Transcript Chemická reakce

Chemická reakce = proces, při kterém dochází ke
změnám ve složení a struktuře látek.
Příčiny:
vzájemné působení dvou nebo více chemických látek
působení energie na nějakou látku.
VÝCHOZÍ LÁTKY → PRODUKTY
Proces, při kterém se výchozí látky mění na produkty (při
kterém zanikají jedny chemické vazby a vznikají
druhé) = Chemický děj.
Všechno, co se kolem nás děje souvisí s chemickými ději !
Základním úkolem chemiků po staletí je porozumět
chemickým dějům, jejich průběhu, podmínkám,
rychlosti, výsledkům.
TYPY CHEMICKÝCH REAKCÍ
1. Podle charakteru vnějších změn:
a) skladné reakce(2 a více prvků n.sloučenin se slučují v 1 sloučeninu)
H2 + O2 → H2O
Zn + S → ZnS
b) rozkladné reakce (1 sloučenina se rozkládá na 2 a více jiných prvků nebo
sloučenin)
CaCO3 → CaO + CO2
SO3 → SO2 + O2
c) podvojná záměna (výměna atomů nebo jejich skupin mezi složitějšími
molekulami)
1. neutralizace (reakce kyseliny a zásady, při kterém
vzniká sůl a voda)
HCl + NaOH → NaCl + H2O
H2SO4 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O
2. srážení (produktem je málo rozpustná sloučenina sraženina)
AgNO3 + NaCl → AgCl + NaNO3
3. vytěsňování slabší kyseliny z její soli silnější zásadou
FeS + HCl → H2S + FeCl2
2. Podle skupenství reaktantů:
a) homogenní reakce = všechny látky jsou ve stejném skupenství
H2 (g) + Cl2 (g) → H2O (g)
b) heterogenní reakce = zúčastněné chemické látky mají různá skupenství
Zn (s) + HCl (aq) → ZnCl (aq) + H2 (g)
3. Podle charakteru přenášených částic:
a) acidobazické reakce = reakce mezi kyselinami a zásadami – dochází k
přenosu H+ (protonu)
NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + H2O
b) oxidačně – redukční reakce = dochází k přenosu elektronu a změně
oxidačních čísel
CuSO4 + Fe → FeSO4 + Cu
4. Podle energetické změny při chemické reakci
(termochemické reakce)
a) exotermická reakce = při chemické reakci se uvolňuje teplo
C (s) + O2 (g) → CO2 (g)
Qm = - 394 kJ/mol
CaO + H2O → Ca(OH)2
- energie výchozích látek je větší než energie produktů
b) endotermická reakce = při chemické reakci se spotřebovává teplo
H2O (l) → H2 (g) + O2 (g)
Qm = + 457 kJ/mol
CaCO3 (s) → CaO (s) + CO2 (g)
- energie produktů je větší, než energie výchozích látek – aby reakce
proběhla, musíme jí energii dodat. (zahřát výchozí látky….)
Pozor!
1. Jaká je chemická reakce se pozná podle znaménka reakčního tepla
(Qm)
záporné znaménko = exotermická
kladné znaménko = endotermická
2. Hodnota reakčního tepla závisí na skupenství látek - v
termochemických reakcích se musí vždy uvádět skupenství
Acidobazické reakce
= reakce kyselin a zásad.
Brönsted (Dánsko, 1898-1947): „Kyseliny jsou látky,
které jsou schopny odštěpit vodíkové kationty,
zásady jsou látky, které jsou schopny je vázat.“
Látky, které se můžou chovat i jako kyselina i jako
zásada = amfoterní látky
kyselina ↔ H+ + zásada
H+ + H2O → H3O+
(hydroxoniový kationt)
Ve vodě potom: 2 H2O → H3O+ + OH(hydroxidový aniont)
Podle koncentrace H3O+ a OH- ve vodných
roztocích potom rozeznáváme roztoky:
- neutrální (stejná konc.)
- kyselé (více H3O+)
- zásadité ( více OH-)
Ke stanovení kyselosti a zásaditosti látek
mezinárodně slouží stupnice pH. Je
založena na fenoménu tzv.
acidobazických indikátorů, které při styku s
kyselým nebo zásaditým prostředím změní
barvu.
Typy acidobazických reakcí
1. Neutralizace
= reakce, při které spolu reagují kyselina a zásada za vzniku soli
a vody.
př. HCl + NaOH → NaCl + H2O
použití:
- neutralizace odpadů z chemických provozů
- výroba solí
- důkazní reakce
- první pomoc při poleptání
2. Hydrolýza
= reakce, při které se ve vodě rozpouští sůl silné kyseliny a slabé
zásady (nebo sůl slabé kyseliny a silné zásady) – výsledkem
je zvýšení koncentrace H3O+ (OH-) v roztoku.
př. AlCl3 + H2O → Al(OH)3 + HCl
Na2CO3 + H2O → NaOH + NaHCO3
Oxidačně – redukční reakce
= reakce, při kterých dochází k přenosu
elektronu a tedy změně oxidačního čísla
atomů ve sloučeninách reaktantů.
- látka, která uvolnila elektron se OXIDUJE
(zvyšuje se její oxidační číslo)
- látka, která přijala elektron se
REDUKUJE
(snižuje se její oxidační číslo)
Př. CuSO4 + Fe → Cu + FeSO4
Existují látky, které:
1. svou přítomností v chemické reakci jiné látky oxidují
(přičemž se sami redukují) = oxidační činidla
př. O2, KMnO4, Cl2
1. Svou přítomností v chemické reakci jiné látky redukují
(přičemž se sami oxidují) = redukční činidla
př. C, Fe, Mg
Použití oxidačně-redukčních reakcí:
Výroba kovů z rud (hornin)
Výroba kyselin, syntetického benzínu, plastů
Spalování paliv při výrobě elektřiny
Zbraně
Elektrolýza – výroba důležitých látek, pokovování, baterie
(energie)
Elektrolýza
= oxidačně – redukční reakce, při které průchodem
stejnosměrného elektrického proudu roztokem nebo
taveninou obsahující volně pohyblivé ionty dochází k
předávání elektronů mezi těmito ionty a elektrodami.
Elektroda = kov s krystalickou mřížkou, jejíž kationty mají snahu
přecházet do roztoku, který se tomu brání – vzniká rovnováha
na rozhraní kov-roztok a vytváří se tzv. elektrodový potenciál
(ponoříme-li 2 elektrody do roztoku s volnými ionty a spojíme
je vodiči do voltmetru, naměříme vždy nějaké napětí).
kladná elektroda = anoda
záporná elektroda = katoda
Př. průchod roztokem CuCl2:
- na anodě: 2 Cl- - 2e- → Cl2 (uniká z roztoku – zapáchá)
- na katodě: Cu2+ + 2e- → Cu (vyloučí se na katodě)
Použití elektrolýzy:
1. Výroba mnoha důležitých látek (Cl2, H2, NaOH, Al
2. Pokovování korozivních kovů odolnějším kovem
nebo dekorativní pokovování (pozlacení,
postříbření atd.)
3. Baterie, články
- elektrochemický článek = první a nejjednodušší
tzv. Danielův galvanický článek (Zn a Cu
elektrody v roztoku H2SO4 – vznik Cu a
ZnSO4)
- suchý článek = klasické baterie
obal = Zn = záporný pól
uvnitř uhlíková tyčinka = kladný pól
náplň – NH4Cl + MnO2