По фазовому состоянию реагентов реакции бывают гомогенные (однородные) и гетерогенные(неоднородные). В гомогенных реакциях все взаимодействующие вещества находятся в одной фазе (газовой, жидкой или твердой). Зоной реакции при проведении гомогенных реакций служит весь реакционный объем.
В гетерогенных процессах реагенты, принимающие участие в реакции, находятся в разных фазах. В реакционном объеме одновременно находятся две или более фазы, а химическая реакция протекает на границе раздела фаз или в объеме одной из фаз.
Гетерогенные двухфазные реакции в зависимости от агрегатного состояния исходных веществ бывают следующих типов:
- в системе «газ – твердое тело»;
- между двумя несмешивающимися жидкостями;
- в системе «газ – жидкость»;
- в системе «жидкость – твердая фаза».
Реакция сжигания угля служит примером гетерогенной реакции в системе «газ – твердое тело». Твердая фаза – углерод, взаимодействуя с газообразным кислородом, дает газообразный продукт реакции – углекислый газ.
Примером реакции между несмешивающимися жидкостями может служить реакция нитрования толуола азотной кислотой, в которой оба исходных вещества являются взаимонерастворимыми жидкостями.
Примером реакции в системе «газ – жидкость» является реакция поглощения ангидрида водой с образованием жидкой серной кислоты.
Реакция между серной кислотой и окисью меди служит примером гетерогенной реакции «жидкость – твердая фаза».
Гетерогенные системы бывают также трехфазными.