מהי תגובת הפירוק בכימיה? דוגמאות לתגובת הפירוק

תגובות דעיכה לשחק תפקיד גדול בחייםהכוכב. אחרי הכל, הם תורמים להרס של פסולת של כל אורגניזמים ביולוגיים. בנוסף, תהליך זה מסייע מדי יום לגוף האנושי להטמיע קומפלקסים מורכבים שונים על ידי פיצול אותם פשוט (catabolism). בנוסף לכל האמור לעיל, תגובה זו מקדמת היווצרות של חומרים אורגניים ואורגניים פשוטים מאלה מורכבים. בואו ללמוד עוד על תהליך זה, וגם לשקול דוגמאות מעשיות של התגובה הפירוק הכימי.

מה שנקרא תגובות בכימיה, איזה מהם הם ועל מה הם תלויים

לפני לימוד המידע על הפירוק, זה שווהללמוד על תהליכים כימיים בכלל. לפי שם זה נועד היכולת של מולקולות של חומרים מסוימים כדי לתקשר עם אחרים כדי ליצור תרכובות חדשות בדרך זו.

לדוגמה, אם הם מתקשרים זה עם זהחמצן ושתי מולקולות של מימן, וכתוצאה מכך שתי מולקולות של תחמוצת מימן, אשר כולנו מכירים כמו מים. תהליך זה ניתן לכתוב באמצעות המשוואה הכימית הבאה: 2H₂↑ map אודות₂↑ → 2H₂O.

אמנם יש קריטריונים שונים לפיולהבחין בין תגובות כימיות (אפקט חום, זרזים, נוכחות / היעדר ממשקי פאזה, שינוי מעלות החמצון של ריאגנטים, הפיכה / rereibility / rereibility), הם מסווגים לרוב על ידי סוג של המרה של חומרים אינטראקציה.

כך, ארבעה סוגים של תהליכים כימיים נבדלים.

• חיבור.
• פירוק.
• שערי.
• תחליף.

כל התגובות לעיל נכתבות בצורה גרפית באמצעות משוואות. התוכנית הכללית שלהם נראה כך: A → ב.

בצד שמאל של נוסחה זו הם המקורריאגנטים, ובצד ימין - חומרים שנוצרו כתוצאה של התגובה. ככלל, עבור ההתחלה שלה, יש צורך להשתמש בטמפרטורה, חשמל או שימוש תוספים קטליטיים. הנוכחות שלהם צריך להיות מצוין גם במשוואה כימית.

מהי התגובה הפירוק (פיצול)

סוג זה של תהליך כימי מאופיין על ידי היווצרות של שני תרכובות חדשות או יותר של מולקולות של חומר אחד.

במונחים פשוטים יותר, התגובה הפירוקניתן להשוות עם הבית של המעצב. לאחר שהחליט לבנות מכונית וסירה, הילד deconstructs את המבנה הראשוני ובונה את החלק הרצוי מן הפרטים שלה. במקרה זה, המבנה של אלמנטים של הבנאי אינו משתנה, בדיוק כפי שזה קורה עם האטומים של החומר המשתתפים פיצול.

כיצד משוואה התגובה החשובה

למרות ההתנתקות של קומפלקסחומרים עבור רכיבים פשוטים מסוגלים מאות תרכובות, כל התהליכים דומים להתרחש על פי עיקרון אחד. ניתן להציג אותו באמצעות הנוסחה הסכימטית: ABC → A + B + B.

בו ABC הוא מתחם הראשוני כי כבר מפוצלים. A, B ו- B הם חומרים הנוצרים מאטומי ABB במהלך התגובה של הפירוק.

סוגי התגובות מחשוף

כפי שהוזכר לעיל, כדי להתחיל איזה סוג שלתהליך כימי, לעתים קרובות יש צורך להפעיל השפעה מסוימת על ריאגנטים. בהתאם לסוג של גירוי כזה, כמה סוגים של פירוק נבדלים:

• חלוקה ביולוגית (ביודגרדציה). המהות שלה טמונה בפירוק תרכובות מורכבות יותר לתרכובות פשוטות בהשפעת אורגניזמים חיים (מיקרואורגניזמים). האיור של תהליך זה יכול להיות רקוב או פירוק של פסולת.
• תרמופוליזה שנקרא פיצול של חומרים תחת השפעתטמפרטורות גבוהות. מין זה יש תת-מינים - פירוליזה. בתגובת הפירוק מסוג זה לביצועו, החומרים אינם רק מחוממים, אלא גם מונעים מהם את הגישה של חמצן וחמצון אחר.
  
  
• אלקטרוליזה שנקרא פיצול של תרכובות באמצעות זרם חשמלי.
  
  
• רדיוליזה - ריקבון של חומר תחת השפעת קרינה מייננת. אגב, תהליך זה משמש באופן פעיל רדיותרפיה.
  
  
• Solvoliz - תגובה זו יכולה להיחשב גבול ביןפירוק והחלפה (AB + VG → AG + BV). למרות שזה מוביל פיצול של תרכובות מורכבות לתוך אלה פשוט תחת השפעת ממס, אבל האטומים המשוחררים של מגיב הראשונית אינטראקציה לא רק אחד עם השני, אבל עם הזרז. בהתאם למהות שלה, שלוש תת מינים של solvolysis נבדלים: אלכוהול (אלכוהול - ROH), הידרוליזה (מים - H₂O) ו אמונוליזה (אמוניה NH₃).

התגובה הפירוק של אשלגן permanganate (KMnO4)

לאחר שעסק בתיאוריה, כדאי לשקול דוגמאות מעשיות של תהליך פיצול החומרים.

הראשון שבהם יהיה ריקבון קמנו₄ (אצל אנשים נפוצים זה נקרא אשלגן permanganate) עקב חימום. משוואת התגובה עבור הפירוק של אשלגן permanganate הוא כדלקמן: 2KMnO₄ (t 200 ° C) → K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂↑.

מן הנוסחה הכימית המוצגת עולה כיכדי להפעיל את התהליך יש צורך לחמם את מגיב המקורי 200 מעלות צלזיוס. לקבלת תגובה טובה יותר, מנגן ממוקם בכלי ואקום. מכאן אנו יכולים להסיק כי תהליך זה הוא פירוליזה.

במעבדות ובתעשייה, הוא מתבצע לייצר חמצן נקי ומבוקר.

Thermolysis של כלור אשלגן (KClO3)

תגובה הפירוק של מלח Bertoleth הוא דוגמה נוספת של תרמופוליזה קלאסית בצורתה הטהורה.

מעביר את התהליך המוזכר בשני שלבים ונראה כך:

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

כמו כן, thermolysis של אשלגן כלור יכול להתבצע בטמפרטורות נמוכות יותר (עד 200 מעלות צלזיוס) בשלב אחד, אבל זה דורש כי התגובה מעורבים חומרים מזרזים - תחמוצות של מתכות שונות (kuprum, ferum, מנגן, וכו ').

משוואה מסוג זה תיראה כך: 2KClO₃ (t 150 ° C, MnO₂) → KCl + 2O₂.

כמו permanganate אשלגן, מלח Berthollet משמש במעבדות התעשייה לייצר חמצן טהור.

אלקטרוליזה ורדיוליזה של מים (H20)

דוגמה מעשית נוספת לתגובה זו היא הפירוק של המים. זה יכול להיות מיוצר בשתי דרכים:

• תחת ההשפעה על תחמוצת של זרם מימן: Н₂Н → Н₂↑ map אודות₂↑. השיטה של ​​קבלת חמצן משמש צוללות על הצוללות שלהם. גם בעתיד, הוא מתוכנן להשתמש בו כדי לייצר מימן בכמויות גדולות. המכשול העיקרי לכך כיום הוא עלויות האנרגיה העצומות הדרושות כדי לעורר את התגובה. כאשר שיטה נמצא כדי למזער אותם, אלקטרוליזה של מים יהפוך את הדרך העיקרית של ייצור לא רק מימן, אלא גם חמצן.
• פיצול המים יכול להיות וכאשר נחשף אליו בקרינה אלפא: H₂Н → Н₂אודות⁺+ ה^-. כתוצאה מכך, מולקולת תחמוצת המימן מאבד אלקטרון אחד על ידי מיונן. בטופס זה H2O⁺ שוב מגיב עם מולקולות מים נייטרליות אחרות, ויוצרים רדיקלים הידרוקסידים תגובתיים מאוד: H2O + H2O⁺→ H2O + OH. האלקטרון האבוד, בתורו, גם מגיב במקביל עם מולקולות תחמוצות מימן ניטרלי, תורם הפירוק שלהם לתוך H ו- OH: H רדיקלים₂O + ה^-→ H + OH.

אלקן מתפצלת: מתאן

בהתחשב בדרכים שונות של הפרדה של חומרים מורכבים, כדאי לשים לב מיוחדת פירוק של אלקנים.

תחת שם זה מסתיר פחמימנים רוויים עם הנוסחה הכללית C_Xח_{2x + 2.} במולקולות החומרים הנמדדים כל אטומי פחמן מחוברים על ידי אג"ח בודדות.

נציגים של סדרה זו נמצאים בטבע בכל שלושת המצבים המצטברים (גז, נוזלי, מוצק).

כל alkanes (התגובה הפירוק של נציגי סדרה זו הוא נמוך) הם קלים יותר מאשר מים לא להתמוסס בו. עם זאת, הם עצמם ממיסים מעולה עבור תרכובות אחרות.

בין המאפיינים הכימיים העיקריים של חומרים כאלה(שריפה, תחליפים, הלוגנציה, דה-הידרוגנציה) ויכולת פיצול. עם זאת, תהליך זה יכול להתרחש באופן מלא או חלקי.

הנכס לעיל יכול להיחשב על הדוגמה של התגובה של הפירוק של מתאן (החבר הראשון של סדרת אלקן). זה thermolysis מתרחשת ב 1000 ° C: CH₄↑ → C + 2H₂↑_.

עם זאת, אם אתה מבצע את התגובה של הפירוק של מתאן בטמפרטורה גבוהה יותר (1500 מעלות צלזיוס), ולאחר מכן להפחית את זה בחדות, גז זה לא יפצל לחלוטין כדי ליצור אתילן ומימן: 2СН₄↑ → C₂ח₄↑ map 3H₂↑.

פירוק אתני

החבר השני בסדרת האלקנים הנדונה הוא ג₂ח₄ (אתאן). התגובה הפירוק מתרחשת גם תחת השפעת טמפרטורה גבוהה (50 מעלות צלזיוס) בהיעדר מוחלט של חמצן או חומרים מחמצנים אחרים. זה נראה כך: C₂ח₆↑ → C₂ח₄↑ + H₂↑_.

משוואת התגובה הפירוק לעילאתאן למימן ואתילן לא יכול להיחשב פירוליזה בצורה טהורה. העובדה היא כי תהליך זה מתרחש עם נוכחות של זרז (למשל, ניקל ניקל מתכת או אדי מים), וזה סותר את ההגדרה של פירוליזה. לכן, נכון לדבר על הדוגמה המפוצלת שהוצגה לעיל כמו על תהליך הפירוק המתרחשת במהלך פירוליזה.

ראוי לציין כי התגובה נחשב בתעשייה נעשה שימוש נרחב כדי לייצר את המתחם האורגני המיוצר ביותר בעולם - גז אתילן. עם זאת, בשל פיצוץ C₂ח₆ לעתים קרובות יותר זה alkene הפשוטה הוא מסונתז מחומרים אחרים.

בהתחשב בהגדרות, משוואה, סוגי ודוגמאות שונות של תגובות הפירוק, ניתן להסיק כי הוא ממלא תפקיד גדול מאוד לא רק על הגוף האנושי והטבע, אלא גם עבור התעשייה. גם בעזרתו במעבדות ניתן לסנתז חומרים שימושיים רבים, אשר מסייע למדענים לבצע מחקרים כימיים חשובים.