Суть и признаки прохождения химических реакций

Существенный признак химического явле­ния — превращение одних веществ в другие. И на основе этих знаний можно различать физические и химические свой­ства веществ, физические явления и химические реакции.

«Химическое превращение, химическая реакция являет­ся главным предметом химии», — утверждал выдающийся химик Н.Н. Семенов. Поэтому важно уметь наблюдать и описывать внешние признаки прохождения химических ре­акций — явлений, которые принадлежат к макромиру. Еще важнее уметь объяснять эти явления, анализируя процессы, которые происходят между частичками, принадлежащими к микромиру.

Для выяснения того, что происходит с атомами при хими­ческих превращениях, рассмотрим реакцию синтеза воды из простых веществ — кислорода и водорода. Для прохожде­ния этой реакции необходимо создать соответствующие ус­ловия: поджечь смесь газов. Экспериментально были уста­новлены простейшие соотношения между количествами реагентов и продуктов этой реакции. Реагенты — соеди­нения, которые вступают в реакцию. В этом случае — две молекулы водорода и одна молекула кислорода. Продукт  (вещество, образовавшееся в результате взаимодействия ре­агентов) этой реакции — две молекулы воды.

Рис. 15.1. Описание реакции между кислородом и водородом на молекулярном уровне

Рис. 15.2. Синтез воды

На схеме (рис. 15.1) изображен единичный акт реакции. Однако увидеть его невозможно. Для того чтобы наблюдать признаки реакции, необходимо брать довольно значитель­ные, вполне ощутимые количества веществ.

В мае 1937 г. немецкий дирижабль «Гинденбург» (рис. 15.3) взорвался в аэропорту г. Нью-Йорка. Оболочка дирижабля была заполнена водородом. От взры­ва образовалось огромное количество паров воды, которые от внезапного расширения в воздухе охладились и скон­денсировались. С безоблачного неба над аэродромом про­лился дождь.

Рис. 15.3. Взрыв дирижабля «Гинденбург»

Причины наблюдаемых явлений макромира кроются в процессах, которые происходят на уровне изменений объек­тов микромира. Анализируя внешние эффекты химических реакций, можно прийти к определенным выводам относи­тельно соответствующих изменений на микроуровне. Состав молекулы воды был подтвержден не только ее синтезом из простых веществ, а и анализом. Метод определения состава веществ путем их разложения на более простые составляющие называют анализом (от греческого — «разло­жение»). При разложении воды электрическим током обра­зуются кислород и водород в объемном соотношении 1 : 2 (рис. 15.4, 1).

Из рисунка 15.5 видно, что во время химических реакций атомы сохраняются. Происходит лишь их перегруппировка. То есть суть химической реакции состоит в перегруппиров­ке атомов Материал с сайта http://worldof.school

Рис. 15.4. 1. Прибор для разложения воды электрическим током. 2. Эвдиометр (в буквальном переводе с греческого — «измеритель добротности») — прибор для анализа воздуха

Рис. 15.5. Описание реакции разложения воды на молекулярном уровне