slide1
Download
Skip this Video
Download Presentation
Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

Loading in 2 Seconds...

play fullscreen
1 / 22

Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr - PowerPoint PPT Presentation


  • 100 Views
  • Uploaded on

5 ο κεφάλαιο Χημείας Θετικής Κατεύθυνσης Β΄ Λυκείου Οξείδωση - Αναγωγή Οξειδωτικά - Αναγωγικά Αντιδράσεις οξειδοαναγωγής. Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr. Οξειδοαναγωγή. Οξείδωση είναι η ένωση ενός στοιχείου με το οξυγόνο ή η αφαίρεση υδρογόνου από μία ένωση. Παράδειγμα:

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about ' Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr' - tiva


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
slide1

5ο κεφάλαιο

  • Χημείας Θετικής Κατεύθυνσης
  • Β΄ Λυκείου
  • Οξείδωση - Αναγωγή
  • Οξειδωτικά - Αναγωγικά
  • Αντιδράσεις οξειδοαναγωγής

Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

slide2

Οξειδοαναγωγή

  • Οξείδωση είναι η ένωση ενός στοιχείου με το οξυγόνο ή η αφαίρεση υδρογόνου από μία ένωση.
  • Παράδειγμα:
  • O C οξειδώνεται προς CO2 σύμφωνα με την αντίδραση:
  • C + O2 → CO2
  • Το HCl οξειδώνεται προς Cl2 σύμφωνα με την αντίδραση:
  • 4 HCl + O2 → 2 Cl2 + 2 H2O
  • Αναγωγή είναι η ένωση ενός στοιχείου με το υδρογόνο ή η αφαίρεση οξυγόνου από μία ένωση
  • Παράδειγμα:Το Ι2 ανάγεται σε ΗΙ σύμφωνα με την αντίδραση:
  • Ι2 + Η2 → 2 ΗΙ
  • Το ZnO ανάγεται σε Zn σύμφωνα με την αντίδραση:
  • ZnO + C → Zn + CO

Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

slide3

Οξειδοαναγωγή

  • Οξείδωση είναι η αποβολή ηλεκτρονίων
  • Αναγωγή είναι η πρόσληψη ηλεκτρονίων

Παράδειγμα:

O Zn αντιδρά με ιόντα χαλκού σύμφωνα με την αντίδραση:

Zn + Cu2+ → Zn2+ + Cu

Κάθε άτομο Zn αποβάλλει 2 ηλεκτρόνια (οξειδώνεται)

Κάθε κατιόν Cu2+ προσλαμβάνει 2 ηλεκτρόνια (ανάγεται)

Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

slide4

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.

Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

slide5

Οξειδοαναγωγή

Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

slide6

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. Ναο, Cl2o, Mgo
  • Το F στις ενώσεις του έχει πάντοτε αριθμό οξείδωσης (Α.Ο) ίσο με -1.
          • -1 -1
  • π.χ. NaF, CaF2
  • Το Η στις ενώσεις του έχει αριθμό οξείδωσης (Α.Ο) ίσο με +1, εκτός από τις ενώσεις του με μέταλλα (υδρίδια) που έχει -1.
  • +1 -1
  • π.χ. HBr, CaH2
  • Το αλγεβρικό άθροισμα των αριθμών οξείδωσης (Α.Ο) όλων των ατόμων σε μία ένωση είναι ίσο με το μηδέν.
    • π.χ. στην ένωση ΚΜnO4
  • 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 Cr2O72-
  • το Cr έχει x
      • το Ο έχει -2
      • Σχηματίζουμε την εξίσωση: 2·x + 7·(-2) = -2 ⇒ x = +6
  • 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 F2O (οξείδιο του φθορίου), στην οποία έχει +2.
          • -2 -1 +2
  • π.χ. Na2O, Η2Ο2, F2O

Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

slide7

Οξειδοαναγωγή

  • Οξείδωση είναι η αύξηση του αριθμού οξείδωσης
  • Αναγωγή είναι η μείωση του αριθμού οξείδωσης

Στην αντίδραση

MnO2 + 4 HCl → MnCl2 + Cl2 + 2 H2O

το Mn από +4 στο ΜnΟ2 ανάγεται σε +2 στο MnCl2

το Cl από -1 στο HCl οξειδώνεται σε 0 στο Cl2

  • 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

MnO2 + 4 HCl → MnCl2 + Cl2 + 2 H2O

το MnΟ2 είναι οξειδωτικό και το ΗCl είναι αναγωγικό

Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

slide10

Εύρεση προϊόντων - Συντελεστών

Θα συμπληρώσουμε την αντίδραση: αραιόΗΝΟ3+ Cu → ...

  • Το οξειδωτικό σώμα είναι το HNO3 ενώ το αναγωγικό είναι το Cu.
  • Με βάση τον πίνακα των οξειδωτικών το ΗΝΟ3 σχηματίζει ΝΟ και με βάση τον πίνακα των αναγωγικών ο Cu σχηματίζει άλας του οξέος. Γράφουμε τα κύρια προϊόντα

+5

0

+2

+2

HNO3+Cu→NO+Cu(NO3)2

8

+ 4Η2Ο

3

2

3

  • Η Μ.Α.Ο. του Ν δείχνει το πλήθος των ατόμων Cu που οξειδώνον-ται. Βάζουμε συντελεστή στο Cu(NO3)2 τον αριθμό 3.
  • Το N ανάγεται από +5 σε +2, άρα Μ.Α.Ο. = 3, όπου Μ.Α.Ο. είναι η μεταβολή του αριθμού οξείδωσης.
  • Η Μ.Α.Ο. του Cu δείχνει το πλήθος των ατόμων Ν που ανάγονται. Βάζουμε συντελεστή στο ΝΟ τον αριθμό 2.
  • Ο Cu οξειδώνεται από 0 σε +2, άρα Μ.Α.Ο. = 2
  • Ισοσταθμίζουμε τα άτομα Ν, Cu και συμπληρώνουμε τα απαραίτητα μόρια νερού στο δεύτερο μέλος ώστε να ισοσταθμιστούν και τα άτομα Η και Ο.

Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

slide11

Εύρεση προϊόντων - Συντελεστών

Θα συμπληρώσουμε με τη μέθοδο των ημιαντιδράσεων την αντίδραση:

αραιόΗΝΟ3+ Cu → ...

  • Γράφουμε την ημιαντίδραση αναγωγής του ΗΝΟ3
  • HNO3 + 3 H+ + 3 e- → NO + 2 Η2Ο
  • Γράφουμε την ημιαντίδραση οξείδωσης του Cu
  • Cu → Cu2+ + 2 e-
  • Πολλαπλασιάζουμε την ημιαντίδραση αναγωγής x2 και την ημιαντί-δραση οξείδωσης x3 ώστε να ισοσταθμιστούν τα ηλεκτρόνια.
  • 2 ΗNO3 + 6 H+ + 6 e- → 2 NO + 4 Η2Ο
  • 3 Cu → 3 Cu2+ + 6 e-
  • Προσθέτουμε τις τελικές ημιαντιδράσεις κατά μέλη και έχουμε:
  • 2 ΗNO3 + 3 Cu + 6 H+ → 2 NO + 3 Cu2+ + 4 Η2Ο
  • Γράφουμε την αντίδραση με μόρια και έχουμε:
  • 8 ΗNO3 + 3 Cu → 2 NO + 3 Cu(ΝΟ3)2 + 4 Η2Ο

Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

slide12

Αντιδράσεις απλής αντικατάστασης

  • Ηλεκτροχημική σειρά δραστικότητας των μετάλλων

Li K Ba Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Co Ni Sn Pb H2 Bi CuHgAg Pt Au

μείωση της δραστικότητας

  • 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 CuCl2

Fe + CuCl2 → FeCl2 + 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.

Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

slide13

Αντιδράσεις απλής αντικατάστασης

  • Ηλεκτροχημική σειρά δραστικότητας των μετάλλων

Li K Ba Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Co Ni Sn Pb H2 Bi CuHgAg Pt Au

μείωση της δραστικότητας

Παραδείγματα της μορφής: Μ + Μ΄Χ →ΜΧ + Μ’

  • 3 Fe + 2 AuCl3 → 3 FeCl2 + 2 Au
  • Cu + 2 AgNO3 → Cu(NO3)2 + Ag
  • 2 Al + Cr2O3 → Al2O3 + 2 Cr
  • 2 Al + Fe2O3 → Al2O3 + 2 Fe
  • Fe + CaCl2 → αδύνατη
  • Cu + ZnSO4 → αδύνατη

Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

slide14

Αντιδράσεις απλής αντικατάστασης

  • Ηλεκτροχημική σειρά δραστικότητας των αμετάλλων

F2 O3 Cl2 Br2 O2 I2 S N C

μείωση της δραστικότητας

  • Κάθε αμέταλλο A αντικαθιστά στις ενώσεις τους λιγότερο δραστικά aμέταλλα A΄ από αυτό. Στο παράδειγμα που ακολουθεί το F2 αντικαθιστά το Br2 στη χημική ένωση NaBr

F2 + 2 NaBr → 2 NaF + Br2

Παραδείγματα της μορφής: A + ΜA΄→ ΜA + A΄

  • F2 + 2 KBr → 2 KF + Br2
  • X2 + H2S → 2 HX + S (X = F,Cl,Br,I)
  • Cl2 + H2O2 → 2 HCl + O2
  • Br2 + KF → αδύνατη.

Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

slide15

Αντιδράσεις απλής αντικατάστασης

  • Τα πολύ δραστικά μέταλλα K, Ba, Ca, Na αντιδρούν με το νερό και σχηματίζουν υδροξείδια ελευθερώνοντας αέριο Η2
  • 2 Na + 2 H2O → 2 NaOH + H2
  • Ca + 2 H2O → Ca(OH)2 + H2
  • Τα υπόλοιπα μέταλλα που είναι δραστικότερα από το υδρογόνο αντιδρούν εν θερμώ με το νερό και σχηματίζουν οξείδια ελευθερώνοντας αέριο Η2
  • Mg + H2O → MgO + H2
  • Zn + H2O → ZnO + H2

Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

slide16

Αντιδράσεις σύνθεσης μετάλλου - αμετάλλου

  • Τα μέταλλα (με εξαίρεση τα ευγενή Ag, Au, Pt) αντιδρούν με το οξυγόνο και σχηματίζουν οξείδια
  • 2 Al + 3/2 O2 → Al2O3
  • 2 Ca + O2 → 2 CaO
  • Τα μέταλλα αντιδρούν με τα αλογόνα και σχηματίζουν άλατα
  • 2 Νa + F2 → 2 NaF
  • Mg + Cl2 → MgCl2
  • Τα μέταλλα αντιδρούν με θείο, άζωτο, άνθρακα, υδρογόνο κ.α. αμέταλλα σχηματίζοντας σουλφίδια, νιτρίδια, καρβίδια, υδρίδια κ.α.
  • Mg + S → MgS
  • 3 Ca + N2 → Ca3N2
  • 2 C + Ca → CaC2
  • 2 Na + H2 → 2 NaH

Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

slide17

Αντιδράσεις σύνθεσης μετάλλου - αμετάλλου

Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

slide18

Αντιδράσεις αποσύνθεσης ή διάσπασης

  • Αυθόρμητες διασπάσεις.
  • Γίνονται χωρίς εξωτερικό ερέθισμα, χαρακτηριστική είναι η διάσπαση του υπεροξειδίου του υδρογόνου σε νερό και οξυγόνο.
    • 2 H2O2 → 2 H2O + O2
    • 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.
  • CaCO3 → CaO + CO2
  • Ηλεκτρολυτικές διασπάσεις.
  • Γίνονται παρουσία ηλεκτρικού ρεύματος, χαρακτηριστική είναι η ηλεκτρολυτική διάσπαση του νερού σε υδρογόνο και οξυγόνο.
  • 2 H2O → 2 H2 + O2

Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

slide19

Αντιδράσεις οξειδωτικών οξέων

  • Οξειδώνουν τα περισσότερα μέταλλα (Μ) με εξαίρεση το χρυσό και το λευκόχρυσο σύμφωνα με τις αντιδράσεις

0 +5 +x +2

3 Μ + 4x HNO3(αραιό)→ 3 M(NO3)x + x NO + 2x H2O

0 +5 +x +4

Μ + 2x HNO3(πυκνό)→ M(NO3)x + x NO2 + x H2O

0 +6 +x +4

2 Μ + 2x H2SO4(πυκνό)→ M2(SO4)x + x SO2 + x H2O

  • Οξειδώνουν διάφορα αναγωγικά, ακολουθούν ορισμένα παραδείγματα

+2 +5 +3 +2

3 FeO + 10 HNO3(αραιό)→ 3 Fe(NO3)3 + NO + 5 H2O

+2 +5 +4 +4

CO + 2 HNO3(πυκνό)→ CO2 + 2 NO2 + H2O

+2 +6 +4 +4

CO + H2SO4(πυκνό)→ CO2 + SO2 + H2O

Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

slide20

Αντιδράσεις οξειδωτικών οξέων

  • Οξειδώνουν στερεά αμέταλλα σύμφωνα με τον πίνακα που ακολουθεί

+5 0 +6 +2

2 ΗΝΟ3αραιό + S → H2SO4 + 2 NO+ H2O

0 +5 +4 +4

C + 4 HNO3πυκνό → CO2 + 4 NO2 + 2 H2O

0 +6 +5 +4

2 P + 5 H2SO4πυκνό → 2 H3PO4 + 5 SO2 + 2 H2O

Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

slide21

Αντιδράσεις διχρωμικού καλίου

  • Το διχρωμικό κάλιο δρα σε όξινο περιβάλλον (συνήθως H2SO4) και σχηματίζει άλατα του καλίου και του τρισθενούς Cr3+. Το διχρωμικό κάλιο έχει πορτοκαλί χρώμα και τα άλατα του τρισθενούς χρωμίου είναι πράσινα.

+6 -1 +3 0

K2Cr2O7 + 7H2SO4 + 6NaCl → K2SO4 + Cr2(SO4)3 + 3Cl2 + 3Na2SO4 + 7H2O

+6 +2 +3 +4

K2Cr2O7 + 4H2SO4 + 3CO → K2SO4 + Cr2(SO4)3 + 3CO2 + 4H2O

+6 +2 +3 +3

K2Cr2O7 + 14HCl + 6FeCl2→ 2KCl + 2CrCl3 + 6FeCl3 + 7H2O

+6 -1 +3 0

K2Cr2O7 + 14HCl → 2KCl + 2CrCl3 + 3Cl2 + 7H2O

+6 -1 +3 +1

K2Cr2O7 + 4H2SO4 + 3CH3CH2OH → K2SO4 + Cr2(SO4)3 + 3CH3CH=O + 7H2O

Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

slide22

Αντιδράσεις υπερμαγγανικού καλίου

  • Το υπερμαγγανικό κάλιο δρα σε όξινο περιβάλλον (συνήθως θειικού οξέος) και σχηματίζει άλατα του καλίου και του Mn2+. Το υπερμαγγανικό κάλιο έχει κόκκινο και τα άλατα του δισθενούς μαγγανίου είναι άχρωμα.

+7 -1 +2 0

2KMnO4 + 8H2SO4 + 10NaCl → K2SO4 + 2MnSO4 + 5Cl2 + 5Na2SO4 + 8H2O

+7 +2 +2 +4

2KMnO4 + 3H2SO4 + 5CO → K2SO4 + 2MnSO4 + 5CO2 + 3H2O

+7 +2 +2 +4

2KMnO4 + 16HCl + 5SnCl2→ 2KCl + 2MnCl2 + 5SnCl4 + 8H2O

+7 -1 +2 0

2KMnO4 + 16HCl → 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 + 8H2O

+7 +1 +2 +3

2KMnO4 + 3H2SO4 + 5CH3CH=O → K2SO4 + 2MnSO4 + 5CH3COOH + 3H2O

Κων/νος Θέος, kostasctheos@yahoo.gr

ad