Typy reakcji chemicznych

Procesy utleniania i

redukcji

Typy reakcji chemicznych

Reakcje syntezy

reakcja, w której z dwu lub kilku

substancji prostszych powstaje jedna

substancja bardziej złożona według

schematu:

A + B → C

S + O

2

→ SO

2

CaO + CO

2

→ CaCO

3

Reakcje analizy (rozkładu)

przemiana, w której z jednej substancji

złożonej tworzą się dwie lub kilka

substancji prostszych, odwrotność

reakcji syntezy:

AB → A + B

Typy reakcji chemicznych

CaCO

3

→ CaO + CO

2

Reakcje wymiany

najczęściej spotykany typ reakcji,

następuje tu wymiana składników

pomiędzy substancjami reagującymi,

wyróżnia się:

reakcje wymiany pojedynczej
A + BC → AC + B

Typy reakcji chemicznych

Mg + 2HCl → MgCl

2

+ H

2

reakcje wymiany

podwójnej

AB + CD → AD + BC

2NaOH + H

2

SO

4

→ Na

2

SO

4

+2H

2

O

Przemianom chemicznym towarzyszą efekty

energetyczne

• reakcja, w której układ reagujący pochłania

energię z otoczenia (reakcja o ujemnym
bilansie energetycznym) to

PROCES

ENDOENERGETYCZNY

np. ogrzewanie

chloranu potasu

• reakcja o dodatnim bilansie energetycznym,

taka, w której układ reagujący wydziela
energię do otoczenia to

PROCES

EGZOENERGETYCZNY

np. reakcja kwasu

solnego z węglanem wapnia

Typy reakcji chemicznych

reakcje strącania osadu związków

trudno rozpuszczalnych

reakcje otrzymywania słabych
elektrolitów (kwasów lub zasad)

reakcje zobojętniania

reakcje hydrolizy

Typy reakcji chemicznych

Reakcje strącania osadu związków

trudno rozpuszczalnych: wiele z tych
reakcji ma znaczenie analityczne np.
analiza jakościowa kationów i anionów.

Ważne
Jaką barwę ma osad…
Jaką ma postać (galaretowaty, krystaliczny

itp.)…

W czym się rozpuszcza…

Typy reakcji chemicznych

CdCl

2

+ Na

2

S  CdS↓ + 2NaCl

Cd

2+

+ 2Cl

-

+ 2Na

+

+

S

2-

 CdS↓ + 2Na

+

+ 2Cl

-

Cd

2+

+ S

2-

 CdS↓

kanarkowo żółty osad siarczku kadmu

woda + dwutlenek węgla + światło słoneczne ---> cukry
(węglowodany)

Oddychanie komórkowe

węglowoda

ny

tłuszcze

białka

kwas pirogronowy

oddychanie tlenowe

oddychanie
beztlenowe

O

2

CO

2

+ H

2

O +

E (38 ATP)

kwas mlekowy +

E (2 ATP)

etanol -----> aldehyd octowy -----> kwas
octowy

Wiele procesów zachodzących w

organizmach żywych to efekt

procesów utleniania i redukcji.

Procesy redoks

• Reakcje utleniania i redukcji przebiegają

ze zmianą stopni utlenienia

STOPIEŃ UTLENIENIA

• liczba dodatnich lub ujemnych ładunków,

jakie przypisalibyśmy atomom danego

pierwiastka, gdyby cząsteczki tej

substancji miały budowę jonową.

• liczba elektronów, które atom danego

pierwiastka wykorzystuje do utworzenia

wiązania chemicznego

POJĘCIE UMOWNE!

REAKCJE, W KTÓRYCH NASTĘPUJE

PRZENIESIENIE ELEKTRONU OD

JEDNEJ SUBSTANCJI DO DRUGIEJ

NAZYWAMY REAKCJAMI

UTLENIANIA-REDUKCJI (REDOKS)

W wyniku reakcji redoks następuje

zmiana stopni utlenienia

Procesy redoks

CaO

O

2

1

Ca

2





-2e

+2e

utlenianie

redukcja

Substancja oddająca

elektrony to

REDUKTOR

,

utlenia się

w

reakcji

Substancja pobierająca

elektrony od reduktora

to

UTLENIACZ

,

redukuje się

w reakcji







2

2

O

2e

O

2

1

2e

Ca

Ca

2







• W każdej reakcji utleniania i redukcji

utlenianiu towarzyszy redukcja i
odwrotnie.

• Ogólna liczba oddanych przez

reduktor elektronów musi być równa
liczbie elektronów pobranych przez
utleniacz

Procesy redoks

Reguły określające przypisywanie ładunków (stopni

utlenienia)

1. Stopień utlenienia atomu pierwiastka występującego w

stanie wolnym, we wszystkich odmianach alotropowych

równy jest ZERU.

2. Suma stopni utlenienia atomów w cząsteczce jest równa

zeru, a w jonie jest równa ładunkowi jonu.

3. Fluor we wszystkich związkach posiada stopień utlenienia -1.

4. Wodór posiada stopień utlenienia +1, z wyjątkiem połączeń z

metalami,

w których wodór ma stopień utlenienia -1 (wodorki litowców i

berylowców np. NaH).

5. Stopień utlenienia tlenu wynosi -2, z wyjątkiem połączeń

nadtlenkowych, w których tlen jest na -1 stopniu utlenienia

(np. BaO

2

), oraz fluorku tlenu OF

2

, w którym tlen jest na +2

stopniu utlenienia. W ponadtlenkach przyjmuje się stopień

utlenienia -1/2 (np.KO

2

)

6. Stopień utlenienia litowców wynosi +1, a berylowców +2.

Bilansowanie reakcji

redoks

1. określić stopnie utlenienia

poszczególnych pierwiastków

reakcji

KMnO

4

+ Na

2

SO

3

+ H

2

O  MnO

2

+

Na

2

SO

4

+ KOH

+1 +7 -2 +1 +4 -2 +1 -2

KMnO

4

+ Na

2

SO

3

+ H

2

O



+4 -2 +1 +6 -2 +1 -2 +1

MnO

2

+ Na

2

SO

4

+ KOH

Bilansowanie reakcji

redoks

2.zaznaczyć pierwiastki

zmieniające swój stopień

utleniania – wskazać utleniacz i

reduktor

+1 +7 -2 +1 +4 -2 +1

-2

K

Mn

O

4

+ Na

2

S

O

3

+ H

2

O



+4 -2 +1 +6 -2 +1 -2

+1

Mn

O

2

+ Na

2

S

O

4

+ KOH

Mangan przeszedł z +7 stopnia utlenienia na +4:

zredukował się

;

jest utleniaczem

Siarka zmieniła stopień utlenienia z +4 na +6;

utleniła się;

jest reduktorem

Bilansowanie reakcji

redoks

3. ustalić, ile elektronów oddają
atomy reduktora, a ile
elektronów pobierają atomy
utleniacza, zapisać oddzielnie
procesy utleniania i redukcji

Utlenianie:

S

+4

- 2e = S

+6

· 3

Redukcja:

Mn

+7

+ 3e =

Mn

+4

.

2

czyli:

3S

+4

- 6e = 3S

+6

2Mn

+7

+ 6e = 2Mn

+4

4. dobrać współczynniki przy
utleniaczu i reduktorze (liczba
elektronów biorących udział w
procesie utleniania musi być
równa liczbie elektronów w
procesie redukcji

2

KMnO

4

+

3

Na

2

SO

3

+ H

2

O 

2

MnO

2

+

3

Na

2

SO

4

+

2

KOH

Bilansowanie reakcji

redoks

5. sprawdzić poprawność

współczynników poprzez bilans

atomów tlenu

(liczba atomów tlenu po stronie

substratów musi być równa liczbie

atomów tlenu po stronie

produktów)

Bilansowanie reakcji

redoks

2

KMn

O

4

+

3

Na

2

S

O

3

+

H

2

O



2

Mn

O

2

+

3

Na

2

S

O

4

+

2

K

O

H

Strona lewa

Strona

prawa

Tlen

8

9

+ 1

18

4

12

+ 2

18