Reakcje chemiczne

Reakcje chemiczne
Przemiany substancji
Poniżej przedstawiono graf pokazujący rodzaje przemian jaki ulegają substancje
chemiczne.
Przemiany
substancji
Przemiany
fizyczne
Objawy:
- zmiania barwy,
- efekty świetlne,
wydzielenie gazu lub osadu,
- wydzielenie ciepła
Przemiany
chemiczne
Objawy:
- rozdrobnienie,
-rozpuszczenie,
-zmiana stanów skupienia,
-ogrzewanie lub ochłodzenia substancji
W tabeli przedstawiono przykłady reakcji chemicznych oraz przemian chemicznych:
Przemiany chemiczne:
Spalanie węgla, rdzewienie metali,
rozkład tlenku rtęci, gotowanie
mięsa, trawienie pokarmu,
fotosynteza, oddychanie, psucie się
pokarmów
Przemiany fizyczne
Topienie lodu, sublimacja jodu,
krzepnięcie wody, mielenie kawy,
rozdrobnienie cukru, soli, podgrzanie
wody,
Substraty są to substancje które biorą udział w reakcji chemicznej.
Produkty są to substancje, które powstają w reakcji chemicznych.
Układ a otoczenie
Układ, w którym może przebiegać reakcja chemiczna można podzielić na:
- układ otwarty – pomiędzy układem a otoczeniem może nastąpić wymiana
zarówno masy jak i energii,
- układ zamknięty - pomiędzy układem a otoczeniem następuje wymiana
energii, nie następuje wymiana masy,
Reakcje chemiczne
- układ izolowany – pomiędzy układem a otoczeniem nie następuje zarówno
wymiana energii i masy
Opisane układy przedstawiono na rysunku:
układ
układ
energia i masa
energia
Otoczenie
Otoczenie
Układ otwarty
Układ zamknięty
układ
Otoczenie
Układ izolowany
Zapis równania reakcji chemicznej
Przy zapisie pamiętaj o następujących sprawach:
Po lewej stronie zapisz poprawnie wzory sumaryczne substraty reakcji,
Po prawej stronie zapisz poprawnie wzory sumaryczne produktów
reakcji,
Uzgodnij współczynniki, wpisując odpowiednie liczby przed wzorami
substancjami, tak aby liczba wszystkich atomów poszczególnych
pierwiastków po prawej i lewej stronie była równa
Wodór, tlen, chlor, azot, brom występuje zawsze w cząsteczkach
dwuatomowych: H2, O2, Cl2, N2, Br2
Przykład 1
Zapisz równanie reakcji otrzymywania tlenku węgla(II).
1. Wypisz wzory substratów i produktów:
C + O2 → CO
Reakcje chemiczne
2. Sprawdź liczbę moli atomów tlenu po prawej i lewej stronie.
- po lewej stronie są 2 mole atomów tlenu natomiast po prawej znajduje się
jeden mol atomów tlenu – należy dodać dwójkę przed wzorem tlenku
węgla(II).
C + O2 →2CO
3. Sprawdź liczbę moli atomów węgla po prawej i lewej stronie.
- po lewej stronie znajdują się 2 mole atomów węgla, natomiast po lewej
stronie znajduje się jeden mol atomów węgla – należy dodać dwójkę przez
atomem węgla.
2C + O2 → 2CO
Rodzaje reakcji chemicznych
1. Reakcja syntezy – podczas reakcji z kilku substratów powstaje
jeden produkt.
substrat
substrat
produkt
Przykłady: synteza siarczku żelaza(III), synteza tlenku glinu
2. Reakcja analizy – podczas rekcji z jednego substratu powstaje kilka
produktów.
substrat
produkt
produkt
Przykład: rozkład wody pod wpływem prądu elektrycznego, rozkład
termiczny węglanu wapnia
3. Reakcja wymiany – podczas reakcji następuje wymiana jednego lub
kilku atomów w cząsteczce substratu.
substrat
substrat
produkt
produkt
Przykłady: reakcja tlenku magnezu z wodą, reakcja wodorotlenku
potasu z kwasem siarkowym(VI)
Reakcje chemiczne
Energia w rekcjach chemicznych
Reakcja egzoenergetyczna – reakcja przebiegająca z wydzieleniem energii
Reakcja endoenergetyczna – reakcja przebiega, do których przebiegu należy
dostarczyć energii
Najczęściej reakcja analizy (rozkładu) jest reakcją endoenergetyczną,
a reakcja syntezy reakcją egzoenergetyczną.
Prawa chemiczne
Prawo zachowania masy – dla reakcji przebiegającej w zamkniętym naczyniu
łączna masa substratów jest równa łącznej masie produktów.
Prawo stałości składu – stosunek masowy pierwiastków w związku
chemicznym jest dla danego związku jest stała.
Przykładowe zadania:
I.
Siarka o masie 23g połączyła się z 12g wapnia. Oblicz masę
powstałego siarczku wapnia.
1. Zapisz równanie reakcji chemicznej:
Ca + S → CaS
2. Masa wapnia + masa siarki = masa siarczku wapnia
23 + 12 = x
X = 35g
3. Zapisz odpowiedź: Masa siarczku wapnia wynosi 35g.
II.
Oblicz stosunek wagowy siarki do magnezu w siarczku magnezu.
1. Zapisz masy w postaci następującego ułamka, a następnie
sprowadź do najprostszego ułamka:
Reakcje chemiczne
Pojęcie mola
Mol jest jednostką liczności materii - zawiera NA elementów materii.
NA – liczba Avogarda wynosząca 6,02·1023 elementów.
Masa 1 mola substancji, czyli 6,02·1023 atomów lub cząsteczek, to masa
molowa substancji. Jej symbolem jest M, a jednostką [g/mol]. Masa 1 mola
atomów substancji ( masa molowa) jest równa masie atomowej wyrażonej w
unitach. Masa 1 mola cząsteczek jest równa masie cząsteczkowej wyrażonej
w unitach.
Objętość molowa Vmol to objętość, jaką zajmuje 1 mol gazu doskonałego w
warunkach normalnych. 1 mol dowolnego gazu w warunkach normalnych
(00C = 273K i 1013,25hPa) zajmuje objętość 22,4dm3.
Przykładowe zadania typu egzaminacyjnego
Zadanie 1
Określ, czy opisana przemiana to przemiana fizyczna wpisując obok F, czy
też przemianą chemiczną, wpisując CH.
Przemiana
Topienie lodu
Rdzewienie siatki płotu
Jałczenie masła
Kiszenie ogórków
Mielenie kawy
Spalanie magnezu
F/CH
Zadanie 2
Przebieg reakcji chemicznej przedstawiono równaniem:
H2SO4 + 2NaOH →Na2SO4 + 2H2O
Podkreśl prawidłowe wyrażenia w poniższym tekście:
Substratami powyższej reakcji są kwas siarkowy(VI) i wodorotlenek
sodu/siarczan(VI) sodu i woda. Reakcja ta jest reakcją syntezy/analizy.
Zadanie 3
Reakcją analizy jest reakcja:
a.
b.
c.
d.
Rozkładu węglanu wapnia,
Synteza tlenku siarki(IV)
Reakcja zobojętnienia
Reakcja spalania węgla
Reakcje chemiczne
Zadanie 4
Suma współczynników stechiometrycznych w reakcji kwasu azotowego(V) z
wodorotlenkiem sodu wynosi:
a.
b.
c.
d.
4
6
8
11
Zadanie 5
Dwutlenek węgla jest produktem wielu reakcji chemicznych. Z wymienionych
reakcji wskaż, w którym dwutlenek węgla nie jest produktem.
a.
b.
c.
d.
Oddychanie,
Spalanie węgla
Fotosynteza
Rozkład kwasu węglowego
Zadanie 6
Wskaż, która z podanych reakcji jest zgodna z zapisem: A + B →AB
a.
b.
c.
d.
CaCO3 → CaO + CO2
S + O2 →SO2
SO2 + Ca(OH)2 → CaSO3 + H2O
Na + H2O → NaOH + H2
Zadanie 7
Uzupełnij zdania, korzystając ze słów w ramce, tak aby były one poprawne.
Nie każde słowo z ramki pasuje do poniższego zdania.
Zamkniętym, otwartym, produktów, pierwiastków, substratów, taka sama,
zmienna
Prawo zachowania masy dla reakcji przebiegającej w układzie ………..mówi,
że łączna masa ……… jest równa łącznej masie ……………….. w Związku z
tym liczba atomów tego samego rodzaju po stronie substratów i produktów
jest ………….
Reakcje chemiczne
Zadanie 8
Określ czy podana reakcja poniżej jest reakcją egzoenergetyczną, czy
endoenergetyczną oraz dobierz odpowiednie uzasadnienie swojego wyboru.
Prażenie
węglanu
wapnia
I.
a. Reakcja
egzoenergetyczna
ponieważ
b. Reakcja
endoenergetyczna
Podczas prażenia wydziela się
znaczna ilość energii w
postaci ciepła
II.
Prażenie ciała stałego
wymaga doprowadzenie
znacznej ilości energii
Zadanie 9
Poniżej przedstawiono hydrolizę sacharozy, na podstawie zapisu określ które
zdanie jest prawdziwe, wpisując P oraz czy jest fałszywe wpisując F.
Proces hydrolizy to reakcja chemiczna.
Produktami tej reakcji są cząsteczki glukozy i fruktozy.
Substratami tej reakcji są cząsteczki glukozy i fruktozy.
Masa cząsteczkowa każdego z produktów wynosi 180u.
Reakcja ta jest reakcją endoenergetyczną.
Reakcja ta nie wymaga użycia katalizatora.
Zadanie 10
20g NaOH to:
a.
b.
c.
d.
1mol,
0,2 mola
0,5 mola
4 mole
Zadanie 11
12,04 ·1023 elektronów to:
a.
b.
c.
d.
2 mole
12,04 mola
22,4dm3
1/1840 u
Reakcje chemiczne
Zadanie 12
Stosunek wagowy tlenu do azotu w tlenku azotu(III) wynosi:
a.
b.
c.
d.
2:1
1:2
2:3
3:2
Zadanie 13
Ile atomów znajduje się w 32g tlenu?
a.
b.
c.
d.
12,04 ·1023
6,02 ·1023
3,01 ·1023
Nie da się tego określić
Zadanie 14
W czasie reakcji kwasu solnego z magnezem wydzieliło się 22,4dm3 wodoru.
Ile moli magnezu jest potrzebna do otrzymania takiej ilości wodoru.
a.
b.
c.
d.
1mol
0,5mola
2 mole
3 mole
Zadanie 15
Na lekcji przeprowadzono reakcję spalania siarki. Schemat tej reakcji
przedstawiono poniżej, na jego postawie oraz wiadomości z lekcji wybierz
odpowiednie określenia przepisane literą od A do J, tak aby wstawione w
odpowiednie miejsce w tekście sprawiło, że tekst jest poprawny.
SIARKA
Siarka paliła się A/B płomieniem, powstawał biały dym o C/D zapachu.
Reakcja ta jest przykładem reakcji E/F, produktem tej reakcji jest G/H,
natomiast równanie reakcji można zapisać: I/J.
A – niebieskim,
B – jasnym
C – przyjemnym
D- duszącym
E – syntezy
F – wymiany
G – tlenek siarki(IV)
H – tlen i siarka
I – S + O2 →SO2
J – 2SO2 + O2 →2SO3