Реакции замещения.

При реакциях замещения обычно простое вещество взаимодействует со сложным, образуя другое простое вещество и другое сложное:

А + ВС = АВ + С.

Неорганическая химия.

Эти реакции в подавляющем большинстве принадлежат к окислительно-восстановительным:

2Аl + Fe₂O₃ = 2Fе + Аl₂О₃

Zn + 2НСl = ZnСl₂ + Н₂

2КВr + Сl₂ = 2КСl + Вr₂

2КСlO₃ + l₂ = 2KlO₃ + Сl₂.

Примеры реакций замещения, не сопровождающихся изменением валентных состояний атомов, крайне немногочисленны. Следует отметить реакцию двуокиси кремния с солями кислородсодержащих кислот, которым отвечают газообразные или летучие ангидриды:

СаСО₃+ SiO₂ = СаSiO₃ + СО₂

Са₃(РО₄)₂ + ЗSiO₂ = ЗСаSiO₃ + Р₂О₅

Органическая химия.

В органической химии реакции замещения понимаются шире, то есть замещать может не один атом, а группа атомов или замещается не атом, а группа атомов. К разновидности реакции замещения можно отнести нитрование и галогенирование предельных углеводородов, ароматических соединений и спиртов:

C₆H₆ + Br₂ → C₆H₅Br + HBr

бензол  бромбензол

C₂H₅OH + HCl → C₂H₅Cl + H₂O

 этанол  хлорэтан

Реакции обмена.

Реакциями обмена называют реакции между двумя соединениями, которые обмениваются между собой своими составными частями:

АВ + СD = АD + СВ.

Неорганическая химия

Если при реакциях замещения протекают окислительно-восстановительные процессы, то реакции обмена всегда происходят без изменения валентного состояния атомов. Это наиболее распространенная группа реакций между сложными веществами - оксидами, основаниями, кислотами и солями:

ZnO + Н₂SО₄ = ZnSО₄ + Н₂О

AgNО₃ + КВr = АgВr + КNО₃

СrСl₃ + ЗNаОН = Сr(ОН)₃ + ЗNаСl.

Частный случай этих реакций обмена - реакции нейтрализации:

НСl + КОН = КСl + Н₂О.

Обычно эти реакции подчиняются законам химического равновесия и протекают в том направлении, где хотя бы одно из веществ удаляется из сферы реакции в виде газообразного, летучего вещества, осадка или малодиссоциирующего (для растворов) соединения:

NаНСО₃ + НСl = NаСl + Н₂О + СО₂↑

Са(НСО₃)₂ + Са(ОН)₂ = 2СаСО₃↓ + 2Н₂О

Органическая химия

НСООН + NaOH → HCOONa + Н₂O

муравьиная кислота формиат натрия

реакции гидролиза:

Na₂CO3 + Н₂О   NaHCO₃ + NaOH

карбонат натрия гидрокарбонат натрия

СО₃ + Н₂О   НСО₃+ ОН

реакции этерификации:

CH₃COOH + C₂H₅OH   CH₃COOC₂H₅ + H₂O

уксусная этанол  этиловый эфир уксусной кислоты

Агрегатное состояние реагентов и продуктов реакции.

Газовые реакции

	to
H2 + Cl2		2HCl.

Реакции в растворах

NaОН(рр) + НСl(p-p) = NaСl(p-p) + Н₂О(ж)

Реакции между твердыми веществами

	to
СаО(тв) +SiO2(тв)	=	СаSiO3(тв)

Число фаз, в которых находятся участники реакции.

Под фазой понимают совокупность однородных частей системы с одинаковыми физическими и химическими свойствами и отделенных друг от друга поверхностью раздела.

Гомогенные (однофазные) реакции.

К ним относят реакции, протекающие в газовой фазе, и целый ряд реакций, протекающих в растворах.

Гетерогенные (многофазные) реакции.

К ним относят реакции, в которых реагенты и продукты реакции находятся в разных фазах. Например:

газожидкофазные реакции

CO₂(г) + NaOH(p-p) = NaHCO₃(p-p).

газотвердофазные реакции

СO₂(г) + СаО(тв) = СаСO₃(тв).

жидкотвердофазные реакции

Na₂SO₄(рр) + ВаСl₃(рр) = ВаSО₄(тв)↓ + 2NaСl(p-p).

жидкогазотвердофазные реакции

Са(НСО₃)₂(рр) + Н₂SО₄(рр) = СО₂(r)↑ +Н₂О(ж) + СаSО₄(тв)↓.