Розділ 2. Класифікація хімічних реакцій. Тепловий ефект хімічної реакції.

2.1. Класифікація хімічних реакцій.

Хімічна реакція, або хімічне перетворення, – це процес, під час якого з одних речовин утворюються інші речовини, відмінні за хімічним складом і будовою.

Хімічні реакції класифікуються за такими ознаками:

1) зміна або відсутність зміни кількості реагентів і продуктів реакції. За цією ознакою реакції поділяються на реакції сполучення, розкладу, заміщення, обміну.

Реакція сполучення – це реакція, під час якої з двох або кількох речовин утворюється одна нова речовина.

Реакція розкладу – це реакція, під час якої з однієї речовини утворюється дві або кілька нових речовин.

Реакція заміщення – це реакція між простою і складною речовинами, у процесі якої атоми простої речовини заміщують атоми одного з елементів у складній речовині, внаслідок чого утворюються нова проста і нова складна речовини.

Реакція обміну – це реакція, у процесі якої дві складні речовини обмінюються своїми складовими частинами.

Реакція	Загальна схема	Приклади
Сполучення	A + B → AB	C + O2 → CO2 CaO + CO2 → CaCO3 C2H4 + HBr → C2H5Br CO2 (г) + H2O (р) → H2CO3 (aq) H2CO3 (aq) + BaCO3 (тв) → Ba(HCO3)2(aq) CaO (тв) + H2O (р) → Ca(OH)2(тв)
Розкладу	AB → A + B	2 H2O → 2 H2 + O2 C2H5Br → C2H4 + HBr ZnCO3 (тв) → ZnO (тв) + CO2(г)
Заміщення	A + BC → B + AC	Zn + CuSO4 → Cu + ZnSO4 2 Al + 6 HCl → 2 AlCl3 + 3 H2↑ O2 (г) + HgS (тв) → Hg (г) + SO2 (г) C (тв) + ZnO (тв) → Zn (г) + CO (г) C (тв) + H2O (г) → H2(г) + CO(г)
Обміну	AB + CD → AD + CB	C2H5OH + HONO2 → C2H5ONO2 + H2O BaCl2 + H2SO4 → BaSO4 + 2 HCl CuCl2 + NaOH → Cu(OH)Cl↓ + NaCl Cu(OH)Cl + HCl → CuCl2 + HOH NaOH (aq) + HCl (aq) → NaCl (aq) + HOH (р) NaCl (aq) + AgNO3 (aq) → NaNO3 (aq) + AgCl (тв)

2) Другою ознакою класифікації хімічних реакцій є зміна або відсутність зміни ступенів окиснення елементів, що входять до складу речовин, які реагують. За цією ознакою реакції поділяються на окисно-відновні та такі, які відбуваються без зміни ступенів окиснення елементів. Наприклад, 3Cu0(тв) + 2HN⁺⁵O_3(aq) + 6HNO_3(aq) → 3Cu⁺²(NO₃)_2(aq) + 2N⁺²O_(г) + 4H₂O _(р)

Процес віддавання електронів речовинами називається окисненням, а процес приймання електронів – відновленням.

3) Третьою ознакою класифікації хімічних реакцій є виділення або поглинання енергії в процесі реакції. За цією ознакою реакції поділяються на екзотермічні (що супроводжується виділенням теплоти)

Fe + 2S → FeS₂

2Mg + О₂ → 2MgO

4Р + 5О₂ → 2Р₂О₅

та ендотермічні (які супроводжуються поглинанням тепла).

C + 2S → CS₂

N_{2 (г)} + O_2(г) → 2NO_(г) (T = 298,15 K, P = 101,325 кПа);

ΔH = +180,8 кДж

4) Четвертою ознакою класифікації хімічних реакцій є тип одного з реагентів. За цією ознакою реакції поділяються на реакції галогенування (взаємодія з хлором, бромом),  гідрування (приєднання молекул водню), гідратації (приєднання молекул води),  гідролізу, нітрування.

5) П’ятою ознакою класифікації хімічних реакцій є наявність каталізатора. За цією ознакою реакції поділяються на каталітичні (які відбуваються тільки за наявності каталізатора) і некаталітичні (які відбуваються без каталізатора).

6) Ще однією ознакою класифікації хімічних реакцій є перебіг реакції до кінця. За цією ознакою реакції поділяються на оборотні та необоротні.

Такий розподіл, або класифікація, реакцій на окремі групи полегшує їх вивчення, оскільки реакції тієї чи іншої групи чи типу мають ряд спільних ознак. Більшість хімічних реакцій, що відбуваються в природі і техніці, являють собою досить складний комплекс різнотипних реакцій.