Koʻpincha tashqi koʻrinishi yaxshi odamlardan mahsulot yoki vositaning sogʻligʻiga xavf tugʻdirishini eshitishingiz mumkin. Bundan tashqari, bunday bayonot foydasiga asosiy dalil: "Bu kimyo!" iborasi bo'ladi. Biroq, buni faqat maktabda ushbu fan bo'yicha darslarni aniq o'tkazib yuborganlar aytishi mumkin. Gap shundaki, inson va haqiqatan ham har qanday biologik organizmning o'zi ko'plab organik va noorganik moddalardan iborat. Shu bilan birga, uning ichida doimiy ravishda sodir bo'ladigan turli jarayonlar uning hayotiyligini saqlab qolishga yordam beradi. Ularning asosiylaridan biri parchalanishning kimyoviy reaktsiyasidir. Keling, u haqida va uning organik va noorganik moddalar bilan oqimining xususiyatlari haqida ko'proq bilib olaylik.
Qanday jarayon kimyoviy reaksiya deyiladi
Avvalo, "kimyoviy reaksiya" tushunchasining ma'nosini bilib olish kerak. Bu ibora bir yoki bir nechta boshlang'ich moddalarning (reagentlar deb ataladigan) boshqalarga aylanishini anglatadi. Bunday metamorfoz jarayonida o'zaro ta'sir qiluvchi atomlarning yadrolaribirikmalar o'zgarishi mumkin emas, lekin elektronlarning qayta taqsimlanishi mavjud. Shunday qilib, transformatsiyadan keyin chiqishda yangi atom birikmalari hosil bo'ladi.
Kimyoviy reaksiyalar fizik va yadro reaksiyalaridan sifat jihatidan farq qiladi.
- Birinchisi natijasida dastlabki reagentlar hech qachon tarkibini o'zgartirmaydi, garchi ular aralashmalar hosil qilish yoki bir agregatsiya holatidan ikkinchisiga o'tishga qodir bo'lsa ham. Ulardan farqli o'laroq, kimyoviy jarayonlar butunlay boshqacha xususiyatlarga ega yangi birikmalar hosil bo'lishi bilan birga keladi.
- Ikkinchi natija izotopik tarkibi va atomlar sonining o'zgarishi. Shunday qilib, ba'zi elementlarning chiqishida boshqalari hosil bo'ladi. Biroq, kimyoviy jarayonlar uchun bunday chuqur metamorfozlar odatiy emas. Chunki ular tufayli sodir bo'lgan o'zgarishlar atomlarning ichki tuzilishiga ta'sir qilmaydi.
Kimyoviy reaksiyalar uchun shartlar
Ko'p hollarda bunday jarayonlarning muvaffaqiyatli o'tishi uchun reagentlarni bir-biri bilan jismoniy aloqa qilish yoki ularni aralashtirish kerak. Ammo ko'pincha kimyoviy reaktsiyani boshlash uchun katalizatorlar kerak. Bu rolni turli moddalar ham, muayyan tashqi sharoitlar ham bajarishi mumkin.
- Haroratning ta'siri. Alohida kimyoviy jarayonlarni boshlash uchun reagentlarni qizdirish kerak. Masalan, k altsiy karbonatning parchalanish reaktsiyasini boshlash uchun ushbu birikmaning harorati 900-1200 °C gacha ko'tarilishi kerak.
- Elektromagnit toʻlqinlar. Har qanday jarayonning borishini rag'batlantirishning eng samarali usuli bu yorug'lik to'lqinlarining reagentlariga ta'sir qilishdir. Bunday reaksiyalar "fotokimyoviy" deb ataladi. Bunday reaksiyaga klassik misol fotosintezdir.
- Ionlashtiruvchi nurlanish.
- Elektr tokiga ta'sir qilish.
- Reaktivlarga turli xil mexanik ta'sirlar.
Qanday turdagi kimyoviy reaksiyalar mavjud
Bunday jarayonlarning tasnifi asosan oltita xususiyatga asoslanadi.
- Fazalarni ajratish chegarasi mavjudligi bilan: gomo-/geterogen reaksiyalar.
- Issiqlikni chiqarish/yutish orqali: ekzotermik va endotermik jarayonlar.
- Katalizatorlar mavjudligi/yoʻqligi boʻyicha: katalitik va katalitik boʻlmagan reaksiyalar.
- Oqim yo'nalishi bo'yicha: qaytariladigan va qaytarilmas jarayonlar. Ushbu toifaga qarab, kimyoviy tenglamaning chap va o'ng qismlari o'rtasida bir turdagi belgi mavjud. Qaytarib bo'lmaydigan uchun - bu qarama-qarshi yo'nalishda yo'n altirilgan ikkita o'q, qaytariladigan uchun - faqat bitta, chapdan o'ngga yo'n altirilgan.
- Oksidlanish darajasini oʻzgartirish orqali. Ushbu printsipga ko'ra, oksidlanish-qaytarilish reaktsiyasi ajratiladi.
- Ajralish (ajralish), birikma, almashtirish va almashinish kimyoviy jarayonlarning reagentlar metamorfoziga oʻxshash turlaridir.
Ajralish (ajralish) reaktsiyasi: bu nima
Bu atama bitta murakkab moddani ikki yoki undan ortiq oddiy moddalarga boʻlish jarayonini bildiradi. Ko'pgina hollarda, bu yuqori bilan katalizlanadiharorat. Shuning uchun bu jarayon termal parchalanish reaksiyasi deb ham ataladi.
Misol sifatida sanoatda sof kislorod (O2) olishning klassik usullaridan birini keltirish mumkin. Bu KMnO4 qizdirilishi natijasida sodir bo'ladi (barchaga "kaliy permanganat" nomi bilan yaxshi ma'lum).
Boʻlinish natijasida nafaqat kislorod, balki kaliy manganat (K2MnO4) ham hosil boʻladi. marganets dioksidi sifatida (MnO 2).
Ajralish reaksiyasi tenglamasi
Har qanday kimyoviy tenglama ikki qismdan iborat: chap va oʻng. Ularning birinchisida reaksiyaga kirishuvchi birikmalar, ikkinchisida esa reaksiya mahsulotlari qayd etiladi. Ularning orasiga odatda o'ngga ishora qiluvchi o'q qo'yiladi. Ba'zan bu ikki tomonlama, agar biz qaytariladigan jarayon haqida gapiradigan bo'lsak. Ba'zi hollarda uni teng belgi (=) bilan almashtirishga ruxsat beriladi.
Ko'rib chiqilayotgan jarayon, boshqa turdagi kimyoviy jarayonlar kabi, o'z formulasiga ega. Sxematik ravishda parchalanish reaktsiyasi tenglamasi quyidagicha ko'rinadi: AB (t) → A+B.
Bunday jarayonlarning aksariyati issiqlik ta'sirida sodir bo'lishini yodda tutish kerak. Buni ko'rsatish uchun t harfi yoki uchburchak ko'pincha o'qning ustiga yoki yoniga joylashtiriladi. Biroq, ba'zida issiqlik o'rniga turli moddalar, radiatsiya katalizator vazifasini bajaradi.
Yuqoridagi formulada AB asl kompleks birikma, A, B yangi moddalar,parchalanish reaksiyasi natijasida hosil bo'lgan.
Bunday jarayonning amaliy misollari juda keng tarqalgan. Ushbu formulani oldingi paragrafda tasvirlangan jarayon tenglamasi yordamida tasvirlash mumkin: 2KMnO4 (t) → K2MnO4 + MnO2 + O2↑.
Ajralish reaksiyalarining turlari
Katalizator turiga qarab (murakkab moddaning oddiyroqlarga boʻlinishiga yordam beradi) parchalanishning bir necha turlari ajratiladi.
- Biodegradatsiya - tirik organizmlar (mikroorganizmlar, zamburug'lar, suvo'tlar) faoliyati tufayli moddalarning parchalanishi. Oddiyroq qilib aytganda, bu jarayonni parchalanish deb atash mumkin. Aynan u tufayli mahsulotlar buziladi. Bu bir tomondan ularni uzoq muddat saqlashga to'sqinlik qilsa, ikkinchi tomondan tabiatga keraksiz narsalardan foydalanishga yordam beradi va shu bilan ekotizimlarni tiklaydi.
- Radioliz - birikmalarning molekulalariga ionlashtiruvchi nurlanish ta'sirida parchalanishi.
-
Termoliz - parchalanish reaktsiyasini boshlash uchun haroratning oshishi (bunday jarayonlarga misollar 8-9-bandlarda keltirilgan).
Bu bo'linishning kichik turi - piroliz bor. Uning anʼanaviy termolizdan farqi shundaki, yuqori haroratning modda molekulalariga taʼsiridan tashqari ular kislorod bilan oʻzaro taʼsir qilish imkoniyatidan ham mahrum (O2).
- Solvoliz - bu erigan modda va erituvchining o'zi o'rtasidagi almashinish. Ikkinchisining turiga qarab, bu jarayonning quyidagi turlari ajratiladi: gidroliz (suv), alkoliz (spirtli ichimliklar), ammonoliz (ammiak).
- Elektroliz - molekulalarning elektr toki ta'sirida parchalanishi (misol keyingi bandda).
H2O boʻlinishi
Parchalanish reaktsiyasi nazariyasi bilan shug'ullangandan so'ng, uni amaliy amalga oshirish misollarini ko'rib chiqishga arziydi. H2O bugungi kunda kimyoviy tajribalar uchun eng qulay moddalardan biri boʻlganligi sababli, undan boshlashga arziydi.
Suvning parchalanish reaktsiyasi elektroliz deb ham ataladi va quyidagicha ko'rinadi: 2H2O (elektr toki) → 2H2↑ + O 2↑.
Ushbu tenglama quyidagicha ochiladi: elektr tokining suv molekulalariga ta'siri ostida ular ikkiga bo'linadi va ikkita gaz - kislorod va vodorod hosil qiladi.
Ta'kidlash joizki, bu usul suv osti kemalarida kislorod ishlab chiqarishda faol qo'llaniladi. Zamonaviy dunyoda bu muhim moddani natriy peroksiddan (Na2O2) olishning qimmatroq usulini uning oʻzaro taʼsiri bilan almashtirdi. karbonat angidrid bilan: Na2O2 + CO2↑ → Na2CO3 + O2↑.
Uzoq muddatda suvning parchalanish reaktsiyasi sayyora kelajagi uchun katta ahamiyatga ega bo'lishi mumkin. Chunki bu yo'l bilan nafaqat kislorod, balki raketa yoqilg'isi sifatida ishlatiladigan vodorodni ham ishlab chiqarish mumkin. Ushbu sohadagi ishlanmalar ko'p yillar davomida davom etmoqda, ammo asosiy muammo - bu bo'linish uchun energiya sarfini kamaytirish zarurati.suv molekulalari.
H2O2 boʻlinishi
Ajralish reaksiyalarining boshqa misollari qatorida vodorod peroksiddan (peroksid) suv va kislorod hosil boʻlishiga eʼtibor qaratish lozim.
Bu shunday koʻrinadi: N2O2 (t) → 2N2 O + O2↑.
Bu jarayon termal ham hisoblanadi, chunki uni boshlash uchun dastlabki moddalarni 150 °C haroratgacha qizdirish kerak.
Shuning uchun vodorod periks (koʻpchilik yaralarni davolash uchun foydalanadi) uydagi birinchi tibbiy yordam toʻplamlarida suvga aylanmaydi.
Ammo shuni yodda tutish kerakki, agar modda kaustik soda (NaOH) yoki marganets dioksidi (MnO) kabi birikmalar bilan aloqa qilsa, vodorod peroksidning parchalanish reaktsiyasi oddiy xona haroratida ham sodir bo'lishi mumkin. 2). Platina (Pt) va kup (Cu) ham katalizator sifatida harakat qilishi mumkin.
CaCO3 ning termal parchalanish reaksiyasi
Yana bir qiziqarli misol - k altsiy karbonatning parchalanishi. Bu jarayonni quyidagi tenglama yordamida yozish mumkin: CaCO3 (t) → CaO + CO2 ↑.
Ushbu reaksiya mahsuloti so`nmagan ohak (k altsiy oksidi) va karbonat angidrid bo`ladi.
Yuqoridagi jarayon sanoatda karbonat angidrid ishlab chiqarishda faol qoʻllaniladi. Shunga o'xshash reaktsiyalar ixtisoslashgan shaxtalarda amalga oshiriladi, chunki k altsiy karbonatning parchalanishi faqat 900 °C dan yuqori haroratlarda sodir bo'ladi.
