ปฏิกิริยาเคมี 13 ชนิด (พร้อมตัวอย่าง)

ประเภทของปฏิกิริยาเคมี ขึ้นอยู่กับสิ่งที่เกิดขึ้นในระดับโมเลกุล มีลิงก์ใดบ้างที่ขาดและวิธีที่จะสิ้นสุดการเข้าร่วมอะตอม นอกจากนี้ยังมีการพิจารณาหากสปีชีส์ได้รับหรือสูญเสียอิเล็กตรอน แม้ในปฏิกิริยาทางเคมีส่วนใหญ่เกิดขึ้น

สสารอาจได้รับปฏิกิริยาทางเคมีหรือการแปลงรูปแบบมากมายซึ่งเนื่องจากจำนวนที่หนาของพวกมันจำเป็นต้องมีเกณฑ์บางอย่างเพื่อแยกความแตกต่างจากกันและกัน ดังนั้นอาจจะมีตามลักษณะทางอุณหพลศาสตร์จลน์โมเลกุลหรืออิเล็กทรอนิกส์

การก่อตัวของสารประกอบบางอย่างเกี่ยวข้องกับชุดของปฏิกิริยา ตัวอย่างเช่นคราบ (ภาพล่าง) ที่ครอบคลุมวัตถุของทองแดงหรือทองแดงเป็นผลิตภัณฑ์ของการเกิดออกซิเดชันของทองแดงในที่ที่มีความชื้นและกรดคาร์บอนิก ดังนั้นจึงประกอบด้วยทองแดงคาร์บอเนต CuCO ₃ และเกลืออื่น ๆ ของโลหะนี้

คาร์บอนไดออกไซด์ละลายในน้ำที่ทำให้พื้นผิวของทองแดงเปียกชุ่มไปจนถึงกรดคาร์บอนิก เป็นผลให้ค่าความเป็นกรดเป็นกรดและส่งเสริมการเกิดออกซิเดชันของทองแดงและการก่อตัวของน้ำที่ซับซ้อน ซึ่งในที่สุดก็มีปฏิสัมพันธ์และตกตะกอนกับไอออนของคาร์บอเนตของตัวกลาง

ด้านล่างเราจะอธิบายถึงปฏิกิริยาเคมีประเภทต่าง ๆ ที่มีอยู่

ออกซิเดชัน - ลด (รีดอกซ์)

ออกซิเดชันของทองแดง

ในตัวอย่างของคราบที่เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน: ทองแดงโลหะสูญเสียอิเล็กตรอนในที่ที่มีออกซิเจนเพื่อเปลี่ยนเป็นออกไซด์ที่สอดคล้องกัน

4Cu (s) + O ₂ (g) => Cu ₂ O (s)

ทองแดง (I) ออกไซด์ยังคงออกซิไดซ์เพื่อให้ทองแดง (II) ออกไซด์:

2Cu ₂ O + s + O ₂ => 4CuO

ปฏิกิริยาเคมีประเภทนี้ซึ่งชนิดเพิ่มหรือลดจำนวน (หรือสถานะ) ของการเกิดออกซิเดชันเป็นที่รู้จักกันในชื่อออกซิเดชันและการลด (รีดอกซ์)

โลหะทองแดงที่มีสถานะออกซิเดชั่น 0 อันดับแรกจะสูญเสียอิเล็กตรอนไปหนึ่งตัวจากนั้นก็จะกลายเป็นไอออนที่สอง (จะถูกออกซิไดซ์) ในขณะที่ออกซิเจนถูกปล่อยออกมา

Cu => Cu + + e-

Cu + => Cu2 + + e-

O ₂ + 2e- => 2O2-

การได้รับหรือสูญเสียอิเล็กตรอนสามารถคำนวณได้จากการคำนวณหมายเลขออกซิเดชันของอะตอมในสูตรทางเคมีของสารประกอบที่เกิดขึ้น

สำหรับ Cu ₂ O เป็นที่ทราบกันดีว่าเนื่องจากมันเป็นออกไซด์ที่เรามีประจุลบ O2- ดังนั้นเพื่อรักษาประจุให้เป็นกลางดังนั้นอะตอมทองแดงทั้งสองจะต้องมีประจุ +1 คล้ายกันมากกับ CuO

ทองแดงเมื่อออกซิไดซ์จะได้ตัวเลขออกซิเดชันที่เป็นบวก และออกซิเจนที่จะลดจำนวนออกซิเดชันเชิงลบ

เหล็กและโคบอลต์

ตัวอย่างเพิ่มเติมสำหรับปฏิกิริยารีดอกซ์แสดงอยู่ด้านล่าง นอกจากนี้จะมีการแสดงความคิดเห็นสั้น ๆ และการเปลี่ยนแปลงหมายเลขออกซิเดชันจะถูกระบุ

FeCl ₂ + CoCl ₃ => FeCl ₃ + CoCl ₂

หากมีการคำนวณหมายเลขออกซิเดชั่นมันจะถูกบันทึกไว้ว่าตัวเลขของ Cl ยังคงมีค่าคงที่ -1; ไม่เช่นนั้นกับผู้ศรัทธาและร่วม

เมื่อมองแวบแรกเหล็กจะถูกออกซิไดซ์ในขณะที่โคบอลต์ลดลง จะรู้ได้อย่างไร? เนื่องจากตอนนี้ธาตุเหล็กไม่ได้มีปฏิกิริยากับ Clion สองตัว แต่มีสามอะตอมอะตอมของคลอรีน (เป็นกลาง) จะมีอิเลคโตรเนกาติตีมากกว่าเหล็กและโคบอลต์ ในทางตรงกันข้ามสิ่งที่เกิดขึ้นกับโคบอลต์: มันเกิดขึ้นกับการโต้ตอบกับสาม Cl- สองของพวกเขา

หากเหตุผลข้างต้นไม่ชัดเจนเราจะเขียนสมการทางเคมีของการถ่ายโอนสุทธิของอิเล็กตรอน:

Fe2 + => Fe3 + + e-

Co3 + + e- => Co2 +

ดังนั้น Fe2 + จะถูกออกซิไดซ์ในขณะที่ Co3 + จะลดลง

ไอโอดีนและแมงกานีส

6KMnO ₄ + 5KI + 18HCl => 6MnCl ₂ + 5KIO ₃ + 6KCl + 9H ₂ O

สมการทางเคมีข้างต้นอาจดูซับซ้อน แต่ก็ไม่เป็นเช่นนั้น คลอรีน (Cl-) และออกซิเจน (O2-) จะได้รับหรือสูญเสียอิเล็กตรอน ไอโอดีนและแมงกานีสใช่

พิจารณาเฉพาะสารประกอบที่มีไอโอดีนและแมงกานีสที่คุณมี:

KI => KIO ₃ (หมายเลขออกซิเดชัน: -1 ถึง +5 สูญเสียอิเล็กตรอนหกตัว)

KMnO ₄ => MnCl ₂ (หมายเลขออกซิเดชัน: +7 ถึง +2, รับห้าอิเล็กตรอน)

ไอโอดีนจะถูกออกซิไดซ์ในขณะที่แมงกานีสจะลดลง จะรู้ได้อย่างไรโดยไม่ต้องคำนวณ? เพราะไอโอดีนไม่ได้อยู่กับโพแทสเซียมในการทำปฏิกิริยากับ oxygens สามตัว (อิเลคโตรเนกาติตี้มากขึ้น) และแมงกานีสในทางกลับกันการสูญเสียการโต้ตอบกับออกซิเจนจะเป็นคลอรีน (electronegative น้อยกว่า)

KI ไม่สามารถสูญเสียอิเล็กตรอนได้หกตัวหาก KMnO ₄ ได้รับห้า นั่นคือเหตุผลที่จำนวนอิเล็กตรอนต้องสมดุลในสมการ:

5 (KI => KIO ₃ + 6e-)

6 (KMnO ₄ + 5e- => MnCl ₂ )

ซึ่งส่งผลให้มีการถ่ายโอนสุทธิ 30 อิเล็กตรอน

สันดาป

การเผาไหม้เป็นปฏิกิริยาออกซิเดชันที่แข็งแกร่งและมีพลังซึ่งแสงและความร้อนจะถูกปล่อยออกมา โดยทั่วไปในปฏิกิริยาทางเคมีประเภทนี้ออกซิเจนมีส่วนร่วมในฐานะเป็นตัวออกซิไดซ์หรือตัวออกซิไดซ์ ในขณะที่ตัวรีดิวซ์คือเชื้อเพลิงซึ่งเผาผลาญเมื่อสิ้นสุดบัญชี

ที่ไหนมีเถ้ามีการเผาไหม้ สิ่งเหล่านี้ประกอบไปด้วยถ่านหินและโลหะออกไซด์ แม้ว่าองค์ประกอบของมันจะมีเหตุผลขึ้นอยู่กับว่าเชื้อเพลิงคืออะไร ด้านล่างเป็นตัวอย่าง:

C (s) + O ₂ (g) => CO ₂ (g)

2CO (g) + O ₂ (g) => 2CO ₂ (g)

C ₃ H ₈ (g) + 5O ₂ (g) => 3CO ₂ (g) + 4H ₂ O (g)

สมการเหล่านี้แต่ละตัวสอดคล้องกับการเผาไหม้ที่สมบูรณ์ กล่าวคือเชื้อเพลิงทุกชนิดทำปฏิกิริยากับออกซิเจนส่วนเกินเพื่อรับประกันการเปลี่ยนแปลงอย่างสมบูรณ์

ในทำนองเดียวกันควรสังเกตว่า CO ₂ และ H ₂ O เป็นผลิตภัณฑ์ส่วนใหญ่ที่เป็นก๊าซเมื่อร่างกายคาร์บอนเผาไหม้ (เช่นไม้ไฮโดรคาร์บอนและเนื้อเยื่อของสัตว์) เป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ที่จะเกิดการแบ่งส่วนของคาร์บอนเนื่องจากขาดออกซิเจนและก๊าซที่มีออกซิเจนน้อยเช่น CO และ NO

การสังเคราะห์

ในภาพด้านบนการเป็นตัวแทนที่เรียบง่ายจะปรากฏขึ้น แต่ละสามเหลี่ยมเป็นสารประกอบหรืออะตอมซึ่งรวมกันเป็นสารประกอบเดียว รูปสามเหลี่ยมสองรูปสร้างรูปสี่เหลี่ยมด้านขนาน มวลเพิ่มขึ้นและคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีของผลิตภัณฑ์มักแตกต่างจากสารตั้งต้น

ตัวอย่างเช่นการเผาไหม้ของไฮโดรเจน (ซึ่งเป็นปฏิกิริยารีดอกซ์) ผลิตไฮโดรเจนออกไซด์หรือออกซิเจนไฮไดรด์ รู้จักกันดีในชื่อน้ำ:

H ₂ (g) + O ₂ (g) => 2H ₂ O (g)

โดยการผสมก๊าซทั้งสองที่อุณหภูมิสูงพวกเขาเผาไหม้ผลิตน้ำก๊าซ เมื่ออุณหภูมิเย็นตัวลงไอระเหยจะทำให้น้ำเป็นของเหลว ผู้เขียนหลายคนพิจารณาปฏิกิริยาการสังเคราะห์นี้ว่าเป็นหนึ่งในทางเลือกที่เป็นไปได้ในการทดแทนเชื้อเพลิงฟอสซิลในการรับพลังงาน

ลิงก์ของ HH และ O = O ถูกทำลายเพื่อสร้างลิงก์ง่าย ๆ สองแบบใหม่: HOH น้ำดังที่รู้จักกันดีเป็นสารที่ไม่มีใครเทียบได้ (นอกเหนือจากความรู้สึกโรแมนติก) และคุณสมบัติของมันค่อนข้างแตกต่างจากก๊าซไฮโดรเจนและออกซิเจน

สารประกอบไอออนิก

การก่อตัวของสารประกอบไอออนิกจากองค์ประกอบของพวกเขายังเป็นตัวอย่างของปฏิกิริยาการสังเคราะห์ หนึ่งในวิธีที่ง่ายที่สุดคือการก่อตัวของเฮไลด์โลหะของกลุ่มที่ 1 และ 2 ตัวอย่างเช่นการสังเคราะห์แคลเซียมโบรไมด์:

Ca (s) + Br ₂ (l) => CaBr ₂ (s)

สมการทั่วไปสำหรับการสังเคราะห์ประเภทนี้คือ:

M + + ₂ => MX ₂

การประสาน

เมื่อสารประกอบที่เกิดขึ้นนั้นเกี่ยวข้องกับอะตอมโลหะภายในเรขาคณิตอิเล็กทรอนิกส์มันก็บอกว่าซับซ้อน ในเชิงซ้อนโลหะยังคงผูกพันกับแกนด์โดยพันธะโควาเลนต์ที่อ่อนแอและเกิดขึ้นจากปฏิกิริยาการประสานงาน

ตัวอย่างเช่นเรามี [Cr (NH ₃ ) ₆ ] 3+ ที่ซับซ้อน สิ่งนี้เกิดขึ้นเมื่อ Cr3 + cation อยู่ในโมเลกุลของแอมโมเนีย NH ₃ ซึ่งทำหน้าที่เป็นแกนด์โครเมียม:

Cr3 + + 6NH ₃ => [Cr (NH ₃ ) ₆ ] 3+

ด้านล่างคือรูปแปดด้านที่มีการประสานงานอยู่รอบ ๆ ศูนย์โลหะโครเมียม:

โปรดทราบว่าการชาร์จโครเมียม 3+ นั้นไม่ได้ทำให้เป็นกลางในคอมเพล็กซ์ สีของมันคือสีม่วงและนั่นคือเหตุผลว่าทำไมรูปแปดด้านจึงมีสีนั้น

คอมเพล็กซ์บางแห่งมีความน่าสนใจมากกว่าเช่นในกรณีของเอนไซม์บางตัวที่ประสานงานกับธาตุเหล็กสังกะสีและแคลเซียม

การจำแนก

การสลายตัวเป็นสิ่งที่ตรงกันข้ามกับการสังเคราะห์: สารประกอบถูกแยกย่อยเป็นองค์ประกอบหนึ่งหรือสองหรือสามองค์ประกอบ

ตัวอย่างเช่นเรามีสามการย่อยสลายดังต่อไปนี้:

2HgO (s) => 2Hg (l) + O ₂ (g)

2H ₂ O ₂ (l) => 2H ₂ O (l) + O ₂ (g)

H ₂ CO ₃ (ac) => CO ₂ (g) + H ₂ O (l)

HgO เป็นของแข็งสีแดงที่เกิดจากการกระทำของความร้อนสลายตัวในปรอทโลหะของเหลวสีดำและออกซิเจน

ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์หรือไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ผ่านการย่อยสลายทำให้น้ำของเหลวและออกซิเจน

ในขณะที่กรดคาร์บอนิกจะสลายตัวเป็นคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำของเหลว

การย่อยสลายแบบ "แห้ง" ที่มากขึ้นนั้นเป็นปัญหาที่เกิดจากโลหะคาร์บอเนต:

CaCO ₃ (s) => CaO (s) + CO ₂ (g)

ภูเขาไฟแห่งชนชั้น

ปฏิกิริยาการสลายตัวที่ใช้ในวิชาเคมีคือการสลายตัวทางความร้อนของแอมโมเนียมไดโครเมต (NH ₄ ) ₂ Cr ₂ O ₇ เกลือสารก่อมะเร็งสีส้มนี้ (ดังนั้นจึงต้องใช้ความระมัดระวังอย่างมาก) เผาไหม้เพื่อปล่อยความร้อนจำนวนมากและสร้างของแข็งสีเขียว, โครเมี่ยมออกไซด์, Cr ₂ O ₃ :

(NH ₄ ) ₂ Cr ₂ O ₇ (s) => Cr ₂ O ₃ (s) + 4H ₂ O (g) + N ₂ (g)

การกำจัด

ปฏิกิริยาการกระจัดคือปฏิกิริยารีดอกซ์ชนิดหนึ่งที่องค์ประกอบหนึ่งแทนที่อีกอันในสารประกอบ องค์ประกอบที่ถูกแทนที่จะลดลงหรือเพิ่มอิเลคตรอน

เพื่อลดความซับซ้อนของภาพด้านบนภาพด้านบนจะปรากฏขึ้น วงกลมแสดงองค์ประกอบ เป็นที่สังเกตว่าวงกลมสีเขียวมะนาวแทนที่หนึ่งสีฟ้าที่เหลืออยู่นอก; แต่ไม่เพียงแค่นั้น แต่วงกลมสีฟ้าก็ลดลงในกระบวนการและสีเขียวมะนาวจะถูกออกซิไดซ์

จากไฮโดรเจน

ตัวอย่างเช่นสมการทางเคมีต่อไปนี้ใช้เพื่ออธิบายคำอธิบายข้างต้น:

2Al (s) + 6HCl (ac) => AlCl ₃ (ac) + 3H ₂ (g)

Zr (s) + 2H ₂ O (g) => ZrO ₂ (s) + 2H ₂ (g)

Zn (s) + H ₂ SO ₄ (ac) => ZnSO ₄ (ac) + H ₂ (g)

องค์ประกอบแทนที่สำหรับปฏิกิริยาทางเคมีทั้งสามนี้คืออะไร? ไฮโดรเจนซึ่งลดลงเป็นโมเลกุลไฮโดรเจน H ₂ ; มันไปจากเลขออกซิเดชันของ +1 ถึง 0 โปรดทราบว่าโลหะอลูมิเนียมเซอร์โคเนียมและสังกะสีสามารถกำจัดไฮโดรเจนของกรดและน้ำ ในขณะที่ทองแดงไม่เงินหรือทองไม่สามารถ

โลหะและฮาโลเจน

นอกจากนี้เรายังมีปฏิกิริยาการกระจัดเพิ่มเติมสองสิ่งนี้:

Zn (s) + CuSO ₄ (ac) => Cu (s) + ZnSO ₄ (ac)

Cl ₂ (g) + 2NaI (ac) => 2NaCl (ac) + I ₂ (s)

ในปฏิกิริยาแรกสังกะสีจะแทนที่โลหะทองแดงที่มีค่าน้อยลง สังกะสีจะถูกออกซิไดซ์ในขณะที่ทองแดงลดลง

ในทางตรงกันข้ามปฏิกิริยาที่สองคือคลอรีนซึ่งเป็นองค์ประกอบที่ไวต่อปฏิกิริยามากกว่าไอโอดีนซึ่งจะถูกแทนที่ด้วยเกลือโซเดียม ที่นี่มันเกิดขึ้นในทางตรงกันข้าม: องค์ประกอบปฏิกิริยามากที่สุดจะลดลงโดยการออกซิไดซ์องค์ประกอบพลัดถิ่น; ดังนั้นคลอรีนจะลดลงเมื่อออกซิไดซ์เป็นไอโอดีน

การก่อตัวของก๊าซ

ในปฏิกิริยาจะเห็นได้ว่าหลายคนสร้างก๊าซดังนั้นจึงเข้าสู่ปฏิกิริยาเคมีประเภทนี้ ในทำนองเดียวกันปฏิกิริยาของส่วนก่อนหน้านี้ที่การกำจัดของไฮโดรเจนโดยโลหะที่ใช้งานจะถือเป็นปฏิกิริยาการก่อตัวของก๊าซ

นอกจากที่กล่าวถึงแล้วโลหะซัลไฟด์เช่นปล่อยไฮโดรเจนซัลไฟด์ (ซึ่งมีกลิ่นเหมือนไข่เน่า) เมื่อเติมกรดไฮโดรคลอริก:

Na ₂ S + + HCl (ac) => 2 NaCl (ac) + H ₂ S (g)

Metathesis หรือการกระจัดสองครั้ง

ในปฏิกิริยาของ metathesis หรือการกระจัดสองครั้งสิ่งที่เกิดขึ้นคือการเปลี่ยนคู่โดยไม่มีการถ่ายโอนอิเล็กตรอน นั่นคือมันไม่ถือเป็นปฏิกิริยารีดอกซ์ ดังที่แสดงในภาพด้านบนวงกลมสีเขียวจะแบ่งลิงก์สีน้ำเงินเข้มเพื่อลิงก์ไปยังวงกลมสีฟ้าอ่อน

การเร่งรัด

เมื่อปฏิกิริยาของหนึ่งในคู่นั้นแข็งแรงพอที่จะเอาชนะผลการแก้ปัญหาของของเหลวได้จะเกิดการตกตะกอน สมการทางเคมีต่อไปนี้แสดงถึงปฏิกิริยาการตกตะกอน:

AgNO ₃ (ac) + NaCl (ac) => AgCl (s) + NaNO ₃ (ac)

CaCl ₂ (aq) + Na ₂ CO ₃ (ac) => CaCO ₃ (s) + 2NaCl (ac)

ในปฏิกิริยาแรก Cl- แทนที่ NO ₃ - เพื่อสร้างซิลเวอร์คลอไรด์ AgCl ซึ่งเป็นตะกอนสีขาว และในปฏิกิริยาที่สอง CO ₃ 2- แทนที่ Cl- เพื่อเร่งรัดแคลเซียมคาร์บอเนต