Előrejelzés
A 2 H2 + O2 → 2 H2O reakció mely besorolásai helyesek egyszerre?
Válaszolj a kérdésre, majd ellenőrizd a válaszod, és olvasd el a magyarázatot. Ebben a gyakorló nézetben a válaszokat nem mentjük.
A téma lényege
Reakciók besorolása részecskeszám, protonátadás, elektronátadás és a vizes oldatban megjelenő hajtóerő alapján.
A jegyzet a A kémiai reakciók típusai vizsgán szükséges fogalmait, összefüggéseit, egyenleteit és számítási lépéseit rendezi egyetlen áttekinthető tanulólapba.
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.
Kulcsfogalmak
- Brønsted-sav és -bázis
- amfotéria
- pH és vízionszorzat
- oxidáció és redukció
- csapadék
- közömbösítés
A kulcsgondolat: ugyanaz a reakció több szempont szerint is besorolható
Az egyesülés–bomlás–kicserélődés felosztás azt nézi, hányféle anyagból hányféle anyag keletkezik. A sav-bázis besorolás protonátadást, a redoxi besorolás elektronátadást és oxidációsszám-változást követ. Vizes oldatban különösen fontos, hogy a reakciót csapadék, gáz vagy kevéssé disszociáló részecske, például víz képződése hajtja-e.
Besorolás a kiindulási anyagok és termékek száma szerint
| Típus | Általános minta | Példa | Lényeg |
|---|---|---|---|
| Egyesülés | A + B → AB | 2 H2 + O2 → 2 H2O | Több anyagból egyféle termék |
| Bomlás | AB → A + B | CaCO3 → CaO + CO2 | Egy anyagból többféle termék |
| Kicserélődés | AB + CD → AD + CB | AgNO3 + NaCl → AgCl + NaNO3 | A részecskék partnert cserélnek |
A megfordítható bomlást disszociációnak, egy vegyület elemeiből vagy kisebb egységekből történő előállítását szintézisnek is nevezhetjük.
Protonátadás vagy elektronátadás?
Sav-bázis reakcióban a sav protont ad át, a bázis protont vesz fel. Közömbösítéskor a lényegi részecskeegyenlet: H+(aq) + OH−(aq) → H2O(l).
Redoxireakcióban az oxidálódó részecske elektront ad le, oxidációs száma nő; a redukálódó részecske elektront vesz fel, oxidációs száma csökken. Az oxidálószer maga redukálódik, a redukálószer maga oxidálódik.
Egy reakció lehet egyszerre például egyesülés és redoxi, vagy kicserélődés és sav-bázis reakció.
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.
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−
Döntési térkép vizes oldatok kicserélődési reakcióihoz
Ábra szöveges leírása
| Hajtóerő | Nettó ionegyenlet példája |
|---|---|
| Csapadékképződés | Ag+ + Cl− → AgCl(s) |
| Gázfejlődés | HCO3− + H+ → CO2(g) + H2O(l) |
| Víz képződése | H+ + OH− → H2O(l) |
| Nincs hajtóerő | nincs nettó ionreakció |
Kidolgozott lépés
Azonosítsd a megváltozó ionokat, majd írd fel a nettó ionegyenletet.
Teljes példa: ezüst-klorid csapadék
Válaszolj a kérdésre, majd ellenőrizd a válaszod, és olvasd el a magyarázatot. Ebben a gyakorló nézetben a válaszokat nem mentjük.
AgNO3(aq) + NaCl(aq) → AgCl(s) + NaNO3(aq). Ionokra bontva: Ag+ + NO3− + Na+ + Cl− → AgCl(s) + Na+ + NO3−. A Na+ és NO3− nézőion, ezért a nettó egyenlet: Ag+(aq) + Cl−(aq) → AgCl(s).
Alkalmazási feladat
A Zn(s) + 2 H+(aq) → Zn2+(aq) + H2(g) folyamatról mely állítások helyesek?
Válaszolj a kérdésre, majd ellenőrizd a válaszod, és olvasd el a magyarázatot. Ebben a gyakorló nézetben a válaszokat nem mentjük.
Felidéző gyakorlás
Melyik nettó ionegyenlet ír le csapadékképződést?
Válaszolj a kérdésre, majd ellenőrizd a válaszod, és olvasd el a magyarázatot. Ebben a gyakorló nézetben a válaszokat nem mentjük.
Nyisd le, ha a részletes követelményszöveget szeretnéd ellenőrizni. A tanuláshoz először a fenti összefoglalót használd.
1.5.4 — A kémiai reakciók típusai
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.
Gyors önellenőrzés
- Idézd fel a kulcsfogalmakat a jegyzet visszaolvasása nélkül.
- Oldd meg újra a két választási helyzetet, és indokold a hibás válaszokat is.
- Alkalmazd a gondolatmenetet egy új anyagra, adatsorra vagy kísérleti leírásra.