Kimyoviy reaksiyalar juda xilma-xil, shuning uchun ular bir necha belgi bo‘yicha tasniflanadi: boshlang‘ich va hosil bo‘lgan moddalar soni va tarkibi, issiqlik effekti, qaytarligi, oksidlanish darajalarining o‘zgarishi, fazalar, katalizator ishtiroki. Testlarda ko‘pincha bitta reaksiyaga bir necha "yorliq" berish so‘raladi. Masalan, Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂ bir vaqtning o‘zida o‘rin olish, oksidlanish-qaytarilish, qaytmas, geterogen va ekzotermik reaksiya. Bu bob tasniflarni tizimlaydi, reaksiya tenglamasini to‘g‘ri tenglash va termokimyoviy hisob qilishni o‘rgatadi. U "Asosiy tushunchalar" mavzusining davomi va "Oksidlanish-qaytarilish", "Elektrolitik dissotsilanish", "Reaksiya tezligi" mavzulariga kirish.
§1. Moddalar soni va tarkibi bo‘yicha
Birikish — ikki yoki undan ortiq moddadan bitta murakkab modda: 2H₂ + O₂ → 2H₂O, CaO + H₂O → Ca(OH)₂, NH₃ + HCl → NH₄Cl.
Parchalanish — bitta murakkab moddadan ikki yoki undan ortiq modda: CaCO₃ → CaO + CO₂ (qizdirish), 2KNO₃ → 2KNO₂ + O₂, 2KMnO₄ → K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂.
O‘rin olish — oddiy modda atomlari murakkab moddadagi bir element atomlari o‘rnini egallaydi: Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu, Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂.
Almashinish — ikki murakkab modda o‘z tarkibiy qismlari (ionlari) bilan almashadi: NaOH + HCl → NaCl + H₂O.
Almashinish reaksiyasi eritmada oxirigacha boradi, agar mahsulotlardan biri cho‘kma, gaz yoki kam dissotsilanadigan modda (suv, kuchsiz kislota) bo‘lsa — Bertolle qoidasi. Kislota va asos o‘rtasidagi almashinish neytrallanish deyiladi. Bitta reaksiyani boshqa nuqtai nazardan ham ko‘rish mumkin: masalan, CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + H₂O + CO₂ almashinish reaksiyasi, chunki oraliq beqaror H₂CO₃ suv va gazga parchalanadi.
Misol
BaCl₂ + Na₂SO₄ va KCl + NaNO₃ eritmalari aralashtirildi. Qaysi juftlikda reaksiya boradi?
BaCl₂ + Na₂SO₄ → BaSO₄↓ + 2NaCl — almashinish; BaSO₄ cho‘kmasi hosil bo‘ladi, reaksiya oxirigacha boradi.
KCl + NaNO₃ — mumkin bo‘lgan mahsulotlar KNO₃ va NaCl eruvchan, cho‘kma, gaz va suv yo‘q.
Javob: faqat birinchi juftlikda reaksiya boradi.
§2. Issiqlik effekti bo‘yicha
Ekzotermik (+Q, ΔH < 0) — issiqlik ajraladi; endotermik (−Q, ΔH > 0) — issiqlik yutiladi
Yonish, neytrallanish, ko‘pchilik birikish reaksiyalari ekzotermik; ko‘pchilik parchalanish reaksiyalari va N₂ + O₂ → 2NO, fotosintez endotermik. Issiqlik bog‘larning uzilishi (energiya sarflanadi) va hosil bo‘lishi (energiya ajraladi) farqidan kelib chiqadi. Termokimyoviy tenglama — reaksiya issiqlik effekti ko‘rsatilgan tenglama: C + O₂ → CO₂ + 394 kJ. Unda issiqlik aynan yozilgan mol miqdorlariga tegishli, shuning uchun hisob oddiy proporsiya orqali olib boriladi.
Misol
2H₂ + O₂ → 2H₂O + 572 kJ. 11,2 l H₂ (n.sh.) yonganda qancha issiqlik ajraladi?
n(H₂) = 11,2/22,4 = 0,5 mol.
Tenglama bo‘yicha 2 mol H₂ → 572 kJ.
Q = 572·0,5/2 = 143 kJ.
§3. Qaytarlik va oksidlanish darajasi bo‘yicha
Qaytmas reaksiyalar oxirigacha boradi (cho‘kma, gaz yoki suv hosil bo‘ladi, yonish); qaytar reaksiyalar bir vaqtda ikki tomonga boradi va muvozanatga keladi (⇌): N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃, eterifikatsiya, 2SO₂ + O₂ ⇌ 2SO₃.
Oksidlanish-qaytarilish reaksiyalarida atomlarning oksidlanish darajasi o‘zgaradi: barcha o‘rin olish reaksiyalari, oddiy modda ishtirok etgan birikish va parchalanish reaksiyalari, yonish. Almashinish reaksiyalari hech qachon oksidlanish-qaytarilish bo‘lmaydi. Oddiy modda ishtirok etmagan birikish va parchalanish reaksiyalari (CaO + H₂O, CaCO₃ → CaO + CO₂) odatda oksidlanish darajasini o‘zgartirmaydi, lekin istisnolar bor: NH₄NO₃ → N₂O + 2H₂O reaksiyasida azot −3 va +5 dan +1 ga o‘tadi. Shuning uchun har bir holatda oksidlanish darajalarini qo‘yib tekshirish eng ishonchli yo‘l.
Energiya turi bo‘yicha: fotokimyoviy (yorug‘lik ta’sirida: fotosintez, H₂ + Cl₂ portlashi), elektrokimyoviy (elektroliz), termik (qizdirish).
Organik kimyoda: birikish (gidrogenlash, galogenlash), o‘rin olish, eliminatsiya (degidratlanish), polimerlanish, izomerlanish; mexanizm bo‘yicha — radikal va ionli.
§5. Tenglamani tenglash
Moddalar formulalarini to‘g‘ri yozing; tenglashda indekslarni o‘zgartirmang — faqat koeffitsiyentlar qo‘yiladi.
Koeffitsiyentlarni avval metallar, keyin metallmaslar (kislota qoldiqlari guruh sifatida), keyin vodorod, oxirida kislorod bo‘yicha qo‘ying.
Tekshiring: har bir element atomlari soni chapda va o‘ngda teng bo‘lishi kerak; koeffitsiyentlar eng kichik butun sonlar bo‘lishi kerak.
Organik moddalarning yonish tenglamasini tenglashda avval uglerod, keyin vodorod, oxirida kislorod tenglanadi; kislorod toq chiqsa, barcha koeffitsiyentlar 2 ga ko‘paytiriladi.
Reaksiya borganini tashqi belgilar ko‘rsatadi: rang o‘zgarishi, gaz pufakchalari, cho‘kma tushishi yoki erishi, hid paydo bo‘lishi, issiqlik yoki yorug‘lik chiqishi. Reaksiya boshlanishi uchun ko‘pincha sharoit kerak: moddalarning tegishishi (maydalash, eritish), qizdirish (yonishni boshlash uchun), yorug‘lik, katalizator, bosim. Tenglamada sharoitlar strelka ustida yoziladi, cho‘kma ↓, gaz ↑ bilan belgilanadi. Ba’zi reaksiyalar boshlangandan keyin o‘z-o‘zidan davom etadi (yonish — ajralgan issiqlik keyingi molekulalarni qizdiradi), boshqalari esa faqat doimiy energiya berib turilganda boradi (CaCO₃ ning parchalanishi, elektroliz). Fizik hodisalardan farqli ravishda kimyoviy reaksiyada yangi moddalar hosil bo‘ladi, lekin atomlar soni saqlanadi — shuning uchun tenglama tenglanadi.
O‘zingizni tekshiring
CuO + H₂ → Cu + H₂O qanday turdagi reaksiya?
Qaysi juftlik oxirigacha boradi: a) NaCl + KNO₃; b) Na₂CO₃ + HCl?
CaCO₃ → CaO + CO₂ − 178 kJ ekzotermikmi yoki endotermik?
Al + O₂ → Al₂O₃ ni tenglang.
C + O₂ → CO₂ + 394 kJ. 1970 kJ issiqlik olish uchun necha gramm ko‘mir kerak?
Neytrallanish reaksiyasining qisqa ionli tenglamasi qanday?
C₃H₈ + O₂ → CO₂ + H₂O ni tenglang va koeffitsiyentlar yig‘indisini toping.