część 1 - uniwersytet mikołaja kopernika w toruniu · pojęcia podstawowe wykład z chemii...
TRANSCRIPT
1.1. Podstawowe definicje1.2. Sposoby wyrażanie stężenia i zawartości substancji1.3. Podstawowe obliczenia chemiczne1.4. Podstawowe prawa chemiczne1.5. Klasyfikacja reakcji chemicznych
Wykład z Chemii Ogólnej i Nieorganicznej
Część 1
Katedra Chemii FizycznejCollegium Medicum w Bydgoszczy
Uniwersytet Mikołaja Kopernika w ToruniuProf. dr hab. n.chem. Piotr Cysewski
www.chemfiz.cm.umk.pl/dydaktyka
Pobranie
ciepła
Pobranie
ciepła
Proces fizycznybrak zmian ilości i rodzajów wiązań chemicznych
Reakcja chemicznaNaOH + HCl NaCl + H2O
1. Pojęcia podstawowe i prawa chemiczne
Wykład z Chemii Ogólnej i Nieorganicznej str. 1.1 / 31.1. Pojęcia podstawowe
Proces fizyczny czy przemiana chemiczna?
Wykład z Chemii Ogólnej i Nieorganicznej str. 1.1 / 41.1. Pojęcia podstawowe
Zgniecenie arkusza folii aluminiowejTopienie kostki loduOdlewanie srebra w formieRozbijanie butelkiNiszczenie papieru, Rozdzieranie kartkiSublimacja suchego lodu
Płonące drewnoKwaśnienie mlekaZmieszanie kwasu i zasadyTrawienie jedzeniaGotowanie jajkaUzyskiwania karmeluPieczenie ciastaRdzewienie żelaza
Zastanów się!
Nukleony składniki jądra: protony, neutronyNuklid jądro zawierające określoną ilość nukleonówLiczba atomowa (Z) liczba protonów w jądrzeLiczba masowa sumaryczna liczba nukleonów w jądrze A=N+ZIzotopy - to nuklidy tego samego pierwiastka różniące się liczbą neutronów
w jądrze (mają tę samą liczbę atomową,
a inną liczbę masową). Izotopy wykazująpodobne właściwości chemiczne, różnią sięnatomiast właściwościami fizycznymi.
Izobary - to nuklidy różnych pierwiastków o takiej samej liczbie masowej, czyli nuklidy o jednakowej liczbie nukleonów,
a różnej liczbie protonów, np.:,
Izotony -to nuklidy różnych pierwiastków o takiej samej liczbie neutronów
1. Pojęcia podstawowe i prawa chemiczne
Wykład z Chemii Ogólnej i Nieorganicznej str. 1.1 / 51.1. Pojęcia podstawowe
Izotopy wodoru
1. Pojęcia podstawowe i prawa chemiczne
11H 1 Proton 0 Neutronów 99.985 % 1.00782503 jma
21H (D) 1 Proton 1 Neutron 0.015 % 2.01410178 jma
31H (T) 1 Proton 2 Neutrony -------- ----------
Średnia masa atomowa wodoru wynosi: 1.008 jma3H jest radioaktywny o okresie rozpadu 12 latIzotopy wchodzą w reakcje chemiczne tworząc związki:H2O zwykła woda, M=18.0 g/mol, Temp. wrz. = 100.000000CD2O ciężka woda, M = 20.0 g/mol, Temp. wrz. = 101.42 0C
Izotopy tlenu16
8O 8 Protonów 8 Neutronów 99.759% M = 15.99491462 jma17
8O 8 Protonów 9 Neutronów 0.037% M = 16.9997341 jma18
8O 8 Protonów 10 Neutronów 0.204 % M = 17.999160 jma
Wykład z Chemii Ogólnej i Nieorganicznej str. 1.1 / 61.1. Pojęcia podstawowe
Przykład:
Przykład obliczenia względnej masy
atomowej dla atomu magnezu 24Mg
1. Pojęcia podstawowe i prawa chemiczne
Masa atomowa względna masa atomu wyrażona w jednostkach masy atomowej u. Określa ona, ile razy masa atomu danego pierwiastka jest większa od masy atomu węgla 12C. Atomy znanych nam pierwiastków mają masy atomowe zawarte w granicach od 1 do 261 u. Masy atomowe większości pierwiastków nie są liczbami całkowitymi. Zaledwie 20 spośród znanych pierwiastków (np.: F, Be, Al, P, Mn, Co) występuje w jednej formie nuklidu. Pozostałe spotykane są w kilku odmianach izotopowych.
Masa atomubezwzględna lub rzeczywista masa atomu, to masa tego atomu wyrażona w jednostkach masy (kg lub g).Jednostka masy atomowej(jma = u), zwaną też jednostką węglową, daltonem lub unitem jest to stosunek masy atomu do masy wzorca: izotop węgla 12C.
1u = 1,66057 * 10-27 kg
A(24Mg) = 4 · 10-26 kg / 1.66057 · 10-27 kg = 24
Rozwiązanie:
Wykład z Chemii Ogólnej i Nieorganicznej str. 1.1 / 71.1. Pojęcia podstawowe
Średnia ważona
Masa molowa pierwiastka
%100
%%2211
wwww
w
AAAAA
1. Pojęcia podstawowe i prawa chemiczne
to średnia ważona mas atomowych, uwzględniająca procentowe występowanie
M = NA · m
M - oznacza masę molową,
m - bezwzględną masę atomu,
cząsteczki, jonu bądź innej cząstki
materialnej.
NA = 6,023 · 1023
Masa atomowa pierwiastkato średnia ważona mas atomowych, uwzględniającą procentowe występowanie wszystkich izotopów danego pierwiastka w przyrodzie.
Wykład z Chemii Ogólnej i Nieorganicznej str. 1.1 / 81.1. Pojęcia podstawowe
Obliczyć zawartość procentową izotopów bromu znając masy
atomowe jego dwóch głównych izotopów (78.918336, 80.91629)
oraz średnią masę atomową (79.904)
Rozwiązanie:
1. Pojęcia podstawowe i prawa chemiczne
X(78.918336) + Y(80.91629) = 79.904
X + Y = 1.00 stąd X = 1.00 – Y
(1.00 - Y)(78.918336) + Y(80.91629) = 79.904 78.918336 - 78.918336 Y + 80.91629 Y = 79.9041.997954 Y = 0.985664
Y = 0.4933
X = 1.00 - Y = 1.00 - 0.4933 = 0.5067
%X = % 79Br = 0.5067 x 100% = 50.67% = 79Br
%Y = % 81Br = 0.4933 x 100% = 49.33% = 81Br
Przykład:
Wykład z Chemii Ogólnej i Nieorganicznej str. 1.1 / 91.1. Pojęcia podstawowe
1. Pojęcia podstawowe i prawa chemiczne
Przykład:Atom 1H waży 1.6735 x 10-24 g Atom 16O waży 2.6560 x 10-23 gZ definicji masa atomu 12C = 12 uStąd: 1 u = 1.66054 x 10-24 g
1 g = 6.02214 x 1023 u
Masa cząsteczki tzw. bezwzględna, rzeczywista masa cząsteczkiMasa cząsteczkowato masa cząsteczki wyrażona w jednostkach masy atomowej u (daltonach). Jest to suma mas atomowych wszystkich atomów tworzących cząsteczkę.
Uśredniona masa atomowaSkład izotopowy naturalnego węgla:
C: 98.892 % 12C + 1.108 % 13CŚrednia masa atomowa węgla C:
(0.98892)(12u) + (0.0108)(13.00335) = 12.011 uMasy atomowe podane są w układzie okresowym
Wykład z Chemii Ogólnej i Nieorganicznej str. 1.1 / 101.1. Pojęcia podstawowe
1. Pojęcia podstawowe i prawa chemiczne
CaCO3
100.09 g
Tlen32.00 g
Miedź63.55 g
Woda18.02 g
Jeden mol typowych substancji
Mol• Jednostką określającą ilośćsubstancji (liczność materii) jest mol, dla którego wzorcem jest liczba atomów węgla zawarta w 12 g nuklidu 12C. • Równa liczbie jednostek masy atomowej mieszczących sięw jednym gramie. W 12 g węgla znajduje się6,022 1023 atomów = NA (liczba Avogadro).
Wykład z Chemii Ogólnej i Nieorganicznej str. 1.1 / 111.1. Pojęcia podstawowe
1. Pojęcia podstawowe i prawa chemiczne
1.2. Sposoby wyrażanie stężenia i zawartości
substancji
Wykład z Chemii Ogólnej i Nieorganicznej str. 1.1 / 121.1. Pojęcia podstawowe
1. Pojęcia podstawowe i prawa chemiczne
Stężenie w procentowe masowe - podaje liczbę jednostek masowych substancji zawartych w 100 jednostkach masowych roztworuStężenie procentowe objętościowe - podaje liczbę jednostek objętości substancji rozpuszczonej, zawartej w 100 jednostkach objętości roztworu.
1.2. Sposoby wyrażanie stężenia i zawartości substancjiStężenie procentowe
ms - masa substancji rozpuszczonej, [g], [kg],mr - masa roztworu, [g], [kg],mrozp - masa rozpuszczalnika, [g], [kg].
%100%100
ro zps
s
r
s
pmm
m
m
mC
%100%100
ro zps
s
r
s
pVV
V
V
VC
Vs - objętość substancji rozpuszczonej, [cm3], [dm3] Vr - objętość roztworu, [cm3], [dm3]Vrozp - objętość rozpuszczalnika, [cm3], [dm3]
Wykład z Chemii Ogólnej i Nieorganicznej str. 1.1 / 131.1. Pojęcia podstawowe
1. Pojęcia podstawowe i prawa chemiczne
Stężenie molowe
Stężenie molarne
k gm olmM
m
m
nC
rs
s
r
s
M ,
3, dmm olVM
m
V
nC
rs
s
r
s
M
- określa liczbę moli substancji rozpuszczonej, zawartej w 1 dm3 roztworu.
ns - liczba moli substancji rozpuszczonej, [mol],ms - masa substancji rozpuszczonej, [g],Ms - masa molowa substancji rozpuszczonej, [g/mol].
Na przykład 0,5 molowy roztwór zawiera 0,5 mola substancji rozpuszczonej w 1 dm3 roztworu.
- wyraża liczbę moli substancji rozpuszczonej w 1 kg rozpuszczalnika.
ns - liczba moli substancji rozpuszczonej, [mol],mr - masa rozpuszczalnika, [kg],ms - masa substancji rozpuszczonej, [g],Ms - masa molowa substancji rozpuszczonej, [g/mol]
1. Pojęcia podstawowe i prawa chemiczne
Ułamek molowy/masowy
i
i
i
in
nx
Ułamek molowy (atomowy) xi – oznacza stosunek ilości moli (atomów) substancji „i” do całkowitej ilości moli (atomów) tworzących roztwór:
1i
ix
Suma ułamków molowych (atomowych) w roztworze jest zawsze równa jedności:
Mnożąc ułamek molowy (atomowy) przez 100% uzyskuje się procentową zawartość moli (atomów) w roztworze – „procent molowy (atomowy)”:
%100%100%
i
i
i
in
nxmolowy
Gęstość
r
r
V
md
Wykład z Chemii Ogólnej i Nieorganicznej str. 1.1 / 151.1. Pojęcia podstawowe
1. Pojęcia podstawowe i prawa chemiczne
W jakim stosunku wagowym zmieszasz 42 % roztwór kwasu z wodą, aby otrzymać 25 % roztwór tego kwasu.
Przeliczanie stężeń
Rozwiązanie:
Przykład:
Obliczyć stężenie procentowe roztworu otrzymanego ze zmieszania 30 g soli kuchennej i 170g wody.
Masa roztworu jest sumą masy substancji rozpuszczonej i masy rozpuszczalnika :
30g + 170 g = 200gzatem jeśli w 200g roztworu znajduje się 30g solito w 100g roztworu znajduje się x g soli
Przykład:
Rozwiązanie:
gg
ggx 15
200
10030
Wykład z Chemii Ogólnej i Nieorganicznej str. 1.1 / 161.1. Pojęcia podstawowe
1. Pojęcia podstawowe i prawa chemiczne
Ile gramów substancji znajduje się w 420g 20%-owego roztworu?
Rozwiązanie
Przykład:
Ile gramów H2SO4 znajduje się w 200 cm3 0,1 molowego roztworu ?
Przykład:
gg
ggx 84
100
20420
Z definicji roztworu procentowego wynika, że 20% roztwór zawiera 20g substancji w 100g roztworu. Jeśli więc w 100g roztworu jest 20g substancji, to
0,1 mola H2SO4 (M=98) ma masę 9,8g. Z definicji stężenia molowego: w 1000cm3 0,1M roztworu znajduje się 9,8g H2SO4
gcm
gcmx 96,1
1000
8,92003
3
Wniosek:w 200cm3 0,1M roztworu znajduje się 1,96g g H2SO4
Rozwiązanie
Wykład z Chemii Ogólnej i Nieorganicznej str. 1.1 / 171.1. Pojęcia podstawowe
1. Pojęcia podstawowe i prawa chemiczne
250 ml roztworu zawiera 3,659g chlorku sodowego. Oblicz stężenie molowe NaCl w tym roztworze.
MNaCl = 58,45 g/mol
m olim olg
g
M
mn
Na Cl
Na Cl 0626,045,58
659,3
m olim l
m olim lx 25,0
250
0626,01000
Liczba moli NaCl zawarta w podanej objętości wynosi :
Rozwiązanie:
Przykład:
Wykład z Chemii Ogólnej i Nieorganicznej str. 1.1 / 181.1. Pojęcia podstawowe
1. Pojęcia podstawowe i prawa chemiczne
Rozwiązanie:
Przykład:
50g wodorotlenku potasu rozpuszczono w 160g wody. Wyrazić w ułamkach molowych stężenie KOH i H2O w otrzymanym roztworze.
m o lgM K O H 1 1,5 6 m o lgM OH 0 2,1 82
m olam olg
gn KO H 89,0
11,56
50 m ola
m olg
gn OH 88,8
02,18
0,1602
Znając liczby moli obliczmy ułamki molowe
To liczba moli każdego z tych składników w roztworze wynosi
091,088,889,0
89,0
m olam ola
m olax KO H
909,088,889,0
88,82
m olam ola
m olax OH
Wykład z Chemii Ogólnej i Nieorganicznej str. 1.1 / 191.1. Pojęcia podstawowe
1. Pojęcia podstawowe i prawa chemiczne
Stężony kwas solny o gęstości 1,2g/cm3 zawiera 39,11% wag. HCl. Obliczyć ułamki molowe HCl i H2O w tym roztworze.
Rozwiązanie
Przykład:
Z definicji procentowości wynika, że w 100 g kwasu znajduje się 39,11g HCl . Reszta czyli 60,89g to woda.
m o lgM H C l 4 6,3 6 m o lgM OH 0 2,1 82
Liczba moli każdego z tych składników w roztworze wynosi:
m olam olg
gn H Cl 07,1
46,36
11,39
m olam olg
gn OH 38,3
02,18
89,602
Znając liczby moli obliczmy ułamki molowe
24,038,307,1
07,1
m olam ola
m olax H Cl
76,038,307,1
38,32
m olam ola
m olax OH
Wykład z Chemii Ogólnej i Nieorganicznej str. 1.1 / 201.1. Pojęcia podstawowe
M(H2SO4)=21+32+416=98,1 cm3 roztworu posiada masę 1,14g lub 1 dm3 roztworu posiada masę 1140 g, masa czystego H2SO4 znajduje się w 1dm3 2 molowego roztworu:1 dm3 zawiera 2 mole H2SO4, = 196 g objętość 100 g roztworu o podanej gęstości:
1. Pojęcia podstawowe i prawa chemiczne
Jakie jest stężenie procentowe 2 molowego roztworu kwasu siarkowego (VI) o gęstości:
31 4,1 d mgd
314,1 dmgV
md
3
3
7,87
14,1
100cm
cm
g
gx
stężenie % można obliczyć z proporcji
gcm
gcmx 19,17
1000
1967,873
3
lub korzystając ze wzoru :
%19,17%1001140
196%100
g
g
m
mC
r
s
p
Rozwiązanie:
Przykład:
Wykład z Chemii Ogólnej i Nieorganicznej str. 1.1 / 211.1. Pojęcia podstawowe
1. Pojęcia podstawowe i prawa chemiczne
1.3. Podstawowe prawa chemiczne
Wykład z Chemii Ogólnej i Nieorganicznej str. 1.1 / 221.1. Pojęcia podstawowe
1. Pojęcia podstawowe i prawa chemiczne
łączna suma mas substratów równa się łącznej masie produktów reakcji chemicznej
Prawo zachowania masy (Lavoisier-Łomonosowa)
Prawo zachowania materii (Einstein)
E = mc2
Uogólnione prawo zachowania materii (Ej + mjc
2 )= constEj - energia zawarta wewnątrz układu w różnych postaciach,mj - masy składające się na układ substancji.
1.3. Podstawowe prawa chemiczne
Wykład z Chemii Ogólnej i Nieorganicznej str. 1.1 / 231.1. Pojęcia podstawowe
1. Pojęcia podstawowe i prawa chemiczne
W przeciwieństwie do mieszanin fizycznych, które można sporządzić z danych składników w dowolnych stosunkach wagowych, reakcje chemiczne przebiegają jedynie przy zachowaniu ściśle określonej proporcji substratów.
Prawo stałości składu (Proust) - Prawo stosunków stałych
Przykład: Stałe stosunki wagowe pierwiastków w związkach
Lp. Związek chemiczny
Wzór cząsteczkowy
Stosunek wagowy pierwiastków
1. Woda H2O H : O = 1 : 8
2. Amoniak NH3 H : N = 1 : 4,66
3. Metan CH4 H : C = 0,333 : 1
4. Acetylen C2H2 H : C = 0,084 : 1
Wykład z Chemii Ogólnej i Nieorganicznej str. 1.1 / 241.1. Pojęcia podstawowe
1. Pojęcia podstawowe i prawa chemiczne
Ilości molowe jakichkolwiek substancji w stanie gazowym zajmują w tych samych warunkach fizycznych jednakowe objętości. Obliczono, że jeden mol jakiegokolwiek gazu zajmuje w warunkach normalnych / temp. 0oC, ciśnienie 1013 hPa / objętość 22,4 dm3. Objętość tę nazywa się objętością molową.
Prawo Avogadro
Prawo stosunków wielokrotnych (Dalton-1804)
Jeżeli dwa pierwiastki zdolne są tworzyć z sobą więcej niż jeden związek chemiczny, to w związkach tych ilości wagowe jednego pierwiastka, przypadające na stałą ilość wagową drugiego pierwiastka, pozostają do siebie w stosunku niewielkich liczb całkowitych.
Wodór i tlen tworzą dwa związki: H2O i H2O2. Z taką samą ilością wagową wodoru, wynoszącą 2,016 g w jednym z tych związków związane jest 16 g tlenu, a w drugim 32 g tlenu. Wzajemny stosunek wagowy ilości tlenu związanego w związkach z taką samą ilością wagową wodoru wyraża się liczbami 1 : 2.
Azot i tlen tworzą ze sobą pięć różnych tlenków N2O, NO, N2O3, NO2, N2O5
W poszczególnych tlenkach azotu na 14 g azotu przypada odpowiednio: 8, 16, 24, 32, 40 g tlenu. Wzajemny stosunek ilości wagowych tlenu związanego z jednakową ilością wagową azotu wyraża się prostymi liczbami całkowitymi 1 : 2 : 3 : 4 : 5
Wykład z Chemii Ogólnej i Nieorganicznej str. 1.1 / 251.1. Pojęcia podstawowe
1. Pojęcia podstawowe i prawa chemiczne
Jeżeli reagujące ze sobą substancje znajdują się w stanie gazowym, to objętości poszczególnych gazów zarówno substratów, jak i gazowych produktów reakcji, pozostają do siebie w stosunku niewielkich liczb całkowitych.
Prawo to jest prostą konsekwencją prawa Avogadra, według którego jednakowe objętości wszystkich gazów, mierzone w tych samych warunkach fizycznych, zawierają jednakową liczbę cząsteczek.
Prawo stosunków objętościowych (Gay-Lussac 1808)
Przykład:Jeżeli w dwóch jednakowych objętościach znajduje się po 6,023 x 1023
cząsteczek wodoru H2 i chloru Cl2, to w reakcji między nimi
1 objętość wodoru H2 + 1 objętość chloru Cl2 2 objętości chlorowodoru 2HCl
tworzy się chlorowodór w ilości 2 x 6,023 x1023 cząsteczek, gdyż z każdej cząsteczki H2 oraz Cl2 powstają dwie cząsteczki chlorowodoru.
Wykład z Chemii Ogólnej i Nieorganicznej str. 1.1 / 261.1. Pojęcia podstawowe
1. Pojęcia podstawowe i prawa chemiczne
Prawa gazowe (treści fakultatywne)
Izoterma (Boyl’a-Mariotte’a)Izobara (Charlesa – Gay-LussacaIzochory (Gay-Lussaca)Równanie ClapeyronaRównanie Van der WaalsaPrawo Daltona (ciśnień parcjalnych)
Ciśnienie:N·m-2 = Pa 1 atm = 101.3 kPa
TemperaturaT [K] = t [oC] + 273.15
Wykład z Chemii Ogólnej i Nieorganicznej str. 1.1 / 271.1. Pojęcia podstawowe
1. Pojęcia podstawowe i prawa chemiczne
AVOGADRO P n
CHARLES P T
Objętość molowa gazów22.418 dm3
T=273.15 K oraz P=1 atm
Wykład z Chemii Ogólnej i Nieorganicznej str. 1.1 / 281.1. Pojęcia podstawowe
1. Pojęcia podstawowe i prawa chemiczne
BOYLE P 1
Vczyli P·V = const
ciśnienie
1/V
Wykład z Chemii Ogólnej i Nieorganicznej str. 1.1 / 291.1. Pojęcia podstawowe
1. Pojęcia podstawowe i prawa chemiczne
PnRT
V
Równanie Clapeyrona= AVAGADRO + BOYLE + CHARLES
11314.8
113314.8
15.2731
32102418.2
3103.101
KmolJR
KmolmPaR
Kmol
mxPaxR
11308207.015.2731
418.221
Km ola tmdmR
Wykład z Chemii Ogólnej i Nieorganicznej str. 1.1 / 301.1. Pojęcia podstawowe
1. Pojęcia podstawowe i prawa chemiczne
RT
PM
RT
PVMm
RT
PVn
CH4SF6
Równanie ClapeyronaGęstość gazów
Wykład z Chemii Ogólnej i Nieorganicznej str. 1.1 / 311.1. Pojęcia podstawowe
1. Pojęcia podstawowe i prawa chemiczne
P p pO H 2 2
pn RT
VH
H
2
2
pn RT
VN
N
2
2
Pn n RT
V
PnRT
V
H O
( )2 2
Prawo DaltonaCiśnień parcjalnych
Całkowite ciśnienie mieszaniny gazów jest suma ciśnień parcjalnych wszystkich składników
Wykład z Chemii Ogólnej i Nieorganicznej str. 1.1 / 321.1. Pojęcia podstawowe
1. Pojęcia podstawowe i prawa chemiczne
1.4. Podstawowe obliczenia chemiczne
Obliczenia w oparciu o wzór chemicznyObliczenia w oparciu o prawa chemiczneObliczenia stechiometryczne
(w oparciu o reakcje chemiczne)
Wykład z Chemii Ogólnej i Nieorganicznej str. 1.1 / 331.1. Pojęcia podstawowe
OBLICZENIA CHEMICZNEZBIÓR ZADAŃ Z CHEMII OGÓLNEJ I ANALITYCZNEJ NIEORGANICZNEJpraca zbiorowa pod redakcją Alfreda Śliwy
Obliczenia w chemii analitycznejAndrzej Cygański, Bogdan Ptaszyński i Jacek Krystek
1. Pojęcia podstawowe i prawa chemiczne
1.5. Klasyfikacja reakcji chemicznych
(typy mechanizmów)
Wykład z Chemii Ogólnej i Nieorganicznej str. 1.1 / 341.1. Pojęcia podstawowe
1. Pojęcia podstawowe i prawa chemiczne
Zapis reakcji chemicznej w postaci równania chemicznego podaje bilans mas substratów i produktów (prawo zachowania masy) oraz określa typ reakcji.
1.5. KLASYFIKACJA REAKCJI CHEMICZNYCH
Bilansowanie równań chemicznych – dokonaj bilansu!
Reakcje uzgodnioneReakcje do uzgodnienia
H2(g) + O2 (g) H2O(l)
AgNO3 + Cu CuNO3 + Ag
Fe (s)+ O2(g) Fe2O3 (s)
AgNO3(aq)+MgCl2(aq) Mg(NO3)2 (aq)+ AgCl(s)
C4H10(g)+O2(g) CO2(g) + H2O(g)
2H2 + O2 2H2O
AgNO3 + Cu Cu NO3 + Ag
4 Fe (s)+ 3 O2(g) 2 Fe2O3 (s)
2AgNO3(aq)+MgCl2(aq) Mg(NO3)2 (aq)+ 2AgCl(s)
2C4H10(g)+13O2(g) 8CO2(g) + 10H2O(g)
1. Pojęcia podstawowe i prawa chemiczne
KRYTERIA PODZIAŁU REAKCJI CHEMICZNYCH - SCHEMAT REAKCJI
Reakcje syntezyprocesy polegające na łączeniu się atomów lub cząsteczek, czyli produkt zawiera wszystkie atomy zawarte w substratach, np.: 22 COOC
ABBA
Reakcje analizy (rozkładu)procesy polegające na rozdzieleniu się atomów, czyli z jednego substratu powstają co najmniej dwa produkty, np.:
222 OHgHgO
BAAB
23 C OC a OC a C O T - reakcje dysocjacji termicznej reakcje rozkładu w podwyższonej temperaturze
- reakcje fotochemiczne (fotoliza) są przyspieszane lub zapoczątkowane pod wpływem światła, np.:
221 C lA gA g C l h v
- reakcje fonochemiczne lub sonochemiczne (fonoliza) zachodzą pod wpływem ultradźwięków, np.: reakcje depolimeryzacji
Wykład z Chemii Ogólnej i Nieorganicznej str. 1.1 / 361.1. Pojęcia podstawowe
1. Pojęcia podstawowe i prawa chemiczne
Reakcje wymianyprocesy polegające na przegrupowaniu atomów; substraty wymieniają między sobą poszczególne atomy lub grupy atomów, np.:
A DC BC DA B
33 N a N OA g C lA g N ON a C l
- reakcje radiacyjno-chemiczne(radioliza) zachodzą pod wpływem promieniowania jonizującego, np.:
eOOO
2
222 C lN aN a C l ae l e k t r o l i z
- reakcje elektrochemiczne(elektroliza) zachodzące pod wpływem energii elektrycznej (reakcje redoks na elektrodach),np.: elektroliza stopionego NaCI
Reakcje analizy (rozkładu) cd
Wykład z Chemii Ogólnej i Nieorganicznej str. 1.1 / 371.1. Pojęcia podstawowe
1. Pojęcia podstawowe i prawa chemiczne
KRYTERIUM KLASYFIKACJI: KIERUNEK WYMIANY ENERGII MIĘDZY UKŁADEM A OTOCZENIEM
Reakcje egzoenergetycznereakcje, podczas których powstają produkty o mniejszej energii wewnętrznej niż suma energii wewnętrznej substratów; część energii zostanie przekazana otoczeniu. Jeżeli przepływ energii z układu do otoczenia zachodzi na sposób ciepła, to mówimy o reakcjach egzotermicznych. Do reakcji egzotermicznych zaliczamy większość reakcji polegających na łączeniu się z tlenem (utlenianie, spalanie), np.:
QC OOC
QABBA
22
Reakcje endoenergetycznereakcje, podczas których energia jest pobierana z otoczenia, a energia wewnętrzna produktu reakcji staje się większa od sumy energii wewnętrznych substratów. Jeżeli przepływ energii z otoczenia do układu zachodzi na sposób ciepła, to mówimy o reakcjach endotermicznych ( np. prażenie węglanów, tlenków):
23 C OC aOQC aC O
BAQAB
Wykład z Chemii Ogólnej i Nieorganicznej str. 1.1 / 381.1. Pojęcia podstawowe
1. Pojęcia podstawowe i prawa chemiczne
KRYTERIUM KLASYFIKACJI: STAN SKUPIENIA REAGENTÓW
Reakcje homogenicznereakcje, w których wszystkie substraty i produkty znajdują się w tej samej fazie, np.:
ggg H FFH 222
Reakcje heterogenicznereakcje przebiegające na granicy dwóch faz. Symbole: s, g, aq - oznaczają, że dana substancja znajduje się w fazie stałej, gazowej lub w roztworze; -reagujące substraty znajdują się w dwóch różnych fazach, np.:
ggs C OOC 22
sa qa q A g C lC lA g
Wykład z Chemii Ogólnej i Nieorganicznej str. 1.1 / 391.1. Pojęcia podstawowe
1. Pojęcia podstawowe i prawa chemiczne
KRYTERIUM KLASYFIKACJI: RODZAJE REAGENTÓW
Reakcje jonoweprzebiegają pomiędzy jonami lub z udziałem jonów w roztworach wodnych lub innych rozpuszczalnikach polarnych, np.:
4
2
4
2 B a S OS OB a
Reakcje cząsteczkowezachodzą pomiędzy cząsteczkami lub z udziałem cząsteczek, przeważnie w fazie gazowej, rzadziej w roztworach rozpuszczalników niepolarnych, np.:
3221
2 S OOS O Reakcje rodnikowezachodzą wtedy, kiedy na skutek - np.: absorpcji kwantu promieniowania elektromagnetycznego - następuje rozbicie trwałej cząsteczki na nietrwałe wolne rodniki, które mogą reagować z innymi cząsteczkami i tworzyć dalsze rodniki, np.:
HC lC HC lC H
C lhvC l
34
2 2
Wykład z Chemii Ogólnej i Nieorganicznej str. 1.1 / 401.1. Pojęcia podstawowe
1. Pojęcia podstawowe i prawa chemiczne
KRYTERIUM KLASYFIKACJI: STOPIEŃ PRZEREAGOWANIA SUBSTANCJI
Reakcje odwracalne nie przebiegają do końca, a prowadzą jedynie do stanów równowagi między produktami i substratami. Odwracalność reakcji polega na możliwości zachodzenia jej w obu kierunkach.
Reakcje nieodwracalnegdy zachodzą tylko w jednym kierunku (między innymi: reakcje spalania, reakcje metali alkalicznych z wodą i reakcje niektórych tlenków metali z wodą). Substraty ulegają całkowitemu przereagowaniu, gdy przynajmniej jeden z produktów opuszcza środowisko czy to jako substancja w stanie gazowym, czy jako produkt nierozpuszczalny w danym roztworze.
KRYTERIUM KLASYFIKACJI: PRZENIESIENIE ELEKTRONÓW MIĘDZY ATOMAMI
Reakcje redoksreakcje przebiegające ze zmianą stopni utlenienia atomów.
Reakcje przebiegające bez zmiany stopni utlenienia.Należy dodać, że każdej reakcji towarzyszą zmiany gęstości elektronowej.
Wykład z Chemii Ogólnej i Nieorganicznej str. 1.1 / 411.1. Pojęcia podstawowe
Klasyfikacja reakcji chemicznych
Wykład z Chemii Ogólnej i Nieorganicznej str. 1.1 / 421.1. Pojęcia podstawowe
Zastanów się!
Umiejętności podstawowe
• Wartościowość
• Pisanie wzorów chemicznych: sumarycznie, pół-strukturalnie, strukturalnie, elektronowo
• Pisanie i uzgadnianie reakcji chemicznych – odczytywanie informacji z równania chemicznego
• Nomenklatura chemiczna: związki nieorganiczne, związki organiczne
Wykład z Chemii Ogólnej i Nieorganicznej str. 1.1 / 431.1. Pojęcia podstawowe