Nr ćwiczenia 1	Temat: Typy reakcji. Reakcje redoks.	Wykonano 13. 10. 1999
Wydział WNiG / I rok	Imię i Nazwisko	Grupa IV / VI
Data oddania 20. 10. 1999	Uwagi prowadzącego	Ocena:

WPROWADZENIE TEORETYCZNE

Reakcja chemiczna jest to przemiana jednych substancji w inne. Substancje, które wchodzą do reakcji nazywamy reagentami lub substratami; substancje, które powstają w tym procesie, nazywamy produktami. Fakt zajścia reakcji rozpoznajemy po objawach, takich jak: zmiana stanu skupienia, barwy, struktury krystalicznej, a także po efektach energetycznych, takich jak podwyższenie temperatury, żarzenie, efekty płomieniowe, trzaski itp.

Najprostszym, a zarazem bardzo kompletnym opisem reakcji chemicznej jest równanie chemiczne. Mimo że jest to opis symboliczny, w równaniu zakodowane są w postaci liczb, symboli i wzorów nie tylko substraty i produkty reakcji, ale także sam akt przemiany. W zależności od potrzeb i sytuacji równaniom nadaje się różne znaczenia i w konsekwencji różnie się je interpretuje. Rozróżniamy podstawowe typy reakcji:

• reakcja syntezy: z prostych substancji powstają złożone

• reakcja analizy: z substancji złożonych powstają proste

• reakcja wymiany: reagujące substancje wymieniają swe składniki

• reakcja redoks: przekazanie jednego lub więcej elektronów między atomami.

W powyższych reakcjach brały udział wyłącznie atomy i cząsteczki, ale w większości mamy do czynienia z reakcjami przebiegającymi w środowisku wodnym, w którym to wiele substancji ulega rozpuszczeniu, przy czym kwasy, zasady i sole ulegają dysocjacji elektrolitycznej tworząc wolne jony, obdarzone ładunkiem elektrycznym dodatnim lub ujemnym i biorących udział w wielu reakcjach.

Do najważniejszych należą:

• reakcje zobojętniania, inaczej neutralizacji

• reakcje strąceniowe

• reakcje metali z kwasami

• reakcje metali z solami

Celem ćwiczenia było przybliżenie reakcji typu redoks.

Reakcja redoks, lub utleniania i redukcji to reakcja chemiczna, w trakcie której następuje przekazanie jednego lub więcej elektronów między atomami.

Związana jest z tym zmiana stopni utlenienia pierwiastków wchodzących w skład reagentów: maleje stopień utlenienia utleniacza (utleniacz - atom lub jon przyjmujący elektrony - ulega redukcji), wzrasta stopień utlenienia reduktora (reduktor - atom lub jon oddający elektrony - jest utleniany).

Utlenianie i redukcja na ogół zachodzą łącznie. Reakcje redoks przebiegają we wszystkich ogniwach elektrochemicznych. Utlenienie jest deelektronizacją, redukcja elektronizacją, stąd każdy atom przed i po reakcji występuje na ściśle określonym stopniu utlenienia.

W wyniku tych reakcji można również otrzymać sole. W tym przypadku są to reakcje syntezy metali z niemetalami. Własności redukujące mają również aldehydy, przy czym utlenieniu ulega grupa aldehydowa, która przekształca się w grupę karboksylową -COOH.

PRZYKŁADY REAKCJI

1).

2 HCl + Zn → ZnCl₂ + H₂↑

2 H⁺ + 2ē → H₂ -redukcja

utleniacz

Zn⁰ - 2ē → Zn⁺² -utlenienie

reduktor

W wyniku reakcji wydzielił się wodór.

2).

2HCl + Fe → FeCl₂ + H₂

2 H ⁺ + 2ē → H₂⁰ -redukcja utleniacz

Fe⁰ - 2ē → Fe⁺² -utlenienie reduktor

W reakcji Fe występowało w postaci pręta metalowego, który w wyniku zajścia reakcji zmienił barwę - został wytrawiony.

3).

Hg²⁺(NO₃)₂ + Cu⁰ → Cu(NO₃)₂ + Hg⁰

Hg²⁺ + 2ē → Hg⁰ -redukcja utleniacz

Cu⁰ - 2ē → Cu²⁺ -utlenienie reduktor

W wyniku reakcji nastąpiła zmiana barwy pręta miedzianego (jako Cu).Pręt pokrył się czarnym nalotem - wytrąciła się rtęć.

4).

CuSO₄ + 2NaOH → Na₂SO₄ + Cu(OH)₂ - reakcja wymiany podwójnej

CuCl₂ + 2NaOH → Cu(OH)₂ + 2NaCl

Cu(NO₃)₂ + 2NaOH → Cu(OH)₂ + 2NaNO₃

W wyniku reakcji wytrącił się galaretowaty osad barwy niebiesko - zielonej.

5).

K₂Cr₂O₇ + 4H₂SO₄ + 3H₂S → Cr₂(SO₄)₃ + 3S↓ + K₂SO₄ + 7H₂O

Cr⁶⁺ + 3ē → Cr³⁺ -redukcja

utleniacz

S^2- - 2ē → S⁰ -utlenienie

reduktor

2Cr⁶⁺ + 6ē → 2Cr³⁺

3S^2- - 6ē → 3S⁰

2Cr⁶⁺ + 3ē → 2Cr³⁺ + 3S⁰

Odczuwalnym skutkiem reakcji była zmiana barwy roztworu oraz wydzielanie się siarkowodoru.

6).

2 KMnO₄ + 5 H₂S + 3 H₂SO₄ → 2 Mn(SO)₄ + 5S + K₂SO₄ + 8 H₂O

5 S^-2 - 10ē → 5S - reduktor, reak. utlenienia

2 Mn⁷⁺ + 10ē → 2Mn²⁺ - utleniacz, reak. redukcji

Widocznym skutkiem powyższej reakcji była zmiana barwy (głęboki fiolet), pochodząca od kationów MnO₄^- , na bladoróżową, od anionów Mn²⁺.

Chemia ogólna i nieorganiczna - laboratorium Przemysław Rajs

2

-1-

---