Investeşte în oameni !FONDUL SOCIAL EUROPEANProgramul Operaţional Sectorial pentru Dezvoltarea Resurselor Umane 2007 –2013 Axa prioritară nr. 1 „Educaţiaşiformareaprofesionalăînsprijinulcreşteriieconomiceşidezvoltăriisocietăţiibazatepecunoaştere”Domeniul major de intervenţie 1.2 „Calitateînînvăţământulsuperior”

Numărulde identificareal contractului:POSDRU/156/1.2/G/138821 Beneficiar:UniversitateaPOLITEHNICA din BucureştiTitlulproiectului: Calitate, inovare, comunicare-instrumenteeficienteutilizatepentrucreştereaaccesuluişipromovabilităţiiînînvăţământulsuperior tehnic

Activitatea A5. Introducerea unor module specifice de pregătire a studenţilor în vederea asigurării de şanse egale

PO

SDR

U/1

56

/1.2

/G/1

38

82

1

1

MODUL DE INSTRUIRE: CHIMIE

Curs: 5

Grupele: G1, G2, G3

Formator: AlinaMarietaSIMION

Noiembrie / 2015

PO

SDR

U/1

56

/1.2

/G/1

38

82

1

2

Reactii ale acizilor

Reacţii acid + bază => saruri si apa

HCl + NaOH → NaCl + H2O

Reacţii cu metale => saruri si hidrogen

Acizii reacţionează cu metalele aflate ȋnaintea hidrogenului ȋn

seria de activitate.

Excepţii: metalul se acoperă cu un strat protector de oxid sau

sare, compact, inert faţă de acţiunea acidului = pasivare.

In cazul ȋn care acidul are şi caracter oxidant (H2SO4, HNO3

etc.) sau se adaugă ȋn mediul de reacţie un agent oxidant, este

posibilă şi reacţia cu metale aflate după hidrogen ȋn seria de

activitate

PO

SDR

U/1

56

/1.2

/G/1

38

82

1

3

Exemple de reactii ale acizilor cu metalele

HCl + Fe FeCl2 + H2

HCl + Cu

HCl + Zn ZnCl2 + H2

H2SO4 + Mg MgSO4 + H2

H2SO4 + Ag

Cr, Fe, Al reacţionează uşor cu HNO3 diluat

Cr, Fe, Al nu reacţionează cu HNO3 concentrat <= suprafaţa metalică se

acoperă cu un strat compact de oxid care protejează restul metalului de

atacul acidului => aceste metale se pasivează ȋn HNO3 concentrat.

Pb şi W se pasivează ȋn H2SO4

Pb se acoperă cu un strat de PbSO4, solubil ȋn H2SO4 doar dacă are o

concentraţie mai mare de 70%.

4

PO

SDR

U/1

56

/1.2

/G/1

38

82

1

Reacţii cu oxizi metalici => saruri si apa

CaO + H2SO4 → CaSO4 + H2O

MgO + 2 HCl → MgCl2 + H2O

Oxizii metalici ȋn general au caracter bazic şi ȋn consecinţă

reacţionează uşor cu acizii.

Oxizii metalici care reacţioneză şi cu apa şi cu acizii sunt

considereaţi oxizi bazici, iar cei care reacţionează cu acizii dar

nu reacţionează cu apa sunt consideraţi oxizi amfoteri.

5

PO

SDR

U/1

56

/1.2

/G/1

38

82

1

Reacţii cu săruri

Acidul mai tare dislocuieste acidul mai slab din sarurile lui

CH3COONa + HCl → CH3COOH + NaClCH3COOH este acid slab,

HCl este acid tare

Na2S + 2 HCl → 2 NaCl + H2S↑ H2S este acid mai slab faţă de HCl

Na2CO3 + H2SO4 → Na2SO4 + H2O + CO2↑ H2CO3 este un acid slab şi instabil

6

PO

SDR

U/1

56

/1.2

/G/1

38

82

1BaCl2 + H2SO4 → BaSO4↓ + 2 HCl

AgNO3 + HCl → AgCl↓ + HNO3

HCl şi H2SO4 ȋn apă au

aceeaşi tărie; HCl gaz2NaCl +H2SO4 →Na2SO4 + 2HCl↑

BaSO4 este precipitat deci

părăseşte sistemul

AgCl este precipitat deci

părăseşte sistemul

Acizii pot reacţiona cu săruri ale acizilor mai slabi sau cu săruri ale

altor acizi tari dacă ȋn urma reacţiei rezultă un precipitat sau un gaz

7

PO

SDR

U/1

56

/1.2

/G/1

38

82

1

Reacţii de ȋnlocuire

Metalele sunt aşezate după potenţialele lor standard de oxidare

ȋn seria potenţialelor electrochimice.

Fiecare metal dislocuieşte din combinaţii, ionii metalelor care ȋl

urmează ȋn serie, transformându-se el însuşi ȋn ion şi este dislocuit

din compuşi de metalele care sunt ȋnaintea lui în serie.

8

PO

SDR

U/1

56

/1.2

/G/1

38

82

1

Metalul îşi manifestă caracterul electropozitiv => se oxidează => trebuie

să reacţioneze cu o specie chimică capabilă să accepte electronii cedaţi

=> specia se reduce

Reacţia de oxido-reducere decurge cu atât mai uşor cu cât metalul

(reducător) are un caracter mai electropozitiv, iar reactantul (oxidant) are

un caracter mai electronegativ

Metalele cu cele mai importante aplicaţii practice sunt aranjate în ordine,

conform seriei de activitate a metalelor (Seria Beketov-Volta), în funcţie de

Activitatea lor faţă de hidrogen

E0 este potenţialul redox standard la 25oC şi 1 atm al electrodului de hidrogen

9

PO

SDR

U/1

56

/1.2

/G/1

38

82

1

Metalele sunt aşezate în serie, în ordine descrescătoare a

capacităţii lor de a dislocui alte elemente din combinaţii, în ordinea

scăderii oxidabilităţii şi a caracterului reducător

Mg + ZnCl2 → MgCl2 + Zn↓

Zn + FeSO4 → ZnSO4 + Fe↓

Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu↓

Cu + 2AgNO3 → Cu(NO3)2 + 2Ag↓

Cu + HgCl2 → CuCl2 + Hg↓

Exemple:

10

PO

SDR

U/1

56

/1.2

/G/1

38

82

1

Alte reacţii de ȋnlocuire

Reacția aluminiului cu oxidul de fier (III) , reacție ce are aplicații în

alumino-termie (obținerea metalelor Cr, Mn și sudarea șinelor de cale

ferată cu termit).

2Al + Fe2O3 → Al2O3 + 2Fe

(topit)

Reacția fierului cu acizi

Fe + 2HCl = FeCl2 + H2 ↑

Acțiunea zincului

asupra soluției de HCl

Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2 ↑

11

PO

SDR

U/1

56

/1.2

/G/1

38

82

1

Reactii redox

Reacţiile redox (sau reacţii de oxido-reducere) sunt tot reacţii cu

transfer de electroni, dar în care întotdeauna exista cel putin douǎ

elemente care îşi modificǎ starea de oxidare

În cazul reacţiilor acid – bazǎ Lewis nu se modificǎ starea de oxidare

În reacţia dintre un agent oxidant şi un agent reducǎtor nu se va forma

un aduct, ci mai multe substanţe noi

Reacţiile redox se realizează printr-un transfer de electroni de la un ion

la altul

12

PO

SDR

U/1

56

/1.2

/G/1

38

82

1

Ox1 + Red2Red1 + Ox2

Reactii redox

Ox1 + e Red1

Red2 Ox2 + e

reacţie de reducere;

oxidantul se reduce

reacţie de oxidare;

reducătorul se oxidează

Cedare de electroni = reacţii de oxidare

Acceptare de electroni = reacţiile de reducere

=> reacţiile de oxidoreducere constau într-un transfer de

electroni de la reducător la oxidant.

13

PO

SDR

U/1

56

/1.2

/G/1

38

82

1

Oxidantul produce oxidarea => el se reduce => este acceptor de

electroni.

“o substanţă se reduce” => ȋşi micşorează (“reduce”) starea de oxidare.

Ex.: nemetale (O2, Cl2, F2, S),

ioni metalici la trepte superioare de oxidare (Fe3+ , Hg2+ ),

săruri cu ioni poliatomici care conţin elemente cu stare de

oxidare maximă (KMnO4, K2Cr2O7, K2CrO4),

apă oxigenată si peroxizi,

HNO3 şi H2SO4 concentrat

Reducătorul produce reducerea => el se oxidează => este donor de

electroni.

“o substanţă se oxidează” => ȋşi măreşte starea de oxidare.

Ex.: metalele, cationii în treaptă inferioară de oxidare (Fe2+, Sn2+)

nemetale în trepte inferioare de oxidare (S2- , H2PO2- , etc.),

H2, C, CO, H2S, HCl.

14

PO

SDR

U/1

56

/1.2

/G/1

38

82

1

Ȋntr-o reacţie redox:

- nr. electroni cedaţi = nr. electroni acceptaţi,

- trebuie stabilit cel mai mic multiplu comun ȋntre electronii implicaţi ȋn

semireacţia de oxidare şi cei din semireacţia de reducere

- se multiplică fiecare dintre semireacţii astfel ȋncât sa se obţină

egalitatea dorită

Coeficienţii de multiplicare sunt ȋn acelaşi timp si coeficienţii procesului

redox.

Pentru a putea scrie o reacţie redox este foarte important să putem stabili

starea de oxidare, notată cu S.O. (sau număr de oxidare, N.O.)

S.O. = sarcina formală a unui atom pentru care considerăm toate

legăturile ca fiind 100% ionice => se calculează ca suma sarcinilor

pozitive și negative ale unui atom, care indică indirect numărul de

electroni pe care atomul i-a acceptat sau cedat

În compuşii covalenţi se atribuie un număr de oxidare negativ

elementului cu electronegativitate mai mare şi număr de oxidare pozitiv

elementului cu electronegativitate mai mică.

15

PO

SDR

U/1

56

/1.2

/G/1

38

82

1

Reguli pentru calcularea N.O:

substanţele elementare au S.O. zero: H20, O2

0, Cl20, S0, Na0, Cu0, Fe0 etc.

: Na+, Ca2+, Al3+, O2- etc. în compuşii ionici numerele de oxidare sunt

egale cu sarcina electrică a ionului

hidrogenul în compuşii covalenţi are S.O. +1: H+Cl-, H2+O2-. În hidruri

metalice, hidrogenul are S.O. -1, de exemplu: Li+H-

oxigenul în compuşi covalenţi sau ionici are S.O. -2 : H2+O2-; Ca2+O2-; In

toţi compuşii care au legături peroxo (O-O) precum H2O2, Na2O2 etc. S.O.

este -1; In compuşii cu fluor, OF2, oxigenul fiind mai puţin electronegativ ca

fluorul, va avea S.O. +2

metalele au întotdeauna S.O. pozitive

suma algebrică a stărilor de oxidare într-o substanţă compusă neutră

este zero, de ex.: Ca2+O2-

suma algebrică a stărilor de oxidare într-un ion poliatomic este egală cu

sarcina ionului

16

PO

SDR

U/1

56

/1.2

/G/1

38

82

1

H Cl+1 1

O S O+4 22

N H3

+13

C O2+2

H2 SO4

+1 2+6

H NO3

+1 2+5Na3 PO4

+1 2+5

Na H SO3

+1+1 2+4

CH

O

O H

2

+1

+1

2

+2CH

H

H

C

O

H+1+1

+1

+1

3

2

+1

Exemple de calcul S.O.

17

PO

SDR

U/1

56

/1.2

/G/1

38

82

1

o Alte exemple

o Discutii