Bejelentkezés

A 2024-től alkalmazott kémiaérettségi-követelmények alapján

1.5.4 — A kémiai reakciók típusai

Sav–bázis, redoxi, csapadékképződési, gázfejlődési és összetett reakciók felismerése és egyenletei.

Emelt szint

Haladás mentése · Bejelentkezés

Felidéző gyakorlás

AgNO3(aq) és NaCl(aq) keverésekor melyik a nettó ionegyenlet?

Válassz, indokold magadban, majd csak ezután fedd fel a magyarázatot.

Válaszolj a kérdésre, majd ellenőrizd a válaszod, és olvasd el a magyarázatot. Ebben a gyakorló nézetben a válaszokat nem mentjük.

Válassz egy választ

A téma lényege

Sav–bázis, redoxi, csapadékképződési, gázfejlődési és összetett reakciók felismerése és egyenletei.

A vizsgán az állításokat szerkezetből vagy részecskemodellből kell indokolnod, majd egyenlettel, adattal, számítással vagy kísérleti bizonyítékkal alkalmaznod.

Amit biztosan tudnod kell

  • A reakciókat több szempont szerint osztályozzuk: egyesülés, bomlás, csere; exoterm vagy endoterm; gyors vagy lassú; egyensúlyra vezető vagy gyakorlatilag teljes; protonátmenettel vagy elektronátmenettel járó.
  • Brønsted-sav protont ad át, Brønsted-bázis protont vesz fel. A sav és a protonleadás után maradó részecske, illetve a bázis és protonfelvétel után képződő részecske konjugált pár.
  • Erős sav vagy bázis híg vizes oldatban gyakorlatilag teljesen ionizál; a savi erősség nem azonos a koncentrációval. Semlegesítés nettó ionegyenlete H3O+ + OH− → 2H2O.
  • Redoxireakcióban oxidáció és redukció egyszerre történik. Oxidáció elektronleadás és oxidációsszám-növekedés; redukció elektronfelvétel és oxidációsszám-csökkenés.
  • Az oxidálószer elektront vesz fel és redukálódik; a redukálószer elektront ad le és oxidálódik. Az elektronmérlegben a leadott és felvett elektronok száma azonos.
  • Csapadékképződésnél, gázfejlődésnél vagy gyenge elektrolit képződésénél az ioncsere-reakció nettó irányba haladhat. A nettó ionegyenletből a nézőionokat el kell hagyni.
  • Amfoter részecske a partnerétől függően savként vagy bázisként viselkedhet. A víz, a HCO3− és a H2PO4− tipikus amfiprotikus részecske.
  • A redoxiegyenlet ion–elektron módszerrel rendezhető: atomok, majd töltés rendezése; savas közegben H2O/H+, lúgos közegben végül OH− használata; a félreakciók elektronjainak kiegyenlítése és egyszerűsítés.
  • Diszproporcionálódáskor ugyanaz az anyag oxidálódik és redukálódik, szinproporcionálódáskor két oxidációs állapot köztes állapotot ad.

Kulcsfogalmak

  • Brønsted-sav és -bázis
  • amfotéria
  • pH és vízionszorzat
  • oxidáció és redukció
  • csapadék
  • közömbösítés
  • nettó ionegyenlet
  • savállandó
  • vízionszorzat
  • hidrolízis
  • oxidációs szám
  • komplexképződés

Sav–bázis: protonátadás

A Brønsted-sav protont ad át, a Brønsted-bázis protont vesz fel. A víz amfoter: HCl mellett bázisként H3O+-t képez, NH3 mellett savként OH− képződéséhez ad protont. Erős sav vagy bázis vizes oldatban nagy mértékben alakul ionokká; ez nem azonos a töménységgel.

25 °C-on semleges oldatban [H3O+] = [OH−], pH = 7. Savas oldat pH-ja 7-nél kisebb, lúgosé nagyobb. Az indikátor színe tartományt jelez, nem önmagában „méri meg” pontosan a pH-t.

Redoxi: elektron és oxidációs szám

Oxidáció elektronleadás és oxidációsszám-növekedés; redukció elektronfelvétel és oxidációsszám-csökkenés. Az oxidálószer elektront vesz fel, tehát redukálódik; a redukálószer elektront ad le, tehát oxidálódik. A két részfolyamat mindig együtt történik.

Az oxidációs szám könyvelési eszköz. Elemi állapotban 0; egyszerű ionban az ion töltése. Semleges vegyületben az oxidációs számok összege 0, összetett ionban az ion töltése.

Mi hajt egy vizes ionreakciót?

Ioncsere akkor jár nettó változással, ha rosszul oldódó csapadék, gyenge elektrolit (például víz) vagy eltávozó gáz képződik. AgNO3(aq) + NaCl(aq) esetén a nettó folyamat Ag+(aq) + Cl−(aq) → AgCl(s). Közömbösítéskor H3O+ és OH− vízzé alakul.

Egy reakció több szempont szerint is besorolható: a metán égése redoxi, égési és exoterm folyamat. A címke után mindig a bizonyító részecske- vagy oxidációsszám-változást add meg.

Ionegyenlet: csak a változó részecskék

Az erős, jól oldódó elektrolitokat ionokra bontjuk, a csapadékot, gázt, gyenge elektrolitot és tiszta folyadékot egyben hagyjuk. Azonos ionokat mindkét oldalról egyszerűsítünk, majd atom- és töltésmérleget ellenőrzünk. Példák: Ag++Cl−→AgCl(s); CO32−+2H3O+→CO2+3H2O; Cu2++4NH3⇌[Cu(NH3)4]2+.

Sav–bázis egyensúlyok

Brønsted-sav protont ad, bázis protont vesz fel; konjugált párok egy protonban különböznek. Ks=[H3O+][A−][HA], Kb=[HB+][OH−][B]. A vízionszorzat 25 °C-on Kw=[H3O+][OH−]=10−14. Só hidrolízisénél az ion és víz sav–bázis reakciója alakítja a pH-t; a semlegesítés pontosan pH=7 eredményt csak megfelelő erős sav–erős bázis és körülmények mellett ad.

Redoxirendezés

Oxidációsszám-módszernél jelöld a változó atomokat, számítsd az egy atomra jutó változást, egyenlítsd ki az átadott elektronok számát, majd rendezd a többi atomot és ellenőrizd a töltést. Ionos félreakciós módszernél savas közegben H2O, H+ és e−; lúgos közegben a savas rendezés után OH− használható. Az oxidálószer redukálódik, a redukálószer oxidálódik.

Vízionszorzat 25 °C-on

Kv = [H3O+]·[OH−] = 10−14

Közömbösítés nettó ionegyenlete

H3O+(aq) + OH−(aq) → 2 H2O(l)

Víz autoprotolízise

2H2O(l) ⇌ H3O+(aq) + OH−(aq)

Semlegesítés

H3O+(aq) + OH−(aq) → 2H2O(l)

Elektronmérleg

Σ leadott e− = Σ felvett e−

Savállandó

Ks = [H3O+][A−] / [HA]

Vízionszorzat 25 °C-on

Kw = [H3O+][OH−] = 1,0·10−14

Reakcióegyenlet ellenőrzési fája

Reakcióegyenlet ellenőrzési fájaA hajtóerő azonosítása után a megfelelő ion- vagy redoxiegyenlet készül, majd az atom-, töltés- és közegellenőrzés zárja a megoldást.hajtóerő / sav-bázis / redoxrendezettrészecskeegyenletatom + töltés +közeg
Ábra szöveges leírása
LépésJelentés
1.hajtóerő / sav-bázis / redox
2.rendezett részecskeegyenlet
3.atom + töltés + közeg
A hajtóerő azonosítása után a megfelelő ion- vagy redoxiegyenlet készül, majd az atom-, töltés- és közegellenőrzés zárja a megoldást.

Módszer kiválasztása

Melyik állítás helyes NH4Cl vizes oldatára?

Válassz, indokold magadban, majd csak ezután fedd fel a magyarázatot.

Válaszolj a kérdésre, majd ellenőrizd a válaszod, és olvasd el a magyarázatot. Ebben a gyakorló nézetben a válaszokat nem mentjük.

Válassz egy választ

Alkalmazási feladat

Melyik állítás javítja pontosan ezt a tévedést: „A közömbösítés és a semleges kémhatás nem ugyanaz”?

Válassz, indokold magadban, majd csak ezután fedd fel a magyarázatot.

Válaszolj a kérdésre, majd ellenőrizd a válaszod, és olvasd el a magyarázatot. Ebben a gyakorló nézetben a válaszokat nem mentjük.

Válassz egy választ
Hivatalos követelmények (34 pont)

Középszintű követelmények

Kémiai reakció

  • Fogalmak: kémiai reakció fogalma, aktiválási energia
  • Elvárt művelet: Értse a kémiai reakciók létrejöttének feltételeit (ütközés, hatásos ütközés). Tudja jelölni az aktiválási energiát az energiadiagramon.

Képlet

  • Fogalmak: összegképlet fogalma és fajtái (tapasztalati és molekulaképlet), szerkezeti képlet fogalma és fajtái (elektronképlet, konstitúciós képlet stb.)
  • Elvárt művelet: Adja meg a tanult vegyületek tapasztalati képletét, illetve molekulaképletét.

Kémiai egyenlet

  • Fogalmak: sztöchiometriai egyenlet, tömegmegmaradás törvénye, töltésmegmaradás elve
  • Elvárt művelet: Értelmezze a kémiai egyenlet minőségi és mennyiségi jelentéseit. Értse az egyszerű sztöchiometriai egyenletek írásának alapelveit. Rendezzen egyszerű sztöchiometriai egyenleteket.

Sav-bázis reakciók

  • Fogalmak: értékűség, Brønsted-sav, Brønsted-bázis, amfotéria, sav- és báziserősség
  • Elvárt művelet: Értelmezze a víz amfotériáját.

A vizes oldatok kémhatása

  • Fogalmak: a víz autoprotolízise, a pH definíciója, a vízionszorzat és értéke, savas, lúgos és semleges kémhatás
  • Elvárt művelet: Értelmezze az autoprotolízis egyenletét, kvalitatíve a savas, lúgos és semleges kémhatást, kvalitatíve a pH-t (25 °C-ra vonatkoztatva), a sav- és lúgoldatok kerek egész számú pH-értékének kapcsolatát az oldat oxónium-, illetve hidroxidion-koncentrációjával. Állapítsa meg adott oldat kémhatását (savasság, lúgosság, annak mértéke), hasonlítsa össze oldatok kémhatását a pH értékük alapján, becsülje meg a sav- és lúgoldat hígításakor, töményítésekor bekövetkező pH-változás irányát.

Sav-bázis indikátorok

  • Fogalmak: univerzál indikátor és pH-papír, fenolftalein, lakmusz, növényi indikátorok
  • Elvárt művelet: Értelmezzen egyszerű kémcsőkísérleteket a kémhatás vizsgálatával kapcsolatban (univerzál indikátor és pH papír használatával). Jelezze a tanult indikátorok várható színét a különböző kémhatású oldatokban.

Közömbösítés

  • Fogalmak: közömbösítés
  • Elvárt művelet: Értse a közömbösítés lényegét, a fém-oxidok és savoldatok reakcióit, a nemfém-oxidok és lúgoldatok reakcióit. Jelölje a lúg- és savoldatok, a fém-oxidok és savoldatok, a nemfém-oxidok és lúgoldatok közötti reakciókat sztöchiometriai egyenlettel.

Elektron- átmenettel járó reakciók

  • Fogalmak: oxidáció és redukció, oxidáló- és redukálószer
  • Elvárt művelet: Értelmezze az oxidációt és a redukciót, valamint az oxidálószer és redukálószer fogalmát konkrét példa alapján. Értelmezze az oxidációt és redukciót, valamint az oxidáló- és redukálószer fogalmát tanult vagy megadott szervetlen kémiai reakciókban. Elemezzen egyszerű kísérleteket a redoxireakciókkal kapcsolatban.

Egyéb, vizes oldatban végbemenő kémiai reakciók

  • Fogalmak: csapadék, gázfejlődés
  • Elvárt művelet: Értelmezze a csapadékképződési reakciókat és a gázfejlődési reakciókat a szerves és szervetlen kémiai tanulmányai során megismert konkrét példákon. Írja fel a csapadékképződési és a gázfejlődési reakciók sztöchiometriai egyenleteit. Elemezze a vizes oldatban lezajló különböző kémiai reakciókkal kapcsolatos egyszerű kísérleteket.

Egyéb reakciók

  • Fogalmak: egyesülés, bomlás
  • Elvárt művelet: Sorolja be a tanult kémiai reakciókat a megfelelő reakciótípusba.

További emelt szintű követelmények

Kémiai egyenlet

  • Fogalmak: ionegyenlet
  • Elvárt művelet: Értse az egyszerű ionegyenletek írásának alapelveit. Írja fel vizes oldatban lezajló reakciók ionegyenleteit.

Sav-bázis reakciók

  • Fogalmak: sav és bázis fogalma Arrhenius szerint, savállandó és bázisállandó (K, K ), disszociációfok s b
  • Elvárt művelet: Értelmezze a K és K kapcsolatát az egyensúlyi s b koncentrációkkal. Értse a sav- és báziserősség, valamint a K és K kapcsolatát. s b Értelmezze a Brønsted-féle sav-bázis párokat. Ismerje fel a Brønsted-féle sav-bázis párokat a tanult egyértékű savak, illetve bázisok, valamint a többértékű savak és a víz reakciójában, valamint egyéb (pl. CO 2- + H O+) reakciókban. 3 3 Értelmezze az amfotériát megadott egyensúlyi folyamatok alapján, valamint a nemvizes közegben végbemenő sav-bázis reakciókat megadott példák alapján.

A vizes oldatok kémhatása

  • Elvárt művelet: Értelmezze a vízionszorzatot (levezetéssel együtt). Értelmezze a sav, illetőleg bázis vízbe kerülésekor lejátszódó egyensúly eltolódást, tudja megbecsülni az erős és gyenge savból, illetve bázisból készült, azonos koncentrációjú oldatok pH-viszonyát.

Sav-bázis indikátorok

  • Fogalmak: metilnarancs

Közömbösítés

  • Fogalmak: semlegesítés
  • Elvárt művelet: Értse a közömbösítés és a semlegesítés közti kapcsolatot, a sav-bázis titrálás elvi alapjait. Jelölje a lúg- és savoldatok, a fém-oxidok és savoldatok, a nemfém-oxidok és lúgoldatok közötti reakciókat ionegyenlettel.

Sók hidrolízise

  • Elvárt művelet: Állapítsa meg és értelmezze a sók hidrolízisét, megadva vizes oldatuk kémhatását; jelölje a folyamatot ionegyenlettel.

Elektron- átmenettel járó reakciók

  • Fogalmak: oxidációs szám fogalma.
  • Elvárt művelet: Értse az oxidációs szám kiszámításának szabályait, az oxidációs szám alapján történő egyenletrendezés elveit. Számítsa ki az oxidációs számokat molekulákban, összetett ionokban. Állapítsa meg az oxidáció és redukció folyamatát, valamint az oxidálószert és redukálószert. Értelmezzen redoxireakciókat az oxidációsszám-változás alapján. Rendezzen oxidációs számok alapján a redoxi egyenleteket.

Egyéb, vizes oldatban végbemenő kémiai reakciók

  • Fogalmak: komplexképződés
  • Elvárt művelet: Értelmezze ionegyenlettel a csapadékképződési reakciókat és a komplexképződési reakciókat konkrét példán. Értelmezze ionegyenlettel a gázfejlődési reakciókat. Írja fel a csapadékképződési reakciók ionegyenletét a tanult vagy megadott csapadékok esetében. Írja fel a komplex-képződési reakciók sztöchiometriai és ionegyenletét a tanult, illetve megadott képletű komplexek esetében. Írja fel gázfejlődési reakciók ionegyenletét.

Egyéb reakciók

  • Fogalmak: disszociáció

Szóbeli átvitel

Mondd el 90 másodpercben: definíció → szerkezeti/részecskemodell → jellegzetes adat vagy megfigyelés → rendezett egyenlet → egy alkalmazás és biztonsági/környezeti feltétel. Ezután válaszolj egy „mi változna, ha…?” kérdésre.

Ismétlési ciklus

  1. 24 órán belül: zárt könyvvel írd le a három fő oksort.
  2. 3–4 nap múlva: oldd meg újra az alkalmazást, és javítsd a tévképzetet.
  3. 1–2 hét múlva: kapcsolj hozzá egy másik témakört vagy kísérletet.