Περιοριστικό αντιδρών

Transcript

1 Περιοριστικό αντιδρών Όταν αντιδρώντα προστίθενται σε ποσότητες διαφορετικές από τις γραμμομοριακές αναλογίες που δείχνει η χημική εξίσωση, μόνο το ένα από τα αντιδρώντα πιθανόν να καταναλωθεί πλήρως, ενώ κάποιες ποσότητες από τα άλλα παραμένουν ανέπαφες! Το περιοριστικό αντιδρών (ή περιοριστικό αντιδραστήριο) είναι εκείνο που καταναλώνεται πλήρως όταν η αντίδραση φθάσει στο τέρμα της Τα moles των προϊόντων καθορίζονται πάντα από τα αρχικά moles του περιοριστικού αντιδρώντος! Αντιδρών σε περίσσεια: εκείνο που δεν καταναλώνεται πλήρως

2 Άσκηση 3.16 Πόσα moles χλωριδίου του αργιλίου μπορούν να παρασκευασθούν από μίγμα 0,15 mol ρινισμάτων αργιλίου και 0,35 mol αερίου χλωριδίου του υδρογόνου; 2Al(s) + 6ΗCl(g) 2AlCl 3 (s) + 3Η 2 (g) Βρίσκουμε το περιοριστικό αντιδρών υπολογίζοντας τα moles του AlCl 3 που παράγονται από την πλήρη κατανάλωση των Al και ΗCl 2 mol AlCl3 0,15mol Al 0,150 mol AlCl 2 mol Al 2 mol AlCl3 0,35molHCl 0,1166mol AlCl 6 molhcl 3 3!! Το περιοριστικό αντιδρών είναι το ΗCl και η ποσότητα του AlCl 3 που μπορεί να παραχθεί είναι 0,12 mol

3 Θεωρητικές και εκατοστιαίες αποδόσεις Θεωρητική απόδοση προϊόντος: μεγίστη ποσότητα προϊόντος δυνάμενη να ληφθεί σε αντίδραση από δεδομένες ποσότητες αντιδρώντων Πραγματική απόδοση προϊόντος (πειραματική τιμή): εκατοστιαία απόδοση προϊόντος εκφρασμένη ως % ποσοστό της θεωρητικής απόδοσης (υπολογισμένη τιμή) πραγματική απόδοση Εκατοστιαία απόδοση = 100% θεωρητική απόδοση

4 Άσκηση 3.18 Εισάγουμε σε δοχείο αντίδρασης 15 g μεθανόλης και 10 g μονοξείδιο του άνθρακα. Πόση είναι η θεωρητική απόδοση σε οξικό οξύ; Αν η πραγματική απόδοση είναι 19,1 g πόση είναι η εκατοστιαία απόδοση; CH 3 OH( ) + CO(g) καταλύτης CH 3 COOH ( )

5 4. Χημικές Αντιδράσεις: Εισαγωγή ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ: Η ιοντική θεωρία των διαλυμάτων Μοριακές και ιοντικές εξισώσεις Αντιδράσεις καταβύθισης Αντιδράσεις οξέων-βάσεων Αντιδράσεις οξείδωσης-αναγωγής Ισοστάθμιση απλών εξισώσεων οξείδωσηςαναγωγής Γραμμομοριακή συγκέντωση Αραίωση διαλυμάτων

6 Η ιοντική θεωρία των διαλυμάτων Προτάθηκε από τον Arrhenius τo 1884 για να ερμηνευθεί η αγωγιμότητα του καθαρού νερού μετά τη διάλυση ορισμένων ουσιών σε αυτό Svante Arrhenius ( ) Σουηδός Χημικός (Νόμπελ Χημείας 1903)

7 Η ιοντική θεωρία των διαλυμάτων Ουσίες που διαλύονται στο νερό είναι είτε ηλεκτρολύτες είτε μη ηλεκτρολύτες Ηλεκτρολύτης: ουσία που διαλυόμενη στο νερό δίνει διάλυμα ηλεκτρικά αγώγιμο (π.χ. τα περισσότερα ιοντικά στερεά, το ΗCl κ.λπ.) Ισχυρός ηλεκτρολύτης: Υπάρχει στο διάλυμα σχεδόν εξ ολοκλήρου υπό μορφή ιόντων π.χ. NaCl(s) H 2 O Na + (aq) + Cl (aq) Ασθενής ηλεκτρολύτης: Υπάρχει στο διάλυμα ένα σχετικά μικρό ποσοστό ιόντων π.χ. NH 3 (aq) + H 2 O( ) NH 4+ (aq) + OH (aq) Κίνηση ιόντων σε διάλυμα Μη Ηλεκτρολύτης: ουσία που διαλυόμενη στο νερό δίνει μη αγώγιμο ή πολύ ασθενώς αγώγιμο διάλυμα (π.χ. oι μοριακές ενώσεις σακχαρόζη C 12 H 22 O 11, μεθανόλη CH 3 OH κ.λπ.)

8 Μοριακές και Ιοντικές εξισώσεις 1) Μοριακή εξίσωση 2KI(aq) + Pb(NO 3 ) 2 (aq) PbI 2 (s) + 2ΚNO 3 (aq) 2) Πλήρης ιοντική εξίσωση 2K + (aq) + 2I (aq) + Pb 2+ (aq) +2NO 3 (aq) PbI 2 (s) + 2Κ + (aq) + 2NO 3 (aq) Ιόντα θεατές σε ιοντική εξίσωση: δεν συμμετέχουν στην αντίδραση! 3) Τελική ιοντική εξίσωση 2I (aq) + Pb 2+ (aq) PbI 2 (s) Αντίδραση καταβύθισης ιζήματος ιωδιδίου του μολύβδου από διάλυμα νιτρικού μολύβδου με την προσθήκη ιωδιδίου του καλίου Αδιάλυτη στερεά ένωση σχηματιζόμενη στο διάλυμα κατά τη διάρκεια χημικής αντίδρασης

9 Άσκηση 4.1 Να διατυπώσετε πλήρεις, ιοντικές και τελικές ιοντικές εξισώσεις για καθεμία από τις ακόλουθες μοριακές εξισώσεις: (α) 2ΗNO 3 (aq) + Mg(OH) 2 (s) 2H 2 O(l) + Mg(NO 3 ) 2 (aq) Το νιτρικό οξύ, ΗΝΟ 3, είναι ισχυρός ηλεκτρολύτης (β) Pb(NO 3 ) 2 (aq) + Na 2 SO 4 (aq) PbSO 4 (s) + 2NaNO 3 (aq)

10 Τύποι Χημικών αντιδράσεων 1. Αντιδράσεις καταβύθισης: Ανάμιξη διαλυμάτων δύο ιοντικών ουσιών και σχηματισμός στερεάς ιοντικής ουσίας (ίζημα) 2. Αντιδράσεις οξέων βάσεων: Βάση και οξύ αντιδρούν με μεταφορά πρωτονίου μεταξύ των αντιδρώντων 3. Αντιδράσεις οξείδωσης-αναγωγής: Εμπεριέχεται μεταφορά ηλεκτρονίων μεταξύ των αντιδρώντων

11 Αντιδράσεις καταβύθισης Μια αντίδραση καταβύθισης λαμβάνει χώρα σε υδατικό διάλυμα επειδή ένα προϊόν είναι αδιάλυτο στο νερό. Διαλυτότητα : Ικανότητα των ουσιών να διαλύονται στο νερό (ευδιάλυτες και αδιάλυτες ή δυσδιάλυτες ουσίες ). Ορίζεται ως η μάζα ουσίας που διαλύεται σε δεδομένη ποσότητα νερού και δεδομένη θερμοκρασία (g/100ml) Γραμμένη ως μοριακή εξίσωση μια αντίδρασης καταβύθισης έχει τη μορφή αντίδρασης ανταλλαγής Αντίδραση ανταλλαγής (ή μετάθεσης): Εμπεριέχει την ανταλλαγή ιόντων μεταξύ των δύο αντιδρώντων AgNO 3 (aq) + NaI(aq) AgI(s) + NaNO 3 (aq)

12 ΚΑΝΟΝΕΣ ΔΙΑΛΥΤΟΤΗΤΑΣ (ΓΙΑ ΥΔΑΤΙΚΑ ΔΙΑΛΥΜΑΤΑ) 1. Όλα τα άλατα των αλκαλίων (Li +, Na +, K +, Rb +, Cs + ) (Ομάδα ΙΑ ή 1) και του αμμωνίου (ΝΗ 4+ ) είναι ευδιάλυτα 2. Όλα τα οξικά (CH 3 COO ), υπερχλωρικά (ClO 4 ), χλωρικά (ClO 3 ) και νιτρικά (NO 3 ), άλατα είναι ευδιάλυτα 3. Οι ενώσεις των αργύρου (Ag + ), υφυδραργύρου (Hg 2 2+), και μολύβδου (Pb 2+ ) είναι δυσδιάλυτες 4. Όλα τα χλωρίδια, βρωμίδια και ιωδίδια (Cl, Br, I ) είναι ευδιάλυτα 5. Όλα τα ανθρακικά (CO 32 ), φωσφορικά (PO 43 ), πυριτικά (SiO 44 ) άλατα, τα υδροξείδια (OH ), οξείδια (O 2 ) και σουλφίδια (S 2 ) είναι δυσδιάλυτα 6. Τα θειικά (SO 42 ) άλατα είναι ευδιάλυτα εκτός εκείνων του ασβεστίου (Ca 2+ ) και του βαρίου (Ba 2+ ) ΠΡΟΣΟΧΗ: Οι κανόνες εφαρμόζονται αυστηρά με τη σειρά που δίνονται!

13 Άσκηση 4.2 Αναμιγνύετε υδατικά διαλύματα ιωδιδίου του νατρίου και οξικού μολύβδου(ιι). Αν γίνεται αντίδραση γράψτε την ισοσταθμισμένη μοριακή εξίσωση και την τελική ιοντική εξίσωση. Αν δεν λαμβάνει χώρα αντίδραση, γράψτε τους τύπους των ενώσεων και μετά το βέλος, την ένδειξη ΚΑ (Καμία Αντίδραση).