Aplicatii ale reactiilor Redox

Def. = procesul chimic n care au loc simultan dou semiprocese numite reducere i oxidare

Reducerea = procesul chimic n care un atom accept electroni

Agentul oxidant = specia chimic ce se reduce

Oxidarea = procesul chimic n care un atom cedeaz electroni

Agentul reductor = specia chimic ce se oxideaz

Numrul de oxidare ( N.O. )= numrul de electroni cedai sau acceptai de o specie chimic

Reductori pot fi:

metalele Fe, Al, Mg, Ca, Na, K, etc. care au tendina de a se transforma n ioni pozitivi nemetalele slab electronegative C, P, Sicationi metalici la numere inferioare de oxidare: Sn2+, Fe2+, Cr2+compui ai nemetalelor cu numere de oxidare mici: P3, N3, S2, X (Cl, Br, I), CO, SO2, etc.

Oxidani sunt:

halogenii n form molecular X2 (F2, Cl2, Br2, I2);oxigenul O2 i ozonul O3acizii oxigenai i srurile lor coninnd elemente la numere de oxidare mari:compui oxigenai ai halogenilor (XO, XO2, XO3, XO4)K2CrO4, K2Cr2O7, KMnO4, K2FeO4, acizii i anhidridele lorHNO3 conc, H2SO4 conc.ioni metalici la numere de oxidare superioare: Fe3+, Au3+, Hg2+, Ce4+, etc.

CRITERII PENTRU STABILIREA NUMERELOR DE OXIDARE

1. N.O. al atomilor n stare liber este 0. Na0 , Cl202. N.O. al ionilor mono i poliatomici este egal cu sarcina ionului. Na+, Mg+2, Cl, NO3, NH4+.3. N.O. al hidrogenului este +1. Excepie fac hidrurile metalelor alcaline i alcalino-pmntoase cnd N.O.H = 1. Li+H, Mg+2H24. N.O. al oxigenului este 2. Excepie fac peroxizii cnd N.OO = 1. H2+O2.5. NO. depinde de electronegativitatea elementelor. C4H4+, C+2O2, C+4O22.Suma N.O. a elementelor dintr-o molecul neutr este 0. H2+S+6O42Suma N.O. a elementelor dintr-un ion este egal cu sarcina ionului. (N3H4+)+.

ETAPELE N STABILIREA COEFICIENILOR REDOX AI UNEI REACII

Trecerea N.O. a tuturor elementelor.Marcarea elementelor care i-au schimbat N.O. Scrierea proceselor de oxidare i reducere.Bilanul electronic.Trecerea coeficienilor rezultai pe reacie.Bilanul atomic.Hidrogenul i oxigenul se egaleaz ultimele.

ELEMENTE GALVANICE

Elementele galvanice (pile) produc energie electric din energie chimic. Principiul lor de funcionare are la baz reacii redox.

Pila DaniellReaciile la electrozi sunt: Anod Zn - 2e Zn2+ oxidareCatod Cu2+ +2e Cu0 reducereNotaia : () Zn/Zn2+//Cu2+/Cu0 (+).

PILA LECLANCH Pila Leclanch folosit astzi e foarte similar cu cea originala. Electrolitul const ntr-o mixtur de clorur de amoniu i clorur de zinc n form de past. Electrodul Negativ e alctuit din zinc, fiind "carcasa"pilei, i electrodul pozitiv e o tij de carbon nconjurat de o mixtur de carbon i dioxid de magneziu. Pila Leclanche produce aproximativ 1,5 V.

Pila Leclanch este frecvent utilizat pentru alimentarea aparatelor de radio cu tranzistori, a lanternelor de buzunar, la instalaii de semnalizare etc. Reaciile care au loc la electrozi sunt complexe, si se pot reprezenta astfel: () Zn Zn2+ + 2e (+) 2NH4+ + 2MnO2 + 2e Mn2O3 + 2NH3 + H2O

ACUMULATORUL CU PLUMB

Acumulatorii sunt echipamente ce transform energia chimic n electricitate.Acumulatorii sunt un mod eficient de a face electricitatea portabil. n plus, acumulatorii furnizeaz energie n scopul de a nlocui energia electric furnizat de reteaua electric i sunt rencrcabiliAlctuirea acumulatorului cu plumb

1. Plci interne pozitive i negative, realizate din plumb. 2. Separatori plci din material poros sintetic. 3. Electrolit, o soluie diluat din acid sulfuric i ap. 4. Borne din plumb, legtura dintre baterie i corpul ce are nevoie de energie. 5. Borne exterioare

Electrod negativ (Pb) grtar de plumb n ochiurile cruia se gsete plumb spongiosElectrod pozitiv (PbO2) grtar de plumb n ochiurile cruia se gsete dioxid de plumbElectrolitul este H2SO4 de concentraie 38% (=1,29g/cm3)Fiecare celul produce 2V. Este format din 6 astfel de celule legate n serie.Reaciile la electrozi sunt:(+)PbO2 + 4H+ + SO42 + 2e = PbSO4 + 2H2O ( - ) Pb + SO42 = PbSO4 _________________________________________________________Reacia global: Pb + PbO2 + 4H+ + 2SO42 = 2 PbSO4 + 2H2O

ELECTROLIZA

Electroliza este un fenomen ce se petrece la trecerea curentului electric continuu prin soluia sau topitura unui electrolit.Fenomenul este complex i const att n migraia ionilor pozitivi ctre catod i a ionilor negativi spre anod, ct i n neutralizarea acestora. Astfel la electrozi, ionii capteaz, respectiv cedeaz electroni, transformndu-se n atomi neutri sau grupe de atomi. Acetia se pot depune ca atare pe electrod sau pot reaciona: cu moleculele dizolvantului, cu electrodul, sau ntre ei. Se formeaz astfel produi secundari ai electrolizei.De fapt, procesele la electrozi, avnd loc un transfer de electroni snt transformri redox.

Electroliza solutiei de NaCln unele cazuri, n procesul de electroliz intervin i ionii apei; pe lng reaciile de descrcare a ionilor la electrozi (reacii primare) au loc i alte reacii la care particip ionii solventului (reacii secundare). un tub ndoit n form de U; electrozi de crbune; un dop strbtut de un tub efilat; o surs de alimentare la curent; fire conductoare. Reaciile sunt:(+) Cl 1e Cl () H+ +1e HReacia global:2NaCl + 2H2O electroliz 2NaOH + H2 + Cl2 Electroliza este o metod de obinere a:metalelornemetalelorsubstanelor compuse

Observatie: Reactiile Redox, ca si alte aplicatii ale chimiei, au o mare importanta in activitatea economica, protectia mediului si in viata sociala.

Intocmit: Radu Marian Nita Ana Ionescu Mihai Prof. Indrumator: Marin Mariana