Reakcija raspadanja: primjeri i jednadžba

Često od ljudi pristojnog izgleda za koje možete čutištete zdravlju proizvoda ili proizvoda. Štoviše, glavni argument u prilog takvoj izjavi bit će fraza: "Ovo je kemija!". Međutim, to mogu reći samo oni koji su u školi očito preskočili lekcije o ovoj temi. Činjenica je da se čovjek, a zapravo i svaki biološki organizam, sastoji od mnogih organskih i anorganskih tvari. Istodobno, različiti procesi koji se neprekidno događaju u njemu pomažu u održavanju njegove održivosti. Jedna od glavnih među njima je kemijska reakcija razgradnje. Doznajmo više o njemu i značajkama njegovog tijeka s organskim i anorganskim tvarima.

Kakav se postupak naziva kemijska reakcija

Prije svega, vrijedi doznati značenje koncepta"kemijska reakcija". Ova fraza znači transformaciju jednog ili više polaznih materijala (zvanih reagensi) u druge. U procesu takve metamorfoze, jezgre atoma interakcijskih spojeva ne daju se promjenama, međutim dolazi do preraspodjele elektrona. Tako se nakon transformacije na izlazu stvaraju novi atomski spojevi.

Kemijske reakcije kvalitativno se razlikuju od fizikalnih i nuklearnih.

• Kao rezultat prvog, početni reagensi nikadamijenjaju svoj sastav, iako su sposobni stvarati smjese ili prelaziti iz jednog agregacijskog stanja u drugo. Za razliku od njih, kemijski procesi praćeni su stvaranjem novih spojeva s potpuno drugačijim svojstvima.
• Drugi rezultat je promjena izotopasastav i broj atoma. Dakle, na izlazu iz nekih elemenata nastaju drugi. Međutim, za kemijske procese tako duboke metamorfoze nisu tipične. Budući da su promjene koje su se dogodile zbog njih, ne utječu na unutarnju strukturu atoma.

Uvjeti kemijske reakcije

U mnogim slučajevima, za uspješan tečajZa takve procese potreban vam je samo fizički kontakt reagensa ili njihovo miješanje. Ali često su za pokretanje kemijske reakcije potrebni katalizatori. Ovu ulogu mogu igrati i razne tvari i određeni vanjski uvjeti.

• Izloženost temperaturi.Da bi se pokrenuli pojedini kemijski procesi, potrebno je reagense zagrijati. Primjerice, da bi započela reakcija razgradnje kalcijevog karbonata, ova temperatura ovih spojeva mora se povećati na 900-1200 ° C.
• Elektromagnetski valovi.Najučinkovitija stimulacija bilo kojeg postupka je utjecaj svjetlosnih valova na reagense. Takve se reakcije nazivaju "fotokemijskim". Fotosinteza je klasičan primjer takve reakcije.
• Ionizirajuće zračenje.
• Izloženost električnoj struji.
• Razne vrste mehaničkog utjecaja na reaktante.

Koje vrste kemijskih reakcija postoje

Klasifikacija takvih procesa temelji se uglavnom na šest kriterija.

• Prisutnošću granice razdvajanja faza: homo- / heterogene reakcije.
• Otpuštanjem / apsorpcijom topline: egzotermni i endotermni procesi.
• Prisutnošću / odsutnošću katalizatora: katalitičke i nekatalitičke reakcije.
• U smjeru protoka:reverzibilni i nepovratni procesi. Ovisno o ovoj kategoriji, postoji vrsta znaka između lijeve i desne strane kemijske jednadžbe. Za nepovratne su to dvije strelice usmjerene u suprotnim smjerovima, za reverzibilne - samo jednu, usmjerene slijeva udesno.
• Promjenom stanja oksidacije. Prema ovom principu razlikuje se redoks reakcija.
• Razgradnja (cijepanje), kombinacija, supstitucija i izmjena vrste su kemijskih procesa vrste metamorfoze reagensa.

Reakcija razgradnje (cijepanja): što je to

Ovaj pojam znači proces uuslijed čega se jedna složena tvar dijeli na dvije ili više jednostavnih. U većini slučajeva katalizator je visoka temperatura. Iz tog razloga taj se postupak naziva i reakcijom toplinskog raspadanja.

Kao primjer, jedna od klasičnih metoda dobivanja čistog kisika (O₂) u industriji. To je zbog zagrijavanja KMnO₄ (svima poznatiji pod zajedničkim nazivom "kalijev permanganat").

Kao rezultat cijepanja ne nastaje samo kisik, već i kalijev manganat (K₂MnO₄₎ kao i mangan dioksid (MnO_2).

Jednadžba reakcije razgradnje

Bilo koja kemijska jednadžba ima dva dijela:lijevo i desno. U prvom od njih bilježe se reakcijski spojevi, a u drugom produkti reakcije. Između njih obično se postavlja strelica usmjerena udesno. Ponekad je dvosmjeran kada je riječ o reverzibilnom procesu. U nekim je slučajevima dopušteno zamijeniti ga znakom jednakosti (=).

Postupak koji se razmatra, kao i druge vrste kemijskih procesa, ima svoju formulu. Shematski jednadžba reakcije razgradnje izgleda ovako: AB (t) → A + B.

Vrijedno je zapamtiti da je ogromna većinatakvi se procesi događaju pod utjecajem topline. Da bi se o tome obavijestilo, slovo t ili trokut često se stavljaju iznad ili pored strelice. Međutim, ponekad umjesto topline razne tvari i zračenje djeluju kao katalizatori.

U gornjoj formuli AB je izvorni složeni spoj, A, B su nove tvari nastale kao rezultat reakcije razgradnje.

Praktični primjeri takvog postupka vrlo su česti. Ovu formulu možete ilustrirati pomoću jednadžbe postupka opisanog u prethodnom odlomku: 2KMnO₄ (t) → K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂↑.

Vrste reakcija razgradnje

Ovisno o vrsti katalizatora (koji pospješuje razgradnju složene tvari u jednostavnije), razlikuje se nekoliko vrsta razgradnje.

• Biorazgradnja - razgradnja tvari zbogaktivnosti živih organizama (mikroorganizmi, gljive, alge). Jednostavnije rečeno, taj se postupak može nazvati truljenjem. Zbog njega se hrana pogoršava. S jedne strane, to sprječava njihovo dugotrajno skladištenje, s druge strane, pomaže prirodi da iskoristi sve nepotrebno, čime se obnavljaju ekosustavi.
• Radioliza je raspadanje spojeva izlaganjem njihovih molekula ionizirajućem zračenju.
• Termoliza je povišenje temperature kako bi se pokrenula reakcija razgradnje (primjeri takvih procesa mogu se naći u paragrafima 8-9).
  
  Ova vrsta cijepanja ima podvrstu - pirolizu.Od obične termolize razlikuje se po tome što im je, osim učinka visoke temperature na molekule tvari, uskraćena mogućnost interakcije s kisikom (O₂).
• Solvoliza - razmjena razgradnjom izmeđuotopljena tvar i izravno samim otapalom. Ovisno o vrsti potonjeg, razlikuju se sljedeće vrste ovog postupka: hidroliza (voda), alkoliza (alkoholi), amonoliza (amonijak).
• Elektroliza je razgradnja molekula izlaganjem električnoj struji (primjer u sljedećem odlomku).

Cijepanje H2O

Nakon obrade teorije o reakciji razgradnje, vrijedi razmotriti primjere njezine praktične primjene. Budući da je H₂Otprilike danas to je jedna od najpristupačnijih tvari za provođenje kemijskih pokusa, vrijedi započeti s njom.

Ova reakcija razgradnje vode naziva se i elektrolizom i izgleda ovako: 2H₂O (električna struja) → 2H₂↑ + O₂↑.
Ova se jednadžba dešifrira na sljedeći način: pod utjecajem električne struje na molekule vode razdvajaju se i tvore dva plina - kisik i vodik.

Vrijedno je napomenuti da je ova metoda aktivnokoristi se na podmornicama za proizvodnju kisika. U suvremenom je svijetu zamijenio skuplju metodu dobivanja ove vitalne tvari iz natrijevog peroksida (Na₂oh₂₎, kroz njegovu interakciju s ugljičnim dioksidom: Na₂oh₂ + CO₂↑ → Na₂CO₃ + O₂↑.

U budućnosti može doći do reakcije razgradnje vodeod velike važnosti za budućnost planeta. Budući da je na taj način moguće izdvojiti ne samo kisik, već i vodik koji se koristi kao raketno gorivo. Razvoj na ovom području traje već dugi niz godina, ali glavni problem je potreba za smanjenjem količine potrošnje energije za cijepanje molekula vode.

Cijepanje H2O2

Ostali primjeri reakcija razgradnje uključuju stvaranje vode i kisika iz vodikovog peroksida (peroksida).

Izgleda ovako: N₂oh₂ (t) → 2H₂O + O₂↑.

Ovaj je postupak također toplinski, jer je za njegovo pokretanje potrebno da se početni materijal zagrije na temperaturu od 150 ° C.

Iz tog razloga se vodikov peroksid (koji većina ljudi koristi za liječenje rana) ne pretvara u vodu u kompletu za prvu pomoć.

Međutim, treba imati na umu da je reakcija razgradnjevodikov peroksid može se pojaviti i na uobičajenoj sobnoj temperaturi ako je tvar u dodiru sa spojevima poput kaustične sode (NaOH) ili mangan-dioksida (MnO₂). Platina (Pt) i bakar (Cu) također mogu djelovati kao katalizatori.

Toplinska razgradnja CaCO3

Sljedeći zanimljiv primjer je razgradnja kalcijevog karbonata. Ovaj se postupak može napisati pomoću sljedeće jednadžbe: CaCO₃ (t) → CaO + CO₂↑.

Produkt ove reakcije bit će živo vapno (kalcijev oksid) i ugljični dioksid.

Gore navedeni postupak se aktivno koristiu industriji za proizvodnju ugljičnog dioksida. Slične reakcije provode se u specijaliziranim rudnicima, budući da se razgradnja kalcijevog karbonata događa samo na temperaturama od 900 ° C.