Leidsid 33 sarnast õppematerjali, mis on seotud failiga "Redoksreaktsioon". Need materjalid aitavad sul teemat sügavamalt mõista.
reaktsioon, metall, redoksreaktsioon, cucl, zncl2, 2nacl, 2naoh, 3h2o, 6hcl, redutseerija, oksüdeerija, cro3, redutseerumine, oksüdeerumine, loovutamine, katalüsaator, leelis, soolaga, cucl2, oksiidid, 2cao, sulfiidid, magneesiumkloriid, hõbe, väävelhape, 4hno3, 3co2, 2kmno4, 3h2so4, 2mnso4, k2so4, 2fecl3, fecl2, 2hno3, 4h2o15 0 I+ V+ II- IV+ II- II+ II- I+ II- 3. 3C + 4HNO3 3CO2 + 4NO + 2H2O C0 4e C4+ 3 N5++3e N2+ 4 12 I+ VII+ II- I+III+II- I+ VI+ II- II+ VI+II- I+V+ II- I+ VI+ II- I+ II- 5. 2KMnO4 + 5HNO2 + 3H2SO4 2MnSO4 + 5HNO3 + K2SO4 + 3H2O Mn7++5e Mn2+ 2 N3+-2e N5+ 5 10 II+ V+ II- IV+ II- I+ V+II- I+ VII+ II- II+ V+ II- I+ II- 6. 2Mn(NO3)2 + 5PbO2 + 6HNO3 2HMnO4 + 5Pb(NO3)2 + 2H2O Mn2+-5e Mn7+ 2 Pb4++2e Pb2+ 5 10 III+ I- I+ II- II+ I- 0 I+ I- 7. 2FeCl3 + H2S FeCl2 + S + 2HCl
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 Oksüdatsiooniaste on formaalne suurus, mis näitab elemendi laengut ühendis
2. keskmised H2SO3, H3PO4, HNO2 3. nõrgad H2S, H2CO3 2. vesinike arvu järgi 1. üheprootonilised HNO3, HCl 2. mitmeprootonilised H2SO3, H3PO4 3. hapniku sisaldavuse järgi 1. hapnikku sisaldavad happed H2SO3, H3PO4 4. hapnikku mitte sisaldavad happed HCl, HBr, HI Keemilised omadused: 1. hape + ALUS = sool + vesi 2HCl + Mg(OH)2 = MgCl2 + 2H2O 2. hape + ALUSELINE OKSIID = sool + vesi 2HCl + MgO = MgCl2 + H2O 3. hape + METALL = sool + vesinik (vt. pingerida) (va. HNO3 ja konts. H2SO4 puhul ei redutseeru vesinikioon) 2HCl + Mg = MgCl2 + H2 4. hape + SOOL = uus sool + nõrgem või lenduvam hape 2HCl + Na2S = 2NaCl + H2S 5. hapnikhape = vastav oksiid + vesi H2CO3 = CO2 + H2O Saamine: 1. hapnikhappeid saadakse vastava happelise oksiidi reageerimisel veega. (va. Ränihapet) N: SO3 + H2O = H2SO4 2. hapnikku mittesisaldavaid happeid saadakse 5
, , -(t>1500°) W,Mo,Cr,Ti,Ta,V,Nb. Ca Mg. --Au,Ag,Pt,Pd -2CO 3 = CO3 + 2 + H2O; Ca+2HCO3=Ca3+2 + H2O : Mg+2HCO3=Mg(OH)2+22 1) : l- 2Na-kat. +Ca(HCO 3)2 / Mg(HCO3)2 = Ca/Mg (kat)2 + 2NaHCO3 ( 2) 2Na-kat. +CaSO4 , MgSO4 / CaCl2 , MgCl2 = Ca/Mg (kat)2 + Na2SO4 / 2NaCl Zn+2HClZnCl2+H2 H2SO4 ( l) 39. , , ( 60%): , , - 2S,S,SO2 (4Zn+5H2SO44ZnSO4+H2S+4H2O) , . - SO2 (Cu+2H2SO4CuSO4+SO2+2H2O) , . Fe,Al,Cr,Ni (-) HNO3 -( ) . :Na,Mg- N2O, Zn,Sn,Pb,Cu,Ag- NO2, , Al,Fe,Pt,Au- , . : 1)
juurde. Selliseid elektrone nimetatakse vabadeks elektronideks. Metalliaatomid muutuvad seega metallioonideks. Metalliline side on negatiivsete vabade elektronide ja positiivsete metallioonide vastastikune tõmbumine. Vabad elektronid põhjustavad metallide elektri- ja soojusjuhtivust ning plastilisust. 2.8.4 Sideme tüübi määramine. Keemilise sideme tüüpi võib määrata aine koostise järgi (omavahel seotud aatomitejärgi): 1) (aktiivne) metall + (aktiivne) mittemetall iooniline side 2) mittemetall + mittemetall kovalentne polaarne side 3) mittemetall lihtainena kovalentne mittepolaarne side 4) metall lihtainena metalliline side 2.9 Ülesandeid. Määra sideme tüüp järgmistes ainetes: KCl, Na2O, HBr, Cl2, Na, NH3, CH4, LiCl, O2, Al, C. Millised võiksid olla eelmises ülesandes loetletud ainete omadused sulamistemperatuur, kõvadus, elektrijuhtivus, plastilisus? (Juhis: Kas aine on molekulaarne või mittemolekulaarne
Struktuurvalemid K2O CaO Fe2O3 PbO2 2 Keemilised omadused a) aluseline oksiid + vesi = ALUS (B rühma metalli oksiidid üldiselt ei reageeri veega) CaO + H2O = Ca(OH)2 [kustutamata lubja ,,kustutamine"] b) aluseline oksiid + hape = SOOL + VESI CaO + 2HCl = CaCl2 + H2O Fe2O3 + 3H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 3H2O c) aluseline oksiid + happeline oksiid = SOOL K2O + CO2 = K2CO3 d) aluseline oksiid + aluseline oksiid MgO + K2O alus K2O + Fe(OH)3 sool CaO + Na2SO4 metall Saamine: a) otseselt: 2Ca + O2 = 2CaO b) kaudselt: CaCO3 = CaO + CO2 2Fe(OH)3 = Fe2O3 + 3H2O 2. Happelised oksiidid Nomenklatuur
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 kindlakstegemiseks lähtutakse järgmistest üldreeglitest: Aine valemis olevate elementide aatomite oksüdatsiooniastmete algebraline summa on
.................. 7 Redoksreaktsioonid.................................................................................................................8 Võrrandid (tasakaalustamine)................................................................................................. 9 Loeng 1 Raud (Fe) el. Nr. 26, aatommass 55,847 Tihedus 7,87 g/cm3 Sulamistemp. 1535 kraadi C Hea korrosioonikindlus Hõbevalge Keskmise kõvadusega Plastiline Hea soojus- ja elektrijuht Keskmise aktiivsusega metall Reageerib mittemetallidega (sulfiidide, fosfiidide jne. teke) Leelistega ei reageeri Rauasulamid Teras (kuni 2% C) Malm (2-5% C) Roostevabateras (lisandiks Cr) Vask (Cu) el nr 29 (1;18;8;2) aatommass 63,54 Tihedus 8,9 g/cm3 Sulamistemp. 1083 kraadi C Värvus punasest kuldkollaseni Plastiline Väga hea korrosioonikindlus Sepistatav, valtsitav ja traadiks tõmmatav metall Hea soojus- ja elektrijuht Kuumutamisel õhus kattub vask musta värvusega vask(II)oksiidi kihiga
Muutuva oksüdatsiooniastmega metallide oksiidide nimetus. Nt. Fe2O3 - Raud ( III ) oksiid Cu2O - Vask ( I ) oksiid Hüdroksiidid ehk alused: Nt. NaOH Hüdroksiidide valemid ja nimetused:(OH) oksüdatsiooniaste on alati -1 ! Kindla oküdatsiooniastmega hüdroksiidid: Kaltsiumhüdroksiid - Ca(OH)2 Alumiiniumhüdroksiid - Al(OH)3 ! Muutuva oksüdatsiooniastmega hüdroksiidid: Raud ( III )hüdroksiid - Fe(OH)3 Vask ( II )hüdroksiid - Cu(OH)2 Soolad: Soolal on alati esimesel kohal metall ja teisel kohal happejääk! Soolade valemid ja nimetused: ! Kindla oksüdatsiooniastmega metallide soolad: NaCl - Naatriumkloriid Al2 ( SO4 )3 Alumiiniumsulfaat ! Muutuva oksüdatsiooniastmega. Raud ( III) kloriid - FeCl3 Vask ( I ) fosfaat - Cu3PO4 Happed: Nt. H2SO4 - Happel on alati esimesel kohal mittemetall ja teisel happejääk. Hapete nimetused/happejääk: Soolhape HCl Kloriid Divesiniksulfiidhape H2S Sulfiid Lämmastikhape HNO3 Nitraat
Ca+2H2O=Ca(OH)2+H2 Keskm. aktiivsusega metallid reag. veeauruga, tekivad oksiid ja H 2 Zn+H2O=ZnO+H2 Väheaktiivsed metallid (alates Ni-st) ei reageeri veega Reageerimine hapetega: (vt. metallide aktiivsuse rida) Vesinikust eespoololevad metallid tõrjuvad hapetest(v.a.HNO 3 ja kontsentreeritud H2SO4) vesiniku välja: Zn+2HCl=ZnCl2+H2 Reageerimine sooladega: (vt. metallide aktiivsuse rida) Metall reageerib vees lahustuva soolaga, kui ta on aktiivsem kui soola koostises olev metall: Zn+CuCl2=ZnCl2+Cu Erandid:Väga aktiivsed metallid(mis reageerivad külma veega) eelistatult reageerivad soola vesilahuses oleva veega, tekitades leelise ja vesiniku ning tekkinud leelis reageerib edasi soolaga: 2Na+CuCl2+2H2O= Cu(OH)2+2NaCl+H2 2Na+ 2H2O=2NaOH+H2 2NaOH+CuCl2=Cu(OH)2+2NaCl Metallide saamine. Kivimeid, mis sisaldavad tootmisväärses koguses metallide ühendeid, nimetatakse metallimaakideks.
Iooniline side mittemetalli ja metalli vahel. Metalliline side metallide vahel. Vesinikside on F H, N H või O H vahel. Mida rohkem molekulidevahelisi vesiniksidemeid, seda kõrgemad keemis- ja sulamistemperatuurid. Mida rohkem veega vesiniksidemeid moodustab, seda paremini lahustub vees. Reaktsiooni kiirenedavad tegurid on temperatuuri tõstmine, tahke aine peenestamine, gaaside puhul rõhu tõstmine, kontsentratsiooni suurendamine ja katalüsaatori kasutamine. Katalüüs Reaktsioon katalüsaatori toimel. Tasakaal nihkub: 1. Lähteainete kontsentratsiooni: Suurendamisel saaduste tekke suunas. Vähendamisel lähteainete tekke suunas. 2. Saaduse kontsentratsiooni: Suurendamisel lähteainete tekke suunas. Vähendamisel saaduste suunas. 3. Rõhu: Tõstmisel väiksema gaasi molekulide arvu suunas. Alandamisel suurema gaasi molekulide arvu suunas. 4. Temperatuuri: Tõstmisel endotermilise protsessi suunas. Alandamisel eksotermilise protsessi suunas.
SISSEJUHATUS Reaktsioonid elektrolüütide lahustes Reaktsioonivõrrandeid võib esitada kahel viisil – molekulaarkujul ja ioonvõrrandina. Molekulaarkujul võrrandis kajastuvad vaid ühendid 2NaOH(aq) + CuSO4(aq) →Cu(OH)2(s) + Na2SO4(aq) Täpsemini kirjeldab toimuvat ioonvõrrand, sest elektrolüüdid on vesilahuses jagunenud ioonideks ja osa ioone mingisse vastastiktoimesse ei astu (selles näites SO42–ja Na+). Sama reaktsioon ioonvõrrandina 2OH–(aq) + Cu2+(aq) →Cu(OH)2(s) Et eristada erinevates agregaatolekutes olevaid ja lahustunud ühendeid, on korrektne märkida olek ühendi või iooni juurde. aq– ühend lahuses, s– tahke ühend või sade (vahel näidatakse ka noolega ↓), l– vedelik, g– gaas (vahel märgitakse ka noolega ↑). Oksüdatsiooniastmete muutusega kulgevad ehk redoksreaktsioonid Reaktsioone, mis on seotud elektronide üleminekuga ühelt aatomilt teisele,
(Ioonide kuju tuleb järele vaadata lahustuvustabelist). 3) Kui aine on toatemperatuuril gaasilises olekus, siis tuleb selle aine valemi taha märkida nool üles. Kui aine on toatemperatuuril tahkes olekus või vees mittelahustuv või veest raskem, siis tuleb märkida selle aine valemi taha nool alla. 4) Kõik toimuvad reaktsioonivõrrandid tuleb tasakaalustada. 5) Kui reaktsiooni ei toimu, siis tuleb sõnadega märkida põhjendus, miks antud reaktsioon ei toimu. Aluseliste oksiidide keemilised omadused 1) aluseline oksiid + hape sool + vesi II -II + - 2+ - III -II + 2- 3+ 2- CuO + 2HCl CuCl2 + H2O Al2O3 + 3H2SO4 Al2(SO4)3 + 3H2O 2) aluseline oksiid + vesi leelis Veega reageerivad ainult aktiivsete metallide oksiidid (I A rühma metalli oksiidid ja II A rühma alates kaltsiumist metallide oksiidid) II -II 2+ - I -II + - CaO + H2O Ca(OH)2 Na2O + H2O 2NaOH 3) aluseline oksiid + happeline oksiid sool II -II 2+ 2- I -II + 3-
O- + H H+ + - elektrofiil (elektronide vaene, elektronide vastuvõtja (akseptor), vaba orbitaal) - - nukleofiil (elektronide rikas, elektronide andja (doonor), liigne elektronpaar (:)) ANORGAANILISTE ÜHENDITE PÕHIKLASSID JA NENDE KEEMILISED OMADUSED OKSIIDID SOOLADE SAAMINE Kõige levinuim ühendiklass Maal Koosnevad kahest elemendist, millest üks on hapnik Metall Mittemetall ExOy 2Na + S Na2S O2 O2 SO2 Aluselised oksiidid Happelised oksiidid
O- + H H+ + - elektrofiil (elektronide vaene, elektronide vastuvõtja (akseptor), vaba orbitaal) - - nukleofiil (elektronide rikas, elektronide andja (doonor), liigne elektronpaar (:)) ANORGAANILISTE ÜHENDITE PÕHIKLASSID JA NENDE KEEMILISED OMADUSED OKSIIDID SOOLADE SAAMINE Kõige levinuim ühendiklass Maal Koosnevad kahest elemendist, millest üks on hapnik Metall Mittemetall ExOy 2Na + S Na2S O2 O2 SO2 Aluselised oksiidid Happelised oksiidid
H Hd+ + d elektrofiil (elektronide vaene, elektronide vastuvõtja (akseptor), vaba orbitaal) d nukleofiil (elektronide rikas, elektronide andja (doonor), liigne elektronpaar (:)) ANORGAANILISTE ÜHENDITE PÕHIKLASSID JA NENDE KEEMILISED OMADUSED OKSIIDID SOOLADE SAAMINE Kõige levinuim ühendiklass Maal Koosnevad kahest elemendist, millest üks on hapnik Metall Mittemetall ExOy 2Na + S Na2S O2 O2 SO2 Aluselised oksiidid Happelised oksiidid
Füüsikalised omadused: 1)head soojus- ja elektrijuhid 2)plastilised 3)metalne läige (peegeldamisvõime) 4)värvuselt enamasti valged või hallid (värvilis- ja mustmet.) 5) tavatingimustel tahked v.a. Hg; omavad väga erinevaid sulamistemperatuure 6)erineva tihedusega (kerg- ja raskmetallid) 7)erineva kõvadusega 8)magnetiseeritavad (Fe, Co, Ni) 9)temp. tõustes paisuvad – soojuspaisumine. Aatomi ehitus. Metalliaatomite väliskihil on enamasti 1-3 elektroni. Metall on seda aktiivsem,mida kergemini ta loovutab väliskihi elektrone. Aktiivsus perioodis vasakult paremale väheneb ja A-rühmades ülalt alla suureneb. Keemilistes reaktsioonides metallid lihtainetena alati loovutavad väliskihi elektrone- nad on redutseerijad, mis oksüdeeruvad. IA → leelismetallid →väliskihil 1 elektron → o -a. alati I. N. Na2O, K2SO4, LiOH II A → leelismuldmetallid→väliskihil 2 elektroni → o.-a. alati II. N. CaO, CaCl2, Ba(OH)2
+9| 2)7) +17| 2)8)7) +35| 2)8)18)7) +53| 2)8)18)18)7) 2 5 2 5 2 5 2s 2p 3s 3p 4s 4p 5s25p5 Max o.a. on VII Min o.a. on I · Cl keemilised omadused 1. Cl2 + 2NaBr = 2NaCl + Br2 2. 3Cl2 + 2Fe = 2FeCl3 3. Cl2 + 2Na = 2NaCl 4. Cl2 + H2 = 2HCl 5. Cl2 + H2O = Kloorivesi · HCl keemilised omadused 1. 2HCl + Fe = FeCl2 + H2 2. 2HCl + CaO = CaCl2 + H2O 3. HCl + NaOH = NaCl + H2O · Indikaatorid (H2 määramine) Happeline keskkond (pH<7; [H+]>[OH-]) mo= punane lakmus = punane ff Aluseline keskkond (pH>7; [H+]<[OH-]) mo lakmus = sinine ff= vaarikapunane
Töö eesmärgiks oli elektrolüütide lahuses toimuvate reaktsioonide kulgemise peamiste põhjuste selgitamine, reaktsioonivõrrandite kirjutamine molekulaarsel ja ioon-molekulaarsel kujul, redoksreaktsioonide tasakaalustamine. Sissejuhatus Redoksvõrrandeid võib esitada kahel viisil- molekulaarkujul ja ioonvõrrandina. Molekulaarkujul võrrandis kajastuvad vaid ühendid nt 2NaOH + CuSO4 Cu(OH)2 + Na2SO4. Täpsimini kirjeldab toimuvat ioonvõrrand, sest elektrolüüdid on vesilahuses jagunenud ioonideks ja osa ioone mingisse vastastiktoimesse ei astu nt 2OH- + Cu2+ Cu(OH)2. Et eristada erinevates agregaatolekutes olevaid ja lahustunud ühendeid, on korrektne märkida olek ühendi või iooni juurde: aq- ühend lahuses s- tahke ühend või sade () l- vedelik
Katioon positiivse laenguga ioon+ Keemiline element kindla tuumalaenguga aatomite liik Keemiline nähtus muutus, millega kaasneb aine muundumine teiseks aineks Keemiline reaktsioon- aine muundumine teiseks aineks, keemiliste sidemete muutumine Keemiline side aatomite või ioonide vaheline vastasmõju, mis seob nad molekuliks või kristalliks Kovalentne side ühiste elektronpaaride abil aatomite vahele moodustuv side Lagunemisreaktsioon keemiline reaktsioon, milles aine laguneb kaheks või enamaks aineks Lahus ühtlane segu, mis koosneb lahustist ja selles lahustunud ainest Lahuse pH väljendab vesinikioonide (H+) sisaldust lahuses Lahustuvus suurim aine kogus, mis võib lahustuda kindlas lahusti (või lahuse) koguses kindlal temperatuuril Leelis - vees lahustuv tugev alus Lihtaine aine, mis koosneb ainult ühe keemilise elemendi aatomitest Liitaine e. keemiline ühend on aine, mis koosneb mitme erineva keemilise elemendi
CaO- oksiid; SO3- vääveltrioksiid P4O10- tetrafosforheksaoksiid; Fe2O3-diraudtrioksiid H2SO3-väävlishape-hape; H3PO4-fosforhape CuSO4-vask(II)sulfaat- sool; BaCl2-baariumkloriid Ca(NO3)2-kaltsiumnitraat; Na2CO3-naatriumkarbonaat AgNO3-hõbenitraat; Al2(SO3)2-alumiiniumsulfiit Na2S-naatriumsulfiid; K2SiO3-kaaliumsilikaat Mg(OH)2- magneesiumhüdroksiid- alus KOH-kaaliumhüdroksiid ; Fe(OH)3- raud(III)hüdroksiid LiOH- liitiumhüdroksiid Baarium-baariumoksiid- baariumhüdroksiid- baariumnitraat 2Ba+O2->2BaO; BaO+H2O->Ba(OH)2 Ba(OH)2+2HNO3->Ba(NO3)2+2H2O Fosfor-fosfor(V)oksiid-fosforhape-kaltsiumfosfaat 4P+5O2->P4O10; P4O10+6H2O->4H3PO4 2H3PO4+3CaO->Ca3(PO4)2+3H2O Väävel-vääveldioksiid-väävlishape-naatriumsulfit S+O2->SO2; SO2+H2O->H2SO3 H2SO3+2Na->Na2SO3+H2 Vask(II)hüdroksiid-vask(II)oksiid- vask(II)sulfaat-vask Cu(OH)2->CuO+H2O; CuO+H2SO4->CuSO4+H2O CuSO4+Zn->Cu+ZnSO4 Raud(III)hüdroksiid-raud(III)oksiid- raud(III)kloriid- raud(III)hüdroksiid: Fe(OH)3->Fe2O3+H2O; Fe2O3+6HCl-
4. Kirjutada tasakaalustatud reaktsioonivõrrandid ja tingimused järgmiste muundumiste kohta (NB! Iga muundumise kohta ainult 1 võrrand!): 1. 2Fe+6HCl-2FeCl3+3H2 2. FeCl3+AgNO3-Fe(NO3)3+AgCl 3. Fe(NO3)3(t)-Fe2O3+NO2+H2O 4. Fe2O3+3CO-2Fe+3CO2 5. Fe2O3+3Ba(t)-3BaO+2Fe 6. BaO+H2O-Ba(OH)2 7. Ba(OH)2+Cu(NO3)2-Cu(OH)2+Ba(NO3)2 8. Cu(OH)2(t)- CuO+H2O 9. CuO+Fe-Fe2O3+Cu 5. Metalli A on hõbedane pulber, mida kasutatakse näiteks sulamis magneesiumiga lennukikerede valmistamisel. Metall A segati lihtaine B kollase pulbriga ning seejärel süüdati segu põleti leegis. Põlemine toimus õhus intensiivse, valge ja sädemeid pilduva leegiga ning selle kõigus eraldus terava lõhnaga gaas C. Pärast reaktsiooni jäi järele hallikas kohev segu, mille komponendid olid ained D ja E. Hallikast segust eraldus niiskuse toimel mädamuna lõhnaga gaas F ja tekkis hüdroksiid G. Gaasi F põlemisel tekib gaas C ja vesi. Kui oksüdeerida gaasi C edasi (Pt-katalüsaatoril),saadakse
Töövahendid: katseklaaside komplekt. Kasutatud analüüs- ja uurimismeetodid ning 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. Sademete teke Katse 1. SO42- ioone sisaldavale lahusele (0,5...1 ml) lisada tilkhaaval Ba2+ ioone sisaldavat lahust. Katse 2. Al3+ ioone sisaldavale lahusele (0,5...1 ml) lisada 2 M NH3 ⋅ H2O lahust ammoniaagi lõhna püsimajäämiseni. Katse 3. Pb2+ ioone sisaldavale lahusele (0,5...1 ml) lisada CrO42+ ioone sisaldavat lahust. Hüdrolüüs Katse 4. Võtta ühte katseklaasi 1 ml Al2(SO4)3 lahust, teise sama palju Na2CO3 lahust. Hinnata lahuste pH-d indikaatoritega (lisada 2...3 tilka).
n=3 vastab Mn(OH)3). Mn(OH) 4 tekib Mn(OH) 2 oksüdeerumisel õhus või H2O2 toimel. Mn(OH) 4 on amfoteerne. Reageerimisel kontsentreeritud HCL-ga tekib MnCl4, mis kergesti laguneb, andes MnCl2 ja Cl2. 5.3 Mangaanhapped (2) MnO2 sulatamisel leelistega õhuhapniku manulusel või oksüdeerijatega (KClO3, NaNO3) Moodustuvad mangaan(VI) happe soolad manganaadid(VI) 2MnO2 + 4KOH + O2 2K2MnO4 + 2H2O, 3MnO2 + KClO3 + 6KOH 3K2MnO4 + KCl + 3H2O. Mangaatioon MnO2-4 on rohelise värvusega. Mangaan(VI)happe soolad (manganaadid) on aluselises keskkonnas püsivad, vees ja happelises keskkonnas nad lagunevad 3K2MnO4 + 2H2O MnO2 + 2KMnO4 + 4KOH. Manganaatide reageerimisel happega või manganaatie hüdrolüüsil tekkiv mangaan(VI)hape kohe dismuteerub 3H2MnO4 2HMnO4 + MnO2 + 4KOH, millele osutab rohelise värvuse (MnO2-4) muutumine violetseks (MnO-4). Mangaan(VII)
aatom ja kõige väiksemaga väärisgaasi aatom. Suure raadiuse tõttu, seovad nad elektrone nõrgalt ja metallid loovutavad elektrone ( on redutseerijad). Kõige väiksema aatomiga väärisgaasid peaks nagu elektrone liitma, kuid neil on väliskihid juba täidetud - praktiliselt on kõige aktiivsemad mittemetallid on halogeenid. Järgneval diagrammil on kujutatud aatomraadiuste muutumist, selgelt on näha leelismetallid Rühmas, ülevalt-alla aatomraadiused kasvavad ja seega on K aktiivsem metall, kui Na või Li Samuti on KOH tugevam alus, kui LiOH. B rühmades selline seaduspära paraku ei kehti, ei saa ju väita, et kuld on aktiivsem metall, kui hõbe või vask. B rühmade elementide tuumalaengud on väga erinevad, aatom- raadiused, aga suhteliselt lähedased. Füüsikast on teada, et laetud osakeste vahel mõjuv jõud on võrdeline laengute korrutisega ja pöördvõrdeline nendevahelise kauguse ruuduga. Z r pikomeetrites
Kordamisküsimused (kasuta vastamisel ka tabeli abi) 1) Selgita mõisteid: leelis: vees hästilahustuv tugev alus (hüdroksiid) redutseerumine: elektronide liitumine redoksreaktsioonis, elemendi o.a- vähenemine sool: kristalne aine, mis koosneb aluse katioonidest ja happe anioonidest redutseerija: aine, mille osakesed loovutavad elektrone, ise oksudeerub oksüdeerumine: elektronide loovutamine redoksreaktsioonis, elemendi o.a- suurenemine leelismuldmetall: IIA rühma elemendid katioon: positiivse laenguga ioon korrosioon: metalli hävimine (oksüdeerumine) keskkonna toimel Metall oksüdeerub keskkonnas oleva oksüdeerija toimel
Al2(SO4)3 metüülpunast lisades muutus lahus punaseks. pH ˂ 4,2 ehk happeline keskkond, kuna H+ ioonid on ülekaalus. Gaasi teke Katse 5. CO32– ioone sisaldavale lahusele (1...2 ml) lisada mõni tilk indikaatori fenoolftaleiini lahust. Millise reaktsiooniga (happeline, aluseline) on lahus? Miks? Lisada tilkhaaval 1 M HCl vesilahust. Miks muudab indikaator värvust? Kas soolhappe lisamisel on näha eralduva gaasi mullikesi? Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + CO2 ↑ + H2O CO32- + 2H+ → CO2 ↑ + H2O Na2CO3 on aluselise reaktsiooniga. Fenoolftaleiini lisamisel muutus laus lillaks. 1M HCl lisades neutraliseeritakse lahus ja happe lisades muutub lahus lõpuks happeliseks, indikaatori värvus kaob. Vähe eraldus gaasi. Kompleksühendi teke Katse 6. Cu2+ ioone sisaldavale lahusele (1...2 ml) lisada tilkhaaval 6 M NH3 ⋅ H2O, kuni esialgselt tekkiv sade (mis sade tekkis?) loksutamisel lahustub ja värvus enam ei muutu
MnO2 (pruunikas-must), Mn3O4 (pruunikas-must), Mn2O7 (rohekas või pruunikas vedelik). Leiduvad looduses mineraalidena v.a viimane neist. MnO2 ehk mangaandioksiid on praktikas tähtsaim mangaani oksiid ja levinuim Mn ühend looduses. MnO2 on tugev oksüdeerija, mis juba nõrgal kuumutamisel vesiniku atmosfääris redutseerub: MnO2 + H2 MnO + H2O. MnO2 oksüdeerib ka ammoniaaki: 6MnO2 + 2NH3 3Mn2O3 + N2 + 3H2O. MnO2 on amfoteerne oksiid. Sulatamisel leelistega õhuhapniku juuresolekul moodustuvad manganaadid(VI): 2MnO2 + 4KOH + O2 2K2MnO4 + H2O Soojendamisel hapetega tekivad vaheühendina Mn(IV)soolad, mis kergelt redutseeruvad Mn(II)sooladeks: MnO2 + 4HCl MnCl2 +Cl2 + H2O, millega võib laboris saada vaba kloori. Mn2O7 ehk mangaan(VII)oksiidi saadakse punakaspruuni plahvatusohtliku õlika vedelikuna rohelisest
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).
CuO+H2=Cu+H2O c) Kõrgel temperatuuril ühineb vesinik mittemetallidega: H2+S=H2S (divesiniksulfiid) H2+Cl2=2HCl (vesinikkloriid) 5. Monovesinik (atomaarne vesinik)--H. Kõrgel temperatuuril lagunevad vesiniku molekulid aatomiteks: H2=2H (H=+432kJ) Monovesinik tekib ka keemilistel reaktsioonidel (vesinik tekkemomendil), kuid ühineb kiiresti molekulideks. Monovesinik on keemiliselt väga aktiivne. Monovesinik on toatemperatuuril tugev redutseerija. FeCl3+H2=reaktsiooni ei toimu FeCl3+H=FeCl2+HCl 6. Vesiniku kasutusalad. Vesiniku kerguse tõttu täidetakse temaga õhupalle ja stratostaate, millega uuritakse atmosfääri. Vesiniku põlemisel tekkitav kõrge temperatuuriga (3000*C) leeki rakendatakse metallide keevitamisel. Vesiniku toimel muudetakse vedelad taimsed ja loomsed rasvad (õlid) tahketeks (margariin). Vesinikku kasutatakse keemiatööstuses ammoniaagi ja soolhappe tootmisel ning orgaaniliste ainete töötlemisel. VESI---H2O
..10000. Metallide komplekseerumine Humiinainetega Fulvohapped + metalliioonid ,metalliioonide lahustumine ja transport loodusliku vee kollakas värvus (nt Fe3+) Humiinid, humiinhapped + metalliioonid metallioonide akumuleerumine põhjasetetes metallide seondumine turbas, mullas. Komplekseerumise tähtsus keskkonnas _ Metallide sattumine vette lahustumatutest (rasklahustuvatest) ühenditest keskkonnas liikuvaks muutumine,_ Metalliioonide sidumine vees lahustumatute kompleksühendite koosseisus. Redoksreaktsioon muutuvad elementide oksüdatsiooniastmed ,oksüdeerija seob elektrone oksüdatsiooniaste väheneb,redutseerija loovutab elektrone oksüdatsiooniaste suureneb.Oksüdatsiooniaste _ Lihtainetes on elementide oksüdatsiooniaste 0_ Üheaatomilise iooni oksüdatsiooniaste võrdub iooni laenguga_ Hapniku oksüdatsiooniaste ühendites on tavaliselt II_ Vesiniku oksüdatsiooniaste ühendites (mittemetallidega)tavaliselt I _ Neutraalse ühendi koostiselementide oksüdatsiooniastmete summa on 0
C + H2O → H2 + CO veegaas katal. CO + H2O → CO + H2 eraldatakse pesemisel veega rõhu all 2) Süsivesinike mittetäielikul oksüdeerimisel hapniku või veeauruga: 2CH4 + O2 → 2CO + 4H2 CH4 + 2H2O → CO2 + 4H2 3. Tööstuslikes vee elektrolüüsiprotsessides (kõrvalproduktina leeliste tootmisel jm.): katoodil - : 4H2O + 4e → 2H2 + 4OH- anoodil + : 2H2O - 4e → 4H+ + O2 4. Laboris kõige sagedamini: Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2 (sisaldab lisandina HCl ja happe aerosooli) 5) Välitingimustes mõnikord hüdriididest: CaH2 + 2H2O → Ca(OH)2 + 2H2 1 mol = 42 g 2 . 22,4 l 2.1.3. Omadused Kergeim gaas (ja üldse aine), 14,5 korda õhust kergem Molekul kaheaatomiline: H2 Parim gaasiline soojusjuht Difundeerub kergesti läbi paljude materjalide, väga “liikuv” kõrgemal temp-l läbib ka metalle Lahustub halvasti vees ja org. lahustites,
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
annaabi.ee 
