Химическая реакция — превращение одного или нескольких исходных веществ (реагентов) в другие вещества, при котором ядра атомов не меняются, при этом происходит перераспределение электронов и ядер, и образуются новые химические вещества. В отличие от ядерных реакций, при химических реакциях не изменяется общее число ядер атомов и изотопный состав химических элементов.
Химические реакции происходят при смешении или физическом контакте реагентов самопроизвольно, при нагревании, участии катализаторов (катализ), действии света (фотохимические реакции), электрического тока (электродные процессы), ионизирующих излучений (радиационно-химические реакции), механического воздействия (механохимические реакции), в низкотемпературной плазме (плазмохимические реакции) и т. п. Взаимодействие молекул между собой происходит по цепному маршруту: ассоциация — электронная изомеризация — диссоциация, в котором активными частицами являются радикалы, ионы, координационно-ненасыщенные соединения. Скорость химической реакции определяется концентрацией активных частиц и разницей между энергиями связи разрываемой и образуемой.
:
Влияние температуры на равновесие реакции CO2 + C ↔ 2CO↑
Образуется при горении углерода или соединений на его основе (например, бензина) в условиях недостатка кислорода:
2C + O2 → 2CO (тепловой эффект этой реакции 220 кДж) ,
или при восстановлении диоксида углерода раскалённым углём:
CO2 + C ↔ 2CO↑ (ΔH=172 кДж, ΔS=176 Дж/К) .
Лабораторный
Разложение жидкой муравьиной кислоты под действием горячей концентрированной серной кислоты, либо пропуская муравьиную кислоту над оксидом фосфора P2O5. Схема реакции:
HCOOH →(t, H2SO4) H2O + CO↑
Можно также обработать муравьиную кислоту хлорсульфоновой. Эта реакция идёт уже при обычной температуре по схеме:
HCOOH + ClSO3H → H2SO4 + HCl + CO↑
Нагревание смеси щавелевой и концентрированной серной кислот. Реакция идёт по уравнению:
H2C2O4 →(t, H2SO4) CO↑ + CO2↑ + H2O.
Выделяющийся совместно с CO диоксид углерода можно удалить, пропустив смесь через баритовую воду.
Нагревание смеси гексацианоферрата (II) калия с концентрированной серной кислотой. Реакция идёт по уравнению:
K4[Fe(CN)6] + 6H2SO4 + 6H2O →(t) 2K2SO4 + FeSO4 + 3(NH4)2SO4 + 6CO↑