ΧΗΜΕΙΑ ΘΕΤΙΚΟΥ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΕΡΓΑΣΙΑ 1 ΑΡΙΘΜΟΣ ΟΞΕΙΔΩΣΗΣ-ΔΙΑΚΡΙΣΗ ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΩΝ

Transcript

1 ΧΗΜΕΙΑ ΘΕΤΙΚΥ ΠΡΣΑΝΑΤΛΙΣΜΥ ΕΡΓΑΣΙΑ ΑΡΙΘΜΣ ΞΕΙΔΩΣΗΣ-ΔΙΑΚΡΙΣΗ ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΩΝ. Να βρεθεί ο αριθμός οξείδωσης του άνθρακα στις παρακάτω ενώσεις του: C 4, C 3 Cl, C 2 Cl 2, CCl 3, CCl 4, CO, CO Να βρεθεί ο αριθμός οξείδωσης του χαλκού στην ένωση Cu(NO 3 ) Να βρεθεί ο αριθμός οξείδωσης του μαγγανίου στο ιόν MnO 4 - (υπερμαγγανικό ιόν) και του χρωμίου στο ιόν Cr 2 O (διχρωμικό ιόν). 4. Να βρεθεί ο αριθμός οξείδωσης του θείου στην ένωση SO 2 α. χρησιμοποιώντας τους κανόνες εύρεσης αριθμού οξείδωσης. β. χρησιμοποιώντας τον ηλεκτρονιακό τύπο αυτής της ένωσης ο οποίος είναι : S 5. α. Να βρεθεί ο αριθμός οξείδωσης των ατόμων άνθρακα στην ένωση οξαλικό (αιθανοδιικό) οξύ. β. Να βρεθεί ο αριθμός οξείδωσης των ατόμων άνθρακα στην ένωση ακεταλδεΰδη (αιθανάλη). γ. Να βρεθεί ο αριθμός οξείδωσης των ατόμων άνθρακα στην ένωση γαλακτικό (2-υδροξυ-προπανικό) οξύ. δ. Να βρεθεί ο αριθμός οξείδωσης των ατόμων σιδήρου στην ένωση Fe 3 O 4. Δίνεται ότι το Fe 3 O 4 είναι μικτό οξείδιο του οποίου ο αναλυτικός τύπος FeO Fe 2 O 3. ε. Να βρεθεί ο αριθμός οξείδωσης των ατόμων Cl στην ένωση CaOCl 2 (χλωράσβεστος). 6. Δίνονται οι παρακάτω χημικές αντιδράσεις : 2Fe + O 2 2FeO C 2 =O + 2 C 3 O go g + 2 O2 C 3 C 2 C 2 O C 3 C 2 C=O + 2

2 Να βρεθεί ποιες απ τις ενώσεις ή στοιχεία Fe, C 2 =O, go, C 3 C 2 C 2 O παθαίνουν οξείδωση και ποιες αναγωγή με βάση τις αντιλήψεις περί οξειδοαναγωγής που υπήρχαν πριν γίνει γνωστή η ηλεκτρονιακή δομή των ατόμων. 7. Για την οξειδοαναγωγική αντίδραση 2Na + Cl 2 2NaCl να γράψετε τις ημιαντιδράσεις οξείδωσης και αναγωγής και να δικαιολογήσετε γιατί είναι αντίδραση οξειδοαναγωγής σύμφωνα με την αντίληψη περί μεταφοράς ηλεκτρονίων. 8. Δίνονται οι παρακάτω χημικές αντιδράσεις : Ag + 4NO 3 3AgNO 3 + NO +2 2 O 2Cl + Ca(O) 2 CaCl O C + 4NO 3 CO 2 + 4NO O CO 2 + 2NaO Na 2 CO O Να βρείτε ποιες απ αυτές είναι οξειδοαναγωγικές και ποιες μεταθετικές. Σε αυτές που είναι οξειδοαναγωγικές να βρείτε ποια είναι η οξειδωτική και ποια η αναγωγική ουσία. Από το σχολικό βιβλίο : Εφαρμογή σελίδας 5 Ερωτήσεις επανάληψης (προφορικά) : -5 Ασκήσεις-Προβλήματα : 3-29.

3 ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΕΣ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ. ι συντακτικοί τύποι των ενώσεων της άσκησης είναι απλοί άρα μπορούμε να στηριχτούμε σε αυτούς και τη σειρά ηλεκτραρνητικότητας. Όμως επειδή σε όλες τις ενώσεις υπάρχει ένα άτομο C, μπορούν να εφαρμοστούν και οι πρακτικοί κανόνες. Για την ένωση C 3 Cl σας κάνω και τους δύο τρόπους ενώ για τις υπόλοιπες μόνο αυτόν με τους πρακτικούς κανόνες, να κάνετε όμως και τους δύο τρόπους για όλες τις ενώσεις : C 3 Cl : συντακτικός τύπος είναι C Cl Επειδή ο C είναι περισσότερο ηλεκτραρνητικός από το Η και λιγότερο από το Cl, θα «κερδίζει» τρία ηλεκτρόνια απ τα Η και θα «χάνει» ένα απ το Cl οπότε τελικά «κερδίζει» δύο ηλεκτρόνια άρα ο Α=-2. Με τους πρακτικούς κανόνες έχουμε x+3(+)+(-)=0 άρα x=-2. C 4 : x+4(+)=0 άρα x=-4 C 2 Cl 2 : x+2(+)+2(-)=0 άρα x=0 CCl 3 : x++3(-)=0 άρα x=+2 CCl 4 : x+4(-)=0 άρα x=+4 CO : x+(-2)=0 άρα x=+2 CO 2 : x+2(-2)=0 άρα x=+4 2. Το νιτρικό ιόν Ν 3 - ξέρουμε ότι έχει φορτίο -. Άρα έχουμε x+2(-)=0 άρα x= MnO 4 - : x+4(-2)=- άρα x=+7 Cr 2 O 7 2- : Επειδή τα δύο άτομα Cr έχουν τον ίδιο αριθμό οξείδωσης, με βάση τους πρακτικούς κανόνες έχουμε 2x+7(-2)=-2 άρα x= α. x+2(-2)=0 άρα x=+4 β. Απ τον ηλεκτρονιακό τύπο βλέπουμε ότι το κεντρικό άτομο S λόγω του διπλού ομοιοπολικού δεσμού με το ένα άτομο του, «χάνει» δύο ηλεκτρόνια αφού είναι λιγότερο ηλεκτραρνητικό απ αυτό. Με το άλλο άτομο γίνεται ημιπολικός δεσμός που σημαίνει ότι το κοινό ζευγάρι

4 ηλεκτρονίων προέρχεται απ το S (όπως δείχνει το βέλος). Επειδή το S είναι λιγότερο ηλεκτραρνητικό απ το, τα ηλεκτρόνια θεωρούμε ότι τα κερδίζει το άρα τελικά λόγω του ημιπολικού δεσμού το S «χάνει» τα δύο ηλεκτρόνια. Έτσι συνολικά το S «χάνει» τέσσερα ηλεκτρόνια άρα Α= α. τύπος είναι (COO) 2 και αναλυτικά : C Η C Η Απ τον αναλυτικό τύπο φαίνεται ότι τα δύο άτομα C έχουν τον ίδιο αριθμό οξείδωσης οπότε είτε με τους πρακτικούς κανόνες είτε με το συντακτικό τύπο, βρίσκουμε και για τα δύο άτομα C ότι έχουν αριθμό οξείδωσης β. συντακτικός τύπος είναι C C. Άρα ο C έχει αριθμό οξείδωσης -3 και ο 2 C έχει +. γ. συντακτικός τύπος είναι : 2 3 C 3 -C-COO O Δουλεύοντας ανάλογα με τα προηγούμενα ερωτήματα βρίσκουμε : Α C =-3, Α 2 C =0 και Α 3 C =+3. δ. Το μικτό οξείδιο όπως δίνεται απ την εκφώνηση, αποτελείται απ τα δύο απλά οξείδια FeO και Fe 2 O 3 όπου συνολικά στο καθένα το άθροισμα όλων των αριθμών οξείδωσης είναι μηδέν. Άρα για το FeO είναι Α Fe=+2 και για το Fe 2 O 3 είναι Α Fe=+3. ε. αναλυτικός τύπος του CaOCl 2 είναι ο [Cl] - [Ca] +2 [O-Cl] +. Δηλαδή το Ca έχει δώσει ένα ηλεκτρόνιο στο αριστερό Cl και ένα στο και το έχει κάνει ένα απλό ομοιοπολικό δεσμό με το δεξί Cl. Άρα το αριστερό Cl έχει Α=- και το δεξί έχει Α=+. 6. Πριν την αντίληψη περί μεταφοράς ηλεκτρονίων, ο ορισμός της οξείδωσης και αναγωγής ήταν με βάση τα και Η άρα :

5 στην αντίδραση 2Fe + O 2 2FeO ο Fe παθαίνει οξείδωση διότι ενώνεται με, στην αντίδραση C 2 =O + 2 C 3 O η ένωση C 2 =O ανάγεται διότι ενώνεται με Η στην αντίδραση go g + 2 O2 η ένωση go ανάγεται διότι της αφαιρείται και στην αντίδραση C 3 C 2 C 2 O C 3 C 2 C=O + 2 η ένωση C 3 C 2 C 2 O οξειδώνεται διότι της αφαιρείται Η. 7. ι ζητούμενες ημιαντιδράσεις είναι : 2Na -2e - 2Na + και Cl 2 + 2e - 2 Cl - Το Na οξειδώνεται διότι αποβάλλει ηλεκτρόνια ενώ το Cl ανάγεται διότι προσλαμβάνει ηλεκτρόνια. 8. Ag ο N +5 O 3-2 3Ag + N +5 O N +2 O O -2 Αφού υπάρχουν στοιχεία που μεταβάλλουν τον αριθμό οξείδωσης τους άρα η αντίδραση είναι οξειδοαναγωγική. Ag που παθαίνει οξείδωση είναι αναγωγική ουσία ενώ το ΗΝ 3 που περιέχει το Ν που παθαίνει αναγωγή, είναι οξειδωτική ουσία. 2 + Cl - + Ca +2 (O -2 + ) 2 Ca +2 Cl O -2 Αφού για όλα τα στοιχεία είναι σταθερός ο αριθμός οξείδωσης, άρα η αντίδραση είναι μεταθετική. C ο N -5 O 3-2 C +4 O N +4 O O -2 Είναι οξειδοαναγωγική αντίδραση και το ΗΝ 3 είναι η οξειδωτική ουσία ενώ ο C είναι η αναγωγική. C +4 O Na + O -2 + Na 2 + C +4 O O -2 Είναι μεταθετική αντίδραση.