Reakcje chemiczne

Ok, musicie zapamiętać, że reakcje chemiczne zawsze przebiegają według określonego schematu:

Substraty (czyli to co reaguje) -----r-e-a-k-c-j-a----> produkty (czyli to co nam powstaje)

Reakcje chemiczne dzielimy ze względu na wydzielaną lub dostarczaną energię na egzo- i endotermiczne. Jeśli do układu musimy dostarczać ciepło to reakcja jest endotermiczna jeśli wydziela się ciepło jest egzotermiczna.
Zawsze te dwie mi się myliły ale jest na to prosty sposób. Egzo skojarzyło mi się z egzotycznymi miejscami, czyli  tam gdzie jest bardzo ciepło - mieszanina jest gorąca. Enod to tak jak End na końcu niektórych bajek czyli koniec. Mieszaninie skończyło się ciepło i trzeba go jej dostarczyć. Możecie wymyślić własne skojarzenie które wam pomoże to zapamiętać.

Mamy trzy typy reakcji chemicznych:

Syntezy (łączenia) czyli z dwóch lub więcej substancji powstaje jedna
A + B = AB
np: C + O2 ---> CO2

Analizy (rozkładu) czyli z jednej substancji powstają dwie lub więcej
AB = A + B
np: C12H22O11 ---> 12C + 11H2O

Wymiany czyli wymienia się grupa lub grupy pierwiastków
A +BC = AC + B
AB + CD = AD + CB
np: 2NaOH + CuSO4 ---> Na2SO4 + Cu(OH)2


Teraz jak to się robi (mam nadzieję że matma wam nie straszna?)

Musimy przeprowadzić reakcję czyli albo synteza, albo analiza albo wymiana a potem trzeba uzgodnić współczynniki stechiometryczne (te duże cyferki przed związkami). Na początek potrzebujemy wiedzieć jakie mamy substraty i ilu wartościowe są
np: Węgiel (II) oraz Tlen i chcemy je połączyć
Nad pierwiastkami piszemy ich wartościowość dla ułatwienia a potem spisujemy ją na krzyż, jeśli jest taka sama to liczby się skracają tak jak w tym przypadku

Ale to jeszcze nie koniec, teraz trzeba uzgodnić współczynniki stechiometryczne. Popatrzcie, tlenu po lewej stronie jest więcej bo dwie cząsteczki a po prawej tylko jedna dlatego żeby się zgadzało musimy dopisać 2 Przed C oraz 2 przed CO. Tych małych cyferek na dole już nie wolno nam ruszać.

Dopiero teraz się wszystko zgadza


Kolejny przykład ale teraz macie sami pomyśleć jak to przebiega

Miedź (III) oraz Tlen

Cu + O2 ---> Cu2O3

Dopisujemy współczynniki żeby liczby pierwiastków po obu stronach się zgadzały

4Cu + 3O2 ---> 2Cu2O3

Sprawdzamy czy liczby się zgadzają 4Cu = 2*2Cu    3*2O=2*3O
Wszystko jest ok więc równanie zakończone

Ćwiczenia dla was:
1.Dopisać jeśli trzeba współczynniki stechiometryczne tak żeby równanie się zgadzało

a) Miedź (II) i Tlen
Cu + O2 ---> CuO

b) Żelazo (III) i Siarka (II)
Fe + S ---> Fe2S3
 
c)Rtęć (II) i Siarka (II)
 Hg + S ---> HgS

 2. Zapisać równanie syntezy:

a) Tlen i Wodór
b) Magnez i Siarka (II)
c) Żelazo (III) i Tlen

Kilka gazów o których trzeba coś wiedzieć

Przedewszystkim trzeba wiedzieć co nieco o tlenie O2

Tlen jest pierwiastkiem który w normalnych warunkach występuje w formie dwuatomowej czyli ma postać O2 . Jest bezbarwny i bezwonny, cięższy od powietrza. Podtrzymuje reakcje spalania czyli właśnie gwałtowne łączenie się innych pierwiastków z tlenem. Jest też słabo rozpuszczalny w wodzie oraz niezbędny do podstawowych funkcji życiowych.

Kiedy chcemy odróżnić tlen od innego gazu możemy włożyć do próbówki żarzące się łuczywko. Powinno wtedy zapłonąć jasnym światłem.

Kolejnym ważnym gazem jest Wodór H

Wodór to najlżejszy gaz, jest około 14,4 raza lżejszy od powietrza. Jest bezbarwny i bezwonny. Słabo rozpuszcza się w wodzie. Jest to pierwiastek o przeciętnej aktywności jednak w podwyższonej temperaturze reaguje z aktywnymi metalami oraz większością niemetali. Na uwagę zasługuje reakcja wodoru z tlenem która jest wybuchowa w szczególności w proporcji 2:1. Produktem tej reakcji jest woda.

Kiedy przyjdzie wam do rozróżnienia wodoru od innego gazu to wystarczy go podpalić ponieważ czysty wodór spala się z charakterystycznym pyknięciem.

Tlenek węgla (IV) CO2

Dwutlenek węgla jest około półtora raza cięższy od powietrza. W powietrzu które wdychamy jest go około 21 % natomiast wydychanym około 4-5 % mniej. Duża ilość tego gazu w powietrzu wywołuje zmęczenie rozdrażnienie i ból głowy. Tlenek węgla (IV) jest bezbarwnym i bezwonnym gazem, dobrze rozpuszcza się w wodzie (woda sodowa czyli po prostu gazowana). CO2 jest też tak zwanym gazem cieplarnianym czyli ma zdolność gromadzenia ciepła.

Żeby go odróżnić wykorzystujemy wodę wapienną która w obecności Dwutlenku węgla mętnieje.
Uwaga nie mylić tego gazu z tlenkiem węgla (II) czyli czadem, który jest lżejszy od powietrza, silnie trujący i wiąże się z krwią około 300 razy łatwiej niż tlen.

Azot N2

Jest biernym składnikiem powietrza, nie podtrzymuje funkcji życiowych między innymi dlatego żę jest bardzo mało aktywny. W powietrzu pełni rolę rozpuszczalnika tlenu ponieważ oddychanie czystym tlenem skończyłoby się wyniszczeniem organizmu.Azot jest bezbarwnym i bezwonnym gazem nieco lżejszym od powietrza. Jest bardzo mało aktywny i słabo rozpuszczalny w wodzie jednak pod zwiększonym ciśnieniem rozpuszcza. Wykorzystuje się go w wielu nawozach dl roślin.
Ciekawostka: Już nie stosuje się tak jak kiedyś tego gazu przy butlach dla nurków. Azot wtedy rozpuszczał się w ich krwi i proces wypływania na powierzchnię trwał znacznie dłużej gdyż szybkie wynurzenie spowodowałoby zmniejszenie ciśnienia i rozerwania człowieka od środka. Za to aktualnie wykorzystuje się hel.
Pewnie większość z was słyszała też o ciekłym azocie, potrafi on bardzo silnie mrozić...

Helowce czyli He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn

Helowce nie wchodzą praktycznie w reakcje ponieważ mają oktet lub dublet (w przypadku helu) elektronowy na ostatniej orbicie, dlaczego akurat tak wyjaśnię kiedy indziej.

Hel najlżejszy z gazów szlachetnych. Jest ponad 7 razy lżejszy od powietrza. Odkryto go na słońcu gdyż daje on charakterystyczną barwę po podgrzaniu. Stąd też nazwa hel - od helium czyli słońce

Neon i Argon pobudzane prądem elektrycznym świecą na niebiesko i czerwono. Wykorzystuje się je w lampach reklamowych czyli właśnie w tych znanych wszystkim neonach
Krypton oraz ksenon również świecą i znalazły zastosowanie w niektórych lampach

Radon występuje w bazdzo niewielkich ilościach w powietrzu. Tak zwane kompiele radonowe są stosowane w leczeniu niektórych chorób.

Wartościowość

Żeby zrozumieć wartościowość jest bardzo prosty sposób. Wyobrażamy sobie, że nasz pierwiastek ma rączki. Ilość rączek dla danego atomu może być różna ponieważ niektóre pierwiastki mają dwie lub więcej możliwych wartościowości. Grupa pierwsza w tablicy zawsze jest jedno wartościowa. Grupa druga jest zawsze dwu wartościowa. Zn - jest dwu wartościowy, Al - trój wartościowe i O czyli tlen dwu wartościowy. Reszta pierwiastków takich jak np:Siarka ma kilka wartościowości ale nikt nie będzie od was wymagał żebyście pamiętali je wszystkie.

Teraz nasz pierwiastek może złapać się z rączkę z innym pierwiastkiem i stworzyć związek.
Jeśli np.: tlen ma dwie rączki i chce złapać 2 wodory,  (wodór ma jedną rączkę) żeby stworzyć wodę To wygląda to tak:

Wszystkie rączki w związku muszą być zawsze złapane, Czasami pierwiastki łapią się podwójnie za ręce np tlen dwuatomowy O2 i wtedy wygląda to tak:

 
 

Kiedy mamy nazwę jakiegoś związku to w nawiasie podajemy rzymskimi liczbami wartościowość, wyjątkiem są te związki w których oczywista jest ta liczba czyli właśnie Zn, Al, O oraz 1 i 2 grupa układu okresowego.

Nazwa: Tlenek Miedzi (II) oznacza że w związku mamy tlen i dwu wartościową miedź. I to cała filozofia :)

Ćwiczenie dla was
macie podać jakie pierwiastki i ilu wartościowe mają te związki:
 Tlenek węgla (IV)
Tlenek glinu
Tlenek miedzi (III)
Tlenek Magnezu