Jaká je rozkladová reakce v chemii? Příklady reakce rozkladu

Reakce rozpadu hrají důležitou roli v životě planety. Koneckonců přispívají k ničení odpadních produktů všech biologických organismů. Navíc tento proces denně pomáhá lidskému tělu asimilovat různé složité sloučeniny tím, že je rozdělí na jednoduché (katabolismus). Kromě všech výše uvedených skutečností tato reakce podporuje tvorbu jednoduchých organických a anorganických látek z komplexních látek. Podívejme se více na tento proces a také zvážíme praktické příklady reakce chemického rozkladu.

Co se nazývá reakce v chemii, jaké jsou to a na kterých závisí

Před studiem informací o rozkladu stojí za to dozvědět se o chemických procesech obecně. Tímto názvem se rozumí schopnost molekul některých látek interagovat s ostatními a vytvářet nové sloučeniny tímto způsobem.

Například pokud kyslík a kyslík vzájemně působí molekuly vodíku, v důsledku toho dostaneme dvě molekuly oxidu vodíku, které všichni známe jako vodu. Tento proces lze zapsat pomocí následující chemické rovnice: 2H₂uarr- + O₂urr- → 2H₂O.

I když existují různá kritéria, které označují chemickou reakci (tepelný účinek, katalyzátory, přítomnost / nepřítomnost fázové hranice, se změna stupně oxidace reakčních složek, vratnost / nevratnost), často uváděna podle konverze typu interagujících látek.

Proto se rozlišují čtyři typy chemických procesů.

• Připojení.
• Rozklad.
• Výměna.
• Nahrazení.

Všechny výše uvedené reakce jsou graficky psány pomocí rovnic. Jejich obecný schéma vypadá takto: A → B.

V levé části tohoto vzorce jsou počáteční činidla a v pravé části - látky vzniklé v důsledku reakce. Pro jeho začátek je zpravidla nutné používat teplotu, elektrickou energii nebo použití katalytických přísad. Jejich přítomnost by měla být také uvedena v chemické rovnici.

Jaká je rozkladová reakce (dělení)

Pro tento druh chemický proces charakteristická je tvorba dvou nebo více nových sloučenin z molekul jedné látky.

Jednodušeji lze rozkladovou reakci porovnat s domem návrháře. Poté, co se rozhodlo postavit auto a loď, dítě dekonstruuje počáteční strukturu a postaví požadovanou část z jejích detailů. V takovém případě se konstrukce prvků konstruktoru nemění, stejně jako se děje s atomy látky, která se účastní rozštěpení.

Jak je rovnice zvažované reakce

Přes skutečnost, že stovky sloučenin jsou schopné oddělit složitou látku na jednodušší složky, všechny podobné procesy se vyskytují podle stejného principu. Můžete jej zobrazit pomocí schématu: ABC → A + B + B.

V něm ABC je počáteční složka, která byla rozdělena. A, B a B jsou látky tvořené z atomů ABB v průběhu rozkladové reakce.

Typy reakcí štěpení

Jak již bylo uvedeno výše, pro zahájení nějakého chemického procesu je často nutné provádět určitý vliv na činidla. V závislosti na typu takové stimulace se rozlišují různé typy rozkladu:

• Biodistribuce (biodegradace). Jeho podstatou spočívá v rozpadu složitějších sloučenin na jednoduché sloučeniny pod vlivem živých organismů (mikroorganismů). Příkladem tohoto procesu může být hniloba nebo rozklad trosky.
• Termolýza je rozdělení látek pod vlivem vysokých teplot. Tento druh má poddruh - pyrolýzu. Při rozkladové reakci tohoto druhu pro její provedení jsou látky nejen ohřívány, ale také zbavují přístupu kyslíku a jiných oxidantů k nim.
  
  
• Elektrolýza tzv. rozdělení sloučenin pomocí elektrického proudu.
  
  
• Radiolýza - rozklad látky pod vlivem ionizujícího záření. Mimochodem, tento proces se aktivně používá v radioterapii.
  
  
• Solvoliz - tato reakce může být považována za hranici rozkladu a výměny (AB + VG → AG + BV). I když to vede k štěpení komplexních sloučenin na jednoduché ovlivněných rozpouštědla, ale Výchozí činidlo uvolněno atomy komunikovat nejen mezi sebou, ale také s katalyzátorem. V závislosti na jeho povaze solvolýzou tři poddruhy: alkoholýzou (alkoholy - ROH), hydrolýzou (voda - H₂O) a amonolýza (amoniak-NH₃).

Rozkladná reakce manganistanu draselného (KMnO4)

Pokud se zabýváme teorií, stojí za to zvážit praktické příklady procesu rozdělení látek.

První z nich bude rozpad KMnO₄ (v obyčejném lidu se nazývá manganistan draselný) kvůli zahřátí. Reakční rovnice rozklad manganistanu draselného vypadá takto: 2KMnO₄ (t 200 ° C) → K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂uarr-.

Z předloženého chemického vzorce je zřejmé, že pro aktivaci procesu je nutné zahřát původní reakční složku na 200 stupňů Celsia. Pro lepší reakci se mangan umístí do vakuové nádoby. Z toho můžeme usoudit, že tento proces je pyrolýza.

V laboratořích av průmyslu se provádí k výrobě čistého a řízeného kyslíku.

Termolýza chlorečnanu draselného (KClO3)

Rozkladná reakce soli Bertolethu je dalším příkladem klasické termolýzy ve své čisté formě.

Provádí zmíněný proces ve dvou etapách a vypadá takto:

• 2 KClO₃ (t 400 ° C) → 3KClO₄ + KCl.
• KClO₄ (t od 550 ° C) → KCl + 2 O2

Také termolýza chlorečnan draselný se může provádět při nižších teplotách (200 ° C) v jednom kroku, ale to vyžaduje, že se reakce se účastnil katalyzující materiál - oxidy různých kovů (měď, Ferum, Mangan, atd ...).

Rovnice tohoto typu bude vypadat takto: 2KClO₃ (t 150 ° C, MnO₂) → KCI + 2O₂.

Stejně jako manganistan draselný se Bertholletova sůl používá v laboratořích a v průmyslu k výrobě čistého kyslíku.

Elektrolýza a radiolýza vody (H2O)

Dalším zajímavým praktickým příkladem této reakce je rozklad vody. Může být vyroben dvěma způsoby:

• Pod vlivem na oxid vodíku:₂О → Н₂uarr- + O₂uarr-. Způsob získávání kyslíku využívají ponorci na svých ponorech. Také v budoucnu se plánuje použít k výrobě vodíku ve velkém množství. Hlavní překážkou dnešního dne jsou obrovské náklady na energii potřebné pro stimulaci reakce. Když je nalezena metoda, která je minimalizuje, elektrolýza vody se stane hlavním způsobem výroby nejen vodíku, ale také kyslíku.
• Rozdělení vody může být a když je vystaveno působením záření alfa: H₂О → Н₂O⁺+e^-. V důsledku toho molekula oxidu vodíku ztrácí jeden elektron ionizací. V této podobě H2O⁺ opět reaguje s jinými neutrálními molekulami vody, čímž vzniká vysoce reaktivní hydroxidový radikál: H2O + H2O⁺→ H20 + OH. Ztráta elektronu dále reaguje paralelně s neutrálními molekulami hydrogenoxidu, čímž podporuje jejich rozpad na radikály H a OH: H₂O + e^-→ H + OH.

Štěpení alkanů: methanu

Vzhledem k různým způsobům oddělování složitých látek je třeba věnovat zvláštní pozornost reakci rozkladu alkanů.

Pod tímto názvem jsou omezující uhlovodíky obecného vzorce C_XH_{2X + 2.} V molekulách uvažovaných látek všechny atomy uhlíku jsou spojené jednoduchými vazbami.

Zástupci této série se nacházejí v přírodě ve všech třech agregátních stavech (plyn, kapalina, pevná látka).

Všechny alkány (rozkladná reakce zástupců této řady jsou nižší) je lehčí než voda a nerozpouští se v ní. V tomto případě jsou samy o sobě vynikajícími rozpouštědly pro jiné sloučeniny.

Mezi základní chemické vlastnosti těchto látek (spalování, substituce, halogenace, dehydrogenace) - a schopnost rozštěpení. Tento proces však může nastat jak zcela, tak částečně.

Výše uvedená vlastnost může být zvážena příkladem reakce rozkladu methanu (první termín alkanové řady). Tato termolýza probíhá při teplotě 1000 ° C: CH₄močovina → C + 2H₂uarr-_.

Nicméně, v případě, že reakce methanu rozklad se provádí při vyšší teplotě (1500 ° C), a pak se náhle sníží, bude tato plyn rozděluje zcela vzniku ethylenu a vodíku: 2CH₄→ C₂H₄m / z + 3H₂uarr-.

Rozklad ethanu

Druhým členem série alkánů je C₂H₄ (ethan). Rozkladná reakce se také vyskytuje pod vlivem vysoké teploty (50 ° C) a úplné nepřítomnosti kyslíku nebo jiných oxidačních činidel. Vypadá to takto: C₂H_6.→ C₂H₄uarr- + H₂uarr-_.

Výše uvedená rovnice pro reakci rozkladu ethanu na vodík a ethylen nelze považovat za pyrolýzu v čisté formě. Důvodem je, že tento proces probíhá za přítomnosti katalyzátoru (například Ni niklového kovu nebo vodní páry) a to je v rozporu s definicí pyrolýzy. Proto je správné mluvit o výše uvedeném příkladu dělení jako o procesu rozkladu, který se vyskytuje během pyrolýzy.

Stojí za zmínku, že uvažovaná reakce v průmyslu je široce využívána k výrobě nejvíce produkované organické sloučeniny na světě - ethylenu. Avšak vzhledem k výbušnosti C₂H_6. častěji se tento nejjednodušší alken je syntetizován z jiných látek.

Po zvážení definic, rovnic, typů a různých příkladů reakce rozkladu lze konstatovat, že hraje velkou roli nejen pro lidské tělo a přírodu, ale i pro průmysl. Také s pomocí v laboratořích je možné syntetizovat mnoho užitečných látek, které vědcům pomáhají provádět důležité činnosti chemický výzkum.