1. Χημεία θετικού προσανατολισμού Γ΄ Λυκείου Κων/νος ΘέοςΧημεία θετικού προσανατολισμού Γ΄ Λυκείου Κων/νος Θέος 1η ενότητα - Οξειδοαναγωγή Χημεία θετικού προσανατολισμού Γ΄ Λυκείου 1η Ενότητα Οξειδοαναγωγή σελ. -5-

2. Χημεία θετικού προσανατολισμού Γ΄ Λυκείου Κων/νος ΘέοςΧημεία θετικού προσανατολισμού Γ΄ Λυκείου Κων/νος Θέος 1η ενότητα - Οξειδοαναγωγή Υπολογισμός συντελεστών Δίνεται μια χημική εξίσωση οξειδοαναγωγής, για παράδειγμα η οξείδωση του CO από όξινο με θειικό οξύ διάλυμα KMnO4. CO + KMnO4 + H2SO4 → CO2 + K2SO4 + MnSO4 Προσδιορίζουμε το χημικό στοιχείο που οξειδώνεται και τη μεταβολή του αριθμού οξείδωσής του. Οξειδώνεται το άτομο C, το οποίο έχει Α.Ο. +2 στο CO και +4 στο CO2, οπότε αυξάνεται ο αριθμός οξείδωσής του κατά 2 μονάδες. Προσδιορίζουμε το χημικό στοιχείο που ανάγεται και τη μεταβολή του αριθμού οξείδωσής του. Ανάγεται το άτομο Mn, το οποίο έχει Α.Ο. +7 στο KMnO4 και +2 στο MnSO4, οπότε μειώνεται ο αριθμός οξείδωσής του από +7 σε +2 κατά 5 μονάδες. Μπορούμε να θεωρήσουμε ότι κάθε άτομο C απέβαλε 2 ηλεκτρόνια και κάθε άτομο Mn πήρε 5 ηλεκτρόνια. Εφόσον δεν μεταφέρονται ηλεκτρόνια στο περιβάλλον και αντίστροφα, πρέπει όσα ηλεκτρόνια αποβάλλουν τα άτομα C τόσα να προσλαμβάνουν τα άτομα Mn. Με αυτό το σκεπτικό η μεταβολή του Α.Ο. κάθε ατόμου C (2 μονάδες) δείχνει ότι χρειάζονται 2 άτομα Mn, και η μεταβολή του Α.Ο. κάθε ατόμου Mn (5 μονάδες) δείχνει ότι χρειάζονται 5 άτομα C. Στο παράδειγμα: 5 CO + 2 KMnO4 + H2SO4 → 5 CO2 + K2SO4 + 2 MnSO4 Ισοσταθμίζουμε τα άτομα των υπόλοιπων στοιχείων. 5 CO + 2 KMnO4 + 3 H2SO4 → 5 CO2 + K2SO4 + 2 MnSO4 Αν δεν έχουν ισοσταθμιστεί τα άτομα Η και του Ο προσθέτουμε όσα μόρια νερού χρειαζόμαστε στα αντιδρώντα ή τα προϊόντα. 5 CO + 2 KMnO4 + 3 H2SO4 → 5 CO2 + K2SO4 + 2 MnSO4 + 3 Η2Ο Σε όλες τις αντιδράσεις οξειδοαναγωγής ισχύει το εξής: Το γινόμενο των ατόμων του στοιχείου που οξειδώνεται επί την αύξηση του Α.Ο. κάθε ατόμου = με το γινόμενο των ατόμων του στοιχείου που ανάγεται επί τη μείωση του Α.Ο. κάθε ατόμου. σελ. -13-

3. Χημεία θετικού προσανατολισμού Γ΄ Λυκείου Κων/νος ΘέοςΧημεία θετικού προσανατολισμού Γ΄ Λυκείου Κων/νος Θέος 1η ενότητα - Οξειδοαναγωγή π.χ. ο διχλωριούχος σίδηρος FeCl2 οξειδώνεται από όξινο με υδροχλωρικό οξύ διάλυμα διχρωμικού καλίου K2Cr2O7 FeCl2 + K2Cr2O7 + HCl→ FeCl3 + KCl + CrCl3 Ο FeCl2 οξειδώνεται σε FeCl3, αυξάνεται ο αριθμός οξείδωσης του Fe από +2 σε +3 κατά 1 μονάδα. Το K2Cr2O7 ανάγεται σε CrCl3, μειώνεται ο αριθμός οξείδωσης του Cr από +6 σε +3 κατά 3 μονάδες. Χρειάζονται 1 άτομα Cr και 3 άτομα Fe. Όμως το K2Cr2O7 έχει 2 άτομα Cr σε κάθε μόριό του και διπλασιάζουμε τα άτομα του Fe. 6 FeCl2 + K2Cr2O7 + HCl→ 6 FeCl3 + 2 KCl + 2 CrCl3 Ισοσταθμίζουμε τα άτομα Cl 6 FeCl2 + K2Cr2O7 + 14 HCl→ 6 FeCl3 + 2 KCl + 2 CrCl3 Ισοσταθμίζουμε τα άτομα H και Ο συμπληρώνοντας μόρια νερού. 6 FeCl2 + K2Cr2O7 + 14 HCl→ 6 FeCl3 + 2 KCl + 2 CrCl3 + 7 Η2Ο π.χ. η αμμωνία ΝΗ3 οξειδώνεται από το οξείδιο του χαλκού CuO ΝΗ3 + CuO→ N2 + Cu Η αμμωνία NH3 οξειδώνεται σε N2, αυξάνεται ο αριθμός οξείδωσης του N από -3 σε 0 κατά 3 μονάδες. Το CuO ανάγεται σε Cu, μειώνεται ο αριθμός οξείδωσης του Cu από +2 σε 0 κατά 2 μονάδες. Χρειάζονται 2 άτομα N και 3 άτομα Cu. 2 ΝΗ3 + 3 CuO→ N2 + 3 Cu Ισοσταθμίζουμε τα άτομα H και Ο συμπληρώνοντας μόρια νερού. 2 ΝΗ3 + 3 CuO→ N2 + 3 Cu + 3 H2O Οι μεταβολές των αριθμών οξείδωσης πρέπει να απλοποιούνται πριν τοποθετηθούν ως συντελεστές (όπου είναι δυνατό). αναγωγή κατά 2 / C + H2SO4→ CO2 + SO2 \ οξείδωση κατά 4 Απλοποιούμε τις μεταβολές με το 2 και βάζουμε συντελεστές στο CO2 και στο SΟ2: C + H2SO4→ CO2 + 2 SO2 Iσοστάθμιση: C + H2SO4→ CO2 + 2SO2 + 2H2O \ / σελ. -14-

4. Χημεία θετικού προσανατολισμού Γ΄ Λυκείου Κων/νος ΘέοςΧημεία θετικού προσανατολισμού Γ΄ Λυκείου Κων/νος Θέος 1η ενότητα - Οξειδοαναγωγή Ασκήσεις Από το σχολικό βιβλίο: 1ο παράδειγμα και η αντίστοιχη εφαρμογή. Ερωτήσεις - ασκήσεις: 1,2,3,4,5,13,14,15,16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26,27,28,29,31,36 1. Ποια από τις αντιδράσεις που ακολουθούν δεν είναι αντίδραση οξειδοαναγωγής; α. P + 5 HNO3→ H3PO4 + NO2 + H2O β. CaO + CO2→ CaCO3 γ. Cℓ2 + 2 NaBr → 2 NaCℓ + Br2 δ. 2 C + H2→ C2H2 2. Οι σημαντικότεροι αριθμοί οξείδωσης του αζώτου είναι –3, 0, +1, +3, +5. Με αυτό το δεδομένο να εξηγήσετε γιατί η ΝΗ3 συμπεριφέρεται ως αναγωγικό και το πυκνό ΗΝΟ3 ως οξειδωτικό. 3. Τι από τα παρακάτω ισχύει για το διοξείδιο του θείου (SO2); Συμπεριφέρεται ως: α. Οξειδωτικό σώμα β. Αναγωγικό σώμα γ. Άλλοτε ως οξειδωτικό και άλλοτε ως αναγωγικό σώμα 4. Μια χημική ουσία που περιέχει χημικό στοιχείο με έναν ενδιάμεσο αριθμό οξείδωσης μπορεί να συμπεριφερθεί ως: α. Οξειδωτικό σώμα β. Αναγωγικό σώμα γ. Άλλοτε ως αναγωγικό και άλλοτε ως οξειδωτικό σώμα 5. Να υπολογίσετε τον αριθμό οξείδωσης του θείου στις παρακάτω ουσίες: SO2, H2S, H2SO4, S8, SO32- 6. Να υπολογίσετε τον αριθμό οξείδωσης του χλωρίου στις παρακάτω ουσίες: Cℓ2, HCℓO3, HCℓO, CaOCℓ2, HCℓ, CℓO4– 7. Να υπολογίσετε τον αριθμό οξείδωσης του Ν στις παρακάτω ουσίες: ΝΟ, ΝΟ2, ΗΝΟ2, ΗΝΟ3, ΝΟ2– 8. Να υπολογίσετε τον αριθμό οξείδωσης του χλωρίου στα παρακάτω ιόντα: CℓO–, CℓO2–, CℓO3– σελ. -15-

5. Χημεία θετικού προσανατολισμού Γ΄ Λυκείου Κων/νος ΘέοςΧημεία θετικού προσανατολισμού Γ΄ Λυκείου Κων/νος Θέος 1η ενότητα - Οξειδοαναγωγή 9. Πως μπορούμε να δικαιολογήσουμε το γεγονός ότι το H2S είναι αναγωγικό σώμα, το H2SO4 είναι οξειδωτικό σώμα και το SO2 είναι και οξειδωτικό και αναγωγικό σώμα; 10. α. Πως ορίζεται ο αριθμός οξείδωσης ενός ατόμου σε μια ένωση του; β. Να υπολογίσετε τον αριθμό οξείδωσης του οξυγόνου σε κάθε μια από τις ενώσεις: Η2Ο, Ο2, Η2Ο2, ΟF2 11. Η πρόταση που ακολουθεί είναι σωστή ή λάθος; Στην αντίδραση C + 2F2 →CF4 ο άνθρακας (C) δρα ως οξειδωτικό. 12. Δίνεται η αντίδραση: 2 ΚClO3 → 2 KCl + 3 O2 Nα γράψετε τους αριθμούς οξείδωσης του Κ, του Cl και του Ο στο αντιδρών σώμα και στα προϊόντα της αντίδρασης και να βρείτε ποιο στοιχείο οξειδώνεται και ποιο στοιχείο ανάγεται. 13. Στην αντίδραση: Cℓ2 + Η2O → ΗCℓ + HCℓO α. τα άτομα του Cl2 μόνο οξειδώνονται β. τα άτομα του Cl2 μόνο ανάγονται γ. το ένα άτομο του Cl2 οξειδώνονται και το άλλο ανάγεται δ. τα άτομα του Cl2 ούτε οξειδώνονται ούτε ανάγονται 14. Η αντίδραση C + O2 → CO2 εκφράζει την οξείδωση του άνθρακα σύμφωνα: α. με όλες τις απόψεις περί οξείδωσης. β. με τη σύγχρονη άποψη. γ. με την άποψη της μεταφοράς ηλεκτρονίων. δ. με την αρχική άποψη και με τη σύγχρονη άποψη. 15. Να συμπληρώσετε τους συντελεστές στις παρακάτω αντιδράσεις οξειδοαναγωγής. α. CO + HNO3→ CO2 + ΝΟ + H2O β. S + HNO3→ H2SO4 + ΝΟ2 + Η2Ο γ. C + H2SO4→ CO2 + SΟ2 + H2O δ. ΚΜnO4 + FeCl2 + HCl → KCl + MnCl2 + FeCl3 + H2O ε. Κ2Cr2O7 + CO + H2SO4→ K2SO4 + Cr2(SO4)3 + CO2 + H2O σελ. -16-