Reakcje chemiczne –
są to
przemiany jednych
substancji (substratów) w inne (produkty); o kierunku przebiegu r.ch. decyduje znak potencjału termodynamicznego
lub energii swobodnej reakcji; mogą zachodzić samorzutnie lub w sposób wymuszony; ze względu na typ przemiany wyróżnia
się Reakcje analizy , syntezy i wymiany, ze względu na rodzaje substratów: reakcje atomowe, cząsteczkowe, jonowe, wolnorodnikowe, ze względu na liczbę faz w układzie: reakcje jednofazowe (homogeniczne) i wielofazowe (heterogeniczne), ze względu na rodzaj energii wymienianej z otoczeniem: reakcje termiczne, elektrochem., magnetochem., fotochem. i in.; rozróżnia się też reakcje proste (elementarne), złożone, główne, uboczne, pierwotne (wzbudzające), wtórne (wzbudzone), łańcuchowe, katalityczne, odwracalne; r.ch. można zapisać w postaci równania chemicznego (stechiometrycznego).
Równanie reakcji chem. – to skrócony zapis (początku i końca) jakościowych i ilościowych przemian w trakcie reakcji chem.; lewą stronę równania stanowią wzory substancji wyjściowych (substratów), prawą - wzory substancji otrzymanych w wyniku reakcji (produktów); r.ch. wyraża stosunki atomowe i wagowe substancji reagujących; znak równości oznacza, że masy substratów i produktów są sobie równe; strzałka uwzględnia jedynie kierunek przemian; podwójna strzałkaoznacza reakcję odwracalną; niektóre reakcje mogą być zapisane równaniem jonowym, uwzględniającym tylko jony reagujące ze sobą;
Roztwór to nierozdzielająca się w długich okresach czasu mieszanina dwóch lub więcej związków chemicznych. Skład roztworów określa się przez podanie stężenia składników. W roztworach zwykle jeden ze związków chemicznych jest nazywany rozpuszczalnikiem, a drugi substancją rozpuszczaną. Który z dwóch związków uznać za rozpuszczalnik, jest właściwie kwestią umowną, wynikającą z praktyki i tradycji.
Mechanizm tworzenia roztworów: Rozwory powstają w wyniku oddziaływania cząsteczek. Jeżeli przyciąganie cząsteczek tej samej substancji nie jest większe od oddziaływania cząsteczek różnych substancji oraz jest możliwy ruch cząsteczek względem siebie, to dzięki ruchom termicznym cząsteczki będą dążyły do równomiernego rozłożenia się w dostępnej przestrzeni, po to aby osiągnąć jak najwyższą entropię układu. Dlatego
roztwory samoistnie nie rozdzielają się. Najprostszym sposobem rozdzielenia lub przynajmniej zmiany stężenia rozpuszczonych substancji jest przeprowadzenie zmiany stanu skupienia (parowanie lub krystalizacja) roztworu.
Ze względu na doskonałość roztwory dzieli się na: Roztwory właściwe - są całkowicie jednorodne tzn. że dla objętości kilkakrotnie większych od wielkości cząsteczek, każda porcja zawiera taki sam skład ilościowy cząsteczek.
Roztwory niewłaściwe - nie są całkowicie jednorodne. Są to np. trwałe emulsje, skrajnie rozproszone zawiesiny, zole i żele. Odróżnienie roztworów właściwych od niewłaściwych często jest bardzo trudne i wymaga stosowania bardzo zaawansowanych technik analitycznych, takich jak np. mikroskopia elektronowa. Czasami przyjmuje się, że roztworami w ścisłym tego słowa znaczeniu są wyłącznie roztwory właściwe, choć przejście od jednych do drugich ma charakter płynny, co powoduje, że bardzo trudno jest je od siebie praktycznie rozgraniczyć.
Ze względu na współczynnik pH: *kwasowe – pH <7 *obojętne – pH =7 (woda destylowana) *zasadowe – pH >7
Ze względu na stan skupienia: *gazowe (mieszaniny gazów)
*ciekłe -cieczy w cieczy -ciała stałego w cieczy
*stałe (kryształy mieszane) - powstają podczas krystalizacji
Roztwory gazowe: Wszystkie gazy mieszają się bez ograniczeń ilościowych. Zjawisko to wynika z tego, że odległości między cząsteczkami gazów są duże a oddziaływania międzycząsteczkowe bardzo słabe. Przy dużych ciśnieniach, w gazie mogą rozpuszczać się ciecze i ciała stałe, przy szczególnie dużych ciśnieniach roztwory w gazach przybierają właściwości zbliżone do roztworów ciekłych - są to tzw. roztwory nadkrytyczne.
Roztwory cieczy w cieczy: Ciecze nie mieszają się wcale (np. olej i woda), lub jeśli mieszają się, to bez ograniczeń (np. woda i alkohol etylowy) lub w pewnym zakresie. Mieszaniny trzech lub więcej cieczy tworzą często złożone układy fazowe, w których, zależnie od stężenia poszczególnych składników występują momenty, gdy istnieje
Roztwór jednorodny, gdy powstają dwie fazy, składające się z dwóch różnych roztworów, lub wszystkie trzy składniki całkowicie się rozdzielają. Zachowanie tego typu układów jest często przedstawiane w formie tzw. trójkąta stężeń Gibbsa.
Roztwory ciał stałych w cieczach: Ich powstawanie jest wynikiem możliwości penetracji ciała stałego przez cząsteczki cieczy oraz powstające w trakcie tego procesu oddziaływania między nimi. Reguły, wg których można w miarę łatwo przewidzieć jaki związek chemiczny rozpuści się w jakim rozpuszczalniku, są opisane w haśle rozpuszczalnik. Roztwory ciekłe ciał stałych posiadają własność nasycania się,
dlatego w zależności od nasycenia roztworu rozróżniamy: *roztwory nienasycone *roztwory nasycone *roztwory przesycone
Roztwór nienasycony - to roztwór, w którym w danej temperaturze można rozpuścić jeszcze pewną ilość danej substancji.
Roztwór nasycony - to roztwór który w określonych warunkach termodynamicznych (ciśnienie, temperatura) nie zmienia swego stężenia w kontakcie z substancją rozpuszczoną. W praktyce oznacza to, że bez zmian warunków termodynamicznych z roztworu nasyconego nie wypada żaden osad ale nie można też w nim rozpuścić już więcej substancji. W roztworze nasyconym, będącym w kontakcie z rozpuszczaną substancją, występuje równowaga dynamiczna, polegająca na tym, że szybkość procesu rozpuszczania i strącania jest dokładnie jednakowa.
Roztwór przesycony - to roztwór o stężeniu większym od stężenia roztworu nasyconego w danej temperaturze. Roztwory przesycone są przykładami substancji w stanie termodynamicznym niestabilnym metatrwałym.
Przykład roztworu przesyconego: Roztwór przesycony można otrzymać przez uzyskanie roztworu nasyconego w temperaturze wyższej, pozbawienie go pozostałej stałej substancji rozpuszczanej (ażeby nie było zarodów krystalizacji), a następnie ostrożne oziębianie tego roztworu. Roztwór przesycony jest termodynamicznie nietrwały. Wprowadzenie zaburzenia (np. wstrząs, kurz) może spowodować krystalizację nadmiaru substancji rozpuszczonej.
Typowe reakcje zachodzące na skutek rozpuszczania: solwatacja (której szczególnym przypadkiem jest hydratacja) - polegająca na otaczaniu przez cząsteczki rozpuszczalnika, cząsteczek związku rozpuszczanego.
dysocjacja elektrolityczna - polegająca na rozpadzie związków chemicznych na jony.
Więcej streszczeń na temat Reakcje chemiczne, mechanizm tworzenia roztworów