Kimyəvi reaksiya

Bu tip reaksiyalarda proton H+ reaksiyaya daxil olan maddələrin birindən digərinə keçir. Protolitik nəzəriyyəyə görə özündən proton verən istənilən maddə turşu, özünə proton birləşdirən maddə isə əsas adlanır. Odur ki, belə reaksiyalara turşu-əsas (acid-base) reaksiyaları deyilir. Məsələn,

   CH3COOH + H2O → CH3COO¯ + H3O+
   turşu + əsas → əsas + turşu
  
   NH3 + H2O → NH4 + OH¯
   Əsas + turşu → turşu + əsas

Protolitik reaksiyalara neytrallaşma və hidroliz reaksiyaları aiddir.

Bu tip reaksiyalara radikal, elektrofil və nukleofil mexanizimlə gedən əvəzetmə reaksiyaları daxildir.

Qarşılıqlı kimyəvi təsirdə olan maddələri təşkil edən elementlərin oksidləşmə dərəcələrinin dəyişməsinə və dəyişməməsinə əsasən bütün kimyəvi reaksiyalar iki qrupa ayrılır: elementlərin oksidləşmə dərəcələrinin dəyişməməsi və elementlərin oksidləşmə dərəcələrinin dəyişməsi ilə gedən kimyəvi reaksiyalar. Birinci qrup reaksiyalarda qarşılıqlı kimyəvi təsirdə olan maddələrin tərkib elementlərinin heç biri reaksiya nəticəsində öz oksidləşmə dərəcəsini dəyişmir. İkinci qrup reaksiyalarda isə iştirakçı elementlərin hamısının və ya bir hissəsinin oksidləşmə dərəcəsi reaksiya nəticəsində dəyişir. Hazırda oksidləşmə-reduksiya proseslərinin mahiyyəti elektron nəzəriyyəsi ilə izah edilir. Bu nəzəriyyəyə əsasən kimyəvi reaksiyalarda atom, ion və molekulun özündən elektron verməsi ilə əlaqədar olan proses oksidləşmə, əksinə onların özünə elektron birləşdirməsi ilə gedən proses isə reduksiya adlanır. Oksidləşmə və reduksiya prosesləri vahid bir prosesin iki hissəsidir. Yəni reduksiya olmadan oksidləşmə və ya əksinə, oksidləşmə olmadan reduksiya gedə bilməz. Qarşılıqlı kimyəvi təsir zamanı elektron qəbul edən maddələr oksidləşdiricilər, əksinə, elektron verən maddələr isə reduksiyaedicilər adlanır. Beləliklə, oksidləşmə-reduksiya prosesində reduksiyaedicinin müəyyən sayda elektronu oksidləşdiriciyə keçir. Nəticədə reduksiyaedici oksidləşir, oksidləşdirici isə reduksiya olunur. Oksidləşdiricilər və reduksiyaedicilər kimyəvi elementlər, sadə və mürəkkəb ionlar ola bilər. Tipik metallar kimyəvi reaksiyalarda özlərini reduksiyaedici kimi aparır. Hidrogen müxtəlif elementlərlə (qələvi və qələvi-torpaq metallardan başqa) qarşılıqlı kimyəvi təsir zamanı özünü həmçinin tipik metal kimi göstərir. Qeyri-metallardan flüor və oksigen kimyəvi reaksiyalarda elektron qəbul edərək, özlərini yalnız oksidləşdirici kimi aparır. Mənfi yüklü sadə ionlar qarşılıqlı təsir zamanı yalnız elektron itirir və beləliklə də reduksiyaedici xassəyə malik olur. Müsbət yüklü sadə ionlar valent elektronlarını itirən metal atomlarından əmələ gəlir. Belə ionlar elektron qəbul etməklə oksidləşdirici xassə göstərir. Qeyd etmək lazımdır ki, metal atomu valent elektronlarının yalnız bir hissəsini itirməklə də ion əmələ gətirə bilir. Bu vaxt əmələ gəlmiş ion özünü şəraitdən asılı olaraq, həm oksidləşdirici və həm də reduksiyaedici kimi apara bilir. Mürəkkəb ionların oksidləşmə-reduksiya prosesinə olan münasibəti mərkəzi atomun oksidləşmə dərəcəsinin xarakteri ilə müəyyən edilir. Mərkəzi atomun ən yüksək müsbət oksidləşmə dərəcəsində mürəkkəb ionlar (NO₃¯, AsO₄₃¯, Cr₂O₇₂¯, MnO₄¯)oksidləşdirici xassəyə malik olur.

Bu tip reaksiyalar nəticəsində elektron cütünün keçirilməsi yolu ilə donor-akseptor rabitə əmələ gəlir. Məsələn:

   Cu(NO3)2 + 4NH3 → [Cu(NH3)4] (NO3)2
   Fe + 5CO → Fe(CO)5
   Al(OH)3 + NaOH → Na[Al(OH)4]

Hər bir kimyəvi reaksiya müəyyən istilik effektinə malik olur. Bu, reaksiya məhsullarının energetik cəhətdən bir qayda olaraq, reaksiyaya daxil olan maddələrdən fərqlənməsi ilə əlaqədardır. Kimyəvi reaksiyaların energetik effektinin müxtəlif təzahür formaları mövcuddur. Məsələn, neftin yanması istilik ayrılması ilə, qızdırıldıqda əhəng daşının parçalanması isə istilik udulması ilə gedir. Reaksiyanın istilik effekti sabit temperatur və təzyiqdə gedən kimyəvi proses zamanı sistemin ayırdığı və ya udduğu istilik miqdarı ilə xarakterizə olunur. Kimyəvi reaksiyalarda ayrılan və udulan istilik miqdarı kalorimetr adlanan xüsusi cihazlarla ölçülür. Lakin onu Hess qanununa əsasən hesablama yolu ilə də təyin etmək olur. İstilik ayrılması ilə gedən kimyəvi reaksiyalar ekzotermik, istilik udulması ilə gedən kimyəvi reaksiyalar isə endotermik reaksiyalar adlanır. Yüksəkdavamlı kimyəvi birləşmələr bir qayda olaraq, ekzotermik reaksiyalar üzrə əmələ gəlir. Həm də bu vaxt nə qədər çox istilik ayrılırsa, birləşmənin davamlılığı da bir o qədər yüksək olar. Əksinə, endotermik reaksiyalar nəticəsində əmələ gələn birləşmələr, adətən özünün davamsızlığı ilə fərqlənir. Qeyd edilənlərə əsasən kimyəvi reaksiyalar istilik ayrılması ilə əlaqədar olan istiqamətdə getməlidir. Doğrudan da nisbətən çox istilik ayrılması ilə əlaqədar olan kimyəvi reaksiyalar öz-özünə və həm də bəzən çox şiddətli surətdə gedir. Lakin yuxarıda göstərilənlərlə yanaşı bir çox endotermik reaksiyalar da məlumdur. Endotermik reaksiyalara oksidlərin reduksiyası yolu ilə metalların alınması reaksiyalarının əksəriyyəti, bütün dönər reaksiyalar xarakterik misal ola bilər. Termokimyada ayrı-ayrı kimyəvi prosesləri və onların istilik effektlərini birlikdə əyani surətdə təsvir etmək məqsədilə termokimyəvi tənliklərdən istifadə olunur. Termokimyəvi tənliklərdə reaksiyada iştirak edən maddələrin formulları ilə yanaşı reaksiyanın istilik effekti də göstərilir. Həm də bu zaman istilik effekti tənliyin sağ tərəfində reaksiya nəticəsində alınan maddələrin formullarından sonra əlavə edilir və ya nöqtəli vergüldən sonra müvafiq termodinamik funksiyanın (ΔH) iştirakı ilə ayrıca yazılır. Termokimyəvi tənlikdə hər bir maddənin formulunun yanında aşağıdakı indekslərlə onun halı göstərilir: (q) -qaz, (m) — maye, (b) — bərk və s.

   CaCO3(b) = CaO(b) + CO2(q) - 37,8 kkal
   CaCO3(b) = CaO(b) + CO2(q); ΔH=+37,8 kkal

Termokimyada istilik effektinin ölçü vahidi kimi kaloridən (kal) və ya kilikaloridən (kkal) istifadə edilir. Beynəlxalq vahidlər sistemində (BS) isə enerjinin vahidi Coul (C) təsdiq edilmişdir. 1 kal = 4,1840 °C.

Hər bir kimyəvi reaksiya müəyyən istilik effektinə malik olur. Bu, reaksiya məhsullarının energetik cəhətdən bir qayda olaraq, reaksiyaya daxil olan maddələrdən fərqlənməsi ilə əlaqədardır.

Kimyəvi reaksiyaların energetik effektinin müxtəli təzahür formaları mövcuddur. Məsələn, neftin yanması istilik ayrılması ilə, qızdırıldıqda əhəng daşının parçalanması isə istilik udulması ilə gedir. Reaksiyanın istilik effekti sabit temperatur və təzyiqdə gedən kimyəvi proses zamanı sistemin ayırdığı və ya udduğu istilik miqdarı ilə xarakterizə olunur. Kimyəvi reaksiyalarda ayrılan və udulan istilik miqdarı kalorimetr adlanan xüsusi cihazlarla ölçülür. Lakin onu Hess qanununa əsasən hesablama yolu ilə də təyin etmək olur. İstilik ayrılması ilə gedən kimyəvi reaksiyalar ekzotermik, istilik udulması ilə gedən kimyəvi reaksiyalar isə endotermik reaksiyalar adlanır. Yüksəkdavamlı kimyəvi birləşmələr bir qayda olaraq, ekzotermik reaksiyalar üzrə əmələ gəlir. Həm də bu vaxt nə qədər çox istilik ayrılırsa, birləşmənin davamlılığı da bir o qədər yüksək olar. Əksinə, endotermik reaksiyalar nəticəsində əmələ gələn birləşmələr, adətən özünün davamsızlığı ilə fərqlənir. Qeyd edilənlərə əsasən kimyəvi reaksiyalar istilik ayrılması ilə əlaqədar olan istiqamətdə getməlidir. Doğrudan da nisbətən çox istilik ayrılması ilə əlaqədar olan kimyəvi reaksiyalar öz-özünə və həm də bəzən çox şiddətli surətdə gedir. Lakin yuxarıda göstərilənlərlə yanaşı bir çox endotermik reaksiyalar da məlumdur. Endotermik reaksiyalara oksidlərin reduksiyası yolu ilə metalların alınması reaksiyalarının əksəriyyəti, bütün dönər reaksiyalar xarakterik misal ola bilər. Termokimyada ayrı-ayrı kimyəvi prosesləri və onların istilik effektlərini birlikdə əyani surətdə təsvir etmək məqsədilə termokimyəvi tənliklərdən istifadə olunur. Termokimyəvi tənliklərdə reaksiyada iştirak edən maddələrin formulları ilə yanaşı reaksiyanın istilik effekti də göstərilir. Həm də bu zaman istilik effekti tənliyin sağ tərəfində reaksiya nəticəsində alınan maddələrin formullarından sonra əlavə edilir və ya nöqtəli vergüldən sonra müvafiq termodinamik funksiyanın (ΔH) iştirakı ilə ayrıca yazılır. Termokimyəvi tənlikdə hər bir maddənin formulunun yanında aşağıdakı indekslərlə onun halı göstərilir: (q) -qaz, (m) — maye, (b) — bərk və s.

   CaCO3(b) = CaO(b) + CO2(q) - 37,8 kkal
   CaCO3(b) = CaO(b) + CO2(q); ΔH=+37,8 kkal

Termokimyada istilik effektinin ölçü vahidi kimi kaloridən (kal) və ya kilikaloridən (kkal) istifadə edilir. Beynəlxalq vahidlər sistemində (BS) isə enerjinin vahidi Coul (C) təsdiq edilmişdir. 1 kal = 4,1840 °C.

Bir sıra hallarda kimyəvi reaksiya yalnız bir istiqamətdə gedir, yəni reaksiya nəticəsində əmələ gələn maddələr öz aralarında kimyəvi qarşılıqlı təsirdə olub, yenidən başlanğıc maddələri əmələ gətirə bilmir. Müəyyən şəraitdə öz aralarında kimyəvi qarşılıqlı təsirdə olaraq, yenidən başlanğıc maddələri əmələ gətirə bilməyən məhsulların alınması ilə gedən reaksiyalar dönməyən reaksiyalar adlanır. Bəzi hallarda raksiya məhsulları yenidən bir-birilə reaksiyaya daxil olaraq, ilkin maddələri əmələ gətirir. Bu halda eyni şəraitdə bir-birinin əksinə olmaqla, iki reaksiya gedir: məhsulların alınması istiqamətində gedən reaksiya və ya düzünə gedən reaksiya və başlanğıc maddələrin alınması istiqamətində gedən reaksiya və ya tərsinə gedən reaksiya. Müəyyən şəraitdə, eyni zamanda həm düzünə, həm də tərsinə gedən reaksiyalar dönən reaksiyalar adlanır. Dönən reaksiyalar məhlulda gedir. Dönən xarakterli reaksiyalarda düzünə və əksinə gedən reaksiyalar müxtəlif sürətlərə malik olur: reaksiyanın əvvəlində düzünə gedən reaksiyanın sürəti maksimal, tərsinə gedən reaksiyanın sürəti sıfra bərabər olur. Zaman keçdikcə düzünə gedən reaksiyanın sürəti azalır, əksinə gedən reaksiyanın sürəti artır. Nəhayət, elə bir an çatır ki, düzünə və əksinə gedən reaksiyaların sürəti bərabərləşir. Bu hala kimyəvi tarazlıq halı deyilir.

Bir sıra hallarda kimyəvi reaksiya yalnız bir istiqamətdə gedir, yəni reaksiya nəticəsində əmələ gələn maddələr öz aralarında kimyəvi qarşılıqlı təsirdə olub, yenidən başlanğıc maddələri əmələ gətirə bilmir. Müəyyən şəraitdə öz aralarında kimyəvi qarşılıqlı təsirdə olaraq, yenidən başlanğıc maddələri əmələ gətirə bilməyən məhsulların alınması ilə gedən reaksiyalar dönməyən reaksiyalar adlanır. Bəzi hallarda raksiya məhsulları yenidən bir-birilə reaksiyaya daxil olaraq, ilkin maddələri əmələ gətirir. Bu halda eyni şəraitdə bir-birinin əksinə olmaqla, iki reaksiya gedir: məhsulların alınması istiqamətində gedən reaksiya və ya düzünə gedən reaksiya və başlanğıc maddələrin alınması istiqamətində gedən reaksiya və ya tərsinə gedən reaksiya. Müəyyən şəraitdə, eyni zamanda həm düzünə, həm də tərsinə gedən reaksiyalar dönən reaksiyalar adlanır. Dönən reaksiyalar məhlulda gedir. Dönən xarakterli reaksiyalarda düzünə və əksinə gedən reaksiyalar müxtəlif sürətlərə malik olur: reaksiyanın əvvəlində düzünə gedən reaksiyanın sürəti maksimal, tərsinə gedən reaksiyanın sürəti sıfra bərabər olur. Zaman keçdikcə düzünə gedən reaksiyanın sürəti azalır, əksinə gedən reaksiyanın sürəti artır. Nəhayət, elə bir an çatır ki, düzünə və əksinə gedən reaksiyaların sürəti bərabərləşir. Bu hala kimyəvi tarazlıq halı deyilir.

Homogen sistemlərdə gedən kimyəvi reaksiyala homogen reaksiya, heterogen sistemlərdə gedən kimyəvi reaksiyalar isə heterogen reaksiya adlanır.

Homogen reaksiyalar bircinsli mühitdə, yəni qazlar qarışığında və birfazalı maye məhlullarda gedir:

   H2(q) + F2(q) → 2 HF(q)
   NaOH(məh) + 2HCl(məh) → NaCl2(məh) + H2O(m) 

Heterogen reaksiya iki və ya daha artıq fazanın bölgü səthində gedir. Çünki reaksiyaya daxil olan maddələrin molekullarının toqquşması yalnız səthdə mümkündür. Buna görə heterogen reaksiyanın sürətinin artmasına səht böyüklüyü, başqa sözlə, bərk maddənin xırdalanma (dirsperslik) dərəcəsi böyük təsir göstərir. Məsələn,

   CO2(q) + NaOH(məh) → NaHCO3(məh)
   C(b) + O2(q) → CO2(q)
   Fe(OH)3(b) + 3HCl(məh) → FeCl3(məh) + 3H2O(m)
   Na2CO3(b) + H2O(m) + CO2(q) → 2NaHCO3(b)

İki və ya daha çox bəsit maddənin birləşməsindən yaranan bir mürəkkəb maddənin əmələ gəlmə reaksiyasına birləşmə reaksiyası deyilir.(Oxdan sonra yalnız 1 mürəkkəb maddə olsun)

   A + B —> C

   2Fe + 3Cl2 —> 2FeCl3
   CaO + SiO2 → CaSiO 3
   4NO2 + O2 + 2H2O → 4HNO3

Turşular və Ammonyakın reaksitalarından bəziləri də aid oluna bilər. Məs: NH₃

Mürəkkəb maddələr arasında gedən birləşmə reaksiyalarından fərqli olaraq bəsit maddələrin bir-biri ilə və ya bəsit maddələrin mürəkkəb maddələrlə daxil olduğu birləşmə reaksiyaları oksidləşmə-reduksiya tipli olur.

Kristalhidratların əmələ gəlməsi də birləşmə reaksiyalarına aid edilə bilər:

  CuSO4 + 5H2O → CuSO45H2O

Əsaslarla turşuların qarşılıqlı təsirinə neytrallaşma reaksiyaları deyilir. Neytrallaşma reaksiyasının mahiyyəti OH¯ və H⁺ ionlarının qarşılıqlı təsiri nəticəsində az dissosiasiya edən suyun əmələ gəlməsindən ibarətdir. Bu isə məhlulun pH-nı 7-yə yaxınlaşdırır.

   HCl + KOH → KCl + H2O
   H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O

Turşu və əsas arasında duz və suyun əmələ gəlməsilə gedən reaksiyalara neytrallaşma reaksiyaları deyilir.

Bir mürəkkəb maddədən iki və ya daha çox yeni maddələrin alınması ilə gedən reaksiyalara parçalanma reaksiyaları deyilir.

   A → B + C + D

Parçalanma reaksiyalarının məhsulları həm bəsit, həm də mürəkkəb maddələr ola bilər.

Kristalhidratların, əsasların, bəzi turşuların və bəzi duzların parçalanması reaksiyaları elementlərin oksidləşmə dərəcələrinin dəyişməməsi ilə gedir:

   CuSO45H2O → CuSO4 + 5H2O
   2Fe(OH)3 → Fe2O3 + 3H2O
   H2SiO3 → SiO2 + H2O
   CaCO3 → CaO + CO2

Bir sıra parçalanma reaksiyaları elementlərin oksidləşmə dərəcələrinin dəyişməsi ilə gedir. Əgər parçalanma məhsullarından heç olmasa biri bəsit maddədirsə, həmin reaksiya oksidləşmə-reduksiya mexanizmi ilə gedir.

   4CuO → 2Cu2O + O2
   NH4NO3 → NO2 + 2H2O

Krekinq, dehidrogenləşmə və dehidratlaşma reaksiyaları da parçalanma reaksiyalarıdır.

Əsasən bir bəsit və bir mürəkkəb maddələr arasında tərkib hissəsinin əvəz olunması ilə gedir.(Oxdan həm əvvəl həm də sonra bir bəsit və bir mürəkkəb maddə olur)

   A + BC → AB + C

Bəsit və mürəkkəb maddələr arasında gedən bütün əvəzetmə reaksiyaları oksidləşmə-reduksiya tiplidir.

   2Al + Fe2O3 → 2Fe + Al2O3
   Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2
   2KBr + Cl2 → 2KCl + Br2

Bu cür reaksiyalarda daha aktiv metal elektronlarını daha az aktiv metal və ya hidrogen atomuna verir.

Bəzi əvəzetmə reaksiyaları oksidləşmə dərəcələrinin dəyişməməsi ilə gedir:

Bu cür reaksiyalar, adətən iki mürəkkəb maddə arasında gedir. Belə reaksiyalara misal olaraq silisium-dioksidlə oksigenli turşuların duzlarının reaksiyalarını göstərmək olar:

   CaCO3 + SiO2 → CaSiO3 + CO2
   Ca3(PO4)2 + 3 SiO2 = 3 CaSiO3 + P2O5</sub

İki mürəkkəb maddənin tərkib hissələrini dəyişərək yeni maddələr əmələ gətirməsi ilə gedən reaksiyalara dəyişmə (mübadilə) reaksiyaları deyilir.(həm Oxdan əvvəl həmdə Oxdan sonra yalnız mürəkkəb maddə olur)

ÌSTÌSNA:NaH+H₂O—>NaOH+H₂ Bu reaksiya dəyişmə(mübadilə)reaksiyasıdır.!

   AB + CD → AD + CB

Dəyişmə reaksiyalarının əksəriyyəti atomların oksidləşmə dərəcəsinin dəyişməməsi ilə gedir.

   ZnO + H2SO4 → Zn2SO4 + H2O
   AgNO3 + NaCl → AgCl + NaNO3
   3NaOH + CrCl3 → 3NaCl + Cr(OH)3

Dəyişmə reaksiyalarının xüsusi halı neytrallaşma reaksiyalarıdır.

Keçirilmə reaksiyalarında atom və ya atom qrupları bir quruluş vahidindən digərinə keçir.

   AB + BC → A + B2C
   A2B + 2CB2 → ACB2 + ACB3

Məsələn:

   2AgCl + SnCl2 → 2Ag + SnCl4

Bu tipreaksiyalar həmişə oksidləşmə-reduksiya xarakterli olur.

   H2O + 2NO2 → HNO3 + HNO2

Keçirilmə reaksiyaları əvəzetmə reaksiyalarının müəyyən forması olub mexanizmi ilə ondan fərqlənmir.

Reaksiyaya daxil olan və alınan maddələrin aqreqat halına görə reaksiyaları fərqləndirirlər.
Qazlar arasında gedən reaksiyalar:

   H2(q) + Cl2(q) → 2HCl(q)

Məhlullar arasında gedən reaksiyalar:

   NaOH(məh) + HCl(məh) → NaCl(məh) + H2O(m)