გაკვეთილის თემაა „ჟანგვა-აღდგენითი რეაქციები“.
მიზნები:
საგანმანათლებლო: გვგააცნოს მოსწავლეებს ქიმიური რეაქციების ახალი კლასიფიკაცია ელემენტების დაჟანგვის მდგომარეობების ცვლილებაზე - დაჟანგვა-აღდგენითი რეაქციები (ORR).ჩამოაყალიბეთ კონცეფციაოქსიდაციურად - აღდგენითირეაქციები, როგორც ქიმიური რეაქციები, რომლებიც დაფუძნებულია ელემენტების ჟანგვის მდგომარეობის ცვლილებაზე. მიეცით ცნებები "ჟანგვის აგენტი" და "შემამცირებელი აგენტი". ახასიათებს ჟანგვის და შემცირების პროცესების ერთიანობა და უწყვეტობა, ასწავლეთ მოსწავლეებს კოეფიციენტების დალაგება ელექტრონული ბალანსის მეთოდით.
საგანმანათლებლო: გვგანაგრძეთ ქიმიური რეაქციების განტოლებების შედგენის უნარების გამომუშავება. წვლილი შეიტანეთ სტუდენტების ჰორიზონტის გაფართოებაში, შეიმუშავეთ მიღებული ცოდნის გამოყენების უნარები გარემომცველი სამყაროს ფენომენების ასახსნელად.განაგრძეთ ლოგიკური აზროვნების, ანალიზისა და შედარების უნარების განვითარება.ლაბორატორიულ აღჭურვილობასთან და ქიმიურ რეაგენტებთან მუშაობის პრაქტიკული უნარ-ჩვევების გაუმჯობესება; შეავსოს მოსწავლეთა ცოდნა ქიმიის ლაბორატორიაში მუშაობის წესების შესახებ. დაკვირვებისა და დასკვნების გაკეთების უნარის განვითარება.
საგანმანათლებლო: დან ხელი შეუწყოს ინტერპერსონალური კომუნიკაციის კულტურის ჩამოყალიბებას ერთმანეთის მოსმენის, ერთმანეთის კითხვების დასმის, ამხანაგების პასუხების ანალიზის, მუშაობის შედეგის პროგნოზირებისა და საკუთარი ნამუშევრის უნარის მაგალითის საშუალებით.მოსწავლეებში მეცნიერული მსოფლმხედველობის ჩამოყალიბება და სამუშაო უნარების გაუმჯობესება.
გაკვეთილის ტიპი: ახალი მასალის სწავლა.
დიდაქტიკური მიზნები:ახალი საგანმანათლებლო ინფორმაციის ბლოკის ინფორმირებულობისა და გააზრების პირობების შექმნა.
გაკვეთილის ფორმატი: გაკვეთილი – დისკუსია პრობლემაზე დაფუძნებული სწავლის ელემენტებთან.
სწავლების მეთოდები:განმარტებითი - საილუსტრაციო, პრობლემური, ნაწილობრივ საძიებო.
გაკვეთილების დროს
ორგანიზების დრო.
მოგზაურობა წარსულში:
მასწავლებელი: III საუკუნეში ძვ.წ. კუნძულ როდოსზე აშენდა ძეგლი ჰელიოსის უზარმაზარი ქანდაკების სახით (ბერძნებს აქვთ მზის ღმერთი). გააოცა ყველა, ვინც დაინახა.(სლაიდზე გვიჩვენებს კოლოსს). დანამდვილებით არ ვიცით. როგორ გამოიყურებოდა ქანდაკება, მაგრამ ცნობილია, რომ იგი ბრინჯაოსგან იყო დამზადებული და დაახლოებით 33 მ სიმაღლეს აღწევდა.ქანდაკება შეიქმნა მოქანდაკე ჰარეტის მიერ, მის აშენებას 12 წელი დასჭირდა. ბრინჯაოს ჭურვი რკინის ჩარჩოზე იყო მიმაგრებული. ღრუ ქანდაკების აგება ქვემოდან დაიწყო და, როგორც ის იზრდებოდა, ქვებით ავსეს, რათა უფრო მდგრადი ყოფილიყო, მშენებლობის დასრულებიდან დაახლოებით 50 წლის შემდეგ, კოლოსი ჩამოინგრა. მიწისძვრის დროს ის მუხლების დონეზე გატყდა. მეცნიერები თვლიან, რომ ამ სასწაულის მყიფეობის მიზეზი ლითონის კოროზია იყო, ხოლო კოროზიის პროცესი ეფუძნება რედოქს რეაქციებს.ბლოკნოტში ჩაწერეთ გაკვეთილის თემა: „ჟანგვითი- აღდგენითირეაქციები."
ასე რომ, დღეს გაკვეთილზე გავეცნობით რედოქს რეაქციებს და გავარკვევთ, რა განსხვავებაა მეტაბოლურ რეაქციებსა და რედოქს რეაქციებს შორის. მოდით ვისწავლოთ რეაქციებში ჟანგვის და შემცირების აგენტის იდენტიფიცირება. მოდით ვისწავლოთ ელექტრონების მიცემის და მიღების პროცესების დიაგრამა.
ცოდნის განახლება.
დასაწყისისთვის, გავიხსენოთ რა არის ჟანგვის რიცხვი და როგორ განისაზღვრება ჟანგვის რიცხვი მარტივ და რთულ ნივთიერებებში.
ჟანგვის რიცხვი არის ატომის პირობითი მუხტი ნაერთში. ჟანგვის მდგომარეობა ემთხვევა ვალენტობას, მაგრამ ვალენტობისგან განსხვავებით, ჟანგვის მდგომარეობა უარყოფითია.
ჟანგვის მდგომარეობის განსაზღვრის წესები:
1. თავისუფალ ატომებსა და მარტივ ნივთიერებებს აქვთ ჟანგვის მდგომარეობა 0:
ნა, ჰ 2 , ნ 2 , ს, ალ, ფ 2 .
2. ყველა ნაერთში ლითონებს აქვთ დადებითი დაჟანგვის მდგომარეობა (მისი მაქსიმალური მნიშვნელობა უდრის ჯგუფის რიცხვს):
ა) I +1 ჯგუფის მთავარი ქვეჯგუფის ლითონებისთვის;
ბ) II +2 ჯგუფის მთავარი ქვეჯგუფის ლითონებისთვის;
გ) ალუმინს აქვს +3.
3. ნაერთებში ჟანგბადს აქვს ჟანგვის მდგომარეობა -2
(გამონაკლისიო +2 ფ 2 და პეროქსიდები:ჰ 2 ო 2 -1 ; კ 2 ო 2 -1 ).
4. არალითონებთან ნაერთებში წყალბადს აქვს ჟანგვის მდგომარეობა +1, ხოლო მეტალებთან -1.
5. ნაერთებში ყველა ატომის ჟანგვის მდგომარეობების ჯამი არის 0.
ჰ +1 კლ -1 ჰ 2 +1 ს -2 ჰ 2 +1 ს +6 ო 4 -2
1 - 1 = 0 (2 1) - 2 = 0 (1 2) + 6 - (2 4) = 0
ახალი თემის შესწავლა.
მე-8 კლასში გაეცანით კომბინაციის, დაშლის, ჩანაცვლებისა და გაცვლის რეაქციებს.ქიმიური რეაქციების ეს კლასიფიკაცია ემყარება საწყისი და მიღებული ნივთიერებების რაოდენობას და შემადგენლობას. განვიხილოთ ქიმიური რეაქციები ელემენტების ატომების დაჟანგვის (ელექტრონების შემოწირულობის) და შემცირების (ელექტრონების მოპოვების) თვალსაზრისით. ქიმიური ელემენტების ნიშნების ზემოთ მივუთითებთ მათ ჟანგვის მდგომარეობებს.
შეიცვალა თუ არა ელემენტების ჟანგვის მდგომარეობა ამ რეაქციებში?
პირველ განტოლებაში ელემენტების ჟანგვის მდგომარეობა არ შეცვლილა, მეორეში კი სპილენძსა და რკინას შეეცვალა.
მეორე რეაქცია არის რედოქს რეაქცია.
რეაქციებს, რომლებიც ცვლის ელემენტების დაჟანგვის მდგომარეობებს, რომლებიც ქმნიან რეაქტიულ ნივთიერებებს და რეაქციის პროდუქტებს, ეწოდება რედოქს რეაქციები. ).
რედოქს რეაქციებში ელექტრონები გადადის ერთი ატომიდან, მოლეკულიდან ან იონიდან მეორეზე. ელექტრონების დათმობის პროცესს ე.წდაჟანგვა .
ჰ 2 0 - 2ē 2H + 2 ბრ - - 2ē ძმ 2 0 ს -2 - 2ē S 0
ელექტრონების დამატების პროცესს ე.წაღდგენა :
მნ +4 + 2 ē მნ +2 ს 0 + 2 ē ს -2 ქრ +6 +3ē ქრ +3
ატომები ან იონები, რომლებიც იძენენ ელექტრონებს მოცემულ რეაქციაშიჟანგვის აგენტები და რომლებიც ჩუქნიან ელექტრონებს -რესტავრატორები .
რედოქსის რეაქციების განტოლებების შედგენა.
რედოქსული რეაქციების შედგენის ორი მეთოდი არსებობს – ელექტრონული ბალანსის მეთოდი და ნახევარრეაქციის მეთოდი. აქ ჩვენ შევხედავთ.
ამ მეთოდით შედარებულია ატომების დაჟანგვის მდგომარეობები საწყის ნივთიერებებში და რეაქციის პროდუქტებში და ჩვენ ვხელმძღვანელობთ წესით: შემცირების აგენტის მიერ შემოწირული ელექტრონების რაოდენობა უნდა იყოს ტოლი დაჟანგვის მიერ დამატებული ელექტრონების რაოდენობას. აგენტი.
განტოლების შესაქმნელად, თქვენ უნდა იცოდეთ რეაქტიული ნივთიერებებისა და რეაქციის პროდუქტების ფორმულები. მოდით შევხედოთ ამ მეთოდს მაგალითით.
OVR განტოლებების შედგენის ალგორითმი ელექტრონული ბალანსის მეთოდის გამოყენებით:
შეადგინეთ რეაქციის დიაგრამა.
ალ + HCl → AlCl 3 + ჰ 2
განსაზღვრეთ ელემენტების დაჟანგვის მდგომარეობები რეაგენტებსა და რეაქციის პროდუქტებში.
ალ 0 +H +1 კლ -1 → ალ +3 კლ 3 -1 +H 2 0
დაადგინეთ არის თუ არა რეაქცია რედოქსული თუ ის ხდება ელემენტების ჟანგვის მდგომარეობის შეცვლის გარეშე.
ეს რეაქცია არის OVR
ხაზი გაუსვით იმ ელემენტებს, რომელთა ჟანგვის მდგომარეობა იცვლება.
ალ 0 + ჰ +1 კლ -1 → ალ +3 კლ 3 -1 + ჰ 2 0
დაადგინეთ, რომელი ელემენტი იჟანგება (მისი დაჟანგვის მდგომარეობა იზრდება) და რომელი ელემენტი მცირდება (მისი ჟანგვის მდგომარეობა იკლებს) რეაქციის დროს.
ალ 0 → ალ +3 იჟანგება
ჰ +1 → ჰ 2 0 მიმდინარეობს აღდგენა
დიაგრამის მარცხენა მხარეს გამოიყენეთ ისრები, რათა მიუთითოთ ჟანგვის პროცესი (ელექტრონების გადაადგილება ელემენტის ატომიდან) და შემცირების პროცესი (ელექტრონების გადაადგილება ელემენტის ატომში)
ალ 0 – 3 ē →ალ +3 ჟანგვის პროცესი
2 ჰ +1 + 2 ē →ჰ 2 0 აღდგენის პროცესი
განსაზღვრეთ შემამცირებელი და ჟანგვის აგენტი.
ალ 0 – 3 ē →ალ +3 შემცირების აგენტი
2 ჰ +1 + 2 ē →ჰ 2 0 ოქსიდიზატორი
დააბალანსეთ ელექტრონების რაოდენობა ჟანგვისა და შემცირების აგენტს შორის.
ალ 0 – 3 → ალ +3
2სთ +1 + 2 ē → H 2 0
განსაზღვრეთ ჟანგვის აგენტისა და აღმდგენი აგენტის, ჟანგვის და შემცირების პროდუქტების კოეფიციენტები.
ალ 0 – 3 → ალ +3
x 2
2სთ +1 + 2 ē → H 2 0
x 3
მოათავსეთ კოეფიციენტები ჟანგვის და აღმდგენი აგენტის ფორმულების წინ.
2 ალ+ 6 HCl → 2 AlCl 3 + 3 ჰ 2
შეამოწმეთ რეაქციის განტოლება.
დავთვალოთ ატომების რაოდენობა მარჯვნივ და მარცხნივ, თუ ტოლი რიცხვებია, განტოლება გავათანაბრეთ.
კონსოლიდაცია.
№1. დაადგინეთ ქიმიური ელემენტების ატომების დაჟანგვის ხარისხი მათი ნაერთების ფორმულების გამოყენებით:ჰ 2 ს, ო 2 , ნ.ჰ. 3 , HNO 3 , ფე, კ 2 ქრ 2 ო 7
№2. დაადგინეთ რა ემართება გოგირდის ჟანგვის მდგომარეობას შემდეგი გადასვლების დროს:ჰ 2 ს → ᲘᲡᲔ 2 → ᲘᲡᲔ 3
№3. დაალაგეთ კოეფიციენტები CHR-ში ელექტრონული ბალანსის მეთოდით, მიუთითეთ ჟანგვის (აღდგენის), ჟანგვის (შემმცირებელი) პროცესები; ჩაწერეთ რეაქციები სრული და იონური ფორმით:
ა) Zn + HCl = H 2 + ZnCl 2
ბ) Fe + CuSO 4 = FeSO 4 + Cu
№4.
მოცემულიასქემაგანტოლებებირეაქციები:
თანus + HNO 3
(
განზავებული) = Cu(NO 3
)
2
+ S + NO + H 2
ო
K+H 2
O = KOH + H 2
დაალაგეთ კოეფიციენტები რეაქციებში ელექტრონული ბალანსის მეთოდით.
მიუთითეთ ნივთიერება - ჟანგვის აგენტი და ნივთიერება - აღმდგენი საშუალება.
საშინაო დავალება: გვ 1, სავარჯიშო 1, 6 გვერდი 7.
უკან წინ
ყურადღება! სლაიდების გადახედვა მხოლოდ საინფორმაციო მიზნებისთვისაა და შესაძლოა არ წარმოადგენდეს პრეზენტაციის ყველა მახასიათებელს. თუ გაინტერესებთ ეს ნამუშევარი, გთხოვთ გადმოწეროთ სრული ვერსია.
სახელმძღვანელო:რუძიტის გ.ე., ფელდმანი ფ.გ. ქიმია: სახელმძღვანელო საგანმანათლებლო დაწესებულებების მე-9 კლასისთვის / გ.ე. რუძიტისი, ფ.გ. ფელდმანი. - მე-12 გამოცემა. – M.: განათლება, OJSC “მოსკოვის სახელმძღვანელოები”, 2009. – 191 გვ.
სამიზნე:ჩამოაყალიბონ სტუდენტების გაგება რედოქს პროცესებისა და მათი მექანიზმის შესახებ
Მოსალოდნელი შედეგები
თემა:
მუშაობის დროს მოსწავლეები
შეიძენს
- ქიმიასთან დაკავშირებული ცხოვრებისეული სიტუაციების ანალიზისა და ობიექტურად შეფასების უნარი, ყოველდღიურ ცხოვრებაში გამოყენებული ნივთიერებების უსაფრთხო მოპყრობის უნარები; ეკოლოგიურად სუფთა ქცევის ანალიზისა და დაგეგმვის უნარი ჯანმრთელობისა და გარემოს შენარჩუნების მიზნით
- რეალურად დაკვირვებულ ქიმიურ მოვლენებსა და პროცესებს შორის კავშირის დამყარების უნარი, ახსნას ნივთიერებების მრავალფეროვნების მიზეზები, ნივთიერებების თვისებების დამოკიდებულება მათ სტრუქტურაზე;
დაეუფლოს მეცნიერულ მიდგომას რედოქს რეაქციების განტოლების შედგენისას
მეტასუბიექტი
მუშაობის დროს მოსწავლეები შეძლებს
- ცნებების განსაზღვრა, განზოგადების შექმნა, ანალოგიების დადგენა, კლასიფიკაცია, კლასიფიკაციის საფუძვლებისა და კრიტერიუმების დამოუკიდებლად შერჩევა, მიზეზ-შედეგობრივი კავშირის დამყარება, ლოგიკური მსჯელობის აგება, დასკვნა (ინდუქციური, დედუქციური და ანალოგიით) და დასკვნების გამოტანა;
- საგანმანათლებლო და შემეცნებითი პრობლემების გადასაჭრელად ნიშნებისა და სიმბოლოების, მოდელების და დიაგრამების შექმნა, გამოყენება და გარდაქმნა;
- გამოიყენოს ეკოლოგიური აზროვნება კოგნიტურ, კომუნიკაციურ, სოციალურ პრაქტიკაში და პროფესიულ ხელმძღვანელობაში
პირადი
მუშაობის დროს მოსწავლეები შეიძენს
- გარემოსდაცვითი აზროვნების თანამედროვე დონის შესაბამისი ეკოლოგიური კულტურის საფუძვლები, ცხოვრებისეულ სიტუაციებში ეკოლოგიურად ორიენტირებული ამსახველ-შეფასებითი და პრაქტიკული საქმიანობის გამოცდილება;
2.1. Ქიმიური რეაქცია. ქიმიური რეაქციების პირობები და ნიშნები. ქიმიური განტოლებები.
2.2. ქიმიური რეაქციების კლასიფიკაცია ქიმიური ელემენტების ჟანგვის მდგომარეობის ცვლილების მიხედვით
2.6. რედოქსის რეაქციები. ჟანგვის აგენტი და შემცირების აგენტი.
KIM GIA-ს მიერ გამოცდილი უნარები და აქტივობები
იცოდე / გაიგო
- ქიმიური სიმბოლოები: ქიმიური ნივთიერებების ფორმულები, ქიმიური რეაქციების განტოლებები
- ყველაზე მნიშვნელოვანი ქიმიური ცნებები: ჟანგვის მდგომარეობა, ჟანგვის აგენტი და აღმდგენი აგენტი, დაჟანგვა და შემცირება, რეაქციების ძირითადი ტიპები არაორგანულ ქიმიაში.
1.2.1. ყველაზე მნიშვნელოვანი ქიმიური ცნებების დამახასიათებელი ნიშნები
1.2.2. ყველაზე მნიშვნელოვან ქიმიურ ცნებებს შორის ურთიერთობის არსებობის შესახებ
შედგენა
2.5.3. ქიმიური რეაქციების განტოლებები.
ჩატარების ფორმა: გაკვეთილი ისტ-ის გამოყენებით, მოსწავლეთა საგანმანათლებლო და შემეცნებითი აქტივობების ორგანიზების დაწყვილებული, ინდივიდუალური ფორმების ჩათვლით.
ტრენინგის ხანგრძლივობა: 45 წუთი.
საგანმანათლებლო ტექნოლოგიების გამოყენება: სწავლების ევრისტიკული მეთოდი, თანამშრომლობითი სწავლება
გაკვეთილების დროს
I. პრობლემატიზაცია, აქტუალიზაცია, მოტივაცია – 10 წთ.
ფრონტალური საუბარი
- რა არის ატომები და იონები.
- Რა არის განსხვავება?
- რა არის ელექტრონები?
- რა არის ჟანგვის მდგომარეობა?
- როგორ გამოითვლება ჟანგვის რიცხვი?
დაფაზე მოსწავლეებს სთხოვენ, მოათავსონ ჟანგვის მდგომარეობები შემდეგ ნივთიერებებში:
Сl 2 O 7, SO 3, H 3 PO 4, P 2 O 5, Na 2 CO 3, CuSO 4, Cl 2, HClO 4, K 2 Cr 2 O 7, Cr 2 (SO 4) 3, Al(NO 3) 3, CaSO 4,
NaMnO 4, MnCl 2, HNO 3, N 2, N 2 O, HNO 2, H 2 S, Ca 3 (PO 4) 2
II. ახალი მასალის სწავლა. მასწავლებლის განმარტება. 15 წუთი.
ძირითადი ცნებები (სლაიდი 2):
რედოქსის რეაქციები- ეს არის რეაქციები, რომლებშიც იცვლება ორი ელემენტის დაჟანგვის მდგომარეობა, რომელთაგან ერთი არის აღმდგენი, მეორე კი ჟანგვის აგენტი.
შემცირების აგენტი- ეს არის ელემენტი, რომელიც რეაქციის დროს თმობს ელექტრონებს და თავად იჟანგება
ოქსიდიზატორი- ეს არის ელემენტი, რომელიც იღებს ელექტრონებს რეაქციის დროს და თავად მცირდება
რედოქს განტოლებების შედგენის წესები(სლაიდი 3)
1. ჩაწერეთ რეაქციის განტოლება (სლაიდი 4).
CuS+HNO 3 ->Cu(NO 3) 2 + S + NO+H 2 O
2. მოვაწყოთ ყველა ელემენტის ჟანგვის მდგომარეობა
Cu +2 S -2 +H +1 N +5 O -2 3 -> Cu +2 (N +5 O -2 3) -1 2 + S 0 + N +2 O -2 +H +1 2 O -2
3. გამოვყოთ ელემენტები, რომლებმაც შეცვალეს მათი დაჟანგვის მდგომარეობა
Cu +2 S -2 +H +1 N +5 O -2 3 -> Cu +2 (N +5 O -2 3) -1 2 + S 0 + N +2 O -2 +H +1 2 O -2
ჩვენ ვხედავთ, რომ რეაქციის შედეგად შეიცვალა ორი ელემენტის ჟანგვის მდგომარეობა -
- გოგირდი (S)მთლიანად შეიცვალა (დან – 2 ადრე 0 )
- აზოტი (N)ნაწილობრივ შეიცვალა (დან +5 ადრე +2 შეიცვალა), ზოგი დარჩა +5
4. მოდით ჩამოვწეროთ ის ელემენტები, რომლებმაც შეცვალეს ჟანგვის მდგომარეობა და ვაჩვენოთ ელექტრონების გადასვლა (სლაიდი 5.)
CuS -2 +HN +5 O 3 -> Cu(N +5 O 3) 2 + S 0 + N +2 O+H 2 O
S -2 - 2e S 0
5. შევადგინოთ ელექტრონული ბალანსი და ვიპოვოთ კოეფიციენტები
6. ბალანსში ნაპოვნი კოეფიციენტები ჩავანაცვლოთ განტოლებაში (კოეფიციენტები მითითებულია ნივთიერებებისთვის, რომელთა ელემენტებმა შეცვალეს ჟანგვის მდგომარეობა) (სლაიდი 6).
CuS -2 +HN +5 O 3 -> Cu(N +5 O 3) 2 + 3 S0+ 2 N+2O+H2O
7. გადმოვცეთ გამოტოვებული კოეფიციენტები გათანაბრების მეთოდით
3CuS -2 +8HN +5 O 3 -> 3Cu(N +5 O 3) 2 + 3S 0 + 2N +2 O+4H 2 O
8. ჟანგბადის გამოყენებით შევამოწმოთ განტოლების სისწორე (სლაიდი 7).
ჟანგბადის რეაქციამდე 24 ატომი = ჟანგბადის რეაქციის შემდეგ 24 ატომი
9. დაადგინეთ ჟანგვის აგენტი და აღმდგენი აგენტი და პროცესები - დაჟანგვა და შემცირება
S -2 (CuS-ში) არის შემცირების აგენტი, რადგან აძლევს ელექტრონებს
N +5 (HNO 3-ში) არის ჟანგვის აგენტი, რადგან აძლევს ელექტრონებს
III. შესწავლილი მასალის კონსოლიდაცია (25 წთ)
მოსწავლეებს სთხოვენ დავალების შესრულება წყვილებში.
დავალება 1. 10 წთ. (სლაიდი 8)
მოსწავლეებს სთხოვენ შექმნან რეაქციის განტოლება ალგორითმის შესაბამისად.
Mg+H 2 SO 4 -> MgSO 4 + H 2 S + H 2 O
სამუშაოს შემოწმება
4მგ 0 +5H 2 +1 S +6 O 4 -2 -> 4Mg +2 S +6 O 4 -2 + H 2 +1 S -2 + 4H 2 +1 O -2
| გარდამავალი ე – | ელექტრონების რაოდენობა | NOC | შანსები |
| 2 | 4 | ||
 |
1 |
დავალება 2. 15 წთ. (სლაიდები 9, 10)
მოსწავლეებს სთხოვენ შეავსონ ტესტი(წყვილებში). ტესტის საგნები მოწმდება და დალაგებულია დაფაზე.
კითხვა No1
რომელი განტოლება შეესაბამება რედოქს რეაქციას?
- CaCO 3 = CaO + CO 2
- BaCl 2 + Na 2 SO 4 = BaSO 4 + 2NaCl
- Zn + H 2 SO 4 = ZnSO 4 + H 2
- Na 2 CO 3 + CO 2 + H 2 O = 2 NaHCO 3
კითხვა No2
რეაქციის განტოლებაში 2Al + 3Br 2 = 2AlBr 3 კოეფიციენტი შემცირების აგენტის ფორმულის წინ უდრის
კითხვა No3
რეაქციის განტოლებაში 5Ca + 12HNO 3 = 5Ca(NO 3) 2 + N 2 + 6H 2 O ჟანგვის აგენტია
- Ca(NO3)2
- HNO3
- H2O
კითხვა No4
შემოთავაზებული სქემებიდან რომელი შეესაბამება რედუქტორს
- S 0 > S -2
- S +4 -> S +6
- S -2 > S -2
- S +6 -> S +4
კითხვა No5
რეაქციის განტოლებაში 2SO 2 + O 2 -> 2 SO 3 გოგირდი
- იჟანგება
- მიმდინარეობს აღდგენა
- არც დაჟანგული და არც შემცირებული
- იჟანგება და ამცირებს
კითხვა No6
რომელი ელემენტია შემცირების აგენტი რეაქციის განტოლებაში
2KClO 3 -> 2KCl + 3O 2
- კალიუმი
- ჟანგბადი
- წყალბადის
კითხვა No7
სქემა Br -1 -> Br +5 შეესაბამება ელემენტს
- ჟანგვის აგენტი
- რესტავრატორი
- როგორც ჟანგვის აგენტი, ასევე აღმდგენი საშუალება
კითხვა No8
მარილმჟავა არის შემცირების აგენტი რეაქციაში
- PbO 2 + 4HCl = PbCl 2 + Cl 2 + 2H 2 O
- Zn + 2HCl = ZnCl 2 + H 2
- PbO + 2HCl = PbCl 2 + H 2 O
- Na 2 CO 3 + 2HCl = 2NaCl + CO 2 + H 2 O
პასუხები ტესტის კითხვებზე.
კითხვის ნომერი 1 2 3 4 5 6 7 8 პასუხი 3 1 3 2 1 3 2 1
Საშინაო დავალება:მე-5 პუნქტი მაგ. 6,7,8 გვ 22 (სახელმძღვანელო).
გაკვეთილი განიხილავს რედოქს რეაქციების არსს და მათ განსხვავებას იონგაცვლის რეაქციებისგან. ახსნილია ჟანგვის აგენტისა და აღმდგენი აგენტის დაჟანგვის მდგომარეობების ცვლილებები. შემოღებულია ელექტრონული ბალანსის კონცეფცია.
თემა: რედოქსის რეაქციები
გაკვეთილი: რედოქსური რეაქციები
განვიხილოთ მაგნიუმის რეაქცია ჟანგბადთან. მოდით ჩამოვწეროთ ამ რეაქციის განტოლება და მოვაწყოთ ელემენტების ატომების ჟანგვის მდგომარეობის მნიშვნელობები:
როგორც ჩანს, მაგნიუმის და ჟანგბადის ატომებს საწყის მასალებში და რეაქციის პროდუქტებში აქვთ სხვადასხვა დაჟანგვის მდგომარეობა. მოდით დავწეროთ მაგნიუმის და ჟანგბადის ატომების ჟანგვის და შემცირების პროცესების დიაგრამები.
რეაქციამდე მაგნიუმის ატომებს ჰქონდათ ჟანგვის ხარისხი ნულოვანი, რეაქციის შემდეგ - +2. ამრიგად, მაგნიუმის ატომმა დაკარგა 2 ელექტრონი:
მაგნიუმი აძლევს ელექტრონებს და თავად იჟანგება, რაც იმას ნიშნავს, რომ არის შემცირების აგენტი.
რეაქციამდე ჟანგბადის დაჟანგვის მდგომარეობა იყო ნული, ხოლო რეაქციის შემდეგ გახდა -2. ამრიგად, ჟანგბადის ატომმა დაამატა 2 ელექტრონი თავის თავს:
ჟანგბადი იღებს ელექტრონებს და თავისთავად მცირდება, რაც ნიშნავს, რომ ის არის ჟანგვის აგენტი.
მოდით ჩამოვწეროთ ჟანგვის და შემცირების ზოგადი სქემა:
მოცემული ელექტრონების რაოდენობა უდრის მიღებული ელექტრონების რაოდენობას. ელექტრონული ბალანსი შენარჩუნებულია.
IN რედოქსული რეაქციებიხდება ჟანგვის და შემცირების პროცესები, რაც ნიშნავს, რომ იცვლება ქიმიური ელემენტების ჟანგვის მდგომარეობა. ეს არის დამახასიათებელი ნიშანი რედოქსული რეაქციები.
რედოქსის რეაქციები არის რეაქციები, რომლებშიც ქიმიური ელემენტები ცვლის ჟანგვის მდგომარეობას
მოდით შევხედოთ კონკრეტულ მაგალითებს, თუ როგორ განვასხვავოთ რედოქს რეაქცია სხვა რეაქციებისგან.
1. NaOH + HCl = NaCl + H 2 O
იმის სათქმელად, არის თუ არა რეაქცია რედოქსი, აუცილებელია ქიმიური ელემენტების ატომების ჟანგვის მდგომარეობის მნიშვნელობების მინიჭება.
1-2+1 +1-1 +1 -1 +1 -2
1. NaOH + HCl = NaCl + H 2 O
გთხოვთ გაითვალისწინოთ, რომ ყველა ქიმიური ელემენტის ჟანგვის მდგომარეობა ტოლობის ნიშნის მარცხნივ და მარჯვნივ რჩება უცვლელი. ეს ნიშნავს, რომ ეს რეაქცია არ არის რედოქსი.
4 +1 0 +4 -2 +1 -2
2. CH 4 + 2O 2 = CO 2 + 2H 2 O
ამ რეაქციის შედეგად შეიცვალა ნახშირბადის და ჟანგბადის ჟანგვის მდგომარეობა. უფრო მეტიც, ნახშირბადმა გაზარდა მისი დაჟანგვის მდგომარეობა და ჟანგბადი შემცირდა. მოდით ჩამოვწეროთ ჟანგვის და შემცირების სქემები:
C -8e = C - დაჟანგვის პროცესი
О +2е = О - აღდგენის პროცესი
ისე, რომ მოცემული ელექტრონების რაოდენობა უდრის მიღებული ელექტრონების რაოდენობას, ე.ი. დაემორჩილა ელექტრონული ბალანსი, აუცილებელია მეორე ნახევარრეაქციის გამრავლება 4-ზე:
C -8e = C - შემცირების აგენტი, იჟანგება
O +2e = O 4 ჟანგვის აგენტი, შემცირებული
რეაქციის დროს ჟანგვის აგენტი იღებს ელექტრონებს, ამცირებს მის ჟანგვის მდგომარეობას და მცირდება.
შემცირების აგენტი თმობს ელექტრონებს რეაქციის დროს, ზრდის მის ჟანგვის მდგომარეობას, ის იჟანგება.
1. მიკიტუკი ახ.წ. ამოცანებისა და სავარჯიშოების კრებული ქიმიაში. 8-11 კლასები / ახ.წ. მიკიტუკი. - მ.: გამომცემლობა. „გამოცდა“, 2009. (გვ.67)
2. ორჟეკოვსკი პ.ა. ქიმია: მე-9 კლასი: სახელმძღვანელო. ზოგადი განათლებისთვის დაარსება / პ.ა. ორჟეკოვსკი, ლ.მ. მეშჩერიაკოვა, ლ.ს. პონტაკი. - M.: AST: Astrel, 2007. (§22)
3. რუძიტის გ.ე. ქიმია: არაორგანული. ქიმია. ორგანო. ქიმია: სახელმძღვანელო. მე-9 კლასისთვის. / გ.ე. რუძიტისი, ფ.გ. ფელდმანი. - M.: განათლება, OJSC "მოსკოვის სახელმძღვანელოები", 2009. (§5)
4. ხომჩენკო ი.დ. ამოცანებისა და სავარჯიშოების კრებული ქიმიაში საშუალო სკოლისთვის. - M.: RIA "ახალი ტალღა": გამომცემელი უმერენკოვი, 2008. (გვ.54-55)
5. ენციკლოპედია ბავშვებისთვის. ტომი 17. ქიმია / თავი. რედ. ვ.ა. ვოლოდინი, ვედ. სამეცნიერო რედ. ი.ლენსონი. - მ.: ავანტა+, 2003. (გვ. 70-77)
დამატებითი ვებ რესურსები
1. ციფრული საგანმანათლებლო რესურსების ერთიანი კოლექცია (ვიდეო გამოცდილება თემაზე) ().
2. ციფრული საგანმანათლებლო რესურსების ერთიანი კოლექცია (ინტერაქტიული ამოცანები თემაზე) ().
3. ჟურნალის „ქიმია და სიცოცხლე“ ელექტრონული ვერსია ().
Საშინაო დავალება
1. No10.40 - 10.42 „ქიმიის ამოცანებისა და სავარჯიშოების კრებული საშუალო სკოლისთვის“ ი.გ. ხომჩენკო, მე-2 გამოცემა, 2008 წ
2. მარტივი ნივთიერებების რეაქციაში მონაწილეობა რედოქს რეაქციის დარწმუნებული ნიშანია. Ახსენი რატომ. დაწერეთ O 2 ჟანგბადის შემცველი ნაერთის, ჩანაცვლებისა და დაშლის რეაქციების განტოლებები.
გაკვეთილი მე-9 კლასში თემაზე:
"ოქსიდაცია-აღდგენითი რეაქციები (ORR)"
TDC
განათლება: შექმენით პირობები ამ თემის შესწავლისას აქტიურობისა და დამოუკიდებლობის გასაძლიერებლად, ასევე ჯგუფში მუშაობისა და თანაკლასელების მოსმენის უნარისთვის.
განმავითარებელი: განაგრძეთ ლოგიკური აზროვნების განვითარება, დაკვირვების, ანალიზისა და შედარების, მიზეზ-შედეგობრივი კავშირების პოვნა, დასკვნების გამოტანა, ალგორითმებთან მუშაობა და საგნისადმი ინტერესის განვითარება.
საგანმანათლებლო:
- „დაჟანგვის მდგომარეობის“, „დაჟანგვის“ პროცესების, „შემცირების“ ცნებების კონსოლიდაცია;
- რედოქსის რეაქციების განტოლებების შედგენის უნარ-ჩვევების კონსოლიდაცია ელექტრონული ბალანსის მეთოდის გამოყენებით;
- ასწავლეთ რედოქსის რეაქციების პროდუქტების პროგნოზირება.
გაკვეთილების დროს:
- ორგანიზების დრო.
- ცოდნის განახლება.
- ქიმიური ელემენტების ატომების ხარისხის განსაზღვრის რა წესები იცით? (სლაიდი 1)
- დაასრულეთ დავალება (სლაიდი 2)
- დაასრულეთ თვითტესტი (სლაიდი 3)
- ახალი მასალის სწავლა.
- დაასრულეთ დავალება (სლაიდი 4)
დაადგინეთ რა ემართება გოგირდის ჟანგვის მდგომარეობას შემდეგი გადასვლების დროს:
ა) H 2 S → SO 2 → SO 3
ბ) SO 2 → H 2 SO 3 → Na 2 SO 3
რა დასკვნის გაკეთება შეიძლება მეორე გენეტიკური ჯაჭვის დასრულების შემდეგ?
რა ჯგუფებად შეიძლება დაიყოს ქიმიური რეაქციები ქიმიური ელემენტების ატომების ჟანგვის მდგომარეობის ცვლილების მიხედვით?
- მოდით შევამოწმოთ (სლაიდი 5).
- ჩვენ ვასკვნით: ქიმიურ რეაქციაში მონაწილე ქიმიური ელემენტების ატომების ჟანგვის მდგომარეობის ცვლილების საფუძველზე განასხვავებენ რეაქციები - CO-ს ცვლილებით და CO-ს ცვლილების გარეშე.
- მაშ ასე, განვსაზღვროთ გაკვეთილის თემარედოქსური რეაქციები (ORR).
- ჩვენ ვწერთ განმარტებას
OVR - რეაქციები, რომლებიც წარმოიქმნება ატომების ჟანგვის მდგომარეობის ცვლილებით,
რეაქტორების შემცველი
- შევეცადოთ გაერკვნენ - რა თავისებურება ახასიათებს ელემენტების დაჟანგვისა და შემცირების პროცესებს იონური ბმის წარმოქმნის დროს ნატრიუმის ფტორიდის მოლეკულის მაგალითის გამოყენებით?
ყურადღებით დააკვირდით დიაგრამას და უპასუხეთ კითხვებს:
- რა შეიძლება ითქვას ფტორისა და ნატრიუმის ატომების გარე დონის სისრულეზე?
- რომელი ატომის მიღება უფრო ადვილია და რომელი უფრო ადვილია ვალენტური ელექტრონების დათმობა გარე დონის დასასრულებლად?
- როგორ შეგიძლიათ ჩამოაყალიბოთ ჟანგვის და შემცირების განმარტება?
ნატრიუმის ატომისთვის უფრო ადვილია ერთი ელექტრონის დათმობა მისი გარე დონის დასრულებამდე (ვიდრე 7 ē-დან რვამდე, ანუ დასრულებამდე), ამიტომ, ის თავის ვალენტურ ელექტრონს ჩუქნის ფტორის ატომს და ეხმარება მას გარე დონის დასრულებაში, ხოლო ის არის აღმდგენი აგენტი, იჟანგება და ზრდის მის CO2-ს. ფტორის ატომისთვის, როგორც უფრო ელექტროუარყოფითი ელემენტისთვის, უფრო ადვილია მიიღოს 1 ელექტრონი, რათა დაასრულოს მისი გარე დონე; ის იღებს ელექტრონს ნატრიუმიდან, ხოლო მცირდება, ამცირებს მის CO-ს და არის ჟანგვის აგენტი.
„ოქსიდიზატორი, როგორც ცნობილი ბოროტმოქმედი
როგორც მეკობრე, ბანდიტი, აგრესორი, ბარმალი
ართმევს ელექტრონებს - და OK!
დაზიანებული, რესტავრატორი
წამოიძახებს: „აჰა, მიშველე!
დამიბრუნე ჩემი ელექტრონები!”
მაგრამ არავინ ეხმარება და აზიანებს
არ ანაზღაურებს..."
- განმარტებების ჩაწერა
ატომის მიერ ელექტრონების დათმობის პროცესს ეწოდებადაჟანგვა.
ატომი, რომელიც აძლევს ელექტრონებს და ზრდის მის ჟანგვის მდგომარეობას, იჟანგება და ე.წშემცირების აგენტი.
ატომის ელექტრონების მიღების პროცესს ეწოდებააღდგენა.
ატომი, რომელიც იღებს ელექტრონებს და ამცირებს მის ჟანგვის მდგომარეობას, მცირდება და ე.წჟანგვის აგენტი.
- კოეფიციენტების დიაპაზონი OVR-ში ელექტრონული ბალანსის მეთოდის გამოყენებით
ბევრი ქიმიური რეაქციის გათანაბრება შესაძლებელია კოეფიციენტების უბრალოდ არჩევით.
მაგრამ ზოგჯერ გართულებები წარმოიქმნება რედოქსის რეაქციების განტოლებებში. კოეფიციენტების დასაყენებლად გამოიყენება ელექტრონული ბალანსის მეთოდი.
გირჩევ შეხედოანიმაცია
შეისწავლეთ OVR განტოლებების შედგენის ალგორითმი ელექტრონული ბალანსის მეთოდით (დანართი 1).
- კონსოლიდაცია
დაალაგეთ კოეფიციენტები UHR-ში
Al 2 O 3 + H 2 = H 2 O+Al ელექტრონული ბალანსის მეთოდით მიუთითეთ ჟანგვის (აღდგენის) პროცესები, ჟანგვის აგენტი (აღმდგენი საშუალება), ჩაატარეთ თვითტესტი.
- ანარეკლი
უპასუხეთ კითხვებს ცხრილში „კითხვები მოსწავლეს“ (დანართი 2).
- გაკვეთილის შეჯამება. დზ
- კომენტირებული შეფასება.
- საშინაო დავალება: დაასრულეთ თვითტესტი (დანართი 3)
გადახედვა:
პრეზენტაციის გადახედვის გამოსაყენებლად შექმენით Google ანგარიში და შედით მასში: https://accounts.google.com
სლაიდის წარწერები:
დაჟანგვა-აღდგენითი რეაქციები (ORR)
ელემენტების ჟანგვის მდგომარეობის (CO) გამოთვლის წესები:
დაადგინეთ ქიმიური ელემენტების ატომების ჟანგვის მდგომარეობა მათი ნაერთების ფორმულების გამოყენებით: H 2 S, O 2, NH 3, HNO 3, Fe, K 2 Cr 2 O 7 დაასრულეთ დავალება
1 -2 0 -3 +1 +1 +5 -2 H 2 S O 2 NH 3 HNO 3 0 +1 +7 -2 Fe K 2 Cr 2 O 7 ჩაატარეთ თვითტესტი
დაადგინეთ რა ემართება გოგირდის ჟანგვის მდგომარეობას შემდეგი გადასვლების დროს: ა) H 2 S → SO 2 → SO 3 ბ) SO 2 → H 2 SO 3 → Na 2 SO 3 რა დასკვნის გაკეთება შეიძლება მეორე გენეტიკური ჯაჭვის დასრულების შემდეგ. ? რა ჯგუფებად შეიძლება დაიყოს ქიმიური რეაქციები ქიმიური ელემენტების ატომების ჟანგვის მდგომარეობის ცვლილების მიხედვით? დაასრულეთ დავალება
ა) H 2 S -2 → S +4 O 2 → S +6 O 3 ბ) S +4 O 2 → H 2 S +4 O 3 → Na 2 S +4 O 3 გარდაქმნების პირველ ჯაჭვში გოგირდი ზრდის მის CO-ს (-2)-დან (+6-მდე). მეორე ჯაჭვში გოგირდის ჟანგვის მდგომარეობა არ იცვლება. შემოწმება
ოქსიდაცია-აღდგენითი რეაქციები (ORR) არის რეაქციები, რომლებიც წარმოიქმნება რეაქტიული ნივთიერებების შემადგენელი ატომების დაჟანგვის მდგომარეობის ცვლილებით. მოდით ჩამოვწეროთ განმარტება.
იონური ბმის ფორმირება ნატრიუმის ფტორიდის მოლეკულის მაგალითის გამოყენებით
რა შეიძლება ითქვას ფტორისა და ნატრიუმის ატომების გარე დონის სისრულეზე? რომელი ატომის მიღება უფრო ადვილია და რომელი უფრო ადვილია ვალენტური ელექტრონების დათმობა გარე დონის დასასრულებლად? როგორ შეგიძლიათ ჩამოაყალიბოთ ჟანგვის და შემცირების განმარტება? Უპასუხე კითხვებს
ოქსიდაცია არის ატომის მიერ ელექტრონების დათმობის პროცესი. ჟანგვის აგენტი არის ატომი, რომელიც იღებს ელექტრონებს და ამცირებს მის ჟანგვის მდგომარეობას რეაქციის დროს და მცირდება. შემცირების აგენტი არის ატომი, რომელიც აძლევს ელექტრონებს და ზრდის მის ჟანგვის მდგომარეობას; ის იჟანგება რეაქციის დროს. რედუქცია არის ატომის ელექტრონების მიღების პროცესი. მოდით ჩამოვწეროთ განმარტებები
1. უყურეთ ანიმაციას. 2. შეისწავლეთ OVR განტოლებების შედგენის ალგორითმი ელექტრონული ბალანსის მეთოდით (საქაღალდეში). კოეფიციენტების დიაპაზონი OVR-ში ელექტრონული ბალანსის მეთოდის გამოყენებით
დაალაგეთ კოეფიციენტები UHR Al 2 O 3 + H 2 = H 2 O + Al ელექტრონული ბალანსის მეთოდით, მიუთითეთ ჟანგვის (აღდგენითი) პროცესები, ჟანგვის აგენტი (შემმცირებელი აგენტი), ჩაატარეთ თვითტესტი. კონსოლიდაცია
უპასუხეთ კითხვებს ცხრილის „კითხვები მოსწავლეებისთვის“. ანარეკლი
გადახედვა:
დანართი 2
კითხვები სტუდენტისთვის
თარიღი ____________________________ კლასი
შეეცადეთ დაიმახსოვროთ ზუსტად ის, რაც გსმენიათ კლასში და უპასუხეთ დასმულ კითხვებს:
არა. | კითხვები | პასუხები |
რა იყო გაკვეთილის თემა? | ||
რა იყო თქვენი მიზანი გაკვეთილზე? | ||
როგორ მუშაობდნენ თქვენი კლასელები კლასში? | ||
როგორ მუშაობდი კლასში? | ||
დღეს გავიგე... | ||
Მე გამიკვირდა... | ||
Ახლა შემიძლია... | ||
Ვისურვებდი რომ… |
გადახედვა:
დანართი 3
ტესტი თემაზე "რედოქსის რეაქციები"
ნაწილი "A" - აირჩიეთ პასუხის ერთი ვარიანტი შემოთავაზებულიდან
1. რედოქს რეაქციებს უწოდებენ
ა) რეაქციები, რომლებიც წარმოიქმნება იმ ატომების დაჟანგვის მდგომარეობის ცვლილებით, რომლებიც ქმნიან რეაქციაში მყოფ ნივთიერებებს;
ბ) რეაქციები, რომლებიც წარმოიქმნება იმ ატომების ჟანგვის მდგომარეობის შეცვლის გარეშე, რომლებიც ქმნიან რეაქციაში მყოფ ნივთიერებებს;
ბ) რეაქციები რთულ ნივთიერებებს შორის, რომლებიც ცვლის მათ შემადგენელ კომპონენტებს
2. ჟანგვის აგენტი არის...
ა) ატომი, რომელიც აძლევს ელექტრონებს და აქვეითებს მის ჟანგვის მდგომარეობას;
ბ) ატომი, რომელიც იღებს ელექტრონებს და აქვეითებს მის ჟანგვის მდგომარეობას;
ბ) ატომი, რომელიც იღებს ელექტრონებს და ზრდის მის ჟანგვის მდგომარეობას;
დ) ატომი, რომელიც აძლევს ელექტრონებს და ზრდის მის ჟანგვის მდგომარეობას
3. აღდგენის პროცესი პროცესია...
ა) ელექტრონების უკუქცევა;
ბ) ელექტრონების მიღება;
ბ) ატომის ჟანგვის მდგომარეობის გაზრდა
4. ეს ნივთიერება მხოლოდ ჟანგვის აგენტია
ა) H 2 S; ბ) H 2 SO 4; ბ) Na 2 SO 3; დ) SO 2
5. ეს ნივთიერება მხოლოდ შემცირების საშუალებაა
ა) NH 3; ბ) HNO 3; ბ) NO 2; დ) HNO2
ნაწილი "B" - მატჩი(მაგალითად, A - 2)
1. შეადარეთ ნახევრად რეაქცია პროცესის სახელს
2. დაადგინეთ შესაბამისობა ქიმიური რეაქციის განტოლებასა და მის ტიპს შორის
ა) 2H 2 +O 2 =2H 2 O | 1) დაშლა, OVR |
ბ) 2CuO=2Cu+O2 | 2) კავშირები და არა OVR |
ბ) Na 2 O+2HCl=2NaCl+H2O | 3) გაცვლა და არა OVR |
დ) 4HNO 3 =4NO 2 +2H 2 O+O 2 | 4) კავშირები, OVR |
3. დაადგინეთ კორესპონდენცია ფოსფორის ატომს ნივთიერების ფორმულაში და მის რედოქს თვისებებს შორის, რომლებიც მას შეუძლია გამოავლინოს
ნაწილი "C" - პრობლემის გადაჭრა
შემოთავაზებული რეაქციებიდან აირჩიეთ მხოლოდ ORR, განსაზღვრეთ ატომების ჟანგვის მდგომარეობები, მიუთითეთ ჟანგვის აგენტი, აღმდგენი აგენტი, ჟანგვის და შემცირების პროცესები, დაალაგეთ კოეფიციენტები ელექტრონული ბალანსის მეთოდის გამოყენებით:
NaOH + HCl = NaCl + H2O
Fe(OH) 3 = Fe 2 O 3 + H 2 O
Na + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + H 2
9.1. რა არის ქიმიური რეაქციები?
გავიხსენოთ, რომ ბუნებაში არსებულ ნებისმიერ ქიმიურ მოვლენას ქიმიურ რეაქციას ვუწოდებთ. ქიმიური რეაქციის დროს ზოგიერთი ქიმიური ბმა იშლება და სხვები წარმოიქმნება. რეაქციის შედეგად ზოგიერთი ქიმიური ნივთიერებისგან მიიღება სხვა ნივთიერებები (იხ. თავი 1).
§ 2.5 საშინაო დავალების შესრულებისას თქვენ გაეცანით რეაქციის ოთხი ძირითადი ტიპის ტრადიციულ შერჩევას ქიმიური გარდაქმნების მთელი ნაკრებიდან, შემდეგ კი შესთავაზეთ მათი სახელები: კომბინაციის, დაშლის, ჩანაცვლების და გაცვლის რეაქციები.
ნაერთის რეაქციების მაგალითები:
C + O 2 = CO 2; (1)
Na 2 O + CO 2 = Na 2 CO 3; (2)
NH 3 + CO 2 + H 2 O = NH 4 HCO 3. (3)
დაშლის რეაქციების მაგალითები:
2Ag 2 O 4Ag + O 2; (4)
CaCO 3 CaO + CO 2; (5)
(NH 4) 2 Cr 2 O 7 N 2 + Cr 2 O 3 + 4H 2 O. (6)
ჩანაცვლების რეაქციების მაგალითები:
CuSO 4 + Fe = FeSO 4 + Cu; (7)
2NaI + Cl 2 = 2NaCl + I 2; (8)
CaCO 3 + SiO 2 = CaSiO 3 + CO 2. (9)
| გაცვლითი რეაქციები- ქიმიური რეაქციები, რომლებშიც საწყისი ნივთიერებები თითქოს ცვლის მათ შემადგენელ ნაწილებს. |
გაცვლითი რეაქციების მაგალითები:
Ba(OH) 2 + H 2 SO 4 = BaSO 4 + 2H 2 O; (10)
HCl + KNO 2 = KCl + HNO 2; (თერთმეტი)
AgNO 3 + NaCl = AgCl + NaNO 3. (12)
ქიმიური რეაქციების ტრადიციული კლასიფიკაცია არ მოიცავს მათ მთელ მრავალფეროვნებას - რეაქციების ოთხი ძირითადი ტიპის გარდა, ასევე არსებობს მრავალი უფრო რთული რეაქცია.
ორი სხვა სახის ქიმიური რეაქციების იდენტიფიცირება ემყარება მათში ორი მნიშვნელოვანი არაქიმიური ნაწილაკების მონაწილეობას: ელექტრონი და პროტონი.
ზოგიერთი რეაქციის დროს ხდება ელექტრონების სრული ან ნაწილობრივი გადატანა ერთი ატომიდან მეორეზე. ამ შემთხვევაში იცვლება საწყისი ნივთიერებების შემადგენელი ელემენტების ატომების ჟანგვის მდგომარეობები; მოცემული მაგალითებიდან ეს არის რეაქციები 1, 4, 6, 7 და 8. ამ რეაქციებს ე.წ. რედოქსი.
რეაქციების სხვა ჯგუფში, წყალბადის იონი (H +), ანუ პროტონი, გადადის ერთი რეაქტიული ნაწილაკიდან მეორეზე. ასეთ რეაქციებს ე.წ მჟავა-ტუტოვანი რეაქციებიან პროტონის გადაცემის რეაქციები.
მოყვანილ მაგალითებს შორის ასეთი რეაქციებია რეაქციები 3, 10 და 11. ამ რეაქციების ანალოგიით, რედოქს რეაქციებს ზოგჯერ უწოდებენ. ელექტრონის გადაცემის რეაქციები. OVR-ს გაეცნობით § 2-ში, ხოლო KOR-ს შემდეგ თავებში.
შეერთების რეაქციები, დაშლის რეაქციები, ჩანაცვლების რეაქციები, გაცვლის რეაქციები, რედოქსის რეაქციები, მჟავა-ფუძის რეაქციები.
ჩამოწერეთ რეაქციის განტოლებები შემდეგი სქემების შესაბამისი:
ა) HgO Hg + O 2 ( ტ); ბ) Li 2 O + SO 2 Li 2 SO 3; გ) Cu(OH) 2 CuO + H 2 O ( ტ);
დ) Al + I 2 AlI 3; ე) CuCl 2 + Fe FeCl 2 + Cu; ე) Mg + H 3 PO 4 Mg 3 (PO 4) 2 + H 2;
ზ) Al + O 2 Al 2 O 3 ( ტ); ი) KClO 3 + P P 2 O 5 + KCl ( ტ); კ) CuSO 4 + Al Al 2 (SO 4) 3 + Cu;
ლ) Fe + Cl 2 FeCl 3 ( ტ); მ) NH 3 + O 2 N 2 + H 2 O ( ტ); მ) H 2 SO 4 + CuO CuSO 4 + H 2 O.
მიუთითეთ რეაქციის ტრადიციული ტიპი. მონიშნეთ რედოქსი და მჟავა-ტუტოვანი რეაქციები. რედოქს რეაქციებში მიუთითეთ ელემენტების რომელი ატომები ცვლის ჟანგვის მდგომარეობას.
9.2. რედოქსის რეაქციები
განვიხილოთ რედოქსის რეაქცია, რომელიც ხდება აფეთქების ღუმელებში რკინის საბადოდან რკინის (უფრო ზუსტად, თუჯის) სამრეწველო წარმოების დროს:
Fe 2 O 3 + 3CO = 2Fe + 3CO 2.
მოდით განვსაზღვროთ ატომების ჟანგვის მდგომარეობები, რომლებიც ქმნიან როგორც საწყის ნივთიერებებს, ასევე რეაქციის პროდუქტებს
| Fe2O3 | + | = | 2 Fe | + |
როგორც ხედავთ, ნახშირბადის ატომების დაჟანგვის მდგომარეობა რეაქციის შედეგად გაიზარდა, რკინის ატომების დაჟანგვის მდგომარეობა შემცირდა, ხოლო ჟანგბადის ატომების ჟანგვის მდგომარეობა უცვლელი დარჩა. შესაბამისად, ამ რეაქციაში ნახშირბადის ატომებმა განიცადეს დაჟანგვა, ანუ დაკარგეს ელექტრონები ( დაჟანგული), ხოლო რკინის ატომები – შემცირება, ანუ მათ დაამატეს ელექტრონები ( ამოღებული) (იხ. § 7.16). OVR-ის დასახასიათებლად გამოიყენება ცნებები ოქსიდიზატორიდა შემცირების აგენტი.
ამრიგად, ჩვენს რეაქციაში ჟანგვის ატომები არის რკინის ატომები, ხოლო აღმდგენი ატომები არის ნახშირბადის ატომები.
ჩვენს რეაქციაში, ჟანგვის აგენტია რკინის (III) ოქსიდი, ხოლო აღმდგენი აგენტი არის ნახშირბადის (II) მონოქსიდი.
იმ შემთხვევებში, როდესაც ჟანგვის ატომები და აღმდგენი ატომები ერთი და იგივე ნივთიერების ნაწილია (მაგალითად: რეაქცია 6 წინა აბზაციდან), არ გამოიყენება ცნებები "დაჟანგვის ნივთიერება" და "აღმდგენი ნივთიერება".
ამრიგად, ტიპიური ჟანგვის აგენტები არის ნივთიერებები, რომლებიც შეიცავს ატომებს, რომლებიც მიდრეკილნი არიან მოიპოვონ ელექტრონები (მთლიანად ან ნაწილობრივ), რაც ამცირებს მათ ჟანგვის მდგომარეობას. მარტივი ნივთიერებებიდან ეს ძირითადად არის ჰალოგენები და ჟანგბადი, უფრო მცირე რაოდენობით კი გოგირდი და აზოტი. რთული ნივთიერებებიდან - ნივთიერებები, რომლებიც შეიცავენ ატომებს უფრო მაღალ დაჟანგვის მდგომარეობებში, რომლებიც არ არიან მიდრეკილნი ამ დაჟანგვის მდგომარეობებში მარტივი იონების წარმოქმნისკენ: HNO 3 (N +V), KMnO 4 (Mn +VII), CrO 3 (Cr +VI), KClO 3 (Cl +V), KClO 4 (Cl +VII) და ა.შ.
ტიპიური შემცირების აგენტები არის ნივთიერებები, რომლებიც შეიცავს ატომებს, რომლებიც მიდრეკილნი არიან მთლიანად ან ნაწილობრივ აჩუქონ ელექტრონები, გაზარდონ მათი დაჟანგვის მდგომარეობა. მარტივ ნივთიერებებს მიეკუთვნება წყალბადი, ტუტე და მიწის ტუტე ლითონები და ალუმინი. რთული ნივთიერებებიდან - H 2 S და სულფიდები (S –II), SO 2 და სულფიტები (S +IV), იოდიდები (I –I), CO (C +II), NH 3 (N –III) და სხვ.
ზოგადად, თითქმის ყველა რთულ და ბევრ მარტივ ნივთიერებას შეუძლია გამოავლინოს როგორც ჟანგვის, ასევე შემცირების თვისებები. Მაგალითად:
SO 2 + Cl 2 = S + Cl 2 O 2 (SO 2 არის ძლიერი შემცირების აგენტი);
SO 2 + C = S + CO 2 (t) (SO 2 არის სუსტი ჟანგვის აგენტი);
C + O 2 = CO 2 (t) (C არის შემცირების აგენტი);
C + 2Ca = Ca 2 C (t) (C არის ჟანგვის აგენტი).
მოდით დავუბრუნდეთ რეაქციას, რომელიც განვიხილეთ ამ განყოფილების დასაწყისში.
| Fe2O3 | + | = | 2 Fe | + |
გთხოვთ გაითვალისწინოთ, რომ რეაქციის შედეგად, ჟანგვის ატომები (Fe + III) გადაიქცა აღმდგენი ატომებად (Fe 0), ხოლო აღმდგენი ატომები (C + II) გადაიქცა ჟანგვის ატომებად (C + IV). მაგრამ CO 2 არის ძალიან სუსტი ჟანგვის აგენტი ნებისმიერ პირობებში და რკინა, მიუხედავად იმისა, რომ შემცირების აგენტია, ამ პირობებში გაცილებით სუსტია ვიდრე CO. ამრიგად, რეაქციის პროდუქტები არ რეაგირებენ ერთმანეთთან და საპირისპირო რეაქცია არ ხდება. მოცემული მაგალითი არის ზოგადი პრინციპის ილუსტრაცია, რომელიც განსაზღვრავს OVR-ის დინების მიმართულებას:
რედოქსის რეაქციები მიმდინარეობს სუსტი ჟანგვის აგენტის და სუსტი შემცირების აგენტის წარმოქმნის მიმართულებით.
ნივთიერებების რედოქს თვისებების შედარება შესაძლებელია მხოლოდ იდენტურ პირობებში. ზოგიერთ შემთხვევაში, ეს შედარება შეიძლება მოხდეს რაოდენობრივად.
ამ თავის პირველი აბზაცის საშინაო დავალების შესრულებისას თქვენ დარწმუნდით, რომ საკმაოდ რთულია კოეფიციენტების შერჩევა რეაქციის ზოგიერთ განტოლებაში (განსაკუთრებით ORR). ამ ამოცანის გასამარტივებლად რედოქს რეაქციების შემთხვევაში გამოიყენება შემდეგი ორი მეთოდი:
ა) ელექტრონული ბალანსის მეთოდიდა
ბ) ელექტრონ-იონური ბალანსის მეთოდი.
ელექტრონულ ბალანსის მეთოდს ახლა შეისწავლით, ელექტრონულ-იონური ბალანსის მეთოდს კი ჩვეულებრივ უმაღლეს სასწავლებლებში სწავლობენ.
ორივე ეს მეთოდი ემყარება იმ ფაქტს, რომ ქიმიურ რეაქციებში ელექტრონები არც ქრება და არც არსად ჩნდება, ანუ ატომების მიერ მიღებული ელექტრონების რაოდენობა უდრის სხვა ატომების მიერ დათმობილი ელექტრონების რაოდენობას.
ელექტრონების ბალანსის მეთოდში მოცემული და მიღებული ელექტრონების რაოდენობა განისაზღვრება ატომების ჟანგვის მდგომარეობის ცვლილებით. ამ მეთოდის გამოყენებისას აუცილებელია იცოდეთ როგორც საწყისი ნივთიერებების, ასევე რეაქციის პროდუქტების შემადგენლობა.
მოდით შევხედოთ ელექტრონული ბალანსის მეთოდის გამოყენებას მაგალითების გამოყენებით.
მაგალითი 1.მოდით შევქმნათ განტოლება რკინის რეაქციაზე ქლორთან. ცნობილია, რომ ამ რეაქციის პროდუქტია რკინა(III) ქლორიდი. მოდით ჩამოვწეროთ რეაქციის სქემა:
Fe + Cl 2 FeCl 3 .
მოდით განვსაზღვროთ ყველა ელემენტის ატომების ჟანგვის მდგომარეობები, რომლებიც ქმნიან რეაქციაში მონაწილე ნივთიერებებს:
რკინის ატომები ჩუქნიან ელექტრონებს, ხოლო ქლორის მოლეკულები იღებენ მათ. მოდით გამოვხატოთ ეს პროცესები ელექტრონული განტოლებები:
Fe - 3 ე– = Fe + III,
Cl2+2 e –= 2Cl –I.
იმისათვის, რომ მოცემული ელექტრონების რაოდენობა იყოს მიღებული ელექტრონების რაოდენობის ტოლი, პირველი ელექტრონული განტოლება უნდა გავამრავლოთ ორზე, ხოლო მეორე სამზე:
| Fe - 3 ე– = Fe + III, Cl2+2 ე– = 2Cl –I |
2 Fe - 6 ე– = 2Fe +III, 3Cl 2 + 6 ე– = 6Cl –I. |
რეაქციის სქემაში 2 და 3 კოეფიციენტების შეყვანით ვიღებთ რეაქციის განტოლებას:
2Fe + 3Cl 2 = 2FeCl 3.
მაგალითი 2.შევქმნათ განტოლება თეთრი ფოსფორის წვის რეაქციისთვის ჭარბ ქლორში. ცნობილია, რომ ფოსფორის(V) ქლორიდი წარმოიქმნება შემდეგ პირობებში:
| +V –I | ||||
| P 4 | + | Cl2 | PCl 5. |
თეთრი ფოსფორის მოლეკულები თმობენ ელექტრონებს (ჟანგდებიან), ხოლო ქლორის მოლეკულები იღებენ მათ (ამცირებენ):
| P 4 - 20 ე– = 4P +V Cl2+2 ე– = 2Cl –I |
1 10 |
2 20 |
P 4 - 20 ე– = 4P +V Cl2+2 ე– = 2Cl –I |
P 4 - 20 ე– = 4P +V 10Cl 2 + 20 ე– = 20Cl –I |
თავდაპირველად მიღებულ ფაქტორებს (2 და 20) ჰქონდათ საერთო გამყოფი, რომლითაც (როგორც მომავალი კოეფიციენტები რეაქციის განტოლებაში) იყოფა. რეაქციის განტოლება:
P4 + 10Cl2 = 4PCl5.
მაგალითი 3.მოდით შევქმნათ განტოლება იმ რეაქციისთვის, რომელიც ხდება რკინის(II) სულფიდის ჟანგბადში გამოწვის დროს.
რეაქციის სქემა:
| +III –II | +IV –II | |||||
| + | O2 | + |
ამ შემთხვევაში, რკინის (II) და გოგირდის (–II) ატომები იჟანგება. რკინის(II) სულფიდის შემადგენლობა შეიცავს ამ ელემენტების ატომებს 1:1 თანაფარდობით (იხილეთ ინდექსები უმარტივეს ფორმულაში).
ელექტრონული ბალანსი:
| 4 | Fe + II - ე– = Fe + III S–II–6 ე– = S + IV |
ჯამში 7-ს აძლევენ ე – |
| 7 | O 2 + 4e – = 2O –II |
რეაქციის განტოლება: 4FeS + 7O 2 = 2Fe 2 O 3 + 4SO 2.
მაგალითი 4. მოდით შევქმნათ განტოლება იმ რეაქციისთვის, რომელიც წარმოიქმნება რკინის(II) დისულფიდის (პირიტის) ჟანგბადში გამოწვის დროს.
რეაქციის სქემა:
| +III –II | +IV –II | |||||
| + | O2 | + |
როგორც წინა მაგალითში, აქ ასევე იჟანგება როგორც რკინის(II) ატომები, ასევე გოგირდის ატომები, მაგრამ I ჟანგვის მდგომარეობით. ამ ელემენტების ატომები შედის პირიტის შემადგენლობაში 1:2 თანაფარდობით (იხ. ინდექსები უმარტივეს ფორმულაში). სწორედ ამ მხრივ რეაგირებენ რკინისა და გოგირდის ატომები, რაც მხედველობაში მიიღება ელექტრონული ბალანსის შედგენისას:
| Fe + III - ე– = Fe + III 2S–I – 10 ე– = 2S +IV |
სულ 11-ს აძლევენ ე – | |
| O2+4 ე– = 2O –II |
რეაქციის განტოლება: 4FeS 2 + 11O 2 = 2Fe 2 O 3 + 8SO 2.
ასევე არის ODD-ის უფრო რთული შემთხვევები, რომელთაგან ზოგიერთს გაეცნობით საშინაო დავალების შესრულებისას.
ჟანგვის ატომი, ატომის აღმდგენი, ჟანგვის შემცველი, შემამცირებელი ნივთიერების, ელექტრონული ბალანსის მეთოდი, ელექტრონული განტოლებები.
1. შეადგინეთ ელექტრონული ბალანსი ამ თავის 1-ლი პუნქტის ტექსტში მოცემული თითოეული OVR განტოლებისთვის.
2. შეადგინეთ განტოლებები ORR-ებისთვის, რომლებიც აღმოაჩინეთ ამ თავის § 1 დავალების შესრულებისას. ამჯერად გამოიყენეთ ელექტრონული ბალანსის მეთოდი შანსების დასადგენად. 3.ელექტრონული ბალანსის მეთოდის გამოყენებით შექმენით შემდეგი სქემების შესაბამისი რეაქციის განტოლებები: ა) Na + I 2 NaI;
ბ) Na + O 2 Na 2 O 2;
გ) Na 2 O 2 + Na Na 2 O;
დ) Al + Br 2 AlBr 3;
ე) Fe + O 2 Fe 3 O 4 ( ტ);
ე) Fe 3 O 4 + H 2 FeO + H 2 O ( ტ);
ზ) FeO + O 2 Fe 2 O 3 ( ტ);
ი) Fe 2 O 3 + CO Fe + CO 2 ( ტ);
j) Cr + O 2 Cr 2 O 3 ( ტ);
ლ) CrO 3 + NH 3 Cr 2 O 3 + H 2 O + N 2 ( ტ);
მ) Mn 2 O 7 + NH 3 MnO 2 + N 2 + H 2 O;
მ) MnO 2 + H 2 Mn + H 2 O ( ტ);
ო) MnS + O 2 MnO 2 + SO 2 ( ტ)
p) PbO 2 + CO Pb + CO 2 ( ტ);
გ) Cu 2 O + Cu 2 S Cu + SO 2 ( ტ);
უ) CuS + O 2 Cu 2 O + SO 2 ( ტ);
y) Pb 3 O 4 + H 2 Pb + H 2 O ( ტ).
9.3. ეგზოთერმული რეაქციები. ენთალპია
რატომ ხდება ქიმიური რეაქციები?
ამ კითხვაზე პასუხის გასაცემად, გავიხსენოთ, რატომ ერწყმის ცალკეული ატომები მოლეკულებად, რატომ წარმოიქმნება იონური კრისტალი იზოლირებული იონებისგან და რატომ მოქმედებს უმცირესი ენერგიის პრინციპი ატომის ელექტრონული გარსის წარმოქმნისას. ყველა ამ კითხვაზე პასუხი ერთია: რადგან ის ენერგიულად სასარგებლოა. ეს ნიშნავს, რომ ასეთი პროცესების დროს ენერგია გამოიყოფა. როგორც ჩანს, ქიმიური რეაქციები უნდა მოხდეს იმავე მიზეზით. მართლაც, მრავალი რეაქცია შეიძლება განხორციელდეს, რომლის დროსაც ენერგია გამოიყოფა. ენერგია გამოიყოფა, როგორც წესი, სითბოს სახით.
თუ ეგზოთერმული რეაქციის დროს სითბოს ამოღების დრო არ აქვს, მაშინ რეაქციის სისტემა თბება.
მაგალითად, მეთანის წვის რეაქციაში
CH 4 (გ) + 2O 2 (გ) = CO 2 (გ) + 2H 2 O (გ)
იმდენი სითბო გამოიყოფა, რომ მეთანი საწვავად გამოიყენება.
ის ფაქტი, რომ ეს რეაქცია ათავისუფლებს სითბოს, შეიძლება აისახოს რეაქციის განტოლებაში:
CH 4 (გ) + 2O 2 (გ) = CO 2 (გ) + 2H 2 O (გ) + ქ.
ეს არის ე.წ თერმოქიმიური განტოლება. აქ არის სიმბოლო "+ ქ"ნიშნავს, რომ მეთანის წვისას სითბო გამოიყოფა. ამ სითბოს ე.წ რეაქციის თერმული ეფექტი.
საიდან მოდის გამოთავისუფლებული სითბო?
თქვენ იცით, რომ ქიმიური რეაქციების დროს ქიმიური ბმები იშლება და წარმოიქმნება. ამ შემთხვევაში, ბმები ნახშირბადისა და წყალბადის ატომებს შორის CH 4 მოლეკულებში, ისევე როგორც ჟანგბადის ატომებს შორის O 2 მოლეკულებში, წყდება. ამ შემთხვევაში წარმოიქმნება ახალი ბმები: ნახშირბადის და ჟანგბადის ატომებს შორის CO 2 მოლეკულებში და ჟანგბადისა და წყალბადის ატომებს შორის H 2 O მოლეკულებში. ობლიგაციების გასაწყვეტად საჭიროა ენერგიის დახარჯვა (იხ. „ბმის ენერგია“, „ატომიზაციის ენერგია“ ), ხოლო ბმების ფორმირებისას ენერგია გამოიყოფა. ცხადია, თუ "ახალი" ობლიგაციები უფრო ძლიერია ვიდრე "ძველი", მაშინ უფრო მეტი ენერგია გამოიყოფა, ვიდრე შეიწოვება. განსხვავება გამოთავისუფლებულ და შთანთქმულ ენერგიას შორის არის რეაქციის თერმული ეფექტი.
თერმული ეფექტი (სითბოს რაოდენობა) იზომება კილოჯოულებში, მაგალითად:
2H 2 (გ) + O 2 (გ) = 2H 2 O (გ) + 484 კჯ.
ეს აღნიშვნა ნიშნავს, რომ 484 კილოჯოული სითბო გამოიყოფა, თუ ორი მოლი წყალბადი რეაგირებს ერთ მოლ ჟანგბადთან და წარმოქმნის ორ მოლ აირისებრ წყალს (წყლის ორთქლს).
ამრიგად, თერმოქიმიურ განტოლებებში, კოეფიციენტები რიცხობრივად უდრის რეაქტიული ნივთიერებების და რეაქციის პროდუქტების ნივთიერების რაოდენობას..
რა განსაზღვრავს თითოეული კონკრეტული რეაქციის თერმულ ეფექტს?
რეაქციის თერმული ეფექტი დამოკიდებულია
ა) საწყისი ნივთიერებებისა და რეაქციის პროდუქტების აგრეგაციულ მდგომარეობებზე,
ბ) ტემპერატურაზე და
გ) იმის შესახებ, ქიმიური ტრანსფორმაცია ხდება მუდმივ მოცულობაში თუ მუდმივ წნევაზე.
რეაქციის თერმული ეფექტის დამოკიდებულება ნივთიერებების აგრეგაციის მდგომარეობაზე განპირობებულია იმით, რომ აგრეგაციის ერთი მდგომარეობიდან მეორეზე გადასვლის პროცესები (როგორც სხვა ფიზიკური პროცესები) თან ახლავს სითბოს გამოყოფას ან შთანთქმას. ეს ასევე შეიძლება გამოიხატოს თერმოქიმიური განტოლებით. მაგალითი - თერმოქიმიური განტოლება წყლის ორთქლის კონდენსაციისთვის:
H 2 O (g) = H 2 O (l) + ქ.
თერმოქიმიურ განტოლებებში და, საჭიროების შემთხვევაში, ჩვეულებრივ ქიმიურ განტოლებებში, ნივთიერებების აგრეგატიული მდგომარეობა მითითებულია ასოების ინდექსების გამოყენებით:
(დ) - გაზი,
(ზ) – თხევადი,
(t) ან (cr) – მყარი ან კრისტალური ნივთიერება.
თერმული ეფექტის დამოკიდებულება ტემპერატურაზე დაკავშირებულია სითბოს სიმძლავრის განსხვავებებთან
საწყისი მასალები და რეაქციის პროდუქტები.
ვინაიდან სისტემის მოცულობა ყოველთვის იზრდება ეგზოთერმული რეაქციის შედეგად მუდმივ წნევაზე, ენერგიის ნაწილი იხარჯება მოცულობის გასაზრდელად სამუშაოს შესრულებაზე და გამოთავისუფლებული სითბო ნაკლები იქნება, ვიდრე იგივე რეაქცია მუდმივ მოცულობით. .
რეაქციების თერმული ეფექტი ჩვეულებრივ გამოითვლება რეაქციებისთვის, რომლებიც წარმოიქმნება მუდმივი მოცულობით 25 °C ტემპერატურაზე და მითითებულია სიმბოლოთი ქო.
თუ ენერგია გამოიყოფა მხოლოდ სითბოს სახით და ქიმიური რეაქცია მიმდინარეობს მუდმივი მოცულობით, მაშინ რეაქციის თერმული ეფექტი ( Q V) უდრის ცვლილებას შინაგანი ენერგია(დ უ) რეაქციაში მონაწილე ნივთიერებები, მაგრამ საპირისპირო ნიშნით:
Q V = - უ.
სხეულის შინაგანი ენერგია გაგებულია, როგორც მოლეკულური ურთიერთქმედების მთლიანი ენერგია, ქიმიური ბმები, ყველა ელექტრონის იონიზაციის ენერგია, ბირთვებში ნუკლეონის ბმის ენერგია და ამ სხეულის მიერ "შენახული" ენერგიის ყველა სხვა ცნობილი და უცნობი სახეობა. ნიშანი „–“ განპირობებულია იმით, რომ სითბოს გათავისუფლებისას შიდა ენერგია მცირდება. ანუ
უ= – Q V .
თუ რეაქცია ხდება მუდმივ წნევაზე, მაშინ სისტემის მოცულობა შეიძლება შეიცვალოს. მოცულობის გაზრდის მიზნით სამუშაოს შესრულება ასევე იღებს შიდა ენერგიის ნაწილს. Ამ შემთხვევაში
U = -(QP+A) = –(QP+Pვ),
სად Qp- მუდმივი წნევის დროს წარმოქმნილი რეაქციის თერმული ეფექტი. აქედან
Q P = - U–Pვ .
მნიშვნელობა ტოლია U+Pვმიიღო სახელი ენთალპიის ცვლილებადა აღინიშნება დ ჰ.
H=U+Pვ.
აქედან გამომდინარე
Q P = - ჰ.
ამრიგად, სითბოს გამოყოფისას სისტემის ენთალპია მცირდება. აქედან მომდინარეობს ამ რაოდენობის ძველი სახელი: "სითბო შემცველობა".
თერმული ეფექტისგან განსხვავებით, ენთალპიის ცვლილება ახასიათებს რეაქციას, მიუხედავად იმისა, ეს ხდება მუდმივ მოცულობაში თუ მუდმივ წნევაზე. ენთალპიის ცვლილების გამოყენებით დაწერილი თერმოქიმიური განტოლებები ეწოდება თერმოქიმიური განტოლებები თერმოდინამიკური ფორმით. ამ შემთხვევაში მოცემულია ენთალპიის ცვლილების მნიშვნელობა სტანდარტულ პირობებში (25 °C, 101.3 კპა), რომელიც აღინიშნება ჰ ო. Მაგალითად:
2H 2 (გ) + O 2 (გ) = 2H 2 O (გ) ჰ ო= – 484 კჯ;
CaO (cr) + H 2 O (l) = Ca(OH) 2 (cr) ჰ ო= – 65 კჯ.
რეაქციაში გამოთავისუფლებული სითბოს რაოდენობაზე დამოკიდებულება ( ქ) რეაქციის თერმული ეფექტიდან ( ქპ) და ნივთიერების რაოდენობა ( ნბ) რეაქციის ერთ-ერთი მონაწილე (ნივთიერება B - საწყისი ნივთიერება ან რეაქციის პროდუქტი) გამოიხატება განტოლებით:
აქ B არის B ნივთიერების რაოდენობა, რომელიც მითითებულია კოეფიციენტით B ნივთიერების ფორმულის წინ თერმოქიმიურ განტოლებაში.
დავალება
განსაზღვრეთ ჟანგბადში დამწვარი წყალბადის ნივთიერების რაოდენობა, თუ გამოიყოფა 1694 კჯ სითბო.
გამოსავალი
2H 2 (გ) + O 2 (გ) = 2H 2 O (გ) + 484 კჯ. |
|
|
Q = 1694 კჯ, 6. კრისტალური ალუმინის და აირისებრი ქლორის რეაქციის თერმული ეფექტი არის 1408 კჯ. დაწერეთ ამ რეაქციის თერმოქიმიური განტოლება და განსაზღვრეთ ალუმინის მასა, რომელიც საჭიროა ამ რეაქციის გამოყენებით 2816 კჯ სითბოს წარმოებისთვის. 9.4. ენდოთერმული რეაქციები. ენტროპია გარდა ეგზოთერმული რეაქციებისა, შესაძლებელია რეაქციები, რომლებშიც სითბო შეიწოვება და თუ ის არ არის მიწოდებული, რეაქციის სისტემა გაცივდება. ასეთ რეაქციებს ე.წ ენდოთერმული. ასეთი რეაქციების თერმული ეფექტი უარყოფითია. Მაგალითად: ამრიგად, ამ და მსგავსი რეაქციების პროდუქტებში ობლიგაციების წარმოქმნის დროს გამოთავისუფლებული ენერგია ნაკლებია, ვიდრე ენერგია, რომელიც საჭიროა საწყისი ნივთიერებების ობლიგაციების გასაწყვეტად.
ავიღოთ ორი კოლბა და შევავსოთ ერთი აზოტით (უფერო აირით), მეორე კი აზოტის დიოქსიდით (ყავისფერი აირით), რომ კოლბაში წნევაც და ტემპერატურაც ერთნაირი იყოს. ცნობილია, რომ ეს ნივთიერებები ერთმანეთთან ქიმიურად არ რეაგირებენ. კოლბები მჭიდროდ შევაერთოთ ყელებით და დავაყენოთ ვერტიკალურად, ისე, რომ კოლბა უფრო მძიმე აზოტის დიოქსიდით იყოს ბოლოში (სურ. 9.1). გარკვეული პერიოდის შემდეგ დავინახავთ, რომ ყავისფერი აზოტის დიოქსიდი თანდათან ვრცელდება ზედა კოლბაში, ხოლო უფერო აზოტი აღწევს ქვედაში. შედეგად, აირები ერევა და კოლბების შიგთავსის ფერი ერთნაირი ხდება. ამრიგად,
ენტროპიას შორის კავშირის განტოლებები ( ს) და სხვა რაოდენობებს სწავლობენ ფიზიკისა და ფიზიკური ქიმიის კურსებზე. ენტროპიის ერთეული [ ს] = 1 ჯ/კ. G= H–T ს სპონტანური რეაქციის მდგომარეობა: გ< 0. დაბალ ტემპერატურაზე, ფაქტორი, რომელიც განსაზღვრავს რეაქციის შესაძლებლობას, ძირითადად ენერგიის ფაქტორია, ხოლო მაღალ ტემპერატურაზე ეს არის ენტროპიის ფაქტორი. ზემოაღნიშნული განტოლებიდან, კერძოდ, ნათელია, რატომ იწყება დაშლის რეაქციები, რომლებიც არ ხდება ოთახის ტემპერატურაზე (ენტროპია იზრდება) ამაღლებულ ტემპერატურაზე. ენდოთერმული რეაქცია, ენტროპია, ენერგიის ფაქტორი, ენტროპიის ფაქტორი, გიბსის ენერგია. 2CuO (cr) + C (გრაფიტი) = 2Cu (cr) + CO 2 (გ) არის –46 კჯ. ჩაწერეთ თერმოქიმიური განტოლება და გამოთვალეთ რამდენი ენერგიაა საჭირო ამ რეაქციის შედეგად 1 კგ სპილენძის წარმოებისთვის. CaCO 3 (cr) = CaO (cr) + CO 2 (გ) – 179 კჯ წარმოიქმნა 24,6 ლიტრი ნახშირორჟანგი. დაადგინეთ რამდენი სითბო დაიხარჯა უსარგებლოდ. რამდენი გრამი კალციუმის ოქსიდი წარმოიქმნა? |
