Dělení chemických reakcí

Chemická reakce je opravdu jen přeskupení atomů. Pro praktické účely se chemické reakce rozdělují podle několika kritérií.

  • Prvním z nich je podle vnějších změn . Každý si dokáže snadno představit, že se nějaké menší látky spojí a vytvoří tak látku větší. Takovým reakcím se říká reakce skladné neboli syntézy . Příkladem syntézy je třeba zapálení síry, tedy reakce síry s kyslíkem.

    Žlutá síra zreaguje s kyslíkem a přemění se na jedovatý a velmi dráždivý plyn oxid siřičitý.

    S + O2→ SO2

    Jistě bude existovat i opak, kdy se nějaká velká molekula rozpadne na menší. Třeba peroxid vodíku se rozkládá na vodu a kyslík. Takovým reakcím se říká reakce rozkladné .

    2 H2O2→ 2 H2O + O2

    Co můžeme vymyslet dál? Třeba prohodíme jeden atom za druhý. Takovým reakcím se říká reakce substituční nebo substituce . Do této kategorie patří třeba známá příprava vodíku z kyseliny chlorovodíkové.

    Zn + 2 HCl → ZnCl2+ H2

    V předešlém případě jsme vystrnadili část z jedné molekuly nějakou malou částicí. Ono ale také jde, aby si dvě molekuly navzájem prohodily svoje části. Tomu se pak říká podvojná záměna . Do této kategorie typicky patří neutralizace nebo reakce dvou solí.

    KOH + HNO3 → KNO3+ H2O

    Ba(NO3)2+ K2SO4→ BaSO4+ 2 KNO3

  • Velmi používané dělení chemických reakcí je podle přenášené částice . V základu existují tři možnosti. Již jsme se seznámili s první z nich, a to v kapitole Acidobazické děje . Jak si jistě vzpomínáte, přenášenou částicí byl kation vodíku H+. Druhý typ nás teprve čeká, a to hned v následující kapitole Oxidačně - redukční děje . Jak se brzy dozvíte, v těchto dějích je přenášenou částicí elektron, což zapříčiní změnu oxidačních čísel jednotlivých atomů. Posledními ději, kterým se budeme věnovat pouze okrajově ve vyšších ročnících, jsou komplexotvorné děje . Pro tyto děje je charakteristická tvorba koordinačně-kovalentní vazby a přenos skupin atomů, kterým se říká ligandy, ale o tom později.

  • Jiná kritéria jsou založena na fyzikálně-chemickém principu. Třeba dle skupenství látek . Pokud jsou reaktanty i produkty ve stejném skupenství, hovoříme o homogenním systému , pokud ne, tak o systému heterogenním . Projděte si předcházející rovnice a pokuste se určit, zda se jedná o homogenní nebo heterogenní systémy. Správná odpověď hned následuje.

    Dle pořadí v textu se jedná o heterogenní/ heterogenní/ heterogenní/ homogenní/ heterogenní. Trošku matoucí, že? Zkusme doplnit skupenství jednotlivých látek a to (s) pro pevné, (l) pro kapalné, (g) pro plyny a (aq.) pro vodné roztoky.

    S (s) + O2(g) → SO2(g)      heterogenní

    2 H2O2(aq.) → 2 H2O (l) + O2(g)      heterogenní

    Zn (s) + 2 HCl (aq.) → ZnCl2(aq.) + H2(g)      heterogenní

    KOH (aq.) + HNO3(aq.) → KNO3(aq.) + H2O (l)      homogenní

    Ba(NO3)2(aq.) + K2SO4(aq.) → BaSO4(s) + 2 KNO3(aq.)      heterogenní

    Finta spočívá ve vzniku takřka nerozpustného síranu barnatého v poslední reakci.

    Během chemických reakcí se téměř vždy vyměňuje teplo s okolím. V některých reakcích je tato změna takřka neznatelná, v jiných je velmi výrazná. Pokud se teplo uvolňuje do okolí, jedná se o reakcí exotermní , pokud se teplo spotřebovává, jedná se o reakci endotermní.

  • Posledním kritériem, které zmíníme, je mechanismus děje . Mechanismy, jakými reakce probíhají, bývají často velmi složité a jejich studiu se věnuje mnoho vědeckých skupin po celém světě. My si zde přiblížíme pouze jakýsi úvodní popis. Existují reakce izolované
    A → B + C
    Tyto reakce formálně probíhají tak, jak to popisuje chemická rovnice. Třeba A se mění na B a C.Dále existují reakce simultánní . Toto slovo jste možná slyšeli ve spojitosti se simultánním překladem, tedy se situací, kdy tlumočník překládá ve stejném čase jako nějaký cizojazyčník mluví. Simultánně tedy znamená ve stejném čase. Simultánní reakce se dělí na:
    • reakce zvratné
    A ↔ B + C
     To si můžeme představit tak, že se nám A mění na B a C a současně reaguje B s C a tvoří A. Je to trochu šílené. Je to něco, jako kdyby jedni zedníci stavěli zeď a jiní ji zase bourali. Pokud by obě skupiny zedníků pracovaly stejně rychle, tak se ta zeď nebude ani zvětšovat ani zmenšovat. To samé se nám může stát v roztoku. Pokud by reakce zleva doprava byla stejně rychlá jako reakce zprava doleva, ustaví se nám v roztoku rovnováha (tzv. dynamická) a roztok nebude měnit svoje složení.
    • reakce bočné
    A + B → CA + B → D

    Ne, nejedná se o překlep. Opravdu se může stát a stává se to velmi často např. v organických reakcích, že když spolu reagují třeba dvě látky A a B, mohou vzniknout dva (i více) typy produktů. Obvykle každý z nich má raději nějaké jiné reakční podmínky a na organickém chemikovi je stanovit podmínky reakce tak, aby vzniknul ten z produktů, který potřebuje. Pokud si to chcete představit ve velkém světě, tak si vezměme auto a člověka, který do něj nastupuje. Tedy „reakce“ člověka s autem. Může si sednout na místo řidiče, spolujezdce vepředu, nebo na některé z míst vzadu. Tedy tato „reakce“, člověka s autem, může poskytovat celkem pět různých produktů.

    • reakce následné
    A + B → C → D

Při reakcích následných může jako první vznikat nějaká látka, která je třeba teplotně nestabilní nebo reaguje se vzduchem. Pokud nějak nezasáhneme, okamžitě nám zreaguje na něco jiného.

Další kapitola:
6.2 Základní chemické zákony