Emirilish reaktsiyalari sayyora hayotida katta rol o'ynaydi. Axir, ular barcha biologik organizmlarning chiqindilarini yo'q qilishga hissa qo'shadilar. Bundan tashqari, bu jarayon inson organizmiga har xil murakkab birikmalarni oddiy moddalarga (katabolizm) parchalash orqali kundalik ravishda so'rilishiga yordam beradi. Yuqorida aytilganlarning barchasiga qo'shimcha ravishda, bu reaktsiya murakkab moddalardan oddiy organik va noorganik moddalar hosil bo'lishiga yordam beradi. Keling, bu jarayon haqida koʻproq bilib olaylik, shuningdek, kimyoviy parchalanish reaksiyasining amaliy misollarini koʻrib chiqamiz.
Kimyoda reaksiyalar nima deyiladi, ularning turlari qanday va nimalarga bogʻliq
Ajralish haqida bilishdan oldin, umuman olganda, kimyoviy jarayonlarni o'rganishga arziydi. Bu nom baʼzi moddalar molekulalarining boshqalar bilan oʻzaro taʼsir qilish va shu tarzda yangi birikmalar hosil qilish qobiliyatini bildiradi.
Masalan, agar o'zarokislorod va ikkita vodorod molekulasi o'zaro ta'sir qiladi, natijada vodorod oksidining ikkita molekulasi hosil bo'ladi, biz hammamiz suv deb bilamiz. Bu jarayonni quyidagi kimyoviy tenglama yordamida yozish mumkin: O.
Kimyoviy reaksiyalarni farqlashning turli mezonlari mavjud boʻlsa-da (issiqlik effekti, katalizatorlar, faza chegaralarining mavjudligi/yoʻqligi, reaktivlarning oksidlanish darajasidagi oʻzgarishlar, qaytariluvchanlik/qaytmaslik), ular koʻpincha quyidagi boʻyicha tasniflanadi. o'zaro ta'sir qiluvchi moddalarning transformatsiya turi.
Demak, kimyoviy jarayonlarning toʻrt turi mavjud.
- Ulanish.
- Dekompozitsiya.
- Almashtirish.
- Almashtirish.
Yuqoridagi barcha reaksiyalar tenglamalar yordamida grafik tarzda yozilgan. Ularning umumiy sxemasi quyidagicha ko'rinadi: A → B.
Bu formulaning chap tomonida dastlabki reagentlar, oʻng tomonida esa reaksiya natijasida hosil boʻlgan moddalar joylashgan. Qoida tariqasida, uni ishga tushirish uchun harorat, elektr toki yoki katalitik qo'shimchalardan foydalanishga ta'sir qilish kerak. Ularning mavjudligi kimyoviy tenglamada ham ko'rsatilishi kerak.
Ajralish reaksiyasi (ajralish) nima
Bu turdagi kimyoviy jarayon bir moddaning molekulalaridan ikki yoki undan ortiq yangi birikmalar hosil boʻlishi bilan tavsiflanadi.
Oddiyroq qilib aytganda, parchalanish reaktsiyasini dizaynerning uyi bilan solishtirish mumkin. Mashina va qayiq qurishga qaror qilib, bola dastlabki tuzilmani qismlarga ajratadi va uning qismlaridan kerakli narsani quradi. Shu bilan birga, elementlarning o'zlari tuzilishikonstruktor o'zgarmaydi, xuddi bo'linishda ishtirok etuvchi moddaning atomlarida bo'lgani kabi.
Ko'rib chiqilayotgan reaksiya tenglamasi nimaga o'xshaydi
Yuzlab birikmalar murakkab moddani oddiyroq tarkibiy qismlarga ajratish qobiliyatiga ega bo'lishiga qaramay, bunday jarayonlarning barchasi bir xil printsip bo'yicha sodir bo'ladi. Siz uni sxematik formuladan foydalanib tasvirlashingiz mumkin: ABV → A+B+C.
Unda ABC parchalanishga uchragan dastlabki birikmadir. A, B va C parchalanish reaksiyasi paytida ABC atomlaridan hosil bo'lgan moddalardir.
Ajralish reaksiyalarining turlari
Yuqorida aytib o'tilganidek, kimyoviy jarayonni boshlash uchun ko'pincha reaktivlarga ma'lum ta'sir ko'rsatish kerak. Bunday stimulyatsiya turiga qarab, parchalanishning bir necha turlari mavjud:
- Biodegradatsiya (biologik degradatsiya). Uning mohiyati tirik organizmlar (mikroorganizmlar) ta'sirida murakkabroq birikmalarning oddiylarga bo'linishidadir. Bu jarayonning misoli axlatning chirishi yoki parchalanishi bo'lishi mumkin.
- Termoliz - yuqori harorat ta'sirida moddalarning parchalanishi. Ushbu turning kichik turi mavjud - piroliz. Ushbu turdagi parchalanish reaktsiyasida, uni amalga oshirish uchun moddalar nafaqat isitiladi, balki ularga kislorod va boshqa oksidlovchi moddalar kirishidan ham mahrum bo'ladi.
- Elektroliz - bu elektr toki yordamida birikmalarning parchalanishi.
- Radioliz - ionlashtiruvchi nurlanish ta'sirida moddalarning parchalanishi. Aytgancha, bu jarayon faol qo'llaniladiradioterapiyada.
- Solvoliz - bu reaktsiyani parchalanish va almashinuv o'rtasidagi muhim bosqich deb hisoblash mumkin (AB + VG → AG + BV). Erituvchi ta'sirida murakkab birikmalarning oddiylarga bo'linishiga olib kelsa ham, boshlang'ich reaktivning bo'shatilgan atomlari nafaqat bir-biri bilan, balki katalizator bilan ham o'zaro ta'sir qiladi. Uning mohiyatiga ko'ra solvolizning uchta kichik turi ajratiladi: alkogoliz (spirtli ichimliklar - ROH), gidroliz (suv - H2O) va ammonoliz (ammiak - NH3).).
Kaliy permanganatning (KMnO4) parchalanish reaksiyasi
Nazariya bilan shug'ullangandan so'ng, moddalarning bo'linish jarayonining amaliy misollarini ko'rib chiqishga arziydi.
Bularning birinchisi KMnO4 ning (odatda kaliy permanganat deb ataladi) isitish tufayli parchalanishi bo'ladi. Kaliy permanganatning parchalanish reaktsiyasi tenglamasi quyidagicha ko'rinadi:+ MnO2 + O2↑.
Taqdim etilgan kimyoviy formuladan ko'rinib turibdiki, jarayonni faollashtirish uchun dastlabki reagentni 200 daraja Selsiygacha qizdirish kerak. Yaxshiroq reaktsiya uchun kaliy permanganat vakuumli idishga joylashtiriladi. Bundan xulosa qilishimiz mumkinki, bu jarayon pirolizdir.
Laboratoriyalarda va ishlab chiqarishda u toza va nazorat ostida kislorod olish uchun amalga oshiriladi.
Kaliy xloratning termolizi (KClO3)
Bertollet tuzining parchalanish reaksiyasi klassik termolizning yana bir misolidir.toza.
Yuqoridagi jarayon ikki bosqichdan oʻtadi va shunday koʻrinadi:
- 2 KClO3 (t 400 °C) → 3KClO4 + KCl.
- KClO4 (t 550 °C dan) → KCl + 2O2
Shuningdek, kaliy xloratning termolizi bir bosqichda pastroq haroratlarda (200 ° C gacha) amalga oshirilishi mumkin, ammo bu reaktsiyada katalizator moddalar - turli metallarning oksidlari (kupa, ferum, marganets va boshqalar..p.).
Bunday turdagi tenglama quyidagicha koʻrinadi: 2KClO3 (t 150 °S, MnO2) → KCl + 2O2.
Kaliy permanganat kabi, Bertolet tuzi laboratoriya va sanoatda toza kislorod ishlab chiqarish uchun ishlatiladi.
Suvning elektrolizi va radiolizi (H20)
Ko'rib chiqilayotgan reaksiyaning yana bir qiziqarli amaliy misoli suvning parchalanishidir. Uni ikki usulda ishlab chiqarish mumkin:
- Elektr tokining vodorod oksidiga ta'sirida: H2O → H2↑ + O2↑. Kislorod olishning ko'rib chiqilgan usuli suv osti kemalari tomonidan suv osti kemalarida qo'llaniladi. Shuningdek, kelajakda undan katta miqdorda vodorod ishlab chiqarish uchun foydalanish rejalashtirilgan. Bugungi kunda bunga asosiy to'siq - bu reaktsiyani rag'batlantirish uchun zarur bo'lgan katta energiya xarajatlari. Ularni kamaytirish yo‘li topilsa, suv elektrolizi nafaqat vodorod, balki kislorod ishlab chiqarishning asosiy usuliga aylanadi.
- Alfa-radiatsiya ta'sirida suvni ham ajratishingiz mumkin: H2O → H2O++e-. Natijada vodorod oksidi molekulasi bitta elektronni yo'qotadi va ionlanadi. Bu shaklda H2O+ yana boshqa neytral suv molekulalari bilan reaksiyaga kirishib, yuqori reaktiv gidroksid radikalini hosil qiladi: H2O+ H2O+→ H2O + OH. Yo'qotilgan elektron, o'z navbatida, neytral vodorod oksidi molekulalari bilan parallel ravishda reaksiyaga kirishib, ularning H va OH radikallariga parchalanishiga yordam beradi: H2O + e-→ H + OH.
Alkanlarning boʻlinishi: metan
Murakkab moddalarni ajratishning turli usullarini hisobga olgan holda, alkanlarning parchalanish reaktsiyasiga alohida e'tibor qaratish lozim.
Bu nom CXH2X+2 umumiy formulali toʻyingan uglevodorodlarni yashiradi. In ko'rib chiqilayotgan moddalarning molekulalari barcha uglerod atomlari bitta bog' bilan bog'langan.
Bu turkumning vakillari tabiatda agregatsiyaning uchta holatida (gaz, suyuq, qattiq) uchraydi.
Barcha alkanlar (ushbu seriya vakillarining parchalanish reaksiyasi quyida keltirilgan) suvdan engilroq va unda erimaydi. Biroq, ularning o'zlari boshqa birikmalar uchun ajoyib erituvchilardir.
Bunday moddalarning asosiy kimyoviy xossalari orasida (yonish, almashtirish, galogenlash, dehidrogenlash) - va bo'linish qobiliyati. Biroq, bu jarayon toʻliq yoki qisman amalga oshishi mumkin.
Yuqoridagi xususiyatni metanning parchalanish reaksiyasi (alkanlar qatorining birinchi aʼzosi) misolida koʻrib chiqish mumkin. Bu termoliz 1000°C da sodir bo‘ladi: CH4↑ → C+2H2↑.
Ammo, agar metanning parchalanish reaktsiyasi yuqori haroratda (1500 ° S) amalga oshirilsa va keyin uni keskin pasaytirilsa, bu gaz to'liq bo'linmaydi, etilen va vodorod hosil qiladi: 2CH 4 ↑ → C2H4↑ + 3H2↑.
Etanning parchalanishi
Koʻrib chiqilayotgan alkanlar seriyasining ikkinchi aʼzosi S2N4 (etan). Uning parchalanish reaktsiyasi yuqori harorat (50 ° C) ta'sirida va kislorod yoki boshqa oksidlovchi moddalarning to'liq yo'qligida ham sodir bo'ladi. Bu shunday ko'rinadi: C2H6↑ → C2H4 ↑ + H2↑.
Etanning vodorod va etilenga parchalanishi uchun yuqoridagi reaksiya tenglamasini sof piroliz deb hisoblash mumkin emas. Gap shundaki, bu jarayon katalizator (masalan, nikel metall Ni yoki suv bug'i) ishtirokida sodir bo'ladi va bu piroliz ta'rifiga zid keladi. Shuning uchun, yuqorida keltirilgan bo'linish misoli haqida piroliz jarayonida yuzaga keladigan parchalanish jarayoni sifatida gapirish to'g'ri.
Ta'kidlash joizki, sanoatda ko'rib chiqilayotgan reaksiya dunyoda eng ko'p ishlab chiqariladigan organik birikma - etilen gazini olish uchun keng qo'llaniladi. Biroq, C2H6ning portlovchi xususiyati tufayli bu eng oddiy alken boshqa alkenlardan tez-tez sintezlanadi. moddalar.
Reaksiyalarning ta'riflari, tenglamalari, turlari va turli misollarini ko'rib chiqqandan so'ngparchalanish, biz u nafaqat inson tanasi va tabiat uchun, balki sanoat uchun juda muhim rol o'ynaydi degan xulosaga kelishimiz mumkin. Shuningdek, uning yordami bilan ko‘plab foydali moddalarni laboratoriyalarda sintez qilish mumkin, bu esa olimlarga muhim kimyoviy tadqiqotlar o‘tkazishda yordam beradi.
