Mnogi procesi bez kojih je nemoguće zamisliti naš život (poput disanja, probave, fotosinteze i slično) povezani su sa raznim hemijskim reakcijama organskih jedinjenja (i neorganskih). Pogledajmo njihove glavne tipove i detaljnije se zadržimo na procesu koji se zove povezivanje (attachment).
Šta je hemijska reakcija
Pre svega, vredi dati opštu definiciju ovog fenomena. Izraz koji se razmatra odnosi se na različite reakcije supstanci različite složenosti, kao rezultat kojih nastaju proizvodi različiti od originalnih. Supstance uključene u ovaj proces nazivaju se "reagensi".
U pisanom obliku, hemijska reakcija organskih jedinjenja (i neorganskih) je zapisana korišćenjem specijalizovanih jednačina. Izvana, oni su pomalo poput matematičkih primjera sabiranja. Međutim, umjesto znaka jednakosti ("="), koriste se strelice ("→" ili "⇆"). Osim toga, na desnoj strani jednačine ponekad može bitiviše supstanci nego u lijevoj. Sve prije strelice su tvari prije početka reakcije (lijeva strana formule). Sve iza njega (desna strana) su jedinjenja nastala kao rezultat hemijskog procesa koji se odigrao.
Kao primjer hemijske jednadžbe, možemo razmotriti reakciju razlaganja vode na vodonik i kisik pod djelovanjem električne struje: 2H2O → 2H 2 ↑ + O2↑. Voda je početni reaktant, a kisik i vodonik su produkti.
Kao još jedan, ali složeniji primjer hemijske reakcije jedinjenja, možemo smatrati fenomen poznat svakoj domaćici koja je bar jednom ispekla slatkiše. Govorimo o gašenju sode bikarbone stonim sirćetom. Radnja koja se odvija je ilustrovana sljedećom jednačinom: CO2↑ + H2O. Iz toga je jasno da u procesu interakcije natrijum bikarbonata i sirćeta nastaju natrijumova so sirćetne kiseline, vode i ugljen-dioksida.
Po svojoj prirodi, hemijski procesi su srednji između fizičkih i nuklearnih.
Za razliku od prethodnog, jedinjenja uključena u hemijske reakcije mogu da promene svoj sastav. Odnosno, iz atoma jedne supstance može se formirati nekoliko drugih, kao u gornjoj jednadžbi za razgradnju vode.
Za razliku od nuklearnih reakcija, hemijske reakcije ne utiču na jezgra atoma supstanci u interakciji.
Koje su vrste hemijskih procesa
Distribucija reakcija jedinjenja po tipu odvija se prema različitimkriterijumi:
- reverzibilno/nepovratno.
- Prisustvo/odsustvo katalitičkih supstanci i procesa.
- Upijanjem/otpuštanjem toplote (endotermna/egzotermna reakcija).
- Po broju faza: homogena/heterogena i dvije hibridne sorte.
- Promjenom stanja oksidacije supstanci u interakciji.
Vrste hemijskih procesa u neorganskoj hemiji metodom interakcije
Ovaj kriterij je poseban. Uz njegovu pomoć razlikuju se četiri tipa reakcija: povezivanje, supstitucija, dekompozicija (cijepanje) i razmjena.
Naziv svakog od njih odgovara procesu koji opisuje. To jest, u spoju se supstance kombinuju, u supstituciji - menjaju se u druge grupe, pri razgradnji jednog reagensa nastaje nekoliko, a u razmeni učesnici u reakciji menjaju atome među sobom.
Vrste procesa prema metodi interakcije u organskoj hemiji
Uprkos velikoj složenosti, reakcije organskih jedinjenja odvijaju se po istom principu kao i neorganskih. Međutim, oni imaju malo drugačija imena.
Dakle, reakcije kombinacije i razlaganja nazivaju se "adicijom", kao i "cijepanjem" (eliminacijom) i direktno organskom razgradnjom (u ovom dijelu hemije postoje dvije vrste procesa cijepanja).
Ostale reakcije organskih jedinjenja su supstitucija (ime se ne mijenja), preuređivanje (razmjena) iredoks procesi. Uprkos sličnosti njihovih mehanizama, oni su svestraniji u organskoj materiji.
Hemijska reakcija jedinjenja
Razmatrajući različite vrste procesa u koje supstance ulaze u organskoj i neorganskoj hemiji, vrijedi se detaljnije zadržati na spoju.
Ova reakcija se razlikuje od svih ostalih po tome što se, bez obzira na broj reagensa na početku, u finalu svi spoje u jednu.
Kao primjer, možemo se prisjetiti procesa gašenja kreča: CaO + H2O → Ca(OH)2. U tom slučaju dolazi do reakcije kombinacije kalcijevog oksida (živog vapna) sa vodonik oksidom (vodom). Kao rezultat, nastaje kalcijum hidroksid (gašeno vapno) i oslobađa se topla para. Inače, to znači da je ovaj proces zaista egzotermičan.
Složena jednačina reakcije
Šematski, proces koji se razmatra može se predstaviti na sljedeći način: A+BV → ABC. U ovoj formuli, ABV je novoformirana kompleksna supstanca, A je jednostavan reagens, a BV je varijanta složenog jedinjenja.
Vrijedi napomenuti da je ova formula karakteristična i za proces spajanja i spajanja.
Primjeri reakcije koja se razmatra su interakcija natrijum oksida i ugljičnog dioksida (NaO2 + CO2↑ (t 450 -550 °C) → Na2CO3), kao i sumporov oksid sa kiseonikom (2SO2+ O 2↑ → 2SO3).
Također, nekoliko složenihveze: AB + VG → ABVG. Na primjer, svi isti natrijum oksid i vodonik oksid: NaO2 +N2O → 2NaOH
Uvjeti reakcije u neorganskim jedinjenjima
Kao što je prikazano u prethodnoj jednačini, supstance različitog stepena složenosti mogu ući u interakciju koja se razmatra.
U ovom slučaju, za jednostavne reagense neorganskog porekla, moguće su redoks reakcije jedinjenja (A + B → AB).
Kao primjer, možemo razmotriti proces dobivanja željeznog hlorida. Za to se izvodi složena reakcija između hlora i feruma (gvožđa): 3Cl2↑ + 2Fe → 2FeCl3.
Ako govorimo o interakciji složenih anorganskih supstanci (AB + VG → ABVG), u njima se mogu odvijati procesi koji utiču i ne utiču na njihovu valentnost.
Kao ilustraciju ovoga, razmotrite primjer formiranja kalcijum bikarbonata iz ugljičnog dioksida, vodonik oksida (vode) i bijele boje za hranu E170 (kalcij karbonat): CO2 ↑ + H 2O +CaCO3 → Ca(CO3) 2. U ovom slučaju, odvija se klasična složena reakcija. Tokom njegove implementacije, valencija reagensa se ne mijenja.
Malo savršenija (od prve) hemijska jednačina 2FeCl2 + Cl2↑ → 2FeCl3 je primjer redoks procesa u interakciji jednostavnog i složenog anorganskogreagensi: gas (hlor) i so (gvozdeni hlorid).
Vrste adicionih reakcija u organskoj hemiji
Kao što je već spomenuto u četvrtom paragrafu, u supstancama organskog porijekla dotična reakcija se naziva "adicija". U njemu po pravilu učestvuju složene supstance sa dvostrukom (ili trostrukom) vezom.
Na primjer, reakcija između dibromina i etilena dovodi do stvaranja 1,2-dibromoetana: (C2H4) CH 2=CH2 + Br2 → (C₂H₄Br₂) BrCH2 - CH2Br. Usput, znakovi slični jednako i minus ("=" i "-") u ovom jednadžba pokazuje veze između atoma jedinjenja. Ovo je karakteristika pisanja formula organskih supstanci.
U zavisnosti od toga koji od spojeva djeluju kao reagensi, postoji nekoliko varijanti procesa dodavanja koji se razmatraju:
- Hidrogenacija (molekuli vodonika H se dodaju duž višestruke veze).
- Hidrohalogenacija (dodata je hidrohalogenacija).
- Halogenacija (dodatak halogena Br2, Cl2↑ i slično).
- Polimerizacija (formiranje supstanci visoke molekularne težine iz nekoliko jedinjenja niske molekulske težine).
Primjeri reakcije adicije (spoj)
Nakon nabrajanja varijanti procesa koji se razmatraju, vrijedi naučiti u praksi neke primjere složene reakcije.
Kao ilustraciju hidrogenacije, možeteobratite pažnju na jednadžbu za interakciju propena sa vodonikom, usled čega će se pojaviti propan: (S3N6↑)-CH=CH2↑ + N2↑ → (C3N8↑) CH3-CH2-CH3↑.
U organskoj hemiji može doći do reakcije jedinjenja (adicije) između hlorovodonične kiseline (anorganske supstance) i etilena da bi se formirao hloroetan: (C2H4↑) CH2=CH2↑ + HCl → CH3- CH2-Cl (C2H5Cl). Predstavljena jednačina je primjer hidrohalogenacije.
Što se tiče halogeniranja, to se može ilustrirati reakcijom između diklor-a i etilena koja dovodi do stvaranja 1,2-dihloroetana: (C2H4↑) CH2=CH2 + Cl2↑ → (C₂H₄Cl₂) ClCH 2-CH2Cl.
Mnoge korisne supstance nastaju zahvaljujući organskoj hemiji. Reakcija povezivanja (adicije) molekula etilena sa radikalnim inicijatorom polimerizacije pod uticajem ultraljubičastog je potvrda ovoga: n CH2 =CH2 (R i UV svjetlo) → (-CH2-CH2-)n. Ovako nastala supstanca je svima dobro poznata pod imenom polietilen.
Različite vrste ambalaže, vrećice, posuđe, lule,materijali za grijanje i još mnogo toga. Karakteristika ove supstance je mogućnost njenog recikliranja. Polietilen svoju popularnost duguje činjenici da se ne raspada, zbog čega ekolozi imaju negativan stav prema njemu. Međutim, posljednjih godina pronađen je način za sigurno odlaganje polietilenskih proizvoda. Za to se materijal tretira azotnom kiselinom (HNO3). Nakon toga, određene vrste bakterija mogu razgraditi ovu supstancu u sigurne komponente.
Reakcija povezanosti (vezanosti) igra važnu ulogu u prirodi i ljudskom životu. Osim toga, naučnici ga često koriste u laboratorijama za sintetizaciju novih supstanci za razna važna istraživanja.
