Reakcija razgradnje: primjeri i jednadžba

Često od pristojnih ljudi možete čuti o štetnosti zdravlja nekog proizvoda ili lijeka. A glavni argument u korist takve izjave bit će izraz: "Ovo je kemija!". Međutim, samo oni koji su u školi očito preskočili lekcije o ovoj temi mogu to reći. Činjenica je da se ljudski i svaki biološki organizam u sebi sastoje od mnogih organskih i anorganskih tvari. Istovremeno, različiti procesi koji se neprekidno odvijaju unutar nje pomažu održati svoju održivost. Jedan od glavnih među njima je reakcija kemijske razgradnje. Naučimo više o njemu i njegovim osobitostima s organskim i anorganskim tvarima.

Kakav proces se zove kemijska reakcija

Prije svega, vrijedno je naučiti značenje koncepta "kemijske reakcije". Ovaj izraz znači pretvorbu jedne ili više originalnih tvari (nazvanih reagensima) u druge. U procesu takve metamorfoze jezgre atoma spojeva koji se međusobno ne interpretiraju nisu podložni promjenama, ali postoji redistribucija elektrona. Dakle, nakon pretvorbe, na izlazu nastaju novi atomi spojeva.

Kemijske reakcije imaju kvalitativnu razliku od fizičkog i nuklearnog.

• Kao rezultat toga, početni reagenti nikada ne mijenjaju svoj sastav, iako su sposobni za stvaranje smjese ili se kreću iz jednog agregatnog stanja u drugi. Nasuprot tome, kemijski procesi praćeni su stvaranjem novih spojeva, s potpuno drugačijim svojstvima.
• Rezultat drugog je promjena u izotopskom sastavu i broju atoma. Dakle, na izlazu nekih elemenata, formiraju se drugi. Međutim, za kemijske procese takve duboke metamorfoze nisu karakteristične. Budući da promjene koje su se dogodile zbog njih ne utječu na unutarnju strukturu atoma.

Uvjeti za tijek kemijskih reakcija

U mnogim slučajevima, za uspješne procese takve vrste, jednostavno je potrebno fizički kontaktirati reagente jedni s drugima ili ih miješati. Ali često za pokretanje kemijske reakcije potrebno je katalizatore. U ovoj ulozi može djelovati kao različite tvari i određene vanjske uvjete.

• Učinak temperature. Da bi se započeli pojedini kemijski procesi, potrebno je zagrijati reagense. Na primjer, za početak reakcije razgradnje kalcijevog karbonata, ova temperatura ovih spojeva mora se povećati na 900-1200 ° C
• Elektromagnetski valovi. Najučinkovitije poticanje tijeka bilo kojeg procesa je utjecaj na reagense svjetlosnim valovima. Takve reakcije nazivaju se "fotokemijski". Klasičan primjer takve reakcije je fotosinteza.
• Ionizirajuće zračenje.
• Izloženost električnoj struji.
• Druga vrsta mehaničkog učinka na tvari koje reagiraju.

Kakve kemijske reakcije postoje

Razvrstavanje takvih procesa uglavnom se provodi na šest osnova.

• Prisutnost granice razdvajanja faza: homo- / heterogene reakcije.
• Na izolaciju / apsorpciju topline: egzotermni i endotermni procesi.
• S prisutnošću / odsutnosti katalizatora: katalitičke i ne katalitičke reakcije.
• U smjeru protoka: reverzibilnih i nepovratnih procesa. Ovisno o ovoj kategoriji, postoji vrsta znaka između lijeve i desne strane kemijske jednadžbe. Za nepovratne - to su dvije strelice koje upućuju u suprotnim smjerovima, s reverzibilnim - samo jedan, usmjeren od lijeve desno.
• Promjenom stupnja oksidacije. Na tom principu, izolirana je reakcija redukcije oksidacije.
• Raspadanje (razdvajanje), spoj, supstitucija i razmjena su vrste kemijskih procesa po vrsti metamorfoze reagensa.

Reakcija razgradnje (cijepanje): što je to

Ovim se pojmom podrazumijeva proces, kao rezultat toga kompleksna tvar podijeljen je na dva ili više jednostavnih. U većini slučajeva, katalizator za to je visoka temperatura. Zbog toga se taj proces naziva i reakcija toplinske razgradnje.

Kao primjer, jedan od klasičnih načina dobivanja čistog kisika (O₂) u industriji. To se događa kao posljedica zagrijavanja KMnO₄ (poznatije svima pod imenom "mangan").

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

Jednadžba reakcije razgradnje

Svaka kemijska jednadžba sastoji se od dva dijela: lijevo i desno. U prvom, zabilježeni su reaktivni spojevi, a drugi, reakcijski produkti. Između njih se obično nalazi strelica usmjerena desno. Ponekad je dvostrani, kada je riječ o reverzibilnom procesu. U nekim slučajevima može se zamijeniti jednakim znakom (=).

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

Važno je zapamtiti da se većina takvih procesa javlja pod utjecajem topline. Da biste to prijavili, doslovni t ili trokut često se postavljaju iznad strelice ili pored nje. Međutim, ponekad umjesto topline, različite tvari, zračenje djeluje kao katalizator.

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

Praktični primjeri takvog postupka vrlo su česti. Moguće je ilustrirati ovu formulu koristeći procesnu jednadžbu opisanu u prethodnom odlomku: 2KMnO₄ (t) → K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂uarr-.

Vrste reakcija razgradnje

Ovisno o vrsti katalizatora (koji olakšava raspad kompleksne supstance u jednostavnije), otpušta se nekoliko vrsta razgradnje.

• Biorazgradnja je raspadanje tvari zbog aktivnosti živih organizama (mikroorganizama, gljivica, algi). Na jednostavnijem jeziku ovaj se proces može nazvati propadanjem. To je zbog toga što proizvodi plijen. S jedne strane to sprečava njihovo pohranjivanje već dugo, s druge strane pomaže prirodi da iskoristi sve nepotrebne, a time i obnavlja ekosustave.
• Radioliza je dekompozicija spojeva djelovanjem ionizirajućeg zračenja na molekule.
• Termoliza je porast temperature kako bi se pokrenula reakcija razgradnje (primjeri takvih procesa mogu se naći u točkama 8-9).
  
  Ova vrsta cijepanja ima podvrstu-piroliza. Ono se razlikuje od obične termolize u tome što pored učinka visoke temperature na molekule tvari, također se uskraćuje mogućnost interakcije s kisikom (O₂).
• Solvoliza je raspadna razgradnja između otopljene tvari i samog otapala. Ovisno o vrsti potonji uključuje takve vrste postupka: hidroliza (voda) alkoliz (alkoholi) amonolizom (amonijaka).
• Elektroliza - raspad molekula djelovanjem električne struje na njih (primjer u sljedećem odlomku).

Cijepanje H20

Razmatrajući teoriju o reakciji razgradnje, vrijedi razmotriti primjere njegove praktične primjene. Od H₂O danas je jedna od najdostupnijih tvari za provođenje kemijskih pokusa, vrijedno je početi s njom.

Ova reakcija razgradnje vode naziva se elektrolizom i izgleda ovako: 2H₂O (električna struja) → 2H₂uarr- + About₂uarr-.
Ova jednadžba dešifrira se na sljedeći način: pod utjecajem električne struje na molekulama vode, razdvajaju se i formiraju dva plina - kisik i vodik.

Valja napomenuti da se ova metoda aktivno koristi u podmornicama za proizvodnju kisika. U suvremenom svijetu zamijenio je skuplji način dobivanja ove vitalne supstancije iz natrij peroksida (Na₂O₂₎, uz pomoć svoje interakcije s ugljičnim dioksidom: Na₂O₂ + CO₂uarr- → Na₂CO₃ + O₂uarr-.

Dugoročno, reakcija raspadanja vode može biti od velike važnosti za budućnost planeta. Budući da je na taj način moguće izvesti ne samo kisik nego i vodik, koji se koristi kao raketno gorivo. Razvoj na ovom području traje već niz godina, ali glavni problem je potreba da se smanji količina energije potrošena na cijepanje molekula vode.

Cijepanje H2O2

Među ostalim primjerima reakcija razgradnje treba obratiti pažnju na stvaranje vode i kisika iz vodikovog peroksida (peroksida).

Izgleda ovako: H₂oh₂ (t) → 2H₂O + O₂uarr-.

Taj je postupak također toplinski, jer bi trebao početi, potrebno je da se polazni materijal zagrije na temperaturu od 150 ° C.

Iz tog razloga, vodikov peroksid (koji većina koristi za liječenje rana) ne pretvara u stajaće vode u kući ormariću.

Međutim, treba imati na umu da se reakcija razgradnje vodikovog peroksida se također mogu pojaviti na normalnoj sobnoj temperaturi, kada je tvar u kontaktu sa spojevima kao što su natrijeve lužine (NaOH) ili mangan dioksida (MnO₂). Također u ulozi katalizatora može djelovati platina (Pt) i bakar (Cu).

Reakcija termičke dekompozicije CaCO3

Još jedan zanimljiv primjer je cijepanje kalcijevog karbonata. Taj se proces može napisati pomoću sljedeće jednadžbe: CaCO₃ (t) → CaO + CO₂uarr-.

Proizvod ove reakcije će biti živo vapno (kalcijev oksid) i ugljični dioksid.

Gore navedeni postupak aktivno se koristi u industriji za proizvodnju ugljičnog dioksida. Slične reakcije su proizvedene u specijaliziranim minama, budući da se raspadanje kalcijevog karbonata događa samo pri temperaturi od 900 ° C