Kakšna je reakcija razgradnje v kemiji? Primeri reakcije razkroja

Reakcije z razpadom igrajo pomembno vlogo v življenju planeta. Navsezadnje prispevajo k uničenju odpadnih izdelkov vseh bioloških organizmov. Poleg tega ta proces dnevno pomaga človeškemu telesu, da asimilirajo različne kompleksne spojine tako, da jih razdeli v preprosto (katabolizem). Poleg vsega navedenega ta reakcija spodbuja tvorbo preprostih organskih in anorganskih snovi iz kompleksnih. Letos izvedeti več o tem procesu in upoštevati tudi praktične primere reakcije kemične razgradnje.

Kaj se imenujejo reakcije v kemiji, od kakšnih vrst in od tega, kako so odvisne

Pred študijem informacij o razgradnji je vredno spoznati kemične procese na splošno. S tem imenom je mišljena zmožnost molekul nekaterih snovi za interakcijo z drugimi in na ta način oblikujemo nove spojine.

Na primer, če kisik in kisik medsebojno vplivata molekule vodika, Posledično dobimo dve molekuli vodikovega oksida, ki jih vsi vemo kot vodo. Ta postopek lahko zapišemo z naslednjo kemijsko enačbo: 2H₂uarr- + About₂uarr- → 2H₂O.

Čeprav obstajajo različni kriteriji za razlikovanje kemično reakcijo (toplotni učinek, katalizatorji, prisotnost / odsotnost faznih mej, in stopnja spremembe oksidacije reaktantov, reverzibilnost / ireverzibilnost), pogosto označujejo njihove pretvorbe tipa vzajemno snovi.

Tako se razlikujejo štiri vrste kemijskih procesov.

• Povezava.
• Razpad.
• Izmenjava.
• Zamenjava.

Vse zgoraj navedene reakcije so grafično zapisane z enačbami. Njihova splošna shema izgleda takole: A → B.

V levem delu te formule so začetni reagenti, v desnem delu pa snovi, ki nastanejo kot posledica reakcije. Praviloma je treba za začetek uporabiti temperaturo, električno energijo ali uporabo katalitskih dodatkov. Njihovo prisotnost je treba navesti tudi v kemijski enačbi.

Kakšna je reakcija razkroja (cepitev)

Za to vrsto kemični proces značilna je tvorba dveh ali več novih spojin iz molekul ene snovi.

Z bolj preprostimi izrazi lahko reakcijo razgradnje primerjamo s hišo oblikovalca. Ko se je odločil zgraditi avto in čoln, otrok dekonstruira začetno konstrukcijo in konstruira želeni del iz njegovih podrobnosti. V tem primeru se struktura elementov konstruktorja ne spremeni, tako kot se to dogaja z atomi snovi, ki sodelujejo pri cepitvi.

Kakšna je enačba obravnavane reakcije

Kljub dejstvu, da so na stotine spojin sposobne ločiti kompleksno snov v enostavnejše sestavine, vsi podobni procesi potekajo po istem principu. Lahko ga prikažete s shematično formulo: ABC → A + B + B.

V njej je ABC prva spojina, ki je bila razdeljena. A, B in B so snovi, ki so nastale iz atomov ABB v času reakcije razkroja.

Vrste reakcij cepitve

Kot smo že omenili, je za začetek nekakšnega kemičnega postopka pogosto potrebno vplivati ​​na reagente. Odvisno od vrste takšne stimulacije se razlikujeta več vrst razgradnje:

• Biodistribucija (biorazgradnja). Njeno bistvo je v razpadu bolj kompleksnih spojin v preproste spojine pod vplivom živih organizmov (mikroorganizmov). Ilustracija tega procesa je lahko gniloba ali razkroj razbitin.
• Termoliza je razdelitev snovi pod vplivom visokih temperatur. Ta vrsta ima podvrsto - pirolizo. Pri takšni reakciji razkroja za njeno izvedbo snovi niso le ogrevane, ampak jim tudi odvzema dostop do kisika in drugih oksidantov.
  
  
• Elektroliza imenovano razcepitev spojin s pomočjo električnega toka.
  
  
• Radioliza - razpad snovi pod vplivom ionizirajočega sevanja. Mimogrede, ta proces se aktivno uporablja v radioterapiji.
  
  
• Solvoliz - ta reakcija se lahko obravnava kot meja med razgradnjo in izmenjavo (AB + VG → AG + BV). Čeprav vodi do cepitve kompleksnih spojin na preprost v topilu vplivom, ampak se začnejo reagent osvobodili atomi medsebojno ne le med seboj, temveč tudi s katalizatorjem. Odvisno od njegovega bistva se razlikujejo trije podvrsti solvolize: alkoholizem (alkoholi - ROH), hidroliza (voda - H₂O) in amonoliza (amoniak-NH₃).

Reakcija razkroja kalijevega permanganata (KMnO4)

Ob obravnavanju teorije je smiselno preučiti praktične primere procesa razdeljevanja snovi.

Prvi od teh bo propad KMnO₄ (pri običajnih ljudeh se imenuje kalijev permanganat) zaradi ogrevanja. Reakcijska enačba razgradnjo kalijevega permanganata izgleda takole: 2KMnO₄ (t 200 ° C) → K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂uarr-.

Iz predstavljene kemične formule je razvidno, da je za aktivacijo postopka potrebno segrevati začetni reaktant na 200 stopinj Celzija. Za boljšo reakcijo mangan spravimo v vakuumsko posodo. Iz tega lahko sklepamo, da je ta proces piroliza.

V laboratorijih in v industriji se izvaja za proizvodnjo čistega in nadzorovanega kisika.

Termoliza kalijevega klorata (KClO3)

Reakcija razgradnje soli Bertoleth je še en primer klasične termolize v čisti obliki.

Ta proces poteka v dveh fazah in izgleda takole:

• 2 KClO₃ (t 400 ° C) → 3KClO₄ + KCl.
• KClO₄ (t od 550 ° C) → KCl + 2 O2

Prav tako lahko termoliza kalijevega klorata izvesti pri nižjih temperaturah (200 ° C) v enem koraku, vendar je to potrebno, da se reakcija sodelovala katalizirajo materiala - oksidi različnih kovin (Kuprum, Ferum, Mangan, itd ...).

Ta enačba bo videti takole: 2KClO₃ (t 150 ° C, MnO₂) → KCl + 2O₂.

Tako kot kalijev permanganat se Bertholletova sol v laboratorijih in industriji uporablja za proizvodnjo čistega kisika.

Elektroliza in radioliza vode (H20)

Naslednji zanimiv praktični primer te reakcije je razgradnja vode. Lahko ga izdelamo na dva načina:

• Pod vplivom oksida vodikovega toka: H₂О → Н₂uarr- + About₂uarr-. Metode pridobivanja kisika uporabljajo podmornice na njihovih podmornicah. Tudi v prihodnosti ga načrtujemo za proizvodnjo vodika v velikih količinah. Glavna ovira za to je danes ogromen energetski strošek, potreben za spodbujanje reakcije. Ko se ugotovi, da je metoda zmanjšana, bo elektroliza vode postala glavni način proizvodnje ne le vodika, temveč tudi kisika.
• Razdelitev vode je lahko in ko je izpostavljena alfa sevanju: H₂О → Н₂O podjetju⁺+e^-. Kot rezultat, molekula vodikovega oksida izgubi en elektron z ioniziranjem. V tej obliki H2O⁺ spet reagira z drugimi molekulami nevtralne vode in tvori visoko reaktiven radikal hidroksida: H2O + H2O⁺→ H2O + OH. Izgubljeni elektron pa reagira vzporedno z nevtralnimi molekulami vodikovega oksida, ki spodbuja njihovo razgradnjo v radikale H in OH: H₂O + e^-→ H + OH.

Odstranjevanje alkanov: metan

Ob upoštevanju različnih načinov ločevanja kompleksnih snovi je treba posvetiti posebno pozornost reakciji razgradnje alkanov.

Pod tem imenom so omejeni ogljikovodiki s splošno formulo C_XH_{2X + 2.} V molekulah obravnavanih snovi vsi atomi ogljika so povezani z enojnimi vezmi.

Predstavniki te serije so v naravi v vseh treh agregatnih stanjih (plin, tekoča, trdna).

Vsi alkani (reakcija razgradnje predstavnikov te serije je nižja) je lažja od vode in se ne raztopi v njej. V tem primeru so sami odlična topila za druge spojine.

Med osnovnimi kemijskimi lastnostmi takšnih snovi (zgorevanje, zamenjava, halogenacija, dehidrogenacija) - in sposobnost razdelitve. Vendar se ta proces lahko zgodi v celoti in delno.

Zgoraj omenjeno lastnost lahko upoštevamo na primer z reakcijo razgradnje metana (prvi izraz alkana). Ta termoliza se pojavi pri 1000 ° C: CH₄uarr- → C + 2H₂uarr-_.

Če pa se reakcija metana razkroj izvedemo pri višji temperaturi (1500 ° C), nato pa hitro zmanjšala, ta plin razcepi ni popolnoma tvorita etilen in vodika: 2CH₄uarr- → C₂H₄uarr- + 3H₂uarr-.

Razpad etana

Drugi član obravnavane alkane je C₂H₄ (etan). Reakcija razkroja pride tudi pod vplivom visoke temperature (50 ° C) in s popolno odsotnostjo kisika ali drugih oksidantov. Izgleda takole: C₂H₆uarr- → C₂H₄uarr- + H₂uarr-_.

Zgornjo enačbo za reakcijo razgradnje etana na vodik in etilena ni mogoče obravnavati kot pirolizo v čisti obliki. Bistvo je, da se ta proces zgodi s prisotnostjo katalizatorja (na primer nikeljske kovine Ni ali vodne pare), kar je v nasprotju z opredelitvijo pirolize. Zato je pravilen govor o zgornjem primeru, ki je predstavljen zgoraj, kot proces razgradnje med pirolizo.

Treba je omeniti, da se obravnavana reakcija v industriji pogosto uporablja za proizvodnjo najbolj proizvedene organske spojine v svetu - plin etilena. Vendar pa zaradi eksplozivnosti C₂H₆ pogosteje se ta najpreprostejši alken sintetizira iz drugih snovi.

Ob upoštevanju definicij, enačb, vrst in različnih primerov reakcije razkroja lahko sklepamo, da igra zelo pomembno vlogo ne le za človeško telo in naravo, temveč tudi za industrijo. Tudi s pomočjo v laboratorijih je mogoče sintetizirati mnoge uporabne snovi, ki znanstvenikom pomagajo pri izvedbi pomembnih kemijske raziskave.