Παρασκευή, 1 Μαΐου 2009

Χημικές Αντιδράσεις

Χημικές αντιδράσεις

Χημική αντίδραση είναι μια ριζική μεταβολή της ύλης η οποία συνοδεύεται από τη διάσπαση χημικών δεσμών για τα αρχικά σώματα και την δημιουργία νέων δεσμών και νέων σωμάτων. Οι χημικές αντιδράσεις συνοδεύονται και από μεταβολές της ενέργειας (εξώθερμες και ενδόθερμες αντιδράσεις).

Τι παραμένει σταθερό στις χημικές αντιδράσεις;

clip_image001

Παραμένει σταθερή η μάζα των σωμάτων (αρχή διατήρησης της μάζας : Lomonosov-Lavoisier law of the Conservation of Mass) και αυτό διαπιστώνεται αν η αντίδραση γίνεται σε κλειστό δοχείο και πάνω σε ζυγό. Επίσης ο αριθμός και το είδος των ατόμων σε μια χημική αντίδραση παραμένει ίδιος. Δηλαδή όσα άτομα από το ίδιο στοιχείο έχουμε το 1ο μέλος (αντιδρώντα) θα πρέπει να υπάρχουν και στο 2ο μέλος της αντίδρασης ( χρησιμοποιούμε συντελεστές για να ισοσταθμίσουμε την χημική εξίσωση), επίσης δεν παρατηρείται αλλαγή των στοιχείων σε μια χημική αντίδραση (πχ το Ν δεν γίνεται C μεταστοιχείωση*)

Πχ Σύνθεση της Αμμωνίας από τα συστατικά της στοιχεία:

clip_image003

Ν2(g) + 3 Η2 (g) →2 ΝΗ3 (g)

Για να μελετήσουμε τις χημικές αντιδράσεις πρέπει πρώτα να τις χωρίσουμε κατηγορίες. Ποιο θα είναι το κριτήριο για να τις χωρίσουμε σε κατηγορίες και να μπορέσουμε να τις μελετήσουμε καλύτερα ;

Ένα από τα κριτήρια που θα μπορούσαμε να τις χωρίσουμε είναι : Αν μεταβάλλεται η όχι ο αριθμός οξείδωσης των στοιχείων που συμμετέχουν σ’ αυτή .

Α. Αντιδράσεις στις οποίες ο αριθμός οξείδωσης αλλάζει : Αντιδράσεις οξειδοαναγωγής.

Β. Αντιδράσεις στις οποίες ο αριθμός οξείδωσης δεν αλλάζει : Μεταθετικές αντιδράσεις.

Α. Αντιδράσεις οξειδοαναγωγής .

Στην κατηγορία αυτή έχουμε αλλαγή του αριθμού οξείδωσης των στοιχείων. Κάποιο στοιχείο παρατηρείται αύξηση του ΑΟ (οξείδωση ) και για κάποιο άλλο έχουμε μείωση του ΑΟ (αναγωγή).

clip_image005

Σ’ αυτήν την κατηγορία αντιδράσεων ανήκουν οι παρακάτω αντιδράσεις :

Ι. Αντιδράσεις σύνθεσης :

Δύο οι περισσότερα στοιχεία αντιδρούν για να σχηματίσουν μια χημική ένωση.

Πχ C + O2 → CO2 H2 + ½ O2 → H2O

N2 + 2O2 → N2O4

IΙ. Αντιδράσεις διάσπασης – αποσύνθεσης :

Αποσύνθεσης : αντιδράσεις στις οποίες μια χημική ένωση διασπάται στα συστατικά της στοιχεία.

Πχ ΝΗ3 → Ν2 + 3Η2 2Αg2O → 4Ag + O2

Διάσπασης: αντιδράσεις στις οποίες μια χημική ένωση διασπάται σε απλούστερες ενώσεις.

Πχ 2ΚCℓO3 → 2KCℓ + 3O2 2H2O2 → 2H2O + O2

IIΙ. Αντιδράσεις απλής αντικατάστασης:

Στην κατηγορία αυτή ένα στοιχείο ( μέταλλο ή αμέταλλο) αντικαθιστά ένα άλλο στοιχείο σε μια χημική ένωση (απλή αντικατάσταση).

Α. Μέταλλα :

clip_image002

Για να πραγματοποιηθεί η αντίδραση πρέπει το μέταλλο Μ να είναι δραστικότερο από το Μ΄ που θα αντικαταστήσει.

Σειρά δραστικότητας των μετάλλων : Κ,Βα,Ca,Na,Mg,Al,Mn,Zn,Cr,Fe,Co,Ni,Sn,Pb,H,Bi,Cu, Hg, Ag, Pt, Au

Κάθε στοιχείο της σειράς μπορεί και αντικαθιστά όλα τα στοιχεία που βρίσκονται δεξιότερα του. Άρα τα πιο δραστικά μέταλλα βρίσκονται αριστερά στην σειρά δραστικότητας (και στον περιοδικό πίνακα προς τις πρώτες ομάδες).

Πχ Ca + CuSO4 → CaSO4 + Cu 2Aℓ + 3FeCℓ2 → 2AℓCℓ3 + 3Fe

Ag + HBr → δεν γίνεται

Παρατήρηση : Τα μέταλλα που έχουν δύο ή περισσότερους ΑΟ σε αντιδράσεις απλής αντικατάστασης παίρνουν τον μικρότερο ΑΟ (εξαίρεση αποτελεί ο Cu).

Πχ Fe + 2HI → FeI2 + H2 Cu + 2AgNO3 → Cu(NO3)2 + 2Ag

Παρατήρηση : Τα δραστικά μέταλλα Κ, Βα, Ca, Na όταν αντιδρούν με το νερό δίνουν υδροξείδια των μετάλλων Μ(ΟΗ)x και απελευθερώνουν αέριο Η2

Κ, Βα, Ca, Na + Η2Ο → Μ(ΟΗ)x + H2

Πχ 2Να + 2Η2Ο → 2ΝαΟΗ + Η2 Cα + 2 H2O → Cα(OH)2 + H2

Β. Αμέταλλα :

clip_image004

Για να γίνει η αντίδραση αυτή θα πρέπει το Α να είναι πιο δραστικό αμέταλλο από το Α΄.

Σειρά δραστικότητας των αμέταλλων : F2 , Cℓ2 , Br2 , O2 , I2 , S

Τα πιο δραστικά αμέταλλα βρίσκονται αριστερά . Τα αμέταλλα μπορούν και αντικαθιστούν όλα τα στοιχεία που βρίσκονται δεξιά τους.

Πχ. Cℓ2 + CaS → CaCℓ2 + S 3Br2 + 2AℓI3 → 2AℓBr3 + 3I2

I2 + MgF2 δεν γίνεται .

Β. Μεταθετικές Αντιδράσεις.

Στις αντιδράσεις αυτές ο αριθμός οξείδωσης των στοιχείων δεν αλλάζει (ΑΟ=σταθερός).

Ι. Αντιδράσεις εξουδετέρωσης

Οξύ + Βάση Άλας + Η2Ο

Η αντίδραση αυτή πραγματοποιείται μεταξύ οξέος και βάσεις και γίνεται με την ανταλλαγή ιόντων δηλ τα οξέα στα υδατικά τους δ/τα δίνουν Η+ ενώ οι βάσεις δίνουν αντίστοιχα ΟΗ- τα χαρακτηριστικά αυτά ιόντα αντιδρούν μεταξύ τους και παράγουν νερό.

Η+ + ΟΗ- Η2Ο

  • ΝαΟΗ(aq) + HCℓ(aq) NαCℓ(aq) + H2O(ℓ)
  • Cα(OH)2 (aq) + 2HCℓO(aq) → Cα(CℓO)2(aq) + 2H2O(ℓ)
  • 2H3PO4(aq)+3Mg(OH)2(aq)→ Mg3(PO4)2(aq) + 6H2O
  • Bα(OH)2 (aq) + Η2SO4(aq) → BaSO4(aq) + 2H2O(ℓ)

Η αμμωνία ΝΗ3 (βάση) αντιδρά με οξέα αλλά δίνει αμμωνιακά άλατα χωρίς την παραγωγή νερού!!!

  • ΝΗ3(aq) + HCℓ(aq) ΝΗ4Cℓ(aq)
  • 2ΝΗ3(aq) + H2S(aq) (ΝΗ4)2S(aq)

Δεν υπάρχουν σχόλια:

Δημοσίευση σχολίου