Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Kémiai reakciók. Azokat a változásokat, amelyek során új anyag keletkezik /az anyag szerkezete és összetétele is megváltozik/ kémiai változásoknak /kémiai.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Kémiai reakciók. Azokat a változásokat, amelyek során új anyag keletkezik /az anyag szerkezete és összetétele is megváltozik/ kémiai változásoknak /kémiai."— Előadás másolata:

1 Kémiai reakciók

2 Azokat a változásokat, amelyek során új anyag keletkezik /az anyag szerkezete és összetétele is megváltozik/ kémiai változásoknak /kémiai reakcióknak nevezzük. A kémiai reakciók többnyire együtt járnak fizikai változással is (például hőfejlődés, halmazállapot-változás, színváltozás). fizikai halmazállapotfizikai halmazállapot A kémiai reakciók jelölésére kémiai egyenletet használunk.

3 Kémiai reakciók csoportosítása 1.A reakcióban részt vevő anyagok száma szerint: átalakulás (izomerizáció, A → B) bomlás (A → B + C) egyesülés (addíció, szintézis, A + B → C) helyettesítés (szubsztitúció, A + BC → AC + B) cserebomlás (kölcsönös szubsztitúció, AC + BD → AD + BC, elsősorban vizes közegben jellemző)

4 2. A reakció során lejátszódó folyamat kémiai jellege szerint: redoxiredoxi reakciók: oxidációsszám-változással járnak redoxi sav-bázis reakciók 3. A reakció termodinamikai jellege szerint: termodinamikai exotermexoterm reakciók (-ΔH, energiafelszabadulással, hőfejlődéssel jár) endotermendoterm reakciók (+ΔH, energiaelnyeléssel, hőmérséklet csökkenésével jár)

5 4. Időbeli lefolyás szerint: Pillanatszerűek: Közepes sebességgel végbemenők: Végtelen lassú reakciók /rozsdásodás/

6 5. A folyamatok irányát tekintve: Megfordítható Egyirányú.

7 Egyesülés (szintézis) A kémiai reakciónak az a fajtája, amikor két anyag egyetlen újabb anyaggá egyesül. kémiai reakciókémiai reakció - a hidrogéngáz és az oxigéngáz egyesülése vízgőzzé 2H 2 + O 2 -> 2H 2 O - a hidrogéngáz és az klórgáz egyesülése sósavvá H 2 + Cl 2 -> 2HCl - a vaspor és kénpor keverékének egyesülése vas-szulfiddá Fe + S -> FeS hidrogénoxigén vízhidrogénklór sósavvaskénkeverékvas-szulfidhidrogénoxigén vízhidrogénklór sósavvaskénkeverékvas-szulfid

8

9 Bomlás (disszociáció) A kémiai reakciónak az a fajtája, amikor egy anyag két vagy több másfajta anyagra bomlik. kémiai reakciókémiai reakció -víz bontása elektrolízissel hidrogéngázra és az oxigéngázra 2H 2 O -> 2H 2 + O 2 vízelektrolízishidrogén oxigénvízelektrolízishidrogén oxigén -- a mészkő bomlása kalcium-oxiddá (égetett mész) és szén-dioxiddá a mészégetéskor CaCO 3 -> CaO + CO 2 mészkőszén-dioxidmészégetésmészkőszén-dioxidmészégetés -- a higany(II)-oxid bomlása hevítéskor oxigénre és higanyra 2HgO -> 2Hg + O 2 oxigén higanyoxigén higany

10

11 Cserebomlás A kémiai reakciónak az a fajtája, amikor két vegyület egymásrahatásakor az őket összetevő alkotórészek (gyökök, illetve ionok) kicserélődnek egymással. kémiai reakcióvegyületgyökionkémiai reakcióvegyületgyökion -a kalcium-klorid és a nátrium-karbonát (szóda) reakciója CaCl 2 + NaCO 3 -> CaCO NaCl kalcium-kloridnátrium-karbonát (szóda)reakciókalcium-kloridnátrium-karbonát (szóda)reakció -- a bárium-klorid és a kénsav reakciója BaCl 2 + H 2 SO 4 -> BaSO HCl kénsavreakciókénsavreakció -- a vas-oxid és az alumíniumreakciója (az úgynevezett termit reakció). Fe 2 O 3 + Al -> Al 2 O 3 + Fe Ekkor folyékony vas és aluminium-oxid keletkezik. A reakció igen magas hőfejlődéssel jár, ezért vasútisinek hegesztésére használják. alumíniumreakciótermitvasreakcióhegesztésalumíniumreakciótermitvasreakcióhegesztés

12

13 Redoxi reakciók Redoxi folyamatoknak nevezzük azokat a kémiai reakciókat, melyek az oxidációfok (lásd: oxidációs szám) megváltozásával járnak. Ezekben a folyamatokban az egyik reakciópartner felvesz, a másik pedig veszít, lead elektronokat. kémiai reakciókatoxidációs számelektronokatkémiai reakciókatoxidációs számelektronokat Egyszerűen értelmezve oxidáció az a folyamat, amikor egy anyag oxigénnel egyesül. oxigénegyesül oxigénegyesül például a hidrogén égése vízzé: 2H 2 + O 2 = 2 H 2 O hidrogén Általánosabb értelmezésben oxidációnak nevezzük azt a folyamatot, amikor a vegyület pozitív alkotórészének (kation) vegyértéke nő, vagyis, amikor egy ion vagy molekula elektronokat ad le. Például: a vas(II)-vegyületből vas(III)-vegyület keletkezik 2 FeO + O = Fe 2 O 3 a réz(I)-ion réz(II)-ionná alakul elektron leadással Cu(I) = Cu(II) + e- vegyületkationvegyértékionmolekulaelektronvasrézelektronvegyületkationvegyértékionmolekulaelektronvasrézelektron

14 Redukció az oxidációval ellentétes folyamat, vagyis az oxigén elvonása egy anyagból. oxidációoxigénoxidációoxigén például bizonyos fémoxidok szénnel vagy hidrogénnel hevítve fémmé redukálhatók: Fe 2 O C = 2 Fe + 3 CO CuO + H 2 = Cu + H 2 O szén hidrogénfémszén hidrogénfém Általánosabb értelmezésben redukciónak nevezzük azt a folyamatot, amikor a vegyület pozitív alkotórészének (kation) vegyértéke csökken, vagyis, amikor egy ion vagy molekula elektronokat vesz fel. például: a réz(II)-ion réz(I)-ionná alakul elektron felvétellel Cu(II) + e- = Cu(I) vegyületkationvegyértékion molekulaelektronrézelektronvegyületkationvegyértékion molekulaelektronrézelektron

15 Az elektront leadó partner oxidálódik, oxidációs száma nő. Ezek a reakciópartnerek a redukálószerek. Az elektront felvevő partner redukálódik, oxidációs száma csökken. Ezek az oxidálószerek. Oxidálószerek lehetnek: a nagy elektronegativitású elemek, jellemzően a VI. és VII. főcsoport elemei, (pl.: O 2, O 3, F 2, Cl 2, Br 2 ) valamint olyan vegyületek (molekulák, ionok), melyekben magas oxidációfokú elemek találhatók (pl.: MnO 4 -, Cr 2 O 7 2−, H 2 O 2, valamint egyéb, főleg szerves peroxidok). elektronegativitásúelemekfőcsoportO 2O 3F 2Cl 2Br 2ionokH 2 O 2szerves elektronegativitásúelemekfőcsoportO 2O 3F 2Cl 2Br 2ionokH 2 O 2szerves

16 Redukálószerek: elektron leadására hajlamos elemek, különösen az első két főcsoport tagjai (alkáli- és alkáliföldfémek valamint a hidrogén), de a legtöbb fém és néhány nemfémes elem (pl.: szén, nitrogén) is képes redukáló ágensként szerepelni a redox folyamatokban. fémszén nitrogénfémszén nitrogén Ugyancsak oxidálódhatnak („redukálószerek”) a szerves vegyületek többsége is (pl.: cukrok, alkoholok, egyes vitaminok). Ez utóbbiak antioxidáns hatással rendelkeznek. cukrokalkoholok vitaminokantioxidánscukrokalkoholok vitaminokantioxidáns

17 Sav- bázis reakciók Sav-bázis elméletek 1. Arrhenius (Ostwald) elmélet (elektrolitikus) disszociáció (elektrolitikus) disszociáció savakH + -ra és savmaradékra disszociálnak bázisokOH - -ra és kationra disszociálnak hiányosságok: (i) csak vizes közegben érvényes (ii) H + -ion oldatban önmagában nem létezhet (ii) H + -ion oldatban önmagában nem létezhet (iii) spontán disszociációt feltételez (iii) spontán disszociációt feltételez (iv) sók hidrolízisét (pl. Na 2 CO 3 v. NH 4 Cl) nem tudja értelmezni (iv) sók hidrolízisét (pl. Na 2 CO 3 v. NH 4 Cl) nem tudja értelmezni

18 2. Brönsted - Lowry elmélet sav-bázis párok közötti protonmegoszlási reakciók savakH + iont adnak le (protondonorok) bázisokH + iont vesznek fel (protonakceptorok) sav 1 + bázis 2 bázis 1 + sav 2 H+H+

19 HNO 3 + H 2 O NO H 3 O + CH 3 COOH + H 2 O CH 3 COO - + H 3 O + HClO 4 + HNO 3 ClO H 2 NO 3 + H 2 O + CH 3 COO - OH - + CH 3 COOH H 2 O + (Na + ) + OH - OH - + (Na + ) + H 2 O NH H 2 O NH 3 + H 3 O +

20 2. Brönsted - Lowry elmélet jellemzői a protonért folytatott versengés (kompetíció) korlátja, hogy a savas funkciót a proton jelenlétéhez köti nemvizes közegekre is alkalmazható a sav erőssége erősen függ az oldószertől értelmezi a disszociációt értelmezi a hidrolízist erős sav: konjugált bázispárja gyenge bázis a savas vagy bázisos karakter függ attól, hogy milyen reakcióba visszük az anyagot, pl.

21 Öndisszociáció (autoprotolízis) H 2 O + H 2 O H 3 O + + OH - (K = M 2 ) H 2 SO 4 + H 2 SO 4 H 3 SO HSO 4 - (K = M 2 ) NH 3 + NH 3 NH NH 2 - (K = M 2 ) Savasság, bázikusság jellemzése az “ónium” ionok koncentrációjával

22 3. Lewis-féle elmélet savak elektronpár befogadására képesek (akceptorok, pl. fémionok) bázisok elektronpár átadására képesek ( donorok, nemkötő e - -párral rendelkező vegyületek) magában foglalja és kiterjeszti a Brönsted - Lowry elméletet H 3 O + + :Cl - HCl + H 2 O a komplexképződést is beolvasztja a sav-bázis reakciók körébe - hátránya: nem tehető kvantitatívvá

23 4. Uszanovics elmélet savak elektron vagy anion felvételére ill. proton vagy kation leadására képes vegyületek bázisok elektron vagy anion leadására ill. proton vagy kation felvételére képes vegyületek a redoxireakciókat is beolvasztja a sav- bázis reakciók körébe - nem túl jól sikerült...

24 A víz öndisszociációja H 2 O + H 2 O H 3 O + + OH - H 3 O + -t mostantól H + -nak jelöljük K v = [H + ].[OH - ] = M 2 tiszta vízben: [H + ] = [OH - ]

25 A pH fogalma semleges kémhatású vizes oldatban: pH = pOH = 7 pH = -lg 10 [H + ] “p”X = “-log 10 ”X A disszociáció egyensúly jellegéből adódóan: pK v = pH + pOH = 14 minden vizes oldatban! savas kémhatású vizes oldatban [H+] > [OH-]; pH < 7 lúgos kémhatású vizes oldatban [H+] 7

26


Letölteni ppt "Kémiai reakciók. Azokat a változásokat, amelyek során új anyag keletkezik /az anyag szerkezete és összetétele is megváltozik/ kémiai változásoknak /kémiai."

Hasonló előadás


Google Hirdetések