4) ₂ Cr2O7 (s) => Cr2O3 (s) + 4H20 (g) + N2 (g)

förskjutning

Förskjutningsreaktioner är en typ av redoxreaktion i vilken ett element förskjuter en annan i en förening. Det förskjutna elementet slutar minska eller vinna elektroner.

För att förenkla ovanstående visas den övre bilden. Cirklarna representerar ett element. Det observeras att den lime gröna cirkeln förskjuter den blåfärgade, återstående utanför; men inte bara det, men den blå cirkeln reduceras i processen och den av lime grön oxideras.

Från väte

Till exempel används följande kemiska ekvationer för att förklara ovanstående förklaras:

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

Zr (s) + 2H20 (g) => ZrO2 (s) + 2H2 (g)

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

Vad är det förskjutna elementet för dessa tre kemiska reaktioner? Väte, som reduceras till molekylärt väte, H2; Det går från ett oxidationsnummer +1 till 0. Observera att metallerna aluminium, zirkonium och zink kan förskjuta väte från syror och vatten. medan koppar, varken silver eller guld, kan det.

Metaller och halogener

Vi har också dessa två ytterligare förskjutningsreaktioner:

Zn (s) + CuSO4 (ac) => Cu (s) + ZnSO4 (ac)

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

I den första reaktionen förskjuter zinken den mindre aktiva kopparmetallen; zinket oxideras medan kopparet är reducerat.

I den andra reaktionen förskjuter klor, ett mer reaktivt element än jod, den senare i natriumsaltet. Här händer det tvärtom: det mest reaktiva elementet reduceras genom att oxidera det förskjutna elementet; Därför reduceras klor genom oxidering till jod.

Gasbildning

I reaktionerna kunde man se att flera av dem genererade gaser och därför också komma in i denna typ av kemisk reaktion. På samma sätt betraktas reaktionerna från den föregående sektionen, den för förskjutning av väte med en aktiv metall, som gasbildningsreaktioner.

Förutom de som redan nämnts släpper metallsulfider till exempel vätesulfid (som luktar som ruttna ägg) när saltsyra tillsätts:

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

Metates eller dubbelförskjutning

I reaktionen av metates eller dubbelförskjutning sker det som sker i en parbyte utan elektronöverföringar. det betraktas inte som en redoxreaktion. Som visas i bilden ovan bryter den gröna cirkeln den mörkblå länken för att länka till den ljusblå cirkeln.

utfällning

När interaktionerna hos ett par är tillräckligt starka för att övervinna solvenseringseffekten av vätskan erhålles en fällning. Följande kemiska ekvationer representerar utfällningsreaktioner:

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

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

I den första reaktionen Cl-displaces NO ₃ - för att bilda silverklorid, AgCl, som är en vit fällning. Och i den andra reaktionen förskjuter CO3 2- Cl-till fällning av kalciumkarbonat.