ΧΗΜΙΚΕΣ ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΙΣ Εισηγήτρια: Βερώνη Ειρήνη Αντιδρώντα: Zn + I2

Χημικές Αντιδράσεις Δείχνουν: τα αντιδρώντα και τα προϊόντα και την αναλογία τους σε μια αντίδραση. 4 Al (s) + 3 O2 (g) ---> 2 Al2O3 (s) Οι αριθμοί μπροστά λέγονται συντελεστές. Τα γράμματα (s), (g), και (l) είναι οι φυσικές καταστάσεις των ουσιών.

Oι χημικές εξισώσεις αντιπροσωπεύουν χημ. αντιδράσεις. Οι χημικές αντιδράσεις συμβαίνουν όταν σπάνε οι δεσμοί στα μόρια των αντιδρώντων και δημιουργούνται νέοι στα μόρια των προϊόντων. Οι χημ. αντιδράσεις ισοδυναμούν με αλλαγές φάσεων, δημιουργία νέων υλικών με νέες ιδιότητες και ενεργειακές μεταβολές. Oι χημικές εξισώσεις αντιπροσωπεύουν χημ. αντιδράσεις.

“Ο άνθρακας και το οξυγόνο αντιδρούν και δίνουν διοξείδιο του άνθρακα” Οι χημ. αντιδράσεις δείχνουν τη μετατροπή των αντιδρώντων (τα μόρια που γράφονται αριστερά του βέλους) σε προϊόντα (τα μόρια που γράφονται δεξιά του βέλους). Το σύμβολο «+» ξεχωρίζει τα μόρια που είναι στην ίδια πλευρά. Το βέλος διαβάζεται ως “δίνει” Π.Ρ.Δ. C + O2  CO2 “Ο άνθρακας και το οξυγόνο αντιδρούν και δίνουν διοξείδιο του άνθρακα”

Τα κάρβουνα που χρησιμοποιούμε στις ψησταριές είναι βασικά άνθρακας Τα κάρβουνα που χρησιμοποιούμε στις ψησταριές είναι βασικά άνθρακας. Ο άνθρακας αντιδρά με το οξυγόνο για να δώσει διοξείδιο του άνθρακα. Η χημ. Εξίσωση για την αντίδραση αυτή είναι: C + O2  CO2

Χημικές εξισώσεις Εξαιτίας της αρχής αφθαρσίας της ύλης, μια χημική εξίσωση θα πρέπει να στοιχειομετρηθεί. Πρέπει να έχει τον ίδιο αριθμό ατόμων του ίδιου είδους και από τις δύο μεριές. Lavoisier, 1788

Σύμβολα που χρησιμοποιούμε στις αντιδράσεις Στερεό (s) Υγρό (l) Αέριο (g) Υδατικό διάλυμα (aq) Καταλύτης H2SO4 Αέριο που διαφεύγει () Αλλαγή στη θερμοκρασία ()

Στοιχειομετρώντας τις αντιδράσεις ΜΠΟΡΟΥΜΕ ΝΑ ΒΑΖΟΥΜΕ ΑΡΙΘΜΟΥΣ ΜΠΡΟΣΤΑ ΑΠΌ ΤΙΣ ΟΥΣΙΕΣ (ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΕΣ), ΑΛΛΑ ΔΕ ΜΠΟΡΟΥΜΕ ΝΑ ΑΛΛΑΖΟΥΜΕ ΤΟΥΣ ΔΕΙΚΤΕΣ. ΑΝ ΑΛΛΑΞΕΤΕ ΤΟΥΣ ΔΕΙΚΤΕΣ ΑΛΛΑΖΕΙ Η ΟΥΣΙΑ!

ΔΕΙΚΤΕΣ έναντι ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΕΣ Οι δείκτες λένε πόσα άτομα του κάθε είδους υπάρχουν κάθε μόριο. Οι συντελεστές μας λένε τον αριθμό των μορίων της ουσίας (την ποσότητα της). σημαίνει σημαίνει σημαίνει σημαίνει σημαίνει σημαίνει

Χημικές εξισώσεις 4 Al(s) + 3 O2(g) ---> 2 Al2O3(s) Η αντίδραση αυτή σημαίνει 4 άτομα Al + 3 μόρια O2 ---δίνουν---> 2 μόρια Al2O3

Τα 4 βήματα για μια «σωστή» αντίδραση Γράψτε τους σωστούς χημικούς τύπους για κάθε ένωση που είναι στα αντιδρώντα και τα προϊόντα και ΜΗΝ ΤΗΝ ΑΛΛΑΞΕΤΕ ΜΕΤΑ!! Βρείτε τον αριθμό των ατόμων του κάθε στοιχείου στα αντιδρώντα και συγκρίνετέ τον με τον αριθμό των αντίστοιχων ατόμων στα προϊόντα. 3. Τοποθετήστε συντελεστές όπου χρειάζεται ώστε να βρίσκεται ο ίδιος αριθμός ατόμων από το κάθε στοιχείο στα αντιδρώντα και στα προϊόντα. 4. Ελέγξτε την αντίδραση ώστε να διαπιστώσετε αν: Αν ο αριθμός των ατόμων του κάθε στοιχείου είναι ο ίδιος στα αντιδρώντα και στα προϊόντα. Οι συντελεστές είναι στη μικρότερη αναλογία.

Χαρακτηριστικά των χημικών αντιδράσεων Για να πραγματοποιηθεί μία χημική αντίδραση θα πρέπει, σύμφωνα με τη θεωρία των συγκρούσεων, τα μόρια (ή γενικότερα οι δομικές μονάδες της ύλης) των αντιδρώντων να συγκρουστούν και μάλιστα να συγκρουστούν κατάλληλα.

O H H

? O H H

O H H

H O H

H O H

H O H

H O H

H O H

H O H

H O O H H

H O H O H H

H H O H O

O H O H

O H O H

O H O H

O H O H

O H O H

O H O H

O H

O H O H

O H O H

O H O H O H H

O H O H O H H O2 + 2H2 2H2O

Ας κοιτάξουμε κάθε βήμα για να δούμε τι γίνεται στην αντίδραση!!

O H H

Τα σωματίδια είναι σε συνεχή τυχαία κίνηση O H H

O H H

O H H

Τα σωματίδια θα πρέπει να κινούνται για να συγκρουστούν H O H

Τα σωματίδια θα πρέπει να κινούνται για να συγκρουστούν H O H

Τα σωματίδια θα πρέπει να κινούνται για να συγκρουστούν H O H

Τα σωματίδια θα πρέπει να κινούνται για να συγκρουστούν H O H

H O H

Τα σωματίδια θα πρέπει να συγκρουστούν για να γίνει επαναδιάταξη τους (διάσπαση και σχηματισμός δεσμών) H O H

Τα σωματίδια θα πρέπει να συγκρουστούν για να γίνει επαναδιάταξη τους (διάσπαση και σχηματισμός δεσμών) H O H Εδώ ένα μόριο H2 έχει συγκρουστεί με ένα μόριο O2

Εξαιτίας της σύγκρουσης, Οι δεσμοί στα μόρια των H2 και O2 σπάζουν.

H O O Νέοι δεσμοί σχηματίζονται ανάμεσα σ’ ένα Ο και δύο Η που σχηματίζουν ένα μόριο Η2Ο. H H

H O O H H

Το άλλο Ο μπορεί να συγκρουστεί με το H2 , O O H H

Προκαλώντας τη διάσπαση του δεσμού στο H2 και το σχηματισμό νέων δεσμών με το Ο O H O H H

Προκαλώντας τη διάσπαση του δεσμού στο H2 και το σχηματισμό νέων δεσμών με το Ο O H O H H

H O H O H H

H H O H O

θα συνεχίσουν να κινούνται τυχαία O H Τα νέα προϊόντα (2 μόρια νερού) θα συνεχίσουν να κινούνται τυχαία O H

O H O H

O H O H

O H O H

O H O H

O H O H

O H O H

O H

O H O H

O H O H

O H O H O H H

O H O H O H H O2 + 2H2 2H2O

Ένα μόριο O2 O H O H O H H O2 + 2H2 2H2O

Ένα μόριο O2 Αντιδρά με O H O H O H H O2 + 2H2 2H2O

2 μόρια H2 Ένα μόριο O2 Αντιδρά με O H O H O H H O2 + 2H2 2H2O

O2 + 2H2 2H2O 2 μόρια H2 Ένα μόριο O2 Που παράγουν Αντιδρά με O H H H

O2 + 2H2 2H2O 2 μόρια H2 Ένα μόριο O2 2 μόρια H2O Που παράγουν Αντιδρά με O H O H O H H O2 + 2H2 2H2O

2 μόρια H2 Ένα μόριο O2 2 μόρια H2O Που παράγουν Αντιδρά με

O2 + 2H2 2H2O 2 μόρια H2 Ένα μόριο O2 2 μόρια H2O Που παράγουν Αντιδρά με O2 + 2H2 2H2O

O2 + 2H2 2H2O 2 μόρια H2 Ένα μόριο O2 2 μόρια H2O Που παράγουν Αντιδρά με O H O H O H H O2 + 2H2 2H2O

Χαρακτηριστικά των χημικών αντιδράσεων Πόσο γρήγορα γίνεται μία χημική αντίδραση; Αυτό καθορίζεται από την ταχύτητα της αντίδρασης.

Η ταχύτητα μιας αντίδρασης μπορεί να αυξηθεί : Με αύξηση της ποσότητας (συγκέντρωσης) των αντιδρώντων. Με αύξηση της θερμοκρασίας. Με την παρουσία καταλυτών. Ο καταλύτης αυξάνει την ταχύτητα της αντίδρασης, χωρίς να καταναλώνεται. Οι αντιδράσεις στους ζωντανούς οργανισμούς καταλύονται από τα ένζυμα ή βιοκαταλύτες. Με την αύξηση της επιφάνειας επαφής των στερεών σωμάτων που μετέχουν στην αντίδραση. Π.χ. ο άνθρακας σε μεγάλα κομμάτια καίγεται αργά, ενώ σε μορφή σκόνης σχεδόν ακαριαία.

Χαρακτηριστικά των χημικών αντιδράσεων Ενεργειακές μεταβολές που συνοδεύουν τη χημική αντίδραση Εξώθερμη ονομάζεται μία χημική αντίδραση που ελευθερώνει θερμότητα στο περιβάλλον. Ενδόθερμη είναι η αντίδραση που απορροφά θερμότητα από το περιβάλλον.

Χαρακτηριστικά των χημικών αντιδράσεων Πόσο αποτελεσματική είναι μία αντίδραση; Αυτό καθορίζεται από την απόδοση της αντίδρασης Η απόδοση μιας αντίδρασης καθορίζει τη σχέση μεταξύ της ποσότητας ενός προϊόντος που παίρνουμε πρακτικά και της ποσότητας που θα παίρναμε θεωρητικά, αν η αντίδραση ήταν πλήρης (μονόδρομη).

ΕΙΔΗ ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΩΝ Α. ΟΞΕΙΔΟΑΝΑΓΩΓΙΚΕΣ ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΙΣ σύνθεσης αποσύνθεσης και διάσπασης απλής αντικατάστασης Β. ΜΕΤΑΘΕΤΙΚΕΣ ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΙΣ διπλής αντικατάστασης εξουδετέρωσης

1. Αντιδράσεις σύνθεσης Γίνεται όταν δύο ουσίες (γενικά στοιχεία) συνδυάζονται και δίνουν μια ένωση. αντιδρών + αντιδρών  1 προϊόν Βασικά: A + B  AB Π.χ: 2H2 + O2  2H2O Π.χ: C + O2  CO2

Παράδειγμα

ΕΦΑΡΜΟΓΗ Προβλέψτε τα προϊόντα. Γράψτε και στοιχειομετρήστε τις ακόλουθες αντιδράσεις σύνθεσης. Μεταλλικό νάτριο αντιδρά με αέριο χλώριο Na(s) + Cl2(g)  Στερεό μαγνήσιο αντιδρά με αέριο φθόριο Mg(s) + F2(g)  Μεταλλικό αλουμίνιο αντιδρά με αέριο φθόριο Al(s) + F2(g) 

2. Αντιδράσεις Αποσύνθεσης/διάσπασης Γίνεται όταν μια ένωση διασπάται στα στοιχεία της (αποσύνθεση) ή σε απλούστερες ενώσεις (διάσπαση) 1 αντιδρών  προϊόν + προϊόν Γενικά : AB  A + B Π.χ: 2 H2O  2H2 + O2 Π.χ: 2 HgO  2Hg + O2

Αντιδράσεις διάσπασης Τα ανθρακικά και τα χλωρικά άλατα δε διασπόνται σε στοιχεία: Τα ανθρακικά (CO32-) διασπόνται σε διοξείδιο του άνθρακα και σε ένα μεταλλικό οξείδιο Π.χ: CaCO3  CO2 + CaO Τα χλωρικά (ClO3-) διασπώνται σε αέριο οξυγόνο και σε ένα χλωριούχο αλάτι Π.χ: 2 Al(ClO3)3  2 AlCl3 + 9 O2

ΕΦΑΡΜΟΓΗ Προβλέψτε τα προϊόντα. Γράψτε και στοιχειομετρήστε τις ακόλουθες αντιδράσεις απόσύνθεσης: Στερεό οξείδιο του μολύβδου διασπάται PbO2(s)  Νιτρίδιο του αργιλλίου διασπάται AlN(s) 

ΕΦΑΡΜΟΓΗ N2(g) + O2(g)  BaCO3(s)  Co(s)+ S(s)  Αναγνωρίστε τον τύπο της αντίδρασης και συμπληρώστε τις αντιδράσεις: N2(g) + O2(g)  BaCO3(s)  Co(s)+ S(s)  NH3(g) + H2CO3(aq)  NI3(s)  Μονοξείδιο του αζώτου (το Co να είναι +3)

3. Αντιδράσεις Απλής Αντικατάστασης Γίνονται όταν ένα στοιχείο αντικαθιστά κάποιο άλλο σε μια ένωση. Ένα μέταλλο μπορεί να αντικαταστήσει ένα μέταλλο (+) ή ένα αμέταλλο μπορεί να αντικαταστήσει ένα αμέταλλο (-). στοιχείο + ένωση προϊόν 1 + προϊόν 2 A + BC  AC + B (αν A μέταλλο) ή A + BC  BA + C (αν A αμέταλλο) (θυμήσου το μέταλλο γράφεται πρώτο!) Όταν το H2O χωρίζεται σε ιόντα, χωρίζεται σε H+ και OH- (όχι H+ και O-2 !!)

Αντιδράσεις απλής αντικατάστασης

ΣΕΙΡΑ ΔΡΑΣΤΙΚΟΤΗΤΑΣ ΟΡΙΣΜΕΝΩΝ ΜΕΤΑΛΛΩΝ ΚΑΙ ΑΜΕΤΑΛΛΩΝ

Παραδείγματα α) Μέταλλο + άλας  άλας + μέταλλο Zn(s) + CuSO4(aq)  ZnSO4(aq) + Cu(s) 2Na(s) + FeCl2(aq)  2NaCl(aq) + Fe(s) β) Μέταλλο + οξύ  άλας + Η2 2Al(s) + 6HCl(aq)  2AlCl3(aq) + 3H2(g) γ) Μέταλλο + νερό  …… + Η2 2Na(s) + 2H2O(l)  2NaOH(aq) + H2(g)

Αντιδράσεις απλής αντικατάστασης Γράψε την αντίδραση: Μεταλλικός ψευδάργυρος αντιδρά με υδροχλωρικό οξύ Zn(s) + HCl(aq)  ZnCl2 + H2(g) Ο ψευδάργυρος αντικαθιστά το κατιόν του υδρογόνου. 2

Αντιδράσεις απλής αντικατάστασης Στερεό χλωριούχο νάτριο αντιδρά με αέριο φθόριο NaCl(s) + F2(g)  NaF(s) + Cl2(g) το ανιόν φθορίου αντικαθιστά το ανιόν χλωρίου Μεταλλικό αργίλλιο αντιδρά με νιτρικό χαλκό Al(s)+ Cu(NO3)2(aq) 2 2

Συμπλήρωσε τον πίνακα που ακολουθεί με τις αντιδράσεις μεταξύ των στοιχείων και των χημικών ενώσεων – εφόσον αυτές γίνονται.

         Mg + AgNO3  Ag+ Mg(NO3)2 Cu + AgNO3  Ag+ Cu(NO3)2 Zn    Mg + AgNO3  Ag+ Mg(NO3)2 Cu + AgNO3  Ag+ Cu(NO3)2 Zn + AgNO3  Ag+ Zn(NO3)2 AgNO3   Mg + H2SO4  H2 + MgSO4 Zn + H2SO4  H2 + ZnSO4 H2SO4 NR   Mg+ Fe(NO3)3  Fe+ Mg(NO3)2 Zn+ Fe(NO3)3  Fe+ Zn(NO3)2 Fe(NO3)3 NR   Mg + CuCl2  Cu + MgCl2 Zn + CuCl2  Cu + ZnCl2 CuCl2 NR

4. Αντιδράσεις διπλής αντικατάστασης Γίνονται όταν ένα μέταλλο αντικαθιστά ένα άλλο μέταλλο σε μια ένωση και ένα αμέταλλο ένα άλλο αμέταλλο σε μια ένωση ένωση + ένωση  προϊόν 1 + προϊόν 2 AB + CD  AD + CB

Αντιδράσεις διπλή αντικατάστασης Σκεφτείτε το ως συνδυασμός «άκροι με άκρους» και «μέσου με μέσο» Παράδειγμα : AgNO3(aq) + NaCl(s)  AgCl(s) + NaNO3(aq) Άλλο παράδειγμα : K2SO4(aq) + Ba(NO3)2(aq)  KNO3(aq) + BaSO4(s) 2

Μια αντίδραση διπλής αντικατάστασης γίνεται μόνο εφόσον ένα από τα προϊόντα της αντίδρασης: «πέφτει» ως ίζημα (καταβύθιση). εκφεύγει ως αέριο από το αντιδρών σύστημα είναι ελάχιστα ιοντιζόμενη ένωση, δηλαδή διίσταται σε πολύ μικρό ποσοστό.

Κυριότερα αέρια και ιζήματα

ΕΦΑΡΜΟΓΗ Συμπληρώστε τις αντιδράσεις HCl(aq) + AgNO3(aq)  CaCl2(aq) + Na3PO4(aq)  Pb(NO3)2(aq) + BaCl2(aq)  FeCl3(aq) + NaOH(aq)  H2SO4(aq) + NaCl(aq)  KOH(aq) + CuSO4(aq) 

5. Αντιδράσεις Εξουδετέρωσης Είναι ειδική κατηγορία των αντιδράσεων διπλής αντικατάστασης, αλλά την εξετάζουμε χωριστά λόγω της μεγάλης σημασίας της και του πολύ χαρακτηριστικού μοτίβου που τη διακρίνει.

Αντιδράσεις Εξουδετέρωσης Γενικό Σχήμα Αντίδρασης: Οξύ + Βάση  Άλας και Νερό ή HxA + M(OH)y  MxAy + H2O Καταλαβαίνετε γιατί κατατάσσουμε τις εξουδετερώσεις στις αντιδράσεις διπλής αντικατάστασης;

ΕΦΑΡΜΟΓΗ Συμπληρώστε τις αντιδράσεις HCl(aq) + AgOH(aq)  H2SO4(aq) + NaOH(aq)  H2S(aq) + Ca(OH)2(aq)  H3PO4(aq) + KOH(aq)  H2SO4(aq) + Al(OH)3(aq)  KOH(aq) + HNO3(aq) 

ΠΡΟΣΟΧΗ! Υπάρχει μια εξαίρεση στις αντιδράσεις εξουδετέρωσης και αυτή είναι όταν η ανόργανη βάση είναι η αμμωνία (NH3). Τότε δεν παράγεται νερό, παρά μόνο ένα αμμωνιακό άλας. Π.χ. HCl + NH3  NH4Cl ΗΝΟ3 + ΝΗ3  ΝΗ4ΝΟ3