Ηλεκτρονική Σχολική Τάξη (η-Τάξη) | ΧΗΜΕΙΑ Α΄ ΛΥΚΕΙΟΥ

ΧΗΜΕΙΑ Α΄ ΛΥΚΕΙΟΥ

EL1207112 - ΣΠΥΡΙΔΩΝ ΓΕΩΡΓΙΟΥ

Ενότητες - Χημικές Αντιδράσεις

Θεματικές Ενότητες

Χημικές Αντιδράσεις

Ορισμός, συμβολισμός και ταξιν... Βασικές έννοιες για τους χημικ...

Τι είναι οι Χημικές αντιδράσεις - ποιά τα είδη τους - πως συμβολίζονται;

Χημικές αντιδράσεις ονομάζονται οι μεταβολές κατά τις οποίες από ορισμένες αρχικές ουσίες (αντιδρώντα) δημιουργούνται νέες (προϊόντα) με διαφορετικές ιδιότητες.

Πως συμβολίζονται οι χημικές αντιδράσεις;

Κάθε χημική αντίδραση συμβολίζεται με μία χημική εξίσωση.

Στη χημική αυτή εξίσωση διακρίνουμε δύο μέλη, που συνδέονται μεταξύ τους με ένα βέλος (→).

Στο πρώτο μέλος γράφουμε τα σώματα που έχουμε αρχικά, πριν ξεκινήσει η αντίδραση, που ονομάζονται αντιδρώντα, ενώ στο δεύτερο μέλος γράφουμε τα σώματα που σχηματίζονται κατά την αντίδραση και ονομάζονται προϊόντα.

Μία χημική εξίσωση περιλαμβάνει και τους κατάλληλους συντελεστές με τους οποίους επιτυγχάνεται η ισοστάθμιση μάζας, δηλαδή ο ίδιος αριθμός ατόμων κάθε στοιχείου στα αντιδρώντα και τα προϊόντα.

π.Χ στην επόμενη αντίδραση

C₃H₈+ O₂ → H₂Ο + CO₂

Τα αντιδρώντα είναι τα C₃H₈ και O₂ και τα προϊόντα τα H₂Ο και CO₂.

Τώρα πρέπει να βάλω συντελεστές, έτσι ώστε

όσους C έχω στα αντιδρώντα να έχω και στα προϊόντα.

Η ένωση C₃H₈έχει 3 C, άρα θα βάλω συντελεστή 3 στο CO₂ και η αντίδραση θα γίνει

C₃H₈+ O₂ → H₂Ο + 3CO₂

όσα H₂ έχω στα αντιδρώντα πρέπει να έχω και στα προϊόντα.

Η ένωση C₃H₈έχει 8 Η, άρα θα βάλω τον συντελεστή 4 στο H₂Ο και η αντίδραση θα γίνει

C₃H₈+ O₂ → 4H₂Ο + 3CO₂

Από τη στιγμή που έβαλα συντελεστές στα H₂Ο και CO₂ό αριθμός των οξυγόνων στα προϊόντα άλλαξε και έγινε

4*1=4 (τα Ο που βρίσκονται στο H₂Ο)

2*3=6 (τα Ο που βρίσκονται στο CO₂ )

Δηλαδή συνολικά 4+6=10 Οξυγόνα. Πρέπει λοιπόν να βάλω τον συντελεστή ίσο με 5 μπροστά από το O₂ και η αντίδραση να γραφεί

C₃H₈+ 5O₂ → 4H₂Ο + 3CO₂

^{Κλασματικοί συντελεστές δεν επιτρέπονται, εκτός αν τους βάλουμε μπροστά από το O₂ σε αντιδράσεις καύσεως}

_{Σε περιπτώσεις που παίζει ρόλο και η φυσική κατάσταση των αντιδρώντων και των προϊόντων της αντίδρασης η χημική εξίσωση γράφεται ως εξής:}

C₃H₈(g)+ 5O₂(g)→ 4H₂Ο(l)+ 3CO₂(g)

Μερικά είδη χημικών αντιδράσεων

Πάτα πάνω στην εικόνα για να δεις τα είδη των Αντιδράσεων

Αντιδράσεις Απλής Αντικατάστασης

Κατά τις αντιδράσεις αυτές ένα στοιχείο που βρίσκεται σε ελεύθερη κατάσταση αντικαθιστά ένα άλλο στοιχείο που βρίσκεται σε μία ένωσή του. Έτσι, ένα μέταλλο Μ αντικαθιστά ένα άλλο μέταλλο Μ' ή το υδρογόνο, σύμφωνα με το γενικό σχήμα:

Μ + Μ'Χ → MX + Μ'

Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu ή

Zn + H₂SO₄ → ZnSO₄ + H₂

Zn + CuSO₄ → ZnSO₄ + Cu

Βυθίζοντας ένα έλασμα Zn σε διάλυμα Θειικού Cu, ο Zn περνά στο διάλυμα σε μορφή ιόντων και τα ιόντα Cu επικάθεται στο έλασμα με μορφή μεταλλικού Cu.

Το διάλυμα σταδιακά χάνει το χρώμα του. (Γιατί συμβαίνει αυτό;)

Τα πιο δραστικά μέταλλα K, Ba, Ca, Na αντιδρούν με το νερό και δίνουν την αντίστοιχη βάση (υδροξείδιο του μετάλλου) και H₂

2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂

Ca + 2H₂O → Ca(OH)₂ + H₂

από τον Fotis Fotiadis μέσω Youtube

Τα υπόλοιπα πιο δραστικά από το υδρογόνο μέταλλα αντιδρούν με υδρατμούς σε υψηλή θερμοκρασία και δίνουν οξείδιο του μετάλλου και υδρογόνο,

Mg_(s) + H₂O_(g) → MgO_(s) + H_2(g)

Οι αντιδράσεις των Μετάλλων με οξέα

Μέταλλο + οξύ → άλας + H₂

από τον MrGrodskiChemistry μέσω Youtube

Δοκιμή της δραστικότητας έξι μετάλλων προσθέτοντας HCl 3Μ σε ένα δοκιματικό σωλήνα που περιέχει το αντίστοιχο μέταλλο.

Εάν το μέταλλο είναι δραστικότερο του Υδρογόνου, θα αντιδράσει με το HCl παράγοντας αέριο Υδρογόνο (φυσαλίδες) και το αλάτι του μετάλλου με Χλώριο.

Το αν γίνεται αντίδραση το καταλαβαίνουμε από την παραγωγή αερίου (Υδρογόνο).

Όσο πιο δραστικό είναι ένα μέταλλο, τόσο πιο έντονη είναι η αντίδρασή του με τα οξέα και, συνεπώς, τόσο μεγαλύτερη είναι η ταχύτητα έκλυσης των φυσαλίδων υδρογόνου που παράγεται κατά την αντίδραση.

ή ένα αμέταλλο Α αντικαθιστά ένα άλλο αμέταλλο Α', σύμφωνα με το γενικό σχήμα:

Α + ΨΑ' → ΨΑ + Α'

Cl₂ + 2KBr → 2KCl + Br₂

Cu₂S + O₂ → 2CuO + S

Cl₂ + 2KI → 2KCl + I₂

από το Πειράματα Χημείας , Χημεία με απλά υλικά..... ΛΕΩΝΙΔΑΣ ΤΖΙΑΝΟΥΔΑΚΗΣ

μέσω Youtube

Απαραίτητη προϋπόθεση για να γίνει η αντίδραση απλής αντικατάστασης είναι

το Μ να είναι δραστικότερο του Μ' και το Α δραστικότερο του Α'.

Η σειρά δραστικότητας δεν είναι απαραίτητο να απομνημονευθεί!!

Εικονικά Εργαστήρια

που αναφέρονται σε αντιδράσεις απλής αντικατάστασης

Αντιδράσεις Οξέων με Μέταλλα ^*(1)

Σειρά δραστικότητας Μετάλλων ^*(1)

⁽¹⁾ Πηγή Φωτόδεντρο

Τα ^(*) απαιτούν ενεργοποιημένο Adobe Flash Player

Αντιδράσεις Διπλής Αντικατάστασης

Αντιδράσεις διπλής αντικατάστασης ονομάζονται οι αντιδράσεις μεταξύ δύο ηλεκτρολυτών σε υδατικά διαλύματα, κατά τις οποίες οι ηλεκτρολύτες ανταλλάσσουν ιόντα, σύμφωνα με το σχήμα:

ΑΒ + ΓΔ → ΑΔ + ΓΒ

AgNO₃ + NaCl → NaNO₃ + AgCl↓

BaCl₂ + 2HNO₃ → Ba(NO₃)₂ + 2HCl↑

Εδώ πρέπει να υπογραμμίσουμε ότι μία αντίδραση διπλής αντικατάστασης γίνεται μόνο εφόσον ένα από τα προϊόντα της αντίδρασης:

1. «πέφτει» ως ίζημα (καταβύθιση).

2. εκφεύγει ως αέριο από το αντιδρών σύστημα

3. είναι ελάχιστα ιοντιζόμενη ένωση, δηλαδή διίσταται σε πολύ μικρό ποσοστό.

Ο παραπάνω πίνακας δεν είναι απαραίτητο να απομνημονευθεί!!

Το ανθρακικό οξύ (H₂CO₃) και το θειώδες οξύ (H₂SO₃) είναι ασταθείς ενώσεις, ενώ το υδροξείδιο του αμμωνίου (ΝΗ₄ΟΗ) είναι μόριο υποθετικό. Γι’ αυτό αν παράγονται σαν προϊόντα σε μιά αντίδραση στη θέση τους γράφουμε:

CO₂↑ + H₂O αντί H₂CO₃

SO₂↑ + H₂O αντί H₂SO₃

NH₃↑ + H₂O αντί NH₄OH

1. Παραγωγή Ιζήματος

(CH₃COO)₂Pb + KI → PbI₂ + CH₃CHOOK + PbI₂↓

από το Πειράματα Χημείας ΑΝΤΩΝΗΣ ΧΡΟΝΑΚΗΣ

μέσω Youtube

2. Παραγωγή αερίου

NH₄Cℓ_(s) + NaOH_(s) → NH₃ _(g) ↑ + NaCℓ_(aq) + H₂O_(ℓ)

Πειραματικές Επισημάνσεις.

Η παραγόμενη ΝΗ₃ _(g) απομακρύνει μεγάλη ποσότητα ατμοσφαιρικού αέρα από τη σφαιρική φιάλη. Στη συνέχεια, η ΝΗ_{3 (g)}διαλύεται στο νερό, οπότε ελαττώνεται η πίεση στη σφαιρική φιάλη. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα να εισέλθει το νερό από το ποτήρι ζέσεως στη σφαιρική φιάλη με την μορφή πίδακα.

Το διάλυμα χρωματίζεται ιώδες λόγω του βασικού περιβάλλοντος που οφείλεται στην ΝΗ₃ και του δείκτη φαινολοφθαλεΐνη

από το Πειράματα Χημείας ΑΝΤΩΝΗΣ ΧΡΟΝΑΚΗΣ

μέσω Youtube

3. Παραγωγή ελάχιστα ιοντιζόμενης ένωσης

Η ελάχιστα ιοντιζόμενη ένωση, δηλαδή η ένωση που διίσταται σε πολύ μικρό ποσοστό, που θα συναντήσουμε στην Α Λυκείου είναι το νερό (H₂O)

Νερό παράγεται στην Εξουδετέρωση. Εξουδετέρωση ονομάζεται η αντίδραση ενός οξέος με μία βάση που δίνουν σαν προϊόντα αλάτι και νερό.

Οξύ + Βάση → Αλάτι + Νερό

ΗCl + KOH → ΚCl + H₂O

2HBr + Ca(OH)₂ → CaBr₂ + 2H₂O

H₂SO₄ + Mg(OH)₂ → MgSO₄ + 2H₂O

Μία εξαίρεση:

Στις αντιδράσεις της ΝΗ₃ με οξέα

ΝΗ₃ + ΗCl → NH₄Cl

3ΝΗ₃ + Η₃PO₄ → (NH₄)₃ PΟ₄

δεν έχουμε παραγωγή νερού.

ΗCl + NaOH → NaCl + H₂O

από το Πειράματα Χημείας , Χημεία με απλά υλικά..... ΛΕΩΝΙΔΑΣ ΤΖΙΑΝΟΥΔΑΚΗΣ

μέσω Youtube

Τα διαλύματα των οξέων και των βάσεων είναι συνήθως άχρωμα. Για να παρατηρήσουμε λοιπόν μια εξουδετέρωση χρησιμοποιούμε δείκτες.

Οι δείκτες οξέων - βάσεων ή ηλεκτρολυτικοί ή πρωτολυτικοί δείκτες, είναι ουσίες των οποίων το χρώμα αλλάζει ανάλογα με την τιμή του pH του διαλύματος στο οποίο προστίθενται

Oξειδοαναγωγικές και μεταθετικές αντιδράσεις

Στις οξειδοαναγωγικές αντιδράσεις υπάρχει μεταβολή του Α.Ο. σε δύο τουλάχιστον άτομα που συμμετέχουν στην αντίδραση,

ενώ στις μεταθετικές αντιδράσεις οι Α.Ο. όλων των ατόμων που συμμετέχουν είναι οι ίδιοι στα αντιδρώντα και στα προϊόντα.

Οι αντιδράσεις απλής αντικατάστασης είναι οξειδοαναγωγικές αντιδράσεις ενώ οι αντιδράσεις διπλής αντικατάστασης είναι μεταθετικές αντιδράσεις.

Επίσης οι αντιδράσεις σύνθεσης είναι οξειδοαναγωγικές ενώ δεν είναι οξειδοαναγωγικές όλες οι αντιδράσεις διάσπασης.