4. Chemické reakce copy

Podle druhu přenášených částic

• oxidačně-redukční reakce (redoxní): přenos elektronů mezi reagujícími látkami

  • změna oxidačních čísel atomů

    • oxidace – zvyšování oxidačního čísla, odevzdání elektronů

      • příklad: Zn0 − 2 e− → ZnII

    • redukce – snižování oxidačního čísla, příjem elektronů

      • příklad: 2 HI + 2 e− → H20

• acidobazické reakce (protolytické): přenos H+

  • kyselina: látka, která odštěpuje H+ (donor)

  • zásada: látka, která přijímá H+ (akceptor)

• koordinační reakce (komplexotvorné): přenos celých skupin atomů za vzniku komplexu

  • příklad: CuSO4 + 4 H2O → [Cu(H2O)4]SO4

podle způsobu štěpení vazeb

• homolytické reakce

  • kovalentní vazba mezi atomy s podobnou elektronegativitou se štěpí symetricky

  • vznikají radikály

  • typické pro nepolární vazby

  • Cl – Cl → Cl• + Cl•

• heterolytické reakce

  • kovalentní vazba mezi atomy se štěpí nesymetricky

  • vznikají ionty

  • částice mají velký rozdíl elektronegativit

  • HCl → H+ + Cl-

Chemická rovnice x reakční schéma

Chemická rovnice

• vyčíslený zápis rovnice

  • počet atomů na stranách je stejný

• vyjadřuje počáteční a konečný stav rovnice

• vlevo – reaktanty

• vpravo – produkty

• zvratné reakce se značí 2 šipkami v opačném směru

• stechiometrické koeficienty = určují poměr reagujících částic

  • koeficient 1 nepíšeme

Reakční schéma

• nevyčíslený zápis rovnice

Chemická kinetika

Srážková teorie

• má-li mezi částicemi proběhnout chemická reakce, musí se napřed srazit

• nedostatek: reakce mezi plyny by museli proběhnout téměř okamžitě (nepravda)

• úprava: aby srážka byla účinná, musí mít částice ve chvíli srážky:

  • vhodnou prostorovou orientaci

  • aktivační energii EA (= energie potřebná k rozbití vazby)

• teorie byla překonána teorií aktivovaného komplexu

Teorie aktivovaný komplex

• doplňuje srážkovou teorii

• částice vytváří při srážce nestálý meziprodukt – aktivovaný komplex

  • ten se rozpadá na výchozí látku, nebo produkt

• energie potřebná ke vzniku aktivovaného komplexu – aktivační energie EA

  • EA = EAK – EVL

  • Rozdíl energie aktivovaného komplexu a reaktantů
    

Faktory ovlivňující rychlost reakce

1. koncentrace (poměr látky k množství celé směsi)

2. teplota

3. přítomnost katalyzátoru

4. tlak (pokud je alespoň jeden reaktant nebo produkt plynný) (vyšší tlak = vyšší rychlost reakce)

Vliv koncentrace

• čím vyšší čím vyšší je koncentrace reaktantů, tím vyšší je rychlost reakce (Guldberg-Waageův zákon)

• vliv koncentrace vyjadřuje kinetická rovnice:

  • 𝑣 = 𝑘 ∙ [A]𝛼 ∙ [B]𝛽

    • 𝑣 rychlost reakce

    • [A], [B] rovnovážné koncentrace reaktantů

    • 𝑘 rychlostní konstanta, závislá na teplotě

    • 𝛼, 𝛽 reakční řády, často totožné se stechiometrickými koeficienty

Vliv teploty

• vyšší teplota = vyšších rychlost reakce – molekuly reagují rychleji, rychleji se srazí

• Van’t-Hoffovo pravidlo:

  • při zvýšení teploty systému o 10 °C se rychlost reakce zvýší 1,5 až 3krát.