Химиялы? реакциялар

Химиялы? реакциялар ? заттарды? ?зара ?рекеттесу? н?тижес?нде оларды? химиялы? ??рамы мен ??рылысы ?згер?п, бас?а заттар?а айналуы.

Химиялы? реакциялар массаны? са?талу за?ы мен эквиваленттер за?ына нег?зделген. Химиялы? реакцияларды? ядролы? реакциялардан айырмашылы?ы ? реакция кез?нде ?рекеттесет?н заттар ??рамында?ы химиялы? элементтер мен оларды? атомдарыны? жалпы саныны? ?згермейт?нд?г?нде. Химиялы? реакциялар химиялы? те?деулер ар?ылы ?рнектелед?. Химиялы? ?рд?сте тура реакциямен ?атар бастап?ы заттар ?айта т?з?лет?н кер? реакция ж?ред?. ?айтымды реакцияда тура реакция мен кер? реакцияны? жылдамды?тары те?ескенде, ж?йеде химиялы? тепе-те?д?к орнайды, б?ра? кер? ?рд?с баяу ж?рет?нд?ктен, к?птеген химиялы? реакциялар ?айтымсыз болады, я?ни ая?ына дей?н ж?ред?.

Реакция кез?нде заттар саныны? ?згеру?не ?арай химиялы? реакциялар:

?осылу
Айырылу
Орын басу
Алмасу
Изомерлену

болып б?л?нед?.

Айырылу реакциясында б?р зат ек? немесе одан да к?п зат?а айналады; мысалы: 2HgO=2Hg+O2.
Орын басу реакциясында бастап?ы жай ж?не к?рдел? заттардан жа?а жай не к?рдел? зат т?з?лед?; мысалы: Zn+H2SO4=ZnSO4+H2.
Алмасу реакциясында ек? к?рдел? зат ??рам б?л?ктер?мен алмасады; мысалы: BaCl2+H2SO4= =BaSO4+2HCl.
Изомерлену кез?нде молекула ??рамында?ы атомдар орындарын алмастырып, затты? жа?а изомер? т?з?лед?.

Элементтерде тоты?у д?режес? ?згерет?н реакциялар тоты?у ? тоты?сыздану реакцияларына жатады. Химиялы? реакцияларды? экзотермиялы? реакция, эндотермиялы? реакция деген т?рлер? де бар. Реакция?а ?атысатын заттарды? агрегатты? к?й?не ?арай гомогенд? (заттарды? агрегатты? к?йлер? б?рдей), гетерогенд? (заттарды? агрегатты? к?йлер? ?р т?рл?) реакциялар болады. Гомогенд? ж?не гетерогенд? реакциялар ??рылысына ?арай жай ж?не к?рдел? болуы м?мк?н. Егер ж?йеде б?р ?ана ?айтымсыз реакция ж?рет?н болса, ондай реакция жай реакция деп аталады. К?рдел? реакциялар б?рнеше жай реакциялардан т?рады. К?рдел? реакциялар?а ?айтымды, параллель, сатылы, т?збект? ж?не катализатор ?атысымен ж?рет?н катализд?к реакциялар жатады. Реакцияны ж?рг?зуде ?олданылатын энергия т?р?не байланысты Х. р.: термиялы?, электрхимиялы?, фотохимиялы?, плазмахимиялы?, т.б. топтар?а б?л?нед?.

Таби?атта ж?не зертханада ж?рет?н барлы? химиялы? реакциялар?а аллотропты? т?р ?згеру? мен изомерлену ??былыстары да жатады. Олар?а орта? белг?: заттарды? б?р-б?р?не айналуы, я?ни бастап?ы заттарда?ы (реагенттердег?) б?рын?ы химиялы? байланыстарды? ?з?л?п, со??ы заттарда?ы (?н?мдердег?) жа?а байланыстарды? т?з?лу?. Демек, кез келген химиялы? реакция ж?ру ?ш?н о?ан ?атысатын реагенттер б?лшектер?н?? (атомдарды?, молекулаларды?, иондарды?) ?рекеттесуге жетерл?к энергиясы болуы шарт.

Е? ?арапайым реакцияларда затты? сапалы? ??рамы ?згермей са?талады. О?ан химиялы? элементтерд??, жай заттарды? аллотропты? т?р ?згер?с?н мысал?а алу?а болады:

С _{(графит)}

\rightleftarrows

С _(алмаз)

3O _{2(оттек)}

\rightleftarrows

2О _3(озон)

М?ндай реакциялар органикалы? химияда жи? кездесед?, оларды изомерлену реакциялары деп атайды.

?рекеттесет?н заттарды? химиялы? ??рамы ?згере ж?рет?н реакцияларды олар?а т?н белг?лер?не ?арай т?ртке б?л?п ж?ктейд?.

?асиеттер?

Химиялы? реакциялар кез?нде атомаралы? химиялы? байланыстар т?зед?.
Химиялы? реакция кез?нде химиялы? ?осылыс т?з?лед?.
Химиялы? реакция?а ?атысатын затты реагент деп атайды.
Химиялы? реакция кез?нде т?з?лет?н затты ?н?м деп атайды.

Заттарды? ??рамы мен саны ?згере ж?рет?н реакциялар

Б??ан б?рыннан таныс ?осылу, айырылу, орынбасу, алмасу реакциялары жатады.

Егер б?рнеше реагент б?р?г?п б?р ?ана ?н?м т?зсе, ол ? ?осылу, ал кер?с?нше, б?р к?рдел? зат ыдырап, одан б?рнеше жа?а заттар т?з?лсе, айырылу реакциясына жатады. Органикалы? химияда?ы аса ма?ызды гидрлену , гидраттану, полимерлену реакциялары ?осылу реакциясына мысал бола алады:

CH ₂= СН ₂ + H ₂ → СН ₃ - СН ₃ (гидрлену)

СН ₂ = СН ₂ + H ₂O → С ₂Н ₅ОН (гидраттану)

nСН ₂ = СН ₂ → (? СН ₂ ? СН ₂ ?) _n (полимерлену)

Б?лар?а ?арама-?арсы ж?рет?н дегидрлену, дегидраттану , деполимерлену реакциялары, кер?с?нше, айырылу реакциясы болып саналады:

CH ₃ - СН ₃ → СH ₂ = СН ₂ + Н ₂

С ₂ H ₅OH → СH ₂ = СН ₂ + Н ₂O

(-CH ₂-CH ₂-) _n→ n(CH ₂=CH ₂)

?аны??ан к?м?рсутектерд?? ??рамында?ы сутек атомдарыны? галоген атомдарына орын бер?п, жа?а ек? к?рдел? зат?а айналуы орынбасу реакциясына жатады. Мысалы, метан молекуласыны? б?рт?ндеп хлорлануын алайы?:

CH ₄+Cl ₂ → CH ₃Cl+HCl (хлорметан)

CH ₃Cl+Cl ₂ → CH ₃Cl ₂+HCl (дихлорметан)

CH ₂Cl ₂+Cl ₂ → CHCl ₃+HCl (трихлорметан)

CHCl ₃+Cl ₂ → CCl ₄+HCl (тетрахлорметан)

Бензолды бромдау реакциясы да осы?ан ??сайды:

C ₆H ₆+Br ₂ → C ₆H ₅Br+HBr

Ек? к?рдел? затты? ?рб?р?н?? ??рам б?л?ктер?н?? алмасуымен сипатталатын алмасу реакциясы н?тижес?нде ер?мейт?н не ?те аз диссоциацияланатын молекула т?з?лет?н?н немесе газ б?л?нет?н?н б?рыннан б?лес??дер. Органикалы? заттар мен бейорганикалы? заттар арасында ж?рет?н м?ндай ?рекеттесулерге мынадай бейтараптану реакциясы:

CH ₃COOH + KOH → CH ₃COOK + H ₂O

реакция н?тижес?нде т?з?лет?н ?лс?з к?м?р ?ыш?ылыны? газ?а ыдырауы:

2CH ₃COOH + CaCO ₃ → (CH ₃COO) ₂Ca + CO ₂↑ + H ₂O

ионданбайтын ?лс?з кремний ?ыш?ылыны? б?л?н?п шы?уы жатады:

2СН ₃СООН + K ₂SiO ₃ → 2СН ₃СООК + H ₂SiO ₃↓

Атомдарды? тоты?у д?режес? ?згере ж?рет?н реакциялар.

М?ндай реакцияларды тоты?у-тоты?сыздану реакциялары (ТТР) деп атайтыны белг?л?. Реакция кез?нде тоты?сыздандыр?ыш атом электронын тоты?тыр?ыш атом?а бер?п, ?з? тоты?ып, ек?нш?с? тоты?сызданады. Электронды? баланс ?д?с? ар?ылы тоты?у д?режес?не с?йен?п, шартты т?рде берген ж?не ал?ан электрондар санын есептеу ар?ылы те?деуд? о?ай те?ест?руге болады. Мысалы, альдегидтерд? сутекпен тоты?сыздандыру: R-CH=O + H2 = RCH2-OH

?здер?? к?р?п отыр?андай, органикалы? заттар ??рамында?ы тоты?у-тоты?сыздану?а ?атыс?ан атомды молекуланы? функционалды? тобына жататын б?л?г?нен ?здеу орынды. Сонда с?рке альдегид?ндег? альдегидт?к топты? спиртке айналуы ?ш?н онда?ы к?м?ртек атомы 2 электрон ?осып алады.

?детте, органикалы? химияда электрондар ?осып алу?а ынталы тоты?тыр?ыш б?лшект? (молекула, ион) электрофильд? реагенттер, ал кер?с?нше, электрондарды б?л?п беруге дайындарын нуклеофилъд? реагенттер деп жалпы атаумен атайды.

Органикалы? ?осылыстарда?ы байланыстарды? полюст?г? тым аз болатынды?тан, оны? ??рамында?ы атомдарды? шартты т?рдег? о? не тер?с тоты?у д?режес?н табу кейде ?иын?а т?сед?. М?ндай жа?дайда реакция?а ?атыс?ан тоты?тыр?ыш пен тоты?сыздандыр?ыш атомдарды ?здеп жатпай-а? бастап?ы реагентт?? молекуласын а?ыр?ы ?н?мге айналдыру ?ш?н ?ажетт? оттек атомыны? санын есептеу ар?ылы те?ест?ред?. Мысалы, этанолды калий перманганатымен тоты?тырып, с?рке ?ыш?ылына айналдыр?анда (б?зд?? те?деуде СН ₃СООК), бастап?ы реагентке С ₂Н ₅ОН б?р ?ана оттек атомы ?осылып, ек? сутек атомы б?л?н?п кетет?н?н бай?ау о?ай. Ал 2 сутек атомын байланыстыру ?ш?н та?ы да б?р оттек атомы ?ажет болатынын ескерсек, ?рб?р этанол молекуласы тоты?у ?ш?н 2 оттек атомы керек болатыны ай?ын. Б?л тоты?сыздандыр?ышты? 4 электрон б?л?п, 2 оттек атомын байланыстыратынын к?рсетед?. Ал калий перманганаты КМnO ₄ тоты?сызданып, марганец диоксид?не МnO ₂ айнал?анда, ?з?не ?ш электрон ?осып алатынын ескерсек, тоты?сыздандыр?ышты? молекуласыны? алдында 3, тоты?тыр?ышты? молекуласыны? алдында 4 коэффициенттер?н?? ?айдан келген?н т?с?нет?н боласы?дар:

ЗС ₂Н _бО + 4КМnO ₄ = ЗСН ₃СООК + 4МnO ₂+ КОН + 4Н ₂0

Д?л осылайша глюкозаны С ₆Н ₁₂О ₆ ?ыш?ыл ортада калий перманганатымен тоты?тыру реакциясын те?ест?ру ?ш?н глюкозаны? ?рб?р молекуласына 12 атом оттек ?ажет екен?н, ол 24 электрон берумен парапар болатынын, сол сия?ты марганец атомы ?ыш?ыл ортада Мn ⁺²-ге дей?н тоты?сызданатынын ескер?п, 24 ж?не 5 деген коэффициентт? тауып пайдаланамыз:

5С ₆Н ₁₂О ₆ + 24КМnO ₄ + 36H ₂SO ₄= 30CO ₂+ 24MnSO ₄+ 12K ₂SO ₄+ 66Н ₂O

Жылу эффект?с?мен сипатталатын реакциялар

Кез келген химиялы? ??былысты, я?ни химиялы? айналуларды сипаттайтын реакциялар реагенттерд?? ?н?мдерге айналуын к?рсетумен ?атар оларды? жылу эффект?с?н белг?леуге м?ндетт?. Осы?ан бола жылу беле ж?рет?н реакцияларды экзотермиялы?, ал жылу с???ре ж?рет?ндерд? эндотермиялы? деп саралайтынын б?лес??дер. Оларды арнайы термохимиялы? те?деулермен ?рнектейд?. Термохимиялы? те?деуд?? ерекшел?г? ? бер?лген реакцияны? жылу эффект?с? та?басымен ?оса энтальпия т?р?нде ΔН (дельта аш) жеке к?рсет?лед?. Мысалы:

2С ₂Н ₂ + 5О ₂ = 4СО ₂ + 2Н ₂О

ΔН _х.р. = -2610 кДж.

Термохимиялы? те?деуден ацетиленн?? жануы экзотермиялы? реакция?а жататынын, я?ни ?рекеттесу ж?р?п жат?ан ортадан жылу т?р?ндег? энергияны? сырт?а б?л?нет?н? (сонды?тан та?басы "-") бай?алады.

К?б?не химиялы? реакцияны? жылу эффект?с?н табу ?ш?н о?ан ?атысатын реагенттер мен ?н?мдерд?? т?з?лу энтальпиясын (стандартты жа?дайда) ?олданады. Ол 1 моль затты? жай заттардан т?з?лгендег? энтальпиясына те?.

Энтальпия м?ндер? ?рб?р затты? т?ра?тылы?ына ж?не оны? реакция?а т?суге бей?мд?л?г?не ж?не т.б. т?келей байланысты болады.

?айтымдылы?ымен сипатталатын реакциялар

Б?р ба?ытта ж?рет?н ?айтымсыз ж?не ?арама-?арсы ба?ытта ж?рет?н ?айтымды реакциялар болады.

?айтымсыз реакция кез?нде реагенттер ?зара т?гелдей ?рекеттес?п, ?н?мдерге айналады, о?ан ацетиленн?? жануы мысал бола алады:

2С ₂Н ₂ + 5О ₂ = 4СО ₂ + 2Н ₂О

?айтымсыз реакциялар?а кейб?р тоты?у-тоты?сыздану реакциялары мен ?осылу ж?не айырылу реакциялары да жатады. Б?ра?, жалпы ал?анда, ?айтымсыз реакциялар аса к?п болмайды.

?айтымды реакция н?тижес?нде процесс тура ж?не кер? ба?ытта да ж?ре алады, я?ни реагенттерд?? ?рекеттесу? ?н?мдерд? берсе, кер?с?нше, ?н?мдер ?зара ?рекеттескенде ?айтадан бастап?ы реагенттер б?л?н?п шы?ады.

?нерк?с?пте ж?не технологияда ?айтымсыз реакциялар к?б?рек кездесед?. Оларды ?ажетт? ба?ытта ж?рг?зу ?ш?н химиялы? кинетика за?дарына с?йенед?. ^[1]

Химиялы? кинетика ? реакцияны? ж?ру жылдамды?ы мен механизм?н зерттейт?н химияны? б?л?м?. Жылдамды? деген?м?з ? уа?ыт б?рл?г?ндег? ж?р?лген жол. Химиялы? реакцияны? жылдамды?ы деген?м?з ? уа?ыт б?рл?г?ндег? зат концентрациясыны? ?згер?с?. Реакцияларды ?андай ортада ж?рет?н?не ?арай гомогенд? (б?ртект?) ж?не гетерогенд? (?ртект?) деп б?лед?. Гомогенд? ж?йеде б?рдей агрегатты? к?йдег? заттар ?зара ?рекеттесед?, я?ни газ - газ, ер?т?нд? - ер?т?нд?.

Н _2(г) + С? _2(г) = 2НС? _(г)

2NaOH _(ер-д?) + H ₂SO ₄ = Na ₂SO _4(ер-д?) + 2H ₂O _(ер-д?)

Гомогенд? реакцияларды? жылдамды?ы келес? формуламен аны?талады: υ = ± ΔC / △?

м?нда?ы ΔC ? концентрацияны? ?згер?с? (С ₂ - С ₁); △? ? уа?ыт ?згер?с? (? ₂ ? ? ₁)

Дерекк?здер

↑ Химия: Жалпы б?л?м берет?н мектепт?? жаратылыстану-математика ба?ытында?ы 11-сыныбына арнал?ан о?улы? / ?. Тем?рболатова, Н. Н?рахметов, Р. Ж?мад?лова, С. ?л?мжанова. ? Алматы: ≪Мектеп≫ баспасы, 2007. ? 352 бет, суретт?. ISBN 9965-36-092-8

Та?ы ?ара?ыз

[1] Химия: Жалпы б?л?м берет?н мектепт?? жаратылыстану-математика ба?ытында?ы 11-сыныбына арнал?ан о?улы? / ?. Тем?рболатова, Н. Н?рахметов, Р. Ж?мад?лова, С. ?л?мжанова. ? Алматы: ≪Мектеп≫ баспасы, 2007. ? 352 бет, суретт?. ISBN 9965-36-092-8

[1]