Η παρουσίαση φορτώνεται. Παρακαλείστε να περιμένετε

Η παρουσίαση φορτώνεται. Παρακαλείστε να περιμένετε

Κων/νος Θέος, 5 ο κεφάλαιο Χημείας Θετικής Κατεύθυνσης Β΄ Λυκείου Οξείδωση - Αναγωγή Οξειδωτικά - Αναγωγικά.

Παρόμοιες παρουσιάσεις


Παρουσίαση με θέμα: "Κων/νος Θέος, 5 ο κεφάλαιο Χημείας Θετικής Κατεύθυνσης Β΄ Λυκείου Οξείδωση - Αναγωγή Οξειδωτικά - Αναγωγικά."— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 Κων/νος Θέος, 5 ο κεφάλαιο Χημείας Θετικής Κατεύθυνσης Β΄ Λυκείου Οξείδωση - Αναγωγή Οξειδωτικά - Αναγωγικά Αντιδράσεις οξειδοαναγωγής

2 Κων/νος Θέος, Οξειδοαναγωγή Οξείδωση είναι η ένωση ενός στοιχείου με το οξυγόνο ή η αφαίρεση υδρογόνου από μία ένωση. Παράδειγμα: O C οξειδώνεται προς CO 2 σύμφωνα με την αντίδραση: C + O 2 → CO 2 Το HCl οξειδώνεται προς Cl 2 σύμφωνα με την αντίδραση: 4 HCl + O 2 → 2 Cl H 2 O Αναγωγή είναι η ένωση ενός στοιχείου με το υδρογόνο ή η αφαίρεση οξυγόνου από μία ένωση Παράδειγμα: Το Ι 2 ανάγεται σε ΗΙ σύμφωνα με την αντίδραση: Ι 2 + Η 2 → 2 ΗΙ Το ZnO ανάγεται σε Zn σύμφωνα με την αντίδραση: ZnO + C → Zn + CO

3 Κων/νος Θέος, Οξειδοαναγωγή Οξείδωση είναι η αποβολή ηλεκτρονίων Αναγωγή είναι η πρόσληψη ηλεκτρονίων Παράδειγμα: O Zn αντιδρά με ιόντα χαλκού σύμφωνα με την αντίδραση: Zn + Cu 2+ → Zn 2+ + Cu Κάθε άτομο Zn αποβάλλει 2 ηλεκτρόνια (οξειδώνεται) Κάθε κατιόν Cu 2+ προσλαμβάνει 2 ηλεκτρόνια (ανάγεται)

4 Κων/νος Θέος, Οξειδοαναγωγή Οξείδωση είναι η αύξηση του αριθμού οξείδωσης Αναγωγή είναι η μείωση του αριθμού οξείδωσης Αριθμός οξείδωσης ενός ιόντος ετεροπολικής ένωσης ονομάζεται το πραγματικό φορτίο του ιόντος. ενός ατόμου ομοιοπολικής ένωσης ονομάζεται το φαινομενικό φορτίο που θα αποκτήσει το άτομο, όταν το κοινό ή τα κοινά ζεύγη ηλεκτρονίων αποδοθούν στο πιο ηλεκτραρνητικό άτομο της ένωσης.

5 Κων/νος Θέος, Οξειδοαναγωγή ΜέταλλαΑριθμοί οξείδωσηςΑμέταλλαΑριθμοί οξείδωσης K, Na, Ag+1F Ba, Ca, Mg, Zn+2H+1 (-1) Al+3O-2 (-1, +2) Cu, Hg+1, +2Cl, Br, I-1 (+1, +3, +5, +7) Fe, Ni+2, +3S-2 (+4, +6) Pb, Sn+2, +4N, P-3 (+3, +5) Mn+2, +4, +7C, Si-4, +4 Cr+3, +6

6 Κων/νος Θέος, Οξειδοαναγωγή Απλοί κανόνες για την εύρεση των αριθμών οξείδωσης των στοιχείων. Κάθε στοιχείο σε ελεύθερη κατάσταση έχει αριθμό οξείδωσης (Α.Ο) ίσο με το μηδέν. π.χ. Να ο, Cl 2 o, Mg o Το Η στις ενώσεις του έχει αριθμό οξείδωσης (Α.Ο) ίσο με +1, εκτός από τις ενώσεις του με μέταλλα (υδρίδια) που έχει π.χ. HBr, CaH 2 Το F στις ενώσεις του έχει πάντοτε αριθμό οξείδωσης (Α.Ο) ίσο με π.χ. NaF, CaF 2 Το Ο στις ενώσεις του έχει αριθμό οξείδωσης (Α.Ο) ίσο με -2, εκτός από τα υπεροξείδια στα οποία έχει -1, καθώς και την ένωση F 2 O (οξείδιο του φθορίου), στην οποία έχει π.χ. Na 2 O, Η 2 Ο 2, F 2 O Το αλγεβρικό άθροισμα των αριθμών οξείδωσης (Α.Ο) όλων των ατόμων σε μία ένωση είναι ίσο με το μηδέν. π.χ. στην ένωση ΚΜnO 4 το K έχει +1 το Mn έχει x το Ο έχει -2 Σχηματίζουμε την εξίσωση: +1 + x + 4·(-2) = 0 ⇒ x = +7 Το αλγεβρικό άθροισμα των αριθμών οξείδωσης (Α.Ο) όλων των ατόμων σε ένα πολυατομικό ιόν είναι ίσο με το φορτίο του πολυατομικού ιόντος. π.χ. στο ιόν Cr 2 O 7 2- το Cr έχει x το Ο έχει -2 Σχηματίζουμε την εξίσωση: 2·x + 7·(-2) = -2 ⇒ x = +6

7 Κων/νος Θέος, Οξειδοαναγωγή Οξείδωση είναι η αύξηση του αριθμού οξείδωσης Αναγωγή είναι η μείωση του αριθμού οξείδωσης Στην αντίδραση MnO HCl → MnCl 2 + Cl H 2 O το Mn από +4 στο ΜnΟ 2 ανάγεται σε +2 στο MnCl 2 το Cl από -1 στο HCl οξειδώνεται σε 0 στο Cl 2 Οξειδωτικό λέγεται κάθε χημική ουσία που περιέχει άτομα στοιχείου τα οποία ανάγονται Αναγωγικό λέγεται κάθε χημική ουσία που περιέχει άτομα στοιχείου τα οποία οξειδώνονται Στην αντίδραση MnO HCl → MnCl 2 + Cl H 2 O το MnΟ 2 είναι οξειδωτικό και το ΗCl είναι αναγωγικό

8 Πίνακας Οξειδωτικών ΟξειδωτικόΠροϊόνΗμιαντίδραση Χημικά στοιχεία Αλογόνα(Χ 2 )ΗΧ ή X - Χ 2 + 2e → 2Χ - Οξυγόνο (Ο 2 )ΟξείδιαΟ 2 + 4e → 2O 2- Όζον (Ο 3 )Ο 2 + Ο 2- O H e → O 2 + H 2 O Οξείδια Υπεροξείδιο υδρογόνου (Η 2 Ο 2 )Η 2 Ο + Ο 2- H 2 O H e → 2 H 2 O Διοξείδιο του θείου (SO 2 )SSO 2 + 4H + + 4e → S + 2H 2 O Οξείδιο αργύρου (Ag 2 O)2Ag Ag 2 O + 2 H e → 2 Ag + H 2 O Οξείδιο υδραργύρου (HgO)Hg HgO + H 2 O + 2 e → Hg + 2 OH − Οξείδιο μαγγανίου (MnO 2 )Mn 2+ MnO 2 + 4H + + 2e → Mn H 2 O Οξείδιο μολύβδου (PbO 2 )Pb 2+ PbO 2 + 4H + + 2e → Pb H 2 O Οξέα Πυκνό-θερμό θειικό οξύ(H 2 SO 4 )SO 2 SO H + + 2e → SO 2 + H 2 O Αραιό νιτρικό οξύ (ΗΝΟ 3 )ΝΟΝΟ Η + + 3e → NO + 2H 2 O Πυκνό νιτρικό οξύ (ΗΝΟ 3 )ΝΟ 2 ΝΟ Η + + e → NO 2 + H 2 O Άλατα Υπερμαγγανικό κάλιο (KMnO 4 )Mn 2+ MnO H + + 5e → Mn 2+ + H 2 O Διχρωμικό κάλιο (K 2 Cr 2 O 7 )Cr 3+ Cr 2 O H + + 6e → 2Cr H 2 O Υποχλωριώδη άλατα (π.χ. NaClO)Cl - ClO - + 2H + + 2e → Cl - + H 2 O Χλωρικά άλατα (π.χ. NaClO 3 )Cl - ClO H + + 6e → Cl - + 3H 2 O Υπερχλωρικά άλατα (π.χ. NaClO 4 )Cl - ClO H + + 8e → Cl - + 4H 2 O Χλωράσβεστος (CaOCl 2 )CaCl 2 CaOCl 2 + 2H + + 2e → CaCl 2 + H 2 O

9 Πίνακας Αναγωγικών ΑναγωγικόΠροϊόνΗμιαντίδραση Χημικά στοιχεία Υδρογόνο (Η 2 )Η+Η+ Η 2 → 2Η + + 2e Αναγωγικά μέταλλα (Μ) (Na,Li,K,Ca,Al κ.ά.)Άλατα Μ x+ M → M x+ + xe Οξείδια Μονοξείδιο του άνθρακα (CΟ)CΟ 2 CO + H 2 O → CO 2 + 2H + + 2e Υπεροξείδιο υδρογόνου (Η 2 Ο 2 )Ο2Ο2 Η 2 Ο 2 → Ο 2 + 2H + + 2e Διοξείδιο θείου (SO 2 )H 2 SO 4 SO 2 + 2H 2 O → H 2 SO 4 + 2H + + 2e Οξέα Υδραλογόνα (ΗΧ)Χ2Χ2 2ΗΧ → Χ 2 + 2Η + + 2e Υδρόθειο (H 2 S)SH 2 S → S + 2H + + 2e Θειώδες οξύ (H 2 SO 3 )H 2 SO 4 H 2 SO 3 + H 2 O → H 2 SO 4 + 2H + + 2e Άλατα Άλατα Fe 2+ (π.χ. FeCl 2 )Fe 3+ Fe 2+ → Fe 3+ + e Άλατα Sn 2+ (π.χ. SnCl 2 )Sn 4+ Sn 2+ → Sn e Νιτρώδες νάτριο (ΝaΝΟ 2 )ΝaΝΟ 3 ΝaΝΟ 2 + Η 2 Ο → ΝaΝΟ 3 + 2Η + + 2e Θειώδες κάλιο (K 2 SO 3 K 2 SO 4 K 2 SO 3 + H 2 O → K 2 SO 4 + 2H + + 2e Βάσεις Αμμωνία (NH 3 )N2N2 2NH 3 → N 2 + 6H + + 6e Οργανικές ενώσεις Μεθανικό οξύ (HCOOH)CO 2 HCOOH → CO 2 + 2H + + 2e 1°ταγείς αλκοόλες (RCH 2 OH)RCH=ORCH 2 OH → RCH=O + 2H + + 2e 2°ταγείς αλκοόλες (R 2 CΗOH)R 2 C=OR 2 CHOH → R 2 C=O + 2H + + 2e Αλδεύδες (RCHO)RCOOHRCHO + H 2 O → RCOOH + 2H + + 2e Οξαλικό οξύ [(COOH) 2 ]CO 2 (COOH) 2 → 2CO 2 + 2H + + 2e

10 Κων/νος Θέος, Εύρεση προϊόντων - Συντελεστών Θα συμπληρώσουμε την αντίδραση: αραιό ΗΝΟ 3 + Cu →... Το οξειδωτικό σώμα είναι το HNO 3 ενώ το αναγωγικό είναι το Cu. Μ ε βάση τον πίνακα των οξειδωτικών το ΗΝΟ 3 σχηματίζει ΝΟ και με βάση τον πίνακα των αναγωγικών ο Cu σχηματίζει άλας του οξέος. Γράφουμε τα κύρια προϊόντα HNO 3 + Cu → NO + Cu(NO 3 ) 2 Το N ανάγεται από +5 σε +2, άρα Μ.Α.Ο. = 3, όπου Μ.Α.Ο. είναι η μεταβολή του αριθμού οξείδωσης Ο Cu οξειδώνεται από 0 σε +2, άρα Μ.Α.Ο. = Η Μ.Α.Ο. του Ν δείχνει το πλήθος των ατόμων Cu που οξειδώνον- ται. Βάζουμε συντελεστή στο Cu(NO 3 ) 2 τον αριθμό Η Μ.Α.Ο. του Cu δείχνει το πλήθος των ατόμων Ν που ανάγονται. Βάζουμε συντελεστή στο ΝΟ τον αριθμό 2. Ισοσταθμίζουμε τα άτομα Ν, Cu και συμπληρώνουμε τα απαραίτητα μόρια νερού στο δεύτερο μέλος ώστε να ισοσταθμιστούν και τα άτομα Η και Ο Η 2 Ο

11 Κων/νος Θέος, Εύρεση προϊόντων - Συντελεστών Θα συμπληρώσουμε με τη μέθοδο των ημιαντιδράσεων την αντίδραση: αραιό ΗΝΟ 3 + Cu →... Γράφουμε την ημιαντίδραση αναγωγής του ΗΝΟ 3 HNO H e - → NO + 2 Η 2 Ο Πολλαπλασιάζουμε την ημιαντίδραση αναγωγής x2 και την ημιαντί- δραση οξείδωσης x3 ώστε να ισοσταθμιστούν τα ηλεκτρόνια. 2 ΗNO H e - → 2 NO + 4 Η 2 Ο 3 Cu → 3 Cu e - Γράφουμε την ημιαντίδραση οξείδωσης του Cu Cu → Cu e - Προσθέτουμε τις τελικές ημιαντιδράσεις κατά μέλη και έχουμε: 2 ΗNO Cu + 6 H + → 2 NO + 3 Cu Η 2 Ο Γράφουμε την αντίδραση με μόρια και έχουμε: 8 ΗNO Cu → 2 NO + 3 Cu(ΝΟ 3 ) Η 2 Ο

12 Κων/νος Θέος, Αντιδράσεις απλής αντικατάστασης Ηλεκτροχημική σειρά δραστικότητας των μετάλλων Κάθε μέταλλο Μ αντικαθιστά στις ενώσεις τους λιγότερο δραστικά μέταλλα Μ΄ από αυτό. Στο παράδειγμα που ακολουθεί ο Fe αντικαθιστά το Cu στη χημική ένωση CuCl 2 Li K Ba Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Co Ni Sn Pb H 2 Bi Cu Hg Ag Pt Au μείωση της δραστικότητας Fe + CuCl 2 → FeCl 2 + Cu Τα μέταλλα όπως ο Fe (+2, +3) που έχουν πολλούς αριθμούς οξεί-δωσης (όπως ο Fe στο παράδειγμα που έχει +2, +3) στο προϊόν αποκτά τον μικρότερο αριθμό οξείδωσης (στο παράδειγμα ο Fe εμφανίζεται με +2). Εξαιρείται ο Cu που αποκτά το μεγαλύτερο αριθμό οξείδωσης +2.

13 Κων/νος Θέος, Αντιδράσεις απλής αντικατάστασης Ηλεκτροχημική σειρά δραστικότητας των μετάλλων μείωση της δραστικότητας 3 Fe + 2 AuCl 3 → 3 FeCl Au Cu + 2 AgNO 3 → Cu(NO 3 ) 2 + Ag 2 Al + Cr 2 O 3 → Al 2 O Cr 2 Al + Fe 2 O 3 → Al 2 O Fe Fe + CaCl 2 → αδύνατη Cu + ZnSO 4 → αδύνατη Παραδείγματα της μορφής: Μ + Μ΄Χ → ΜΧ + Μ’ Li K Ba Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Co Ni Sn Pb H 2 Bi Cu Hg Ag Pt Au

14 Κων/νος Θέος, Αντιδράσεις απλής αντικατάστασης Ηλεκτροχημική σειρά δραστικότητας των αμετάλλων F 2 O 3 Cl 2 Br 2 O 2 I 2 S N C μείωση της δραστικότητας Κάθε αμέταλλο A αντικαθιστά στις ενώσεις τους λιγότερο δραστικά aμέταλλα A΄ από αυτό. Στο παράδειγμα που ακολουθεί το F 2 αντικαθιστά το Br 2 στη χημική ένωση NaBr F NaBr → 2 NaF + Br 2 F KBr → 2 KF + Br 2 X 2 + H 2 S → 2 HX + S (X = F,Cl,Br,I) Cl 2 + H 2 O 2 → 2 HCl + O 2 Br 2 + KF → αδύνατη. Παραδείγματα της μορφής: A + ΜA΄ → ΜA + A΄

15 Κων/νος Θέος, Αντιδράσεις απλής αντικατάστασης Τα πολύ δραστικά μέταλλα K, Ba, Ca, Na αντιδρούν με το νερό και σχηματίζουν υδροξείδια ελευθερώνοντας αέριο Η 2 2 Na + 2 H 2 O → 2 NaOH + H 2 Ca + 2 H 2 O → Ca(OH) 2 + H 2 Τα υπόλοιπα μέταλλα που είναι δραστικότερα από το υδρογόνο αντιδρούν εν θερμώ με το νερό και σχηματίζουν οξείδια ελευθερώνοντας αέριο Η 2 Mg + H 2 O → MgO + H 2 Zn + H 2 O → ZnO + H 2

16 Κων/νος Θέος, Αντιδράσεις σύνθεσης μετάλλου - αμετάλλου Τα μέταλλα (με εξαίρεση τα ευγενή Ag, Au, Pt) αντιδρούν με το οξυγόνο και σχηματίζουν οξείδια 2 Al + 3/2 O 2 → Al 2 O 3 2 Ca + O 2 → 2 CaO Τα μέταλλα αντιδρούν με τα αλογόνα και σχηματίζουν άλατα 2 Νa + F 2 → 2 NaF Mg + Cl 2 → MgCl 2 Τα μέταλλα αντιδρούν με θείο, άζωτο, άνθρακα, υδρογόνο κ.α. αμέταλλα σχηματίζοντας σουλφίδια, νιτρίδια, καρβίδια, υδρίδια κ.α. Mg + S → MgS 3 Ca + N 2 → Ca 3 N 2 2 C + Ca → CaC 2 2 Na + H 2 → 2 NaH

17 Κων/νος Θέος, Αντιδράσεις σύνθεσης μετάλλου - αμετάλλου Ενώσεις που προκύπτουν από αντιδράσεις σύνθεσης δύο αμετάλλων F2F2 Cl 2 Br 2 I2I2 O2O2 SN2N2 PC H2H2 HFHClHBrHIH2OH2OH2SH2SNH 3 CxHyCxHy F2F2 SF 6 PF 3,PF 5 CF 4 Cl 2 S 2 Cl 2 PCl 3,PCl 5 Br 2 S 2 Br 2 PBr 3,PBr 5 I2I2 O2O2 SO 2 NOP2O5P2O5 CO 2 SPxSyPxSy CS 2

18 Κων/νος Θέος, Αντιδράσεις αποσύνθεσης ή διάσπασης Αυθόρμητες διασπάσεις. Γίνονται χωρίς εξωτερικό ερέθισμα, χαρακτηριστική είναι η διάσπαση του υπεροξειδίου του υδρογόνου σε νερό και οξυγόνο. 2 H 2 O 2 → 2 H 2 O + O 2 Αυτές οι αντιδράσεις αποσύνθεσης είναι σπάνιες. Θερμικές διασπάσεις. Γίνονται με θέρμανση ή πύρωση χωρίς αέρα ορισμένων ουσιών που διασπώνται σε δύο ή περισσότερα σώματα, χαρακτηριστική είναι η θερμική διάσπαση του ανθρακικού ασβεστίου σε οξείδιο του ασβετίου και διοξείδιο του άνθρακα. CaCO 3 → CaO + CO 2 Ηλεκτρολυτικές διασπάσεις. Γίνονται παρουσία ηλεκτρικού ρεύματος, χαρακτηριστική είναι η ηλεκτρολυτική διάσπαση του νερού σε υδρογόνο και οξυγόνο. 2 H 2 O → 2 H 2 + O 2

19 Κων/νος Θέος, Αντιδράσεις οξειδωτικών οξέων Οξειδώνουν τα περισσότερα μέταλλα (Μ) με εξαίρεση το χρυσό και το λευκόχρυσο σύμφωνα με τις αντιδράσεις FeO + 10 HNO 3(αραιό) → 3 Fe(NO 3 ) 3 + NO + 5 H 2 O CO + 2 HNO 3(πυκνό) → CO NO 2 + H 2 O CO + H 2 SO 4(πυκνό) → CO 2 + SO 2 + H 2 O Οξειδώνουν διάφορα αναγωγικά, ακολουθούν ορισμένα παραδείγματα x +2 3 Μ + 4x HNO 3(αραιό) → 3 M(NO 3 ) x + x NO + 2x H 2 O x +4 Μ + 2x HNO 3(πυκνό) → M(NO 3 ) x + x NO 2 + x H 2 O x +4 2Μ + 2x H 2 SO 4(πυκνό) → M 2 (SO 4 ) x + x SO 2 + x H 2 O

20 Κων/νος Θέος, Αντιδράσεις οξειδωτικών οξέων Οξειδώνουν στερεά αμέταλλα σύμφωνα με τον πίνακα που ακολουθεί AMΕΤΑΛΛΟ →CSPI2I2 αραιό ΗΝΟ 3 -H 2 SO 4 H 3 PO 4 - πυκνό ΗΝΟ 3 CO 2 H 2 SO 4 H 3 PO 4 HIO 3 πυκνό Η 2 SO 4 CO 2 SO 2 H 3 PO ΗΝΟ 3 αραιό + S → H 2 SO NO + H 2 O C + 4 HNO 3 πυκνό → CO NO H 2 O P + 5 H 2 SO 4 πυκνό → 2 H 3 PO SO H 2 O

21 Κων/νος Θέος, Αντιδράσεις διχρωμικού καλίου Το διχρωμικό κάλιο δρα σε όξινο περιβάλλον (συνήθως H 2 SO 4 ) και σχηματίζει άλατα του καλίου και του τρισθενούς Cr 3+. Το διχρωμικό κάλιο έχει πορτοκαλί χρώμα και τα άλατα του τρισθενούς χρωμίου είναι πράσινα K 2 Cr 2 O 7 + 7H 2 SO 4 + 6NaCl → K 2 SO 4 + Cr 2 (SO 4 ) 3 + 3Cl 2 + 3Na 2 SO 4 + 7H 2 O K 2 Cr 2 O 7 + 4H 2 SO 4 + 3CO → K 2 SO 4 + Cr 2 (SO 4 ) 3 + 3CO 2 + 4H 2 O K 2 Cr 2 O HCl + 6FeCl 2 → 2KCl + 2CrCl 3 + 6FeCl 3 + 7H 2 O K 2 Cr 2 O HCl → 2KCl + 2CrCl 3 + 3Cl 2 + 7H 2 O K 2 Cr 2 O 7 + 4H 2 SO 4 + 3CH 3 CH 2 OH → K 2 SO 4 + Cr 2 (SO 4 ) 3 + 3CH 3 CH=O + 7H 2 O

22 Κων/νος Θέος, Αντιδράσεις υπερμαγγανικού καλίου Το υπερμαγγανικό κάλιο δρα σε όξινο περιβάλλον (συνήθως θειικού οξέος) και σχηματίζει άλατα του καλίου και του Mn 2+. Το υπερμαγγανικό κάλιο έχει κόκκινο και τα άλατα του δισθενούς μαγγανίου είναι άχρωμα KMnO 4 + 8H 2 SO NaCl → K 2 SO 4 + 2MnSO 4 + 5Cl 2 + 5Na 2 SO 4 + 8H 2 O KMnO 4 + 3H 2 SO 4 + 5CO → K 2 SO 4 + 2MnSO 4 + 5CO 2 + 3H 2 O KMnO HCl + 5SnCl 2 → 2KCl + 2MnCl 2 + 5SnCl 4 + 8H 2 O KMnO HCl → 2KCl + 2MnCl 2 + 5Cl 2 + 8H 2 O KMnO 4 + 3H 2 SO 4 + 5CH 3 CH=O → K 2 SO 4 + 2MnSO 4 + 5CH 3 COOH + 3H 2 O


Κατέβασμα ppt "Κων/νος Θέος, 5 ο κεφάλαιο Χημείας Θετικής Κατεύθυνσης Β΄ Λυκείου Οξείδωση - Αναγωγή Οξειδωτικά - Αναγωγικά."

Παρόμοιες παρουσιάσεις


Διαφημίσεις Google