К какому виду реакции я, по —вашему, принадлежу?
В зависимости от того, что происходит, когда реагенты превращаются в продукты реакции, принято различать несколько общих видов химических реакций. Самыми распространенными являются следующие:
соединения;
разложения;
одинарного замещения;
двойного замещения;
окисления;
окислительно-восстановительные.
Реакции соединения
В ходе реакций соединения как минимум два реагента образуют один продукт. В качестве примера можно привести реакцию взаимодействия натрия и хлора с образованием хлорида натрия.
2№(т) + Cl2(r) — 2NaCl(т)
Еще один пример — реакция сгорания угля (углерода) с образованием диоксида углерода.
C(x) + 02(г) — ГО2(г)
Обратите внимание на то, что, в зависимости от условий протекания реакции или пропорций реагентов в результате реакции соединения могут образовываться разные продукты. Возьмем, например, реакцию сгорания угля. Если кислород имеется с избытком, то продуктом этой реакции является диоксид углерода. Однако, когда количество кислорода ограниченно, продуктом реакции является оксид углерода.
2C(x) + 02(г) — 2C0(г)
Реакции разложения
К какому виду реакции я, по —вашему, принадлежу?
Эти реакции фактически противоположны реакциям соединения. В результате реакций разложения единственное соединение распадается как минимум на два более простых вещества (элемента и/или соединения). Примером таких реакций является разложение воды на два газа — водород и кислород.
2Н20(ж) — 2Н2(г) + 02(г)
Другой пример — разложение перекиси водорода на кислород и воду.
2Н202(ж) — 2Н20(ж) + 02(г)
Реакции одинарного замещения
В реакциях одинарного замещения более активный элемент замещает в соединении (вытесняет) менее активный элемент. Положите, например, кусочек металлического цинка в раствор сульфата меди (II). (Кстати, если вас удивляет, почему сульфат меди (II) называется именно так, а не иначе, обратитесь к главе 6, «Противоположности притягиваются: ионные связи».) Как показано в приведенном ниже уравнении, медь заместится цинком.
ZnCD + а^ф-р) — гп804(р-р) + CuOr)
Здесьр-р означает, что соединение растворено в воде, т.е. вступает в реакцию в виде водного раствора. Поскольку в данном случае медь заменяется цинком, говорят, что он более активен. Если же кусочек меди поместить в раствор сульфата цинка, то никакой реакции не произойдет. В табл. 8.1 приведены ряды активности некоторых распространенных металлов. Обратите внимание: согласно таблице цинк является более активным, поэтому он заменит медь, что и показывает последнее уравнение.
Таблица 8.1. Ряд активности некоторых распространенных металлов
Активность Металл
Наиболее активные
Щелочные и щелочноземельные металлы
Al
Zn
Cr
Fe
Ni
Sn
Pb
Cu
Ag
Наименее активный
Au
Еще раз обратимся к реакции между металлическим цинком и раствором сульфата меди (II).
ZnCD + а^ф-р) — ZnS04Cр-р) + CuCO
Эта реакция записана в виде молекулярного уравнения, в котором все компоненты представлены в молекулярной форме. Однако многие реакции обычно проходят в водном растворе. Соединение CuS04, обладающее ионной связью, при растворении в воде распадается на ионы (атомы или группы атомов, имеющие электрический заряд вследствие потери или получения электронов). Ион меди имеет заряд 2+, потому что отдал два электрона. Он является катионом — положительно заряженным ионом. Ион сульфата, наоборот, обладает зарядом 2-, потому что имеет два лишних электрона. Он является анионом — отрицательно заряженным ионом. (Более подробно ионная связь описана в главе 6, «Противоположности притягиваются: ионные связи».) Таким образом, реакцию взаимодействия цинка с водным раствором сульфата меди (II) можно записать так, как показано ниже.
Z^x) + Cu2+ + S042- — Zn2+ + S042- + CuCO
Уравнения, записанные подобным образом, называются ионными, так как в них указывается наличие ионов. Обратите внимание на то, что ион S042- находится как в правой, так и в
левой части уравнения и в ходе реакции не претерпел изменений. Такие ионы называются ионами-наблюдателями. Химики (а они довольно ленивы) часто исключают ионы-наблюдатели и записывают уравнение только с теми химическими веществами, которые претерпевают изменения в ходе реакции. В итоге получается так называемое ионно-молекулярное уравнение.
Z^f) + Cu2+ — Zn2+ + 01(т)
Реакции двойного замещения
В реакциях одинарного замещения происходит замещение только одного химического компонента. А в реакциях двойного замещения, или реакциях обмена, происходит замещение уже двух компонентов (обычно это ионы). В большинстве случаев такие реакции проходят в растворе с образованием либо нерастворимого твердого вещества (реакции осаждения), либо воды (реакции нейтрализации).