Przeczytaj

Polecenie 1

Uczeń na zajęciach laboratoryjnych z chemii wykonał doświadczenia chemiczne. Zapoznaj się z wykorzystanymi odczynnikami oraz obserwacjami, a następnie uzupełnij równania reakcji. Pamiętaj o dobraniu współczynników stechiometrycznych metodą bilansu jonowo‑elektronowego.

RBflhj50VbYqd

RcWYwDdEO9qwl

R1Y0G5NSI4Ifz

1 . Cu + HCl \to nie zachodzi

2 . Zn + 2 HCl \to {ZnCl}_{2} + H_{2 (g)}

3 . Mg + 2 HCl \to {MgCl}_{2} + H_{2 (g)}

4 . Ca + 2 HCl \to {CaCl}_{2} + H_{2 (g)}

Zapis przebiegu reakcji chemicznych (od 2 do 4) równaniem jonowym:

2 . Zn + 2 H_{3} O^{+} + 2 {Cl}^{-} \to {Zn}^{2 +} + 2 {Cl}^{-} + 2 H_{2} O + H_{2 (g)}

3 . Mg + 2 H_{3} O^{+} + 2 {Cl}^{-} \to {Mg}^{2 +} + 2 {Cl}^{-} + 2 H_{2} O + H_{2 (g)}

4 . Ca + 2 H_{3} O^{+} + 2 {Cl}^{-} \to {Ca}^{2 +} + 2 {Cl}^{-} + 2 H_{2} O + H_{2 (g)}

Zapis przebiegu reakcji chemicznych równaniem jonowym skróconym:

2 . Zn + 2 H_{3} O^{+} \to {Zn}^{2 +} + 2 H_{2} O + H_{2 (g)}

3 . Mg + 2 H_{3} O^{+} \to {Mg}^{2 +} + 2 H_{2} O + H_{2 (g)}

4 . Ca + 2 H_{3} O^{+} \to {Ca}^{2 +} + 2 H_{2} O + H_{2 (g)}

Bilans jonowo - elektronowy:

2 . Zn \to {Zn}^{2 +} + 2 e^{-}

2 H^{+} + 2 e^{-} \to H_{2}

3 . Mg \to {Mg}^{2 +} + 2 e^{-}

2 H^{+} + 2 e^{-} \to H_{2}

4 . Ca \to {Ca}^{2 +} + 2 e^{-}

2 H^{+} + 2 e^{-} \to H_{2}

bg‑lime

Dlaczego reakcja kwasu chlorowodorowego z miedzią nie zachodzi?

Elektroda	EIndeks górny 0 [V]
$Li / {Li}^{+}$	-3,04
$Ca / {Ca}^{2+}$	-2,86
$Mg / {Mg}^{2+}$	-2,36
$Al / {Al}^{3+}$	-1,69
$Mn / {Mn}^{2+}$	-1,18
$Zn / {Zn}^{2+}$	-0,76
$Cr / {Cr}^{3+}$	-0,74
$Fe / {Fe}^{2+}$	-0,44
$Cd / {Cd}^{2+}$	-0,40
$Co / {Co}^{2+}$	-0,28
$Ni / {Ni}^{2+}$	-0,26
$Sn / {Sn}^{2+}$	-0,14
$Pb / {Pb}^{2+}$	-0,14
$Fe / {Fe}^{3+}$	-0,04
$H_{2} / 2 H_{3} O^{+}$	0,00
$Bi / {Bi}^{3+}$	+0,32
$Cu / {Cu}^{2+}$	+0,34
$Ag / {Ag}^{+}$	+0,80
$Hg / {Hg}^{2+}$	+0,85
$Au / {Au}^{3+}$	+1,52

Indeks górny Źródło: D. Witowski, Chemia‑zbiór zadań z odpowiedziami dla kandydatów na uniwersytety medyczne i kierunki przyrodnicze zdających maturę z chemii 2002‑2019, Oficyna Wydawnicza Nowa Matura Indeks górny koniec

Analizując powyższy szereg elektrochemiczny metaliszereg elektrochemiczny metaliszereg elektrochemiczny metali można zauważyć, że cynk, magnez i wapń charakteryzują się ujemnymi wartościami potencjałów standardowychpotencjały standardowe elektrodypotencjałów standardowych, natomiast miedź dodatnim, a wodór zerowym. Metale o ujemnej wartości standardowych potencjałów są silniejszymi reduktoramireduktorreduktorami niż wodór, natomiast metale o dodatniej wartości potencjałów standardowych są silniejszymi utleniaczamiutleniaczutleniaczami. Miedź znajduje się w szeregu elektrochemicznym metali poniżej wodoru, oznacza to, że jest silniejszym utleniaczemutleniaczutleniaczem niż wodór.

Samorzutność reakcji można przewidzieć na podstawie standardowych potencjałów elektrod. Pierwiastki o ujemnych potencjałach wykazują zdolność do redukowania jonów wodorowych w roztworze kwasu do gazowego wodoru i uleganiują utlenieniu. Natomiast pierwiastki o dodatnich wartościach potencjałów standardowych nie mogą redukować jonów wodorowych i wydzielać gazowego wodoru z roztworu kwasu.

Utleniacze i reduktory są uszeregowane na podstawie potencjałów standardowych elektrod mierzonych względem standardowej elektrody wodorowej. Im większa wartość potencjału standardowego, tym mniejsza jest zdolność utleniająca elektrody. Na podstawie potencjałów standardowych elektrod można przewidzieć czy reakcja jest samorzutna.

Jak przewidzieć przebieg reakcji chemicznej? – wypieranie metali z roztworu jego soli

Polecenie 2

Korzystając z szeregu elektrochemicznego metali określ, w których probówkach zaszły reakcje.

R1Gp0AC4tqzS6

Ilustracja przedstawiająca dwie probówki. W pierwszej znajduje się roztwór chlorku cynku ZnCl2, w którym zanurzono drut wykonany z żelaza Fe. W drugiej probówce znajduje się roztwór azotanu (V) srebra (I) AgNO3, w którym zanurzono drut wykonany z miedzi Cu. — Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Probówka nr 1.

R1C9udfnMrj1J

Zapisz równanie reakcji chemicznej oraz dokonaj bilansu jonowo‑elektronowego.

R6YNWM03GOkye

RXuOBmBjmT7Jf

RKOtHkzbjFHOk

Zapisz równanie reakcji chemicznej oraz dokonaj bilansu jonowo‑elektronowego.

R6YNWM03GOkye

R1BUkMfmvhDEp

Probówka 1.

Równanie reakcji chemicznej: brak

Bilans jonowo‑elektronowy: brak

Probówka 2.

Równanie reakcji chemicznej:

Cu + 2 {AgNO}_{3} \to Cu {({NO}_{3})}_{2} + 2 Ag

Zapis przebiegu reakcji chemicznej równaniem jonowym skróconym:

Cu + 2 {Ag}^{+} \to {Cu}^{2 +} + 2 Ag

Bilans jonowo‑elektronowy:

Cu \to {Cu}^{2 +} + 2 e^{-}

2 {Ag}^{+} + 2 e^{-} \to 2 Ag

Słownik

reakcje redoks

reakcje chemiczne, w wyniku których atomy lub jony zmieniają swoje stopnie utlenienia poprzez wymianę elektronów

reduktor

donor elektronów w reakcjach redoks

utleniacz

akceptor elektronów w reakcjach redoks

reakcja utlenienia

reakcja chemiczna, w której atomy lub jony tracą elektrony

reakcja redukcji

reakcja chemiczna, w której atomy lub jony pobierają elektrony

potencjały standardowe elektrody

siła elektromotoryczna ogniwa, w którym drugą elektrodą jest elektroda wodorowa, której przypisuje się potencjał równy zeru. Dla anody potencjał standardowy jest ujemny, a dla katody dodatni

szereg elektrochemiczny metali

tablica przedstawiająca względną moc utleniaczy i reduktorów

Bibliografia

Bielański A., Podstawy chemii nieorganicznej, t. 2, Warszawa 2013.

Wprowadzenie

Film samouczek

Dlaczego reakcja kwasu chlorowodorowego z miedzią nie zachodzi?

Jak przewidzieć przebieg reakcji chemicznej? – wypieranie metali z roztworu jego soli

Probówka nr 1.

Słownik

Bibliografia