Reakcje Egzotermiczne

• Reakcje chemiczne obejmują przegrupowanie atomów i cząsteczek
• Reaktanty to materiały wyjściowe w reakcji chemicznej
• Produkty to substancje powstałe w wyniku reakcji chemicznej
• Reakcje chemiczne można klasyfikować na podstawie transferu energii

Reakcje egzotermiczne

• Reakcje egzotermiczne uwalniają energię do otoczenia, zwykle w postaci ciepła
• Temperatura otoczenia wzrasta w reakcjach egzotermicznych
• Energia produktów jest niższa niż energia reagentów
• Typowym przykładem jest spalanie
• ΔH jest ujemne (ΔH < 0), co wskazuje na spadek entalpii (zawartości ciepła)
• Przykłady obejmują:
  • Spalanie paliw, takich jak drewno, propan i gaz ziemny
  • Reakcje neutralizacji między kwasami i zasadami
  • Rdzewienie żelaza
  • Wybuchy
• Reakcje egzotermiczne często przebiegają samoczynnie po zainicjowaniu, ponieważ uwolniona energia może aktywować więcej cząsteczek reagenta
• W reakcjach egzotermicznych energia potrzebna do zerwania wiązań w reagentach jest mniejsza niż energia uwolniona podczas tworzenia nowych wiązań w produktach

Reakcje endotermiczne

• Reakcje endotermiczne pochłaniają energię z otoczenia
• Temperatura otoczenia spada w reakcjach endotermicznych
• Energia produktów jest wyższa niż energia reagentów
• ΔH jest dodatnie (ΔH > 0), co wskazuje na wzrost entalpii
• Przykłady obejmują:
  • Fotosynteza
  • Topnienie lodu
  • Parowanie wody
  • Termiczny rozkład węglanu wapnia (wapienia)
• Reakcje endotermiczne wymagają ciągłego dopływu energii, aby mogły przebiegać
• W reakcjach endotermicznych energia potrzebna do zerwania wiązań w reagentach jest większa niż energia uwolniona podczas tworzenia nowych wiązań w produktach

Rodzaje reakcji: Synteza

• Reakcje syntezy (lub łączenia) obejmują połączenie dwóch lub więcej reagentów w celu utworzenia jednego produktu
• Ogólna postać to: A + B → AB
• Przykłady obejmują:
  • Tworzenie się wody z wodoru i tlenu (2H₂ + O₂ → 2H₂O)
  • Tworzenie się amoniaku z azotu i wodoru (N₂ + 3H₂ → 2NH₃)
  • Tworzenie się chlorku sodu z sodu i chloru (2Na + Cl₂ → 2NaCl)

Rodzaje reakcji: Rozkład

• Reakcje rozkładu obejmują rozpad pojedynczego reagenta na dwa lub więcej produktów
• Ogólna postać to: AB → A + B
• Reakcje te często wymagają energii w postaci ciepła, światła lub elektryczności, aby mogły przebiegać
• Przykłady obejmują:
  • Rozkład nadtlenku wodoru na wodę i tlen (2H₂O₂ → 2H₂O + O₂)
  • Termiczny rozkład węglanu wapnia na tlenek wapnia i dwutlenek węgla (CaCO₃ → CaO + CO₂)
  • Elektroliza wody na wodór i tlen (2H₂O → 2H₂ + O₂)

Rodzaje reakcji: Wymiana (wyparcie)

• Reakcje wymiany, lub wyparcia, obejmują zastąpienie jednego pierwiastka w związku przez inny
• Mogą to być reakcje pojedynczego lub podwójnego wyparcia

Rodzaje reakcji: Pojedyncze wyparcie

• W reakcji pojedynczego wyparcia jeden pierwiastek zastępuje inny pierwiastek w związku
• Ogólna postać to: A + BC → AC + B lub A + BC → BA + C
• Szeregi aktywności są używane do przewidywania, czy zajdzie reakcja pojedynczego wyparcia. Pierwiastek może zastąpić tylko inny pierwiastek poniżej niego w szeregu aktywności
• Przykłady obejmują:
  • Reakcja cynku z kwasem solnym (Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂)
  • Reakcja siarczanu miedzi z żelazem (Fe + CuSO₄ → FeSO₄ → FeSO₄ + Cu)

Rodzaje reakcji: Podwójne wyparcie

• W reakcji podwójnego wyparcia dwa związki wymieniają się jonami lub pierwiastkami, tworząc dwa nowe związki
• Ogólna postać to: AB + CD → AD + CB
• Reakcje te często prowadzą do powstania osadu, gazu lub wody
• Przykłady obejmują:
  • Reakcja azotanu srebra z chlorkiem sodu (AgNO₃ + NaCl → AgCl + NaNO₃)
  • Reakcja kwasu solnego z wodorotlenkiem sodu (HCl + NaOH → H₂O + NaCl)

Analiza reakcji

• Reakcje można dalej analizować na podstawie transferu elektronów (reakcje redoks)
• Utlenianie obejmuje utratę elektronów
• Redukcja obejmuje zysk elektronów
• Utleniacze akceptują elektrony i ulegają redukcji.
• Reduktory oddają elektrony i ulegają utlenieniu