Reacțiile chimice ar trebui să se distingă de reacțiile nucleare. Ca urmare reacții chimice Numărul total de atomi ai fiecărui element chimic și compoziția sa izotopică nu se schimbă. Alte reacții nucleare de afaceri - procese de transformare cereale atomice Ca urmare a interacțiunii lor cu alte nuclee sau particule elementare, de exemplu, conversia aluminiului în magneziu:
27 13 Ал + 1 1 H \u003d 24 12 mg + 4 2
Clasificarea reacțiilor chimice de multifuncțional, adică, pot fi așezate diferite semne în fundație. Dar pentru oricare dintre aceste semne, reacțiile pot fi atribuite atât între substanțele anorganice cât și între substanțele organice.
Luați în considerare clasificarea reacțiilor chimice pe diferite caracteristici.
I. În ceea ce privește numărul și compoziția substanțelor care reacționează
Reacțiile care merg fără a schimba compoziția substanțelor.
În NE. chimie organica Astfel de reacții includ procesele de obținere a modificărilor alotropice ale unui element chimic, de exemplu:
C (grafit) ↔ c (diamant)
S (rombic) ↔ s (monoclinic)
P (alb) ↔ P (roșu)
SN (staniu alb) ↔ SN (gri Tin)
3O 2 (oxigen) ↔ 2o 3 (ozon)
În chimia organică, reacțiile reacțiilor pot fi atribuite acestui tip de reacții care merg neschimbate nu numai de compoziția calitativă, ci și cantitativă a moleculelor de substanțe, de exemplu:
1. Izomerizarea Alkanov.
Reacția izomerizării alcanilor este de mare importanță practică, deoarece hidrocarburile de isothing au un punct mai mic de detonare.
2. Izomerizarea alchenelor.
3. Izomerizarea alcailor (reacția lui A. E. Favorsky).
CH3 - CH2 - C \u003d - CH ↔ CH3 - C \u003d - C- 3
etil acetilen dimetnoxhetylene.
4. Izomerizarea Halonens (A. E. Favorsky, 1907).
5. Izomerizarea ciantului de amoniu atunci când este încălzit.
Pentru prima dată, ureea a fost sintetizată de F. Weller în 1828. Izomerizarea cianatului de amoniu în timpul încălzirii.
Reacțiile care merg cu o modificare a compoziției substanței
Se pot distinge patru tipuri de astfel de reacții: compuși, descompunere, substituție și schimb.
1. Reacția compusului este astfel de reacții în care o substanță complexă este formată din două sau mai multe substanțe.
În chimia anorganică, întreaga varietate de reacții compuse poate fi luată în considerare, de exemplu, pe exemplul reacțiilor de obținere a acidului sulfuric de la sulf:
1. Obținerea oxidului de sulf (IV):
S + O 2 \u003d SO - One complicate două substanțe simple sunt formate.
2. Obținerea oxidului de sulf (VI):
Deci 2 + 0 2 → 2S03 - unul complicat este format din substanțe simple și complexe.
3. Prepararea acidului sulfuric:
Astfel 3 + H20 \u003d H2S04 - din două substanțe complexe se formează un complex.
Un exemplu de reacție compus în care o substanță complexă este formată din mai mult de două surse, poate fi servită o etapă finală de producere a acidului azotic:
4NO 2 + O 2 + 2N 2 O \u003d 4NO 3
În chimia organică, reacția de conectare se numește "reacții de atașament". Toate varietățile de astfel de reacții pot fi luate în considerare pe exemplul unui bloc de reacții care caracterizează proprietățile substanțelor nesaturate, cum ar fi etilenă:
1. Reacția de hidrogenare - atașarea hidrogenului:
CH2 \u003d CH2 + H 2 → H 3 -CH 3
ethen → Ethan.
2. Reacția de hidratare - conexiunea la apă.
3. Reacția de polimerizare.
2. Reacțiile de descompunere sunt astfel de reacții în care sunt formate mai multe substanțe noi dintr-o substanță complexă.
În chimia anorganică, varietatea unor astfel de reacții poate fi văzută pe un bloc de reacții de producție de oxigen prin metode de laborator:
1. Descompunerea oxidului de mercur (II) - de la o substanță complexă se formează două simple.
2. Descompunerea nitratului de potasiu - un simplu și un complex este format dintr-o substanță complexă.
3. Descompunerea permanganat de potasiu - de la o substanță complexă două complexe și una simplă, adică trei substanțe noi.
În chimia organică, reacția de descompunere poate fi luată în considerare pe blocul de reacții de etilenă în laborator și în industrie:
1. Reacție de deshidratare a deshidratării (curator de apă) Etanol:
C2H5H → CH2 \u003d CH2 + H20 o
2. Reacția de dehidrogenare (clivaj de hidrogen) de etan:
CH3-CH3 → CH2 \u003d CH2 + H 2
sau CH 3-CH3 → 2C + ZN2
3. Reacția de crăpătură (divizare) a propanului:
CH3-CH2-CH3 → CH2 \u003d CH2 + CH 4
3. Reacțiile de înlocuire sunt astfel de reacții, ca urmare a cărora atomii unei substanțe simple înlocuiesc atomii unui element într-o substanță complexă.
În chimia anorganică, un exemplu de astfel de procese poate servi drept bloc de reacții care caracterizează proprietățile, cum ar fi metalele:
1. Interacțiunea de metal alcalin sau alcalin pământ cu apă:
2NA + 2N2 o \u003d 2noh + n 2
2. Interacțiunea metalelor cu acizi în soluție:
Zn + 2nsl \u003d ZNSL 2 + H 2
3. Interacțiunea dintre metalele cu săruri în soluție:
FE + CUSO 4 \u003d FESO 4 + CU
4. Metalotermia:
2AL + CR2O3 → Al20 3 + 2SR
Subiectul studierii chimiei organice nu este substanțe simple, ci numai compuși. Prin urmare, ca exemplu de reacție de substituție, oferim cel mai mult proprietate caracteristică Compușii limită, în special metanul, este capacitatea atomilor de hidrogen să fie înlocuită cu atomi de halogen. Un alt exemplu este bromarea compusului aromatic (benzen, toluen, anilină).
C6H6 + B 2 → C 6H 5 VR + HBR
benzol → brombenzen.
Fiți atenți la caracteristica reacției de reacție de la substanțe organice: Ca urmare a unor astfel de reacții, o substanță simplă și complexă este formată ca în chimia anorganică, dar două substanțe complexe.
În chimia organică, reacțiile de substituție includ unele reacții între două substanțe complexe, de exemplu, fir de benzen. Este oficial o reacție de schimb. Faptul că această reacție de substituție devine clară numai atunci când iau în considerare mecanismul său.
4. Reacțiile de schimb sunt astfel de reacții în care două substanțe complexe își schimbă componentele
Aceste reacții caracterizează proprietățile electroliților și în soluții continua în funcție de regula lui Bertoll, adică numai dacă se formează precipitatul, gazul sau o filială ușor (de exemplu, H20).
În chimia anorganică, acesta poate fi un bloc de reacții care caracterizează, de exemplu, proprietățile alcaline:
1. Reacția de neutralizare, care vine la formarea de sare și apă.
2. Reacția dintre alcaline și sare, care vine cu formarea de gaz.
3. Reacția dintre alcaline și sare, care vine cu formarea unui precipitat:
CUSO 4 + 2CON \u003d Cu (OH) 2 + K2S04
sau în formă de ioni:
Cu 2+ + 2N - \u003d Cu (OH) 2
În chimia organică, se poate lua în considerare un bloc de reacții care caracterizează, de exemplu, proprietățile acetice:
1. Reacția care vine cu formarea unui electrolit slab - H20:
CH3 COXI + Naon → Na (CH3SOO) + H20
2. Reacția care vine cu formarea gazelor:
2Sh 3 Coamb + SASO 3 → 2 SO 3 SO + Ca2 + + CO 2 + H20
3. Reacția care vine cu formarea unui precipitat:
2 Curând 3 + K2S03 → 2K (CH3S0S0S) + N2S03
2 SO 3 + SiO → 2 Si03 Si0 + N 2 Si03
II. Prin schimbarea gradelor de oxidare elemente chimiceformarea substanțelor
Această caracteristică distinge următoarele reacții:
1. Reacțiile care merg cu modificări ale gradelor de oxidare a elementelor sau reacțiilor de reacție oxidativă.
Acestea includ multe reacții, inclusiv toate reacțiile de substituție, precum și reacțiile compusului și descompunerii, în care este implicată cel puțin o substanță simplă, de exemplu:
1. mg 0 + H + 2S04 \u003d mg +2 SO 4 + H 2
2. 2 mg 0 + o 0 2 \u003d mg +2 o -2
Reacțiile de reacție complexe de oxidare sunt compilate utilizând metoda echilibrului electronic.
2KMN +7O4 + 16HCI - \u003d 2KCI - + 2MN +2CI - 2 + 5cl 0 2 + 8H20 o
În chimia organică, principalul exemplu de reacții redox poate fi proprietățile aldehidelor.
1. Sunt restaurate la alcoolii corespunzători:
Aldekis sunt oxidate la acizii adecvați:
2. Reacțiile care merg fără a schimba oxidarea elementelor chimice.
Acestea includ, de exemplu, toate reacțiile schimbătoare de ioni, precum și multe reacții compuse, multe reacții de descompunere, reacții de esterificare:
Nson + chgoh \u003d nsoo 3 + h20 o
III. Pe efect termic
Efectul termic al reacției este împărțit în exotermă și endotermic.
1. Reacțiile exoterme continuă cu eliberarea de energie.
Acestea includ aproape toate reacțiile de conectare. O excludere rară este reacțiile endotermice ale oxidului de azot (II) de la azot și oxigen și reacția hidrogenului gazos cu un iod solid.
Reacțiile exoterme care apar cu eliberarea luminii se referă la reacții de ardere. Etilenă Hidrogenarea este un exemplu de reacție exotermă. Se duce la temperatura camerei.
2. Reacțiile endotermice continuă cu absorbția energiei.
Evident, ei se vor referi la aproape toate reacțiile de descompunere, de exemplu:
1. Arderea calcarului
2. Crăparea butonului
Cantitatea de energie izolată sau absorbită ca rezultat a reacției se numește efectul termic al reacției și ecuația reacției chimice cu indicarea acestui efect se numește ecuația termochimică:
H 2 (g) + C 12 (g) \u003d 2ns 1 (g) + 92,3 kJ
N2 (g) + O 2 (g) \u003d 2no (g) - 90,4 kJ
IV. De către starea agregată de reacție a substanțelor (compoziția de fază)
Potrivit stării agregative a substanțelor care reacționează distinge:
1. Reacții eterogene - reacții în care substanțele care reacționează și produsele de reacție sunt în diferite state agregate (în diferite faze).
2. Reacții omogene - reacții în care reacționarea substanțelor și a produselor de reacție sunt într-o stare agregată (în aceeași fază).
V. Prin participarea catalizatorului
Prin participarea catalizatorului distinge:
1. Reacțiile necatelitice care merg fără participarea catalizatorului.
2. Reacțiile catalitice care merg cu participarea catalizatorului. Deoarece toate reacțiile biochimice care apar în celulele organismelor vii, ele merg cu participarea unor catalizatori biologici speciali ai enzimelor proteice - enzimele, toate se referă la catalitic sau, mai precis, enzimatic. Trebuie remarcat faptul că mai mult de 70% din industria chimică utilizează catalizatori.
VI. Către
În direcția distinge:
1. Reacțiile reasamblate continuă în aceste condiții numai într-o singură direcție. Acestea includ toate reacțiile de schimb, însoțite de formarea precipitațiilor, a gazului sau a unei substanțe mici (apă) și a tuturor reacțiilor de combustie.
2. Reacții reversibile În aceste condiții curg simultan în două direcții opuse. Astfel de reacții majoritate covârșitoare.
În chimia organică, un semn de reversibilitate reflectă numele - antonimul proceselor:
Hidrogenare - dehidrogenare,
Hidratare - deshidratare,
Polimerizare - depolimerizare.
Eliminați toate reacțiile de esterificare (procesul opus, după cum știți, se numește hidroliză) și hidroliza proteinelor, esterii, carbohidrații, polinucleotidele. Reversibilitatea acestor procese stă la baza cea mai importantă proprietate a unui organism viu - metabolism.
VII. Prin mecanismul de flux se distinge:
1. Reacțiile radicale merg între radicali și molecule în timpul reacției.
După cum știți deja, cu toate reacțiile există o rupere a vechilor și formării de noi legături chimice. Metoda de rupere a legăturii în moleculele materiei prime determină mecanismul (calea) reacției. Dacă substanța este formată în detrimentul unei legături covalente, pot exista două modalități de a sparge această conexiune: hemolitic și heterolitic. De exemplu, pentru moleculele CI2, CH4, etc., se realizează o pauză de legătură hemolitică, aceasta va duce la formarea de particule cu electroni neplătiuți, adică radicali liberi.
Radicalii sunt formați cel mai adesea atunci când legăturile sunt rupte, în care perechile electronice comune sunt distribuite între atomi de aproximativ aceeași legătură (legătura covalentă ne-polară), cu toate acestea, multe legături polare pot fi, de asemenea, rupte în același mod, în special atunci când reacția trece în faza de gaz și sub acțiunea luminii, cum ar fi în cazul proceselor discutate mai sus - interacțiuni cu 12 și CH4 -. Radicalii sunt foarte reactivi, deoarece se străduiesc să-și completeze stratul electronic, luând electronul într-un alt atom sau moleculă. De exemplu, atunci când radicalul de clor se confruntă cu moleculă de hidrogen, provoacă un spațiu dintr-o pereche de electroni generali care leagă atomii de hidrogen și formează o legătură covalentă cu unul dintre atomii de hidrogen. Cel de-al doilea atom de hidrogen, devenind un radical, formează o pereche comună de electroni cu un electron nepermand de atom de clor din molecula CL2 prăbușit, ca rezultat al căruia apare radicalul de clor, care atacă o nouă moleculă de hidrogen și așa mai departe
Reacțiile care sunt circuite de transformări succesive sunt numite reacții în lanț. Pentru dezvoltarea teoriei reacțiilor în lanț, au fost acordate două chimiste remarcabile - compatriotul nostru N. N. Semenov și englezul S. A. Khinshelwoodwood Premiul Nobel.
În mod similar, reacția de substituție între încasările de clor și metan:
Conform mecanismului radical, majoritatea reacțiilor de combustie ale substanțelor organice și anorganice, sinteza apei, amoniac, polimerizarea etilenă, clorura de vinil etc.
2. Reacțiile ionice merg între ioni deja disponibili sau formați în timpul reacției.
Reacțiile tipice ionice sunt interacțiunea dintre electroliți în soluție. Ionii se formează nu numai în disocierea electroliților în soluții, ci și sub acțiunea descărcărilor electrice, încălzire sau radiații. RAYS γ, de exemplu, convertiți moleculele de apă și metan la ionii moleculari.
Pe un alt mecanism ionic, apar reacții de atașament la alcoții zei de halogen, hidrogen, halogen, oxidare și deshidratare a alcoolilor, substituția hidroxilului de alcool la halogen; Reacții care caracterizează proprietățile aldehidelor și acizilor. Ionii în acest caz se formează în timpul pauzei heterolitice ale legăturilor polare covalente.
VIII. După tipul de energie,
prin inițierea reacției, distingeți:
1. Reacții fotochimice. Acestea sunt inițiate de energia ușoară. În plus față de procesele fotochimice ale sintezei NCL sau a reacției metanului cu clor, ele includ obținerea ozonului în troposferă ca un poluant atmosferic secundar. În rolul primarului în acest caz, se efectuează oxidul de azot (IV), care, sub acțiunea luminii, formează radicali de oxigen. Acești radicali interacționează cu moleculele de oxigen, rezultând ozon.
Formarea de ozon este tot timpul, în timp ce există suficientă lumină, deoarece nu poate interacționa cu moleculele de oxigen pentru a forma același 2. Acumularea de ozon și a altor poluanți ai aerului secundar poate duce la apariția smogului fotochimic.
La acest tip de reacții aparține și cel mai important proces care curge în celulele vegetale - fotosinteza, al cărui nume vorbește de la sine.
2. Reacții de radiații. Acestea sunt inițiate prin radiația energiei ridicate - x-RAYS., radiații nucleare (raze și particule - nu 2+ etc.). Cu ajutorul reacțiilor la radiații, se efectuează o andmerare radio foarte rapidă, radioliz (descompunere la radiații) și așa mai departe.
De exemplu, în loc de obținerea în două etape a fenolului din benzen, acesta poate fi obținut prin reacția benzenului cu apă sub acțiunea radiației de radiații. În acest caz, radicalii sunt formați din moleculele de apă [pe] și [H], cu care benzenul reacționează cu formarea de fenol:
De la 6 H 6 + 2 [ON] → C 6H5 la + N20
Vulcanizarea cauciucului poate fi efectuată fără sulf utilizând banda radio, iar cauciucul rezultat va fi deloc mai rău decât tradiționalul.
3. Reacții electrochimice. Ele sunt inițiate electricitate. În plus față de reacțiile bine cunoscute de electroliză, indicăm, de asemenea, reacțiile de electrosinteză, de exemplu, reacția producției industriale de oxidanți anorganici
4. Reacții termochimice. Ele sunt inițiate energie termală. Acestea includ toate reacțiile endotermice și multe reacții exoterme, pentru începutul căruia este nevoie de fluxul inițial de căldură, adică inițierea procesului.
Clasificarea reacțiilor chimice discutate mai sus se reflectă în diagramă.
Clasificarea reacțiilor chimice, ca toate celelalte clasificări, condiționate. Oamenii de știință au convenit să împărtășească reacțiile la anumite tipuri de semne alocate de acestea. Dar majoritatea transformărilor chimice pot fi atribuite tipuri diferite. De exemplu, faceți o caracteristică a procesului de sinteză de amoniac.
Aceasta este o reacție compusă, redox, exotermă, reversibilă, catalitică, eterogenă (mai precis, mai precisă, catalitică) care curge cu o scădere a presiunii în sistem. Pentru gestionarea de succes a proceselor, trebuie să luați în considerare toate informațiile furnizate. O reacție chimică specifică este întotdeauna multi-oraș, este caracterizată de semne diferite.
Elemente chimice din care constă dintr-o viață și natură neînsuflețităsunt în mișcare constantă, deoarece substanțele care constau din aceste elemente sunt schimbate continuu.
Reacții chimice (de la lat - contracare, respingere) este un efect de răspuns al substanțelor la efectele altor substanțe și factori fizici (temperatură, presiune, radiație etc.).
Cu toate acestea, definiția corespunde, de asemenea, modificărilor fizice care au loc cu substanțe - fierbere, topire, condensare etc. Prin urmare, este necesar să se clarifice că reacțiile chimice sunt procese, ca rezultat al căror obligațiuni chimice vechi sunt distruse și noi și, Ca rezultat, sunt distruse. Substanțele sursă sunt formate noi substanțe.
Reacțiile chimice apar în mod continuu atât în \u200b\u200binteriorul organismului, cât și în lumea din jurul nostru. Numeroși reacții sunt obișnuite pentru a clasifica pe diferite caracteristici. Să ne amintim de la cursul de 8 semne de clasă că sunteți deja familiarizați. Pentru a face acest lucru, consultați experiența de laborator.
Experiența de laborator numărul 3
Substituția de fier din cupru în soluție de sulfat de cupru (II)
Se toarnă 2 ml de soluție de sulfat de cupru (II) în tubul de testare și plasați clemele de papetărie sau hârtia. La ce te uiti? Înregistrați ecuațiile de reacție în forme moleculare și ionice. Luați în considerare procesele redox. Pe baza ecuației moleculare, luați această reacție la un anumit grup de reacții pe baza următoarelor caracteristici:
Acum verificați-vă. CUSO 4 + FE \u003d FESO 4 + cu.
|
Am abordat un concept foarte important în chimie - "Viteza de reacție chimică". Se știe că unele reacții chimice se desfășoară foarte repede, altele pentru intervale considerabile. Odată cu adăugarea de soluție de azotat de argint la o soluție de clorură de sodiu, un sediment de bumbac alb este aproape instantaneu cade:
AgNa 3 + NaCl \u003d Nano 3 + Agcl ↓.
Cu rate uriașe, reacțiile sunt însoțite de o explozie (figura 11, 1). Dimpotrivă, stalactiții și stalagmitele cresc încet în peșterile de piatră (Fig.11, 2), produsele din oțel (Fig.11, 3) sunt distruse sub acțiunea palatelor și statui a ploilor acide (figura 11 , 4).
Smochin. unsprezece.
Reacțiile chimice scurgeri cu viteze uriașe (1) și foarte lent (2-4)
| Sub viteza reacției chimice, se înțelege schimbarea concentrației de substanțe de reacție pe unitate de timp: V P \u003d C 1 - C 2 / T. |
La rândul său, sub o concentrație înțelegeți raportul dintre numărul de substanță (după cum știți, acesta este măsurat într-o moală) la volumul necesar (în litri). De aici nu este dificil să se obțină o unitate de măsurare a vitezei reacției chimice - 1 mol / (L C).
Citirea vitezei reacției chimice este o secțiune specială a chimiei, numită cinetică chimică.
Cunoașterea modelelor sale vă permite să controlați o reacție chimică, forțându-l să curgă mai repede sau mai lent.
Ce factori depind rata de reacție chimică?
1. Natura substanțelor reactive. Întoarceți-vă la experiment.
Experiența de laborator numărul 4
Dependența ratei de reacție chimică din natura substanțelor reactive pe exemplul interacțiunii acizilor cu metale
| Se toarnă în două tuburi în 1-2 ml de acid clorhidric și locuință: în granulul 1-zinc, în a doua - o bucată de fier de aceeași dimensiune. Natura căreia reactivul afectează rata de interacțiune a acidului cu metalul? De ce? Înregistrați ecuațiile reacțiilor în formele moleculare și ionice. Ia în considerare din poziția de oxidare a reducerii. Apoi, plasați în alte două tuburi de testare la aceeași granulă de zinc și se toarnă soluții de acid de aceeași concentrație la ele: în acid 1-clorhidric, în a doua-acetică. Natura căreia reactivul afectează rata de interacțiune a acidului cu metalul? De ce? Înregistrați ecuațiile reacțiilor în formele moleculare și ionice. Ia în considerare din poziția de oxidare a reducerii. |
2. Concentrarea substanțelor reactive. Întoarceți-vă la experiment.
Experiența de laborator numărul 5
Dependența vitezei reacției chimice din concentrația substanțelor reactive asupra exemplului interacțiunii de zinc cu acid clorhidric Diverse concentrații
Nu este dificil să se încheie: cu cât este mai mare concentrația de reactanți, cu atât este mai mare rata de interacțiune dintre ele.
Concentraţie substanțe gazoase Pentru procesele de producție omogene cresc, creșterea presiunii. De exemplu, acest lucru se face în producția de acid sulfuric, amoniac, alcool etilic.
Dependența ratei de reacție chimică din concentrația substanțelor reactive este luată în considerare nu numai în producție, ci și în alte domenii ale vieții umane, cum ar fi medicamentul. Pacienții cu boli ușoare, în care viteza de interacțiune a hemoglobinei din sânge cu oxigen aerului este scăzută, facilitează respirația cu ajutorul pernelor de oxigen.
3. Pătrat de contact al substanțelor reactive. Un experiment care ilustrează dependența vitezei de răspuns chimic din acest factor poate fi efectuată utilizând următoarea experiență.
Numărul de experiență de laborator 6
Dependența ratei de reacție chimică din zona de contact a substanțelor reactive
Pentru reacții eterogene: cu cât este mai mare zona de contact a substanțelor reactive, cu atât rata de reacție este mai mare.
În acest lucru, puteți să vă asigurați că experiența dvs. personală. Pentru a aprinde focul, puneți chips-uri fine sub lemn de foc și sub ele - o hârtie zdrobită de la care întregul foc închis. Dimpotrivă, apa de stingere a incendiului este de a reduce zona de contact a articolelor de ardere cu aer.
În producție, acest factor este luat în considerare în mod specific, utilizați așa-numitul strat de fierbere. Substanța solidă pentru a crește viteza de reacție este zdrobită aproape la starea de praf și apoi a doua substanță este trecută prin ea de jos, de obicei gazoasă. Trecerea acestuia printr-un mic solid nepoliticos creează efectul de fierbere (prin urmare numele metodei). Stratul de fierbere este utilizat, de exemplu, în producerea de acid sulfuric și produse petroliere.
Experiența de laborator numărul 7
Simularea stratului de fierbere "
4. Temperatura. Întoarceți-vă la experiment.
Experiența de laborator numărul 8
Dependența ratei de reacție chimică asupra temperaturii substanțelor reactive pe exemplul interacțiunii de oxid de cupru (II) cu o soluție de acid sulfuric de diferite temperaturi
Nu este dificil să se încheie: cu cât temperatura este mai mare, cu atât este mai mare rata de reacție.
Primul laureat al premiului Nobel olandez chimist Ya. X. Wans-Hoff a formulat regula:
În producție, se utilizează, de regulă, procesele chimice la temperaturi ridicate: atunci când miroase fontă și oțel, sticlă de gătit și săpun, producție de hârtie și produse petroliere etc. (figura 12).
Smochin. 12.
Procese chimice la temperaturi ridicate: 1 - topire de fontă; 2 - sticlă de gătit; 3 - Producția de produse petroliere
Al cincilea factor pe care depinde rata de reacție chimică este catalizatorii. Veți fi familiarizat cu el în paragraful următor.
Cuvinte și concepte noi
- Reacții chimice și clasificarea acestora.
- Semne de clasificare a reacțiilor chimice.
- Viteza reacției chimice și a factorilor din care depinde.
Sarcini pentru munca independentă
- Ce este o reacție chimică? Care este esența proceselor chimice?
- Oferiți caracteristicile complete de clasificare a următoarelor procese chimice:
- a) arderea fosforului;
- b) interacțiunea soluției de acid sulfuric cu aluminiu;
- c) reacții de neutralizare;
- d) formarea oxidului de azot (IV) din oxidul de azot (II) și oxigenul.
- Bazat experienta personala Dați exemple de reacții chimice care curg la viteze diferite.
- Care este rata de reacție chimică? Ce factori depind?
- Dați exemple de influență a diferiților factori asupra proceselor chimice biochimice și de fabricație.
- Pe baza experienței personale, aduceți exemple de influență a diferiților factori pentru reacțiile chimice care apar în viața de zi cu zi.
- De ce sunt stocate alimentele în frigider?
- Reacția chimică a început să fie efectuată la o temperatură de 100 ° C, apoi ridicată la 150 ° C. Coeficientul de temperatură al acestei reacții este 2. De câte ori va crește viteza reacției chimice?
Procesul chimic și tehnologic și conținutul său
Procesul chimic-tehnologic este o combinație de operații pentru a obține un produs țintă din materie primă. Toate aceste operațiuni fac parte din cele trei etape principale caracteristice practic pentru fiecare proces chimic și tehnologic.
În prima etapă, operațiunile sunt necesare pentru a pregăti reactivii inițiali pentru a efectua o reacție chimică. Reactivii sunt tradusi, în special în starea cea mai reactivă. De exemplu, se știe că viteza reacțiilor chimice este extrem de dependentă de temperatură, astfel încât reactivii sunt încălzită la reacție. Materiile prime gazoase pentru îmbunătățirea eficienței procesului și reducerea dimensiunii echipamentului sunt comprimate până la o anumită presiune. Pentru a elimina efectele secundare și a obține un produs de înaltă calitate, materia primă este purificată din impurități străine, utilizând metode bazate pe diferența de proprietăți fizice (solubilitate în diverși solvenți, densitate, temperatură de condensare și cristalizare etc.). La curățarea materiilor prime și amestecurile de reacție, fenomenele de căldură și de masă, procesele hidromechanice sunt utilizate pe scară largă. Pot fi utilizate și metode chimice Curățarea bazată pe reacții chimice, ca urmare a cărora impuritățile inutile se transformă în substanțe ușor separate.
Reactivii pregătiți în mod corespunzător în etapa următoare sunt supuse interacțiunii chimice, care poate consta din mai multe etape. În intervalele dintre aceste etape, uneori este necesar să se folosească căldura și altele procese fizice. De exemplu, în producția de acid sulfuric, dioxidul de sulf este parțial oxidat la trioxid, apoi amestecul de reacție este răcit, scos din el prin absorbția trioxidului de sulf și o transmite din nou la oxidare.
Ca urmare a reacțiilor chimice, se obține un amestec de produse (țintă, lateral, trecere) și reactivi care nu reacționează. Operațiile finale ale ultimei etape sunt asociate cu separarea acestui amestec, pentru care sunt utilizate procese hidromecanice, de căldură și de schimb de masă, de exemplu: filtrare, centrifugare, rectificare, absorbție, extracție etc. Produsele de reacție sunt trimise la a depozitul de produse finite sau reciclarea ulterioară; Materiile prime neafectate sunt utilizate din nou în acest proces, organizând reciclarea sa.
În toate etapele și mai ales în finala, se efectuează, de asemenea, recuperarea materialului secundar și a resurselor energetice. Fluxurile de substanțe gazoase și lichide care intră în mediul înconjurător sunt purificate și neutralizate din impurități periculoase. Deșeuri solide fie trimiteți o prelucrare ulterioară, fie plasată pentru depozitare în siguranță pentru înconjurător Condiții.
Astfel, procesul chimico-tehnologic în ansamblu este un sistem complex constând din procese (elemente) interconectate izolate și interacționând cu mediul.
Elementele sistemului chimic-tehnologic sunt procesele de mai sus ale transferului de căldură și de masă, hidromecanică, chimică etc. Acestea sunt considerate ca un singur proces de tehnologie chimică.
Un proces complicat de subsistem și tehnologic complex este un proces chimic.
Procesul chimic este una sau mai multe reacții chimice, însoțite de fenomene de transfer de căldură, masă și puls care afectează atât reciproc, cât și pe debitul unei reacții chimice.
Analiza proceselor unice, influența lor reciprocă vă permite să dezvoltați un mod tehnologic.
Regimul tehnologic se numește o combinație de parametri tehnologici (temperatură, presiune, concentrații de reactivi etc.), care determină condițiile de funcționare a dispozitivului sau a sistemului de dispozitive (schemă tehnologică).
Condițiile optime pentru menținerea procesului sunt o combinație de parametri de bază (temperatură, presiune, compoziție a amestecului de reacție original etc.), ceea ce permite obținerea celui mai mare randament al produsului la viteză mare sau pentru a asigura cel mai mic cost, subiect la condițiile de utilizare rațională a materiilor prime și a energiei și minimizarea posibilelor deteriorări la mediul înconjurător.
Procesele unice se desfășoară în diferite dispozitive - reactoare chimice, coloane de absorbție și distilare, schimbătoare de căldură etc. Dispozitivele separate sunt conectate la schema tehnologică a procesului.
Schema tehnologică - un sistem construit rațional de dispozitive unice conectate diferite specii Relațiile (paralel direct, invers, consecutiv), care permite obținerea unui produs dat al unei anumite calități din materii prime naturale sau a produselor semifabricate.
Schemele tehnologice sunt deschise și închise, ele pot conține bypass (bypass) fluxuri și recicleuri, ceea ce face posibilă creșterea eficienței funcționării sistemului chimico-tehnologic în ansamblu.
Dezvoltarea și construirea unei scheme tehnologice raționale reprezintă o sarcină importantă a tehnologiei chimice.
Clasificarea reacțiilor chimice care stau la baza proceselor chimice-tehnologice industriale
În chimia modernă, sunt cunoscute un număr mare de reacții chimice diferite. Multe dintre ele se desfășoară în reactoare chimice industriale și, prin urmare, devin un obiect de studiere a tehnologiei chimice.
Pentru a facilita studiul fenomenelor similare, în domeniul științei, este obișnuit să le clasificați pe motive generale. În funcție de caracteristicile sunt luate ca bază, există mai multe tipuri de clasificare a reacțiilor chimice.
Un tip important de clasificare este clasificarea prin mecanismul de reacție.Există reacții simple (cu un singur eșantion) și complexe (multități), în special paralel, serial și secvențial-paralel.
Simplele sunt numite reacții, pentru implementarea căreia este depășită doar o singură barieră energetică (o etapă).
Reacțiile complexe includ mai multe etape paralele sau consecutive (reacții simple).
Reacțiile reale cu o treaptă sunt extrem de rare. Cu toate acestea, unele reacții complexe care trec printr-o serie de etape intermediare sunt considerate convenabil simple. Acest lucru este posibil în cazurile în care produsele intermediare de reacție în condițiile problemei în cauză nu sunt detectate.
Clasificarea reacțiilor prin molecularitateia în considerare câte molecule participă la actul elementar al reacției; distinge reacțiile mono-, bi și trimoleculare.
Forma unei ecuații cinetice (dependența ratei de reacție de la concentrațiile de reactivi) vă permite să clasificați în ordinea de reacție.Procedura de reacție se numește suma indicatorilor de gradul în concentrațiile de reactivi în ecuația cinetică. Există reacții la prima, a doua, a treia ordine fracționată.
Reacțiile chimice sunt, de asemenea, distinse pe efect termic.Când reacțiile exoterme însoțite de eliberarea de căldură ( Q.\u003e 0), există o scădere a entalpiei sistemului de reacție ( ΔH. < 0); при протекании эндотермических реакций, сопровождающихся поглощением теплоты (Q.< 0), o creștere a entalpiei sistemului de reacție ( ΔH.> 0).
Pentru a selecta proiectarea unui reactor chimic și a metodelor de gestionare a proceselor, esențiale faza compozițieisistem de reacție.
În funcție de cât de mult (una sau mai multe) faze formează reactivii și produsele de reacție sursă, reacțiile chimice sunt împărțite în homofaznic și heterofază.
Homofaznos sunt numite reacții în care reactivii inițiali, intermediarii stabili și produsele de reacție se află în aceeași fază.
Reacții de apel heterofază în care reactivii inițiali, intermediarii stabili și produsele de reacție formează mai mult de o fază.
Depinzând de zone de scurgerereacțiile sunt împărțite în reacții omogene și eterogene.
Conceptele reacțiilor "omogene" și "eterogene" nu coincid cu conceptele proceselor "homofuse" și "heterofază". Omogenitatea și eterogenitatea reacției reflectă într-o anumită măsură mecanismul său: dacă reacția în volumul unei singureze faze sau pe suprafața partițiilor de fază. Homofasitatea și heterofazitatea procesului pot judeca numai compoziția de fază a participanților la reacție.
În cazul reacțiilor omogene, reactivii și produsele sunt amplasate într-o singură fază (lichid sau gazos) și reacția continuă în cantitatea din această fază. De exemplu, oxidarea oxigenului de oxid de azot în producerea acidului azotic este o reacție în fază gazoasă, iar reacțiile de esterificare (producția de esteri din acizi organici și alcooli) este faza lichidă.
Când apar reacții heterogene, cel puțin unul dintre reactivi sau produse este în stare de fază, care diferă de starea de fază a participanților rămași și când este analizată, trebuie luată în considerare suprafața secțiunii de fază. De exemplu, neutralizarea alcalinelor acide este un proces omogen homo-faze. Sinteza amoniacului catalitic este un proces heterogen homofazic. Oxidarea hidrocarburilor în faza lichidă cu oxigen gazos este un proces heterofazic, dar reacția chimică curgătoare este omogenă. Schimbarea Cao-ului de var + H20 (OH) 2, în care toți cei trei participanți ai reacției formează faze separate, iar reacția se aprinde pe limita separării apei și oxidul de calciu, este un proces heterofaze heterogen.
În funcție de faptul dacă sau nu se aplică pentru a modifica rata de reacție, se disting substanțe speciale - catalizatori cataliticși noncataliticereacții și, în consecință, procesele chimice și tehnologice. Majoritatea covârșitoare a reacțiilor chimice pe care se bazează procesele chimice-tehnologice industriale este reacțiile catalitice.
Proprietățile chimice ale substanțelor sunt detectate într-o varietate de reacții chimice.
Transformările substanțelor însoțite de o schimbare în compoziția lor și (sau) se numește structură reacții chimice. Adesea îndeplinește o astfel de definiție: reactie chimica Se numește procesul de conversie a substanțelor inițiale (reactivi) la substanțele finale (produsele).
Reacțiile chimice sunt înregistrate prin ecuații și scheme chimice care conțin formule ale substanțelor și a produselor de reacție inițiale. În ecuațiile chimice, spre deosebire de schemele, numărul atomilor fiecărui element este în egală măsură în părțile din stânga și din dreapta, care reflectă legea conservării în masă.
În partea stângă a ecuației, formulele substanțelor inițiale (reactivi) sunt scrise, în mâna dreaptă a substanțelor obținute ca rezultat al fluxului unei reacții chimice (produse de reacție, substanțe finite). Semnul egalității care leagă partea stângă și partea dreaptă indică faptul că valoare totală Atomii de substanțe implicate în reacție rămân constante. Acest lucru se realizează prin alinierea în fața formulelor de coeficienți stoichiometrici întregi care prezintă relații cantitative între reactanți și produse de reacție.
Ecuațiile chimice pot conține informații suplimentare despre particularitățile reacției. Dacă reacția chimică continuă sub influența influențelor externe (temperatură, presiune, radiație etc.), acest lucru este indicat de simbolul corespunzător, de regulă, peste (sau "sub") un semn de egalitate.
Un număr mare de reacții chimice pot fi grupate în mai multe tipuri de reacții inerente semnelor destul de clare.
La fel de semnele de clasificare. Următoarele pot fi selectate:
1. Numărul și compoziția substanțelor sursă și a produselor de reacție.
2. Starea agregată a reactivilor și a produselor de reacție.
3. Numărul de etape în care sunt localizate participanții la răspuns.
4. Natura particulelor portabile.
5. Posibilitatea de reacție este directă și inversă.
6. Semnul de efect de căldură împărtășește toate reacțiile la: exotermic Reacțiile care curg cu efect de expoziție - eliberarea de energie sub formă de căldură (Q\u003e 0, ΔH<0):
C + O 2 \u003d CO 2 + Q
și endotermic Reacțiile care curg cu endo-efect - absorbția energiei sub formă de căldură (q<0, ∆H >0):
N 2 + O 2 \u003d 2NO - Q.
Astfel de reacții se referă la termochemical.
Luați în considerare în detaliu fiecare dintre tipurile de reacții.
Clasificarea prin numărul și compoziția reactivilor și a substanțelor finite
1. Reacții de conectare
Cu reacțiile compusului mai multor substanțe care reacționează în raport cu compoziția simplă, o substanță este obținută printr-o compoziție mai complexă:
De regulă, aceste reacții sunt însoțite de eliberare de căldură, adică duce la formarea unor conexiuni de energie mai stabile și mai puțin bogate.
Reacția compușilor de substanțe simple este întotdeauna un caracter redox. Reacțiile compusului care curge între substanțe complexe pot apărea ca fără a schimba valența:
SASO 3 + CO 2 + H20 \u003d CA (NSO3) 2,
așa că se referă la numărul de redox:
2FESL 2 + SL 2 \u003d 2FESL 3.
2. Descompunerea reacției
Reacțiile de descompunere conduc la formarea mai multor compuși dintr-o substanță complexă:
A \u003d B + C + D.
Produsele descompunerea substanțelor complexe poate fi atât substanțe simple, cât și complexe.
Din reacțiile de descompunere care apar fără a schimba condițiile de valență, trebuie remarcat descompunerea cristalohidraților, bazele, acizii și sărurile acizilor care conțin oxigen:
| LA. | ||
| 4HNO 3. | = | 2H2O + 4NO2O + O 2 O. |
2agno 3 \u003d 2Ag + 2NO 2 + O 2,
(NH4) 2CR207 \u003d CR2O3 + N 2 + 4H20 O.
Caracterizat în special prin reacții de oxidare și reducere de descompunere a sărurilor de acid azotic.
Reacția descompunerii în chimia organică se numește crăpare:
De la 18 H 38 \u003d S 9 H 18 + S 9 H 20,
sau dehidrogenarea
C4H 10 \u003d C4H6 + 2H2.
3. Reacții de înlocuire
În reacțiile de substituție, de obicei o substanță simplă interacționează cu dificilă, formând o altă substanță simplă și alte complexe:
A + Sun \u003d AV + S.
Aceste reacții în majoritatea covârșitoare aparțin redoxului:
2AL + FE 2O3 \u003d 2FE + AL 2O3,
Zn + 2nsl \u003d ZNSL 2 + H 2,
2kvr + SL 2 \u003d 2xl + în 2,
2XLO 3 + L 2 \u003d 2KLO 3 + SL 2.
Exemple de reacții de substituție care nu sunt însoțite de o schimbare a stărilor de valență ale atomilor sunt extrem de puțini. Trebuie remarcat o reacție de dioxid de siliciu cu săruri ale acizilor care conțin oxigen, care corespund anhidridelor gazoase sau volatile:
SASO 3 + SIO 2 \u003d CASIO 3 + CO 2,
CA3 (PO 4) 2 + ZSIO2 \u003d Zsio 3 + P 2 O 5,
Uneori aceste reacții sunt considerate ca o reacție de schimb:
CH4 + CL 2 \u003d CH3CI + HCI.
4. Reacții de schimb
Reacții de schimb Acestea numesc reacțiile dintre cei doi compuși care sunt schimbați cu părțile lor compozite:
AV + CD \u003d AD + SV.
Dacă procesele de oxidare și de reducere apar cu reacții de substituție, reacțiile de schimb apar întotdeauna fără a schimba starea de valență a atomilor. Acesta este cel mai comun grup de reacții dintre substanțele complexe - oxizi, baze, acizi și săruri:
ZNO + H2S04 \u003d ZNSO 4 + H20,
AGNO 3 + KVR \u003d AGVR + KNO 3,
CRCL 3 + ZNAON \u003d CR (OH) 3 + ZNACL.
Cazul privat al acestor reacții de schimb - reacții de neutralizare:
NSL + KON \u003d KSL + N20.
În mod tipic, aceste reacții sunt supuse legilor de echilibru chimic și debitului în direcția în care cel puțin una dintre substanțe sunt îndepărtate din sfera de reacție sub forma unei substanțe gazoase, a unei substanțe de zbor, a sedimentului sau a unui ușor substrat (pentru soluții) a compusului:
NANCO 3 + HCI \u003d NASL + H20 + CO 2,
SA (NSO 3) 2 + SA (IT) 2 \u003d 2Souch 3 ↓ + 2N 2 o,
CH3 + H3P04 \u003d CH3 SOAM + NAN 2 PO 4.
5. Reacții de transfer.
Cu reacțiile de transfer, un atom sau un grup de atomi se deplasează de la o unitate structurală la cealaltă:
AV + Sun \u003d A + în 2 s,
A 2 V + 2SV 2 \u003d QA 2 + ASV 3.
De exemplu:
2agcl + SNCL 2 \u003d 2AG + SNCL 4,
H20 + 2NO 2 \u003d HNO 2 + HNO3.
Clasificarea reacțiilor după caracteristicile de fază
În funcție de starea agregată de reacție a substanțelor, următoarele reacții distincte:
1. Reacții de gaze
| H 2 + CL 2 | 2hcl. |
2. Reacții în soluții
NaO (P-P) + NSL (P-P) \u003d NaCI (P-P) + N2O (G)
3. Reacții între solide
| LA. | ||
| Cao (TV) + Si02 (TV) | = | Sasio 3 (TV) |
Clasificarea reacțiilor cu numărul de faze.
În fază, ei înțeleg combinația de părți omogene ale sistemului cu aceleași proprietăți fizice și chimice și separate una de cealaltă de suprafața secțiunii.
Toate varietățile de reacții din acest punct de vedere pot fi împărțite în două clase:
1. Reacție omogenă (monofazată). Acestea includ reacții care apar în faza gazoasă și o serie de reacții care apar în soluții.
2. Reacții multirogene (multifazice). Acestea includ reacții în care reactivii și produsele de reacție sunt în diferite faze. De exemplu:
reacții de gaze
CO 2 (g) + NaOH (P-P) \u003d NaHC03 (P-P).
reacții de fază de fază
CO 2 (G) + SAO (TV) \u003d SASO 3 (TV).
reacții cu fază cu lichid
Na2S04 (P-P) + VASL 3 (P-P) \u003d VSO4 (TV) ↓ + 2NACI (P-P).
fluidium Reacții ulterioare
CA (NSO3) 2 (P-P) + H2S04 (P-P) \u003d CO 2 (R) + H20 (G) + SSO4 (TV) ↓.
Clasificarea reacțiilor pe tipuri de particule portabile
1. Reacții protolitice.
LA reacții protoliticecredeți procesele chimice, din care esența este de a transfera protonul de la unele substanțe care reacționează la cealaltă.
Baza acestei clasificări este o teorie protolitică a acizilor și bazelor, în conformitate cu care acidul este considerat a fi orice substanță care dă protonul și baza este o substanță capabilă să atace un proton, de exemplu:
Reacțiile protolitice includ reacții de neutralizare și hidroliză.
2. Reacții redox.
Acestea includ reacții în care substanțele de reacție sunt schimbate de electroni prin schimbarea gradului de oxidare a atomilor elementelor care fac parte din substanțele care reacționează. De exemplu:
Zn + 2H + → Zn 2 + + H 2,
FES 2 + 8HNO3 (conc.) \u003d FE (NO3) 3 + 5NO + 2H2S04 + 2H20,
Majoritatea covârșitoare a reacțiilor chimice se referă la redox, ei joacă un rol extrem de important.
3. Reacții de schimb de ligand.
Acestea includ reacții, în timpul căreia perechea electronică este transferată la formarea unei legături covalente asupra mecanismului acceptorului donator. De exemplu:
Cu (nr. 3) 2 + 4NH3 \u003d (nr. 3) 2,
Fe + 5CO \u003d
Al (OH) 3 + NaOH \u003d.
O caracteristică caracteristică a reacțiilor de schimb de ligand este că formarea de noi compuși numită complexă are loc fără a schimba gradul de oxidare.
4. Reacții metabolice moleculare atomice.
Acest tip de reacție include multe dintre reacțiile studiate în chimia organică care curg printr-un mecanism radical, electric sau nucleofil.
Reacții chimice reversibile și ireversibile
Au recunoscut astfel de procese chimice ale căror produse sunt capabile să reacționeze între ele în aceleași condiții în care acestea sunt obținute prin formarea de materii prime.
Pentru reacții reversibile, ecuația este luată după cum urmează:
Două săgeți direcționate opus indică faptul că, în aceleași condiții, ambele reacții directe și inverse au loc simultan.
CH3 SOAM + C2H5 Este CH3 SOAP 2N 5 + H 2 O.
Noi numiți ireversibil astfel de procese chimice ale căror produse nu sunt capabile să reacționeze între ele pentru a forma materiile prime. Exemple de reacții ireversibile pot fi descompunerea sarelor fertolene atunci când este încălzită:
2xlo 3 → 2xl + zo2,
sau oxidarea oxigenului de glucoză pe calea aerului:
C6H12O6 + 6O2 → 6S02 + 6N2 O.
Și oțeluri de clasificare
- calitate;
- compoziție chimică;
- programare;
- microstructura;
- putere.
Oțel de calitate
Prin compoziția chimică
Otel carbon impurități permanente
Tabelul 1.3.
Otel carbon
Aliere elemente aditivisau aditivi
Oțel aliat. aliaj scăzut (până la 2,5% în greutate) aliat (de la 2,5 la 10% în greutate) și aliat de înaltă calitate "Crom"
Prin numirea oțelului
Structural low- (sau câteva-) și mediu carbonic.
Instrumental Carbon mare.
și (cu proprietăți speciale - ).
și
și Rezistența la căldură crescută filtrare oţel.
Calitate obișnuită
Otel de constructie,
Oțel instrumental.
6) Rulmenți (rulmenți cu bile) deveniți,
7) oțel de mare viteză(oțel instrumental de înaltă calitate, de înaltă calitate, cu conținut ridicat de tungsten).
8) Automat, adicălucrabilitate ridicată (sau înaltă), deveniți.
O analiză a compoziției grupurilor de marcaje stabilite istoric de oțel arată că sistemele de marcare aplicate vă permit să codificați cinci caracteristici de clasificare, și anume: calitate, compoziție chimică, numire, grad de dedicare, precum și metoda de obținere a blancolilor (Automate sau, în cazuri rare, turnătorie). Conectarea grupărilor de marcare și a claselor de oțel este ilustrată de partea inferioară a debitului din figura 1.
Sistem de grupuri de marcare, reguli de etichetare și exemple de timbre din oțel
| Carbonic | Calitate obișnuită | |||||||
| Panel Oțel. | Consumabile de garanție | Branduri | ||||||
| DAR | Prin compoziția chimică | CT0. | ST1. | ST2. | Stz. | ST4. | ST5. | ST6. |
| B. | prin proprietăți mecanice | BST0. | BST1. | BST2. | Bstz. | BST4. | BST5. | BST6. |
| ÎN | privind proprietățile mecanice și compoziția chimică | Est | EMB1. | Est2. | Avion | EMB.4. | Ou5. | EMB2. |
| Condiții de carbon, wt. Ondulație | 0,23 | 0,06-0,12 | 0,09-0,15 | 0,14-0,22 | 0,18-0,27 | 0,28-0,37 | 0,38-0,49 | |
| Calitate înaltă calitate | Structural | Exemple de mărci | ||||||
| Brand: Numărul de două cifre de sute de procentaj de carbon + Indicarea gradului de dedicare | 05 08kp 10 15 18 KP 20A 25PS ZOA 35 40 45 50 55 ... 80 85 Note: 1) Absența unui grad de dedicare înseamnă "SP"; 2) "A" la sfârșitul mărcii arată că oțelul - de înaltă calitate | |||||||
| Instrumental | Branduri | |||||||
| Brand: Simbol "y" + număr Zecimi de procentaj de carbon | U7 U7A U8 U10 Y9 Y10 U12 Y12A | |||||||
| Aliat | De înaltă calitate de înaltă calitate de înaltă calitate | Structural | Exemple de mărci | |||||
| Brand: Numărul de două cifre de sute de procentaj de carbon + simbol al elementului de aliaj + întreg | 09G2 10xst 18G2FPS 20X 40G 45KN 652VA 110G13L Note: 1) Digit "1" ca indicator de concentrație ≤ 1% în greutate elementul dopaj nu este instalat; 2) Brand 110g13L - unul dintre puținele, în care numărul de sute de procentaj de carbon - trei cifre | |||||||
| Instrumental | Exemple de mărci | |||||||
| Brand: Numărul de zecimi de procentaj de carbon + simbol al elementului dopaj+ întreg | ZKH2N2MF 4XV2C 5HNM 7X3 9KHVG X HP4 9x4MZF2AGST-W Note: 1) Numărul "10" ca un indice de "zece zeci" de WT.% Carbon nu este pus; 2) "-SH" La sfârșitul mărcii arată că oțelul este o calitate specială, obținută, de exemplu, prin metoda electroslakovoy.interma (dar nu numai) |
Oțel de calitate din oțel structural de carbon
Oțelul specific al acestui grup de marcare este notat printr-o combinație de două litere "SF" care este cheia (formarea sistemului) în grupul de marcare de mai sus. Timbrele acestui grup sunt imediat recunoscute pe acest simbol.
În spatele simbolului "Art" fără un spațiu ar trebui să fie numărul indicând numărmarks - OT. «0» inainte de "6".
Creșterea numărului de marcă corespunde creșterii conținutului de carbon din oțel, dar nu indică valoarea sa specifică. Limitele admise ale concentrației de carbon din oțelurile fiecărui brand sunt prezentate în tabel. 1.5. Conținutul de carbon B. oțeluri de calitate obișnuită carbonică nu depășește 0,5% în greutate O astfel de oțel sunt în formă de profundă în criteriul structural și, înseamnă structural în scop.
După ce cifra urmează una din cele trei litere: "KP", "PS", "SP", - arătând gradul de deoxidie de oțel.
În fața simbolului "ST", literele majuscule "A", "B" sau "B" sau nu pot fi caractere. În acest fel, informații despre accesoriile din oțel la unul dintre așa-numitele "Grupuri de consum": A, Bsau ÎN- în funcție de care dintre indicatorii normalizați au început să fie garantați de furnizor.
Grupul de oțel DARvine cu o garanție a compoziției chimice sau dată de GOST valori admise ale concentrației de carbon și impurități. Scrisoarea "A" adesea în brand nu este pusă și absența acesteia mod implicitînseamnă o garanție a compoziției chimice. Consumatorul de oțel, fără a avea informații despre proprietățile mecanice, le poate forma prin tratament termic adecvat, alegerea modurilor care necesită cunoașterea compoziției chimice.
Grupul de oțel B. Vine cu o garanție a proprietăților mecanice necesare. Consumatorul de oțel poate determina utilizarea optimă în structurile conform caracteristicilor cunoscute ale proprietăților mecanice fără tratament termic prealabil.
Grupul de oțel ÎNvine cu o garanție atât a compoziției chimice, cât și a proprietăților mecanice. Folosit de consumator, în principal pentru a crea structuri sudate. Cunoașterea proprietăților mecanice vă permite să preziceți comportamentul unui design încărcat în zone departe de suduri, iar cunoașterea serviciului chimic face posibilă prezicerea și, dacă este necesar, corectarea proprietăților mecanice ale tratamentului termic ale sudurilor.
Exemple de înregistrări ale mărcilor oțel de carbon de calitate obișnuită Arata după cum urmează: Ambasadă, Bst6sp., ST1KP. .
Oțel rulment cu bile
Oțel pentru rulmenți au propria lor etichetare, pentru scopul propus alcătuit un grup special structural Oțel, deși în compoziție și proprietăți sunt aproape de scaunele instrumentale. Termenul "rulmenți de bile" definește zona lor îngustă de destinație - rulmenți de rulare (nu numai minge, dar, de asemenea, roller și ac). Pentru etichetarea sa, a fost propusă o abreviere "shx" - crom rulment cu bile- urmată de număr zeci de interes Concentrația medie crom. Din clasele bine cunoscute anterior, sHX6, SHS9 și ShH15 au fost utilizate în utilizarea CHH15. Diferența dintre rulmenții cu bile dintr-un instrument similar - în cerințe mai stricte pentru numărul de incluziuni nemetalice și uniformitatea distribuției carburilor în microstructură.
Îmbunătățirea SHH15 de oțel prin introducerea aditivilor suplimentari de aliere (siliciu și mangan) a afectat în mod special etichetarea - distribuția specific Sistemul de reguli ulterioare pentru desemnarea elementelor de aliere în compoziția oțelurilor aliate: Shch15sg, Shh20sg.
Filtrați oțel
Oțelurile de film sunt marcate în mod specific cu litera inițială a alfabetului rus "P" care corespunde primului sunet în cuvântul englez rapid - rapid, rapid. Apoi urmează un număr întreg de tungsten. După cum sa menționat deja, cel mai frecvent marcă de oțel de mare viteză a fost P18.
În legătură cu deficiența și tungstenul cu costuri ridicate, a existat o tranziție la oțel de tolframolibdane P6M5 fără azot și P6AM5 cu azot. Similar cu scaunele de lagăr, a apărut o fuziune (un fel de "hibridizare") a două sisteme de marcare. Dezvoltarea și dezvoltarea unor noi oțeluri de mare viteză cu cobalt și vanadiu îmbogăți arsenalul mărcilor "hibrid": P6AM5F3, R6M4K8, 11Р3AM3F2 - și a condus, de asemenea, la apariția oțelurilor de mare viteză, care sunt marcate și într-un sistem specific (P0M5F1, P0M2F3) și pe deplin într-o nouă - 9x6m3f3agst-sh, 9x4m3f2agst-sh.
Clasificarea lui Casunov.
Turnările se numesc aliaje de fier cu carbon, având mai mult de 2,14% în greutate C.
Fierul este plătit pentru a redistribui la oțel (redistribuire), pentru a obține feroalloys jucând rolul aditivilor de aliere, precum și aliaje de înaltă tehnologie pentru a obține turnare (turnători).
Carbonul poate fi în fontă sub formă de două faze de carbon ridicat - ciment (Fe 3 C) și grafit și, uneori, simultan sub formă de cimentit și grafit. Fontă, în care este prezentă numai cementitul, oferă o lumină strălucitoare flomb și, prin urmare, este numită alb. Prezența grafitului dă o strălucire de gri de fier. Cu toate acestea, nu toate fontele turnate cu grafit se referă la clasa așa-numitelor gricastravete. Între clasa de fontă din fontă alb și gri jumătate Castravete.
Jumătate Turnările sunt numite fontă, în structura căreia, în ciuda grafitizării, cel puțin parțial conservat aslantul de cimentit și, înseamnă că există o icoteritate activă - având o componentă structurală a aspectului eutectic.
LA gripiesele turnate sunt atrase în care se ridică complet cmenteita Iceburitei, iar acesta din urmă nu a devenit în structură. Fonta cenușie constă din incluziuni de grafit. și baza metalică. Această bază metalică este un perlit (eutectoid), ferrito-perlit (Dashetteidoid) sau oțel feritic (carbon mic). Secvența specificată de specii de bază metalică a fierului gri corespunde gradului tot mai mare de decădere a cimentului, care face parte din perlit.
Antifricțiune fontă
Exemple de mărci: ACS-1, AHS-2, ACS-3.
Rezistent la căldură aliat specializat, rezistent la coroziune și termorezistent fontă:
Exemple de grade de fontă specială
Clasificare și marcare
aliaje solide metalice-ceramice
Aliajele solide metalice sunt numite aliaje fabricate de metalurgie pulbere (metal-ceramică) și constând din carburi de metale refractare: WC, TIC, TAC, conectate printr-un pachet de metal din plastic, cel mai adesea cu cobalt.
În prezent, aliaje solide din trei grupe sunt fabricate în Rusia: tungsten, Titananolhram și Titanhatalolfram- conținând ca un pachet cobalt.
Datorită costului ridicat de tungsten, sunt dezvoltate aliaje solide, care nu conțin carbură de tungsten. Ca o fază solidă, ele conțin doar carbidele lui Titan sau titan Carbonitride. - Ti (NC). Rolul unui pachet de plastic efectuează nickel-molybdenum matrice. Clasificarea aliajelor solide este reprezentată de o diagramă bloc.
În conformitate cu cele cinci clase de aliaje solide metalice-ceramice, regulile de marcare existente formează cinci grupuri de marcare.
Tungsten (uneori numit tolframokobalt) Aliaje solide
Exemple: VK3, VK6, VK8, VK10.
Titananovoldovy (uneori numit Titanovolframocobeal-tova) aliaje solide
Exemple: T30K4, T15K6, T5K10, T5K12.
Titanhataloliframov (uneori numit Titantata-tungsten-turning) Aliaje solide
Exemple: TT7K12, TT8K6, TT10K8, TT20K9.
Uneori la sfârșitul mărcii printr-o cratimă, se adaugă litere sau litere, caracterizând dispersia particulelor de carburi în pulbere:
Clasificarea aliajelor metalice solide-ceramice
Analogii străini ai unor clase interne de oțeluri aliate sunt prezentate în Tabelul 1.1.
Tabelul 1.1.
Analogi străini ai unui număr de ștampile interne de oțeluri aliate
| Rusia, Gost. | Germania, DIN * | SUA, ASTM * | Japonia, LS * |
| 15x. | 15CR3. | SCR415. | |
| 40x. | 41SG4. | SSG440. | |
| 30xm. | 25sgmo4. | SSM430, SSM2. | |
| 12hg3a. | 14NICR10 ** | – | SNC815. |
| 20hmnm. | 21nisgm2. | SNSM220. | |
| 08x13. | X7CR1S ** | 410s. | SUS410S. |
| 20X13. | X20sg13. | SUS420J1. | |
| 12x17. | X8SG17. | 430 (51430 ***) | Sus430. |
| 12x18N9. | X12 SGNI8 9. | Sus302. | |
| 08x18N10T. | X10crniti18 9. | .321 | Sus321. |
| 10x13Shu. | X7cra133 ** | 405 ** (51405) *** | Sus405 ** |
| 20X25N20C2. | X15crnisi25 20. | 30314,314 | SS18, SUH310 ** |
* Din (Deutsche Industrienorm), ASTM (American Societi pentru materiale de testare), JIS (standart industrial japonez).
** oțel aproape în compoziție; *** SAE Standard.
Caracteristica caracteristicilor de clasificare
Și oțeluri de clasificare
Caracteristicile moderne de clasificare ale oțelilor includ următoarele:
- calitate;
- compoziție chimică;
- programare;
- caracteristicile metalurgice ale producției;
- microstructura;
- modul tradițional de întărire;
- o modalitate tradițională de a obține piese sau părți;
- putere.
Descrie pe scurt fiecare dintre ele.
Oțel de calitatese determină în primul rând în conținutul impurităților dăunătoare - sulf și fosfor - și se caracterizează prin 4 categorii (vezi Tabelul 1.2).
Prin compoziția chimică Oțelul împărțit în mod condiționat în oțel carbon (nealiat) și aliat.
Otel carbon Nu conține elemente de aliere introduse în mod special. Elementele conținute în oțel carbon, cu excepția carbonului, aparțin numărului așa-numitelor impurități permanente. Concentrarea lor ar trebui să fie în limitele determinate de standardele de stare relevante (GOST). Tabelul 1.3. Valorile limită medii ale concentrației unor elemente sunt date, permițând aceste elemente la descărcarea de impurități, mai degrabă decât elemente de aliere. Limitele specifice ale impurităților în scaunele de carbon oferă GOST.
Tabelul 1.3.
Concentrațiile limită ale anumitor elemente care le permit să fie impurități constante
Otel carbon
Aliere elementeuneori numit aliere aditivisau aditivi, În special intrat în oțel pentru a obține structura și proprietățile dorite.
Oțel aliat. împărțit la concentrația totală de elemente aliate, cu excepția carbonului aliaj scăzut (până la 2,5% în greutate) aliat (de la 2,5 la 10% în greutate) și aliat de înaltă calitate (mai mult de 10% în greutate) Când conținutul din ultimul fier este cel puțin 45% în greutate.%. În mod tipic, elementul dopaj injectat dă nume de oțel aliat: "Crom" - Dopat cu crom, "Silicon" - Silicon, "cromocremar" - crom și siliciu în același timp, etc.
În plus, există și aliaje bazate pe fier, când compoziția materialului de fier este mai mică de 45%, dar mai mult decât orice alt element de aliere.
Prin numirea oțelului împărțită în structură și instrumentală.
Structuraloțel sunt considerate a fabrică diferite părți de mașini, mecanisme și structuri în ingineria mecanică, construcția și fabricarea instrumentelor. Trebuie să aibă puterea și vâscozitatea necesară, precum și, dacă este necesar, un complex de proprietăți speciale (rezistență la coroziune, paramagnetism etc.). De regulă, oțelul structural sunt low- (sau câteva-) și mediu carbonic.Duritatea nu este o caracteristică mecanică decisivă pentru ei.
Instrumentalnumită oțel utilizat pentru prelucrarea materialelor cu tăiere sau presiune, precum și pentru fabricarea instrumentului de măsurare. Trebuie să aibă duritate ridicată, rezistență la uzură, durabilitate și o serie de alte proprietăți specifice, cum ar fi rezistența la căldură. O condiție prealabilă pentru obținerea durității ridicate este conținutul crescut de carbon, atât de oțel instrumental, cu o excepție rară, sunt întotdeauna Carbon mare.
În interiorul fiecărui grup, există o diviziune mai detaliată în scopul dorit. Oțelul structural sunt împărțite în construcții, construcții de mașini și cerere specială din oțel (cu proprietăți speciale - rezistent la căldură, rezistent la căldură, rezistent la coroziune, non-magnetice).
Instrumentele sunt împărțite în oțel pentru scule de tăiere, oțel ștanțatși oțel pentru instrumente de măsurare.
Proprietatea operațională generală a oțelurilor instrumentale este duritatea ridicată, asigurând rezistența la instrumentul de deformare și abraziunea suprafeței sale. În același timp, o cerință specifică este prezentată oțelului pentru instrumentul de tăiere - pentru a menține duritatea ridicată la temperaturi ridicate (până la 500 ... 600 ° C), care se dezvoltă în marginea de tăiere la viteze mari de tăiere. Capacitatea indicată de oțel este numită rezistența la căldură (sau redstomitivitatea). Conform criteriului specificat, oțelul pentru uneltele de tăiere sunt forțe pentru non-plat, semifabricat, rezistent la căldurăși Rezistența la căldură crescută. Ultimele două grupuri sunt cunoscute în tehnica numită filtrare oţel.
De la oțeluri de ștanțare, în plus față de duritatea ridicată, este necesară o vâscozitate ridicată, deoarece instrumentul de ștanțare funcționează în condiții de încărcare a șocurilor. În plus, un instrument de ștanțare la cald, în contact cu spațiile metalice încălzite, în timpul muncii lungi se poate vindeca. Prin urmare, oțelul pentru ștanțarea la cald trebuie să fie încă rezistentă la căldură.
Oțel Pentru un instrument de măsurare, în plus față de rezistența la uzură ridicată, asigurând precizia dimensiunii pe o durată lungă de viață, trebuie să garantați stabilitatea dimensiunii uneltelor, indiferent de condițiile de funcționare de temperatură. Cu alte cuvinte, ele trebuie să aibă o valoare foarte ușoară a coeficientului de expansiune termică.