Mnogi procesi bez kojih je nemoguće zamisliti naš život (poput disanja, probave, fotosinteze i slično) povezani su s raznim kemijskim reakcijama organskih spojeva (i anorganskih). Pogledajmo njihove glavne vrste i detaljnije se zadržimo na procesu koji se zove povezivanje (privrženost).
Što je kemijska reakcija
Prije svega, vrijedi dati opću definiciju ovog fenomena. Izraz koji se razmatra odnosi se na različite reakcije tvari različite složenosti, uslijed kojih nastaju proizvodi različiti od izvornih. Tvari uključene u ovaj proces nazivaju se "reagensi".
U pisanom obliku, kemijska reakcija organskih spojeva (i anorganskih) napisana je korištenjem specijaliziranih jednadžbi. Izvana su pomalo poput matematičkih primjera zbrajanja. Međutim, umjesto znaka jednakosti ("="), koriste se strelice ("→" ili "⇆"). Osim toga, na desnoj strani jednadžbe ponekad može postojativiše tvari nego u lijevoj. Sve prije strelice su tvari prije početka reakcije (lijeva strana formule). Sve iza njega (desna strana) su spojevi nastali kao rezultat kemijskog procesa koji se dogodio.
Kao primjer kemijske jednadžbe, možemo razmotriti reakciju razgradnje vode na vodik i kisik pod djelovanjem električne struje: 2H2O → 2H 2 ↑ + O2↑. Voda je početni reaktant, a kisik i vodik su produkti.
Kao još jedan, ali složeniji primjer kemijske reakcije spojeva, možemo smatrati fenomen poznat svakoj domaćici koja je barem jednom ispekla slatkiše. Govorimo o gašenju sode bikarbone stolnim octom. Radnja koja se odvija je ilustrirana sljedećom jednadžbom: CO2↑ + H2O. Iz njega je jasno da u procesu interakcije natrijevog bikarbonata i octa nastaju natrijeva sol octene kiseline, vode i ugljičnog dioksida.
Po svojoj prirodi, kemijski su procesi srednji između fizičkih i nuklearnih.
Za razliku od prethodnog, spojevi uključeni u kemijske reakcije mogu promijeniti svoj sastav. Odnosno, iz atoma jedne tvari može nastati nekoliko drugih, kao u gornjoj jednadžbi za razgradnju vode.
Za razliku od nuklearnih reakcija, kemijske reakcije ne utječu na jezgre atoma tvari koje djeluju.
Koje su vrste kemijskih procesa
Distribucija reakcija spojeva prema vrsti odvija se prema različitimkriteriji:
- Reverzibilno/nepovratno.
- Prisutnost/odsutnost katalitičkih tvari i procesa.
- Upijanjem/otpuštanjem topline (endotermna/egzotermna reakcija).
- Prema broju faza: homogena/heterogena i dvije hibridne sorte.
- Promjenom stanja oksidacije tvari koje djeluju.
Vrste kemijskih procesa u anorganskoj kemiji metodom interakcije
Ovaj kriterij je poseban. Uz njegovu pomoć razlikuju se četiri vrste reakcija: povezivanje, supstitucija, dekompozicija (cijepanje) i razmjena.
Naziv svakog od njih odgovara procesu koji opisuje. To jest, u spoju se tvari spajaju, u supstituciji - mijenjaju se u druge skupine, u razgradnji jednog reagensa nastaje nekoliko, a u razmjeni sudionici reakcije mijenjaju atome među sobom.
Vrste procesa prema metodi interakcije u organskoj kemiji
Unatoč velikoj složenosti, reakcije organskih spojeva odvijaju se po istom principu kao i anorganskih. Međutim, imaju malo drugačija imena.
Dakle, reakcije kombinacije i razgradnje nazivaju se "adicijom", kao i "cijepanjem" (eliminacijom) i izravno organskom razgradnjom (u ovom dijelu kemije postoje dvije vrste procesa cijepanja).
Ostale reakcije organskih spojeva su supstitucija (ime se ne mijenja), preuređivanje (razmjena) iredoks procesi. Unatoč sličnosti njihovih mehanizama, svestraniji su u organskoj tvari.
Kemijska reakcija spoja
Razmatrajući različite vrste procesa u koje tvari ulaze u organskoj i anorganskoj kemiji, vrijedi se detaljnije zadržati na spoju.
Ova se reakcija razlikuje od svih ostalih po tome što se, bez obzira na broj reagensa na početku, na kraju svi spoje u jedan.
Kao primjer, možemo se prisjetiti procesa gašenja vapna: CaO + H2O → Ca(OH)2. U tom slučaju dolazi do reakcije kombinacije kalcijevog oksida (živo vapno) s vodikovim oksidom (voda). Kao rezultat, nastaje kalcijev hidroksid (gašeno vapno) i oslobađa se topla para. Usput, to znači da je ovaj proces stvarno egzoterman.
Složena reakcijska jednadžba
Šematski, proces koji se razmatra može se predstaviti na sljedeći način: A+BV → ABC. U ovoj formuli, ABV je novonastala složena tvar, A je jednostavan reagens, a BV je varijanta složenog spoja.
Vrijedi napomenuti da je ova formula također karakteristična za proces spajanja i spajanja.
Primjeri reakcije koja se razmatra su interakcija natrijevog oksida i ugljičnog dioksida (NaO2 + CO2↑ (t 450 -550 ° C) → Na2CO3), kao i sumporov oksid s kisikom (2SO2+ O 2↑ → 2SO3).
Također, nekoliko složenihveze: AB + VG → ABVG. Na primjer, svi isti natrijev oksid i vodikov oksid: NaO2 +N2O → 2NaOH
Uvjeti reakcije u anorganskim spojevima
Kao što je prikazano u prethodnoj jednadžbi, tvari različitog stupnja složenosti mogu ući u interakciju koja se razmatra.
U ovom slučaju, za jednostavne reagense anorganskog porijekla, moguće su redoks reakcije spoja (A + B → AB).
Kao primjer možemo razmotriti proces dobivanja željeznog klorida. Za to se provodi složena reakcija između klora i feruma (željezo): 3Cl2↑ + 2Fe → 2FeCl3.
Ako govorimo o interakciji složenih anorganskih tvari (AB + VG → ABVG), u njima se mogu odvijati procesi koji utječu i ne utječu na njihovu valentnost.
Kao ilustraciju ovoga, razmotrite primjer stvaranja kalcijevog bikarbonata iz ugljičnog dioksida, vodikovog oksida (vode) i bijele boje za hranu E170 (kalcijev karbonat): CO2 ↑ + H 2O +CaCO3 → Ca(CO3) 2. U ovom slučaju dolazi do klasične složene reakcije. Tijekom njegove implementacije, valencija reagensa se ne mijenja.
Nešto savršenija (od prve) kemijska jednadžba 2FeCl2 + Cl2↑ → 2FeCl3 primjer je redoks procesa u interakciji jednostavnog i složenog anorganskogreagensi: plin (klor) i sol (željezni klorid).
Vrste reakcija adicije u organskoj kemiji
Kao što je već spomenuto u četvrtom paragrafu, u tvarima organskog podrijetla dotična reakcija naziva se "adicija". U pravilu u njemu sudjeluju složene tvari s dvostrukom (ili trostrukom) vezom.
Na primjer, reakcija između dibromina i etilena dovodi do stvaranja 1,2-dibromoetana: (C2H4) CH 2=CH2 + Br2 → (C₂H₄Br₂) BrCH2 - CH2Br. Usput, znakovi slični jednako i minus ("=" i "-") u ovom jednadžba pokazuje veze između atoma spoja. Ovo je značajka pisanja formula organskih tvari.
Ovisno o tome koji od spojeva djeluju kao reagensi, postoji nekoliko varijanti procesa dodavanja koji se razmatraju:
- Hidrogenacija (molekule vodika H se dodaju duž višestruke veze).
- Hidrohalogenacija (dodana je hidrohalogenacija).
- Halogeniranje (dodatak halogena Br2, Cl2↑ i slično).
- Polimerizacija (formiranje tvari visoke molekularne težine iz nekoliko spojeva niske molekularne težine).
Primjeri reakcije adicije (spoj)
Nakon navođenja varijeteta procesa koji se razmatra, vrijedi naučiti u praksi neke primjere složene reakcije.
Kao ilustraciju hidrogenacije, možeteobratite pažnju na jednadžbu za interakciju propena s vodikom, uslijed koje će se pojaviti propan: (S3N6↑)-CH=CH2↑ + N2↑ → (C3N8↑) CH3-CH2-CH3↑.
U organskoj kemiji može doći do reakcije spoja (adicije) između klorovodične kiseline (anorganske tvari) i etilena da nastane kloroetan: (C2H4↑) CH2=CH2↑ + HCl → CH3- CH2-Cl (C2H5Cl). Prikazana jednadžba je primjer hidrohalogenacije.
Što se tiče halogeniranja, to se može ilustrirati reakcijom između diklor-a i etilena koja dovodi do stvaranja 1,2-dikloretana: (C2H4↑) CH2=CH2 + Cl2↑ → (C₂H₄Cl₂) ClCH 2-CH2Cl.
Mnoge korisne tvari nastaju zbog organske kemije. Reakcija povezivanja (adicije) molekula etilena s radikalnim inicijatorom polimerizacije pod utjecajem ultraljubičastog je potvrda toga: n CH2 =CH2 (R i UV svjetlo) → (-CH2-CH2-)n. Ovako nastala tvar svima je dobro poznata pod imenom polietilen.
Različite vrste ambalaže, vrećice, posuđe, lule,materijali za zagrijavanje i još mnogo toga. Značajka ove tvari je mogućnost njezine recikliranja. Polietilen svoju popularnost duguje činjenici da se ne razgrađuje, zbog čega ekolozi imaju negativan stav prema njemu. Međutim, posljednjih godina pronađen je način za sigurno odlaganje polietilenskih proizvoda. Za to se materijal tretira dušičnom kiselinom (HNO3). Nakon toga, određene vrste bakterija mogu razgraditi ovu tvar u sigurne komponente.
Reakcija povezanosti (vezanosti) igra važnu ulogu u prirodi i ljudskom životu. Osim toga, često ga koriste znanstvenici u laboratorijima za sintetiziranje novih tvari za razna važna istraživanja.
