2009-11-11
WYKA
AD II
WYKA
AD II
Reakcje chemiczne są to procesy polegające na przegrupowaniu atomów
wchodzących w skład cząsteczki substancji wyjściowych (substraty reakcji) i
Podstawowe obliczenia stechiometryczne.
wytworzeniu substancji o odmiennym składzie i właściwościach (produkty
reakcji).
Reakcje chemiczne przedstawimy za pomocÄ… odpowiedniego zapisu
chemicznego  równań reakcji. Zapis ten przedstawia jakościowo i ilościowo
przebieg reakcji.
3 H2O + P2O5 2 H3PO4
17:30
Reakcje chemiczne przebiegajÄ… zgodnie z podstawowymi
prawami chemicznymi: 3. Prawo stosunków wielokrotnych stwierdza, że jeżeli dwa
pierwiastki tworzą ze sobą kilka różnych związków chemicznych, to w
związkach tych na tę samą ilość jednego pierwiastka przypadają ściśle
1. Prawo zachowania masy stanowi, że suma mas reagentów nie określone ilości drugiego pierwiastka, pozostające do siebie w
ulega zmianie podczas reakcji chemicznej (masa substratów jest równa stosunku niewielkich liczb całkowitych
masie produktów reakcji )
2. Prawo stosunków stałych podaje, że związek chemiczny ma stały
4. Prawo stosunków objętościowych: objętości gazowych
skład ilościowy (stały stosunek mas atomów poszczególnych
substratów i produktów reakcji, mierzone w jednakowych warunkach,
pierwiastków w cząsteczce), a zatem pierwiastki reagują ze sobą w
mają się do siebie, jak niewielkie liczby całkowite. W warunkach
stałych, ściśle określonych stosunkach ilościowych, nazywanych
normalnych (p = 101325 Pa, T = 273,15 K) jeden mol gazu doskonałego
stosunkami stechiometrycznymi.
zajmuje objętość 22,41 dm3
17:30 17:30
1
2009-11-11
Reakcje można klasyfikować na bardzo wiele sposobów,
np. ze względu na:
c) Przeniesienie elektronów między reagującymi cząsteczkami, którym
towarzyszy zmiana stopnia utlenienia pierwiastków biorących udział w reakcji
(reakcje utleniająco-redukcyjne) i reakcje bez przeniesienia elektronów, bez
a) Charakter przemian, jakim ulegajÄ… reagujÄ…ce substancje:
zmiany stopnia utlenia pierwiastków
A + B = C reakcja syntezy
C = A + B reakcja rozkładu
AB + CD = AD + CB reakcja wymiany
d) Stan fazowy substratów i produktów reakcji (reakcje jednofazowe 
homogeniczne i wielofazowe  heterogeniczne)
b) Efekty energetyczne, które towarzyszą przemianą chemicznym:
A(g) + B(g) = C(g) reakcja jednofazowa
A + B = C  Q reakcja endotermiczna
A(s) + B(g) = C(g) reakcja wielofazowa
A + B = C + Q reakcja egzotermiczna
17:30 17:30
Utlenianie i redukcja
Istota reakcji utleniania i redukcji (reakcje redoksowe) polega na wymianie
e) Odwracalność reakcji:
elektronów pomiędzy reagentami ze zmianą stopnia utlenienia. Utlenianie
związane jest z oddawaniem elektronów (podwyższanie stopnia utlenienia).
A + B C reakcja odwracalna
Procesem przeciwnym jest redukcja  przyjęcie elektronów (obniżenie stopnia
A + B C reakcja nieodwracalna
utleniania).
- powstawanie warstewki ochronnej na aluminium pod wpływem tlenu z
Reakcję nazywamy odwracalną lub równowagową, jeżeli jej wyniku ustala się stan
atmosfery (pasywacja aluminium)
równowagi , w którym współistnieją produkty i substraty.
4 Al + 3 O2 2 Al2O3
Reakcje nieodwracalne to takie, w których nie osiąga się stanu równowagi - jeden z etapów korozji żelaza
pomiędzy substratami a produktami, np. wtedy, gdy jeden z produktów opuszcza 4 Fe + 3 O2 + 2 H2O 4 FeO(OH)
środowisko reakcji.
- powstawanie zielonej patyny na powierzchni miedzi pod wpływem atmosfery
2 Cu + CO2 + H2O + O2 Cu2(OH)2CO3
17:30 17:30
2
2009-11-11
Reakcje strÄ…ceniowe
Przez reakcje strÄ…ceniowe rozumie siÄ™ reakcje prowadzÄ…ce do powstania
Reakcje kompleksowe
związków trudno rozpuszczalnych w wodzie , które zwykle wytrącają się w
postaci osadu, aczkolwiek mogą też utrzymywać się w wodzie w postaci
W wyniku reakcji kompleksowych (reakcje koordynacyjne lub zespolone)
koloidalnej zawiesiny (zol). Reakcję strącania można traktować jako
powstają związki, w których występują tzw. jony lub atomy centralne,
odwrotność rozpuszczania.
otoczone przez czÄ…steczki lub jony zwane ligandami.
Hydratacja glinianu trójwapniowego  tworzy się kompleksowy jon [Al(OH)6]3-
Powstawanie nacieków wapiennych na betonie pod wpływem działania sześciohydroksy glinianu; reakcja zachodząca podczas wiązania cementu
portlandzkiego
dwutlenku węgla z powietrza
Ca(OH)2 + CO2 CaCO3 “! + H2O
3 CaO " Al2O3 + 6 H2O Ca3[Al(OH)6]2
W atmosferze przemysłowej powstawanie wykwitów gipsowych na betonie
Ca(OH)2 + H2SO4 CaSO4 " 2 H2O “!
17:30 17:30
Reakcje endotermiczne i egzotermiczne
Reakcje heterogeniczne; reakcje ciał stałych
Wszystkim reakcjom towarzyszy efekt cieplny.
Wszystkie reakcje ciał stałych, w tym większości reakcji związanych z
budownictwem (np. tworzenie klinkieru cementu portlandzkiego, wiÄ…zanie
Reakcje endotermiczne:
cementu itp.), reakcjami heterogenicznymi .
-Wypalanie kamienia wapiennego
CaCO3 + 178,5 kJ CaO + CO2
Podczas wypalania klinkieru cementowego
-Wypalanie kamienia gipsowego
CaO + SiO2 Ca SiO3
CaSO4 " 2 H2O + 16,4 kJ CaSO4 " ½ H2O + 1,5 H2O
CaSO4 " 2 H2O + 19,9 kJ CaSO4 + 2 H2O
W tym przypadku jony Ca2+ i Si4+ dyfundują w dwóch przeciwnych
kierunkach. W skutek szybszej dyfuzji jonów Ca2+ powstaje najpierw
Ca2SiO4, który następnie przechodzi w produkt końcowy
17:30 17:30
3
2009-11-11
Stechiometria równań chemicznych
Przykłady reakcji egzotermicznych
Substancje reagują ze sobą w ściśle określonym stosunku ilościowym,
- Gaszenie wapna palonego
charakterystycznym dla danej reakcji. Również powstające produkty pozostają
CaO + H2O Ca(OH)2 + 67,0 kJ
do siebie i do substratów w ściśle określonych stosunkach. Stosunki ilościowe
między reagentami, tzw. stosunki stechiometryczne, oblicza się na podstawie
- Uwodnienie gipsu
równania chemicznego. Najczęściej wykorzystuje się trzy sposoby określania
CaSO4 " ½ H2O + 1,5 H2O CaSO4 " 2 H2O + 16,4 kJ stosunku stechiometrycznego: molowy, masowy (wagowy) i objÄ™toÅ›ciowy.
Stosunek objętościowy tylko dla gazów jest taki sam jak stosunek molowy, co
wynika z zasady Avogadra, np.:
- Powstawanie minerałów cementowych podczas klinkieryzacji
36 CaO + 8 SiO2 + 4 Al2O3 + 2 Fe2O3 6 (3 CaO " SiO2) + 2 (2 CaO " SiO2) +
Równanie chemiczne: 3H2 + N2 2NH3
+ 2 (3 CaO " Al2O3) + 2 (4 CaO " Al2O3 " Fe2O3) + 1371,4 kJ
Molowy stosunek stechiometryczny: 3 mole : 1 mola : 2 mole
- Hydroliza alitu (jedna z reakcji hydratacji cementu)
2 (3 CaO " SiO2) + 6 H2O 2 (1,5 CaO " SiO2 " 1,5 H2O) + 3 Ca(OH)2 + 918 kJ
Masowy stosunek stechiometryczny: 6 g : 28 g : 34 g
Objętościowy stosunek stechiometryczny: 3 obj. : 1 obj. : 2 obj.
17:30
Stosunki liczbowe i procenty.
Schemat obliczeń stechiometrycznych jest następujący:
Schemat obliczeń stechiometrycznych jest następujący:
a) Należy poprawnie napisać wzory związków stechiometrycznych po stronie
Często w zadaniach o mieszaninach lub mieszankach dwuskładnikowych,
substratów i produktów
podaje się, że stosunek jednej wielkości składniowej do drugiej równy jest
b) Dobrać współczynniki stechiometryczne w równaniu reakcji chemicznej
stosunkowi dwóch liczb.
c) Na podstawie stosunków molowych, wynikających ze wzoru lub równania
Przykład zmiany stosunku na procenty:
reakcji, należy określić stosunki masowe,
Stosunek mas dwóch składników mieszanki jest równy 2,5:5,5
d) Ze stosunków masowych i danych zadania, za pomocą proporcji należy obliczyć
Ile procent mieszanki stanowi każdy składnik?
masę składnika związku lub masę reagenta
RozwiÄ…zanie:
Zadanie
Masa mieszanki to 8 części wagowych.
W wyniku reakcji metalicznego sodu z wodą otrzymano 2 g NaOH. Obliczyć, ile
2 ,5
Pierwszy składnik to części, czyli 31,25% masy mieszanki.
sodu użyto w reakcji i jaką objętość zajmie wydzielający się wodór w warunkach
8
normalnych?
5,5
Drugi składnik to części, czyli 68,75% masy mieszanki.
8
Odpowiedz

Odpowiedz

Składniki mieszanki stanowią 31,5% i 68,75%.
Składniki mieszanki stanowią 31,5% i 68,75%.
16
4
2009-11-11
Stężenie procentowe.
Jednym ze sposobów wyrażania stężeń roztworów jest
stężenie procentowe. Stężenie procentowe roztworu
jest to liczba gramów substancji rozpuszczonej w 100g
roztworu.
Stężenie procentowe wyrażamy za pomocą wzoru
ms
Cp = Å"100%
mr
Cp  stężenie procentowe
ms- masa substancji rozpuszczonej
mr- masa roztworu
mw- masa wody mr-=ms+mw
17
5