Reazioni omogenee: descrizioni ed esempi

Per le reazioni chimiche corrette, è importante conoscere le condizioni in cui si verificano. Il mezzo omogeneo dei reagenti consente di determinare la velocità della loro interazione. Ci sono fattori speciali che possono rallentare o accelerare le reazioni omogenee.

classificazione

Le interazioni chimiche possono essere suddivise in diversi gruppi a causa della presenza di un gran numero di criteri.

Ci sono i seguenti segni:

1. La presenza della sezione della fase di reazione. Le reazioni possono essere omogenee o eterogenee.
2. Il cambiamento nel grado di ossidazione delle sostanze che reagiscono.
3. Rilascio di calore o assorbimento.
4. Il tipo di modifica delle sostanze reagenti associate al composto, decomposizione, sostituzione o scambio.

Ambiente omogeneo

È un sistema omogeneo in cui le caratteristiche chimiche e fisiche dei componenti in ogni punto sono costanti, e se cambiano, quindi ad un ritmo continuo, senza la comparsa di salti acuti. Tutte le sue parti non hanno separazione di superficie. Quindi flusso omogeneo reazioni chimiche

La presenza di diversi reagenti nella fase omogenea non può essere determinata visivamente o meccanicamente separata. Questa caratteristica è possibile grazie alla distribuzione uniforme delle particelle composite di un componente in un altro.

Esempi di fasi omogenee comprendono miscele di gas, acqua congelata e soluzioni in forma liquida o solida.

Determinazione delle interazioni omogenee

Sono anche chiamate reazioni omofasiche. Si tratta di processi che avvengono nella regione di un mezzo omogeneo e i componenti che reagiscono e i prodotti risultanti sono in uno stato costante.

Le reazioni omogenee hanno valori che rimangono uguali e se cambiano, quindi con un tasso continuo.

Quando i processi si svolgono nell'area di separazione di due fasi, sono chiamati eterogenei.

Se le reazioni sono multistadio, possono essere di tipo misto. In essi, le fasi iniziali procedono in un mezzo omogeneo e i processi finali nella fase eterogenea. Tali interazioni si verificano più spesso in natura.

Reazioni omogenee, esempi di equazioni

Questi includono il processo di clorurazione delle molecole di metano in un ambiente gassoso. Questa reazione avviene a temperature elevate o quando esposta a radiazioni ultraviolette. Come risultato della miscelazione di metano e cloro, si verifica un'interazione graduale di tipo esotermico.

I prodotti intermedi sono sostanze gassose, che comprendono molecole di clorometano, diclorometano, triclorometano, acido cloridrico. Durante la reazione, vi è una graduale sostituzione degli atomi di idrogeno nel metano agli atomi di cloro. La sostanza finale è tetracloruro di carbonio. Tutti gli stadi procedono nel mezzo gassoso indicato dalla freccia su. Schematicamente, il processo si presenta così:

H ₂ CH ₂ ↑ + ClCl ↑ → H ₂ CHCl ↑ + HCl ↑

H ₂ CHCl + ClCl ↑ → H ₂ CCl ₂ + HCl ↑

H ₂ CCl ₂ ↑ + ClCl ↑ → HCCl ₃ ↑ + HCl ↑

HCCl ₃ ↑ + ClCl ↑ → CCl ₄ ↑ + HCl ↑

Ci sono anche reazioni omogenee a uno stadio. Esempi di tali interazioni sono elencati di seguito.

I processi di omofase includono:

• scissione dell'ossido di azoto pentavalente in un mezzo gassoso sotto l'azione di alta temperatura: N ₂ O ₅ ↑ + N ₂ O ₅ → NO ₂ + NO ₂ + NO ₂ + NO ₂ + O ₂ ;
• soluzione di neutralizzazione idrossido di sodio soluzione di acido cloridrico per formare una soluzione cloruro di sodio e acqua: HCl + NaOH → NaCl + H ₂ O;
• combustione di etano con il rilascio di ossido di carbonio tetravalente e vapore acqueo: С ₂ Н ₆ ↑ + С ₂ Н ₆ ↑ + 7 О ₂ ↑ → 4СО ₂ + 6Н ₂ О ↑;
• la conversione dell'ossigeno molecolare durante un temporale in ozono: 3O ₂ ↑ → 2O ₃ ↑.

Le reazioni omogenee si verificano spesso in un mezzo liquido. Questi includono i processi di alogenazione, la scissione di vari composti complessi in più semplici o radicali, la sostituzione di alcuni atomi con altri tipi nucleofili o elettrofili, l'eliminazione di parti della molecola o il loro riarrangiamento, allungando la catena a causa della polimerizzazione, dell'interazione ossidativa. Di conseguenza, si formano prodotti liquidi.

Tasso di reazione omogeneo

Il corso di un processo può richiedere intervalli di tempo diversi. Una caratteristica importante di questa interazione è la velocità di una reazione omogenea. Rappresenta un valore numerico che determina la variazione della concentrazione di qualsiasi reagente in un periodo di tempo.

Può essere caratterizzato in modo diverso: come un valore che stabilisce un cambiamento nel numero del componente interagente in un dato volume in un certo tempo. La condizione principale è l'assenza di cambiamenti di massa nel sistema.

Quando si calcola la velocità di reazione in un mezzo omogeneo (indicato come V _i ), si utilizza una diminuzione o un aumento della quantità molare del reagente (C _i ) in un certo tempo (t). Esiste una formula speciale per il calcolo:

V _i = ± C _i / t.

Per il processo chimico HCl + NaOH → NaCl + H ₂ O, la portata può essere determinata riducendo la concentrazione di ciascun reagente. (acido cloridrico o idrossido di sodio) o aumentando la quantità di prodotti di conversione (cloruro di sodio o acqua) per un periodo di tempo a temperatura costante.

Per determinare il tasso di reazioni omogenee, la concentrazione viene presa in moli per litro e il tempo viene misurato in secondi. Il calcolo è il seguente:

V _i = ± C _i / t = - [HCl] / t = - [NaOH] / t = [NaCl] / t = [H ₂ O] / t.

Fattori che influenzano la velocità

La reazione è omogenea, in cui la velocità di un determinato processo è direttamente proporzionale a una data sostanza per unità di volume. Più sono coinvolte le molecole, più veloce è l'interazione.

I principali fattori che influenzano la velocità dei processi in un mezzo omogeneo sono la concentrazione di reagenti e prodotti di reazione, la loro natura chimica, le condizioni di temperatura, la pressione nel volume di reazione, nonché la presenza di acceleratori che catalizzano i cambiamenti.

La dipendenza della velocità delle reazioni sul riscaldamento è stata stabilita dallo scienziato Vant-Hoff. Secondo lui, ogni aumento di temperatura di 10 ° aumenta la velocità in reazioni omogenee di 2 o 4 volte. In un ambiente più caldo, le molecole iniziano a muoversi più attivamente, si scontrano tra loro, il che porta alla loro interazione.

Nel tempo, le reazioni omogenee procedono con intensità diverse, quindi le loro velocità possono essere vere (in un determinato momento) e medie, che dovrebbero essere prese in considerazione nei calcoli.