QUÍMICA 2 BATXILLERAT - blocs.xtec.cat ?· quÍmica 2 batxillerat unitat 8 reaccions de transferÈncia…

  • Published on
    18-Jul-2019

  • View
    212

  • Download
    0

Embed Size (px)

Transcript

  • QUMICA 2 BATXILLERAT

    Unitat 8REACCIONS DE TRANSFERNCIA

    DELECTRONSUnitat 9

    APLICACIONSDE LES REACCIONS REDOX

  • ndex

    Concepte doxidaci/reducci

    Igualaci de reaccions redox

    Volumetries redox

    Piles (celles galvniques)

    Fora electromotriu

    Electrlisi

  • Concepte doxidaci/reducci

    Tenen lloc simultniament les semirreaccions doxidaci i de reducci.

    Les reaccions de transferncia delectrons sanomenen reaccions doxidaci-reducci (reaccions redox).

    Oxidaci: procs en qu una espcie qumica (tom, molcula o i) perd electrons.

    Reducci: procs en qu una espcie qumica guanya electrons.

    Oxidaci: Zn (s) Zn2+ (aq) + 2 e-

    Reducci: Cu2+ (aq) + 2 e- Cu (s)

    Redox global: Cu2+ (aq) + Zn (s) Cu (s) + Zn2+ (aq)

    Sempre que una espcie qumica guanyi electrons, nhi ha dhaver una altra que simultniament en perdi.

  • Concepte doxidaci/reducci

    Els electrons es transfereixen d'una espcie qumica a una altra.

    http://www.youtube.com/watch?v=r1qeV7dO43U

  • Concepte doxidaci/reducci

    En la reacci global, el nombre delectrons guanyats per loxidant s igual al nombre delectrons perduts pel reductor.

    Oxidaci: Zn (s) Zn2+ (aq) + 2 e-

    Reducci: Cu2+ (aq) + 2 e- Cu (s)

    Redox global: Cu2+ (aq) + Zn (s) Cu (s) + Zn2+ (aq) Reductor(soxida)

    Oxidant(es redueix)

    Oxidant: tota espcie qumica que pot provocar una oxidaci. Un oxidant en reaccionar, es redueix.

    Reductor: tota espcie qumica que pot provocar una reducci. Un reductor, en reaccionar soxida.

  • Concepte doxidaci/reducci

    Redox global: Cu2+ (aq) + Zn (s) Cu (s) + Zn2+ (aq)

    Reductor(soxida)

    Oxidant(es redueix)

    Exemples de parells conjugats

    Zn (s)

    ZnSO4 (aq)CuSO4 (aq)

    Cu (s)

  • Concepte doxidaci/reducci

    Agents reductors habituals:-Monxid de carboni (CO)- Sofre i fsfor- Metalls com lalumini, magnesi, sodi i potassi

    Exemples dagents oxidants

    KMnO4 K2Cr2O7

    Agents oxidants habituals:- O2 i O3- Halgens: F2, Cl2, Br2, I2,- Lleixiu (NaClO (aq)) i clorats (ClO3-)- cid ntric (HNO3) i cid sulfric (H2SO4)

  • Concepte doxidaci/reducci

    El nombre doxidaci (NO) dun tom s la seva crrega elctrica, real o terica.Recordatori:

    El NO dun tom dun element lliure s zero.

    El NO de qualsevol i monoatmic s igual a la seva crrega elctrica.

    El NO del fluor s sempre I.

    El NO de loxigen s II, excepte en els compostos amb fluor (s II) i en els perxids (-I).

    Lhidrogen presenta NO I quan es combina amb els no metalls.

    Lhidrogen presenta NO I quan es combina amb els metalls.

    Tots els metalls alcalins presenten sempre NO I, mentre que els metalls alcalinoterrispresenten sempre NO II (i lalumini +III).

    Hi ha elements que poden tenir diferents NO segons el compost que formen. Ex. SbCl3,antimoni +III; SbCl5, antimoni +V.

    La suma algebraica dels NO dun compost neutre ha de ser zero.

  • Concepte doxidaci/reducci

    Nombre doxidaci

    Nombre doxidaci

    Cu 0 H2O H = I; O =-II 2I II = 0

    Ag+ I HClO H= I; O = -II; Cl = I I II +I = 0

    Cu2+ II HClO3 H= I; O = -II; Cl = V I + 3( II) +V = 0

    Cl- -I NO3- O = -II; N = V 3( II) +V = -1

    Cl2 0 KMnO4 O = -II; K = I; Mn = VII 4( II) + I + VII = 0

    Calculeu el nombre doxidaci del S i del Cr:

    H2SO4Cr2O72-

  • Concepte doxidaci/reducci

    Indiqueu en quina de les frmules segents el clor est en la forma ms oxidada i en quina est en la ms reduda:

    HClO4; HCl; HClO3; ClO2-

  • Concepte doxidaci/reducci

    En una oxidaci, el nombre doxidaci augmenta:

    Cu (s) Cu2+ (aq) + 2 e-

    0 +II

    En una reducci, el nombre doxidaci disminueix:

    Ag+ (aq) + e- Ag (s)

    +I 0

  • Concepte doxidaci/reducci

    http://www.youtube.com/watch?v=wVYyCEfGrGA

  • Exercici

    Identifica loxidant i el reductor:

    a) 4 Na (s) + O2 (g) 2 Na2O (s)

    b) Zn (s) + S (s) ZnS (s)

    c) 2 Al (s) + 6 HCl (aq) 2 AlCl3 (aq) + 3 H2 (g)

    d) Mg (s) + F2 (g) MgF2 (s)

    a) 4 Na (s) + O2 (g) 2 Na2O (s)

    0 0 +I -IIOxidant

    Es redueix

    Reductor

    Soxida

    Oxidant: espcie que es redueix.

    Reductor: espcie que soxida.

  • ExerciciIdentifica loxidant i el reductor:

    a)4 Na (s) + O2 (g) 2 Na2O (s)

    b)Zn (s) + S (s) ZnS (s)

    c)2 Al (s) + 6 HCl (aq) 2 AlCl3 (aq) + 3 H2 (g)

    d)Mg (s) + F2 (g) MgF2 (s)

    a) 4 Na (s) + O2 (g) 2 Na2O (s)0 0 +I -II

    Oxidant

    Es redueix

    Reductor

    Soxida

    Oxidant: espcie que es redueix.

    Reductor: espcie que soxida.

    c) 2 Al (s) + 6 HCl (aq) 2 AlCl3 (aq) + 3 H2 (g)0 -I +III 0

    Oxidant

    Es redueix

    Reductor

    Soxida

    Els clorurs no s'oxiden ni esredueixen: sn ions espectadors.

  • Exercici

    Escriviu la reacci redox i indiqueu qui s loxidant i qui sel reductor:El sofre reacciona amb el sodi i sobt sulfur de sodi.

  • Exercici

    S (s) + 2 Na (s) Na2S (s)

    0 0 +I -IIReductor

    Soxida

    Oxidant: espcie que es redueix.

    Reductor: espcie que soxida.

    Escriviu la reacci redox i indiqueu qui s loxidant i qui s el reductor:El sofre reacciona amb el sodi i sobt sulfur de sodi.

    En aquesta reacci, el sofre guanya electrons, s loxidant, i el sodi elsperd, s el reductor.

    Oxidant

    Es redueix

    S (s) Na (s)

    Na2S (s)

  • Concepte doxidaci/reducci

    oxidacidnombredeluciDiselectronsdGuanyoducteeOxidant

    ducci

    oxidacidnombredelAugmentelectronsduciDiseoducteductor

    Oxidaci

    'min'Pr

    Re

    ''minPrRe

    +

    +

    Oxidaci: procs de prdua d'electrons per part d'un reductor.

    Reducci: procs de guany d'electrons per part d'un oxidant.

  • Concepte doxidaci/reducci

    Compostos de carboni

    ex. CH3-CH3 < CH2=CH2 < CHCH < CH3-CH2OH < CH3-CHO < CH3-COOH

    alc < alqu < alqu < alcohol < aldehid o cetona < cid carboxlic

    augment del nombre d'oxidaci del C en els diferents grups funcionals

    Una substncia s'oxida si incorpora oxigen o perd toms d'H

    Una substncia es redueix si perd oxigen o incorpora toms d'H

    Totes les combustions de compostos de carboni sn redox. Ex.:

    CH4 (g) + 2 O2 (g) CO2 (g) + 2 H2O (g)-IV 0 -IIIV

  • Igualaci de reaccions redox

    Per igualar les reaccions redox cal: un balan de masses un balan de crregues

    Escriviu la reacci segent:El sofre reacciona amb el sodi i sobt sulfur de sodi.

  • Igualaci de reaccions redox

    S (s) + 2 Na (s) Na2S (s)

    0 0 +I -IIReductor

    Soxida

    El sofre reacciona amb el sodi i sobt sulfur de sodi.

    Oxidant

    Es redueix

    S (s) Na (s)

    Na2S (s)

    semirreacci de reducci: S + 2 e- S2-

    semirreacci d'oxidaci: (Na Na+ + 1 e- ) 2

    redox global: S (s) + 2 Na (s) Na2S (s) balan de masses balan de crregues

  • Igualaci de reaccions redox

    Mtode de li-electr: mtode sistemtic que es pot seguir per igualar les reaccions redox (cal un balan de masses i de crregues):

    1. Escrivim lequaci qumica de la reacci tenint en compte les dissociacions de sals, cids i hidrxids que poden experimentar en medi aqus algunes de les espcies que intervenen en la reacci.2. Esbrinem el nombre doxidaci de cada tom.3. Identifiquem lespcie que soxida i lespcie que es redueix.4. Escrivim lequaci qumica de cada semireacci doxidaci i reducci.5. Igualem el nombre dtoms de les semireaccions segons lordre segent:

    a) Igualem el nombre dtoms dels elements que soxiden i es redueixen.b) Igualem el nombre dtoms doxigen.c) Igualem el nombre dtoms dhidrogen.

    6. Igualem les crregues, indicant els electrons guanyats o perduts en cada semireacci.7. Igualem el nombre delectrons guanyats i perduts en cada semireacci.8. Sumem les dues semiequacions i escrivim lequaci redox completa, en forma molecular.

  • Igualaci de reaccions redox

    Ex. Reacci en medi cid: .....HNO3 + .....HI .....NO + .....I2 + .....H2O

    1. Equaci redox en forma inica (noms es dissocien cids, sals i hidrxids!):

    H+ + NO3- + H+ + I- NO + I2 + H2O

    2. Esbrinem el nombre doxidaci de cada tom.

    H+ + NO3- + H+ + I- NO + I2 + H2OI V -II I -I II -II 0 I -II

    3. Identifiquem lespcie que soxida i lespcie que es redueix.

    H+ + NO3- + H+ + I- NO + I2 + H2O V -I II 0

    es redueix s'oxida

    4. Escrivim lequaci qumica de cada semireacci doxidaci i reducci.oxidaci: I- I2reducci: NO3- NO

  • Igualaci de reaccions redox

    5. Igualem el nombre dtoms de les semireaccions segons lordre segent:a) Igualem el nombre dtoms dels elements que soxiden i es redueixen.b) Igualem el nombre dtoms doxigen.c) Igualem el nombre dtoms dhidrogen.

    a) oxidaci: 2 I- I2

    a,b) reducci: NO3- NO + 2 H2O (en soluci cida, per cada t. d'O que falti s'hi afegeix una molcula d'H2O)

    c) reducci: NO3- + 4 H+ NO + 2 H2O

    6. Igualem les crregues, indicant els electrons guanyats o perduts en cada semireacci.

    oxidaci: 2 I- I2 + 2 e-

    reducci: NO3- + 4 H+ + 3 e- NO + 2 H2O

  • Igualaci de reaccions redox

    7. Igualem el nombre delectrons intercanviats en les dues semireaccions.

    oxidaci: 3 (2 I- I2 + 2 e-)

    reducci: 2 (NO3- + 4 H+ + 3 e- NO + 2 H2O)

    oxidaci: 6 I- 3 I2 + 6 e-

    reducci: 2 NO3- + 8 H+ + 6 e- 2NO + 4 H2O

    redox global: 2 NO3- + 8 H+ + 6 I- 2 NO + 4 H2O (s l'equaci inica ajustada)

    8. Sumem les dues semiequacions i escrivim lequaci redox completa, en forma molecular.

    redox global: 2 HNO3 + 6 HI