Download
1 / 22

Κων/νος Θέος, [email protected] - PowerPoint PPT Presentation


  • 100 Views
  • Uploaded on

5 ο κεφάλαιο Χημείας Θετικής Κατεύθυνσης Β΄ Λυκείου Οξείδωση - Αναγωγή Οξειδωτικά - Αναγωγικά Αντιδράσεις οξειδοαναγωγής. Κων/νος Θέος, [email protected] 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, [email protected]' - 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

  • 5ο κεφάλαιο

  • Χημείας Θετικής Κατεύθυνσης

  • Β΄ Λυκείου

  • Οξείδωση - Αναγωγή

  • Οξειδωτικά - Αναγωγικά

  • Αντιδράσεις οξειδοαναγωγής

Κων/νος Θέος, [email protected]


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, [email protected]


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, [email protected]


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, [email protected]


Οξειδοαναγωγή

Κων/νος Θέος, [email protected]


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, [email protected]


    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, [email protected]




    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, [email protected]


    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, [email protected]


    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, [email protected]


    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, [email protected]


    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, [email protected]


    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, [email protected]


    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, [email protected]


    Αντιδράσεις σύνθεσης μετάλλου - αμετάλλου

    Κων/νος Θέος, [email protected]


    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, [email protected]


    Αντιδράσεις οξειδωτικών οξέων διάσπασης

    • 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, [email protected]


    Αντιδράσεις οξειδωτικών οξέων διάσπασης

    • 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, [email protected]


    Αντιδράσεις διχρωμικού καλίου διάσπασης

    • 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, [email protected]


    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, [email protected]


    ad