Soubor prezentací: CHEMIE PRO I. ROČNÍK GYMNÁZIA

Prezentace na téma: "Soubor prezentací: CHEMIE PRO I. ROČNÍK GYMNÁZIA"— Transkript prezentace:

1 Soubor prezentací: CHEMIE PRO I. ROČNÍK GYMNÁZIA
CH14 - Redoxní reakce Mgr. Aleš Chupáč, RNDr. Yvona Pufferová Gymnázium, Havířov-Město, Komenského 2, p.o. Tato prezentace vznikla na základě řešení projektu OPVK, registrační číslo: CZ.1.07/1.1.24/ s názvem „Podpora chemického a fyzikálního vzdělávání na gymnáziu Komenského v Havířově“ Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.

2 Chemická reakce děj při kterém: se reaktanty přeměňují na produkty
zanikají původní a vznikají nové vazby dochází k energetickým změnám

3 Chemická reakce Reaktanty = látky, které vstupují do reakce
Produkty = nově vzniklé látky, které z reakce vystupují, mají jiné vlastnosti než reaktanty Výchozí látky = reaktanty Produkt HCl 2 Cl H C 400 + o 2

4 Chemické reakce vycházejí ze: Zákona zachování hmotnosti:
součet hmotností reaktantů se rovná součtu hmotností produktů (počty atomů určitého druhu jsou na obou stranách rovnice stejné)

5 Reakce podle přenášených částic
Acidobazické reakce (protolytické) – přenos H+mezi kyselinami a zásadami NH3 + H2O → NH4+ + OH- Komlexotvorné reakce – přenos atomů nebo skupin atomů CuSO4(s) + 4H2O(l) → [Cu(H2O)4]SO4(aq) Oxidačně-redukční (redoxní) – přenos elektronů mezi reaktanty; mění se oxidační číslo 2HICl + Zn0 → ZnIICl2 + H20

6 Základní pojmy redoxních reakcí
Dochází k přenosu (výměně) elektronů. Dochází ke změně oxidačního čísla Cr0 + O02 → CrIII2O-II3 Cr: z 0 na +III, chrom ztrácí 3 elektrony O: z 0 na –II, kyslík získává 2 elektrony

7 Oxidační číslo = elektrický náboj, který by byl přítomen na atomu prvku, kdybychom elektrony všech vazeb, které z něj vychází, přidělili elektronegativnějšímu z vázaných atomů. Oxidační číslo prvku v nesloučené formě = 0; Oxidační čísla prvků ve sloučeninách se mohou nabývat hodnot: od –IV po + VIII.

8 Oxidačně- redukční děje
se skládají ze dvou dílčích reakcí – oxidace a redukce mezi reaktanty dochází buď ke skutečné nebo jen formální výměně elektronů. Oxidace - děj, kdy se zvyšuje oxidační číslo prvku (tím, že se elektrony odštěpují) Redukce - děj, kdy se snižuje oxidační číslo prvku (tím, že elektrony jsou přijímány) děje musí probíhat současně jsou to dva redoxní systémy

9 Oxidačně- redukční děje
oxidace: Zn0 – 2 e Zn2+ redukce: Cu e Cu0 Cu + Zn → Cu + Zn děje musí probíhat současně jsou to dva redoxní systémy jedna částice se oxiduje a druhá částice se současně redukuje výměna elektronů mezi dvěma redoxními systémy (redoxní pár) Zn/Zn a Cu2+/Cu oxidace redukce

10 Úloha V následujících rovnicích urči redoxní páry (dvojice částic, které se liší v oxidačním čísle). Mg + Cl MgCl2 H2 + Cl2 → 2 HCl 2 Na + Cl2 → 2 NaCl →

11 Redoxní děje Oxidační činidlo – látka schopná oxidovat jiné látky (sama se při reakci redukuje – dokáže odebírat e-) = oxidant Redukční činidlo – látka schopná redukovat jiné látky (sama se při reakci oxiduje – dodává e-) = reduktant

12 Úloha V následujících rovnicích urči oxidační a redukční činidlo.
Fe2O3 + 3 CO Fe + 3 CO2 2 H2 + O2 → 2 H2O 2 Na + Cl2 → 2 NaCl →

13 Oxidační činidla (oxidanty)
dělíme do 4 skupin: elektronegativní kovy – kyslík, chlór, fluór, bróm 2. kationty přechodných kovů – Au3+, Ag+, Fe3+, Co3+ 3. anionty kyslíkatých kyselin – MnO4-, ClO3-, ClO4-, NO3- 4. Oxidy prvků s vyššími oxidačními čísly a peroxidy – MnO2, PbO2, CrO3, H2O2, OsO4

14 Redukční činidla (reduktanty)
dělíme do 3 skupin: prvky s nízkou elektronegativitou: I. – III.A skupiny, vodík, uhlík, zinek, lanthanoidy ionty kovů s nízkým oxidačním číslem, které se snadno oxidují, protože snadno ztrácejí elektrony: Cr3+, Ti2+, … Iontové hydridy a oxidy s nízkým oxidačním číslem prvku: NaH, LiH, CaH2, CO

15 Oxidační a redukční činidla
rozdělení na oxidanty a reduktanty je relativní záleží na tom s jakou látkou reagují pro orientační rozdělení byl zvolen za referentní látku vodík: oxidanty – silnější akceptory elektronů než vodík reduktanty – silnější donory elektronů než vodík

16 Úloha Zhlédni video hoření hořčíku na Zapiš podle uvedeného pokusu: Rovnici včetně vyčíslení. Zapiš křížové schéma nutné k vyčíslení rovnice. Který atom je oxidován a který je redukován. Urči oxidant a reduktant.

17 Úloha Urči oxidační čísla v rovnici, vyznač oxidaci a redukci a označ oxidační a redukční činidlo. Zn + HCl  ZnCl2 + H2 Zn0 + HICl-I  ZnIICl2-I + H20 Zn0 – 2e-  ZnII 2HI + 2e-  H20Zn0 + 2HICl-I Zn – zvyšuje své ox. číslo  oxidace; redukční činidlo H - snižuje své ox. číslo  redukce; oxidační činidlo

18 Chemické rovnice redoxních reakcí
založeny na principu rovnosti vyměňovaných elektronů tzn. zvýšení hodnoty oxidačních čísel u oxidantů je rovno snížení hodnoty oxidačních čísel u reduktantů Postup: zápis chemického děje pomocí rovnice a zápis oxidačních čísel prvků u nichž se oxidační číslo mění zápis oxidace a redukce pomocí dílčích rovnic s počtem vyměněných elektronů matematická úprava pro shodu počtu vyměněných elektronů (tzv. křížové pravidlo) zápis získaných stechiometrických koeficientů do rovnice dodatečná úprava rovnice (molekuly vody upravíme jako poslední)

19 Řešení rovnic metodou rovnosti vyměňovaných elektronů
Vyčíslete: Cr2O3 + KNO3 + KOH K2CrO4 + KNO2 + H2O určíme prvky, které mění své oxidační číslo; oxidační číslo mění Cr a N sestavíme dílčí rovnice vystihující oxidaci a redukci (je vhodné respektovat počet atomů ve vzorci) použijeme křížové pravidlo 2 CrIII CrVI -6e- 2 tj. 1 (oxidace) NV NIII e- 6 tj. 3 (redukce) 4. získané koeficienty napíšeme před vzorce látek, z nichž se vycházelo 1 Cr2O3 + 3 KNO3 + KOH K2CrO4 + 3 KNO2 + H2O 5. provede se bilance zbývajících prvků 1 Cr2O3 + 3 KNO3 + 4 KOH K2CrO4 + 3 KNO2 + 2 H2O 6. výsledné zjištěné koeficienty případně vydělíme stejným číslem tak, aby jsme získali co nejmenší celá čísla; rovnice je již ve správném tvaru Cr2O3 + 3 KNO3 + 4 KOH K2CrO4 + 3 KNO2 + 2 H2O 7. Provedeme kontrolu !!!

20 Úloha - rovnice Vyčísli rovnici: FeCl3 + H2S → FeCl2 + S + HCl
Se + Cl2 + H2O → H2SeO3 + HCl BiCl3 + SnCl2 → Bi + SnCl4 HI + HBrO3 → I2 + H2O + HBr Který prvek se oxiduje? Který prvek je oxidačním činidlem?

21 Úloha Doplňte případné chybějící vzorce a určete stechiometrické koeficienty H2SO Na2SO4 + HCl Pb + HNO3 (konc.) Pb(NO3)2 + NO2 + H2O Fe FeCl2 + H2 Cu + HNO3 (zřeď.) Cu(NO3)2 + NO + H2O H2SO Na2SO4 + H2 C2H2O4 + KMnO4 + H2SO CO2 + MnSO4 + K2SO4 + H2O FeSO4 + KMnO4 + H2SO Fe2(SO4)3 + MnSO4 + K2SO4 + H2O

22 Úloha Doplňte případné chybějící vzorce a určete stechiometrické koeficienty KI + H2SO I2 + K2SO4 + H2S + H2O H2O Ca(OH)2 + H MnO Br2 + MnBr2 + H2O CaO CaCl2 + H2O H2SO Br2 + SO2 + H2O MnO2 + HCl Cl2 + H2O HCl PbCl2 + Cl2 + H2O

23 Řešení 2 NaCl + H2SO Na2SO4 + 2 HCl Pb + 4 HNO3 (konc.) Pb(NO3)2 + 2 NO2 + 2 H2O Fe + 2 HCl FeCl2 + H Cu + 8 HNO3 (zřeď.) Cu(NO3)2 + 2 NO + 4 H2O 2 Na + H2SO Na2SO4 + H C2H2O4 + 2 KMnO4 + 3 H2SO CO2 + 2 MnSO4 + K2SO4 + 8 H2O FeSO4 + 2 KMnO4 + 8 H2SO Fe2(SO4)3 + 2 MnSO4 + K2SO4 + 8 H2O

24 Řešení 8 KI + 5 H2SO I2 + 4 K2SO4 + H2S + 4 H2O CaH2 + 2 H2O Ca(OH)2 + 2 H HBr + MnO Br2 + MnBr2 + 2 H2O CaO + 2 HCl CaCl2 + H2O H2SO4 + 2 HBr Br2 + SO2 + 2 H2O MnO2 + 4 HCl MnCl2 + Cl2 + 2 H2O PbO2 + 4 HCl PbCl2 + Cl2 + 2 H2O

25 Využití redoxních reakcí
děje probíhající v přírodě – dýchání, metabolické děje, tlení, kvašení, fotosyntéza, hoření, koroze 2. výroba kovů – Fe, Pb, Cu, Sn, Cu, ze svých rud 3. elektrolýza – reakce vyvolaná průchodem stejnosměrného elektrického proudu elektrolytem (výroba a přečišťování kovů, galvanické pokovování, galvanické články)

26 Úloha Zhlédni video Chemická sopka na Zapiš podle uvedeného pokusu: Rovnici včetně vyčíslení. Pojmenuj reaktanty a produkty Který atom je oxidován. Urči oxidant.

27 Použité informační zdroje
Literatura MAREČEK, Aleš a Jaroslav HONZA. Chemie pro čtyřletá gymnázia. Olomouc: Nakladatelství Olomouc, ISBN VACÍK, Jiří. Přehled středoškolské chemie. Praha: Státní pedagogické nakladatelství Praha, ISBN KOVALČÍKOVÁ, Tatiana. Obecná a anorganická chemie: studijní text pro SPŠCH. 3., upr. vyd. Ostrava: nakladatelství Pavel Klouda, 2004, 118 s. ISBN 27

28 Tato prezentace vznikla na základě řešení projektu OPVK, registrační číslo: CZ.1.07/1.1.24/ s názvem „Podpora chemického a fyzikálního vzdělávání na gymnáziu Komenského v Havířově“ Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.