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 2 NO + 4 H2O + 3 I2 (s l'equaci molecular ajustada)

  • Valoracions redox

    La tcnica de la valoraci redox s la mateixa que la d'una valoraci cid-base i es realitzaafegint progressivament una dissoluci valorant collocada en una bureta sobre un volumexactament mesurat de la dissoluci problema.

    Una volumetria redox ens permet conixer la concentraci duna soluci dun reductor, fent-lo reaccionar amb un oxidant de concentraci coneguda i viceversa.

    buretasoluci valorant de

    concentraci coneguda

    erlenmeyersoluci problema de

    concentraci desconeguda

    (volum conegut)

  • Valoracions redox

    El procs de valoraci acaba quan l'indicador usat canvia de color i aix succeeix en elmoment en que hi ha quantitats equivalents d'oxidant i de reductor (punt dequivalncia). Avegades no cal utilitzar indicador i s suficient la diferncia de coloraci que presenten lesformes oxidada i reduda dun parell redox.

    Valoraci de perxid dhidrogen amb permanganat de potassi 0,02 mol dm3.a) La decoloraci immediata dels ions permanganat indica que a lerlenmeyer hi ha perxid dhidrogen sense reaccionar.b) Punt final de la valoraci.En aquesta volumetria redox sutilitza com a indicador el mateix reactiu valorant (i MnO4-).

    buretasol. valorantKMnO4 0,02 M

    erlenmeyersol. problema(volum conegut)

    Punt d'equivalncia:a partir del volum de sol. valorant emprat podrem saber la concentraci de H2O2 en la sol. problema

  • Valoracions redox

    Exercici:10,0 cm3 d'aigua oxigenada s'acidulen amb un excs d'cid sulfric i esvaloren amb una soluci 0,10 mol dm-3 de permanganat de potassi. Perassolir el punt d'equivalncia, es gasten 12,0 cm3 d'aquesta ltima soluci.Calcula els grams de perxid d'hidrogen dissolts en cada dm3 de solucivalorada (concentraci en massa).

    Resposta: 10,2 g dm-3

    Slide Number 1Slide Number 2Slide Number 3Slide Number 4Slide Number 5Slide Number 6Slide Number 7Slide Number 8Slide Number 9Slide Number 10Slide Number 11Slide Number 12Slide Number 13Slide Number 14Slide Number 15Slide Number 16Slide Number 17Slide Number 18Slide Number 19Slide Number 20Slide Number 21Slide Number 22Slide Number 23Slide Number 24Slide Number 25Slide Number 26Slide Number 27

Recommended

View more >