Учебник для 11 класса

ХИМИЯ

§ 11.6. Классификация химических реакций по виду энергии, инициирующей реакцию

Фотохимические реакции. Их инициирует световая энергия. Кроме рассмотренных выше фотохимических процессов синтеза НСl или реакции СН₄ с Сl₂, к ним относят получение озона в тропосфере как вторичного загрязнителя атмосферы. В роли первичного в этом случае выступает оксид азота (IV), который под действием света образует радикалы кислорода:

Эти радикалы взаимодействуют с молекулами кислорода, в результате чего получается озон:

Образование озона идет все время, пока достаточно света, так как NO может взаимодействовать с молекулами кислорода с образованием того же NO₂. Накопление озона и других вторичных загрязнителей атмосферы может привести к появлению фотохимического смога.

К этому виду реакций принадлежит и важнейший процесс, протекающий в растительных клетках, — фотосинтез, название которого говорит само за себя.

Радиационные реакции. Они инициируются излучениями большой энергии — рентгеновскими лучами, ядер-ными излучениями (γ-лучами, α-частицами — Не²⁺ и др.). С помощью радиационных реакций проводят очень быструю радиополимеризацию, радиолиз (радиационное разложение) и т. д.

Например, вместо двухстадийного получения фенола из бензола его можно получать взаимодействием бензола с водой под действием радиационных излучений. При этом из молекул воды образуются радикалы [·ОН] и [·Н], с которыми и реагирует бензол с образованием фенола:

Вулканизация каучука может быть проведена без серы с использованием радиовулканизации, и полученная резина будет ничуть не хуже традиционной.

Электрохимические реакции. Их инициирует электрический ток. Помимо хорошо известных вам реакций электролиза, укажем также реакции электросинтеза, например реакции промышленного получения неорганических окислителей (НСlO₄, КСlO₃, КСlO, КМnO₄ и т. д.).

Термохимические реакции. Их инициирует тепловая энергия. К ним относятся все эндотермические реакции и множество экзотермических реакций, для начала которых необходима первоначальная подача теплоты, т. е. инициирование процесса.

Классификация химических реакций, как и все другие классификации, условна. Ученые договорились разделить реакции на определенные типы по выделенным ими признакам. Но большинство химических превращений можно отнести к разным типам. Например, составим характеристику процесса синтеза аммиака:

Это реакция соединения, окислительно-восстановительная, экзотермическая, обратимая, каталитическая, гетерогенная (точнее, гетерогенно-каталитическая), протекающая с уменьшением давления в системе. Для успешного управления процессом необходимо учитывать все приведенные сведения. Любая химическая реакция всегда многокачественна, ее характеризуют разные признаки.

Вопросы и задания к § 11

1. Дайте характеристику реакции синтеза оксида серы (IV) по всем возможным признакам классификации химических реакций.
2. В чем проявляются особенности реакций замещения у органических веществ?
3. Приведите по три примера, иллюстрирующих правило Бертолле (образование газа, осадка или воды Н₂O при необратимых реакциях обмена) для одного и того же вещества: а) неорганического; б) органического.
4. Проиллюстрируйте положение о единстве и борьбе противоположностей, используя сведения о тепловых эффектах реакций соединения и разложения.
5. Рассмотрите положение о единстве и борьбе противоположностей на примерах реакций-антонимов из органической химии.
6. Дайте характеристику реакции метана с хлором по всем рассмотренным в тексте параграфа признакам классификации.
7. Приведите известные вам из курса биологии ферментативные реакции с указанием названий ферментов.