多くの場合、あなたが聞くことができるまともな見た目の人々から製品または製品の健康への害。さらに、そのような声明を支持する主な議論は、「これは化学です!」というフレーズになります。しかし、学校でこのテーマのレッスンを明らかにスキップした人だけがこれを言うことができます。事実、人間、そして実際にはあらゆる生物は、それ自体が多くの有機物質と無機物質で構成されています。同時に、その中で継続的に発生するさまざまなプロセスは、その実行可能性を維持するのに役立ちます。その中で主なものの1つは化学分解反応です。それと有機および無機物質を使ったコースの特徴についてもっと知りましょう。
化学反応とはどのようなプロセスですか
まず第一に、概念の意味を見つけることは価値があります"化学反応"。このフレーズは、1つまたは複数の出発物質(試薬と呼ばれる)を他の物質に変換することを意味します。このような変態の過程で、相互作用する化合物の原子核は変化しませんが、電子の再分配が起こります。したがって、変換後、出口で新しい原子化合物が形成されます。
化学反応は、物理的および核的反応とは質的に異なります。
- 前者の結果として、開始試薬は決してそれらは混合物を形成したり、ある凝集状態から別の凝集状態に移行したりすることができますが、それらの組成を変更します。それらとは対照的に、化学プロセスは完全に異なる特性を持つ新しい化合物の形成を伴います。
- 2番目の結果は同位体の変化です原子の組成と数。したがって、いくつかの要素の出口で、他の要素が形成されます。ただし、化学プロセスの場合、このような深い変態は一般的ではありません。それらのために起こった変化は原子の内部構造に影響を与えないので。
化学反応条件
多くの場合、コースを成功させるにはこの種のプロセスでは、試薬同士の物理的接触またはそれらの混合が必要です。しかし、多くの場合、化学反応を開始するには、触媒が必要です。この役割は、さまざまな物質と特定の外部条件の両方によって果たすことができます。
- 温度への暴露。個々の化学プロセスを開始するには、試薬を加熱する必要があります。たとえば、炭酸カルシウムの分解反応を開始するには、これらの化合物のこの温度を900〜1200°Cに上げる必要があります。
- 電磁波。プロセスの最も効果的な刺激は、試薬に対する光波の影響です。このような反応は「光化学」と呼ばれます。光合成はそのような反応の典型的な例です。
- 電離放射線。
- 電流への暴露。
- 反応物に対する様々な種類の機械的効果。
どのような種類の化学反応が存在しますか
このようなプロセスの分類は、主に6つの基準に基づいています。
- 相分離境界の存在による:同種/異種反応。
- 熱の放出/吸収による:発熱および吸熱プロセス。
- 触媒の有無による:触媒反応と非触媒反応。
- 流れの方向:可逆的および不可逆的なプロセス。このカテゴリに応じて、化学反応式の左側と右側の間にある種の記号があります。不可逆的なものの場合、これらは反対方向に向けられた2つの矢印であり、可逆的なものは1つだけで、左から右に向けられています。
- 酸化状態を変えることによって。この原理によれば、レドックス反応は区別されます。
- 分解(分割)、接続、置換、交換は、試薬の変態のタイプの化学プロセスのタイプです。
分解(分裂)反応:それは何ですか
この用語は、その結果、1つの複雑な物質が2つ以上の単純な物質に分割されます。ほとんどの場合、高温がこのための触媒です。このため、このプロセスは熱分解反応とも呼ばれます。
例として、純粋な酸素(O2)業界で。これはKMnOの加熱によるものです4 (一般名「過マンガン酸カリウム」で誰にでもよく知られています)。
切断の結果、酸素だけでなく、マンガン酸カリウム(K2MnO4) 二酸化マンガン(MnO2)。
分解反応式
化学反応式には2つの部分があります。左右。それらの最初のものでは、反応する化合物が記録され、2番目のものでは、反応生成物が記録されます。通常、右向きの矢印がそれらの間に配置されます。可逆プロセスに関しては、双方向である場合があります。場合によっては、等号(=)に置き換えることができます。
検討中のプロセスは、他のタイプの化学プロセスと同様に、独自の公式を持っています。概略的には、分解反応式は次のようになります。AB(t)→A + B。
圧倒的多数がこのようなプロセスは、熱の影響下で発生します。これを知らせるために、文字tまたは三角形のいずれかが矢印の上または横に配置されることがよくあります。ただし、熱の代わりに、さまざまな物質や放射が触媒として機能する場合があります。
上記の式で、ABは元の複合化合物、A、Bは分解反応の結果として形成される新しい物質です。
このようなプロセスの実際的な例は非常に一般的です。この式は、前の段落で説明したプロセスの式を使用して説明できます。2KMnO4 (t)→K2MnO4 + MnO2 + O2↑。
分解反応の種類
触媒の種類(複雑な物質のより単純なものへの分解を促進する)に応じて、いくつかの種類の分解が区別されます。
- 生分解-による物質の分解生物(微生物、菌類、藻類)の活動。簡単に言えば、このプロセスは腐敗と呼ぶことができます。食べ物が劣化するのは彼のせいです。一方で、これは彼らの長期保存を防ぎ、他方で、それは自然がすべての不必要なものを利用するのを助け、それによって生態系を回復します。
- 放射線分解は、分子を電離放射線にさらすことによる化合物の崩壊です。
- 熱分解は、分解反応を引き起こすための温度の上昇です(このようなプロセスの例は、段落8〜9に記載されています)。
このタイプの劈開には亜種があります-熱分解。通常の熱分解とは異なり、物質の分子に対する高温の影響に加えて、酸素(O)と相互作用する機会も奪われます。2) - 加溶媒分解-間の交換分解溶解した物質と直接溶媒自体によって。後者のタイプに応じて、このプロセスの次のタイプが区別されます:加水分解(水)、アルコール分解(アルコール)、アンモノリシス(アンモニア)。
- 電気分解とは、分子を電流にさらすことによる分子の分解です(次の段落の例)。
H2Oの切断
分解反応に関する理論を扱ってきたので、その実際の実装例は検討する価値があります。 H以来2今日頃、それは化学実験を行うための最も入手しやすい物質の1つであり、それから始める価値があります。
この水の分解反応は電気分解とも呼ばれ、次のようになります。2H2O(電流)→2H2↑+ O2↑。
この方程式は次のように解読されます。水分子への電流の影響下で、それらは分裂し、2つのガス(酸素と水素)を形成します。
この方法が積極的に行われていることは注目に値します潜水艦で酸素生産に使用されます。現代の世界では、過酸化ナトリウム(Na)からこの重要な物質を取得するより高価な方法に取って代わりました2ああ2)、二酸化炭素との相互作用を介して:Na2ああ2 + CO2↑→な2CO3 + O2↑。
将来的には、水分解反応は地球の未来にとって非常に重要です。このようにして、酸素だけでなく、ロケット燃料として使用される水素も生成することが可能です。この分野での開発は長年続いていますが、主な問題は、水分子の分解のためのエネルギー消費量を削減する必要性です。
H2O2の分割
分解反応の他の例には、過酸化水素(過酸化物)からの水と酸素の形成が含まれます。
次のようになります:N2ああ2 (t)→2H2O + O2↑。
このプロセスも熱的です。開始するには、出発材料を150°Cの温度に加熱する必要があるためです。
過酸化水素(ほとんどの人が傷の治療に使用する)が応急処置キットで水に変わらないのはこのためです。
ただし、分解反応は過酸化水素は、物質が苛性ソーダ(NaOH)や二酸化マンガン(MnO)などの化合物と接触している場合、通常の室温でも発生する可能性があります。2)。白金(Pt)と銅(Cu)も触媒として機能します。
CaCO3の熱分解
もう1つの興味深い例は、炭酸カルシウムの分解です。このプロセスは、次の式を使用して記述できます。CaCO3 (t)→CaO + CO2↑。
この反応の生成物は生石灰(酸化カルシウム)と二酸化炭素になります。
上記のプロセスは積極的に使用されています二酸化炭素の生産のための産業で。炭酸カルシウムの分解は900°Cからの温度でのみ発生するため、同様の反応が特殊な鉱山で実行されます。