Oksüdeerija aine, mille osakesed liidavad elektrone(ise redutseerudes). Oksüdeerumine elektronide loovutamine redoksreaktsioonis, sellele vastab elemendi oa suurenemine . Redutseerija aine, mille osakesed loovutavad elektrone(ise oksüdeerides) . Redutseerumine elektronide liitmine redoksreaktsioonis, sellele vastab elemendi oa vähenemine. Korrosioon metalli hävimine(oksüdeerumine) keskkonna toimel. Maak kivim või mineraal, mis on mingi lihtaine saamisel tooraineks. Sulam mitmest metallist või mittemetallist ja metallist koosnev metalliliste omadustega materjal, tavaliselt saadakse koostisainete kokkusulatamise.
Mõisted redoksreaktsioon- keemiline reaktsioon, milles toimub elektronide üleminek ühtedelt osakestelt teistele, toimub elementide o-a muutus. oksüdeerumine- elektronide loovutamine redoksreaktsioonis, sellele vastab elemendi o-a suurenemine. redutseerumine- elektronide liitumine redoksreaktsioonis, sellele vastab elemendi o-a vähenemine. oksüdeerija- aine, mille osakesed liidavad elektrone (ise redutseerudes). redutseerija- aine, mille osakesed loovutavad elektrone (ise oksüdeerudes). korrosioon- metalli hävimine (oksüdeerumine) keskkonna toimel. keemiline ja elektrokeemiline korrosioon- korrosiooni liik, mis toimub juhul, kui kaks metalli satuvad omavahel kontakti ning toimub elektronide ülekanne vähemaktiivsema metalli suunas. protektor- maak- kivim või mineraal, mis on mingi lihtaine saamisel tooraineks. karbotermia- metalli redutseerimine maagist süsiniku või süsinikoksiidi abil kõrgel temp.
reaktsiooni ei toimu. Metallide keemilised omadused Metallide reageerimine sooladega Metalli ja soola vaheline reaktsioon toimub, siis kui eraldi seisev metall on pingereas enne seda metalli, mis on soola koostises. Reaktsiooni ei toimu Metallid kui redutseerijad Oksüdeerumine- Elektronide loovutamine, o.a. Kahaneb. Redutseerija. Redutseerimine- Elektronide liitmine, o.a. Kasvab. Oksüdeerija.
Metallide keemilised omadused Metall + mittemetall · Aktiivsed metallid (Li Ca (Mg) ) reag. energiliselt 2 Na + Cl2 = 2 NaCl (naatriumkloriid) · Vähemaktiivsed metallid reag. kuumutamisel 2 Cu + O2 =temp 2CuO · Väärismetallid (Au, Ag) on väga vastupidavad. · Lihtainete o.a on 0 2Mg0 + O20 2MgIIO-II Redutseerija Oksüdeerija (loovutab e-) (liidab e-) Mg -2e - Mg 2+ O +2e O- 2- · Metallid on redutseerijad (elektronide loovutajad). · Mittemetallid on oksüdeerijad (elektronide liitjad). · Kui metallidel esineb mitu erinevat o.a, tekib mittemetalli + metalli reageerimisel selline saadus, kus metallil on kõige iseloomulikum o.a Näiteks vasel II Cu + Cl2 =temp CuCl2 kroomil III pliil II
Normaaltingimustes on vase tihedus 8,9 g/cm3. Vask asub IB rühmas ning 4. perioodis. Vase elektronskeem näeb välja: 2) 8) 18) 1). Tema sulamistemperatuur on 1083 Celsiuse kraadi. Vase eritakistus 20 °C juures on 16,78 n·m. Vase värvus varieerub punasest kuldkollaseni. Plastiline metall, mida hakati kasutama umbes 10 000 aastat tagasi. Oksüdeerija (ka oksüdeeriv aine, oksüdant) on keemias element, mis redoksreaktsiooni käigus liidab endaga elektrone. Redutseerija on keemias element, mis redoksreaktsiooni käigus loovutab elektrone.
Redoksreaktsioonid Mida näitab oksüdatsiooniaste? O.a näitab elektronide liitmist või loovutamist. Mg +12 2)8)2) Mg -2e- Mg2+ O +8 2)6) O +2e- O2- 2Mg0 + O20 2MgIIO-II Redutseerija Oksüdeerija (loovutab e-) (liidab e-) Mg -2e- Mg2+ O +2e- O2- Oksüdeerumine on elektronide loovutamnie. O.a kasvab. Redutseerumine on elektronide liitmine. O.a kahaneb Mis on redoksreaktsioonid? Redoksreaktsioonides toimub o.a muutus. Redoksreaktsioonid Oksüdeerija Redutseerija ......... e- loovutab e- redutseerub .................. e- liitmine e- ........... o
Oksüdeerija liidab elektrone, o-a
reaktsioonis väheneb.Redutseerija
loovutab elektrone, o-a reaktsioonis
kasvab.R- universaalne
gaasikonstant=8,314J/K*mol=0.0821
atm/K*mol=62400cm3*mmHg/K*mol
Keemistemp:väärisgaasid
1) Selgita misteid: orgaaniline keemia, orgaaniline aine, vitalism, valents, oksdeerija, redutseerija, oksdeerumine, redutseerumine, prols, utmine org.keemia - Orgaaniliseks keemiaks nimetatakse keemia haru, mis ksitleb orgaanilisi hendeid ja tegeleb nende ehituse, omaduste, koostise, saamiisviiside ja reaktsoonide uurimisega. org.aine - seotud elusorganismidega vitalism - vitalismi ehk eluju teooria. Tol ajal arvati, et orgaanilisi aineid laboratooriumis valmistada ei ole vimalik, sest need saavad moodustuda ainult elusorganismides salaprase eluju (vis vitalis) toimel. Esimese lgi
Oksüdatsiooniaste on elemendi aatomi laeng ühendis, eeldusel, et ühend koosneb ioonidest ühe elemendi kaupa. Ainet või iooni, mille koostises olevad aatomid loovutavad elektrone, nimetatakse redutseerijaks, see aine ise seejuures oksüdeerub (tema oksüdatsiooniaste kasvab). Ainet või iooni, mis seob oma struktuuri elektrone, nimetatakse oksüdeerijaks, aine ise seejuures redutseerub (tema oksüdatsiooniaste kahaneb). Redoksreaktsiooni toimumiseks loob võimaluse redutseerija ja oksüdeerija otsene või kaudne kontakt (voolu juhtiva aine/materjali vahendusel). Tuntumad oksüdeerijad on kloor, broom, hapnik, lämmastikhape, kaaliumpermanganaat, kaaliumdikromaat jt. Tuntumad redutseerijad on vesinik, süsinikoksiid, süsinik, metallid, jodiidioonid (I-), sulfiidioonid (S2-) jt. Mõni aine võib olla nii oksüdeerija kui ka redutseerija. Näiteks vesinikperoksiid on jodiidiooni suhtes oksüdeerija, permanganaatiooni suhtes redutseerija
(allotroobina) -erinevad struktuuri poolest, esinevad sellistel mittemetallidel, mille aatomid saavad moodustada rohkem kui ühe kovalentse sideme. Võivad erineda: aatomite arvu poolest molekulis; molekulide/aatomite paigutuse poolest kristallvõres Isotoop-erineva massiarvuga keemilise elemendi teisendid (erinevad neutronite arvu poolest aatomituumas) Oksüdeerija-aine, mille osakesed liidavad elektrone ( ise redutseerudes) Redutseerija-aine, mille osakesed loovutavad elektrone ( ise oksüdeerudes) Mittemetalle on tabelis vähem, aga maakoores rohkem.Mittemetalli aatomid väiksemad. Mittemetallil on üldreeglina välimisel elektron kihil 4-7 elektroni. Tabeli paremas osas moodustavad kolmnurga. O.A. on metallidel positiivne, mittemetallidel võib olla positiivne või negatiivne. Metallid on alati redutseerijad. Mittemetall on oksüdeerija reageerides
Oksüdatsioon on keemiline protsess, mille käigus aine loovutab elektrone ehk oksüdeerub. Oksüdeerumine toimub redoksreaktsioonis ning aine, mille korral toimub oksüdeerumine, on redutseerija. Oksüdeerumise vastandprotsess on redutseerumine ehk reduktsioon. Tüüpiline oksüdatsiooniprotsess on põlemine, mille käigus põlev aine oksüdeerub. Keemiline aine on aine, mille molekulidel on ühesugune koostis ja struktuur. Redoksreaktsioon on keemiline reaktsioon, mille käigus aatom liidab või loovutab elektrone. Elektronide liikumise tõttu muutub ka aatomi oksüdatsiooniaste. Reduktsioon ehk redutseerumine on redoksreaktsiooni käigus
KEEMIA KT Mõisted 1) Redutseerija on aine, mille osakesed loovutavad elektrone (ise oksüdeerudes). On metall. (KATOOD) 2) Oksüdeerija on aine, mille osakesed liidavad elektrone (ise redutseerudes). (ANOOD) 3) Metallid on kergesti töödeldavad, nad on plastilised. 4) Elektrolüüs on elektrivoolu toimel aine saamine. Aine lagundamine elektrivoolu toimel. Elektrolüüsi korral toimuvad redutseerumine ja oksüdeerumine eraldi elektroodidel. Elektroodi, millel toimub redutseerumine, nimetatakse katoodiks, elektroodi, millel toimub oksüdeerumine, nimetatakse anoodiks. 5) 6) Maagi rikastamine: rikastamisel eraldatakse maagist suurem osa kõrvalainetest. Maagis sisalduvate ainete üksteisest eraldamine kasutatakse enamasti ära nende ainete füüsikalliste omaduste erinevust, näiteks erinevat tihedust, märguvust või magnetilisi omadusi. 7) Metalli särdamine FeS2 + O2 = Fe2O3 + SO2 8) Aluminot...
Keemia 1.Mõisted! OKSÜDEERIJA- aine, mis seob(liidab) elektrone OKSÜDEERUMINE- elektronide loovutamine reaktsioonis(o.a suureneb) REDUTSEERIJA- aine, mis loovutab(lahutab) elektrone REDUTSEERUMINE- elektronide liitmine reaktsioonis(o.a väheneb) REDOKSREAKTSIOON- reaktsioon, mille köigus elementide o.a muutub 2.Sulamid (mis nad on?, miks valmistatakse?, tähtsamate sulamite koostisosad ja kasutus) SULAM- metallide ( või metalli ja mittemetalli) kokkusulamisel saadud materjal Sulameid valmistatakse, et metallide omadusi paremaks muuta SULAM KOOSTIAINED KASUTAMINE
Oksiid liitaine, mille üks element on hapnik põlemisreaktsioon ühinemisreaktsioon hapnikuga Redoksreaktsioon keemiline reaktsioon, millega kaasneb eletronide liitmine ja loovutamine ning elementide oksüdatsiooniastme muutus. oksüdatsiooniaste arvutuslik suurus, mis näitab elemendi oksüdeerumise astet ühendis. Oksüdeerija aine, mille osakesed liidavad elektrone(ise redutseerudes) redutseerija aine, mille osakesed loovutavad elektrone (ise oksüdeerudes) Redutseerumine elektronide liitmine redoksreaktsioonis. O-A väheneb oksüdeerumine elektronide loovutamine redoksreaktsioonis. O-A suureneb. Õhu tähtsamad koostisosad on lämmastik (78%), hapnik (21%) ja ülejäänud õhus leiduvad gaasilised osakesed( argoon, süsihappegaas, veeaur) moodustavad 1%. Laboris saadakse hapniku kasutades vee elektrolüüsi või mõnede vähepüsivate hapnikku
YKI0031 Anorgaaniline keemia I LABORATOORNE TÖÖ 5 Redoksreaktsioonid. Metallide korrosioon Praktiline osa 1. Redoksreaktsioonid NB! Kirjeldada võimalikult täpselt toimuvaid muutusi, märkides ära reaktsiooniks võetud ja tekkivate ühendite värvused. Esitada kõiki muutusi kirjeldavad reaktsioonivõrrandid ning tasakaalustamiseks vajalikud elektronide bilansid või vastavad poolreaktsioonide võrrandid. Märkida, milline ühend on oksüdeerija, milline redutseerija. Kirjutada oksüdeerija ja redutseerija juurde nende ühendite nimetused. Halogeenid Katse 1. Valada ühte katseklaasi ~0,5 mL KBr ja teise samapalju KI lahust. Seejärel tekitada lahuste pinnale jälgitav (~2 mm) tolueeni või pentanooli (sobib ka benseen) kiht ning lisada tõmbe all tilkhaaval kloorivett (Cl2 + H2O). Loksutada intensiivselt. Tolueenis lahustuvad katses tekkivad vabad halogeenid I 2 ja Br2 paremini kui vees ja nad kontsentreeruvad tolueenikihti
Erinevad füüsikalised omadused: erinev värvus väga erinev sulamistemperatuur · lämmastik, hapnik broom teemant, grafiit, boor 3. KEEMILISED OMADUSED · Mittemetallid lihtainena käituvad keemilistes reaktsioonides kas redutseerijana või oksüdeerijana... · VAHEPALA meeldetuletuseks Protsess Oksüdeerumine Redutseerumine Elektronide... ... loovutamine ... liitmine Oksüdatsiooniaste kasvab kahaneb Osakese nimetus redutseerija oksüdeerija Näide Mg0 2e- MgII S0 + 2e- S-II 3. KEEMILISED OMADUSED · Oksüdeerijana käituvad mittemetallid: Alati metallide suhtes: · Fe + S FeS · 2 Na + Cl2 2 NaCl · 2 Mg + O2 2 MgO Endast nõrgemate, st madalama elektronegatiivsusega mittemetallide suhtes · S + H2 H2S väävel oksüdeerija, vesinik redutseerija · O2 + 2 H2 2 H2O hapnik oksüdeerija, vesinik redutseerija 3
~0,5 mL KBr ja teise samapalju KI lahust. Seejärel tekitada lahuste pinnale jälgitav (~2 mm) tolueeni kiht ning lisada tõmbe all tilkhaaval kloorivett. Loksutada intensiivselt. Jälgida värvust peale loksutamist uuesti pinnale kogunevas tolueenikihis. KBr oli tolueeni juures kollane, KI tolueeni juures roosa ja allpool kollane. 2𝐾𝐵𝑟 + 𝐶𝑙2 → 2𝐾𝐶𝑙 + 𝐵𝑟2 2𝐵𝑟 − + 2𝑒 − → 𝐵𝑟2 oksüdeerija 𝐶𝑙2 − 2𝑒 − → 2𝐶𝑙 − redutseerija 2𝐾𝐼 + 𝐶𝑙2 → 2𝐾𝐶𝑙 + 𝐼2 2𝐼 − +2𝑒 − → 𝐼2 oksüdeerija 𝐶𝑙2 − 2𝑒 − → 2𝐶𝑙 − redutseerija ∆𝐸 0 = 𝐸𝑜𝑘𝑠.−𝑗𝑎 − 𝐸𝑟𝑒𝑑.−𝑗𝑎 𝐺 < 0 𝑘𝑢𝑖 (𝐸𝑜𝑘𝑠.−𝑗𝑎 − 𝐸𝑟𝑒𝑑.−𝑗𝑎 ) > 0 ∆𝐸 0 = 𝐸𝐵𝑟 − 𝐸𝐶𝑙 = 1,09 − 1,36 = −0,27 -0,27<0, reaktsioon standardtingimustel ei kulge.
Redoksreaktsioonidega puutume kokku igal sammul: elusorganismide hingamine kütuse põlemine automootoris metalli tootmine maagist raua roostetamine Fotosüntees kõdunemine mobiiltelefoni akus toimuvad protsessid haavade puhastamine vesinikperoksiidiga värskete puuviljade tumenemine õhu käes(joonis 1) Mõisted Redoksreaktsioon- protsess, kus elementide oksüdatsiooniastmed muutuvad Redoksreaktsioonist võtavad osa: I) redutseerija-aine, mis loovutab elektrone, oksüdatsiooniaste kasvab Järgmiste näitede abil püüame selgeks teha, millised ained käituvad redutseerijatena Selgituseks kasutame aatomite planetaarseid mudeleid. Näide 1. Naatrium kui metall käitub redutseerijana Joonis 2. Naatrium käitub redutseerijana, sest ta loovutab väliskihist ainsa 1 elektroni Selgitused: Naatriumi väliskihis on 1 elektron. Energeetiliselt on soodsam 1
võrrandite tasakaalustamine. Töövahendid Katseklaaside komplekt Kirjeldada toimuvaid muutusi (sademe teke, värvuse muutused, gaside eraldumine jne) ning tekkivaid sademeid. Kirjutada kõiki muutusi kirjeldavad reaktsioonivõrrandid nii ioon- kui molekulaarkujul. Tasakaalustada ja lõpetada juhendis toodud reaktsioonivõrrandid. Redoksreaktsionides märkida, milline ühend on oksüdeerija, milline redutseerija. Sademete teke: Katse 1. SO42- sisaldavale lahusele (1...2 ml) lisan tilkhaaval Ba2+sisaldavat lahust. BaCl2 (aq) + Na2SO4 (aq) BaSO4 (s)+2NaCl (aq) Ba2+(aq)+SO42-(aq) BaSO4(aq) Tahke BaSO4 sadestub valge sademena. Katse 2. Al3+ sisaldavale lahuse lisan 2M NH3*H2O lahust ammoniaagi lõhna püsimajäämiseni. Al2(SO4)3 (aq)+6NH3*H2O (aq) 2Al(OH)3(s) +3 (NH4)2SO4(aq) + 6H+ Al3+(aq)+NH3-(aq) Al(OH)3(s) Al(OH)3 tekitab valge sademe. Katse 3.
Oksüdatsiooniastmete muutusega kulgevad ehk redoksreaktsioonid Reaktsioone, mis on seotud elektronide üleminekuga ühelt aatomilt teisele, nimetatakse redoksreaktsioonideks. Ainet või iooni, mille koostises olevad aatomid loovutavad elektrone, nimetatakse redutseerijaks, see aine ise seejuures oksüdeerub (tema oksüdatsiooniaste kasvab). Ainet või iooni, mis seob elektrone, nimetatakse oksüdeerijaks, aine ise seejuures redutseerub (tema oksüdatsiooniaste kahaneb). Ainult redutseerija ja oksüdeerija olemasolu korral ühel ajal ühes ja samas süsteemis (näiteks katseklaasis),loob võimaluse redoksreaktsiooni toimumiseks. Lihtsad ja enam levinud redoksreaktsioonid on põlemine ja metallide reageerimine hapetega EKSPERIMENTAALNE TÖÖ Töö eesmärk Elektrolüütide lahustes toimuvate reaktsioonide kulgemise peamiste põhjuste selgitamine, reaktsioonivõrrandite kirjutamine molekulaarsel ja ioon-
Orgaaniliste saasteainete keskkonnaohtlikkus, näiteid orgaanilistest saasteainetest; orgaaniliste ainete lagunemine keskkonnas, biolagunemine ja selle tähtsus; poolestusaeg (poollagunemisaeg); aeroobne ja anaeroobne lagunemine, BHT ja KHT, arvutused reaktsioonivõrrandi järgi püsivad saasteained ja Stockholmi konventsioon. Bioakumulatsioon, bioakumulatsiooni tegur, biomagnifikatsioon. Redoksreaktsioonid, oksüdatsiooniaste, oksüdeerumine, redutseerumine, oksüdeerija, redutseerija, oksüdeerivad ja redutseerivad tingimused keskkonnas, redokspotentsiaal, raua-, väävli- ja lämmastikuühendid erinevates redokstingimustes (pH-pE diagrammid).
(inhibiitor) Maak - mitmest ainest koosnev ühend, mis sisaldab peale metalliühendi ka mitmesuguseid kõrvalaineid MAAK (rikastamine) > RIKASTATUD MAAK (särdamine) > METALLI OKSIID (redutseerimine) >METALL Malm raud + (2-5%)süsinikku, aga ka teisi lisandeid Metallid peegeldavad hästi valgust, plastilised, soojusjuhid, elektrijuhtivus(hõbe, vask) Redutseerija loovutab elektrone ehk ta oksüdeerub Rooste 4Fe + 3O2 + nH2O = 2Fe2O3 * nH2O Sulamid -koosnevad mitmest metallist või sisaldavad peale metalli(de) ka mittemetalle Sulamite eelised odavamad, paremate omadustega kui vastavad puhtad metallid, Särdamine - maagi kuumutamine õhuhapniku juuresolekul, et viia nendes sisaldavad ühendid üle oksiidideks Teras raud + (alla 2%) süsinik
molekulaarsel kujul, redoksreaktsoonide võrrandite tasakaalustamine. Kasutatud mõõteseadmed, töövahendid ja kemikaalid: Katseklaaside komplekt Kirjeldada toimuvaid muutusi (sademe teke, värvuse muutused, gaaside eraldumine jne) ning tekkivaid sademeid. Kirjutada kõiki muutusi kirjeldavad reaktsioonivõrrandid nii ioon- kui molekulaarkujul. Tasakaalustada ja lõpetada juhendis toodud reaktsioonivõrrandid. Redoksreaktsioonides märkida, milline ühend on oksüdeerija, milline redutseerija. Töö käik: Sademete teke: Katse 1. SO42- ioone sisaldavale lahusele (0,5...1 ml) lisada tilkhaaval Ba2+ ioone sisaldavat lahust. Ba2+ + SO42- = BaSO4 Na2SO4 + BaCl2 = BaSO4 + 2NaCl Katseklaasis tekkis kahe värvitu aine kokkusegamisel valge sade BaSO4. Katse 2. Al3+ ioone sisaldavale lahusele (0,5...1 ml) lisada 2 M NH3H2O lahust ammoniaagi lõhna püsimajäämiseni. Al3+ + OH- = Al(OH)3 Al2(SO4)3 + NH4OH = 2Al(OH)3 + 3(NH4)2SO4
Oksüdatsiooniastmete muutusega kulgevad ehk redoksreaktsioonid. Reaktsioone, mis on seotud elektronide üleminekuga ühelt aatomilt teisele, nimetatakse redoksreaktsioonideks. Ainet või iooni, mille koostises olevad aatomid loovutavad elektrone, nimetatakse redutseerijaks, see aine ise seejuures oksüdeerub (tema oksüdatsiooniaste kasvab). Ainet või iooni, mis seob elektrone, nimetatakse oksüdeerijaks, aine ise seejuures redutseerub (tema oksüdatsiooniaste kahaneb). Ainult redutseerija ja oksüdeerija olemasolu korral ühel ajal ühes ja samas süsteemis (näiteks katseklaasis), loob võimaluse redoksreaktsiooni toimumiseks. Lihtsad ja enam levinud redoksreaktsioonid on põlemine ja metallide reageerimine hapetega. Elektronide ülemineku skeemi koostamisel lähtutakse aatomite oksüdatsiooniastmetest. Oksüdatsiooniastme (o-a) määramisel võetakse eelduseks, et aines on kõik sidemed ioonsed.
Oksüdatsiooniastmete muutusega kulgevad ehk redoksreaktsioonid Reaktsioone, mis on seotud elektronide üleminekuga ühelt aatomilt teisele, nimetatakse redoksreaktsioonideks. Ainet või iooni, mille koostises olevad aatomid loovutavad elektrone, nimetatakse redutseerijaks, see aine ise seejuures oksüdeerub (tema oksüdatsiooniaste kasvab). Ainet või iooni, mis seob elektrone, nimetatakse oksüdeerijaks, aine ise seejuures redutseerub (tema oksüdatsiooniaste kahaneb). Ainult redutseerija ja oksüdeerija olemasolu korral ühel ajal ühes ja samas süsteemis (näiteks katseklaasis), loob võimaluse redoksreaktsiooni toimumiseks. Lihtsad ja enam levinud redoksreaktsioonid on põlemine ja metallide reageerimine hapetega. EKSPERIMENTAALNE TÖÖ 1 Töö ülesanne ja eesmärk: Elektrolüütide lahustes toimuvate reaktsioonide kulgemise peamiste põhjuste selgitamine,
REDOKSREAKTSIOONID redoksreaktsioon – reaktsioon, milles toimub elektronide üleminek, muutuvad elementide oksüdatsiooniastmed oksüdatsiooniaste – elemendi aatomi tinglik laeng ühendis eeldades ioonilist sidet kõigi aatomite vahel (mitu elektroni aatom saab loovutada või juurde võtta) oksüdeerumine – elektronide loovutamine, redutseerija oksüdatsiooniastme kasv sagedased redutseerijad: H2S, FeSO4, Zn, KI, Na, H2SO3 redustseerumine – elektronide liitmine, oksüdeerija oksüdatsiooniastme kahanemine sagedased oksüdeerijad: O2, KMnO4, Cl2, H2O2, konts. H2SO4 keemiline element saab käituda ainult oksüdeerijana, kui ta on oma kõrgeimas oksüdatsiooniastmes (st see saab ainult kahaneda). nt: F2, O3
Algselt tekkis piimjas valge Cu(OH)2 sade. Hüdraadi lisamisel tekkis tumesinine lahus, mis on tingitud [Cu(NH3)4]2+. Redoksreaktsioonid Katse 7. Võtta ühte katseklaasi tükk metallilist tsinki ja teise vaske. Lisada katseklaasidesse lahjendatud vesinikkloriidhapet. Jälgida gaasilise vesiniku eraldumist metalli pinnal mullikestena. Kas reaktsioon toimub mõlemas katseklaasis? Põhjendada, lähtudes metallide pingereast. Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2 ↑ Zn – 2e → Zn2+ redutseerija 2H0 + 1e → 2H+ *2 oksüdeerija Cu + HCl → reaktsiooni ei toimu Esimeses reaktsioonis eraldus H 2 mullidena. Teises reaktsiooni ei toimu kuna Cu on vähem aktiivsem kui H, asetsedes metallide pingereas vesinikust vasakul pool. Katse 8. Kuiva katseklaasi panna tükk vaske ja lisada ~1 ml kontsentreeritud lämmastikhapet. Millised muutused toimuvad? Mis on eralduv pruunikas gaas (mürgine!)? Cu + 4HNO3 → Cu(NO2)2 + 2NO ↑+ 2H2O
redoksreaktsioonide võrrandite tasakaalustamine. Töövahendid: Katseklaaside komplekt. Kirjeldada toimuvaid muutusi (sademe teke, värvuse muutused, gaaside eraldumine jne) ning tekkivaid sademeid. Kirjutada kõiki muutusi kirjeldavad reaktsioonivõrrandid nii ioon- kui molekulaarkujul. Tasakaalustada ja lõpetada juhendis toodud reaktsioonivõrrandid. Redoksreaktsioonides märkida, milline ühend on oksüdeerija, milline redutseerija. Oksüdatsiooniastmete muutuseta kulgevad reaktsioonid Sademete teke Katse 1 SO42 ioone sisaldavale lahusele (0,5...1 ml) lisada tilkhaaval Ba2+ ioone sisaldavat lahust. Na2 S O4 + BaCl 2 2 NaCl+ BaS O4 2+¿ BaS O4 2-¿+ Ba¿ S O 4¿ Ba Cl 2 lisamisel tekkis valge hägu ja seejärel valge sade. Tekkivaks sademeks on BaS O 4 . 1
Võib siduda kuni 2 elektroni saades miinimum oksüdatsiooni astmeks -II.Võib loovutada 6 elektroni saades maksimum oks.astmeks VI. Elektronskeem S:+16|2)8)6) Keemilised omadused Oksüdeerija Madalaima oks.astmega ühendid ei saa olla oksüdeerijad.kui oks.aste on 0,siis oksüdeerib metalle ja vesinikku.kui oks.aste on kõrgeim ehk VI,siis ta on tugev oksüdeerija. Süütab näiteks puupilpa C0 + 2 SVIO3 = CIVO2 + 2SIVO2 Redutseerija Oks.aste on -II siis ta põleb ja on redutseerija.oks.aste on 0 ,siis väävel põleb ja on redutseerija S0 + O02 = SIVO-II2 Oks.aste on IV,siis redutseerivad omadused on tugevamad, kui oksüdeerivad NIVO2 + SIVO2 + NIIO + SVIO3 Protsess on oluline happevihmade tekkes. Kõrgeima oks.astmega ühend ei saa olla redutseerija. Vesiniksulfiid ehk divesiniksulfiid ( keemiline valem H2S) on mädamuna lõhnaga värvuseta ja mürgine gaas
Sademe kadumisel on tekkinud lahus tumesinine. Sellist värvust põhjustab tekkinud kompleksioon [Cu(NH3)4]2+. CuSO 4 + 4NH3 H 2O [Cu(NH 3 ) 4 ]SO 4 + 4H 2O Redoksreaktsioonid: metallid Katse 7 Ühte katseklaasi võetakse tükk metallilist tsinki ja teise katseklaasi tükk metallilist vaske. Mõlemasse katseklaasi lisatakse lahjendatud (1 M) vesinikkloriidhapet. Zn + 2HCl ZnCl 2 + H 2 Zn 0 - 2e - Zn 2+ redutseerija 2H + + 2e - H 02 oksüdeerija Cu + HCl reaktsiooni ei toimu Antud katses toimub reaktsioon vaid tsingiga. Nimelt asub vask metallide pingeras vesinikust paremal pool, mistõttu vask vesinikuga ei reageeri. Küll aga asub tsink vasakul pool ja on võimeline vesinikuga reageerima. See tähendab, et tsink on vasest tunduvalt aktiivsem metall. Katse käigus on näha ka eralduva gaasi (H2) mullikesi. Katse 8 Järgnev katse viiakse läbi tõmbekapi all
karbotermia-metalli redutseerimine maagist süsiniku või süsinikoksiidi abil kõrgel temperatuuril keemiline vooluallikas-saade, milles keemilises reaktsioonis vabanev energia muudetakse vahetult elektrienergiaks. korrosioon- metalli hävimine(oksüdeerumine) keskkonna toimel oksüdeerija-aine, mille osakesed liidavad elektrone(ise redutseerudes) oksüdeerumine-elektronide loovutamine redoksreaktsioonis;sellele vastab elemendi oksüdatsiooniastme suurenemine redutseerija-aine, mille osakesed loovutavad elektrone(ise oksüdeerudes) redutseerumine-elektronide liitmine redoksreaktsioonis;sellele vastab elemendi oksüdatsiooniastme vähenemine sulam-mitmest metallist või metallist ja mittemetallist koosnev metalliliste omadustega materjal;saadakse enamasti koostisainete kokkusulatamisel särdamine-kuumutamine õhuhapniku juuresolekul. maagi rikastamine-rikastamisel eraldatakse maagist suurem osa kõrvalainetest.
Tuleb teada: 1. Mis on: oksüdatsiooniaste, redoksreaktsioon? Redoksreaktsioonid on reaktsioonid, mille käigus elemendi o.-a. Muutub. O.-a. On arvutuslik suurus, mis on arvuliselt võrdne iooni laenguga eeldusel, et kõik ained koosnevad ioonidest. 2. Mis on oksüdeerumine, redutseerumine, oksüdeerija, redutseerija lähtudes: a) oksüdatsiooniastme muutumisest, b) elektronide üleminekust? Oksüdeerumine on o.-a. suurenemine ta loovutab elektrone. Redutseerumine on o.-a vähenemine ta liidab elektrone. Oksüdeerija redutseerub, o.-a väheneb ja liidab elektrone. Redutseerija oksüdeerub, o.-a suureneb ja loovutab elektrone. 3. Kuidas määrata elementide maksimaalset ja minimaalset oksüdatsiooniastet? Max o.-a näitab rühma number. Metallide min o
hape aine, mille vesilahuses on liigselt vesinikioone. alus ehk hüdroksiid, aine, mille koostisesse kuuluvad OHioonid. sool aine, mis koosneb happejäägist ja metalliioonist. indikaator aine, millega määratakse kindlaks, kas keskkond on aluseline või happeline või neutraalne. keemiline reaktsioon protsess, mille käigus lõhutakse vanad sidemed vanade ainete vahel ja moodustatakse uued. redoksreaktsioon reaktsioon, mille käigus redutseerija loovutab elektrone, ise oksüdeerub, ning oksüdeerija liidab endaga elektrone, redutseerub. redutseerija element, mis redoksreaktsiooni käigus loovutab elektrone. redutseerumine protsess, mille käigus oksüdeerija liidab endaga elektrone. oksüdeerija element, mis redokreaktsiooni käigus liidab endaga elektrone oksüdatsioon protsess, mille käigus redutseerija loovutab elektrone. lahus ühtlane aine, mis koosneb lahustist ja lahustatavast ainest.
Kordamisküsimused 1.Selgita mõisted. Redutseerija-loovutab elektrone. Oksüdeerija-redoksreaktsiooni käigus liidab endaga elektrone. Oksüdeerumine-aine loovutab elektrone ehk oksüdeerub. Redutseerimine-elektronide liitmisprotsess Korrosioon-metallide hävimine ümbritseva keskkonna toimel. Aluminotermia-oksiidist vaba metalli saamine alumiiniumi- ja oksiidipulbri segu süütamise teel. Akumulaator-aku, energia salvestamise seade Karbotermia-kõrgel temperatuuril metalli redutseerimine maagist süsiniku või süsinikoksiidi abil.
Leelis- vees hästilahustuv tugev alus (Ca(OH)2, KOH JNE) Üldjuhul Ia rühm kaltsiumist alla poole. Sool- kristalne aine, mis koosneb aluse katioonidest ja happe aniooonidest. Näiteks: ( ZnCl2, ZnSo4, NaCl jne) Oksiid- liitaine, mis koosneb kahest elemendist ja millest üks on hapnik (o.-a. II). Näiteks: ( Li2O- liitiumoksiid, Na2O- naatriumoksiid, Fe2O3- raud (III) oksiid jne). Hüdroksiid aine, milles metallikatioonid on seotud hüdroksiidioonidega. Näiteks: NaOH, Ca(OH)2. Redutseerija aine, mille osakesed loovutavad elektrone ise oksüdeerudes. Oksüdeerija aine, mille osakesed liidavad elektrone ise redutseerides. Fluor on alati oksüdeerija! Oksüdeerumine- elektronide loovutamine, redoksreaktsioonis vastab sellele elemendi oa suurenemine. Redutseerimine- elektronide liitmine, redoksreaktsioonis vastab sellele elemendi oa vähenemine. Elektrolüütiline dissotsiatsioon- Ainete lagunemine ioonideks lahustumisel polaarses lahustis. (Vaata töövihik lk 24-25).
Alumiinium Alumiinium on maakoores üks levinuimatest metallidest, olles 8,2% maakoore massist. Enam kui 250 alumiiniummineraali moodustavad üle poole maakoore massist. Alumiinium on pehme, kerge, hea soojus- ja elektrijuht. Alumiinium kui aktiivne metall esineb looduses vaid ühenditena. Iga 20. aatom maapõues kuulub alumiiniumile. Aktiivse metallina reageerib alumiinium juba tavatingimustes õhuhapnikuga, kattudes kiiresti õhukese oksiidikihiga. See muudab alumiiniumesemed küll tuhmimaks, kuid samas kaitseb tihe ja püsiv oksiidikile alumiiniumi pinda ning teeb ta passiivsemaks. Alumiiniumnõusid katva oksiidikihi tõttu pole hirmu, et need veega kokkupuutel või toitu keetes ära haihtuksid. Tuleks aga arvestada, et alumiiniumnõude kokkupuude happeliste toiduainetega nagu hapukapsas, marinaadid, bors jne ei ole soovitatav. Reageerimine toidus sisalduvate hapetega ühest küljest kahjustab alumiiniumnõ...
KMnO4, H2SO4, FeSO4, K2Cr2O7, metüülpunane ja fenoolftaleiin. Kasutatud uurimis- ja analüüsimismeetodid ja metoodikad. Kirjeldada toimuvaid muutusi (sademe teke, värvuse muutused, gaaside eraldumine jne) ning tekkivaid sademeid. Kirjutada kõiki muutusi kirjeldavad reaktsioonivõrrandid nii ioon- kui molekulaarkujul. Tasakaalustada ja lõpetada juhendis toodud reaktsioonivõrrandid. Redoksreaktsioonides märkida, milline ühend on oksüdeerija, milline redutseerija. Töö käik. Katse 1 SO42- ioone sisaldavale lahusele (0,5...1 ml) lisada tilkhaaval Ba2+ ioone sisaldavat lahust. Na2SO4 + BaCl2 = BaSO4 + 2NaCl Tekkis valge sade BaSO4 Katse 2 Al3+ ioone sisaldavale lahusele (0,5...1 ml) lisada 2 M NH3H2O lahust ammoniaagi lõhna püsimajäämiseni. Al2(SO4)3 + NH4OH = 2Al(OH) 3+ 3(NH4)2SO4 Tekkis valge sade Al(OH)3 Katse 3 Pb2+ ioone sisaldavale lahusele (0,5...1 ml) lisada CrO42- ioone sisaldavat lahust.
* rühm- tabeli vertikaalne rida 4. Aatomi elektronskeem- Na+11| 2)8)1) Cl +17| 2)8)7) Elektronvõrrand- Na-1e'=Na(1+) Cl+1e`=Cl(1-) Iooni elektronskeem- Na(1+) +11| 2)8) Cl +17| 2)8)8) * Valem A=Z+N- (A-täisarvuline aatommass Ar) (Z-prootonite arv= järjekorra nr.) N: (Fe, Ar-56 ; Z-26) N=A-Z= 56-26=30 * Redoksreaktsioon- elektronide liitmise või loovutamise tõttu elementide oksüdatsiooniastme (laengu) muutumine * Redutseerija- aineosake, mis loovutab elektrone (metalliaatomid on alati redutseerijad) * Oksüdeerija- aineosake, mis liidab elektrone (mittemetalliaatomid on enamasti oksüdeerijad) * Oksüdeerimine- elektroni loovutamisprotsess, redutseerija oksüdeerub 5. Lihtaine- koosneb ühe elemendi aatomitest Liitaine- koosneb kahe või enama elemendi aatomitest
Kordamine kontrolltööks II Mõisted nukleonid, prootonid, neutronid, elektronid, aatomituum, massiarv, tuumalaeng, isotoop, prootium, deuteerium, triitium, D. Mendelejev, perioodilisussüsteem, rühm, periood, elektronskeem, elektronvalem, ruutskeem, s-alakiht, p-alakiht, d- alakiht, s-orbitaal, p-orbitaal, d-orbitaal, paardunud elektron, paardumata elektron, aatomi põhiolek, elektronegatiivsus, metall, mittemetall, metallilisus, redutseerija, oksüdeerija, oksüdeerumine, redutseerumine, katioon, anioon, siirdemetall, leelismetall, leelismuldmetall, halogeen, väärisgaas, hüdriid, s-elemendid, p-elemendid, d-elemendid, f- elemendid, oktetireegel, max o.a, min o.a Küsimused 1. Miks on aatom tervikuna neutraalne, kuidas tekivad erinimelised ioonid, millised on nende osakeste raadiused võrreldes üksteisega? PÕHJENDA! 2. Millised on s-, p-, d-, ja f-elemendid ja nende väliselektronkihte
REDOKSREAKTSIOONID Redoksreaktsioonides on seotud kaks vastandlikku protsessi: ühe elemendi redutseerumisega peab kaasnema teise elemendi oksüdeerumine Fe + S FeS Selles reaktsioonis raud on redutseerija, mis oksüdeerus raud(II)iooniks ja väävel on oksüdeerija, mis redutseerus sulfiidiooniks. 0 (-) II redutseerija Fe - 2e Fe oksüdeerija 0 (-) -II oksüdeerija S + 2e S redutseerija Redoksreaktsioonide korral toimub kõigi või osa valentselektronide ülekanne ühtedelt aatomitelt, molekulidelt või ioonidelt teistele aatomitele, molekulidele või ioonidele ning muutub elementide oksüdatsiooniastme märk või suurus. A. ELEMENDI OKSÜDATSIOONIASTME MÄÄRAMINE
Metallid (T) 1. Selgita mõisteid: metallide pingerida, leelismetallid, leelismuldmetallid, siirdemetallid, väärismetallid, oksüdeerumine, redutseerumine, oksüdeerija, redutseerija, maak, maagi rikastamine, särdamine, elektrolüüs, korrosioon, korrosioonitõrje, keemiline vooluallikas, amfoteerne ühend, sulam. 2. Metallide üldised keemilised omadused: · metallid käituvad keemilistes reaktsioonides alati redutseerijana; · metall on keemiliselt seda aktiivsem (seda tugevam redutseerija), mida kergemini tema aatomid loovutavad väliskihi elektrone; · pingerea kasutamine metallide reaktsioonivõime üle otsustamisel. 3
Mõisted: redoksreaktsioon keemiline reaktsioon, milles toimub elektronide üleminek ühtedelt osakestelt teistele; sellega kaasneb elementide o-a muutus redutseerija aine, milles osakesed loovutavad elektrone (ise oksüdeerudes) oksüdeerija aine, milles osakesed liidavad elektrone (ise redutseerudes) oksüdeerumine elektronide loovutamine redoksreaktsioonis, elemendi o-a suurenemine redutseerumine elektronide liitmine redoksreaktsioonis, elemendi o-a vähenemine sulam mitmest metallist või metallist ja mittemetallist koosnev metalliliste omadustega materjal, saadakse koostisainete kokkusulatamisel
redoksreaktsioonide võrrandite tasakaalustamine. Sissejuhatus Reaktsioone, mis on seotud elektronide üleminekuga ühelt aatomilt teisele, nimetatakse redoksreaktsioonideks. Ainet või iooni, mille koostises olevad aatomid loovutavad elektrone, nimetatakse redutseerijaks, see aine ise seejuures oksüdeerub (tema oksüdatsiooniaste kasvab). Ainet või iooni, mis seob elektrone, nimetatakse oksüdeerijaks, aine ise seejuures redutseerub (tema oksüdatsiooniaste kahaneb). Ainult redutseerija ja oksüdeerija olemasolu korral ühel ajal ühes ja samas süsteemis (näiteks katseklaasis), loob võimaluse redoksreaktsiooni toimumiseks. Lihtsad ja enam levinud redoksreaktsioonid on põlemine ja metallide reageerimine hapetega. Kompleksühendid on keemilised ühendid, mille kristallvõres või lahuses esinevad liitosakesed kompleksioonid, mis koosnevad tsentraalaatomist (siin näites Cu) ja sellega seotud ligandidest (aatomid, ioonid või molekulid, siin näites NH3 molekulid).
o Käitumine oksüdeerijana Mõlemad käituvad peamiselt metallide suhtes oksüdeerijana. Kuumutamisel reageerivad paljude metallidega (Lämmastik moodustab nitriide ja fosfor fosfiide, oksüdatsiooniaste on -III). Tavatingimustes lämmastik reageerib liitiumiga, moodustades liitiumnitriidi (Li 3N). Lämmastik reageerib vesinikuga ainukesena. (saab nt tööstuslikult ammoniaaki) o Käitumine redutseerijana Lämmastik enamasti ei ole redutseerija Halogeenidega ei reageeri ja hapnikuga reageerib alles väga suurel temperatuuril (üle 3000 kraadi) tekib lämmastikoksiid NO (endotermiline). Fosfor on lämmastikust vähem elektronegatiivne, loovutab kergemini elektrone. Redutseerijana käitub fosfor hapniku, hallogeenide ja väävli suhtes. ( tekib oa-s V ühend) Õhus kuumutamisel punane fosfor süttib tekib valge fosfori(V)oksiidi pilv LÄMMASTIKU JA FOSFORI ÜHENDID
c) passiivsed metallid ei reageeri vee ega veeaurudega. 3. reageerimine happega a) lahjendatud hape (pingereas vesinikust eespool reageerivad, tagapool ei reageeri) Zn+2HCl>ZnCl2+H2 b) kontsentreeritud hape (pingerida ei kehti) Cu+2kH2SO4>CuSO4+SO2+2H20 Cu+4kHNO3>Cu(NO3)2+2NO2+2H2O lahjendatud lämmastikhape Cu2e() >Cu(II) oksüdeerija N(V)+3e()>N(II) redutseerija 3Cu+8kHNO3>3Cu(NO3)2+2NO+H2O 4. reageerimine soolade vesilahustega (aktiivsem metall tõrjub välja soolas oleva nõrgema metalli) Zn+CuSO4>ZnSO4>ZnSO4+Cu Zn(0)+Cu(2+)+SO4(2) > Zn(2+)+SO4(2)+Cu 5. reageerimine leelisega (vähesed metallid, Zn ja Al. Zn ei oksüdeeru, kuid ei kannata hapet ega leelist) Zn+NaOH+2H2O > Na2(Zn(OH)4)+H2 Al+NaOH+6H2O > 2Na3(Al(OH)6)+3H2 3. Metallide leidumine looduses (lk 50)
o Käitumine oksüdeerijana Mõlemad käituvad peamiselt metallide suhtes oksüdeerijana. Kuumutamisel reageerivad paljude metallidega (Lämmastik moodustab nitriide ja fosfor fosfiide, oksüdatsiooniaste on -III). Tavatingimustes lämmastik reageerib liitiumiga, moodustades liitiumnitriidi (Li 3N). Lämmastik reageerib vesinikuga ainukesena. (saab nt tööstuslikult ammoniaaki) o Käitumine redutseerijana Lämmastik enamasti ei ole redutseerija Halogeenidega ei reageeri ja hapnikuga reageerib alles Väga suurel temperatuuril (üle 3000 kraadi) – tekib lämmastikoksiid NO (endotermiline). Fosfor on lämmastikust vähem elekronegatiivne, loovutab kergemini elektrone. Redutseerijana käitub fosfor hapniku, hallogeenide ja väävli suhtes. ( tekib oa-s V ühend) Õhus kuumutamisel punane fosfor süttib – tekib valge fosfori(V)oksiidi pilv LÄMMASTIKU JA FOSFORI
lahendamine selle põhjal) b. Lahuse pH, indikaatorid c. Lahuse massiprotsendi arvutamine ! vormistus (peab teadma ja oskama rakendada ka tiheduse valemit) 4. Arvutused reaktsioonivõrrandi põhjal. 5. Molekulmass. Elemendi protsendilise sisalduse määramine molekulis. 6. Aine füüsikalised ja keemilised omadused/ nähtused. 7. Segude lahutamine koostisosadeks 8. Redokreaktsioonid (o.a, redutseerija ja oksüdeerija määramine) 9. Keemia argielus ja keskkonnas (erinevate ainete käsitlemisel kehtivad reeglid, ainete rakendused argielus/ tööstuses/ põllumajanduses, igapäevaelus kasutatavad nimetused- O2; H2; H2O - põhjalikumalt; Fe; Al; CO2; SiO2; HCl; H2SO4; NaOH; Ca(OH)2; NaCl; NaHCO3; CaCO3) 10. Keemiakatsed ja ohutus (laborivahendid, laboris käitumise reeglid, ohutusmärgid) 11. Keemia põhimõisted (eriline tähelepanu mõistetel puhas aine, liitaine, lihtaine,
· Kompleksühendi teke. Kompleksühendid on keemilised ühendid, mille kristallvõres või lahuses esinevad liitosakesed kompleksioonid, mis koosnevad tsentraalaatomist (siin näites Cu) ja sellega seotud ligandidest (aatomid, ioonid või molekulid, siin näites NH3 molekulid). Kompleksioonid on üldjuhul lahustes väga püsivad. Redoksreaktsioonid - reaktsioonid, mis on seotud elektronide üleminekuga ühelt aatomilt teisele. Redutseerija Aine või ioon, mille koostises olevad aatomid loovutavad elektrone, aine ise seejuures oksüdeerub (tema oksüdatsiooniaste kasvab). Oksüdeerija Aine või ioon, mis seob elektrone, aine ise seejuures redutseerub (tema oksüdatsiooniaste kahaneb) Oksüdatsiooniastme kindlakstegemiseks lähtutakse järgmistest üldreeglitest: · Aine valemis olevate elementide aatomite oksüdatsiooniastmete algebraline summa on null. · Lihtainete o-a loetakse nulliks (O2, H2, Fe).
pH erinevusi (kui lahuses ülekaalus OH- ioonid, lahus aluseline; kui lahuses ülekaalus H+ ioonid, lahus happeline. 5. Kompleksühendi teke. Kompleksühendid on keemilised ühendid, mille kristallvõres või lahuses esinevad liitosakesed- kompleksioonid, mis koosnevad tsentraalaatomist ja sellega seotud ligasnditest. Need on üldjuhul lahustes väga püsivad. Redoksreaktsioonid on reaktsioonid, mis on seotud elektronide üleminekuga ühelt aatomilt teisele. Redutseerija on aine või ioon, mille koostises olevad aatomid loovutavad elektrone, aine ise seejuures oksüdeerub. Oksüdeerija on aine või ioon, mis seob elektrone, aine ise seejuures redutseerub. Redoksreaktsioonid toimuvad ainult siis, kui reaktsioonis on nii oksüdeerija kui ka redutseerija. Oksüdatsiooniastme kindlakstegemisel lähtutakse järgmistest üldreeglitest: 1. Aine valemis olevate elementide aatomite oksüdatsiooniastmete algebraline summa on null. 2
annaabi.ee 
