Człowiek od dawna prowadzi próby przetwarzania różnorodnych surowców w celu uzyskania bardziej użytecznych materiałów. Między innymi przekształca skały bogate w związki metali (rudy), otrzymując wolne pierwiastki, np. żelazo czy glin. Przeprowadzane reakcje mają pewne wspólne cechy, które zostaną omówione w tym module.

Aby zrozumieć poruszane w tym materiale zagadnienia, przypomnij sobie:

sposób zapisu równań reakcji chemicznych;
definicje substratów i produktów w równaniu reakcji chemicznej;
reakcje syntezy i analizy;
definicję współczynników stechiometrycznych i sposób uzgadniania równań reakcji chemicznych.

Nauczysz się

opisywać, na czym polegają reakcje wymiany;
rozpoznawać reakcje wymiany na podstawie równań reakcji chemicznych;
opisywać eksperyment chemiczny dotyczący reakcji wymiany, uwzględniając: szkło i sprzęt laboratoryjny, odczynniki chemiczne, schemat aparatury, obserwacje oraz wnioski.

i7qEnw9Csg_d5e184

1. Co to są reakcje wymiany?

Przyjrzyj się poniższym równaniom reakcji.

R2a63pEkz9PG3

Ilustracja przedstawia czarną tablicę. Na niej białą czcionką zapisane są dwa równania reakcji chemicznych, każde w postaci symboli, a także słownie. Pierwsza reakcja: 2CuO+C→2Cu+CO2, a poniżej: tlenek miedzi dwa plus węgiel strzałka w prawo miedź plus tlenek węgla cztery. Druga reakcja: Fe2O3+2Al→2Fe+Al2O3, a poniżej: tlenek żelaza trzy plus glin strzałka w prawo żelazo plus tlenek glinu. — Równanie reakcji <math aria‑label="pierwszej">1
Źródło: Lipowicz A., dostępny w internecie: epodreczniki.pl, licencja: CC BY-SA 3.0.

W każdej z tych przemian z dwóch różnych substratów powstają dwa inne produkty.

Substraty i produkty przykładowych reakcji
Równanie reakcji	Substraty	Produkty
$2 CuO + C \to 2 Cu + {CO}_{2}$	$CuO$ , $C$	$Cu$ , ${CO}_{2}$
${Fe}_{2} O_{3} + 2 Al \to 2 Fe + {Al}_{2} O_{3}$	${Fe}_{2} O_{3}$ , $Al$	$Fe$ , ${Al}_{2} O_{3}$

Przedstawione reakcje przebiegają według schematu:

{substrat}_{1} + {substrat}_{2} \to {produkt}_{1} + {produkt}_{2}

O tego typu reakcjach mówi się, że są to reakcje wymianyreakcja wymianyreakcje wymiany.

Reakcja tlenku ołowiu

(II)

z węglem1

Doświadczenie 1

Przeprowadź doświadczenie chemiczne polegające na sprawdzeniu, czy reakcja pomiędzy tlenkiem ołowiu $(II)$ a węglem jest przykładem reakcji wymiany.

RvVmDlx8S9XuG

Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Przeprowadzono doświadczenie chemiczne polegające na sprawdzeniu, czy reakcja pomiędzy tlenkiem ołowiu $(II)$ a węglem jest przykładem reakcji wymiany. Zapoznaj się z poniższym opisem doświadczenia, a następnie wykonaj polecenie.

Problem badawczy:

Czy reakcja tlenku węgla $(II)$ z węglem jest przykładem reakcji wymiany?

Hipoteza:

Reakcja tlenku węgla $(II)$ z węglem jest przykładem reakcji wymiany.

Co było potrzebne:

węgiel drzewny;
tlenek ołowiu $(II)$ ;
łopatka metalowa;
palnik gazowy.

Przebieg doświadczenia:

W kawałku węgla drzewnego wykonano wgłębienie (okruchy wybrane z wgłębienia pozostawiono w celu wykorzystania w dalszej części doświadczenia). Wprowadzono do wgłębienia niewielką ilość tlenku ołowiu $(II)$ , tak aby wypełnił je tylko częściowo. Wymieszano tlenek ołowiu $(II)$ z okruchami pozostałego węgla drzewnego za pomocą łopatki. Zapalono palnik gazowy i skierowano gorący płomień na mieszaninę tlenku ołowiu $(II)$ z węglem. Obserwowano zachodzące zmiany.

Obserwacje:

Ogrzewany w płomieniu palnika węgiel drzewny rozżarza się. Po pewnym czasie na powierzchni mieszaniny tlenku ołowiu $(IV)$ z węglem drzewnym pojawiają się srebrzyste kuleczki.

Wnioski:

Pod wpływem wysokiej temperatury tlenek ołowiu $(II)$ reaguje z węglem i powstaje ołów, który wydziela się z mieszaniny reakcyjnej w postaci srebrzystych kuleczek. Węgiel utlenia się i przekształca się w tlenek węgla $(IV)$ . Przebieg tej reakcji opisuje równanie:

tlenek ołowiu (II) + węgiel \to ołów + tlenek węgla (IV)

Polecenie 1

R1BTkneBMMXGN

Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Polecenie 1

RjwZEZ1JkcpmU

Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Reakcja żelaza z chlorkiem miedzi

(II)

Doświadczenie 2

Przeprowadź doświadczenie chemiczne polegające na sprawdzeniu, czy reakcja pomiędzy żelazem a chlorkiem miedzi $(II)$ jest przykładem reakcji wymiany.

R1CUQR1SG8QNT

Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Przeprowadzono doświadczenie chemiczne polegające na sprawdzeniu, czy reakcja pomiędzy żelazem a chlorkiem miedzi $(II)$ jest przykładem reakcji wymiany. Zapoznaj się z poniższym opisem doświadczenia, a następnie wykonaj polecenie.

Problem badawczy:

Czy reakcja żelaza z chlorkiem miedzi $(II)$ jest przykładem reakcji wymiany?

Hipoteza:

Reakcja żelaza z chlorkiem miedzi $(II)$ jest przykładem reakcji wymiany.

Co było potrzebne:

zlewka o pojemności $100 {cm}^{3}$ ;
szczypce;
pręcik szklany;
łyżeczka;
gwóźdź (blaszka lub inny przedmiot) wykonany z żelaza;
chlorek miedzi $(II)$ ;
woda destylowana.

Przebieg doświadczenia:

Do zlewki wsypano dwie łyżeczki chlorku miedzi $(II)$ . W tej substancji umieszczono gwóźdź (lub inny przedmiot wykonany z żelaza). Obserwowano, czy zmieszane substancje reagują ze sobą. Wyjęto żelazny przedmiot, a do chlorku miedzi $(II)$ wlano $50 {cm}^{3}$ wody. Zamieszano zawartość zlewki za pomocą szklanego pręcika. W otrzymanym roztworze zanurzono wykonany z żelaza gwóźdź do połowy jego wysokości. Odczekano kilka godzin i obserwowano zachodzące zmiany.

Obserwacje:

Po zmieszaniu stałych substancji ze sobą nie obserwujemy żadnych widocznych zmian. Po umieszczeniu żelaznego przedmiotu w wodnym roztworze chlorku miedzi $(II)$ , na powierzchni tego przedmiotu, w części zanurzonej w niebieskim roztworze, pojawił się czerwonopomarańczowy nalot.

Wnioski:

Żelazo wyparło miedź z wodnego roztworu chlorku miedzi $(II)$ . Miedź wydzieliła się z roztworu w stanie wolnym. Zaszła reakcja wymiany, zgodnie z poniższym równaniem:

żelazo + chlorek miedzi (II) \to miedź + chlorek żelaza (II)

Polecenie 2

RMgarRdijA42B

Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Polecenie 2

R211TjQkusT1h

Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

i7qEnw9Csg_d5e380

2. Które przemiany chemiczne można nazwać reakcjami wymiany?

W tym zagadnieniu zostaną zaprezentowane przykłady reakcji wymiany, w wyniku których z dwóch różnych substratów powstają dwa inne produkty.

Na przykład w wyniku reakcji tlenku żelaza $(III)$ z glinem powstaje żelazo oraz tlenek glinu, zgodnie z poniższym równaniem reakcji:

{Fe}_{2} O_{3} + 2 Al \to 2 Fe + {Al}_{2} O_{3}

tlenek żelaza (III) + glin \to żelazo + tlenek glinu

Opis reakcji wymiany (tlenku żelaza $(III)$ z glinem)
Równanie reakcji	${Substrat}_{1}$	${Substrat}_{2}$	${Produkt}_{1}$	${Produkt}_{2}$
${Fe}_{2} O_{3} + 2 Al \to 2 Fe + {Al}_{2} O_{3}$	${Fe}_{2} O_{3}$	$Al$	$Fe$	${Al}_{2} O_{3}$

Reakcja ta przebiega według schematu:

{substrat}_{1} + {substrat}_{2} \to {produkt}_{1} + {produkt}_{2}

Ciekawostka

Do spawania szyn kolejowych i tramwajowych używa się mieszaniny glinu w postaci pyłu z tlenkiem żelaza $(III)$ . Mieszaniną tą wypełnia się szczelinę między szynami, a następnie podpala się wypełnienie. Zachodzi wówczas bardzo gwałtowna przemiana chemiczna ( $tlenek żelaza (III) + glin \to żelazo + tlenek glinu$ ), podczas której tworzy się żelazo w stanie płynnym. Stygnąc, żelazo spaja ze sobą dwa fragmenty szyn. Stosowana przy spawaniu szyn metoda z wykorzystaniem glinu to aluminotermia.

Rwx3tyFCb5hvx

Zdjęcie przedstawia dwóch robotników ubranych w żółtozielone odblaskowe kostiumy, pracujących podczas naprawy szyn z użyciem termitu, czyli mieszaniny tlenku żelaza trzy z glinem. Widoczny jest jasny blask płomienia w naprawianym miejscu. — Spawanie szyn
Podczas spawania szyn zachodzi reakcja wymiany
Źródło: Steindy, dostępny w internecie: commons.wikimedia.org, licencja: CC BY-SA 3.0.

Kolejnym przykładem reakcji wymiany jest reakcja pomiędzy tlenkiem żelaza $(III)$ a tlenkiem węgla $(II)$ . W jej wyniku otrzymuje się żelazo oraz tlenek węgla $(IV)$ , zgodnie z poniższym równaniem reakcji:

{Fe}_{2} O_{3} + 3 CO \to 2 Fe + 3 {CO}_{2}

tlenek żelaza (III) + tlenek węgla (II) \to żelazo + tlenek węgla (IV)

Opis reakcji wymiany (tlenku żelaza $(III)$ z tlenkiem węgla $(II)$ )
Równanie reakcji	${Substrat}_{1}$	${Substrat}_{2}$	${Produkt}_{1}$	${Produkt}_{2}$
${Fe}_{2} O_{3} + 3 CO \to 2 Fe + 3 {CO}_{2}$	${Fe}_{2} O_{3}$	$CO$	$Fe$	${CO}_{2}$

Reakcja ta przebiega według schematu:

{substrat}_{1} + {substrat}_{2} \to {produkt}_{1} + {produkt}_{2}

Ciekawostka

Powyższa reakcja znalazła zastosowanie w hutnictwie podczas otrzymywania żelaza z jego rud. W pewnym etapie procesu tlenek żelaza $(III)$ reaguje z tlenkiem węgla $(II)$ i otrzymujemy żelazo oraz tlenek węgla $(IV)$ .

tlenek żelaza (III) + tlenek węgla (II) \to żelazo + tlenek węgla (IV)

RZ4C94w2Ikymd

Zdjęcie przedstawia kompleks hutniczy z widocznym wielometrowym wielkim piecem otoczonym ze wszystkich stron przez platformy, rury i taśmociągi do transportowania surowców. Niebo w tle jest zachmurzone. — Wielki piec
W wielkim piecu, stosowanym do przerobu rud żelaza, zachodzą m.in. reakcje wymiany
Źródło: Kabacchi, edycja: Krzysztof Jaworski, dostępny w internecie: www.flickr.com, licencja: CC BY 3.0.

Innym przykładem reakcji wymiany jest reakcja pomiędzy magnezem a chlorkiem tytanu $(IV)$ . W jej wyniku otrzymuje się tytan oraz chlorek magnezu, zgodnie z poniższym równaniem reakcji:

2 Mg + {TiCl}_{4} \to Ti + 2 {MgCl}_{2}

magnez + chlorek tytanu (IV) \to tytan + chlorek magnezu

Polecenie 3

Opisz reakcję magnezu z chlorkiem tytanu $(IV)$ , wprowadzając w odpowiednie miejsca wymienione symbole pierwiastków chemicznych oraz wzory związków chemicznych.

Równanie reakcji:

2 Mg + {TiCl}_{4} \to Ti + 2 {MgCl}_{2}

RmKn9SI4lg0td

Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Ciekawostka

Tytan z uwagi na swoje właściwości (dużą wytrzymałość mechaniczną, odporność na korozję, niską masę) jest metalem wykorzystywanym do produkcji przedmiotów, od których wymaga się, aby były wytrzymałe i jednocześnie lekkie. Z tytanu i jego stopów produkuje się między innymi sprzęt sportowy oraz elementy pojazdów sportowych i samolotów. Jedną z metod otrzymywania tego metalu jest reakcja wymiany chlorku tytanu $(IV)$ z magnezem, w czasie której magnez wypiera tytan z jego związku ( $magnez + chlorek tytanu (IV) \to tytan + chlorek magnezu$ ).

RdeC6B2bgrHKO

Zdjęcie przedstawia silnik odrzutowy na skrzydle samolotu pasażerskiego. Kadłub pomalowany jest na kolory biały i niebieski, natomiast wnętrze turbiny jest czarne z fantazyjną pomarańczową spiralą na samym czubku osi tak zwanego wentylatora, czyli przedniej obracającej się części. — Silnik samolotu ma części tytanowe. Z tytanu i jego stopów wytwarza się np. elementy silników oraz pokrycia samolotów
Źródło: Herzog J., edycja: Krzysztof Jaworski, dostępny w internecie: commons.wikimedia.org, licencja: CC BY-SA 4.0.

Ciekawostka

Zastosowanie reakcji wymiany w metalurgii
Reakcje wymiany znalazły szerokie zastosowanie w metalurgii – do otrzymywania wolnych metali. Już ponad $3500$ lat temu ludzie nauczyli się wytapiać metale z ich rud. W pierwszym etapie rudę poddawano działaniu wysokiej temperatury, co umożliwiało przeprowadzenie zawartego w niej związku chemicznego metalu w jego tlenek. Następnie tlenek metalu ogrzewano z węglem drzewnym. Podczas tego procesu węgiel łączył się z tlenem zawartym w tlenku metalu (odbierał od niego tlen) i w ten sposób pozyskiwano metal.

Podczas opisanej przemiany, z dwóch różnych substratów, tlenku metalu i węgla, powstają dwa inne produkty: metal i tlenek węgla $(IV)$ . Przemiana ta jest przykładem reakcji wymiany.

RfaUmjwokQtYf

Zdjęcie przedstawia zrekonstruowaną dymarkę, czyli dawny piec hutniczy z cegieł i gliny, w którym wytapiane było żelazo z ich rud. Kształtem przypomina ona duży komin zwężający się ku górze. W dolnej części dymarki widoczny jest prostokątny otwór, w którym umieszczano węgiel drzewny i przez który przedostawało się powietrze niezbędne do podtrzymania ognia. Z górnej części dymarki wydobywa się dym. W tle zdjęcia znajdują się zielone drzewa. — Rekonstrukcja dawnego pieca hutniczego
Dawny piec hutniczy, zwany dymarką, wykorzystywany do otrzymywania żelaza z rud przy użyciu węgla drzewnego
Źródło: Przykuta, dostępny w internecie: commons.wikimedia.org, licencja: CC BY-SA 3.0.

Polecenie 4

Zapisz równanie reakcji otrzymywania żelaza opisaną metodą. Jako substrat zastosuj tlenek żelaza $(III)$ .

RgMg5xF1qFLIX

Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

2 {Fe}_{2} O_{3} + 3 C \to 3 {CO}_{2} + 4 Fe

Polecenie 4

R1XczHo6aFXR5

Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

i7qEnw9Csg_d5e498

3. Reakcja redukcji tlenku jako przykład reakcji wymiany

Reakcja łączenia się substancji z tlenem nazywa się reakcją utleniania*. Przemiana, w której tlenek ulega „odtlenieniu”, określana jest mianem reakcji redukcjireakcja redukcji (redukcja)reakcji redukcji*. Wszystkie poznane w tym module reakcje, w wyniku których z tlenku metalu powstawał metal, są przykładami reakcji redukcji tego tlenku do metalu. O substancji odbierającej tlen od tlenku metalu mówi się, że redukuje ona tlenek.
* Podczas nauki chemii w zakresie rozszerzonym poznacie współczesną interpretację tego pojęcia.

Przykłady reakcji wymiany podczas których dochodzi do redukcji tlenków
Zapis słowny przebiegu reakcji	Równanie reakcji chemicznej	Substancja redukująca tlenek
$tlenek ołowiu (II) + węgiel \to ołów + tlenek węgla (IV)$	$2 PbO + C \to 2 Pb + {CO}_{2}$	węgiel
$tlenek żelaza (III) + tlenek węgla (II) \to żelazo + tlenek węgla (IV)$	${Fe}_{2} O_{3} + 3 CO \to 2 Fe + 3 {CO}_{2}$	tlenek węgla $(II)$
$tlenek miedzi (II) + węgiel \to miedź + tlenek węgla (IV)$	$2 CuO + C \to 2 Cu + {CO}_{2}$	węgiel
$tlenek żelaza (III) + glin \to żelazo + tlenek glinu$	${Fe}_{2} O_{3} + 2 Al \to 2 Fe + {Al}_{2} O_{3}$	glin
$tlenek miedzi (II) + wodór \to miedź + woda$	$CuO + H_{2} \to Cu + H_{2} O$	wodór

W metalurgii bardzo często do redukcji tlenków metali wykorzystuje się węgiel. Jego źródła są stosunkowo tanie i łatwo dostępne. Jednak za jego pomocą można zredukować tylko niektóre tlenki metali. Należą do nich na przykład tlenki: cynku, żelaza, ołowiu, miedzi. Tlenki te, ogrzewane z węglem, redukują się do wolnych pierwiastków, podczas gdy węgiel utlenia się. Jednak wielu tlenków metali nie udaje się zredukować za pomocą węgla. Do otrzymywania czystych pierwiastków stosuje się wtedy inne metody.

i7qEnw9Csg_d5e540

4. Reakcje wymiany pojedynczej i podwójnej

Wśród reakcji wymiany wyróżnia się reakcje wymiany pojedynczejreakcja wymiany pojedynczejreakcje wymiany pojedynczej i reakcje wymiany podwójnejreakcja wymiany podwójnejreakcje wymiany podwójnej. Pierwszy rodzaj, reakcja wymiany pojedynczej, jest przemianą, podczas której dwa substraty (pierwiastek i związek chemiczny) przekształcają się w dwa produkty (nową substancję prostą i złożoną). Jej przebieg można opisać za pomocą następującego schematu:

związek {chemiczny}_{1} + {pierwiastek}_{1} \to {pierwiastek}_{2} + związek {chemiczny}_{2}

Przykłady reakcji wymiany pojedynczej
Równanie reakcji chemicznej	Zapis słowny przebiegu reakcji
$ZnO + C \to Zn + CO$	$tlenek cynku + węgiel \to cynk + tlenek węgla (II)$
${Fe}_{2} O_{3} + 2 Al \to 2 Fe + {Al}_{2} O_{3}$	$tlenek żelaza (III) + glin \to żelazo + tlenek glinu$
${SiO}_{2} + 2 Mg \to Si + 2 MgO$	$tlenek krzemu (IV) + magnez \to krzem + tlenek magnezu$

Druga grupa to reakcje wymiany podwójnej. Zachodzą one wtedy, gdy dwie substancje złożone przekształcają się w dwa nowe związki chemiczne. Poniższy schemat obrazuje przebieg reakcji wymiany podwójnej:

związek {chemiczny}_{1} + związek {chemiczny}_{2} \to związek {chemiczny}_{3} + związek {chemiczny}_{4}

Przykłady reakcji wymiany podwójnej
Równanie reakcji chemicznej	Zapis słowny przebiegu reakcji
$NaCl + {AgNO}_{3} \to {NaNO}_{3} + AgCl$	$chlorek sodu + azotan (V) srebra (I) \to azotan (V) sodu + chlorek srebra (I)$
${BaCl}_{2} + {Na}_{2} {SO}_{4} \to {BaSO}_{4} + 2 NaCl$	$chlorek baru + siarczan (VI) sodu \to siarczan (VI) baru + chlorek sodu$

i7qEnw9Csg_d5e594

Podsumowanie

Obok reakcji analizy i syntezy istnieje trzeci typ reakcji – reakcja wymiany.
Reakcja wymiany jest przemianą podczas której następuje wymiana składników pomiędzy reagującymi substancjami. Przebiega ona według schematu:
${substrat}_{1} + {substrat}_{2} \to {produkt}_{1} + {produkt}_{2}$ .
Reakcje wymiany można podzielić na dwie grupy: reakcje wymiany pojedynczej i reakcje wymiany podwójnej.
Reakcja wymiany pojedynczej to przemiana podczas której dwa substraty (pierwiastek i związek chemiczny) przekształcają się w dwa produkty (nową substancję prostą i złożoną).
Reakcja wymiany podwójnej jest przemianą podczas której dwie substancje złożone przekształcają się w dwie nowe substancje złożone (związki chemiczne).
Reakcja redukcji (redukcja) jest przemianą chemiczną podczas której substancja złożona (tlenek) oddaje tlen. Reakcja ta jest przykładem reakcji wymiany.

Praca domowa

Polecenie 5.1

Korzystając z dowolnych materiałów (na przykład plasteliny, kasztanów, klocków, programów graficznych, itp.), wykonaj model przedstawiający przebieg reakcji wymiany pojedynczej i wymiany podwójnej.

RmBMhlctSqY0P

Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Przykład reakcji wymiany pojedycznej:

Zn + 2 HCl \to {ZnCl}_{2} + H_{2}

Przykład reakcji wymiany podwójnej:

KOH + HCl \to KCl + H_{2} O

Przykład reakcji wymiany pojedynczej:

Zn + 2 HCl \to {ZnCl}_{2} + H_{2}

R1LMKgyco1SNW

Przykład reakcji wymiany pojedynczej. — Przykład reakcji wymiany pojedynczej
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Przykład reakcji wymiany podwójnej:

KOH + HCl \to KCl + H_{2} O

RcKBrpdwxwlnk

Przykład reakcji wymiany podwójnej. — Przykład reakcji wymiany podwójnej
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Polecenie 5.1

Rfkce691cikNS

Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Polecenie 5.2

Ołów występuje w przyrodzie głównie w postaci siarczku ołowiu $(II)$ – $PbS$ . Z tej substancji, w wyniku reakcji chemicznych, uzyskuje się ołów. W pierwszym etapie siarczek ołowiu $(II)$ praży się na wolnym powietrzu. Podczas tego procesu związek ten reaguje z tlenem, a produktami reakcji są tlenek ołowiu $(II)$ i tlenek siarki $(IV)$ . W dalszym etapie tlenek ołowiu $(II)$ ogrzewa się w wysokiej temperaturze z węglem i otrzymuje się ołów oraz tlenek węgla $(IV)$ .
Na podstawie powyższych informacji zapisz dwa równania reakcji, prowadzące do uzyskania ołowiu z siarczku ołowiu $(II)$ . Wskaż równanie opisujące reakcję wymiany.

R1MRLpO0exgT3

Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Równanie reakcji $1 .$ : $2 PbS + 3 O_{2} \to 2 PbO + 2 {SO}_{2}$

Równanie reakcji $2 .$ : $2 PbO + C \to 2 Pb + {CO}_{2}$

Równanie reakcji $2 .$ jest równaniem reakcji wymiany.

Polecenie 5.2

Na podstawie powyższych informacji wybierz poprawnie zapisane równania reakcji, prowadzące do uzyskania ołowiu z siarczku ołowiu $(II)$ .

Ry0NxX0Jq5r07

Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

i7qEnw9Csg_d5e726

Słownik

reakcja redukcji (redukcja)

przemiana chemiczna podczas której substancja złożona (tlenek) oddaje tlen (współczesną interpretację tego pojęcia poznacie w trakcie nauki chemii w zakresie rozszerzonym)

reakcja wymiany

przemiana chemiczna podczas której z co najmniej dwóch substratów powstają co najmniej dwa produkty

reakcja wymiany podwójnej

przemiana podczas której dwie substancje złożone (związki chemiczne) przekształcają się w dwie nowe substancje złożone (związki chemiczne)

reakcja wymiany pojedynczej

przemiana podczas której dwa substraty (pierwiastek i związek chemiczny) przekształcają się w co najmniej dwa produkty (nową substancję prostą i złożoną)

i7qEnw9Csg_d5e814

Ćwiczenia

Pokaż ćwiczenia:

Ćwiczenie 1

Rd0Pp74nIg0Pp

Oceń, czy poniższe zdania są prawdziwe, czy fałszywe.

	Prawda	Fałsz
Każda reakcja chemiczna, w której powstają dwa produkty, jest reakcją wymiany.	□	□
Reakcja wymiany jest przemianą, w której następuje wymiana składników pomiędzy reagującymi substancjami.	□	□
Substratami w reakcji wymiany nie mogą być dwa pierwiastki.	□	□

Źródło: Agnieszka Kamińska-Ostęp, licencja: CC BY-SA 3.0.

RE5JX4vjtR3Sx1

Ćwiczenie 2

Łączenie par. Poniższe schematy przedstawiają poznane już przez ciebie typy reakcji. Przyporządkuj je do właściwych kategorii..

{substrat}_{1} + {substrat}_{2} \to produkt

. Możliwe odpowiedzi: REAKCJA SYNTEZY, REAKCJA WYMIANY, REAKCJA ANALIZY.

{pierwiastek}_{1} + związek {chemiczny}_{1} \to związek {chemiczny}_{2} + {pierwiastek}_{2}

. Możliwe odpowiedzi: REAKCJA SYNTEZY, REAKCJA WYMIANY, REAKCJA ANALIZY.

substrat \to {produkt}_{1} + {produkt}_{2}

. Możliwe odpowiedzi: REAKCJA SYNTEZY, REAKCJA WYMIANY, REAKCJA ANALIZY.

związek chemiczny \to {pierwiastek}_{1} + {pierwiastek}_{2}

. Możliwe odpowiedzi: REAKCJA SYNTEZY, REAKCJA WYMIANY, REAKCJA ANALIZY.

{pierwiastek}_{1} + {pierwiastek}_{2} \to produkt

. Możliwe odpowiedzi: REAKCJA SYNTEZY, REAKCJA WYMIANY, REAKCJA ANALIZY.

związek chemiczny \to związek chemiczny + pierwiastek

. Możliwe odpowiedzi: REAKCJA SYNTEZY, REAKCJA WYMIANY, REAKCJA ANALIZY.

związek {chemiczny}_{1} + związek {chemiczny}_{2} \to związek {chemiczny}_{3} + związek {chemiczny}_{4}

. Możliwe odpowiedzi: REAKCJA SYNTEZY, REAKCJA WYMIANY, REAKCJA ANALIZY

Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

RFKEu4kWw58rt1

Ćwiczenie 3

Łączenie par. Określ typ reakcji na podstawie jej równania. Przyporządkuj równania do odpowiednich kategorii (reakcja analizy, reakcja syntezy, reakcja wymiany)..

2 Cu + O_{2} \overset{T}{\to} 2 CuO

. Możliwe odpowiedzi: REAKCJA ANALIZY, REAKJA SYNTEZY, REAKCJA WYMIANY.

2 N_{2} O_{5} \to 4 {NO}_{2} + O_{2}

. Możliwe odpowiedzi: REAKCJA ANALIZY, REAKJA SYNTEZY, REAKCJA WYMIANY.

{Al}_{2} O_{3} + 6 HCl \overset{T}{\to} 2 {AlCl}_{3} + 3 H_{2} O

. Możliwe odpowiedzi: REAKCJA ANALIZY, REAKJA SYNTEZY, REAKCJA WYMIANY.

2 Fe {(OH)}_{3} \to {Fe}_{2} O_{3} + 3 H_{2} O

. Możliwe odpowiedzi: REAKCJA ANALIZY, REAKJA SYNTEZY, REAKCJA WYMIANY.

2 {SO}_{2} + O_{2} \to 2 {SO}_{3}

. Możliwe odpowiedzi: REAKCJA ANALIZY, REAKJA SYNTEZY, REAKCJA WYMIANY.

ZnO + H_{2} {SO}_{4} \to {ZnSO}_{4} + H_{2} O

. Możliwe odpowiedzi: REAKCJA ANALIZY, REAKJA SYNTEZY, REAKCJA WYMIANY.

{CO}_{2} + {Na}_{2} O \to {Na}_{2} O \to {Na}_{2} {CO}_{3}

. Możliwe odpowiedzi: REAKCJA ANALIZY, REAKJA SYNTEZY, REAKCJA WYMIANY

Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Ćwiczenie 4

Ri89jAAVJ3fiN

Uzgodnij równanie reakcji wymiany. Wskaż ciąg liczb określających kolejne współczynniki stechiometryczne w równaniu reakcji:
$…Zn + … H_{2} {SO}_{4} \to {…ZnSO}_{4} + … H_{2}$

1, 1, 1, 1
2, 1, 2, 1
1, 2, 1, 2
2, 2, 2, 2
2, 3, 2, 3

Źródło: Bożena Karawajczyk, licencja: CC BY-SA 3.0.

Ćwiczenie 5

R1N4xbUcNG0NQ

Uzgodnij równanie reakcji wymiany. Wskaż ciąg liczb określających kolejne współczynniki stechiometryczne reakcji:
$…KOH + … H_{2} {SO}_{4} \to {… K_{2} SO}_{4} + … H_{2} O$

1, 1, 1, 1
2, 1, 2, 1
2, 1, 1, 2
1, 1, 1, 2
1, 2, 2, 1

Źródło: Bożena Karawajczyk, licencja: CC BY 3.0.

Ćwiczenie 6

R6uq6u0Iouf8U

Uzgodnij równanie reakcji wymiany. Wskaż ciąg liczb określających kolejne współczynniki stechiometryczne reakcji:
$… {Cu}_{2} S + … O_{2} \to … {Cu}_{2} O + … {SO}_{2}$

1, 2, 1, 2
1, 1, 1, 2
2, 3, 2, 2
1, 2, 1, 1
3, 2, 3, 3

Źródło: Bożena Karawajczyk, licencja: CC BY-SA 3.0.

Ćwiczenie 7

R14Tqnhi7TUfq

Wskaż substrat, którego brak w uzgodnionym równaniu reakcji:
${Sb}_{2} S_{3} + 3… \to 3FeS + 2Sb$

$SbO$
$Sb$
$Fe$
$S$
$FeS$
${SO}_{3}$

Źródło: Bożena Karawajczyk, licencja: CC BY-SA 3.0.

Rxlv3u34zPyUu2

Ćwiczenie 8

Źródło: epodreczniki.pl, licencja: CC BY-SA 3.0.

Ćwiczenie 8

Reakcja tlenku miedzi $(II)$ z wodorem przebiega według następującego schematu:

CuO + H_{2} \to Cu + H_{2} O

R12OX0qYkBipD

Dopasuj poszczególne elementy reakcji do odpowiednich grup. Substraty reakcji Możliwe odpowiedzi: 1. tlenek miedzi

(II)

, 2. miedź, 3. woda, 4. tlenek miedzi

(II)

, 5. wodór, 6. wodór, 7. miedź, 8. woda Produkty reakcji Możliwe odpowiedzi: 1. tlenek miedzi

(II)

, 2. miedź, 3. woda, 4. tlenek miedzi

(II)

, 5. wodór, 6. wodór, 7. miedź, 8. woda Pierwiastki Możliwe odpowiedzi: 1. tlenek miedzi

(II)

, 2. miedź, 3. woda, 4. tlenek miedzi

(II)

, 5. wodór, 6. wodór, 7. miedź, 8. woda Związki chemiczne Możliwe odpowiedzi: 1. tlenek miedzi

(II)

, 2. miedź, 3. woda, 4. tlenek miedzi

(II)

, 5. wodór, 6. wodór, 7. miedź, 8. woda

Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Ćwiczenie 9

The equation of a certain chemical reaction is shown below. Choose, what type of reaction does this belong to.

2 FeO + C \to 2 Fe + {CO}_{2}

Rmu0SEQfYlm3s

Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Glossary

Ćwiczenie 10

The equation of a certain chemical reaction is shown below. Choose, what type of reaction does this belong to.

H_{2} {SO}_{4} + 2 NaOH \to {Na}_{2} {SO}_{4} + 2 H_{2} O

RGhOdFQvwYd3R

Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Glossary

Bibliografia

Kulawik J., Kulawik T., Litwin M., Podręcznik do chemii dla klasy siódmej szkoły podstawowej, Warszawa $2020$ .

Łasiński D., Sporny Ł., Strutyńska D., Wróblewski P., Podręcznik dla klasy siódmej szkoły podstawowej, Kielce $2020$ .

bg‑gray3

Notatnik

R15cNubbogjb1

Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.