Предугадывание химических реакций

[LГLГLГLГLГ]

Доброго времени суток! Мой вопрос может прозвучать максимально абсурдно и бредово. В школе нам говорят именно заучить реакции, говорят про исключения и т.д. Так набираются несколько реакций, затем десяток, затем еще один и так далее. Такое количество реакций для сдачи егэ, по-моему, достаточно сложно выучить. Есть ли какие-либо законы, принципы и т.п., с помощью которых можно облегчить себе жизнь в заучивании реакций (как органика, так и неорганика) именно для егэ? 

[Вадим Вергун]

Есть периодический закон - это на счет общих закономерностей.

А так, если достаточно долго читать литературу можно обзавестись "химической интуицией" и интуитивно понимать многие вещи на основе накопленного опыта. Понятно что чем больше прочитать тем глубже будет понимание, но начать можно с Гринвуда - для школьной химии будет за глаза.

Однако к ЕГЭ это отношения не имеет. 

Изменено 5 Марта, 2024 в 21:42 пользователем Вадим Вергун

[ваниил]

06.03.2024 в 00:01, LГLГLГLГLГ сказал:

 Есть ли какие-либо законы, принципы и т.п., с помощью которых можно облегчить себе жизнь в заучивании реакций (как органика, так и неорганика) именно для егэ? 

Да, есть. Называется понимание химии)))0)0)

На самом деле очень жаль, что в школе вам не объясняют подлинных причин протекания химических реакций. Прежде всего нужно иметь в виду термодинамический аспект. Существует понятие энергии Гиббса. По сути, эта та энергия, которая выделяется (или поглощается) в ходе химической реакции. Энергия Гиббса р-ции рассчитывается следующим образом:

Сама энергия Гиббса имеет 2 компонента:

ΔG=ΔH-TΔS

где ΔН - энтальпия образования вещества, ΔS- энтропия образования вещества, Т - температура

если ΔG < 0, то реакция протекает самопроизвольно (т.е. идет)

ΔG = 0 - система находится в термодинамическом равновесии (скорость прямой реакции = скорости обратной реакции, т.е. по сути реакция не идет)

ΔG > 0 - реакция не идет (или идет обратная реакция)

Любая материальная система стремится понизить свою энергию (грубо говоря, выкинуть излишки)

Однако, если систему наоборот накачивают энергией (в виде тепла, света, электрической дуги и т.д.), то ей придется преобразоваться так, чтобы эту энергию поглотить, поэтому в принципе возможны эндотермические реакции такие как N2 + O2 = 2NO и т.д. 

 

Пример:

Используя справочные термодинамические данные, определить может ли при 298,15 К самопроизвольно протекать реакция

 

 

 

 

Изменено 6 Марта, 2024 в 00:10 пользователем ваниил
Дополнение

[ваниил]

Для оценки возможности протекания неорганических реакций идеально подходит уравнение Нернста. Однако в рамках школьного курса будет просто достаточно уметь пользоваться таблицами стандартных окислительно-восстановительных потенциалов. Вот хороший сайт со справочными данными https://www.chem-astu.ru/science/reference/potentials/

 

Как пользоваться? Мы записываем предполагаемое уравнение химической р-ции

допустим, Н2О2 + 2 КI + 2 HCl= 2 H2O + I2 + 2 KCl

Далее ищем овр потенциалы окислителя и восстановителя, это 

H2O2 + 2H+ + 2e- → 2H2O

Eo = +1.776

 

I2 + 2e- → 2I-

Eo = +0.536

 

Если потенциал окислителя больше потенциала восстановителя, то реакция идет (в данном случае потенциал перекиси =1,776 Вольт, а йодида =0,536 В, поэтому реакция идет), в противном случае реакция не идет. К примему, реакция Н2О2 + 2 КF = 2 H2O + F2 

не пошла бы, т.к.

H2O2 + 2H+ + 2e- → 2H2O

Eo = +1.776

F2 + 2e- → 2F-

Eo = +2.87

Однако важно понимать, что если мы оперируем стандартными (табличными) овр потенциалами, то и утверждения наши будут справедливы для стандартных условий

Если же условия не стандартные, воспользуйтесь ур-ем Нернста 

Также еще немного касательно овр потенциалов. Все они записаны для полуреакций восстановления, т.е. искомый окислитель всегда находится в левой части уравнения полуреакции, а искомый восстановитель - в правой части полуреакции.

 

Советую почитать учебник Никольский А. Б., Суворов А. В. - Химия, учебник для вузов. - 2001. - 512с https://vk.com/wall-49053453_6096

Он полезен для развития общего понимания химических процессов

 

 

 

Изменено 6 Марта, 2024 в 00:45 пользователем ваниил

[ваниил]

В более серьезной химии используются квантовохимические расчеты, моделирование молекулярной динамики и хемометрика. Так что чисто теоретическое предсказание химических реакций тоже возможно, хотя критерием истинности всегда остается эксперимент.

[Nemo_78]

06.03.2024 в 03:38, ваниил сказал:

Для оценки возможности протекания неорганических реакций идеально подходит уравнение Нернста.

   Да уж, уважаемый... 

Ну, коли берëте на себя ответственность консультировать школяра, так, хотя бы, постарались, что ли, откровенных ляпов избегать. 

И как, скажите, пожалуйста, поможет уравнение Нернста в "оценке возможности протекания" реакции нейтрализации, гидролиза или иных обменных? 

   И Ваши сожаления об отсутствии понятия изобарно-изотермического потенциала в школе тоже, как, напоминают "плач Ярославны". Каждому овощу своей время, но, простите, термодинамически оценивать направление и возможность каждой хим. реакции из КИМа ЕГЭ это, на мой субъективный взгляд, БСК. И времени банально не хватит, да и справочник стандартных величин в перечень разрешëнных на экзамене материалов, увы, не входит, если Вы не знали. 

   Так что Ваша "минилекция", возможно, несколько повышает самооценку, но к понятию практической помощи по конкретному вопросу имеет слабое отношение. Если, вообще, имеет. 

[Nemo_78]

06.03.2024 в 00:01, LГLГLГLГLГ сказал:

Есть ли какие-либо законы, принципы и т.п.,

   Насчёт базового закона Вам уже написали. На самом деле, ежели Вы его поймëте и пользоваться научитесь - уже большое подспорье в понимании протекания хим. процессов. 

   Но, думается, Вы слегка на школу наговариваете. Тупое заучивание химических реакций никогда в своей практике не встречал, а у современного молодого поколения с заучиванием больших объëмов информации, вообще, значительные проблемы. Ибо мозг априори ленив, а сейчас, как выражается одна моя коллега, у многих память "концентрируется на кончиках пальцев".

 

   А, вообще, если конкретно, то "егоовенькая химия" с химией реальной едва соприкасаются. И об этом здесь (на Форуме) уже многократно писалось. Так что, ежели у Вас на повестке сейчас стоит сдача ЕГЭ и поступление в вуз соответствующего профиля, то это одно, и тут можно посоветовать сборники типа "для сдачи ЕГЭ" (теория). Там достаточно сжато, но в необходимых пределах достаточно все основные генерализованные принципы и лайфхаки рассказываются. Если не поленитесь и параллельно с "изучением теории" будете большие объëмов вариантов пытаться прорешивать, сами заметите переход из состояния "не могу" в "могу" и из "не понимаю" в "понимаю".

    Повторюсь, главное - не лениться и себя не жалеть, тогда и результат не замедлит себя ждать. В противном случае, если станете себе отговорки и оправдания придумывать, надеяться не на что. 

 

   Но, повторюсь, для серьëзного изучения химии нужны другие источники. И тут главная сложность уместить в сознании (если Вы занимаетесь этим одновременно) эти две, не шибко пересекающиеся реальности. 

 

   Удачи Вам! 

[LГLГLГLГLГ]

Благодарю за ответы!

[ваниил]

06.03.2024 в 06:40, Nemo_78 сказал:

   Так что Ваша "минилекция", возможно, несколько повышает самооценку, но к понятию практической помощи по конкретному вопросу имеет слабое отношение. Если, вообще, имеет. 

А в чем состоит полезность вашего комментария? "Сиди, решай егэ, школяр, и не хнычь"? Я хотя бы дал реальный пример оценки. У вас же сплошное словоблудие и пустые нотации, не содержащие никакой полезной информации. И кто тут еще самоутверждается?

 

Рекомендуете ему сборник по егэ? Серьезно? А то он не догадался. Какая светлая мысль. Если вы не знали, школьники могут написать перечневую олимпиаду в 10-11 классе и спокойно вне конкурса поступить в вуз практически без егэ, только для этого нужно мыслить чуть за рамками школьной программы.

06.03.2024 в 06:40, Nemo_78 сказал:

 

И как, скажите, пожалуйста, поможет уравнение Нернста в "оценке возможности протекания" реакции нейтрализации, гидролиза или иных обменных? 

   

Да, признаю, забыл упомянуть, что овр потенциалы и ур-е Нернста используются для оценки, как это ни странно, окислительно-восстановительных реакций. 

[Arkadiy]

06.03.2024 в 00:01, LГLГLГLГLГ сказал:

Доброго времени суток! Мой вопрос может прозвучать максимально абсурдно и бредово. В школе нам говорят именно заучить реакции, говорят про исключения и т.д. Так набираются несколько реакций, затем десяток, затем еще один и так далее. Такое количество реакций для сдачи егэ, по-моему, достаточно сложно выучить. Есть ли какие-либо законы, принципы и т.п., с помощью которых можно облегчить себе жизнь в заучивании реакций (как органика, так и неорганика) именно для егэ? 

Вы не видели справочник Бейльштейна  по органической химии -- это несколько шкафов!

Ваша школьная химия---- фигня!

Разичные классы соединений имеют схожие реакции, но для этого надо не тупо зубрить, а понять логику, тогда все сразу станет гораздо проще!