Главная >> Химия 10 класс. Базовый уровень. Кузнецова

Глава 4. Теоретические основы, механизмы и закономерности протекания реакций органических соединений

§ 5. Теоретические основы протекания реакций органических соединений

Поскольку реакции органических соединений подчиняются общим теориям и закономерностям протекания химических реакций, из курса химии основной школы необходимо вспомнить следующие общие понятия:

• сущность химических реакций и условия их протекания;
• тепловой эффект реакций;
• влияние природы вещества на его реакционную способность;
• условия и направление протекания химической реакции;
• скорость химической реакции и факторы, влияющие на неё;
• химическое равновесие и факторы его смещения;
• катализаторы;
• типы реакций и закономерности их протекания.

Задание. Каковы причины протекания химических реакций? Раскройте их на примере реакции синтеза воды. Что такое тепловой эффект химической реакции и как он обозначается? На примере горения метана в кислороде раскройте сущность этого процесса и запишите термохимическое уравнение.

Реакции органических соединений подчиняются общим законам:

• сохранения массы и энергии;
• зависимости их протекания от природы (строения и энергетики) реагирующих веществ и внешних факторов, влияющих на реакцию.

Эти реакции объясняются и прогнозируются положениями изученных теорий и закономерностями их протекания.

Вы уже встречались с понятием «система» и в курсе биологии, и в курсе химии основной школы (в частности, знакомы с молекулой, веществом, раствором как системами). В химии под системой понимают вещество или совокупность веществ, а также их процессы. В химической реакции вещества и их частицы являются реагентами и продуктами реакции. Поэтому химическую систему рассматривают и как реакционную смесь. Химические системы подразделяют на гомогенные и гетерогенные.

Гомогенная система — это химическая система, в которой компоненты находятся в одной фазе или в одном агрегатном состоянии (чаще всего жидком, или газообразном), где между компонентами практически отсутствует граница. Примером может служить состояние веществ в реакции:

С₂Н₅ОН + НВr → С₂Н₅Вr + Н₂О

где все вещества находятся в жидкой фазе.

Гетерогенная система — это химическая система, в которой компоненты находятся в разных агрегатных состояниях (фазах) или в виде не- смешивающихся жидкостей. В отличие от гомогенных реакций гетерогенные протекают на поверхности раздела между реагентами.

Примером может служить реакция:

2СН₃СООН + Mg → (CH₃COO)₂Mg + Н₂↑

где вещества находятся и в жидком, и в твёрдом, и в газообразном состоянии.

В соответствии с приведёнными выше примерами, химические реакции делятся на гомогенные и гетерогенные.

Для установления зависимости строения и свойств веществ, для характеристики их химических реакций важно использовать понятие «реакционная способность».

Реакционная способность соединения — это его способность взаимодействовать с другими веществами с определённой скоростью.

Реакционная способность веществ, участвующих в химической реакции, измеряется скоростью данной химической реакции. Как вы знаете из курса основной школы, скорость химической реакции (υ) определяется изменением концентрации одного из вступивших в реакцию или образующихся в результате реакции веществ в единицу времени и выражается в молях на литр в секунду (моль/л • с).

На скорость химической реакции влияют многие факторы: катализатор, поверхность соприкосновения веществ, температура, давление, природа реагентов и др. Даже в какой-либо конкретной реакции реакционная способность одного из реагентов может широко варьироваться под влиянием другого.

Задание. Приведите примеры опытов, доказывающих влияние отдельных факторов на скорость химической реакции.

Химическая реакция и образование частиц — продуктов реакции происходит в том случае, если частицы реагентов обладают достаточной энергией (рис. 15).

Энергия, необходимая для начала химического взаимодействия, называется энергией активации (рис. 16). Она нужна для эффективного столкновения молекул, приводящего к их взаимодействию. Чем меньше величина энергии активации, тем выше скорость реакции.

Все реакции (как органических, так и неорганических соединений) сопровождаются изменением энергии химической системы.

Окончание параграфа >>>