Номер 3, страница 26 - гдз по химии 8 класс учебник Рудзитис, Фельдман

3. Каковы условия возникновения и течения химических реакций? Пользуясь знаниями из курсов физики и географии и на основе своего жизненного опыта приведите 3–4 примера химических явлений и опишите признаки их протекания.

Решение

Условия возникновения и течения химических реакций

Для того чтобы химическая реакция началась и продолжалась, необходимо соблюдение ряда условий. Их можно разделить на две группы: условия, необходимые для начала реакции, и условия, влияющие на ее скорость.

Условия для начала (возникновения) реакции:

• Соприкосновение (контакт) реагирующих веществ. Частицы веществ (атомы, молекулы, ионы) должны столкнуться друг с другом, чтобы провзаимодействовать. Для увеличения площади контакта твердые вещества измельчают и перемешивают, а также используют их растворы.
• Энергия активации. Для разрыва старых химических связей в молекулах исходных веществ и образования новых требуется определенный избыток энергии, называемый энергией активации. Чтобы сообщить частицам эту энергию, часто необходимо:
  • Нагревание. Повышение температуры увеличивает кинетическую энергию частиц, что приводит к более частым и сильным столкновениям.
  • Облучение светом. Некоторые реакции (фотохимические) инициируются квантами света (например, фотосинтез).
  • Электрический ток. Электролиз — это совокупность реакций, протекающих под действием электрического тока.
  • Механическое воздействие. Удар или трение могут инициировать реакцию в некоторых смесях.

Условия, влияющие на скорость (течение) реакции:

• Природа реагирующих веществ. Разные вещества обладают разной химической активностью.
• Концентрация. Чем выше концентрация реагентов (для газов и растворов), тем чаще сталкиваются их частицы и тем выше скорость реакции.
• Температура. Как правило, повышение температуры на каждые 10°C увеличивает скорость большинства реакций в 2–4 раза.
• Площадь поверхности соприкосновения. Для гетерогенных реакций (между веществами в разных агрегатных состояниях) скорость тем выше, чем больше площадь поверхности контакта. Например, древесная пыль сгорает со взрывом, в то время как полено горит медленно.
• Наличие катализатора или ингибитора. Катализаторы — вещества, которые ускоряют химическую реакцию, но сами в ней не расходуются. Ингибиторы, наоборот, замедляют реакции.

Ответ: Основными условиями для возникновения и протекания химических реакций являются: тесный контакт реагентов, достижение энергии активации (часто путем нагревания), а также такие факторы, как природа веществ, их концентрация, температура, площадь соприкосновения и наличие катализаторов.

Примеры химических явлений и признаки их протекания

Ниже приведены примеры химических явлений из разных областей знаний и повседневной жизни с описанием их характерных признаков.

1. Горение дров в костре (жизненный опыт, физика). Это реакция окисления целлюлозы, содержащейся в древесине, кислородом воздуха.
   Признаки:
   • Выделение большого количества тепла (тепловое излучение).
   • Выделение света (яркое пламя).
   • Появление запаха (продукты сгорания).
   • Изменение вещества: твердая древесина превращается в хрупкий уголь (золу) и газообразные продукты (углекислый газ, водяной пар, дым).
2. Ржавление железа (жизненный опыт, физика). Это медленная реакция взаимодействия железа с кислородом в присутствии воды.
   Признаки:
   • Изменение цвета: блестящий сероватый металл покрывается рыхлым буро-коричневым налетом (ржавчиной).
   • Изменение свойств: прочный и пластичный металл становится хрупким и ломким.
   • Реакция идет с выделением тепла, но настолько медленно, что заметить это без приборов невозможно.
3. Химическое выветривание известняка (география). Это процесс разрушения горных пород, содержащих карбонат кальция (известняк, мел, мрамор), под действием природных кислот, в первую очередь угольной кислоты, образующейся при растворении углекислого газа из атмосферы в дождевой воде. В результате образуется растворимый гидрокарбонат кальция. Уравнение реакции: $CaCO_3 (тв) + H_2O (ж) + CO_2 (г) \rightarrow Ca(HCO_3)_2 (р-р)$.
   Признаки:
   • Постепенное растворение и разрушение горной породы.
   • Образование характерных форм рельефа: карстовых воронок, пещер, желобов на поверхности скал.
   • Изменение состава воды: она обогащается растворенными солями кальция, становясь "жесткой".
4. Скисание молока (жизненный опыт). Это процесс молочнокислого брожения, при котором молочнокислые бактерии превращают молочный сахар (лактозу) в молочную кислоту.
   Признаки:
   • Изменение вкуса и запаха: появляются характерный кислый вкус и запах.
   • Изменение консистенции: жидкое молоко густеет, белок казеин сворачивается (выпадает в виде осадка, хлопьев), образуя простоквашу.
   • Изменение химической среды: среда становится кислой.

Ответ: Примерами химических явлений служат горение дров, ржавление железа, химическое выветривание горных пород и скисание молока. Их протекание можно определить по таким признакам, как выделение тепла и света, изменение цвета, запаха, вкуса, агрегатного состояния, выпадение осадка или растворение твердого вещества.