Πόσα είδη χημικών αντιδράσεων υπάρχουν;

Υπάρχουν πολλοί τρόποι καταγραφής χημικών αντιδράσεων . Εδώ, περιγράφονται βασικά δύο μορφές ταξινόμησης: σύμφωνα με τα κριτήρια που υποδεικνύουν τον τύπο του σωματιδίου που ανταλλάσσεται και σύμφωνα με τον τύπο του μετασχηματισμού που συμβαίνει .

Ανάλογα με τον τύπο των σωματιδίων που ανταλλάσσονται, οι αντιδράσεις ταξινομούνται σε αντιδράσεις οξείδωσης-αναγωγής και αντιδράσεις οξέος-βάσης.

Αντιδράσεις οξείδωσης-αναγωγής ή οξειδοαναγωγής

Στις αντιδράσεις αναγωγής οξείδωσης (οξειδοαναγωγής), εμφανίζεται μια αλλαγή στον αριθμό οξείδωσης . Οι αντιδράσεις οξειδοαναγωγής συνεπάγονται μεταφορά ηλεκτρονίων μεταξύ ενός χημικού είδους που τα χάνει, και επομένως οξειδώνεται, και ενός άλλου που τα παίρνει και, μαζί με αυτό, ανάγεται. Στις περισσότερες περιπτώσεις, οι οξειδοαναγωγικές αντιδράσεις απελευθερώνουν μεγάλη ποσότητα ενέργειας, δηλαδή είναι εξώθερμες αντιδράσεις.

Μεταξύ των αντιδράσεων οξείδωσης-αναγωγής έχουμε:

• Αντιδράσεις καύσης: είναι μια αντίδραση οξειδοαναγωγής κατά την οποία μια οργανική ένωση οξειδώνεται και το μοριακό οξυγόνο μειώνεται. Συνήθως σχηματίζεται διοξείδιο του άνθρακα και νερό. Μια γενική μορφή αντίδρασης καύσης είναι:

υδρογονάνθρακας + οξυγόνο → διοξείδιο του άνθρακα + νερό + θερμότητα

• Αντιδράσεις ζύμωσης: είναι ένας τύπος αντίδρασης αναγωγής οξείδωσης κατά την οποία μια οργανική ένωση αποικοδομείται για να δημιουργήσει άλλες απλούστερες ενώσεις. Σε αυτή τη διαδικασία, τα ηλεκτρόνια περνούν από ένα οργανικό ενδιάμεσο (το οποίο λειτουργεί ως δότης ηλεκτρονίων) σε ένα άλλο οργανικό ενδιάμεσο που λειτουργεί ως ηλεκτρονικός δέκτης. Κατά την παρασκευή μπύρας και την παρασκευή ψωμιού, συμβαίνουν αντιδράσεις ζύμωσης. Αυτή η διαδικασία απαιτεί ζύμες που τρέφονται με τη ζάχαρη, διασπώντας τη με τη βοήθεια ενζύμων, παράγοντας αλκοόλ και σημαντική ποσότητα διοξειδίου του άνθρακα (CO 2 ₎ και θερμότητας (ζύμες + σάκχαρα = αλκοόλ + διοξείδιο του άνθρακα + θερμότητα).

C ₆ H ₁₂ O ₆   → CH ₃ CH ₂ OH + CO ₂ + θερμότητα

• Αντιδράσεις οξείδωσης μετάλλων: Συνήθως περιγράφονται ως η αποδόμηση ορισμένων υλικών, ιδιαίτερα μετάλλων, από τη δράση του οξυγόνου σε αυτά. Σε αυτόν τον τύπο χημικής αντίδρασης, ένα αντιδρών ιόν αλλάζει θέση με ένα άλλο.

Αντιδράσεις οξέος-βάσης

Είναι αυτά που λαμβάνουν χώρα μεταξύ ενός οξέος και μιας βάσης που παράγει αλάτι. Ορίζονται επίσης ως εκείνα στα οποία τα πρωτόνια (H+) μεταφέρονται από το ένα χημικό είδος στο άλλο. Το οξύ είναι μια ένωση που δρα είτε ως δότης πρωτονίων είτε ως δέκτης ηλεκτρονίων. Η βάση είναι μια ένωση που δρα είτε ως δέκτης πρωτονίων είτε ως δότης ηλεκτρονίων. Η γενική μορφή της αντίδρασης είναι:

AX (οξύ) + Β (βάση) ↔ AB (οξύ) + Χ (βάση)

Μια αντίδραση οξέος-βάσης που είναι γνωστή για περισσότερα από 4.500 χρόνια είναι η σαπωνοποιία, η οποία λαμβάνεται με την αντίδραση ενός οξέος με μια βάση. Τα οξέα που χρησιμοποιούνται για την παρασκευή του εξάγονται από φυτικά έλαια, όπως καλαμπόκι, φοίνικας και καρύδα. χρησιμοποιούνται επίσης ζωικά λίπη όπως το λαρδί. Οι βάσεις που χρησιμοποιούνται για την παρασκευή σαπουνιού είναι το υδροξείδιο του νατρίου ή το υδροξείδιο του καλίου.

Οι αντιδράσεις οξέος-βάσης προκαλούν αντιδράσεις εξουδετέρωσης και μπορούν να συμβούν μεταξύ:

• Ένα ισχυρό οξύ και μια ισχυρή βάση . Όταν ένα οξύ και μια ισχυρή βάση αναμειγνύονται, όπως το υδροχλωρικό οξύ (HCl) και το υδροξείδιο του νατρίου (NaOH), το είδος που θα παραμείνει στο διάλυμα θα είναι αυτό που είναι σε μεγαλύτερη ποσότητα από το άλλο.
• Ένα ασθενές οξύ και μια ισχυρή βάση . Κατά την ανάμιξη, για παράδειγμα, οξικού οξέος (CH3COOH) και υδροξειδίου του νατρίου (NaOH), το διάλυμα θα είναι βασικό, αφού θα είναι η βάση που παραμένει στην αντίδραση.
• Ένα ισχυρό οξύ και μια αδύναμη βάση . Όπως το υδροχλωρικό οξύ (HCl) με την αμμωνία (NH ₃ ), η τελευταία θα εξουδετερωθεί πλήρως, ενώ ένα μέρος του υδροχλωρικού οξέος θα παραμείνει σε διάλυμα.
• Ένα ασθενές οξύ και μια αδύναμη βάση . Το παράδειγμα είναι το οξικό οξύ (CH3COOH) με μια ασθενή βάση όπως η αμμωνία (NH3 ₎ , η οξύτητα ενός διαλύματος θα εξαρτηθεί από τη σταθερά οξύτητας του ασθενούς οξέος και από τις συγκεντρώσεις τόσο της βάσης όσο και του οξέος.

Ένας άλλος τρόπος ταξινόμησης χημικών αντιδράσεων

Σύμφωνα με τον τύπο του μετασχηματισμού που συμβαίνει, συγκεκριμένα:

• Αντίδραση σύνθεσης , επίσης γνωστή ως αντιδράσεις προσθήκης.
  Σε αυτή την αντίδραση, τα αντιδρώντα συνδυάζονται για να σχηματίσουν ένα πιο πολύπλοκο προϊόν. Συχνά υπάρχουν δύο ή περισσότερα αντιδρώντα για να σχηματίσουν ένα μόνο προϊόν. Η συνολική αντίδραση παίρνει τη μορφή:
  Α + Β → ΑΒ
• Αντίδραση αποσύνθεσης , που μερικές φορές ονομάζεται αντιδράσεις ανάλυσης.
  Σε αυτό το είδος αντίδρασης, μια ουσία διασπάται στα απλά συστατικά της. Η γενική χημική αντίδραση είναι:
  AB → A + B
• Απλές αντιδράσεις μετατόπισης , που ονομάζονται επίσης αντιδράσεις απλής αντικατάστασης ή αντικατάστασης. Εμφανίζονται όταν δύο στοιχεία ανταλλάσσουν τις αντίστοιχες θέσεις τους μέσα στην ίδια ένωση. Δηλαδή, ένα στοιχείο υποκαθιστά ένα άλλο στην ακριβή θέση του στον τύπο, εξισορροπώντας τα αντίστοιχα ηλεκτρικά τους φορτία με άλλα άτομα ανάλογα με την περίπτωση. Η γενική μορφή της αντίδρασης είναι:
  A + BC → B + AC
• Αντιδράσεις διπλής μετατόπισης , που ονομάζονται επίσης διπλή αντικατάσταση. Σε αυτόν τον τύπο αντίδρασης, τόσο τα κατιόντα όσο και τα ανιόντα ανταλλάσσουν θέσεις, σύμφωνα με τη γενική αντίδραση:
  AB + CD → AD + CB

Μια αντίδραση μπορεί να συμπεριληφθεί σε περισσότερες από μία κατηγορίες, για παράδειγμα, μια αντίδραση μπορεί να είναι και αντίδραση οξέος-βάσης και αντίδραση διπλής μετατόπισης.

Πηγές

• Burriel Marti, F.; Arribas Jimeno, S.; Lucena Conde, F.; Hernandez Mendez, J. (2007). «Ποιοτική αναλυτική χημεία». Editorial Paraninfo.
• John William Hill και Doris K Kolb. (1999). «Χημεία για τη νέα χιλιετία». Μεξικό: Prentice Hall.
• Victor Ramirez Regalado. (2015). «Σειρά Λυκείου Χημείας – Πατρίδα». Μεξικό: Εκδοτική ομάδα Patria.