ÿþ k o d k u r s u :
C H C 0 1 2 0
C H E M I A N I E O R G A N I C Z N A
w i c z e n i a l a b o r a t o r y j n e
R E A K C J E C H E M I C Z N E I I C H K L A S Y F I K A C J A
O p r a c o w a n i e : M a r i a K u c h a r s k a - Z o D
W P R O W A D Z E N I E
R e a k c j c h e m i c z n n a z y w a m y p r o c e s , w k t ó r y m j e d n a l u b k i l k a s u b s t a n c j i c h e m i c z n y c h
u l e g a p r z e m i a n i e t w o r z c n o w l u b n o w e s u b s t a n c j e , w w y n i k u z e r w a n i a j e d n y c h , a u t w o r z e n i a
i n n y c h w i z a D m i d z y a t o m a m i r e a g u j c y c h c z s t e c z e k l u b j o n ó w . Z w i z a n e t o j e s t z a w s z e z e
z m i a n a m i e n e r g e t y c z n y m i w u k Ba d z i e r e a g u j c y m . G d y z a c h o d z i r e a k c j a c h e m i c z n a w y s t p u j
c z s t o w i d o c z n e o z n a k i , \e c o [ s i d z i e j e . M o g z m i e n i a s i b a r w y , w y t r c a o s a d y l u b w y d z i e -
l a s i g a z y . P r z e b i e g r e a k c j i z a p i s u j e m y w p o s t a c i r ó w n a n i a c h e m i c z n e g o , k t ó r e j e s t s y m b o l i c z -
n y m s t w i e r d z e n i e m o b s e r w o w a n y c h z j a w i s k c h e m i c z n y c h .
R e a k c j e c h e m i c z n e m o \n a k l a s y f i k o w a n a w i e l e s p o s o b ó w , w z a l e \n o [c i o d w y r ó \n i a j -
c y c h j e c e c h , b i o r c p o d u w a g :
1 . c h a r a k t e r p r z e m i a n y ( r e a k c j e s y n t e z y , a n a l i z y , w y m i a n y ) ,
2 . e f e k t e n e r g e t y c z n y t o w a r z y s z c y p r z e m i a n i e c h e m i c z n e j ( r e a k c j e e g z o t e r m i c z n e i e n d o -
t e r m i c z n e ) ,
3 . s t a n f a z o w y r e a g u j c y c h s u b s t r a t ó w i p r o d u k t ó w ( r e a k c j e h o m o g e n i c z n e i h e t e r o g e n i c z n e ) ,
4 . w y m i a n e l e k t r o n ó w m i d z y r e a g u j c y m i c z s t e c z k a m i ( r e a k c j e o k s y d a c y j n o - r e d u k c y j n e i
r e a k c j e b e z w y m i a n y e l e k t r o n ó w ) ,
5 . o d w r a c a l n o [ r e a k c j i ( r ó w n o w a g o w e i n i e r ó w n o w a g o w e ) ,
6 . c h a r a k t e r j e d n o s t e k b i o r c y c h u d z i a B w r e a k c j i ( r e a k c j e j o n o w e , c z s t e c z k o w e , r o d n i k o w e ) .
O k r e [l e n i e t y p u r e a k c j i w g c h a r a k t e r u z a c h o d z c y c h p r z e m i a n
B i o r c p o d u w a g l i c z b s u b s t r a t ó w i p r o d u k t ó w b i o r c y c h u d z i a B w r e a k c j i m o \e m y j e p o -
d z i e l i n a : r e a k c j e s y n t e z y , a n a l i z y i w y m i a n y .
R e a k c j a s y n t e z y - o t r z y m y w a n i e z d w u l u b w i c e j r e a g e n t ó w , n o w e j , b a r d z i e j z Bo \o n e j s u b s t a n c j i ,
z a w i e r a j c e j w s z y s t k i e a t o m y z a w a r t e w s u b s t r a t a c h .
S + O 2 = S O 2
S z c z e g ó l n y m p r z y p a d k i e m s y n t e z y j e s t r e a k c j a d i m e r y z a c j i , c z y l i p r o c e s Bc z e n i a s i d w u c z s t e -
c z e k t e g o s a m e g o r o d z a j u w c z s t e c z k i w i k s z e , n p . :
2 N O 2 = N 2 O 4
R e a k c j a a n a l i z y ( r e a k c j a r o z k Ba d u ) r o z Bo \e n i e s u b s t a n c j i n a z w i z k i p r o s t s z e l u b p i e r w i a s t k i .
R o z k Ba d z w i z k u m o \e n a s t p o w a :
f& p o d w p By w e m o g r z e w a n i a ( d y s o c j a c j a t e r m i c z n a )
C a C O 3 = C a O + C O 2 ‘!
f& p o d w p By w e m [w i a t Ba ( f o t o l i z a )
2 A g C l + h ½ = 2 A g + C l 2 ‘!
R e a k c j e w y m i a n y :
f& p o j e d y n c z e j d w i e l u b w i c e j s u b s t a n c j i p r o s t y c h i z Bo \o n y c h p r z e k s z t a Bc a s i w d w i e l u b
w i c e j s u b s t a n c j i , p r z y c z y m j e d n a z n i c h j e s t p r o s t a
Z n + H 2 S O 4 = Z n S O 4 + H 2 ‘! l u b j o n o w o : Z n + 2 H + = Z n 2 + + H 2 ‘!
f& p o d w ó j n e j d w i e l u b w i c e j s u b s t a n c j i z Bo \o n y c h p r z e k s z t a Bc a s i w i n n e s u b s t a n c j e z Bo \o -
n e
B a C l 2 + N a 2 S O 4 = B a S O 4 + 2 N a C l l u b j o n o w o : B a 2 + + S O 4 2 - = B a S O 4
O k r e [l e n i e t y p u r e a k c j i w g e f e k t u e n e r g e t y c z n e g o
Z a s a d n i c z o w s z y s t k i e p r z e m i a n y f i z y c z n e i c h e m i c z n e w i \ s i z w y t w o r z e n i e m l u b z u -
\y c i e m e n e r g i i . D l a p r z e m i a n c h e m i c z n y c h z a c h o d z c y c h p o d s t a By m c i [n i e n i e m w i e l k o [ e f e k -
t u e n e r g e t y c z n e g o c h a r a k t e r y z u j e w y d z i e l o n e l u b p o b r a n e c i e p Bo , k t ó r e w t y m w y p a d k u j e s t r ó w n e
z m i a n i e e n t a l p i i r e a k c j i ( "H r ) . S t a n d a r d o w e c i e p Bo r e a k c j i c h e m i c z n e j o k r e [l a w y r a \e n i e :
"H ° r = £"H ° ( t w o r z e n i a p r o d u k t ó w ) £"H ° ( t w o r z e n i a s u b s t r a t ó w )
Z m i a n a e n t a l p i i z a l e \y o d r o d z a j u r e a k c j i , l i c z n o [c i , c i [n i e n i a i t e m p e r a t u r y i m o \e p r z y b i e -
r a w a r t o [c i d o d a t n i e i u j e m n e . P o r ó w n y w a n i e z m i a n e n t a l p i i d l a r ó \n y c h r e a k c j i w y m a g a o k r e -
[l e n i a w a r u n k ó w s t a n d a r d o w y c h : t e m p e r a t u r y ( T = 2 9 8 K ) i c i [n i e n i a ( p ° = 1 0 1 , 3 2 5 k P a ) .
J e \e l i e n t a l p i a p r o d u k t ó w j e s t m n i e j s z a o d e n t a l p i i s u b s t r a t ó w w ó w c z a s c i e p Bo r o z p a t r y w a -
n e j r e a k c j i j e s t w y d z i e l a n e d o o t o c z e n i a , c z y l i z m i a n a e n t a l p i i u k Ba d u j e s t u j e m n a , p r z e b i e g a p r o -
c e s e g z o t e r m i c z n y ( " H < 0 ) .
R o z p a t r z m y p r o c e s s p a l a n i a w g l a w t l e n i e :
C ( s ) + O 2 ( g ) = C O 2 ( g ) "H = - 3 9 3 , 5 k J
R e a k c j i s p a l a n i a j e d n e g o m o l a w g l a z j e d n y m m o l e m t l e n u c z s t e c z k o w e g o p r o w a d z c e j
d o p o w s t a n i a j e d n e g o m o l a d i t l e n k u w g l a , t o w a r z y s z y c i e p l n y p r z e p By w 3 9 5 , 5 k J e n e r g i i o d r e -
a g e n t ó w d o o t o c z e n i a .
W p r z y p a d k u p o b i e r a n i a c i e p Ba z o t o c z e n i a , c z y l i d o d a t n i e j z m i a n i e e n t a l p i i u k Ba d u , z a c h o -
d z i p r o c e s e n d o t e r m i c z n y ( " H > 0 )
2 C a O ( s ) = 2 C a ( s ) + O 2 ( g ) "H = + 1 2 7 0 , 2 k J
2
Z r e a k c j i w y n i k a , \e r o z k Ba d o w i d w ó c h m o l i t l e n k u w a p n i a , p r o w a d z c e m u d o p o w s t a n i a
d w ó c h m o l i w a p n i a i j e d n e g o m o l a t l e n u c z s t e c z k o w e g o t o w a r z y s z y c i e p l n y p r z e p By w 1 2 7 0 , 2 k J
e n e r g i i z o t o c z e n i a d o r e a g e n t ó w .
Z m i a n e n t a l p i i j a k a t o w a r z y s z y s y n t e z i e j e d n e g o m o l a z w i z k u c h e m i c z n e g o z s u b s t a n c j i
p r o s t y c h w w a r u n k a c h s t a n d a r d o w y c h ( "H ° t w ) n a z y w a m y m o l o w s t a n d a r d o w e n t a l p i t w o r z e n i a
z w i z k u .
P o n i e w a \ e n t a l p i a m o l o w a t e r m i c z n e g o r o z k Ba d u t l e n k u w a p n i a w y n o s i 6 3 5 , 1 k J , ( p r z e c i w n y
z n a k d o m o l o w e j e n t a l p i i t w o r z e n i a p a t r z t a b e l a ) , a z m o l o w y c h w s p ó Bc z y n n i k ó w s t e c h i o m e -
t r y c z n y c h w y n i k a , \e w r e a k c j i b i o r u d z i a B d w a m o l e t l e n k u w a p n i a , w i c e f e k t c i e p l n y b d z i e
d w u k r o t n i e w i k s z y .
W t a b e l i p r z e d s t a w i o n o s t a n d a r d o w e e n t a l p i e m o l o w e t w o r z e n i a n i e k t ó r y c h z w i z k ó w n i e -
o r g a n i c z n y c h w w a r u n k a c h s t a n d a r d o w y c h ( k J / m o l ) *
Z w i z e k * * "H o t w
C O ( g ) - 1 1 0 , 5
C O 2 ( g ) - 3 9 3 , 5
C a C O 3 ( k a l c y t ) - 1 2 0 6
C a O ( s ) - 6 3 5 , 1
H C l ( g ) - 9 2 , 3
N O 2 ( g ) 3 3 , 9
N H 4 C l ( s ) - 1 7 , . 9
M g O ( s ) - 6 0 0 , 1
C u O ( s ) - 1 5 5 , 2
N O ( g ) 9 0 , 4
* J e \e l i r o z p a t r u j e m y e n t a l p i r o z p a d u z w i z k ó w n a l e \y z m i e n i z n a k z m i a n y e n t a l p i i n a p r z e c i w n y
* * W s k a zn i k i g , c , s o z n a c z a j , \e d a n a s u b s t a n c j a z n a j d u j e s i o d p o w i e d n i o w s t a n i e g a z o w y m ,
c i e k By m l u b s t a By m . U \y w a m y t y c h w s k a zn i k ó w w y j t k o w o , g d y c h c e m y t i n f o r m a c j w y r a zn i e z a -
z n a c z y .
R e a k c j e e g z o t e r m i c z n e s z w y k l e r e a k c j a m i s a m o r z u t n y m i , d o z a p o c z t k o w a n i a k t ó r y c h
w y s t a r c z y z e t k n i c i e s i r e a g e n t ó w . N i e k t ó r e r e a k c j e w y m a g a j j e d n a k z a i n i c j o w a n i a p r z e z d o -
p r o w a d z e n i e d o u k Ba d u n i e w i e l k i e j i l o [c i e n e r g i i ( e n e r g i a a k t y w a c j i ) , p o c z y m r e a k c j a b i e g n i e j u \
s a m o r z u t n i e ( n p . s p a l a n i e m a g n e z u w p o w i e t r z u ) .
2 M g ( s ) + O 2 ( g ) = 2 M g O ( s )
O k r e [l e n i e t y p u r e a k c j i w g s t a n u f a z o w e g o r e a g u j c y c h s u b s t r a t ó w i p r o d u k t ó w
F a z a j e s t t o c z [ l u b c a Bo [ u k Ba d u , k t ó r a w y k a z u j e w c a Be j m a s i e j e d n a k o w e w Ba [c i w o [c i
f i z y c z n e i j e s t o d d z i e l o n a w y r a zn i e o d r e s z t y u k Ba d u ( o t o c z e n i a ) .
J e d n f a z j e s t n p . m i e s z a n i n a g a z ó w , j e d n o r o d n y r o z t w ó r c i e k By , k r y s z t a By d o w o l n e j s o l i .
N a t o m i a s t d w i e o d m i a n y k r y s t a l o g r a f i c z n e t e j s a m e j s u b s t a n c j i ( n p . C a C O 3 ) s d w i e m a o d d z i e l -
n y m i f a z a m i ( k a l c y t i a r a g o n i t ) . I l o [ f a z w r e a k c j i l i c z y m y p o d c z a s j e j t r w a n i a w g r ó w n a n i a s u m a -
r y c z n e g o ( p r o d u k t y r e a k c j i p o [r e d n i c h n i e t w o r z o d r b n y c h f a z ) .
3
J e \e l i p o d c z a s t r w a n i a r e a k c j i s u b s t r a t y i p r o d u k t y z n a j d u j s i w t e j s a m e j f a z i e t o z a c h o -
d z i r e a k c j a h o m o g e n i c z n a ( j e d n o f a z o w a ) , D o t y c z y t o :
f& r e a k c j i w r o z t w o r a c h c a Bk o w i c i e m i e s z a j c y c h s i z e s o b ,
N a O H ( a q ) ) + H C l ( a q ) = N a C l ( a q ) + H 2 O ( a q ) l u b j o n o w o : O H - + H + = H 2 O
f& r e a k c j i w f a z i e g a z o w e j w c a Be j o b j t o [c i ( b e z u d z i a Bu p o w i e r z c h n i s t a By c h i c i e k By c h )
2 C O ( g ) + O 2 ( g ) = 2 C O 2 ( g )
N a t o m i a s t r e a k c j e h e t e r o g e n i c z n e ( w i e l o f a z o w e ) p r z e b i e g a j n a g r a n i c y d w u f a z z u d z i a Be m
k a t a l i z a t o r a l u b b e z . N a l e \ d o n i c h :
f& w s z y s t k i e r e a k c j e p r z e b i e g a j c e z u d z i a Be m f a z s t a By c h ,
F e ( s ) + S ( s ) = F e S ( s )
f& r e a k c j e w k t ó r y c h p o w s t a j c y p r o d u k t j e s t w i n n e j f a z i e n i \ s u b s t r a t y ,
C a C l 2 ( a q ) + ( N H 4 ) 2 C 2 O 4 ( a q ) = C a C 2 O 4 ( s ) + 2 N H 4 C l ( a q ) l u b j o n o w o : C a 2 + + C 2 O 4 2 - = C a C 2 O 4
f& r e a k c j e w k t ó r y c h s u b s t r a t y z n a j d u j s i w r ó \n y c h f a z a c h ,
C ( s ) + O 2 ( g ) = C O 2 ( g )
f& r e a k c j e w k t ó r y c h s u b s t r a t y i p r o d u k t y z n a j d u j s i w t e j s a m e j f a z i e , a l e r e a k c j a p r z e b i e g a
n a p o w i e r z c h n i g r a n i c z n e j z i n n f a z ( n p . s p a l a n i e a m o n i a k u w o b e c n o [c i k a t a l i z a t o r a p l a -
t y n o w e g o w t e m p e r a t u r z e 1 1 0 0 K )
N H 3 ( g ) + 5 O 2 ( g ) = 6 H 2 O ( g ) + 4 N O ( g )
P o d z i a B r e a k c j i z e w z g l d u n a w y m i a n e l e k t r o n ó w m i d z y r e a g u j c y m i c z s t e c z k a m i
l u b j o n a m i .
J e \e l i w c z a s i e t r w a n i a r e a k c j i s t o p i e D u t l e n i e n i a \a d n e g o z p i e r w i a s t k ó w n i e u l e g a z m i a n i e
p r z e b i e g a r e a k c j a b e z w y m i a n y e l e k t r o n ó w .
M g O + H 2 O = M g ( O H ) 2
W r e a k c j a c h o k s y d a c y j n o - r e d u k c y j n y c h z a c h o d z i w y m i a n a e l e k t r o n ó w m i d z y r e a g u j c y m i
s u b s t r a t a m i i z m i a n a s t o p n i a u t l e n i e n i a p i e r w i a s t k a . R e a k c j i u t l e n i e n i a z a w s z e t o w a r z y s z y p r o c e s
r e d u k c j i . Z e w z g l d u n a m i e j s c e w y s t p o w a n i a u t l e n i a c z a i r e d u k t o r a w y r ó \n i a s i :
f& z w y k Be r e a k c j e u t l e n i a n i a i r e d u k c j i , w k t ó r y c h a t o m y p i e r w i a s t k a p o b i e r a j c e e l e k t r o n y i
a t o m y p i e r w i a s t k a o d d a j c e e l e k t r o n y w y s t p u j w r ó \n y c h s u b s t a n c j a c h c h e m i c z n y c h
S n 2 + + Z n = Z n 2 + + S n
f& r e a k c j e d y s p r o p o r c j o n o w a n i a , w k t ó r y c h a t o m y p o b i e r a j c e i o d d a j c e e l e k t r o n y w y s t p u j
w t e j s a m e j s u b s t a n c j i c h e m i c z n e j i n a t y m s a m y m s t o p n i u u t l e n i e n i a i d o t y c z a t o m ó w t e g o
s a m e g o p i e r w i a s t k a
4
2 B r 2 + H g O + H 2 O = H g B r 2 + 2 H B r O
f& r e a k c j e u t l e n i a n i a i r e d u k c j i w e w n t r z c z s t e c z k o w e j , w k t ó r y c h a t o m y p o b i e r a j c e i o d d a j -
c e e l e k t r o n y w y s t p u j w t e j s a m e j c z s t e c z c e b d z j o n i e i d o t y c z a t o m ó w r ó \n y c h p i e r -
w i a s t k ó w l u b a t o m ó w t e g o s a m e g o p i e r w i a s t k a r ó \n i c y c h s i s t o p n i e m u t l e n i e n i a
2 K M n O 4 = K 2 M n O 4 + M n O 2 + O 2 ‘!
S z c z e g ó Bo w e i n f o r m a c j e o r e a k c j a c h o k s y d a c y j n o - r e d u k c y j n y c h p o d a n o w w i c z e n i u R e -
a k c j e c h e m i c z n e I I u t l e n i a n i e i r e d u k c j a .
P o d z i a B r e a k c j i z e w z g l d u n a i c h o d w r a c a l n o [
Z a s a d n i c z o w s z y s t k i e r e a k c j e c h e m i c z n e z t e o r e t y c z n e g o p u n k t u w i d z e n i a s o d w r a c a l n e
( r ó w n o w a g o w e ) , t z n . m o g p r z e b i e g a w d w u p r z e c i w n y c h k i e r u n k a c h . P o p e w n y m c z a s i e u s t a l a
s i s t a n r ó w n o w a g i c h e m i c z n e j , ( p a t r z : w i c z e n i e R ó w n o w a g a c h e m i c z n a ) c h a r a k t e r y z u j c y s i
t y m , \e o b o k s i e b i e m o g i s t n i e z a r ó w n o s u b s t r a t y j a k i p r o d u k t y . J e \e l i w d a n y c h w a r u n k a c h
r e a k c j a n i e z a c h o d z i d o k o Dc a i p o p e w n y m c z a s i e u s t a l a s i s t a n r ó w n o w a g i c h e m i c z n e j , a p o d
d z i a Ba n i e m c z y n n i k ó w z e w n t r z n y c h ( t e m p e r a t u r y , c i [n i e n i a , s t \e n i a r e a g e n t ó w ) n a s t p u j e p r z e -
s u n i c i e p o Bo \e n i a s t a n u r ó w n o w a g i r e a k c j i c h e m i c z n e j w s t r o n p r z e c i w n t o r e a k c j a j e s t o d -
w r a c a l n a . J a k o p r z y k Ba d r o z p a t r z m y s y n t e z t l e n k u s i a r k i ( V I )
2 S O 2 + O 2 = 2 S O 3
J e \e l i z w i k s z y m y s t \e n i e S O 3 t o n a s t p i p r z e s u n i c i e p o Bo \e n i a s t a n u r ó w n o w a g i i o d -
t w o r z e n i e s u b s t r a t ó w ( S O 2 , O 2 ) . N a t o m i a s t w z r o s t s t \e n i a n p . O 2 p r z e s u w a p o Bo \e n i e s t a n u r ó w -
n o w a g i w p r a w o .
W p r a k t y c e i s t n i e j r e a k c j e , k t ó r e m o \n a u w a \a z a n i e o d w r a c a l n e ( n i e r ó w n o w a g o w e ) .
M a m y z n i m i d o c z y n i e n i a w t e d y , g d y :
f& r e a k c j e o d w r o t n e p r o w a d z c e d o o d t w o r z e n i a s u b s t r a t ó w w y m a g a j s k r a j n y c h w a r u n k ó w
( n p . s p a l a n i e g l i n u w t l e n i e )
4 A l + 3 O 2 ’! 2 A l 2 O 3
f& j e d e n z p r o d u k t ó w o p u s z c z a [r o d o w i s k o r e a k c j i ( u k Ba d o t w a r t y ) , c o u n i e m o \l i w i a o s i g n i -
c i e s t a n u r ó w n o w a g i i s u b s t r a t y c a Bk o w i c i e p r z e c h o d z w p r o d u k t y :
C a C O 3 + 2 H + ’! C a 2 + + H 2 O + C O 2 ‘!
‘!
‘!
‘!
N a t o m i a s t j e \e l i r e a k c j a r o z k Ba d u w g l a n u w a p n i a p r z e b i e g a w u k Ba d z i e z a m k n i t y m , t o
w ó w c z a s p o p e w n y m c z a s i e u s t a l i s i s t a n r ó w n o w a g i c h e m i c z n e j m i d z y s u b s t r a t a m i i p r o d u k -
t a m i .
O k r e [l a n i e t y p u r e a k c j i z a l e \n i e o d c h a r a k t e r u j e d n o s t e k b i o r c y c h u d z i a B w r e a k c j i
R e a k c j e j o n o w e s t o r e a k c j e , w k t ó r y c h s u b s t r a t y i p r o d u k t y w y s t p u j w p o s t a c i j o n ó w
( p r z y n a j m n i e j j e d e n z n i c h ) . O z n a c z a t o , \e j e [l i o b o k j o n ó w w y s t p u j j a k o s u b s t r a t y l u b p r o d u k -
t y c z s t e c z k i ( s Ba b e e l e k t r o l i t y , z w i z k i t r u d n o r o z p u s z c z a l n e ) t o r e a k c j a j e s t j o n o w a .
F e 3 + + 3 N H 3 · H 2 O = F e ( O H ) 3 + 3 N H 4 +
5
W r e a k c j a c h c z s t e c z k o w y c h w s z y s t k i e s u b s t r a t y i p r o d u k t y w y s t p u j w p o s t a c i c z s t e -
c z e k l u b a t o m ó w
S i O 2 + C a O = C a S i O 3
D o r e a k c j i c z s t e c z k o w y c h n a l e \y t e \ z a k w a l i f i k o w a r e a k c j e w f a z i e s t a Be j z a c h o d z c e
m i d z y z w i z k a m i j o n o w y m i
H g C l 2 + 2 K I = H g I 2 + 2 K C l
N a l e \y o d r ó \n i t y p r e a k c j i o d z a p i s u r ó w n a n i a r e a k c j i . R e a k c j a j o n o w a m o \e b y z a p i s a -
n a w s p o s ó b j o n o w y i c z s t e c z k o w y ,
H + + O H - = H 2 O
H C l + N a O H = N a C l + H 2 O
n a t o m i a s t r e a k c j a c z s t e c z k o w a m o \e b y z a p i s a n a t y l k o w s p o s ó b c z s t e c z k o w y .
2 N O + O 2 = 2 N O 2
R e a k c j e r o d n i k o w e p r z e b i e g a j z u d z i a Be m w o l n y c h r o d n i k ó w z a i n i c j o w a n y c h p o c h Bo n i -
c i e m k w a n t u p r o m i e n i o w a n i a .
2 A g C l + h ½ ’! 2 A g + C l 2 ‘!
‘!
‘!
‘!
L I T E R A T U R A
1 . A B i e l a Ds k i , P o d s t a w y c h e m i i n i e o r g a n i c z n e j P W N , W a r s z a w a , 2 0 0 2
2 . T , L i p i e c , Z S z m a l , C h e m i a a n a l i t y c z n a z p o d s t a w a m i a n a l i z y e l e m e n t a r n e j , P Z W L , W a r -
s z a w a 1 9 8 0 ( i p ó zn i e j s z e )
3 . F . A . C o t t o n , G . W i l k i n s o n , P . L . G a u s , C h e m i a n i e o r g a n i c z n a - p o d s t a w y , P W N , W a r s z a w a ,
1 9 9 8
4 . I B a r y c k a , K . S k u d l a r s k i , P o d s t a w y C h e m i i , P W N , W a r s z a w a , 2 0 0 1
P y t a n i a k o n t r o l n e :
1 . J a k i p r o c e s n a z y w a m y r e a k c j c h e m i c z n ?
2 . W y m i e D z n a n e s p o s o b y p o d z i a Bu r e a k c j i c h e m i c z n y c h .
3 . P o d a j p o d w a p r z y k Ba d y r e a k c j i : s y n t e z y , a n a l i z y , w y m i a n y . N a p i s z r ó w n a n i a c h e m i c z n e .
4 . Z d e f i n i u j t e r m i n y : e g z o t e r m i c z n y i e n d o t e r m i c z n y . J a k i e s z n a k i "H d l a k a \d e g o t y p u p r o -
c e s u ?
6
5 . K o r z y s t a j c z t a b e l i z a m i e s z c z o n e j w c z [c i t e o r e t y c z n e j p o d a j p o d w a d o w o l n e p r z y k Ba d y
r e a k c j i : e g z o t e r m i c z n y c h i e n d o t e r m i c z n y c h . N a p i s z r ó w n a n i a c h e m i c z n e d o p o d a n y c h
p r z y k Ba d ó w .
6 . N a p i s a r e a k c j e c h e m i c z n e d w u d o w o l n y c h p r o c e s ó w d y s o c j a c j i t e r m i c z n e j .
7 . K t ó r e z p o d a n y c h r e a k c j i p r z e b i e g a j d o c a Bk o w i t e g o w y c z e r p a n i a p r z y n a j m n i e j j e d n e g o z
s u b s t r a t ó w , a k t ó r e p r o w a d z d o s t a n u r ó w n o w a g i ?
a ) H 2 + I 2 = 2 H I
b ) Z n + 2 H + = Z n 2 + + H 2
c ) S i + O 2 = S i O 2
d ) N 2 + 3 H 2 = 2 N H 3
8 . P o d c z a s p r a \e n i a w g l a n u w a p n i a o t r z y m u j e m y d i t l e n e k w g l a i t l e n e k w a p n i a . U Bo \y r ó w -
n a n i e r e a k c j i i z a k l a s y f i k o w a j w g n a s t p u j c y c h . k r y t e r i ó w : c h a r a k t e r p r z e m i a n y , e f e k t
e n e r g e t y c z n y , s t a n f a z o w y r e a g e n t ó w i w y m i a n a e l e k t r o n ó w .
9 . U Bo \y r ó w n a n i e r e a k c j i s p a l a n i a m a g n e z u w d i t l e n k u w g l a . D o k o n a k l a s y f i k a c j i t e j r e a k c j i
w g n a s t p u j c y c h k r y t e r i ó w : c h a r a k t e r p r z e m i a n y , e f e k t e n e r g e t y c z n y , s t a n f a z o w y r e -
a g e n t ó w , w y m i a n a e l e k t r o n ó w .
1 0 . N a p i s a r ó w n a n i e r e d u k c j i t l e n k u m i e d z i ( I I ) p r z y p o m o c y w g l a d r z e w n e g o . U Bo \y r ó w n a -
n i e r e a k c j i i z a k l a s y f i k o w a j w g n a s t p u j c y c h k r y t e r i ó w : c h a r a k t e r p r z e m i a n y e f e k t
e n e r g e t y c z n y , s t a n f a z o w y r e a g e n t ó w , w y m i a n a e l e k t r o n ó w .
1 1 . U z u p e Bn i j w s p ó Bc z y n n i k i s t e c h i o m e t r y c z n e r e a k c j i i o k r e [l j e j p r z y n a l e \n o [ z e w z g l d u n a :
c h a r a k t e r p r z e m i a n , e f e k t e n e r g e t y c z n y , s t a n f a z o w y r e a g e n t ó w i w y m i a n e l e k t r o n ó w :
K M n O 4 = K 2 M n O 4 + M n O 2 + O 2 "H > 0
1 2 . U z u p e Bn i j w s p ó Bc z y n n i k i s t e c h i o m e t r y c z n e r e a k c j i i o k r e [l j e j p r z y n a l e \n o [ z e w z g l d u n a :
s c h e m a t r e a k c j i , e f e k t e n e r g e t y c z n y , s t a n f a z o w y r e a g e n t ó w i w y m i a n e l e k t r o n ó w
( N H 4 ) 2 C r 2 O 7 = C r 2 O 3 + N 2 + H 2 O "H < 0
1 3 . N a p i s z r e a k c j e c h e m i c z n e d w u d o w o l n y c h r e a k c j i r ó w n o w a g o w y c h .
1 4 . N a p i s z r e a k c j e c h e m i c z n e d w u d o w o l n y c h r e a k c j i n i e r ó w n o w a g o w y c h .
1 5 . C o j e s t c h a r a k t e r y s t y c z n e g o w r e a k c j i r o z k Ba d u A g C l ?
1 6 . O k r e [l i l i c z b f a z w n a s t p u j c y c h r e a k c j a c h : r e a k c j i d y s o c j a c j i t e r m i c z n e j s i a r c z a n u w a p -
n i a , r e a k c j i z o b o j t n i a n i a w o d o r o t l e n k u s o d u z a p o m o c k w a s u s i a r k o w e g o ( V I ) , s p a l a n i a
w g l a w t l e n i e .
1 7 . W w y n i k u s p a l a n i a g a z o w e g o a m o n i a k u w t l e n i e n a p o w i e r z c h n i k a t a l i z a t o r a p o w s t a j e p a r a
w o d n a i t l e n e k a z o t u ( I I ) . C z y j e s t t o r e a k c j a h o m o g e n i c z n a c z y h e t e r o g e n i c z n a ?
7
W Y K O N A N I E D O ZW I A D C Z E C
C e l e m w i c z e n i a j e s t k l a s y f i k a c j a r e a k c j i c h e m i c z n y c h w g k r y t e r i ó w p o z n a n y c h w c z [c i
t e o r e t y c z n e j , n a p o d s t a w i e o b s e r w o w a n y c h z j a w i s k z a c h o d z c y c h w t r a k c i e r e a k c j i c h e -
m i c z n y c h .
D o [w i a d c z e n i e 1 . S p a l a n i e m a g n e z u w p o w i e t r z u
O d c z y n n i k i : w s t \k a m a g n e z o w a ( M g ) , 0 , 1 % r o z t w ó r f e n o l o f t a l e i n y
N a k o Dc u \e l a z n e g o g r u b e g o d r u t u u m o c o w a k a w a Be k c i e n k i e j w s t \k i m a g n e z o w e j .
D o z l e w k i w l a o k . 5 0 c m 3 w o d y d e s t y l o w a n e j i d o d a 2 - 3 k r o p l e 0 . 1 % r o z t w o r u f e n o l o f t a -
l e i n y . N a s t p n i e s p a l i n a d z l e w k w s t \k m a g n e z o w t a k , a b y p r o d u k t r e a k c j i o p a d B d o
z a w a r t e j w n i e j w o d y . P o w y m i e s z a n i u r o z t w o r u o b s e r w o w a j e g o b a r w i k l a r o w n o [.
" N a p i s a r ó w n a n i a :
a ) r e a k c j i s p a l a n i a m a g n e z u ,
b ) r e a k c j i p o w s t a Be g o p r o d u k t u s p a l a n i a z w o d .
" W i e d z c , \e f e n o l o f t a l e i n a p r z y p H < 8 , 3 j e s t b e z b a r w n a , p o w y \e j p H = 1 0 p r z y j m u j e
b a r w p u r p u r o w o - c z e r w o n , a w z a k r e s i e p H o d 8 , 3 d o 1 0 w y k a z u j e p r z e j [c i o w b a r -
w r ó \o w o k r e [l j a k i e j o n y w y w o Bu j r ó \o w e z a b a r w i e n i e f e n o l o f t a l e i n y ?
" O k r e [l i t y p r e a k c j i w g n a s t p u j c y c h k r y t e r i ó w z c z [c i t e o r e t y c z n e j :
a ) 1 , 2 , 3 , 4 , 6 ; b ) 1 , 3 , 4 .
D o [w i a d c z e n i e 2 . B a d a n i e e f e k t u c i e p l n e g o r e a k c j i z o b o j t n i a n i a
O d c z y n n i k i : 2 M w o d o r o t l e n e k s o d u ( N a O H ) , 2 M k w a s s o l n y ( H C l ) , 0 , 1 % r - r f e n o l o f t a l e i n y
D o o k . 5 c m 3 2 M N a O H d o d a k r o p l 0 , 1 % r o z t w o r u f e n o l o f t a l e i n y . N a s t p n i e d o d a w a
p o 1 c m 3 ( p i p e t k p l a s t i k o w ) 2 M H C l i m i e s z a a \ d o t r w a Be g o o d b a r w i e n i a r o z t w o r u
( c a Bk o w i t e z o b o j t n i e n i e z a s a d y k w a s e m ) , d o t y k a j c j e d n o c z e [n i e r k d o l n e j c z [c i p r o -
b ó w k i .
" N a p i s a r ó w n a n i e r e a k c j i z o b o j t n i a n i a c z s t e c z k o w o i j o n o w o .
" O c z y m [w i a d c z y z a o b s e r w o w a n y e f e k t c i e p l n y r e a k c j i ?
" O k r e [l i t y p r e a k c j i w g n a s t p u j c y c h k r y t e r i ó w : 1 , 2 , 3 , 4 , 6
D o [w i a d c z e n i e 3 . O t r z y m y w a n i e i r o z t w a r z a n i e w o d o r o t l e n k u g l i n u ( I I I )
8
O d c z y n n i k i : 0 , 5 M r o z t w ó r c h l o r k u g l i n u ( I I I ) ( A l C l 3 ) , 1 M r o z t w ó r w o d o r o t l e n k u s o d u
( N a O H ) , 1 M k w a s s o l n y ( H C l )
D o d w ó c h p r o b ó w e k w p r o w a d z i p o 1 c m 3 r o z t w o r u c h l o r k u g l i n u i d o k a \d e j d o d a w a k r o -
p l a m i ( o k . 1 c m 3 ) 1 M r o z t w ó r N a O H a \ d o u t w o r z e n i a s i o s a d u A l ( O H ) 3 . N a s t p n i e d o
p i e r w s z e j p r o b ó w k i d o o t r z y m a n e j z a w i e s i n y d o d a o k . 3 c m 3 r o z t w o r u H C l , d o d r u g i e j t y l e
s a m o r o z t w o r u N a O H . W y m i e s z a r o z t w o r y p o p r z e z w y t r z s a n i e p r o b ó w e k .
" O b s e r w o w a p r z e b i e g r e a k c j i .
" N a p i s a r ó w n a n i a p r z e p r o w a d z o n y c h r e a k c j i , p o d a n a z w y p r o d u k t ó w r e a k c j i .
" O k r e [l i c h a r a k t e r c h e m i c z n y w o d o r o t l e n k u g l i n u .
" O k r e [l i t y p r e a k c j i w g n a s t p u j c y c h k r y t e r i ó w : 1 , 3 , 4 , 6
D o [w i a d c z e n i e 4 . R o z t w a r z a n i e Z n i C u w k w a s a c h
O d c z y n n i k i : 2 M k w a s s o l n y ( H C l ) , 2 M k w a s a z o t o w y ( V ) ( H N O 3 ) , m e t a l i c z n a m i e d z, m e t a -
l i c z n y c y n k
a ) W d w ó c h p r o b ó w k a c h u m i e [c i p o k a w a Be c z k u m i e d z i . D o p i e r w s z e j d o d a o k . 2 c m 3 2 M
r o z t w o r u H C l , d o d r u g i e j o k , 2 c m 3 2 M r o z t w o r u H N O 3 .
b ) W t r z e c i e j p r o b ó w c e u m i e [c i g r a n u l k m e t a l i c z n e g o c y n k u i d o d a o k . 2 c m 3 2 M r o z t w o -
r u H C l .
W c e l u p r z y s p i e s z e n i a z a u w a \a l n e g o e f e k t u r e a k c j i n a l e \y p r o b ó w k i o g r z a w Ba zn i w o d n e j .
" P o r ó w n a d z i a Ba n i e k w a s ó w n a m e t a l i c z n m i e d z i z a p i s a z a c h o d z c r e a k c j c z -
s t e c z k o w o i j o n o w o .
" J a k i e j o n y p o w o d u j z m i a n z a b a r w i e n i a r o z t w o r u ?
" J a k i g a z w y d z i e l a s i w p r o b ó w c e n r 3 ? Z a p i s a r e a k c j c z s t e c z k o w o i j o n o w o .
" W y j a [n i o b s e r w o w a n e r ó \n i c e w z a c h o w a n i u s i m e t a l i p o d c z a s r o z t w a r z a n i a w k w a -
s a c h w y k o r z y s t u j c d a n e z a w a r t e w t a b e l i .
" O k r e [l i t y p r e a k c j i w g n a s t p u j c y c h k r y t e r i ó w : 1 , 3 , 4 , 5 , 6 .
P o t e n c j a By n o r m a l n e p i e r w i a s t k ó w ( T = 2 9 8 K )
U k Ba d u t l e n i a j c o - P o t e n c j a B n o r m a l n y ,
r e d u k u j c y E ° ( V )
Z n 2 + / Z n - 0 . 7 6 3
H + / H 2 0 . 0 0 0
C u 2 + / C u + 0 . 3 4 5
D o [w i a d c z e n i e 5 . S y n t e z a N H 4 C l
( d o [w i a d c z e n i e w y k o n a g r u p o w o )
O d c z y n n i k i : s t \o n y k w a s s o l n y ( H C l ) , s t \o n y w o d n y r o z t w ó r a m o n i a k u ( N H 3 · H 2 O )
9
D o j e d n e g o m a Be g o n a c z y Dk a w l a k i l k a k r o p l i s t \o n e g o k w a s u s o l n e g o ( p o d w y c i -
g i e m ) , d o d r u g i e g o k i l k a k r o p l i s t \o n e g o w o d n e g o r o z t w o r u a m o n i a k u . O b a n a c z y n k a p o -
s t a w i b l i s k o s i e b i e i p r z y k r y z l e w k . Z a m i a s t t e g o m o \n a n a l a k w a s i s t \o n y r o z t w ó r
a m o n i a k u d o s s i e d n i c h w g Bb i e D p By t k i p o r c e l a n o w e j i p r z y k r y m a B z l e w k .
" Z a n o t o w a o b s e r w a c j e i w y j a [n i p r z e b i e g z a c h o d z c e g o p r o c e s u .
" N a p i s a r ó w n a n i e r e a k c j i , w i e d z c , \e j u \ w t e m p e r a t u r z e p o k o j o w e j i s t n i e j e w y s o k a
p r \n o [ p a r a m o n i a k u i c h l o r o w o d o r u n a d s t \o n y m w o d n y m r o z t w o r e m a m o n i a k u i
s t \o n y m k w a s e m s o l n y m .
" O k r e [l i t y p r e a k c j i w g n a s t p u j c y c h k r y t e r i ó w : 1 , 3 , 4 , 6 .
D o [w i a d c z e n i e 6 . R o z k Ba d K M n O 4
O d c z y n n i k i : M a n g a n i a n ( V I I ) p o t a s u ( K M n O 4 ) , s t \o n y k w a s s o l n y ( H C l ) .
D o s u c h e j c i e n k o [c i e n n e j p r o b ó w k i w s y p a s z c z y p t K M n O 4 . D n o p r o b ó w k i p o w i n n o b y
p r z y k r y t e w a r s t w n i e g r u b s z n i \ 2 m m . U m o c o w a p r o b ó w k w d r e w n i a n y m u c h w y c i e
i o g r z e w a w p Bo m i e n i u p a l n i k a . O b s e r w o w a z a c h o d z c e p r o c e s y . W p r o w a d z i d o p r o -
b ó w k i c i e n k i e \a r z c e s i ( n i e p a l c e s i ) Bu c z y w k o , o b s e r w o w a z a c h o d z c e z j a w i s k o .
O g r z e w a p r o b ó w k d o c z a s u , g d y \a r z c e s i Bu c z y w k o w p r o w a d z o n e d o p r o b ó w k i n i e
z a p a l i s i . P o o s t y g n i c i u d o p r o b ó w k i n a l a o k . 5 c m 3 w o d y . W s t r z s a j c z a w a r t o [ p r o -
b ó w k i o b s e r w o w a b a r w c i e c z y n a [c i a n k a c h p r o b ó w k i . C i e m n o z i e l o n e z a b a r w i e n i e r o z -
t w o r u p o c h o d z c e o d j o n ó w M n O 4 2 - i b r u n a t n y o s a d n a d n i e p r o b ó w k i ( M n O 2 ) [w i a d c z o
p r a w i d Bo w o w y k o n a n y m w i c z e n i u . J e \e l i w r o z t w o r z e z n a j d u j s i j o n y M n O 4 - b a r w a r o z -
t w o r u j e s t f i o l e t o w a . O z n a c z a t o , \e d o [w i a d c z e n i e z o s t a Bo zl e w y k o n a n e i n a l e \y j e p o w t ó -
r z y . Z w r ó c i u w a g n a z m i a n b a r w y r o z t w o r u p o 5 m i n u t a c h . C z y m j e s t s p o w o d o w a n a t a
z m i a n a b a r w y ? P o w y k o n a n i u d o [w i a d c z e n i a n a l e \y p r o b ó w k u m y s t \o n y m k w a s e m
s o l n y m .
" Z a p i s a r ó w n a n i e r e a k c j i r o z k Ba d u K M n O 4 i p o d a s c h e m a t w y m i a n y e l e k t r o n ó w .
" O k r e [l i t y p r e a k c j i w g n a s t p u j c y c h k r y t e r i ó w : 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 .
" D l a c z e g o o g r z e w a m y p r o b ó w k d o c z a s u , g d y \a r z c e s i Bu c z y w k o n i e z a p a l a s i ?
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