Chemie anorganická a organická Chemická reakce 1. KŠPA Kladno, s. r. o., Holandská 2531, 272 01 Kladno, www.1kspa.cz Číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/34.0292 Číslo materiálu: VY_32_INOVACE_CHEM-1-06 Tematický celek (sada): Chemie anorganická a organická Téma (název) materiálu: Chemická reakce Předmět: Chemie Ročník / Obor studia: 1. / všechny obory denní a dálkové formy studia Autor / datum vytvoření: Mgr. Martin Štorek / 16.09.2012 Anotace: Výukový materiál slouží k výkladu nové látky na téma chemické reakce, předpoklady vzniku reakce, rozdělení chemických reakcí, protolytické a redoxní reakce, galvanický a olověný článek, elektrolýza, koroze Metodický pokyn: Prezentace je určena k promítání v hodině nebo samostudiu Tento výukový materiál vznikl v rámci Operačního programu Vzdělávání pro konkurenceschopnost

Chemická reakce Ca(OH) + CO2 CaCO3 + H2O Proces, při kterém dochází ke změně chemické struktury látek. Do reakce vstupují reaktanty, které zanikají a přeměňují se v produkty. Během reakce zanikají původní vazby a vznikají nové. Chemickou reakci popisujeme pomocí chemických rovnic. Chemická rovnice je zápis chemické reakce vyjádřený značkami chemických prvků a vzorci chemických sloučenin. DUM 06 reaktanty (výchozí látky)       produkty (nově vzniklé látky) Ca(OH) + CO2 CaCO3 + H2O

Chemická rovnice Zákon zachování hmoty: počet a druh atomů v reaktantech musí být stejný jako počet a druh atomů v produktech.

Klasifikace chem. reakcí 1. Dle vnější změny Syntéza – slučování 2H2 + O2  2H2O Analýza – rozklad 2H2O2 + Δ → 2H2O + O2 CaCO3 + Δ → CaO + CO2 Ca(HCO3)2  + Δ →  CaCO3 + CO2 + H2O Substituce – nahrazování Na + 2HCl  NaCl + H2 Konverze – podvojná záměna NaCl + AgNO3  AgCl + NaNO3 Hoření - prudká oxidace CH4 + 2O2  CO2 + 2H2O

Klasifikace chem. reakcí II. Dle mechanismu průběhu Redoxní (oxidačně-redukční reakce) Acidobazické (protolitické) III. Dle tepelného zabarvení exotermické - jsou to reakce, při kterých se teplo uvolňuje endotermické - jsou to reakce, při kterých se teplo spotřebovává

Protolytické reakce NaOH + HCl NaCl + H2O Protolytické (acidobazické) reakce přenos vodíkových kationtů H+ (protonů) typickou reakcí je neutralizace Neutralizace je reakce kyseliny se zásadou a vzniká sůl dané kyseliny a voda. NaOH + HCl    NaCl + H2O

Redoxní reakce 2 Cu + O2 2 CuO O0 O-II Oxidačně-redukční reakce přenos elektronů OXIDACE – odevzdávání e- (zvýšení ox. č.) REDUKCE – příjem e- (snížení ox. č.) oxidační činidlo (O2, KMnO4, H2O2) – látky, které ostatní l. oxidují a sami se redukují redukční činidlo (Fe, Zn, C, CO, SO2) - látky, které ostatní l. redukují a sami se oxidují oxidace a redukce probíhají současně 2 Cu + O2    2 CuO Cu0   CuII oxidace O0    O-II redukce

Elektrolýza Elektrolýza je děj probíhající na elektrodách při průchodu stejnosměrného elektrického proudu roztokem nebo taveninou. Elektrolýza je redoxní reakce. na katodě probíhá redukce na anodě probíhá oxidace Katoda je záporná elektroda Anoda je kladná elektroda redukce:   Zn2+ + 2 e-   Zn0 oxidace:  2 I- - 2 e-   I20

Galvanický článek Galvanické články využívají chemickou reakci, při níž se uvolňuje energie ve formě elektrického pole. V běžném životě používáme termín baterie. Nejjednodušší článek se skládá ze dvou elektrod (Zn, Cu) a elektrolytu (H2SO4). Zinek se v elektrolytu rozpouští a nabijí elektrodu záporně. Po připojení spotřebiče se poruší rovnovážný stav a elektrony putují ze Zn elektrody na Cu elektrodu – - vzniká el. proud.

elektrický proud chemická reakce chemická reakce elektrický proud ELEKTROLÝZA elektrický proud chemická reakce ČLÁNEK - BATERIE chemická reakce elektrický proud

Olověný akumulátor Olověný akumulátor se skládá z nádoby s roztokem H2SO4 Do roztoku jsou ponořeny dvě olověné elektrody, druhá je navíc pokryta vrstvou oxidu olovičitého (PbO2). Při vybíjení článku se olovo oxiduje a oxid olovičitý redukuje, vzniká síran olovnatý a voda. Při nabíjení akumulátoru probíhá děj opačný. Zda je akumulátor v automobilu vybitý zjišťujeme měřením hustoty kyseliny sírové (hustoměrem)

Pb0 + PbIVO2 + 2 H2SO4 2 PbIISO4 + 2 H2O Olověný akumulátor NABÍJENÍ VYBÍJENÍ Pb0 + PbIVO2 + 2 H2SO4    2 PbIISO4 + 2 H2O Pb0  - 2e-     Pb+II Pb+IV  + 2e-     Pb+II oxidace redukce

Koroze Všude, kde se ve vlhkém prostředí dotýkají dva různé kovy, dochází k oxidaci reaktivnějšího kovu. Povrch kovu se změní. Tomuto jevu říkáme elektrochemická koroze. Koroze je urychlována: teplotou, vlhkostí, roztoky solí a kyselin (kyselý déšť) Kovové povrchy chráníme před korozí: namazáním povrchů látkami, které odpuzují vodu (olej, vazelína) nátěry barev (např. natírání plotu) pokrytím plasty (např. ploty) pokrytí smaltem (smaltovaná vana, cedule, plech. nádobí) pokovováním méně reaktivními kovy - zinek, chrom, stříbro (např. pochromovaný kohoutek v koupelně, pozinkované okapy)

Řada reaktivity kovů Z postavení prvku v řadě kovů se dá odvodit, že: daný kov je schopen vytěsnit (vyredukovat) z roztoku všechny kovy umístěné v řadě vpravo od něj. kov může být z roztoku své soli vytěsněn kterýmkoliv kovem umístěným v řadě více vlevo

Faktory ovlivňující rychlost chem. rEAKCÍ TEPLOTA – čím větší teplota, tím rychleji reakce probíhá a naopak KONCENTRACE – čím větší koncentrace reaktantů, tím reakce proběhne rychleji a naopak VELIKOST POVRCHU – čím je větší povrch reagujících látek, tím reakce probíhá rychleji SKUPENSTVÍ – rychlost reakce se zvyšuje dle skupenství reaktantů od pevného (nejpomalejší) po plynné (nejrychlejší) KATALYZÁTOR – látka vstupující do reakce, aby snížila energetickou náročnost reakce a tím ji uspíšila (opakem je INHIBITOR)

reakce s katalyzátorem

Použité zdroje JANA BRÁNECKÁ. www.zschemie.euweb.cz [online]. [cit. 14.9.2012]. Dostupný na WWW: <http://www.zschemie.euweb.cz/redox/elektrolyza.gif>. MAXX. wikipedia [online]. [cit. 14.9.2012]. Dostupný na WWW: pod licencí public domain <http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Galvanický_článek.svg>. AUTOR NEUVEDEN. www.chemistryhelp.net [online]. [cit. 14.9.2012]. Dostupný na WWW: <http://www.chemistryhelp.net/files/lead-acid-battery.png>. ŘEHÁK; NOVÁK; KOLAFA. www.vscht.cz [online]. [cit. 16.9.2012]. Dostupný na WWW: <http://www.vscht.cz/fch/prikladnik/zkhtml/ VĚRA VODIČKOVÁ. wikiscripta.eu [online]. [cit. 16.9.2012]. Dostupný na WWW: <http://www.wikiskripta.eu/index.php/Soubor:Daniellův_článek_001.png>.fig/kata.gif>. Materiály jsou určeny pro bezplatné používání pro potřeby výuky a vzdělávání na všech typech škol a školských zařízení. Jakékoli další využití podléhá autorskému zákonu.