ΠΡΟΛΟΓΟΣ
Η Χημεία σαν μία από τις Θετικές επιστήμες θα περίμενε κανείς να χρειάζεται για την καλή
γνώση και εκμάθησή της ένα «πρακτικό» μυαλό.
Αυτό το συμπέρασμα είναι κατά την άποψή μου ,ένα μέρος της αλήθειας.Δεν θα ήταν
υπερβολή να πούμε ότι εξίσου η καλή γνώση της θεωρίας ,αλλά και της κατανόησής της
καθορίζει σε σημαντικό ποσοστό την τελική επίδοση ενός υποψηφίου στο μάθημα.
Θεωρία και πράξη πάνε μαζί , δίπλα – δίπλα .Το ένα προϋπόθεση και προαπαιτούμενο του
άλλου.
Εξαιτίας λοιπόν αυτής της ιδιαιτερότητάς της σαν μάθημα,προσπάθησα στο συγκεκριμένο
βιβλίο να συμπεριλάβω όσο το δυνατό περισσότερες και πιο αντιπροσωπευτικές ασκήσεις ανά
κεφάλαιο αλλά και καλή προσέγγιση και ανάλυση όλων εκείνων των θεωρητικών εννοιών που
χρειάζεται ο μαθητής ,ώστε να ανταπεξέλθει στις απαιτήσεις των εξετάσεων.Ελπίζω να το
κατάφερα.
Κλείνοντας, θα ήθελα να ευχηθώ σε όλους τους μαθητές υπομονή , επιμονή και συνέπεια
κατά τη διάρκεια της χρονιάς ,ώστε στο τέλος αυτής ,η χαρά της επιτυχίας στη σχολή της
επιλογής τους να δώσει ένα πλατύ χαμόγελο και ικανοποίηση .
ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ
1ο κεφάλαιο : Οξειδοαναγωγή
Θεωρία …………………………………………………………………………………..………………………2
Παρατηρήσεις για τις ασκήσεις………………………………………………………………………………..17
Επαναληπτικές έννοιες από Α΄ λυκείου…………………………………………………………………..27
Κατηγορίες προβλημάτων………………………………………………………………………………...…31
Ασκήσεις Α΄ομάδα …………………………………………………………………………………………...36
Ασκήσεις Β΄ομάδα ……………………………………………………………………………………………40
2ο κεφάλαιο : Θερμοχημεία
Θεωρία …………………………………………………………………………………..……………………..48
3ο κεφάλαιο : Χημική κινητική
Θεωρία …………………………………………………………………………………..…………………..…56
Ασκήσεις Α΄ομάδα …………………….…………………………………………………………………….. 65
Ασκήσεις Β΄ομάδα ………………………………………………………………………………….…………67
4ο κεφάλαιο : Χημική ισορροπία
Θεωρία …………………………………………………………………………………..……….……………75
Μεθοδολογία…………………………………………………………………………………..…….……….85
Παρατηρήσεις ασκήσεων…………………………………………………………………….…….….……86
Παράγοντες χημικής ισορροπίας………………………………………………………………….….……88
Διαγράμματα χημικής ισορροπίας ……………………………………………………………….………..92
Εφαρμογές κατανόησης………………………………………………………………………….………….94
Ασκήσεις Α΄ομάδα …………………...…………………...……………………………………….……….104
Ασκήσεις Β΄ομάδα ………………………………………………………………………………….………110
5ο κεφάλαιο : Οξές – Βάσεις –Ιοντική ισορροπία
Κατηγορίες ηλεκτρολυτών …………………………………………………………..……………………127
Ασκήσεις ηλεκτρολυτών – συζυγών ζευγών .………………………….….………………………….137
Μεταβολές του pH………………………………………………………………………………………….144
Εύρεση της συγκέντρωσης…………………………………….………………………………………….148
Διαλύματα Ισχυρών Οξέων – Βάσεων…………………………………………………………………..151
Ασκήσεις Ισχυρών Οξέων – Βάσεων.. …………………………………………………………………155
Διαλύματα Ασθενών Οξέων – Βάσεων………………………………………………………………….158
Ασκήσεις Ασθενών Οξέων – Βάσεων..…………………………………………………………………170
Διαλύματα Αλάτων…………………………………………………………………………………………..174
Ασκήσεις Αλάτων …………………………………………………………..………………………………185
Διαλύματα με Ε.Κ.Ι…………………………………………………………………………………………..188
Ασκήσεις με Ε.Κ.Ι……………………………...……………………………………………………………196
Ανάμιξη διαλυμάτων που αντιδρούν………………………………………...…………………………..200
Ασκήσεις διαλυμάτων που αντιδρούν ………………….………………………………………………202
Ασκήσεις με διερεύνηση…………………………..…………….…………………………….…………..205
Ρυθμιστικά διαλύμα…………………..........………………………………………………………………207
Ασκήσεις στα ρυθμιστικά διαλύματα………………..........…….………………………………………219
Δείκτες……………………..…………..........………………………………………………………………221
Ασκήσεις στους δείκτες..........……………………………………………………………………………225
Ογκομετρήσεις…………………..........……………………………………………………………………227
Ασκήσεις στις ογκομετρήσεις ..........….………………………………………………………………..237
Επαναληπτικές ασκήσεις πολλαπλής επιλογής......……...………………………………………… .242
Επαναληπτικές ασκήσεις Σωστού - Λάθους......…….…...………………………………………….. 248
6ο κεφάλαιο : Ηλεκτρονιακή δομή
Ατομικό πρότυπο Bohr………………………………………………………………..……………………252
Ασκήσεις στο ατομικό πρότυπο Bohr.…………………………………….….………………………….260
Κβαντικοί αριθμοί……………………..…………………………………………………………………….264
Ασκήσεις στους κβαντικούς αριθμούς……………………….………………………………………….273
Αρχές δόμησης………………………….…………………………………………………………………..276
Ασκήσεις στις αρχές δόμησης ……………..……………………………………………………………283
Περιοδικός πίνακας……………………………………………..………………………………………….287
Ασκήσεις στον περιοδικό πίνακα..………………………………………………………………………297
Ατομική ακτίνα…………………………..…………………………………………………………………..301
Ασκήσεις στην ατομική ακτίνα………………………….………………..………………………………311
Ενέργεια ιοντισμού……………………………………………………………………………………..…..306
Ασκήσεις στην ενέργεια ιοντισμού …...……………………………………..…………………………309
Επισημάνσεις για τις ασκήσεις…...……………………..……………………..…………………………313
Επαναληπτικές ασκήσεις πολλαπλής επιλογής......……...……………………………………………329
Επαναληπτικές ασκήσεις Σωστού - Λάθους......…….…...……………………………………………334
7ο κεφάλαιο : Οργανική χημεία
Θεωρία μοριακών τροχιακών………………………………………………………..……………………338
Θεωρία δεσμού σθένους.…………………………………………………...….…………………………339
Δεσμοί σ……………………..………………….…………………………………………………………….341
Δεσμοί π…………………………………..……………………….………………………………………….344
Υβριδισμός…………………………….…………….………………………………………………………..347
Αντιδράσεις προσθήκης………………………………….……..………………………………………….366
Αντιδράσεις απόσπασης .………………………………………….……………………………………… 376
Αντιδράσεις υποκατάστασης ………..……..……………………………………………………………..380
Αντιδράσεις πολυμερισμού…..………………………….………………..………………………………386
Αντιδράσεις οξείδωσης………………………………………………………………………………..…..389
Αντιδράσεις αναγωγής…………………...……………………………………..…………………………397
Αντιδράσεις με όξινες ιδιότητες ...……………………..……………………..………………………… 398
Αντιδράσειςμε βασικές ιδιότητες……………….......……...……………………………………………401
Αντίδραση αλοφορμική…………….......……...……………………….…………………………………403
Διακρίσεις -Ταυτοποιήσεις…………………………………………………………..…………………… 406
Παρατηρήσεις για τις ασκήσεις….…………………………………………………..……………………416
Συμβουλές......…….…...……………………………………………………………..…….………………417
Είδη αντιδράσεων.…...………………………………………………………………..……………………420
Ασκήσεις σ – π – υβριδισμός ………………………………………………………..……………………431
Επαναληπτικές ασκήσεις πολλαπλής επιλογής......……...……………………………………………432
Επαναληπτικές ασκήσεις Σωστού - Λάθους......…….…...……………………………………………438
Επαναληπτικές ασκήσεις διακρίσεων -ταυτοποιήσεων......…….……………………………………440
Επαναληπτικές ασκήσεις εύρεσης Σ.Τ......……...…………………………..………………………… 442
Ασκήσεις με διαγράμματα......…….…...…………………………………………………………………443
Περιπτώσεις υπολογιστικών ασκήσεων......……………....……………………………………………454
Υπολογιστικές ασκήσεις......…….…….............................……………………………………………458
Επιμέλεια : Πολίτης Κώστας
1ο κεφάλαιο : oξειδοαναγωγή
1ο κεφάλαιο
« οξειδοαναγωγή »
Επιμέλεια: Κώστας Πολίτης 01
Επιμέλεια : Πολίτης Κώστας
1ο κεφάλαιο : oξειδοαναγωγή
ΟΞΕΙΔΟΑΝΑΓΩΓΗ
(1) Πως ορίστηκαν αρχικά η οξείδωση και η αναγωγή ;
Ο όρος οξείδωση χρησιμοποιήθηκε αρχικά για να χαρακτηρίσει την ένωση ενός στοιχείου με το
οξυγόνο και τον σχηματισμό ενός οξειδίου .
2 Mg + O2 2 MgO ( πρόσληψη οξυγόνου )
Στην παραπάνω αντίδραση , λέγαμε λοιπόν ότι το Mg οξειδώνονταν διότι ενώνεται με το οξυγόνο , το δε
οξυγόνο χαρακτηρίζονταν ως οξειδωτικό μέσο – προκαλούσε οξείδωση - .
Έπειτα, ο όρος οξείδωση χρησιμοποιήθηκε για την απόσπαση υδρογόνου από μια χημική ένωση
(αφυδρογόνωση ) ,
CH3CH2OH CH3CHO + H2 ( απόσπαση υδρογόνου )
Ο όρος αναγωγή χρησιμοποιήθηκε αρχικά για να χαρακτηρίσει την πρόσληψη υδρογόνου από μια
χημική ένωση.( υδρογόνωση ) .
H2 + Βr2 2 HBr ( πρόσληψη υδρογόνου )
Αργότερα , ο όρος αναγωγή χρησιμοποιήθηκε για την απόσπαση οξυγόνου από μια ένωση
( οξείδιο ή οξυγονούχο ένωση ).
Fe2O3 + 3 H2 2 Fe + 3 H2O (απόσπαση οξυγόνου )
Στην παραπάνω αντίδραση , το Fe2O3 είναι το οξειδωτικό σώμα ( αφού περιέχει οξυγόνο ) και το H2 είναι
το σώμα το οποίο αποσπά το οξυγόνο και χαρακτηρίζονταν ως αναγωγικό μέσο – υφίσταντο οξείδωση -
ΟΞΕΙΔΩΣΗ ΑΝΑΓΩΓΗ
- πρόσληψη οξυγόνου
- πρόσληψη υδρογόνου
από στοιχείο ή ένωση . από στοιχείο ή ένωση.( υδρογόνωση)
- απόσπαση υδρογόνου από ένωση
- απόσπαση οξυγόνου από ένωση .
(αφυδρογόνωση)
Το βασικό μειονέκτημα του ορισμού αυτού είναι ότι για να χαρακτηριστεί μία αντίδραση ως
οξείδωση ή αναγωγή, πρέπει να έχουμε προσθήκη ή αφαίρεση υδρογόνου ή οξυγόνου.
(2) Πως ορίστηκαν η οξείδωση και η αναγωγή σε μεταγενέστερες περιόδους ;
Από την σύγκριση ορισμένων αντιδράσεων των αμετάλλων με κάποια στοιχεία , αποδείχτηκε ότι
αυτές είναι ανάλογες με τις αντιδράσεις που δίνουν τα ίδια τα στοιχεία με το οξυγόνο .
( 1 ) 2 Mg0 + O20 2 Mg 2+ O 2-
( κλασσική οξείδωση-η ένωση με το Ο- σχηματισμός κατιόντων Mg2+ )
( 2 ) Mg0 + Cl20 Mg 2+ Cl2-
( παρατηρείστε ότι και με το Cl2 ,σχηματίζονται κατιόντα Mg2+ )
Επιμέλεια: Κώστας Πολίτης 02
Επιμέλεια : Πολίτης Κώστας
1ο κεφάλαιο : oξειδοαναγωγή
Στην αντίδραση (1) , που είπαμε ότι χαρακτηρίζονταν αρχικά ως οξείδωση , σχηματίζονται κατιόντα
Mg2+ εξαιτίας της αντίδρασης του μαγνησίου με το οξυγόνο.
Στην αντίδραση (2) , σχηματίζονται και πάλι κατιόντα Mg2+ εξαιτίας της αντίδρασης του μαγνησίου με
το χλώριο αυτή την φορά .
Επομένως , θα πρέπει να θεωρήσουμε ότι το μαγνήσιο οξειδώνεται και από το χλώριο , όπως και
από το οξυγόνο ,αφού οδηγούμαστε στον σχηματισμό της ίδιας μορφής του στοιχείου .
Παρατηρώντας τις παραπάνω αντιδράσεις , διαπιστώνουμε ότι και στις δύο ο σχηματισμός των
κατιόντων Mg2+ ,θα οφείλεται προφανώς στην απόδοση 2e από κάθε άτομο του Mg .
(το άτομο του Mg έχασε 2 ηλεκτρόνια).
Έτσι τα 2e που «έχασε» το άτομο του μαγνησίου , στην αντίδραση (1) τα προσέλαβε ένα άτομο
οξυγόνου ,ενώ στην αντίδραση (2) τα προσέλαβαν δύο άτομα χλωρίου (από 1 ηλεκτρόνιο το κάθε
άτομο).
Συμπερασματικά,με βάση τις παραπάνω παρατηρήσεις , μπορούμε να επεκτείνουμε την έννοια της
οξείδωσης σε όλες εκείνες τις αντιδράσεις στις οποίες αποδίδονται ηλεκτρόνια από ένα ή
περισσότερα άτομα ή ιόντα , οπότε και ανάγονται .
Επειδή όμως τα ηλεκτρόνια που αποδίδονται (χάνονται) από τα άτομα ή τα ιόντα από κάπου πρέπει
να προσληφθούν , θα έχουμε και μια επέκταση στην έννοια της αναγωγής.
Συμπερασματικά θα έχουμε αναγωγή σε όλες εκείνες τις αντιδράσεις στις οποίες έχουμε πρόσλη-
ψη ηλεκτρονίων από ένα ή περισσότερα άτομα ή ιόντα , τα οποία με την σειρά τους θα οξειδώνονται.
ΟΞΕΙΔΩΣΗ ΑΝΑΓΩΓΗ
η αποβολή ηλεκτρονίων η πρόσληψη ηλεκτρονίων
από μια ουσία ( άτομο ή ιόν) από μια ουσία ( άτομο ή ιόν)
Το βασικό μειονέκτημα του ορισμού αυτού είναι ότι για να χαρακτηριστεί μία αντίδραση ως
οξείδωση ή αναγωγή, πρέπει να έχουμε αποβολή ή πρόσληψη ηλεκτρονίων από κάποιο
άτομο με αποτέλεσμα να αναφέρεται κυρίως στις ιοντικές ενώσεις και μην καλύπτει τις
περιπτώσεις σχηματισμού ομοιοπολικών ενώσεων, στις οποίες δεν έχουμε μεταφορά αλλά
αμοιβαία συνεισφορά ηλεκτρονίων.
(3) Πως ορίστηκαν η οξείδωση και η αναγωγή στη σύγχρονη εποχή ;
Οι προηγούμενοι ορισμοί μπορούν να αποδώσουν επιτυχώς το φαινόμενο της οξείδωσης και της
αναγωγής, σε περιπτώσεις αντιδράσεων που οδηγούν στο σχηματισμό ΕΤΕΡΟΠΟΛΙΚΩΝ ή ΙΟΝΤΙΚΩΝ
ενώσεων, όπου σε αυτές υπάρχει ένα μέταλλο στοιχείο (ηλεκτροθετικό στοιχείο) που πράγματι παίζει το
ρόλο του δότη ηλεκτρονίων ( αποβολή ηλεκτρονίων ) και μετατρέπεται σε κατιόν και επίσης υπάρχει
το αμέταλλο στοιχείο (ηλεκτραρνητικό στοιχείο) που έχει το ρόλο του δέκτη ηλεκτρονίων ( πρόσληψη
ηλεκτρονίων ) και μετατρέπεται στο αντίστοιχο ανιόν.
Το παραπάνω όμως σκεπτικό δεν μπορεί να έχει εφαρμογή στην περίπτωση των ΟΜΟΙΟΠΟΛΙΚΩΝ
ενώσεων ,αφού εκεί απουσιάζουν ο κλασσικός δότης και δέκτης (και τα δύο άτομα είναι αμέταλλα,
ηλεκτραρνητικά) και υπάρχει μια αμοιβαία συνεισφορά ηλεκτρονίων , ένα από κάθε άτομο για τη
δημιουργία του δεσμού.
Θα πρέπει λοιπόν να ορίσουμε τα φαινόμενα της οξείδωσης και της αναγωγής πάνω σε μια νέα
βάση η οποία θα περιλαμβάνει και την περίπτωση των ομοιοπολικών ενώσεων .
Επιμέλεια: Κώστας Πολίτης 03
Επιμέλεια : Πολίτης Κώστας
1ο κεφάλαιο : oξειδοαναγωγή
Το κενό έρχεται να καλύψει η έννοια του Αριθμού Οξείδωσης (Α.Ο.) .
Για παράδειγμα στην αντίδραση
C0 + O20 C4+ O22- ( 1 )
το CO2 είναι μια ομοιοπολική ένωση και συγκρίνοντάς την με την αντίδραση
2 Mg0 + O20 2 Mg2+ O2- ( 2 )
όπου το MgO είναι ετεροπολική ένωση , θα διαπιστώσουμε ότι έχουν ένα κοινό σημείο , το οποίο είναι
ότι και στις δύο αντιδράσεις πραγματοποιούνται μεταβολές των (Α.Ο.) των ατόμων ορισμένων
στοιχείων ( ή ιόντων ).
Έτσι,στην αντίδραση ( 1 ) , ο (Α.Ο.) του C μεταβάλλεται από 0 σε + 4 και του Ο από 0 σε -2 .
( το CO2 είναι ομοιοπολική ένωση και έχουμε την δημιουργία κοινών ζευγών e από την αμοιβαία
συνεισφορά και των δύο συνδεόμενων ατόμων , εξαιτίας των οποίων
έχουμε την μεταβολή στους (Α.Ο.) των στοιχείων .
Αποδίδουμε στο περισσότερο ηλεκτραρνητικό άτομο ( το άτομο του οξυγόνου) τα κοινά ζεύγη e , οπότε
εμφανίζεται μια περίσσεια φορτίου σε αυτό και φορτίζεται αρνητικά ,ενώ στο λιγότερο ηλεκτραρνητικό
άτομο ( το άτομο του άνθρακα) εμφανίζεται μια έλλειψη φορτίου αντίστοιχα ,οπότε φορτίζεται θετικά ).
-2 + 4 -2
ή Ο = C = O ( κάθε άτομο Ο κέρδισε 2 ζεύγη ηλεκτρονίων )
H Cl - o 1ος άνθρακας «κερδίζει» 3 ζεύγη ηλεκτρονίων,άρα -3.
H -3C 0C +1C O
- o 2ος άνθρακας «κερδίζει» 1 ζεύγος ηλεκτρονίων και
HH H ταυτόχρονα «χάνει» 1 ζεύγος ηλεκτρονίων,άρα 0.
- o 3ος άνθρακας «κερδίζει» 1 ζεύγος ηλεκτρονίων και
ταυτόχρονα «χάνει» 2 ζεύγη ηλεκτρονίων,άρα +1.
«χάνει» 1 ζεύγος ηλεκτρονίων φορτίο +1
«κερδίζει» 1 ζεύγος ηλεκτρονίων φορτίο -1
Είναι προφανές ότι για να υπολογίσουμε τον (Α.Ο. ) με το παραπάνω τρόπο, πρέπει να γνωρίζουμε τη
σειρά ηλεκτραρνητικότητας.
Σειρά ηλεκτραρνητικότητας : οF > O > N = Cl > Br > S= I=C > P > Hο
Ας μελετήσουμε τώρα την αντίδραση ( 2 ) , όπου ο (Α.Ο.) του Mg μεταβάλλεται από 0 σε +2 και
του Ο από 0 σε -2 .
( το MgO είναι ετεροπολική ένωση και κάθε άτομο του μαγνησίου που αποβάλει 2e μετατρέπεται σε
κατιόν Mg2+ , ενώ κάθε άτομο οξυγόνου που προλαμβάνει 2e μετα-τρέπεται σε ανιόν Ο 2- , δηλαδή
,στην περίπτωση αυτή οι μεταβολές των (Α.Ο.) στα στοιχεία ,οφείλονται στην μεταβίβαση ηλεκτρονίων
από ένα άτομο σε άλλο .
Επιμέλεια: Κώστας Πολίτης 04
Επιμέλεια : Πολίτης Κώστας
1ο κεφάλαιο : oξειδοαναγωγή
Παρατηρούμε επομένως , ότι ο (Α.Ο.) τόσο του μαγνησίου όσο και άνθρακα αυξάνεται ενώ του
οξυγόνου ελαττώνεται και στις δύο αντιδράσεις .
Έτσι λοιπόν , σαν ΟΞΕΙΔΩΣΗ ορίζουμε το φαινόμενο της αλγεβρικής αύξησης του (Α.Ο.) ενός
ατόμου ή ιόντος .
(άσχετα από το πώς δημιουργείται αυτή η αύξηση – με μεταβίβαση ή συνεισφορά - )
Αντίστοιχα , σαν ΑΝΑΓΩΓΗ ορίζουμε το φαινόμενο της αλγεβρικής μείωσης του (Α.Ο.) ενός
ατόμου ή ιόντος .
Συνοψίζοντας όλα τα παραπάνω ,έχουμε :
ΟΞΕΙΔΩΣΗ ΑΝΑΓΩΓΗ
- πρόσληψη οξυγόνου - πρόσληψη υδρογόνου
από στοιχείο ή ένωση . από στοιχείο ή ένωση.(υδρογόνωση)
- απόσπαση υδρογόνου - απόσπαση οξυγόνου
από ένωση ( αφυδρογόνωση). από ένωση .
- αποβολή ηλεκτρονίων. - πρόσληψη ηλεκτρονίων.
- αύξηση του (Α.Ο.) - μείωση του (Α.Ο.)
ενός ατόμου ή ιόντος . ενός ατόμου ή ιόντος .
(4) Γιατί λέμε αντιδράσεις οξειδοαναγωγής ;
Η οξείδωση και η αναγωγή είναι δύο φαινόμενα τα οποία συνδέονται άμεσα και συμβαίνουν
ταυτόχρονα , αφού για αποβληθούν e από κάποιο άτομο ή ιόν θα πρέπει να υπάρχει κάποιο άλλο
άτομο ή ιόν το οποίο θα προσλάβει τα e αυτά.
Καταλήγουμε λοιπόν στον ορισμό για τις αντιδράσεις οξειδοαναγωγής , ο οποίος διατυπώνεται
πλέον ως εξής :
«αντιδράσεις οξειδοαναγωγής είναι εκείνες στις οποίες μεταβάλλεται ο (Α.Ο.) δύο ή
περισσότερων ατόμων ή ιόντων είτε διότι γίνεται μεταβίβαση e από το ένα στο άλλο είτε διότι
σχηματίζονται κοινά ζεύγη .»
(5) Ποια σώματα καλούνται οξειδωτικά και ποια αναγωγικά ;
Σαν οξειδωτικά μέσα , χαρακτηρίζονται εκείνα ( στοιχεία ή ενώσεις ή ιόντα ) τα οποία περιέχουν
ένα ή περισσότερα άτομα που έχουν την δυνατότητα να αναχθούν ( βρίσκονται δηλαδή σε υψηλή
οξειδωτική βαθμίδα , οπότε μπορούν να «πέσουν» σε χαμηλότερη ) , προκαλώντας δηλαδή την
οξείδωση ( την αύξηση του (Α.Ο.) ) ενός ή περισσότερων ατόμων άλλου σώματος .
Σαν αναγωγικά μέσα ή σώματα , χαρακτηρίζονται εκείνα που «υφίστανται» την οξείδωση οπότε τα
ίδια οξειδώνονται ( οξειδούμενο σώμα – αυξάνεται ο (Α.Ο.) σε κάποιο άτομό του )
Επιμέλεια: Κώστας Πολίτης 05
Επιμέλεια : Πολίτης Κώστας
1ο κεφάλαιο : oξειδοαναγωγή
Όταν μια ουσία περιέχει ένα χημικό στοιχείο που έχει μια ενδιάμεση τιμή αριθμού οξείδωσης, μπορεί
να συμπεριφέρεται τόσο ως οξειδωτικό (παρουσία ισχυρότερου αγαγωγικού), όσο και ως αναγωγικό
(παρουσία ισχυρότερου οξειδωτικού).
Για τα χημικά στοιχεία σε ελεύθερη κατάσταση ισχύουν τα εξής:
- τα μέταλλα είναι ηλεκτροθετικά στοιχεία και έχουν την τάση να αποβάλλουν ηλεκτρόνια και να
μετατρέπονται σε θετικά ιόντα. Επομένως τα μέταλλα έχουν την τάση να οξειδώνονται, δηλαδή
συμπεριφέρονται ως αναγωγικά.
- Τα αμέταλλα είναι γενικά ηλεκτραρνητικά στοιχεία και έχουν την τάση να προσλαμβάνουν
ηλεκτρόνια και να μετατρέπονται σε αρνητικά ιόντα. Επομένως τα αμέταλλα γενικά έχουν την τάση
να ανάγονται, δηλαδή συμπεριφέρονται ως οξειδωτικά.
- Όταν όμως ένα αμέταλλο αντιδρά με κάποια ουσία η οποία έχει μεγαλύτερη τάση να προσλαμβάνει
ηλεκτρόνια (να ανάγεται), τότε το αμέταλλο οξειδώνεται και συμπεριφέρεται ως αναγωγικό.
- Η οξειδωτική ικανότητα των χημικών στοιχείων, σε ελεύθερη κατάσταση αυξάνει από αριστερά
προς τα δεξιά για τα στοιχεία της ίδιας περιόδου και από κάτω προς τα πάνω για τα στοιχεία της
ίδιας ομάδας στον περιοδικό πίνακα, ενώ η αναγωγική τους ικανότητα ελαττώνεται.
Αύξηση οξειδωτικής ικανότητας
Αύξηση
οξειδωτικής ικανότητας
ΟΞΕΙΔΩΤΙΚΑ ΑΝΑΓΩΓΙΚΑ
- προκαλούν οξείδωση, - προκαλούν αναγωγή,
σε άτομο άλλης ένωσης, σε άτομο άλλης ένωσης,
- τα ίδια ανάγονται - τα ίδια οξειδώνονται
(παθαίνουν αναγωγή) (παθαίνουν οξείδωση)
- παρατηρείται ελάττωση - παρατηρείται αύξηση
του (Α.Ο.) σε κάποιο άτομο του, του (Α.Ο.) σε κάποιο άτομο του,
- προσλαμβάνει e , - αποβάλλει e ,
- λέγεται και αναγόμενο σώμα . - λέγεται και οξειδούμενο σώμα .
Επιμέλεια: Κώστας Πολίτης 06
Επιμέλεια : Πολίτης Κώστας
1ο κεφάλαιο : oξειδοαναγωγή
ΚΥΡΙΟΤΕΡΑ ΟΞΕΙΔΩΤΙΚΑ
EIΔΟΣ ΟΞΕΙΔΩΤΙΚΟΥ ΠΡΟΪΟΝ ΟΞΕΙΔΩΤΙΚΟΥ ( Μ.Α.Ο.)
ΣΤΟΙΧΕΙΑ Ο20 O 2- ( Μ.Α.Ο.) = 2
O30 O2 + O 2- ( Μ.Α.Ο.) = 2
1. ΟΞΥΓΟΝΟ ( Μ.Α.Ο.) = 1
2. ΟΖΟΝ X20 X- (X : Cl , Br, I )
(σαν οξέα ή άλατα αυτών)
3. ΑΛΟΓΟΝΑ
Η2Ο2-1 H2O ( Σ.Μ.Α.Ο.) = 2
ΟΞΕΙΔΙΑ S4+O2 S ( Μ.Α.Ο.) = 4
N4+O2 N 2+O ( Μ.Α.Ο.) = 2
4. ΥΠΕΡΟΞΕΙΔΙΟ ΤΟΥ ΥΔΡΟΓΟΝΟΥ Mn4+O2 Mn2+ ( Μ.Α.Ο.) = 2
5. ΔΟΞΕΙΔΙΟ ΤΟΥ ΘΕΙΟΥ Pb4+O2 Pb2+ ( Μ.Α.Ο.) = 2
6. ΔΙΟΞΕΙΔΙΟ ΤΟΥ ΑΖΩΤΟΥ Cu2+O Cu0 ( Μ.Α.Ο.) = 2
7. ΔΙΟΞΕΙΔΙΟ ΤΟΥ ΜΑΓΓΑΝΙΟΥ Ag0 ( Μ.Α.Ο.) = 1
8. ΔΙΟΞΕΙΔΙΟ ΤΟΥ ΜΟΛΥΒΔΟΥ Ag21+O
9. ΟΞΕΙΔΙΟ ΤΟΥ ΧΑΛΚΟΥ
10. ΟΞΕΙΔΙΟ ΤΟΥ ΑΡΓΥΡΟΥ ΗN 5+O3- Ν4+O2 ( Μ.Α.Ο.) = 1
ΗN 5+O3- Ν2+O ( Μ.Α.Ο.) = 3
ΟΞΕΑ Η2S6+O42- ( Μ.Α.Ο.) = 2
S4+O2
11. ΝΙΤΡΙΚΟ ΟΞΥ ( ΠΥΚΝΟ )
12. ΝΙΤΡΙΚΟ ΟΞΥ ( ΑΡΑΙΟ ) KCl7+O4 KCl1- ( Μ.Α.Ο.) = 8
13. ΘΕΙΪΚΟ ΟΞΥ ( ΠΥΚΝΟ – ΘΕΡΜΟ ) KCl5+O3 KCl1- ( Μ.Α.Ο.) = 6
KCl1+O KCl1- ( Μ.Α.Ο.) = 2
ΑΛΑΤΑ (Σ.Μ.Α.Ο.) = 2
CaOCl02 CaCl21- ( Μ.Α.Ο.) = 3
14. ΥΠΕΡΧΛΩΡΙΚΑ (ή ΥΠΕΡΒΡΩΜΙΚΑ) K2Cr2 6+O7 2K+ + 2Cr3+
15. ΧΛΩΡΙΚΑ (ή ΒΡΩΜΙΚΑ) (σαν άλατα ,με ανιόν αυτό του οξέος) ( Μ.Α.Ο.) = 5
16. ΥΠΟΧΛΩΡΙΩΔΗ (ή ΥΠΟΒΡΩΜΙΩΔΗ)
17. ΧΛΩΡΑΣΒΕΣΤΟΣ KMn7+O4 K+ + Mn2+ ( Μ.Α.Ο.) = 1
18. ΔΙΧΡΩΜΙΚΟ ΚΑΛΙΟ (σαν άλατα ,με ανιόν αυτό του οξέος)
( Μ.Α.Ο.) = 2
19. ΥΠΕΡΜΑΓΓΑΝΙΚΟ ΚΑΛΙΟ Fe 3+ Fe 2+ (σαν οξύ,αυτό με ανιόν
20. ΑΛΑΤΑ Fe (III) ( FeCl3 ) αυτό του άλατος )
21. ΑΛΑΤΑ Sn (IV) (SnCl4 ) Sn 4+ Sn 2+ (σαν οξύ,αυτό με ανιόν
αυτό του άλατος )
Τα παραπάνω άλατα περιέχουν το μέταλλο με τον μεγαλύτερο (Α.Ο.)
τα κατιόντα τα ενώνουμε με το αρνητικό τμήμα του οξέος. 07
Επιμέλεια: Κώστας Πολίτης
Επιμέλεια : Πολίτης Κώστας
1ο κεφάλαιο : oξειδοαναγωγή
ΚΥΡΙΟΤΕΡΑ ΑΝΑΓΩΓΙΚΑ
EIΔΟΣ ΑΝΑΓΩΓΙΚΟΥ ΠΡΟΪΟΝ ΑΝΑΓΩΓΙΚΟΥ ( Μ.Α.Ο.)
ΣΤΟΙΧΕΙΑ Η20 2Η + ( Μ.Α.Ο.) = 1
1. ΥΔΡΟΓΟΝΟ Μ 0 Μ x+ (όπου x ο μέγιστος Α.Ο ) ( Μ.Α.Ο.) = x
2. ΜΕΤΑΛΛΑ
3. ΑΝΘΡΑΚΑΣ C 0 C 4+ Ο2 ( Μ.Α.Ο.) = 4
4. ΦΩΣΦΟΡΟΣ P 0 Η3P5+ Ο4 ( Μ.Α.Ο.) = 5
5. ΘΕΙΟ S 0 Η2S6+ Ο4 ( Μ.Α.Ο.) = 6
6. ΙΩΔΙΟ (Ι2) ( Μ.Α.Ο.) = 5
Ι20 ΗΙ+5Ο3
ΟΞΕΙΔΙΑ
Η2Ο21- O2 0 ( Μ.Α.Ο.) = 2
7. ΥΠΕΡΟΞΕΙΔΙΟ ΤΟΥ ΥΔΡΟΓΟΝΟΥ ( Μ.Α.Ο.) = 2
8. ΔIΟΞΕΙΔΙΟ ΤΟΥ ΘΕΙΟΥ S4+O2 H2S6+O4 ( Μ.Α.Ο.) = 2
9. ΜΟΝΟΞΕΙΔΙΟ ΤΟΥ ΑΝΘΡΑΚΑ ( Μ.Α.Ο.) = 1
10. ΟΞΕΙΔΙΟ ΤΟΥ ΧΑΛΚΟΥ (Ι) C2+O C 4+O2
( Μ.Α.Ο.) =1
11. ΟΞΕΙΔΙΟ ΤΟΥ ΣΙΔΗΡΟΥ(ΙΙ) Cu21+O 2Cu2+Ο
Cu21+O + οξύ Cu2+
ΒΑΣΕΙΣ
Fe2+O Fe23+O3
12. ΑΜΜΩΝΙΑ Fe2+O + οξύ Fe3+
ΟΞΕΑ Ν 3-Η3 Ν20 ( Μ.Α.Ο.) = 3
13.ΥΔΡΑΛΟΓΟΝΑ HX 1- X20 ( Μ.Α.Ο.) = 1
( αντίστοιχα για αλογονούχα άλατα) H2S2- S 0 ( Μ.Α.Ο.) = 2
H2S4+O3 H2S 6+O4 ( Μ.Α.Ο.) = 2
14. ΥΔΡΟΘΕΙΟ H3P 3+O3 H3P 5+O4 ( Μ.Α.Ο.) = 2
( αντίστοιχα για θειούχα άλατα) HΝ 3+O2 HΝ 5+O3 ( Μ.Α.Ο.) = 2
15. ΘΕΙΩΔΕΣ ΟΞΥ
( αντίστοιχα για θειώδη άλατα)
16. ΦΩΣΦΟΡΩΔΕΣ ΟΞΥ
( αντίστοιχα για φωσφορώδη άλατα)
17. ΝΙΤΡΩΔΕΣ ΟΞΥ
( αντίστοιχα για νιτρώδη άλατα)
ΑΛΑΤΑ
18. ΑΛΑΤΑ Fe (II) ( FeCl2 ) ή ( FeΟ ) Fe 2+ Fe 3+ ( άλας ίδιας μορφής ) ( Μ.Α.Ο.) = 1
19. ΑΛΑΤΑ Sn (IΙ) (SnCl2 ) ή ( SnΟ ) Sn 2+ Sn 4+ ( άλας ίδιας μορφής ) ( Μ.Α.Ο.) = 2
Τα παραπάνω άλατα περιέχουν το μέταλλο με τον μικρότερο Α.Ο
Επιμέλεια: Κώστας Πολίτης 08
Επιμέλεια : Πολίτης Κώστας
1ο κεφάλαιο : oξειδοαναγωγή
Να θυμάστε !!!
Cl- χλωριούχο ή χλωρίδιο K, Na, Ag +1 NO3- νιτρικό
Br- βρωμιούχο ή βρωμίδιο CO32- ανθρακικό
I- ιωδιούχο ή ιωδίδιο Ba, Ca, Mg, Zn +2 SO42- θειικό
F- φθοριούχο ή φθορίδιο PO43- φωσφορικό
O2- οξυγονούχο ή οξείδιο Al +3
S2- θειούχο ή σουλφίδιο
(6) Τι είναι ο αριθμός οξείδωσης (Α.Ο.) ;
Ο αριθμός οξείδωσης είναι μια συμβατική έννοια η οποία επινοήθηκε για να διευκολύνει:
α. Τη γραφή των χημικών τύπων και την ονοματολογία των ενώσεων.
β. Τον ορισμό κατά πληρέστερο τρόπο της οξείδωσης και της αναγωγής.
γ. Την εύρεση των συντελεστών στις χημικές εξισώσεις των αντιδράσεων οξειδοαναγωγής.
Ο αριθμός οξείδωσης (Α.Ο.) ενός στοιχείου, είναι μια έννοια η οποία συχνά συγχέεται με το
σθένος (πραγματικό φορτίο).
Θα πρέπει να επισημάνουμε , ότι ο (Α.Ο.) κάποιες φορές ταυτίζεται με το αντίστοιχο σθένος και
κάποιες όχι .
Επομένως όταν πρόκειται για :
α ) μια ετεροπολική ένωση η οποία σχηματίζεται από δύο άτομα - σωστότερα από δύο ιόντα -
(όπου ένα εκ των δύο θα είναι μέταλλο) , τότε ο (Α.Ο.) ταυτίζεται με το σθένος , δηλαδή , με
το πραγματικό φορτίο των δύο ιόντων .
β ) μια ομοιοπολική ένωση , ο (Α.Ο.) δεν ταυτίζεται με το σθένος (φορτίο) του κάθε ατόμου και
αυτό για τον απλούστατο λόγο ότι τα άτομα δεν έχουν φορτίο - ηλεκτρικά ουδέτερα -.
Στην περίπτωση αυτή ,λέμε ότι ο (Α.Ο.) ταυτίζεται με το φαινόμενο φορτίο που αποκτούν τα
άτομα αν τα κοινά ζεύγη ( 2e ) ηλεκτρονίων αποδοθούν στο ηλεκτραρνητικότερο από τα δύο
άτομα του μεταξύ τους δεσμού
Προσοχή, κάθε ζεύγος ηλεκτρονίων θεωρείται ως φορτίο - 1 .
(το ηλεκτραρνητικότερο θεωρούμε ότι φορτίζεται αρνητικά , αφού φαίνεται να κερδίζει ηλεκτρόνια
(δέκτης ηλεκτρονίων) , ενώ το λιγότερο φορτίζεται θετικά, αφού φαίνεται να χάνει ηλεκτρόνια
(δότης ηλεκτρονίων).
(7) Πως υπολογίζεται ο αριθμός οξείδωσης ενός ατόμου σε μια ένωση ;
Για τον υπολογισμό του (Α.Ο.) ενός στοιχείου σε μια ένωση του , θα πρέπει να γνωρίζουμε
τους (Α.Ο.) των στοιχείων που παρατίθενται στη συνέχεια και κυρίως των μετάλλων του Η,Ο,F
μιας και οι υπόλοιποι συνήθως ζητούνται .
Επιμέλεια: Κώστας Πολίτης 9
Επιμέλεια : Πολίτης Κώστας
1ο κεφάλαιο : oξειδοαναγωγή
ΑΡΙΘΜΟΙ ΟΞΕΙΔΩΣHΣ ΤΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ
ΜΕΤΑΛΛΑ ΑΜΕΤΑΛΛΑ
Li , Na , K , Ag +1 F -1
Mg ,Ca , Ba , Zn +2 H +1 ( -1 στα υδρίδια)
+3 O
Al +1 ,+2 -2 (+2 στο ΟF2, -1 στα υπεροξείδια )
Cu , Hg +2 ,+3 Cl , Br , I
+2 ,+4 -1 ( +1 , +3 , +5 , +7 στις
Fe +3 , +6 S οξυγονούχες ενώσεις )
Sn , Pb , Pt +2 , +4 , +7 C , Si
+1 , +3 N,P -2 , +4 ,+6
Cr -4 , +4
Mn
Au -3 ,+3 , +5
ΠΑPΑTΗΡΗΣΕΙΣ
Ο Α.Ο όλων των στοιχείων στην ελεύθερη κατάσταση είναι ίσος με το μηδέν .
Ο Α.Ο του υδρογόνου είναι ίσος με +1 , εκτός από τα υδρίδια που θεωρείται πως έχει Α.Ο ίσο με –1.
Ο Α.Ο του οξυγόνου είναι ίσος με -2 , εκτός από τα υπεροξείδια που θεωρείται πως έχει Α.Ο ίσο με
–1 και την F2O όπου έχει +2 .
Ο Α.Ο του φθορίου είναι ίσος με -1 .
Τα αλκάλια έχουν Α.Ο ίσο με +1 .
Οι αλκαλικές γαίες έχουν Α.Ο ίσο με +2 .
Το αργίλιο έχει Α.Ο ίσο με +3 .
Προκειμένου λοιπόν να βρούμε τον (Α.Ο) ενός στοιχείου σε μια ένωση θα παίρνουμε το
άθροισμα των γινομένων μεταξύ του δείκτη του στοιχείου στην ένωση επί τον αντίστοιχο (Α.Ο)
του και θα το εξισώνουμε ίσο με το μηδέν .
μ(δείκτης)1 x (Α.Ο.) 1 + (δείκτης)2 x (Α.Ο.) 2 + … + (δείκτης)ν x (Α.Ο.) ν = 00
Αν πρόκειται για ένα ιόν , τότε θα εξισώνουμε το παραπάνω άθροισμα των γινομένων ίσο
με το εκάστοτε φορτίο του ιόντος λαμβάνοντας υπόψη και το πρόσημο .
(δείκτης)1 x (Α.Ο.) 1 + (δείκτης)2 x (Α.Ο.) 2 + … + (δείκτης)ν x (Α.Ο.) ν = φορτίοο
Αν ο (Α.Ο) ενός στοιχείου βρεθεί να είναι κλασματικός , αυτό σημαίνει ότι το στοιχείο στην
ένωση βρίσκεται με περισσότερους του ενός (Α.Ο) και αυτό που υπολογίσαμε λαμβάνεται σαν
τον μέσο όρο του (Α.Ο).
Η μέγιστη τιμή του (Α.Ο) είναι το +7 και η ελάχιστη το - 4 . 10
Επιμέλεια: Κώστας Πολίτης
Επιμέλεια : Πολίτης Κώστας
1ο κεφάλαιο : oξειδοαναγωγή
Οι οξειδοαναγωγικές αντιδράσεις διακρίνονται ανάλογα το απότελεσμα , σε πέντε είδη :
ΚΑΤΗΓΟΡΙΕΣ
1. ΣΥΝΘΕΣΗΣ
2. ΑΠΟΣΥΝΘΕΣΗΣ – ΔΙΑΣΠΑΣΗΣ
3. ΑΠΛΗΣ ΑΝΤΙΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ
4. ΠΟΛΥΠΛΟΚΗΣ ΜΟΡΦΗΣ
ΣΥΝΘΕΣΗΣ
όταν δύο ή περισσότερες ουσίες ( στοιχεία ή χημικές ενώσεις ) αντιδρούν μεταξύ τους , σχηματίζοντας
μια νέα χημική ένωση .
ΣΤΟΙΧΕΙΟ + Ο2 ΟΞΕΙΔΙΟ
2 Mg + O2 2 MgO ( μέταλλο στοιχείο )
C + O2 CO2 ( αμέταλλο στοιχείο )
ΜΕΤΑΛΛΟ + ΑΜΕΤΑΛΛΟ ΑΛΑΤΙ
2 Na + Cl2 2 NaCl
Η2 + ΑΜΕΤΑΛΛΟ ΥΔΡΟΓΟΥΝΟΥΧΟΣ ΕΝΩΣΗ
3 Η2 + Ν2 2 NH3
ΟΞΙΝΟ ΟΞΕΙΔΙΟ + Η2Ο ΟΞΥ
SO3 + H2O H2SO4
ΒΑΣΙΚΟ ΟΞΕΙΔΙΟ + Η2Ο ΒΑΣΗ ( Κ2Ο , Na2O , CaO , BaO )
CaO + H2O Ca (OH)2
ΑΠΟΣΥΝΘΕΣΗΣ – ΔΙΑΣΠΑΣΗΣ
όταν μια ένωση διασπάται στα στοιχεία από τα οποία αποτελείται ( αποσύνθεσης ) ή σε απλούστερες
ενώσεις ( διάσπασης ) .
2 HgO 2 Hg + O2 ( αποσύνθεσης ) , 2 HBr H2 + Br2 ( αποσύνθεσης )
CaCO3 CaO + CO2 ( διάσπασης ) , 2 KClO3 2 KCl + O2 ( διάσπασης )
Επιμέλεια: Κώστας Πολίτης 11
Επιμέλεια : Πολίτης Κώστας
1ο κεφάλαιο : oξειδοαναγωγή
ΑΠΛΗΣ ΑΝΤΙΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ
όταν ένα στοιχείο ( Μ ή Α ) σε ελεύθερη κατάσταση αντικαθιστά ένα άλλο στοιχείο που είναι σε μια
χημική ένωση .
ΜΟΡΦΗ : Μ + ΒΧ ΜΧ + Β ( Β : Μετ. ή Η ) ή Α + ΒΧ ΒΑ + Χ ( Β : Αμ. )
ΗΛΕΚΤΡΟΧΗΜΙΚΗ ΣΕΙΡΑ ΜΕΤΑΛΛΩΝ :
Κ Βa Ca Na Mg Αl Μn Ζn Fe Ni Sn Pb Η Cu Αg Ηg Pt Au
αύξηση δραστικότητας
ΗΛΕΚΤΡΟΧΗΜΙΚΗ ΣΕΙΡΑ ΑΜΕΤΑΛΛΩΝ : FF Cl Br O I SS
αύξηση δραστικότητας
METAΛΛΟ( 1) + ΑΛΑΣ( 2) ΑΛΑΣ( 1) + METAΛΛΟ( 2)
Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu (το μέταλλο εμφανίζεται με τον μικρότερο (Α.Ο) )
Fe + CaSO4 δεν γίνεται
ΜΕΤΑΛΛΟ( 1) + ΟΞΥ ( HCl ή αρ.H2SO4 ) ΑΛΑΤΙ + Η2 ↑
Fe + 2 HCl FeCl2 + H2 ↑ (το μέταλλο εμφανίζεται με τον μικρότερο Α.Ο )
Cu + HCl δεν γίνεται
ΜΕΤΑΛΛΟ ( K , Ba , Ca , Na ) + Η2O ΥΔΡΟΞΕΙΔΙΟ ΜΕΤΑΛΛΟΥ + Η2 ↑
2 Νa + 2 H2O NaOH + H2 ↑
* Τα υπόλοιπα μέταλλα με θέρμανση , σχηματίζουν οξείδια και H2 ↑
Μg + H2O MgO + H2 ↑
ΑΜΕΤΑΛΛΟ( 1) + ΑΛΑΣ( 2) ΑΛΑΣ( 1) + ΑMETAΛΛΟ(2)
Cl2 + 2 NaBr 2 NaCl + Br2
S + NaBr δεν γίνεται
ΠΟΛΥΠΛΟΚΗΣ ΜΟΡΦΗΣ
Περιγράφονται στη συνέχεια.
Επιμέλεια: Κώστας Πολίτης 12
Επιμέλεια : Πολίτης Κώστας
1ο κεφάλαιο : oξειδοαναγωγή
(9) Πως γράφουμε μια πολύπλοκη αντίδραση οξειδοαναγωγής ;
Η εύρεση των συντελεστών στις οξειδοαναγωγικές αντιδράσεις γίνεται με δύο μεθόδους, με τη μέθοδο
των ημιαντιδράσεων και με τη μέθοδο μεταβολής του αριθμού οξείδωσης.
• Εύρεση συντελεστών με τη μέθοδο των ημιαντιδράσεων:
Κάθε οξειδοαναγωγική αντίδραση μπορεί να γραφεί ως το άθροισμα δύο ημιαντιδράσεων:
α. Της ημιαντίδρασης οξείδωσης.
β. Της ημιαντίδρασης αναγωγής.
Η μέθοδος αυτή χρησημοποείται κυρίως σε ιοντικές αντιδράσεις οξειδοαναγωγής και βασίζεται στο
γεγονός ότι ο αριθμός των ηλεκτρονίων που παρέχονται από το αναγωγικό είναι ίσος με τον αριθμό των
ηλεκτρονίων που προσλαμβάνονται από το οξειδωτικό.
Παρατήρηση:
Στο σχολικό βιβλίο ο υπολογισμός των συντελεστών στις οξειδοαναγωγικές αντιδράσεις γίνεται με τη
μέθοδο μεταβολής του αριθμού οξείδωσης.
• Ευρεση συντελεστών με τη μέθοδο μεταβολής του αριθμού οξείδωσης:
Κάθε αντίδραση οξειδοαναγωγής έχει τη γενική μορφή:
οξειδωτικό + αναγωγικό + ... προϊόν αναγωγής + προϊόν οξείδωσης + ...
Επιμέλεια: Κώστας Πολίτης 13
Επιμέλεια : Πολίτης Κώστας
1ο κεφάλαιο : oξειδοαναγωγή
(10) Για να υπολογίσουμε τους συντελεστές με τη μέθοδο αυτή εργαζόμαστε ως εξής:
1. Προσδιορίζουμε ποιό είναι το οξειδωτικό και ποιό είναι το αναγωγικό σώμα και σημειώνουμε πάνω
από τα στοιχεία που οξειδοανάγονται ,τον αντίστοιχο αριθμό οξείδωσης.
2. Γράφουμε τα προϊόντα του οξειδωτικού και του αναγωγικού και σημειώνουμε πάνω από τα στοιχεία
που οξειδοανάγονται ,τον αντίστοιχο αριθμό οξείδωσης.
3. Βρίσκουμε τις αντίστοιχες μεταβολές αριθμού οξείδωσης (Μ.Α.Ο.)
(οι μεταβολές είναι πάντα θετικοί αριθμοί) .
4. Ισοσταθμίζουμε τον αριθμό των ατόμων στα οποία συμβαίνει μεταβολή του (Α.Ο.) και στα δύο μέλη
της χημικής εξίσωσης,βάζοντας κατάλληλους συντ/στές .
5. Βρίσκουμε την συνολική μεταβολή του (Α.Ο.) ,τόσο για το οξειδωτικό όσο και για το αναγωγικό
σώμα .(Σ.Μ.Α.Ο.) = (Μ.Α.Ο.) x (πλήθος ατόμων)
(η συνολική μεταβολή είναι ίση με το γινόμενο των συνολικών ατόμων του οξειδωτικού ή αναγωγι-
κού επί την μεταβολή του αντίστοιχου (Α.Ο.) του).
Κάνουμε απλοποίηση τις (Σ.Μ.Α.Ο.),εφόσον αυτή μπορεί να γίνει.
6. Τοποθετούμε την (Σ.Μ.Α.Ο.) του οξειδωτικού σώματος ,ως συντελεστή στο προϊόν του αναγωγικού
και αντίστοιχα την (Σ.Μ.Α.Ο.) του αναγωγικού,ως συντελεστή στο προϊόν του οξειδωτικού .
7. Με βάση τους συντελεστές που τοποθετήθηκαν στα προϊόντα της αντίδρασης υπολογίζονται οι
συντελεστές των αντίστοιχων ατόμων στα αντιδρώντα .
8. Εφόσον υπάρχουν και άλλα άτομα (μέταλλα) ή ιόντα στα προϊόντα της χημικής εξίσωσης (εκτός των
οξειδοαναγόμενων σωμάτων) , τοποθετούνται κατάλληλοι συντελεστές στα αντιδρώντα και στην
συνέχεια με συνδυασμό όλων , ισοσταθμίζονται όλα τα υπόλοιπα άτομα ή ιόντα.
( ξεκινούμε πρώτα από τα κατιόντα και στη συνέχεια τα ανιόντα )
9. Αν οι αριθμοί των ατόμων Η ή Ο στα δύο μέλη είναι άνισοι , προσθέτουμε κατάλληλο αριθμό μορίων
Η2Ο (σε όποια πλευρά της αντίδρασης έχουμε τα λιγότερα) συνήθως στα προϊόντα, χωρίς ωστόσο να
αποκλείεται η περίπτωση προσθήκης και στα αντιδρώντα , προκειμένου να εξισωθούν .
Επιμέλεια: Κώστας Πολίτης 14
Επιμέλεια : Πολίτης Κώστας
1ο κεφάλαιο : oξειδοαναγωγή
Παράδειγμα 1: Οξείδωση ΝΗ3 από CuO
(αναγ.) (οξειδ.)
-3 +2
1. ΝΗ3 + CuO
-3 +2 0 0
2. ΝΗ3 + CuO N2 + Cu
-3 +2 00
3. ΝΗ3 + CuO N2 + Cu
(Μ.Α.Ο.)Ν = 3 (Μ.Α.Ο.)Cu = 2
4. 2 ΝΗ3 + CuO N2 + Cu (ισοστάθμιση ατόμων Ν)
5. (Σ.Μ.Α.Ο.)Ν = (Μ.Α.Ο.)Ν x 2 = 6 (Σ.Μ.Α.Ο.)Cu = (Μ.Α.Ο.)Cu x 1 = 2
Μετά την απλοποίηση (Σ.Μ.Α.Ο.)Ν = 3 (Σ.Μ.Α.Ο.)Cu = 1
6. 2 ΝΗ3 + 3 CuO 1N2 + 3Cu
7. 2 ΝΗ3 + 3 CuO 1N2 + 3Cu
9. 2 ΝΗ3 + 3 CuO 1N2 + 3Cu + 3 Η2Ο Ισοσταθμίζουμε τα άτομα του Η προσθέτοντας στο
μέλος της αντίδρασης που χρειάζεται τον κατάλληλο
αριθμό μορίων νερού. Αν έχουμε εργαστεί σωστά τα
άτομα του Ο θα πρέπει να είναι ισοσταθμισμένα
Παράδειγμα 2: Οξείδωση CO από KMnO4 παρουσία H2SO4
+2 +7 +4 +2
5 CO + 2 KMnO4 + 3 H2SO4 5 CO2 + 2 MnSO4 + K2SO4 + 3 H2O
(Μ.Α.Ο.)C = 2 (Μ.Α.Ο.)Μη = 5
(Σ.Μ.Α.Ο.)C = 2 .1=2 (Σ.Μ.Α.Ο.)Μη = 5 .1=5
Παράδειγμα 3: Οξείδωση FeCl2 από K2Cr2O7 παρουσία HCl
+2 +6 +3 +3
6 FeCl2 + K2Cr2O7 + 14 HCl 6 FeCl3 + 2 CrCl3 + 2 KCl + 7 H2O
(Μ.Α.Ο.)Fe = 1 (Μ.Α.Ο.)Cr = 3
(Σ.Μ.Α.Ο.)Fe = 1 .1=1 (Σ.Μ.Α.Ο.)Cr = 3 .2=6
Επιμέλεια: Κώστας Πολίτης 15
Επιμέλεια : Πολίτης Κώστας
1ο κεφάλαιο : oξειδοαναγωγή
ANTΙΔΡΑΣΕΙΣ ΟΞΕΙΔΩΣΗΣ ΟΡΓΑΝΙΚΩΝ ΕΝΩΣΕΩΝ
Εφαρμόζοντας τις ίδιες αρχές,μπορoύμε να συμπληρώσουμε και αντιδράσεις οξείδωσης με οργανικές
ενώσεις,αρκεί να θυμόμαστε
1. 5 R-CH2OH + 4 KMnO4 + 6 H2SO4 5 R-COOH + 4 MnSO4 + 2 K2SO4 + 11H2O 16
2. 3 R-CH2OH + 2 K2Cr2O7 + 8 H2SO4 3 R-COOH + 2 K2SO4 + 2 Cr2(SO4)3 + 11H2O
3. 5 R-CH-R' + 2 KMnO4 + 3 H2SO4 5 R-C-R' + 2 MnSO4 + K2SO4 + 8 H2O
Ι ΙΙ
ΟH Ο
4. 3 R-CH-R' + K2Cr2O7 + 4 H2SO4 3 R-C-R' + K2SO4 + Cr2(SO4)3 + 7 H2O
Ι ΙΙ
ΟΗ Ο
5. 5 R-CHO + 2 KMnO4 + 3 H2SO4 5 R-COOH + K2SO4 + 2 MnSO4 + 3 H2O
6. 3 R-CHO + K2Cr2O7 + 4 H2SO4 3 R-COOH + K2SO4 + Cr2(SO4)3 + 4 H2O
7. 5 HCOOH + 2 KMnO4 + 3H2SO4 5 CO2 + K2SO4 + 2 MnSO4 + 8 H2O
8. 3 HCOOH + K2Cr2O7 + 4 H2SO4 3 CO2 + K2SO4 + Cr2(SO4)3 + 7 H2O
9. 5 (COOH)2 + 2 KMnO4 + 3 H2SO4 10 CO2 + K2SO4 + 2 MnSO4 + 8 H2O
10. 3 (COOH)2 + K2Cr2O7 + 4 H2SO4 6 CO2 + K2SO4 + Cr2(SO4)3 + 7 H2O
Επιμέλεια: Κώστας Πολίτης
Επιμέλεια : Πολίτης Κώστας
1ο κεφάλαιο : oξειδοαναγωγή
ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΕΙΣ ΓΙΑ ΤΙΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ
1. Αντιδράσεις οξειδοαναγωγής είναι εκείνες στις οποίες μεταβάλλεται ο (Α.Ο.) δύο ή περισσότερων
ατόμων .
Χαρακτηρισμόs αντίδρασηs ωs οξειδοαναγωγικήs ή μεταθετικήs
Στις ασκήσεις αυτής της κατηγορίας μας ζητείται να εξετάσουμε αν μια αντίδραση είναι οξειδοανα-
γωγική ή μεταθετική.
Βήματα που ακολουθούμε
Βρίσκουμε τους αριθμούς οξείδωσης των στοιχείων των ενώσεων που συμμετέχουν στην αντίδραση
και εξετάζουμε αν κάποια από αυτά μεταβάλλουν τον άριθμό οξείδωσής τους:
Αν παρατηρείται μεταβολή του (Α.Ο.) έστω και σε ένα μόνο στοιχείο, τότε η αντίδραση είναι οξειδο-
αναγωγική.
Αν δεν παρατηρείται μεταβολή του (Α.Ο.) σε κανένα στοιχείο, τότε η αντίδραση είναι μεταθετική.
Παράδειγμα 1ο (οξειδοαναγωγική ή μεταθετική αντίδραση)
Να χαρακτηρίσετε καθεμία από τις παρακάτω αντιδράσεις ως οξειδοαναγωγική ή μεταθετική.
α. CaCO3 CaO + CO2 β.2 ΚClΟ3 2 ΚCl + 3 O2
Λύση
Βρίσκουμε τους αριθμούς οξείδωσης των στοιχείων που συμμετέχουν σε κάθε αντίδραση.
+2 +4 -2 +2 -2 +4 -2
α. Ca C O3 CaO + CO 2
η αντίδραση είναι μεταθετική, επειδή σε κανένα στοιχείο δεν παρατηρείται μεταβολή του (Α.Ο.)
+1 +5 -2 +1 -1 0
β. 2 Κ Cl Ο3 2 Κ Cl + 3 O2
η αντίδραση είναι οξειδοαναγωγική, επειδή μεταβάλλεται ο Α.Ο. του ατόμου του χλωρίου (από +5 σε-1)
και του ατόμου του οξυγόνου (από -2 σε 0).
2. ΟΞΕΙΔΩΣΗ Τα ακριβώς αντίθετα
ισχύουν για την αναγωγή
- πρόσληψη οξυγόνου από στοιχείο ή ένωση .
- απόσπαση υδρογόνου από ένωση ( αφυδρογόνωση).
- αποβολή ηλεκτρονίων.
- αύξηση του (Α.Ο.) ενός ατόμου ή ιόντος .
Παράδειγμα 2ο
Να εξετάσετε αν οι παρακάτω αντιδράσεις είναι οξειδοαναγωγικές, σύμφωνα με τους τρείς ορισμούς
για την οξείδωση και την αναγωγή:
α. Η2 + S H2S β. 2 Na + Br2 2 NaBr
Λύση
• Με βάση τον αρχικό ορισμό:
α. Το S ενώνεται με το Η2, δηλαδή ανάγεται. Άρα είναι αντίδραση αναγωγής.
Επιμέλεια: Κώστας Πολίτης 17
Επιμέλεια : Πολίτης Κώστας
1ο κεφάλαιο : oξειδοαναγωγή
β. Στην αντίδραση δε συμμετέχει υδρογόνο ή οξυγόνο, άρα δεν χαρακτηρίζεται ως αντίδραση οξείδω-
σης ή αναγωγής.
• Με βάση την ηλεκτρονιακή θεωρία:
α. Το Η2S είναι ομοιοπολική ένωση άρα και στην αντίδραση αυτή δεν υπάρχει μεταφορά ηλεκτρονίων,
οπότε δεν μπορεί να χαρακτηριστεί ως οξειδοαναγωγική αντίδραση.
β. Είναι αντίδραση οξειδοαναγωγής γιατί το Κ αποβάλλει ηλεκτρόνια (οξειδώνεται) ενώ το Βr προσλα-
μβάνει ηλεκτρόνια (ανάγεται).
• Με βάση τον αριθμό οξείδωσης:
α. Παρατηρούμε ότι ο Α.Ο. του Η αυξάνεται από 0 σε +1 (οξείδωση) ενώ ο Α.Ο. του S ελαττώνεται από
0 σε -2 (αναγωγή). Άρα η αντίδραση χαρακτηρίζεται ως οξειδοαναγωγική.
00 +1 -2
Η2 + S H2S
β. Παρατηρούμε ότι ο Α.Ο. του Νa αυξάνεται από 0 σε +1 (οξείδωση) ενώ ο Α.Ο.του Βr ελαττώνεται
από 0 σε -1 (αναγωγή). Άρα η αντίδραση χαρακτηρίζεται ως οξειδοαναγωγική.
00 +1 -1
2 Na + Br2 2 NaBr
3. ΟΞΕΙΔΩΤΙΚΟ ΜΕΣΟ ( ΟΥΣΙΑ ) ή ΟΞΕΙΔΩΤΙΚΟ
- προκαλούν οξείδωση,σε άτομο άλλης ένωσης. Τα ακριβώς αντίθετα
- τα ίδια ανάγονται (παθαίνουν αναγωγή) ισχύουν για τα αναγωγικά
- παρατηρείται ελάττωση του (Α.Ο.) σε κάποιο άτομο του.
- προσλαμβάνει ηλεκτρόνια .
- λέγεται και αναγόμενο σώμα .
περιέχουν άτομα που μπορούν να ελαττώσουν τον (Α.Ο.) με πρόσληψη ηλεκτρονίων.
Ένα οξειδωτικό τόσο είναι ισχυρότερο,όσο μεγαλύτερη τάση έχει να αναχθεί,δηλαδή,να προσλάβει
ηλεκτρόνια,άρα να έχει μεγαλύτερη ηλεκτραρνητικότητα.
Μια ουσία συμπεριφέρεται σαν οξειδωτικό ,όταν περιέχει στοιχείο με τον ανώτερο (ή έναν από τους
μεγαλύτερους) αριθμό οξείδωσής του,οπότε μπορεί να αναχθεί σε μικρότερο αριθμό οξείδωσής του.
- Η οξειδωτική ικανότητα των χημικών στοιχείων, σε ελεύθερη κατάσταση αυξάνει από αριστερά
προς τα δεξιά για τα στοιχεία της ίδιας περιόδου και από κάτω προς τα πάνω για τα στοιχεία της
ίδιας ομάδας στον περιοδικό πίνακα, ενώ η αναγωγική τους ικανότητα ελαττώνεται.
Όταν μια ουσία περιέχει ένα χημικό στοιχείο που έχει μια ενδιάμεση τιμή αριθμού οξείδωσης,
μπορεί να συμπεριφέρεται τόσο ως οξειδωτικό (παρουσία ισχυρότερου αγαγωγικού),όσο και ως
αναγωγικό ( παρουσία ισχυρότερου οξειδωτικού ).
(Α) Εύρεση οξειδωτικήs και αναγωγικήs ουσίας σε μια αντίδραση αυτής της κατηγορίας μάς
ζητείται να βρούμε το οξειδωτικό και το αναγωγικό μέσο σε μια αντίδραση.
Βήματα που ακολουθούμε
Εντοπίζουμε ποιες ενώσεις περιέχουν στοιχεία που παρουσιάζουν μεταβολή στον (Α.Ο.). Εκείνο το
αντιδρών που περιέχει:
Στοιχείο του οποίου αυξάνεται ο Α.Ο. του θα είναι το αναγωγικό.
Στοιχείο του οποίου ελαττώνεται ο Α.ο. του θα είναι το οξειδωτικό. 18
Επιμέλεια: Κώστας Πολίτης