לעתים קרובות אנשים הגון למראה אתה יכול לשמוע עלפגיעה בבריאותו של מוצר או תרופה כלשהי. והטיעון העיקרי לטובת הצהרה כזו יהיה הביטוי: "זוהי כימיה!". עם זאת, רק מי בבית הספר כמובן דילג על שיעורים בנושא זה יכול לומר את זה. העובדה היא כי האדם, וכל אורגניזם ביולוגי, כשלעצמו מורכב חומרים אורגניים רבים אורגניים. בה בעת, התהליכים השונים המתרחשים בתוכה באופן קבוע מסייעים לשמור על כדאיותה. אחד העיקריים שבהם הוא התגובה הפירוק הכימי. בואו ללמוד עוד על זה ועל המוזרויות שלו עם חומרים אורגניים וחומרים אנאורגניים.

איזה סוג של תהליך נקרא תגובה כימית

קודם כל, כדאי ללמוד את משמעות המושג"תגובה כימית". ביטוי זה פירושו המרה של אחד או יותר מהחומרים המקוריים (הנקראים ריאגנטים) לאחרים. בתהליך של מטמורפוזה כזו, גרעיני האטומים של המרכיבים האינטראקטיביים אינם ניתנים לשינוי, אך יש חלוקה מחדש של אלקטרונים. לפיכך, לאחר ההמרה, נוצרים תרכובות אטומיות חדשות בפלט.

דוגמאות התגובה הפירוק

לתגובות כימיות יש הבדל איכותי בין פיזי וגרעיני.

  • כתוצאה מכך, ריאגנטים הראשונית לעולםלשנות את הרכבם, למרות שהם מסוגלים ליצור תערובות או לעבור ממצב אחד מצרף אחד למשנהו. לעומת זאת, תהליכים כימיים מלווים בהרכב של תרכובות חדשות, עם תכונות שונות לחלוטין.
  • התוצאה השנייה היא שינוי באיזוטופיםקומפוזיציה ומספר אטומים. כך, בתפוקה של כמה אלמנטים, אחרים נוצרים. עם זאת, עבור תהליכים כימיים, מטמורפוזה עמוקה כזו אינה אופיינית. מאחר שהשינויים שחלו בהם אינם משפיעים על המבנה הפנימי של האטומים.

תנאים לתגובות כימיות

במקרים רבים, להצליחתהליכים מסוג זה, זה פשוט צריך פיזית ליצור קשר עם ריאגנטים אחד עם השני או לערבב אותם. אבל לעתים קרובות כדי להתחיל תגובה כימית, זה צריך זרזים. בתפקיד זה יכול לשמש מגוון של חומרים, ותנאים חיצוניים מסוימים.

תגובה פירוק תרמי

  • השפעת הטמפרטורה. על מנת להתחיל תהליכים כימיים בודדים, יש צורך לחמם את ריאגנטים. לדוגמה, כדי להתחיל את התגובה הפירוק של סידן פחמתי, טמפרטורה זו של תרכובות אלה יש להגדיל ל 900-1200 מעלות צלזיוס.
  • גלים אלקטרומגנטיים. היעילה ביותר מגרה את זרימת כל התהליכים היא ההשפעה על ריאגנטים על ידי גלי האור. תגובות כאלה נקראות "פוטוכימי". דוגמה קלאסית לתגובה כזו היא הפוטוסינתזה.
  • קרינה מייננת.
  • חשיפה לזרם חשמלי.
  • סוג אחר של השפעה מכנית על החומרים המגיבים.

אילו סוגים של תגובות כימיות קיימות

הסיווג של תהליכים אלה מופק בעיקר על ידי ששת הקריטריונים.

  • בנוכחות גבול הפרדת פאזה: תגובות הומו-הטרוגניות.
  • על בידוד / קליטה של ​​חום: אקסותרמית תהליכים endothermic.
  • על ידי נוכחות / היעדר זרזים: תגובות קטליטי ולא קטליטי.
  • בכיוון של זרימה: תהליכים הפיכים ובלתי הפיכים. בהתאם לקטגוריה זו, יש סוג של סימן בין הצדדים בצד ימין של משוואה כימית. עבור בלתי הפיך - אלה שני החצים הצבעה בכיוונים מנוגדים, עם הפיך - רק אחד, מכוון משמאל לימין.
  • על ידי שינוי מידת החמצון. על עיקרון זה, התגובה הפחתת חמצון מבודד.
  • פירוק (פיצול), מתחם, תחליפים והחלפה הם סוגים של תהליכים כימיים לפי סוג של מטמורפוזה של ריאגנטים.

התגובה של הפירוק (פיצול): מה זה

לפי מונח זה נועד תהליך שבותוצאה של איזה חומר מורכב אחד מחולק לשניים או יותר פשוט. ברוב המקרים, הזרז עבור זה הוא טמפרטורה גבוהה. מסיבה זו, תהליך זה נקרא גם תגובה פירוק תרמי.

כדוגמה, אחת הדרכים הקלאסיות של קבלת חמצן טהור (O2) בענף. זה קורה כתוצאה של חימום KMnO4 (הידוע יותר לכולם תחת שם הבית "מנגן").

תגובה הפירוק של סידן פחמתי

כתוצאה של מחשוף, לא רק חמצן נוצר, אלא גם אשלגן מנגן (K2MnO4) , כמו גם דו תחמוצת מנגן (MnO2).

משוואת התגובה הפירוק

כל משוואה כימית מורכבת משני חלקים: משמאל ומימין. בחודש הראשון, תרכובות תגובתי נרשמות, ובשני, תגובה מוצרים. ביניהן, החץ המכוון ימינה מונח בדרך כלל. לפעמים זה דו צדדי, כאשר מדובר בתהליך הפיך. במקרים מסוימים, הוא יכול להיות מוחלף על ידי סימן שווה (=).

משוואת תגובה הפירוק

התהליך הנדון, כמו סוגים אחרים של תהליכים כימיים, יש נוסחה משלו. באופן סכימטי, משוואת התגובה הפירוק נראית כך: AB (t) → A + B.

ראוי לזכור כי הרובתהליכים אלה מתרחשים תחת השפעת החום. כדי לדווח על כך, או על החץ שליד אותו לעיתים קרובות נעשה או האות T, או משולש. עם זאת, לפעמים במקום חום, משמשים כזרזים קרינה וחומרים שונים.

בנוסחא AB שנדון לעיל - התרכובות המורכבות הראשוניות, A, B - הם חומרים חדשים נוצרו על ידי תגובת הפירוק.

דוגמאות מעשיות של תהליך כזה נפוצים מאוד. ניתן להמחיש נוסחה זו באמצעות משוואת התהליך המתואר בסעיף הקודם: 2KMnO4 (t) → K2MnO4 + MnO2 + O2↑.

סוגי תגובות פירוק

בהתאם לסוג של זרז (אשר מאפשר את פיצול של החומר המורכב לתוך אלה פשוטים) מספר סוגים של פירוק משתחררים.

    • ביודגרדציה - פירוק חומרים בשלפעילות של אורגניזמים חיים (מיקרואורגניזמים, פטריות, אצות). בשפה פשוטה יותר, תהליך זה יכול להיקרא ריקבון. זה בגלל זה מוצרים לקלקל. מצד אחד, זה מונע מהם להיות מאוחסן במשך זמן רב, ומצד שני זה עוזר לטבע לנצל את כל אלה מיותרים, ובכך לשחזר מערכות אקולוגיות.
    • רדיוליזה היא הפירוק של תרכובות על ידי פעולה של קרינה מייננת על המולקולות שלהם.
    • תרמופוליזה היא עליית טמפרטורה על מנת להפעיל תגובה הפירוק (דוגמאות של תהליכים כאלה ניתן למצוא בנקודות 8-9).

      זה סוג של מחשוף יש subpecies-pyrolysis. זה שונה תרמופוליזה רגילה כי, בנוסף להשפעה של טמפרטורה גבוהה על המולקולות של החומר, הם משוללים גם האפשרות של אינטראקציה עם חמצן (O2).
    • Solvolysis - הפירוק החליפין ביןחומר מומס ישירות על ידי הממס עצמו. בהתאם לסוג זה, את הסוגים הבאים של תהליך זה נבדלים: הידרוליזה (מים), אלקוליזה (אלכוהול), אמונוליזה (אמוניה).
    • אלקטרוליזה - הפירוק של מולקולות על ידי פעולה של זרם חשמלי עליהם (למשל בפסקה הבאה).
      תגובה פירוק כימי

המחשוף של H2O

לאחר שעסקו בתיאוריה בנוגע לתגובת הפירוק, כדאי לשקול את הדוגמאות ליישומה המעשי. מאז ח2על היום הוא אחד החומרים הכי נגיש לניהול ניסויים כימיים, כדאי להתחיל עם זה.

תגובת פירוק מים

תגובה זו של הפירוק של המים נקראת אלקטרוליזה ונראית כך: 2H2O (זרם חשמלי) → 2H2↑ map אודות2↑.
משוואה זו מפוענחת באופן הבא: בהשפעת הזרם החשמלי על מולקולות המים, הם מתפצלים ויוצרים שני גזים - חמצן ומימן.

יש לציין כי שיטה זו פעילההוא משמש על צוללות להשגת חמצן. בעולם המודרני, הוא החליף את הדרך היקרה יותר להשגת חומר חיוני זה של נתרן חמצן (Na2הו2), בעזרת האינטראקציה שלה עם דו תחמוצת הפחמן: Na2הו2 + CO2↑ → Na2CO3 + O2↑.

בעתיד, התגובה הפירוק של מים יכול להיותחשיבות רבה לעתיד כדור הארץ. מאז בדרך זו ניתן לחלץ לא רק חמצן, אלא גם מימן, המשמש דלק טילים. ההתפתחויות בתחום זה נמשכות כבר שנים רבות, אך הבעיה העיקרית היא הצורך להפחית את כמות האנרגיה שהושקעה על פיצול של מולקולות מים.

המחשוף של H2O2

בין דוגמאות אחרות של תגובות הפירוק, תשומת לב צריך להיות משולם היווצרות של מים וחמצן מי חמצן (חמצן).

זה נראה כך: H2אודות2 (t) → 2H2O + O2↑.

תגובת הפירוק של מי חמצן

תהליך זה הוא גם תרמי, כי ראשית, יש צורך כי החומר מתחיל מחומם לטמפרטורה של 150 מעלות צלזיוס.

מסיבה זו מימן מי חמצן (אשר משתמש ביותר לטיפול בפצעים) אינו הופך למים, עומד ערכות תרופות בבית.

עם זאת, כדאי לזכור כי התגובה הפירוקמי חמצן יכול להתרחש בטמפרטורת החדר הרגיל אם החומר הוא קשר עם תרכובות כגון סודה קאוסטית (NaOH) או דו תחמוצת מנגן (MnO2). גם בתפקיד זרזים פלטינה (Pt) ו cuprum (Cu) יכול לפעול.

התגובה הפירוק התרמי של CaCO3

דוגמה מעניינת נוספת היא פיצול סידן פחמתי. תהליך זה ניתן לכתוב באמצעות המשוואה הבאה: CaCO3 (t) → CaO + CO2↑.

תוצר של תגובה זו יהיה גלגל (תחמוצת סידן) ופחמן דו חמצני.

התהליך הנ"ל הוא בשימוש פעילבתעשייה לייצר פחמן דו חמצני. תגובות דומות מיוצרים במכרות מיוחדים, שכן הפירוק של סידן פחמתי מתרחשת רק בטמפרטורה של 900 ° C.

</ p>