Типы химических реакций. Опыты

Опыт № 1. Взаимодействие оксида кальция с водой

Возьмем немного порошка оксида кальция и растворим его в воде. В результате реакции выделяется пар, т. е. вода нагревается и интенсивно испаряется. Историческое название оксида кальция – негашеная известь. Вещество, образующееся в результате данной реакции, называют гашеной известью.

Добавим в раствор полученного вещества несколько капель индикатора фенолфталеина. Цвет раствора стал малиновым, что свидетельствует о щелочной реакции среды (Рис. 1). Запишем уравнение реакции и определим ее тип по различным  признакам.

Рис. 1. Изменение цвета фенолфталеина в растворе Са(ОН)₂

В результате взаимодействия оксида кальция с водой образуется одно вещество – гидроксид кальция.

Гидроксид кальция – малорастворимое основание, но, несмотря на это, оно относится к щелочам (поэтому фенолфталеин стал малиновым). Реакция оксида кальция с водой сопровождается выделением теплоты, это экзотермическая реакция.

Са⁺²О^-2 + Н⁺₂О^-2 = Са⁺²(О^-2Н⁺¹)₂ +Q

Степени окисления элементов в ходе проведенной реакции не изменились, следовательно, эта реакция не окислительно-восстановительная.

Мы видели, что реакция протекала быстро и без участия катализатора, поэтому она относится к некаталитическим реакциям.

При обычных условиях и достаточном количестве воды практически весь оксид кальция превращается в гидроксид, поэтому в таких условиях эта реакция необратима. Но при повышенных температурах будет одновременно протекать и обратная реакция – разложение гидроксида кальция на оксид кальция и воду:

Са(ОН)₂ = СаО + Н₂О - Q

Понятие обратимости очень условно и зависит от условий проведения реакции.

Опыт № 2. Реакция нейтрализации

В раствор гидроксида натрия добавим несколько капель индикатора – метилоранжа. Желтая окраска индикатора свидетельствует о щелочной среде раствора. Будем добавлять по каплям разбавленную соляную кислоту до тех пор, пока окраска индикатора не станет оранжевой – соответствующей нейтральной среде (Рис. 2). В результате данной реакции щелочная среда гидроксида натрия нейтрализуется соляной кислотой, продуктами реакции являются хлорид натрия и вода:

NaOH + HСl = NaCl + H₂O

Реакция нейтрализации – частный случай реакции обмена.

Рис. 2. В нейтральной среде метилоранж стал оранжевого цвета

Опыт № 3. Взаимодействие цинка с раствором сульфата меди (II)

В раствор сульфата меди опустим две гранулы цинка. Через некоторое время цвет раствора изменится, а на поверхности цинка образуется красный налет выделившейся меди (Рис. 3).

Рис. 3. Реакция замещения между цинком и растром сульфата меди (II)

Запишем уравнение проведенной реакции и определим ее тип по числу и составу участников реакции.

Zn + CuSO₄ = ZnSO₄ + Cu

В результате реакции более активный металл – цинк – вытесняет менее активный металл – медь – из раствора соли. Данная реакция относится к типу замещения.

В ходе реакции степень окисления цинка и меди меняется, следовательно, это окислительно-восстановительная реакция.

Опыт № 4. Нагревание бихромата аммония («Вулкан»)

Поместим оранжевый порошок дихромата аммония на негорючую поверхность. Для начала реакции необходимо нагревание. Для этого поднесем горящую лучинку к вершине горки из дихромата аммония. Далее реакция протекает самопроизвольно. В результате реакции выделяются теплота и свет. Оранжевый дихромат аммония превращается в зеленый оксид хрома (III), кроме него выделяются вода и азот (Рис. 4).

Рис. 4. Разложение дихромата аммония

Запишем уравнение проведенной реакции и определим ее тип.

(N^-3H⁺₄)₂Cr₂⁺⁶O^-2₇ = N⁰₂ + Cr⁺³₂O^-2₃ + 4H⁺₂O^-2 + Q

Из одного вещества образуются три продукта реакции, значит, данная реакция относится к типу разложения. Кроме того, она экзотермическая (т. е. протекает с выделением теплоты), окислительно-восстановительная (т. к. степени окисления азота и хрома изменились в ходе реакции), необратимая и некаталитическая (протекает без использования катализаторов).

 

Подведение итога урока

На уроке были рассмотрены опыты по изучению типов химических реакций по различным признакам. Вы узнали, как протекают некоторые реакции, относящиеся к типам: соединение, обмен, разложение и замещение.

 

Список литературы

1. Оржековский П.А. Химия: 9-й класс: учеб для общеобр. учрежд. / П.А. Оржековский, Л.М. Мещерякова, М.М. Шалашова. – М.: Астрель, 2013. (§15)
2. Рудзитис Г.Е. Химия: неорган. химия. Орган. химия: учеб. для 9 кл. / Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман. – М.: Просвещение, ОАО «Московские учебники», 2009.
3. Хомченко И.Д. Сборник задач и упражнений по химии для средней школы. – М.: РИА «Новая волна»: Издатель Умеренков, 2008.
4. Энциклопедия для детей. Том 17. Химия / Глав. ред. В.А. Володин, вед. науч. ред. И. Леенсон. – М.: Аванта+, 2003.

 

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

1. Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов (видеоопыты по теме) (Источник). 
2. Himhelp.ru (Источник).
3. Электронная версия журнала «Химия и жизнь» (Источник).

 

Домашнее задание

1. с. 105 №№ 3, 4, А1, А2 из учебника П.А. Оржековского «Химия: 9-й класс» / П.А. Оржековский, Л.М. Мещерякова, М.М. Шалашова. – М.: Астрель, 2013.
2. К каким типам по разным признакам относится реакция образования хлороводорода из простых веществ?