Συνοπτικές Περιγραφές Πειραμάτων Χημείας

Συνοπτικές Περιγραφές Πειραμάτων ΧημείαςΓυμνάσιο - A' ΛυκείουΗλεκτρόλυση νερούΗλεκτρόλυση νερού με ηλεκτρολύτη (όξινο ανθρακικό νάτριο-σόδα μαγειρέματος)Ηλεκτρόλυση νερού με ηλεκτρολύτη (ανθρακικό νάτριο-βιομηχανική σόδα)Αρχή του LavoisierΑρχή διατήρησης της μάζας του LavoisierΟξέα-ΒασειςΑλλαγή δεικτώνΑντίδραση οξέος - βάση προς παράγωγη αλάτωνΑντιδράσεις ΑντικατάστασηςΑπλή αντικατάσταση Διπλή αντικατάσταση Β' ΛυκείουΟξείδωση αλκοολώνΕισαγωγικές γνώσεις Οι αντιδράσεις που λαμβάνουν χώρα κατά περίπτωση είναιΓ' ΛυκείουΔείκτες – ΟγκομέτρησηΙσοδύναμα σημεία και PHΗ μέτρηση της οξύτητας του λαδιούTαχύτητα αντίδρασηςΠαράγοντες που επηρεάζουν την ταχύτητα αντίδρασης.Επίδραση της συγκέντρωσης στην ταχύτητα της αντίδρασηςΠείραμα 1Πείραμα 2Αρχή Le ChatelierΠαράγοντες που επηρεάζουν τη θέση χημικής ισορροπίας - Αρχή Le ChatelierΕπίδραση της θερμοκρασίας στη χημική ισορροπίαΠείραμα 1Πείραμα 2

 

Γυμνάσιο - A' Λυκείου

Ηλεκτρόλυση νερού

Ηλεκτρόλυση νερού με ηλεκτρολύτη NaHCΟ3 (όξινο ανθρακικό νάτριο-σόδα μαγειρέματος)

Οι αντιδράσεις που λαμβάνουν χώρα είναι:

NaHCO3Na++HCO3Κάθοδος()2H2O+2eH2+2OHΆνοδος(+)2H2OO2+4H++4e

Ομως, τα ιόντα Η+ που παράγονται στην άνοδο αντιδρούν με τα ιόντα HCO3+ και παράγεται CΟ2 σύμφωνα με την αντίδραση:

H++HCO3CO2+H2O

Ο όγκος του CΟ2 που παράγεται στην άνοδο προστίθεται στον όγκο του Ο2. Γι' αυτό και δεν παρατηρεϊται η σωστή αναλογία όγκων υδρογόνου προς οξυγόνο που αναμένουμε στην ηλεκτρόλυση.

Ηλεκτρόλυση νερού με ηλεκτρολύτη Na2CΟ3 (ανθρακικό νάτριο-βιομηχανική σόδα)

Οι αντιδράσεις που λαμβάνουν χώρα είναι:

Na2CO32Na++CO32Κάθοδος ()2H2O+2eH2+2OHΆνοδος(+)2H2OO2+4H++4e

οι οποίες μας δίνουν το συνολικό μηχανισμό της ηλεκτρόλυσης

2H2OO2( g)+2H2( g)

 

Αρχή του Lavoisier

Αρχή διατήρησης της μάζας του Lavoisier

Pb(NO3)2+2KIPbI2+2KNO3

 

Οξέα-Βασεις

Αλλαγή δεικτών

ΔΕΙΚΤΕΣ ΟΞΕΩΝ

Θεωρία

 

 

ΔΕΙΚΤΕΣ ΒΑΣΕΩΝ

εικόνα

 

Αντίδραση οξέος - βάση προς παράγωγη αλάτων

HCI+ZnH2+ZnCl2

HCl+CuOCuCl2(πράσινο)+H2O

Αντιδράσεις Αντικατάστασης

Απλή αντικατάσταση

Στην κατηγορία αυτή ένα στοιχείο ( μέταλλο ή αμέταλλο) αντικαθιστά ένα άλλο στοιχείο σε μια χημική ένωση (απλή αντικατάσταση).

Α. Μέταλλα

Α1. Επίδραση Μ σε αλας μεταλλου Μ’ (M δραστικότερο M’)

Η ηλεκτροχημική σειρά των μετάλλων είναι:

Li K Ba Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Co Ni Sn Pb H2 Bi Cu+2 Cu+1 Hg2+2 Ag Hg Pt Au

διάλυμαCuSO4+FeFeSO4+Cu (επιχάλκωση σιδερενιου καρφιου)

διάλυμαCuSO4+ZnZnSO4+Cu (επιχάλκωση ψευδαργυρένιας βίδας)

διάλυμαAgNO3+CuCu(NO3)2+Ag (επαργύρωση επιχαλκωμένης βίδας)

 

Α2. Επίδραση δραστικου μεταλλου (Κ,Να , Ca , Na ) σε νερο

Ca+2Η2Ο®Ca(ΟΗ)2+Η2

2Να+2Η2Ο2ΝαΟΗ+Η2

 

Β. Αμέταλλα :

Σειρά δραστικότητας των αμέταλλων, με τα πιο δραστικά να βρίσκονται αριστερά : F2,C2,Br2,O2,I2,S

 

C2+CaSCaC2+S

3Br2+2AI32ABr3+3I2

 

Διπλή αντικατάσταση

Οι αντιδράσεις διπλής αντικατάστασης είναι αντιδράσεις στις οποίες ο αριθμός οξείδωσης των στοιχείων παραμένει σταθερός. Στις αντιδράσεις αυτές γίνεται ανταλλαγή των ιόντων με βάση το παρακάτω σχήμα :

 

Α+Β+Γ+ΔΑ+Δ+Γ+Β

 

1. άλας1 + οξύ1άλας2 + οξύ2

FeS+2HCLFeCL2+H2S

 

2. άλας1 + βάση1άλας2 + βάση2

Na2CO3+Ca(OH)2CaCO3+2NaOH

 

3. άλας1 + άλας4άλας3 + άλας2

AgNO3+KClAgCl+KNO3

 

Β' Λυκείου

Οξείδωση αλκοολών

Εισαγωγικές γνώσεις

Οι πρωτοταγείς και οι δευτεροταγείς αλκοόλες οξειδώνονται με ισχυρά οξειδωτικά μέσα.:

 

Οι αντιδράσεις που λαμβάνουν χώρα κατά περίπτωση είναι

Πρωτοταγείς αλκοόλες:

CΗ3CΗ2ΟΗ+|Ο|CΗ3CΗ=Ο+H2O (α΄ στάδιο προς αλδεΰδες)

CΗ3CΗ=Ο+|Ο|CH3COOH (β΄ στάδιο προς καρβονικά οξέα)

Δευτεροταγείς αλκοόλες:

CΗ3CΗ(ΟΗ)CΗ3+|Ο|CΗ3CΟCΗ3+H2O (προς κετόνες)

Τριτοταγείς αλκοόλες:

Δεν οξειδώνονται

Ερμηνεία Φαινομένου

Σε πρώτο στάδιο έχουμε απομάκρυνση υδρογόνων από τον άνθρακα του υδροξυλίου και από το υδροξύλιο με αποτέλεσμα τα μονήρη ηλεκτρόνια που απομένουν να δημιουργήσουν τον δεύτερο δεσμό μεταξύ άνθρακα και οξυγόνου.

Eίναι προφανές ότι η έλλειψη υδρογόνου στον άνθρακα του υδροξυλίου των τριτοταγών αλκοολών είναι το αίτιο ώστε αυτές να μην οξειδώνονται.

Οι αλδεΰδες οι οποίες είναι προϊόντα μερικής οξείδωσης των αλκοολών, οξειδώνονται περαιτέρω ακόμα και με ήπια οξειδωτικά μέσα όπως το αντιδραστήριο Tollens και το αντιδραστήριο Fehling, προς καρβονικά οξέα (RCΗ=Ο+|Ο|RCOOH) και ταυτόχρονη δημιουργία χαρακτηριστικών προϊόντων κατόπτρου αργύρου (Αg+Ag) και ίζηματος οξειδίου του χαλκού Cu2+Cu2Ο).

Είναι προφανές ότι η έλλειψη υδρογόνου στον άνθρακα της καρβονυλομάδας στις κετόνες είναι το αίτιο ώστε αυτές να μην οξειδώνονται.

Πηγή1 & Φύλλο Εργασίας

Πηγή2

Πηγή3

 

Γ' Λυκείου

Δείκτες – Ογκομέτρηση

Ισοδύναμα σημεία και PH

Θεωρία

Οι δείκτες αυτοί είναι συνήθως ασθενή οργανικά οξέα ή βάσεις των οποίων τα μόρια έχουν διαφορετικό χρώμα από τα αντίστοιχα ιόντα στα οποία έχουν ιοντιστεί. Έστω αντίδραση ιοντισμού ενός δείκτη ΗΑ, ο οποίος έστω ότι είναι ένα ασθενές οξύ:

ΗΔ+Η2ΟΔ+Η3Ο+

Τα μόρια του δείκτη στην όξινη μορφή του (ΗΑ), έστω ότι έχουν μπλε χρώμα, ενώ τα μόρια του δείκτη στη βασική μορφή του Δ έστω ότι έχουν κόκκινο χρώμα.

Έχει διαπιστωθεί πως όταν η συγκέντρωση του ΗΑ είναι δεκαπλάσια της συγκέντρωσης του Δ επικρατεί το χρώμα του ΗΔ. Αντίθετα, αν η συγκέντρωση του ΗΔ είναι 10 φορές μικρότερη του Δ επικρατεί το χρώμα του Δ.

Πηγή

Η μέτρηση της οξύτητας του λαδιού

Η αρχή λειτουργίας της μεθόδου μέτρησης της οξύτητας του λαδιού στηρίζεται στην τιτλοδότηση με αλκάλι συγκεκριμένης συγκεντρώσεως, μέχρι ολικής εξουδετερώσεως της οξύτητας του

ελαιολάδου. Ο απαραίτητος εξοπλισμός είναι ογκομετρικός σωλήνας, κωνική φιάλη, προχοϊδα( ή μια σύριγγα), και αντιδραστήρια (διάλυμα αλκοόλης, δείκτης (φαινολοφθαλεΐνης), διάλυμα υδροξειδίου του Νατρίου NaOH)

Η διαδικασία είναι η εξής:

Πηγή

 

Tαχύτητα αντίδρασης

Παράγοντες που επηρεάζουν την ταχύτητα αντίδρασης.

Η ταχύτητα μιας αντίδρασης εξαρτάται από τον αριθμό των αποτελεσματικών συγκρούσεων μεταξύ των αντιδρώντων μορίων. Είναι προφανές ότι οι παράγοντες που επηρεάζουν τον αριθμό αυτών των συγκρούσεων, επηρεάζουν και την ταχύτητα της αντίδρασης. Οι παράγοντες αυτοί είναι οι εξής:

  1. η συγκέντρωση των αντιδρώντων
  2. η πίεση, με την προϋπόθεση ότι ένα τουλάχιστον απ΄ τα αντιδρώντα σώματα είναι αέριο
  3. η επιφάνεια επαφής των στερεών
  4. η θερμοκρασία
  5. οι ακτινοβολίες
  6. οι καταλύτες.

 

Επίδραση της συγκέντρωσης στην ταχύτητα της αντίδρασης

Πείραμα 1

Η επίδραση της συγκέντρωσης στην ταχύτητα της αντίδρασης μπορεί να παρατηρηθεί με το πείραμα της αντίδρασης υδροχλωρικού οξέος (HCl) με θειοθειϊκό νάτριο (Na2S2O3 (aq) ).

2HCI(aq)+Na2 S2O3(aq)2 NαCl(aq)+SO2( g)+S(s)+H2O(aq)

Μεταβάλλοντας την συγκέντωση του Na2S2O3 (aq)  μεταβάλλεται η συγκέντρωση του παραγόμενου στερεoύ θείου S(s) το οποίο προκαλεί θόλωμα του διαλύματος.

 

Πείραμα 2

Στο πείραμα αυτό θα μελετήσουμε την μετατόπιση της θέσης ισορροπίας στην αμφίδρομη αντίδραση:

FeCl3+3NH4SCNFe(SCN)3+3NH4Cl

(κίτρινος χλωριούχος-σίδηρος άχρωμο θειοκυανικό αμμώνιο κόκκινος θειοκυανικός-σιδηρος)

Με προσθήκη ή αφαίρεση μιας ποσότητας αντιδρώντων ή προϊόντων η ισορροπία μετατοπίζεται προς ορισμένη κατεύθυνση και το χρώμα μεταβάλλεται

Αρχή Le Chatelier

Παράγοντες που επηρεάζουν τη θέση χημικής ισορροπίας - Αρχή Le Chatelier

Όπως ήδη αναφέραμε, μια αντίδραση εξελίσσεται με τέτοιο τρόπο, ώστε να φτάσει τελικά σε κατάσταση χημικής ισορροπίας. Η κατάσταση αυτή τείνει να διατηρηθεί, εφόσον το χημικό σύστημα δεν διαταράσσεται. Αν διαταράξουμε το σύστημα ισορροπίας, μεταβάλλοντας π.χ. τη θερμοκρασία, τότε η θέση χημικής ισορροπίας θα μετατοπιστεί προς εκείνη την κατεύθυνση που τείνει να αναιρέσει τη μεταβολή που επιφέραμε. Για παράδειγμα, αν επιβάλλουμε μείωση θερμοκρασίας στο παρακάτω σύστημα ισορροπίας:

N2(g)+3H2(g)NH3(g),Δη=22Kcal,

τότε η αντίδραση θα εξελίσσεται ταχύτερα προς τα δεξιά απ’ ότι προς τα αριστερά επηδεί η αντιδραση προς τα δεξιά ειναι εξωθερμη ωστε να αυξηθεί η θερμοκρασία και με αποτέλεσμα να αυξηθεί η ποσότητα του ΝΗ3.

Σε αυτή την περίπτωση λέμε ότι η θέση ισορροπίας μετατοπίστηκε προς τα δεξιά.

Παράγοντες που επηρεάζουν τη θέση χημικής ισορροπίας

Η θέση ισορροπίας επηρεάζεται από τους εξής παράγοντες χημικής ισορροπίας:

  1. τη συγκέντρωση των αντιδρώντων ή προϊόντων,
  2. την πίεση,
  3. τη θερμοκρασία.

Επίδραση της θερμοκρασίας στη χημική ισορροπία

Πείραμα 1

Θα μελετήσουμε τη μετατόπιση της θέσης χημικής ισορροπίας, όταν μεταβάλλουμε τη θερμοκρασία στην παρακάτω χημική αντίδραση:

 

CuSO4+2NaClCuCl2+Na2SO4,ΔΗ>0

(μπλε) (πράσινο)

Με αύξηση της θερμοκρασίας η θέση της ισορροπίας μετατοπίζεται προς τα δεξιά και το διάλυμα από μπλε που ήταν αρχικά αποκτά πράσινο χρώμα. Όταν μειώσουμε τη θερμοκρασία συμβαίνει το αντίθετο.

cuso4

Πείραμα 2

Θα μελετήσουμε τη μετατόπιση της θέσης χημικής ισορροπίας, όταν μεταβάλλουμε τη θερμοκρασία στην παρακάτω χημική αντίδραση:

Co2++4CICoCl4,ΔH>0 (ροδόχρωμο) (μπλε)

Με αύξηση της θερμοκρασίας η θέση της ισορροπίας μετατοπίζεται προς τα δεξιά και το διάλυμα από ροδόχρωμο που ήταν αρχικά αποκτά μπλε χρώμα. Όταν μειώσουμε τη θερμοκρασία συμβαίνει το αντίθετο.

coci2

 

https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/Cobalt-chloride-_CoCl2#section=Physical-Description

##