какие есть условия протекания реакций
Условия возникновения и протекания химических реакций
Для того, чтобы начинались и протекали химические реакции, необходимы определённые условия. К условиям возникновения и протекания химической реакции относится:
Из всех условий, единственным обязательным условием для любых химических реакций является соприкосновение реагентов. Помимо этого условия, для возникновения и протекания тех или иных химических реакций, дополнительно могут потребоваться и какие-либо другие условия.
Пример. Для взаимодействия натрия с водой достаточно лишь их соприкосновения, в результате образуются водород и щёлочь.
Скорость протекания реакций зависит от площади соприкосновения веществ: чем больше площадь соприкосновения, тем быстрее будет протекать реакция. Для увеличения площади соприкосновения, вещества измельчают, перемешивают, растворяют или переводят в газообразное состояние. Максимальное измельчение веществ происходит при их растворении, поэтому многие реакции проводят в растворах.
Для возникновения и протекания химических реакций может потребоваться нагревание. В одних случаях нагревание реагентов требуется только для начала химической реакции. В других случаях требуется постоянное нагревание, это означает, что после нагревания, для дальнейшего протекания реакции требуется поддержание температуры.
Пример. Смесь железа (опилки) с серой (порошок) может долгое время храниться при комнатной температуре, но при нагревании этой смеси начнётся химическая реакция, в результате которой образуется сульфид железа.
Известны реакции, для протекания которых необходим свет.
Пример. Фотосинтез может происходить только на свету.
Некоторые реакции протекают под действием электрического тока.
Пример. Вода разлагается на кислород и водород при пропускании через неё постоянного электрического тока и добавлении сульфата натрия, так как сама вода ток не проводит.
Знание условий возникновения и протекания химических реакций позволяет управлять ими: начинать, прекращать, ускорять и замедлять.
Экзотермические и эндотермические реакции
Все химические реакции сопровождаются выделением или поглощением тепловой энергии, поэтому они делятся на два вида: экзотермические и эндотермические.
Экзотермические реакции — это химические реакции, протекающие с выделением теплоты. Теплота выделяется, когда образуются новые химические связи.
Химические реакции, сопровождающиеся выделением света и теплоты, называются реакциями горения. Любая реакция горения является экзотермической, но не всякая экзотермическая реакция — горение.
Пример. Горение угля — экзотермическая реакция, в результате которой углерод соединяется с кислородом воздуха и образуется углекислый газ.
Эндотермические реакции — это химические реакции, протекающие с поглощением теплоты. Теплота поглощается, когда химические связи рвутся.
Пример. Разложение карбоната кальция — эндотермическая реакция, в результате которой образуется оксид кальция и углекислый газ.
Химическая реакция. Условия и признаки протекания химических реакций. Химические уравнения. Сохранение массы веществ при химических реакциях
Химической реакцией называют взаимодействия, приводящие к изменению химической природы участвующих в них частиц. При этом происходит изменение их состава и (или) строения. В химических реакциях могут участвовать атомы, молекулы, ионы и радикалы.
В ходе химических реакций атомные ядра не затрагиваются и число атомов каждого химического элемента сохраняется.
Химические реакции протекают при определённых условиях (температура, давление, наличие или отсутствие растворителя, катализа, ультрафиолетовое излучение).
Признаками протекания химических реакций являются выделение или поглощение газа, образование или растворение осадка, изменение цвета, выделение или поглощение теплоты.
Описание качественных реакций, используемых для определения некоторых катионов и анионов, приводится в приложении в конце урока.
В таблице 5 представлены сведения о внешнем виде и свойствах некоторых распространённых веществ и соединений, используемых при описании внешних признаков протекания химической реакции.
Для описания химических реакций используют химические уравнения, в левой части которых указывают исходные вещества, а в правой — продукты реакции. Обе части химического уравнения соединяют стрелкой (в случае необратимых химических превращений), а если химическая реакция является обратимой, то это показывают с помощью прямой и обратной стрелок.
В неорганической химии, если количество атомов химических элементов в левой и правой частях уравнено с помощью стехиометрических коэффициентов, части уравнения часто соединяют знаком равенства.
Стехиометрией называют учение о количественных соотношениях между реагентами и продуктами реакции.
Коэффициенты стехиометрические — действительные натуральные (то есть положительные, как правило, целые) числа, стоящие перед формулой химического вещества в уравнении реакции. Коэффициенты показывают минимальное количество структурных единиц вещества (атомов, молекул, ионов, радикалов), участвующих в данной реакции.
В вышеприведённой реакции два атома алюминия реагируют с тремя молекулами серной кислоты, в результате чего образуется одна молекула сульфата алюминия (коэффициент, равный одному, перед формулой не ставят) и три молекулы водорода.
В соответствии с законом сохранения массы (закон Ломоносова — Лавуазье) масса всех веществ, вступивших в химическую реакцию, равна массе всех продуктов реакции.
Этот закон подтверждает, что атомы являются неделимыми и в ходе химических реакций не изменяются. Молекулы при реакциях претерпевают изменения, но общее число атомов каждого вида не изменяется, и поэтому общая масса веществ в процессе реакции сохраняется.
Тренировочные задания
1. Установите соответствие между реагирующими веществами и признаками протекающей между ними реакции.
ПРИЗНАКИ РЕАКЦИИ:
1) растворение осадка
2) выделение чёрного осадка
3) отсутствие внешних признаков
4) выделение синего осадка
2. Установите соответствие между реагирующими веществами и признаками протекающей между ними реакции.
ПРИЗНАКИ РЕАКЦИИ:
1) выделение жёлтого осадка
2) растворение осадка
3) выделение белого осадка
4) выделение синего осадка
3. Установите соответствие между реагирующими веществами и признаками протекающей между ними реакции.
ПРИЗНАКИ РЕАКЦИИ:
1) отсутствие внешних признаков
2) выделение жёлто-зелёного газа
3) выделение жёлтого осадка
4) растворение осадка
4. Установите соответствие между реагирующими веществами и признаками протекающей между ними реакции.
ПРИЗНАКИ РЕАКЦИИ:
1) появление оранжевой окраски
2) выделение газа с характерным запахом
3) растворение осадка
4) отсутствие внешних признаков
5. Установите соответствие между реагирующими веществами и признаками протекающей между ними реакции.
ПРИЗНАКИ РЕАКЦИИ:
1) выделение жёлтого осадка
2) отсутствие внешних признаков
3) выделение белого осадка
4) выделение чёрного осадка
6. Установите соответствие между реагирующими веществами и признаками протекающей между ними реакции.
ВЕЩЕСТВА:
А) AgNO3 и NaI
Б) Zn и KOH
В) HCl и FeS
ПРИЗНАКИ РЕАКЦИИ:
1) выделение жёлтого осадка
2) выделение газа с характерным запахом
3) выделение бесцветного газа
4) выделение чёрного осадка
7. Установите соответствие между реагирующими веществами и признаками протекающей между ними реакции.
ПРИЗНАКИ РЕАКЦИИ:
1) отсутствие внешних признаков
2) выделение газа с характерным запахом
3) выделение белого осадка
4) растворение осадка
8. Установите соответствие между реагирующими веществами и признаками протекающей между ними реакции.
ПРИЗНАКИ РЕАКЦИИ:
1) выделение бесцветного газа
2) выделение газа с характерным запахом
3) выделение белого осадка
4) выделение синего осадка
9. Установите соответствие между реагирующими веществами и признаками протекающей между ними реакции.
ПРИЗНАКИ РЕАКЦИИ:
1) выделение синего осадка
2) растворение осадка
3) выделение белого осадка
4) выделение бурого осадка
10. Установите соответствие между реагирующими веществами и признаками протекающей между ними реакции.
ВЕЩЕСТВА:
А) AgNO3 и NaI
Б) Al и NaOH
В) HCl и K2SO3
ПРИЗНАКИ РЕАКЦИИ:
1) выделение бесцветного газа
2) выделение газа с характерным запахом
3) выделение белого осадка
4) выделение жёлтого осадка
11. Установите соответствие между реагирующими веществами и признаками протекающей между ними реакции.
ПРИЗНАКИ РЕАКЦИИ:
1) выделение бесцветного газа
2) выделение газа с характерным запахом
3) выделение белого осадка
4) отсутствие внешних признаков
12. Установите соответствие между реагирующими веществами и признаками протекающей между ними реакции.
ВЕЩЕСТВА:
А) Cu и HNO3 (конц.)
Б) Cu и H2SO4 (конц.)
В) BaCO3 и HCl
ПРИЗНАКИ РЕАКЦИИ:
1) выделение бурого газа
2) выделение газа с характерным запахом
3) выделение белого осадка
4) выделение бесцветного газа
13. Установите соответствие между реагирующими веществами и признаками протекающей между ними реакции.
ПРИЗНАКИ РЕАКЦИИ:
1) выделение бесцветного газа
2) выделение газа с характерным запахом
3) выделение белого осадка
4) выделение синего осадка
14. Установите соответствие между реагирующими веществами и признаками протекающей между ними реакции.
ПРИЗНАКИ РЕАКЦИИ:
1) выделение бурого осадка
2) выделение газа с характерным запахом
3) выделение белого осадка
4) выделение синего осадка
15. Установите соответствие между реагирующими веществами и признаками протекающей между ними реакции.
ПРИЗНАКИ РЕАКЦИИ:
1) выделение бесцветного газа
2) выделение бесцветного газа
3) выделение белого осадка
4) выделение чёрного осадка
16. Установите соответствие между реагирующими веществами и признаками протекающей между ними реакции.
ПРИЗНАКИ РЕАКЦИИ:
1) выделение бесцветного газа
2) выделение газа с характерным запахом
3) выделение белого осадка
4) выделение синего осадка
17. Установите соответствие между реагирующими веществами и признаками протекающей между ними реакции.
ПРИЗНАКИ РЕАКЦИИ:
1) отсутствие внешних признаков
2) выделение газа с характерным запахом
3) выделение белого осадка
4) выделение чёрного осадка
18. Установите соответствие между реагирующими веществами и признаками протекающей между ними реакции.
ПРИЗНАКИ РЕАКЦИИ:
1) выделение бесцветного газа
2) выделение бесцветного газа с характерным запахом
3) выделение белого осадка
4) растворение осадка
19. Установите соответствие между реагирующими веществами и признаками протекающей между ними реакции.
ПРИЗНАКИ РЕАКЦИИ:
1) выделение бесцветного газа
2) выделение бесцветного газа с характерным запахом
3) выделение белого осадка
4) выделение студенистого бесцветного осадка
20. Установите соответствие между реагирующими веществами и признаками протекающей между ними реакции.
ПРИЗНАКИ РЕАКЦИИ:
1) выделение бурого газа
2) выделение газа с характерным запахом
3) выделение белого осадка
4) выделение жёлтого осадка
Урок 10. Признаки химических реакций
В уроке 10 «Признаки химических реакций» из курса «Химия для чайников» рассмотрим, что из себя представляют физические и химические явления; выясним, что такое химическая реакция, а также признаки и условия протекания химических реакций.
Давайте внимательно посмотрим вокруг себя. Мы уже знаем, что весь окружающий нас мир состоит из различных веществ: органических и неорганических, простых и сложных, твердых, жидких и газообразных. Остаются ли эти вещества в природе неизменными? Нет, в природе происходят различные изменения, которые называются явлениями. В зависимости от того, какие изменения происходят с веществами, различают явления физические и химические. Эти два рода явлений можно отличить друг от друга.
Физические явления
Нальем воду в колбу и нагреем ее до кипения. Каждый из вас знает, что при кипении вода превращается в пар, т. е. переходит в другое агрегатное состояние. Однако несложно доказать, что вода и пар — это одно и то же вещество. Подумайте, как это можно сделать.
Нагреем тонкую стеклянную трубку в пламени спиртовки. Стекло станет мягким, и мы легко изменим форму трубки, но стекло как вещество остается тем же.
Эти явления физические. При физических явлениях не происходит образования новых веществ. Изменяется только агрегатное состояние веществ, их форма, а состав веществ остается прежним (рис. 48).
Например, вода — это вещество, которое в природе образует не только реки, моря, но и ледники, и облака. Ледники тают, облака роняют капли воды, вода испаряется, т. е. происходит изменение ее агрегатного состояния, но состав молекул остается неизменным.
Сгибание проволоки, дробление соли, плавление металлов (рис. 49), образование мраморной крошки, перемалывание зерна в муку, превращение воды в пар при кипячении — все это физические явления. Они осуществляются в результате деятельности человека. У веществ при этом изменяется только форма или агрегатное состояние.
Физическими называются явления, при которых изменяется только форма или агрегатное состояние веществ.
Химические явления (реакции)
Всегда ли вещества остаются неизменными? Нагреем красную медную проволоку в пламени спиртовки. Проволока покрывается черным налетом, который можно легко соскоблить ножом в виде черного порошка. Это уже новое вещество, в которое превратилась медь. Оно отличается от меди по цвету и плотности. В этом опыте мы наблюдаем химическое явление, которое происходит благодаря химической реакции.
Химические реакции — это явления, при которых происходит превращение одних веществ в другие.
Природа — это огромная лаборатория, в которой непрерывно происходит образование новых веществ. Горные породы и минералы под воздействием солнца, воды, углекислого газа и других веществ постепенно разрушаются и превращаются в новые вещества. В зеленых растениях из углекислого газа и воды образуются глюкоза и крахмал.
Человек превращает взятые из природы вещества (природный газ, нефть, руды) в необходимые ему бензин, резину, пластмассы, волокна, металлы. Часто в результате множества превращений получаются новые вещества, которых нет в природе. При всех этих явлениях происходит разрушение исходных веществ и образование новых веществ.
Например, в результате сгорания магния образуется новое вещество MgO (рис. 50). При сгорании метана получаются два вещества: углекислый газ CO2 и вода H2O. Из одного сложного вещества HgO в результате его разложения образуются два новых — ртуть Hg и кислород O2 (рис. 51).
Ржавление железа (рис. 52), кипячение воды, горение лучины, распространение запаха — какие из этих явлений можно отнести к химическим реакциям? По каким признакам можно судить, что химическая реакция произошла?
Признаки химических реакций
Проведем несколько химических реакций. Нагреем в пробирке зеленый порошок малахита (рис. 53) — минерала, в состав которого входят атомы меди, углерода, водорода и кислорода. Порошок малахита начинает «кипеть» из-за выделяющегося газа. Поднесем к отверстию пробирки спичку, она гаснет — это выделяющийся углекислый газ препятствует ее горению. На стенках пробирки заметны капельки воды, на дне остается черный порошок соединения меди (CuO). Наблюдения доказывают, что образуются новые вещества с другими свойствами. Прекратим нагревание. Сразу прекращается выделение углекислого газа — реакция больше не протекает.
Существуют и другие признаки химических реакций. Например, при горении магния излучается яркий свет и выделяется много теплоты (см. рис. 50).
На заметку: Раньше вспышка магния использовалась для освещения объекта во время фотографирования.
При сливании некоторых растворов наблюдается выпадение осадка (рис. 54). Некоторые осадки можно растворить при помощи других веществ. Например, при сливании растворов соды и известковой воды образуется белый осадок, который легко растворяется в уксусе.
При сгорании спички ощущается резкий запах. Какие еще признаки химических реакций наблюдаются при горении спички?
Изменения, происходящие с веществами, свидетельствуют о протекании химических реакций и являются признаками химических реакций.
Признаки химических реакций:
• Выделение газа.
• Образование или исчезновение осадка.
• Изменение цвета.
• Появление запаха.
• Излучение света.
• Выделение или поглощение теплоты.
Большинство веществ не могут взаимодействовать друг с другом самопроизвольно. Для протекания многих химических реакций необходимо создавать определенные условия.
Условия протекания химических реакций
Необходимое и главное условие для протекания большинства реакций между различными веществами — это их соприкосновение. Для обеспечения лучшего контакта вещества измельчают, переводят в газообразное состояние. Многие вещества лучше реагируют друг с другом, если они растворены в воде.
Во многих случаях этого недостаточно, поэтому реагирующие вещества нагревают. Деревянная лучинка, смесь железа и серы, медь могут долгое время сохраняться при комнатной температуре, реакции начинаются только при их нагревании.
Мало знать, как начать химическую реакцию, надо еще знать, при каких условиях она будет протекать дальше. Почему необходимо все время нагревать сахар, чтобы добиться его полного сгорания, а деревянную лучинку зажигают один раз и она продолжает гореть?
Если при образовании новых веществ выделяется много теплоты, то ее бывает достаточно, чтобы нагревались новые порции вещества и реакция продолжалась. Во многих случаях реакции, начавшись, продолжаются за счет теплоты, выделяемой в этих реакциях, не требуя дополнительной энергии. Примером является горение угля. Другие реакции, например разложение сахара, требуют постоянной затраты энергии на ее продолжение.
В некоторых случаях для начала химического процесса необходимо освещение. Одной из таких реакций, требующих постоянного освещения, является известная вам реакция фотосинтеза.
Таким образом, окружающий нас мир состоит из множества веществ, которые вступают в различные химические реакции. Изучая химические реакции, человек познает сущность процессов, протекающих в живой и неживой природе. Полученные знания помогают более эффективно использовать вещества для получения больших урожаев, выращивания животных, борьбы с различными болезнями. Человечество учится бережно и грамотно относиться к окружающему нас миру.
Краткие выводы урока:
Надеюсь урок 10 «Признаки химических реакций» был понятным и познавательным. Если у вас возникли вопросы, пишите их в комментарии.
Химические реакции. Условия протекания и прекращения химических реакций
Урок 20. Химия. Вводный курс. 7 класс ФГОС
В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам
Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобрев в каталоге.
Получите невероятные возможности
Конспект урока «Химические реакции. Условия протекания и прекращения химических реакций»
Химические реакции – это явления, которые сопровождаются превращением веществ.
Рассмотрим на конкретном примере, что же представляют собой химические реакции. Смешаем железные опилки и порошок серы в отношении 7 : 4. В результате получилась смесь, в которой каждое вещество сохраняет свои свойства. Как вы помните, эту смесь можно разделить, поднеся к ней магнит, при этом, железные опилки притянутся к магниту.
Если смесь железных опилок и порошка серы нагреть, то начинается химическая реакция, в результате которой образуется новое сложное вещество. Свойства этого сложного вещества отличаются от свойств железа и серы. Полученное соединение не притягивается магнитом, тонет в воде, не ржавеет, не горит.
Эту реакцию можно записать словами, а можно с помощью химических формул и знаков:
Железо + сера = сульфид железа
Для того чтобы между исходными простыми веществами прошла реакция, нужны следующие условия: во-первых – это соприкосновение веществ, а во-вторых – это нагревание.
Таким образом, соприкосновение реагирующих веществ – это обязательное условие для любой химической реакции.
Проведём небольшой эксперимент: в пробирку с кусочками мрамора добавим соляной кислоты. Происходит бурное выделение пузырьков газа. Опустим газоотводную трубку, через которую выделяется газ в пробирку с известковой водой, при этом происходит помутнение известковой воды.
Из проведённого опыта можно сделать вывод: во-первых, прошла химическая реакция, так как в первом случае выделяется газ, а во втором происходит помутнение известковой воды.
Запишем эти химические уравнения словами:
мрамор + соляная кислота = хлорид кальция, углекислый газ и вода,
углекислый газ + известковая вода = карбонат кальция и вода.
Если записать эти уравнения с помощью формул, то получатся следующие записи:
В данных реакция нагревания не требовалось, в отличие от предыдущего опыта.
Есть такие реакции, которые протекают очень медленно, и для того, чтобы их ускорить используют вещества, которые называются катализаторами.
Таким образом, катализаторы – это вещества, которые ускоряют химические реакции, но сами при этом не расходуются.
Биологические катализаторы называют ферментами, или энзимами.
Проведём эксперимент, в котором используется катализатор. Нальём в стакан перекиси водорода. Добавим сюда диоксид марганца, при этом наблюдается бурное выделение газа. Этим газом является кислород, чтобы это доказать, достаточно поднести тлеющую лучинку, она вспыхнет. То есть диоксид марганца в нашем случае является катализатором, который ускорил химическую реакцию.
Запишем эту реакцию словами:
пероксид водорода разлагается с образованием воды и кислорода.
Если реакцию записать с помощью формул, то она имеет следующий вид:
Таким образом, для ускорения протекания этой реакции требуется катализатор.
Знание условий протекания реакций позволяет ускорять, замедлять и прекращать химические реакции. Прекращение химических реакций используют при тушении пожаров. Для того чтобы остановить процесс горения, нужно исключить доступ кислорода. Для этого горячие предметы заливают водой, пеной, засыпают песком, набрасывают плотную ткань или используют огнетушитель.