ΧΗΜΕΙΑ Α ΛΥΚΕΙΟΥ. Συνοπτική Θεωρία Χημείας Α Λυκείου. Χημικές αντιδράσεις. Πολύπλοκες

Transcript

1 Συνοπτική Θεωρία Χημείας Α Λυκείου Χημικές Αντιδράσεις Χημικές αντιδράσεις Οξειδοαναγωγικές Μεταθετικές Σύνθεσης Αποσύνθεσης Απλή αντικατάσταση Πολύπλοκες Διπλή αντικατάστασ η Εξουδετέρωση Τα χαρακτηριστικά των χημικών αντιδράσεων είναι τρία: (i) ταχύτητα αντίδρασης (ii) ενεργειακές μεταβολές που συνοδεύουν μια χημική αντίδραση (iii) απόδοση αντίδρασης Συμπλήρωση συντελεστών Για να είναι ο αριθμός των ατόμων του στοιχείου ίσος τόσο στα αντιδρώντα όσο και προϊόντα, σε ορισμένες αντιδράσεις απαιτείται ισοστάθμιση του αριθμού των ατόμων με κατάλληλους αριθμούς τους συντελεστές. Οι συντελεστές μιας χημικής εξίσωσης είναι ακέραιοι αριθμοί που μπαίνουν αριστερά από το χημικό τύπο κάθε σώματος και εκφράζουν την αναλογία των ατόμων ή των μορίων με την οποία αντιδρούν τα σώματα. Ο συντελεστής πολλαπλασιάζεται με τον αριθμό των ατόμων κάθε στοιχείο 1

2 Παράδειγμα εύρεσης συντελεστών χημικής εξίσωσης: Αντιδράσεις οξειδοαναγωγής Είναι οι αντιδράσεις στις οποίες μεταβάλλεται ο αριθμός οξείδωσης ορισμένων από τα στοιχεία που συμμετέχουν. Οξείδωση : Aύξηση του αριθμού οξείδωσης Αναγωγή: Eλάττωση του αριθμού οξείδωσης Οξειδωτική ουσία (οξειδωτικό): H ουσία που προκαλεί την οξείδωση ενώ η ίδια ανάγεται δηλαδή ελαττώνεται ο αριθμός οξείδωσης της. Αναγωγική ουσία (αναγωγικό): η ουσία που προκαλεί την αναγωγή ενώ η ίδια οξειδώνεται δηλαδή αυξάνεται ο αριθμός οξείδωσης της. Παράδειγμα C + O 2 C O 2 Ο άνθρακας οξειδώνεται, επειδή ο Α.Ο του αυξάνεται από 0 σε +4 ( αναγωγικό). Το οξυγόνο ανάγεται, επειδή ο Α.Ο του ελαττώνεται από 0 σε -2 ( οξειδωτικό). 2

3 1) Αντιδράσεις σύνθεσης A + Β AΒ Είναι οι αντιδράσεις κατά τις οποίες δύο ή περισσότερες χημικές ουσίες ενώνονται και σχηματίζουν μια νέα χημική ουσία. Χημικό στοιχείο + Οξυγόνο Οξείδιο C(s) + O 2 (g) CO 2 (g) (οξειδοαναγωγική) Υδρογόνο + Αμέταλλο Υδρογονούχο ένωση H 2 (g) + Cl 2 (g) 2HCl(g) (οξειδοαναγωγική) Όξινο οξείδιο + νερό οξύ CO 2 + Η 2 0 H 2 CO 3 Βασικό οξείδιο + νερό βάση K 2 O + Η 2 0 2KOH (μεταθετικές) Μέταλλο + Αμέταλλο Άλας Fe( S ) + S( g ) FeS( S ) (οξειδοαναγωγική) Σημείωση: Από τα βασικά οξείδια αντιδρούν με το νερό και σχηματίζουν ευδιάλυτες βάσεις τα Na 2 O, CaO, NaO, K 2 O. 2) Αντιδράσεις αποσύνθεσης-διάσπασης AΒ A + Β Αντιδράσεις διάσπασης ονομάζονται οι αντιδράσεις στις οποίες μια χημική ένωση διασπάται σε δυο ή περισσότερα προϊόντα. Όταν η χημική ένωση διασπάται στα στοιχεία της τότε η αντίδρασης λέγεται αντίδραση αποσύνθεσης. CaCO 3(S) CaO (S) + CO 2(g) (διάσπασης - μεταθετική) 2HgO 2Hg + O 2 (αποσύνθεσης - οξειδοαναγωγική) 3) Αντιδράσεις απλής αντικατάστασης ( οξειδοαναγωγικές) Σε αυτές τις αντιδράσεις ένα στοιχείο (μέταλλο ή αμέταλλο) που βρίσκεται σε ελεύθερη κατάσταση αντικαθιστά ένα άλλο στοιχείο που βρίσκεται σε μια χημική ένωση. Μ + Β Χ ΜΧ + Β Μ: μέταλλο Β: μέταλλο ή υδρογόνο Α + Β Χ ΒΑ + Χ Α: αμέταλλο Χ:αμέταλλο Απαραίτητη προϋπόθεση για να πραγματοποιηθεί η αντίδραση πρέπει το ελεύθερο στοιχείο να είναι πιο δραστικό από αυτό που πρόκειται να αντικαταστήσει. Σειρά δραστικότητας μετάλλων Κ, Βα, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Cr, Fe, Ni, Sn, Pb, H 2, Cu, Hg, Ag, Pt,Au Αύξηση δραστικότητας Κάνε βαριά καρδιά ναύτη μάγκα αλλά μιν ζητάς φέτος νίφι σαν Ρεταλούba.Η Κούλα ήπε αγαπά παντοτινά αυτόν 3

4 Σειρά δραστικότητας μετάλλων F 2, Cl 2, Br 2, O 2, I 2, S Αύξηση δραστικότητας Φέρε χλωρίνη Βαρβάρα οι σαπούνι Παραδείγματα Zn + CuSO 4 Zn SO 4 + Cu ο Zn είναι δραστικότερος από τον Cu Cu + FeCl 2 Ο Cu είναι λιγότερο δραστικός από τον Fe Σημείωση: Όταν το μέταλλο έχει πολλούς αριθμούς οξείδωσης τότε εμφανίζεται στα προϊόντα με τον μικρότερο αριθμό οξείδωσης. Εξαιρείται ο Cu που μετατρέπεται σε Cu +2. Μεταθετικές αντιδράσεις Μεταθετικές αντιδράσεις: είναι οι αντιδράσεις στις οποίες δεν μεταβάλλεται ο αριθμός οξείδωσης σε κανένα από τα στοιχεία που συμμετέχουν. 1) Αντιδράσεις διπλής αντικατάστασης Είναι οι αντιδράσεις μεταξύ δυο ηλεκτρολυτών μέσα σε υδατικά διαλύματα κατά τις οποίες γίνεται ανταλλαγή των ιόντων τους. Α + Β - + Γ + Δ - Α + Δ - + Γ + Β - Για την συμπλήρωση των συντελεστών ξεκινάμε από το σώμα που έχει τον πιο πολύπλοκο χημικό τύπο, στον οποίο τοποθετούμε συντελεστή τη μονάδα. Για να πραγματοποιείται μια αντίδραση διπλής αντικατάστασης πρέπει κάποιο από τα προϊόντα α) να καταβυθίζεται ως ίζημα ή β) να απομακρύνεται ως αέριο 4

5 Τα κυριότερα ιζήματα που συναντάμε στις αντιδράσεις διπλής αντικατάστασης είναι: ΆΛΑΤΑ Ανθρακικά Φωσφορικά Θειούχα (S 2- ) Αλογονούχα Ιζήματα AgX,PbX 2, CuX Ευδιάλυτα Κ +, Νa +,NH 4 + Κ +, Νa +,NH 4 + Mg 2+,Ca 2+,Ba 2+ τα υπόλοιπα Θειϊκά CaSO 4, PbSO 4, ΒaSO 4 τα υπόλοιπα ΥΔΡΟΞΕΙΔΙΑ ΜΕΤΑΛΛΩΝ ΚΟΗ, ΝaOH Ca(OH) 2, Ba(OH) 2 OΞΕΑ Τα κυριότερα αέρια που συναντάμε στις αντιδράσεις διπλής αντικατάστασης είναι: ΗF, HCl, HBr, HI, H 2 S, HCN, CO 2, SO 2, NH 3 Οι ενώσεις Η 2 CO 3, H 2 SO 3, NH 4 OH είναι ασταθείς. Για τον λόγο αυτό όταν σχηματίζονται ως προϊόντα στις αντιδράσεις διπλής αντικατάστασης στη θέση τους θα γράφουμε: Η 2 CO 3 H 2 SO 3 NH 4 OH CO 2 + H 2 O SO 2 + H 2 O NH 3 + H 2 O Κατηγορίες αντιδράσεων διπλής αντικατάστασης μέταλλο +άλας μέταλλο + άλας Fe + CuSO 4 Cu + FeSO 4 μέταλλο + οξύ άλας + υδρογόνο Fe + 2HCl FeCl 2 + H 2 μέταλλο + νερό βάση + υδρογόνο μέταλλο:li,k,ba,ca,na Na + H 2 O NaOH + 1/2H 2 Για όλα τα υπόλοιπα σχηματίζεται oξείδιο του μετάλλου 5

6 2) Αντιδράσεις εξουδετέρωσης Οξύ + Βάση Άλας + Η 2 Ο Βάση + Όξινο οξείδιο Βασικό οξείδιο + Οξύ Άλας + Η 2 Ο Άλας + Η 2 Ο Βασικό οξείδιο + Όξινο οξείδιο Άλας Κατά την εξουδετέρωση ενός πολυπρωτικού οξέος (π.χ H 2 SO 4 ) ή βάσεως είναι δυνατό να γίνει μερική εξουδετέρωση οπότε σχηματίζονται όξινα ή βασικά άλατα. Στις παρακάτω αντιδράσεις δεν σχηματίζεται νερό ΝΗ 3 + HCl NH 4 Cl ( αντιδράσεις εξουδετέρωσης της αμμωνίας) CaO + SO 3 CaSO 4 (αντιδράσεις μεταξύ όξινων και βασικών οξειδίων) Χημικές αντιδράσεις - Γρήγορος έλεγχος Ένα προϊόν; (σύνθεση) Ένα αντιδρών; (αποσύνθεση) Αντικαθίσταται ένα στοιχείο; (απλή) Δύο αντικαταστάσεις; (διπλή)