REDOXN DJ OXIDAN REDUKN DJ dochz k penosu

REDOXNÍ DĚJ OXIDAČNĚ- REDUKČNÍ DĚJ • dochází k přenosu elektronů • důsledek je změna oxidačních čísel v průběhu reakce oxidační číslo – elektrický náboj, který vznikne přiřazením vazebných elektronů elektronegativnějšímu atomu NÁPOVĚDA PRAVIDLA OBSAH

DŘÍVE OXIDACE reakce, při které jsou látky obohacené o kyslík REDUKCE reakce, při které látka ztrácela kyslík DNES REDOXNÍ DĚJ i taková reakce, které se kyslík vůbec neúčastní dochází ke skutečnému či formálnímu přenosu elektronu

SKUTEČNÝ PŘENOS § reakce iontů či vznik sloučenin s iontovou vazbou např. Cu 2+ + Zn Cu + Zn 2+ 2 Na + Cl 2 2 Na. Cl ∆X =2, 8 – 1 = 1, 8 FORMÁLNÍ PŘENOS § vznik sloučenin s kovalentní vazbou ( snížení či zvýšení elektronové hustoty dané částice) 0 0 IV -II např. C + O 2 CO 2 - III I 0 - III I - I 0 8 NH 3 +3 Cl 2 6 NH 4 Cl + N 2 OBSAH

REDOXNÍ DĚJ § lze rozložit na dvě dílčí reakce oxidaci a redukci § obě reakce vždy probíhají současně OXIDACE § částice ztrácí elektrony zvýšení oxidačního čísla REDUKCE § částice přijímá elektrony snížení oxidačního čísla OXIDACE II -II 0 II -II 0 Pb. O + C CO + Pb REDUKCE OBSAH

OXIDAČNÍ ČINIDLO ( OXIDANT) § částice , která oxiduje jinou částici, přijímá od ní elektrony a sama se tak redukuje AKCEPTOR ELEKTRONŮ üelektronegativní nekovy : F 2 ; O 3 ; Cl 2 ; . . . ükationty přechodných kovů : Au 3+ ; Fe 3+ ; Ag 1+ ; . . . üanionty kyslíkatých kyselin: Mn. O 41 - ; Cl. O 31 - ; SO 42 - ; . . . üoxidy s vyšším oxidačním číslem a peroxidy : Mn. O 2 ; Cr. O 3 ; H 2 O 2 ; . . . 0 I V -II I -II I V -II II - II 3 P + 5 HNO 3 + H 2 O 3 H 3 PO 4 + 5 NO OXIDACE 0 P – 5 e PV /. 3 REDUKCE NV + 3 e- NII /. 5 HNO 3 = OXIDAČNÍ ČINIDLO

REDUKČNÍ ČINIDLO ( REDUKTANT) § částice, která redukuje jinou částici, předává jí elektrony a sama se tak oxiduje DONOR ELEKTRONŮ ümálo elektronegativní prvky : prvky I. A – III. A; C ; Zn; . . . ükationty kovů s nízkým oxidačním číslem : Cr 2+; Ti 2+ ; . . . üoxidy s nízkým oxidačním číslem : CO ; SO 2 ; . . . III -I 0 I -I 0 2 Fe. Cl 3 + 3 H 2 6 HCl + 2 Fe REDUKCE Fe. III + 3 e- Fe 0 /. 2 OXIDACE 2 H 0 – 2 e- 2 H I /. 3 H 2 = REDUKČNÍ ČINIDLO OBSAH

BEKETOVOVA ŘADA KOVŮ • elektrochemická řada napětí • chování kovů ve vodném prostředí • schopnost kovů odštěpovat elektrony a tvořit kationty (oxidovat se) K Ca Na Mg Al Zn Cr Fe Co Ni Sn Pb H Cu Ag Hg Au • oxidační vlastnosti rostou zleva doprava • redukční vlastnosti klesají zleva doprava • kov stojící v řadě vlevo je redukčním činidlem pro prvek stojícím za ním řadě vpravo • pouze kovy stojící před vodíkem jsou schopny ho vytěsnit z kyselin např. Která z následujících reakcí proběhne II VI -II 0 II VI –II 0 Zn. SO 4 + Cu Cu. SO 4 + Zn I –I 0 II – I 0 2 HCl + Mg. Cl 2 + H 2 NE ANO Cu stojí za Zn Mg je před H

VÝZNAMNÉ REDOXNÍ DĚJE probíhající v přírodě - fotosyntéza, dýchání, metabolismus, hoření, tlení, kvašení, . . . výroba kovů - hutnický způsob (Fe, Pb, Zn, . . . ) elektrolytický způsob (Na, K, Ca, . . . ) výroba chemikálií - amoniak, kyselina dusičná, kyselina sírová, hydroxid sodný , . . . např. 0 0 IV –II HOŘENÍ C + O 2 CO 2 II -II 0 II –II IV -II 0 II –II VÝROBA ZINKU 2 Zn. S + 3 O 2 2 Zn. O + 2 SO 2 Zn. O + C Zn + CO Fe VÝROBA AMONIAKU N 2 + 3 H 2 2 NH 3 20 Mpa ; 400°C OBSAH

ELEKTROLÝZA • redoxní reakce vyvolaná průchodem stejnosměrného elektrického proudu elektrolytem Na katodě probíhá REDUKCE Na anodě probíhá OXIDACE ELEKTROLYT sloučenina, která se při tavení nebo rozpouštění štěpí na ionty VYUŽITÍ: výroba Na, K, Mg, Al, H 2 , Cl 2, Na. OH, . . . rafinace kovů galvanické pokovování galvanické články

SCHÉMA elektrolýzy vodného roztoku chloridu měďnatého Cu. Cl 2 Cu + Cl 2 anoda: Cl 1 - - e- Cl 0 OXIDACE ( Cl + Cl 2 ) katoda: Cu 2+ + 2 e- Cu 0 REDUKCE Cu 2+ Cl-1

ELEKROLÝZA elektrický proud chemická reakce GALVANICKÝ ČLÁNEK chemická reakce elektrický proud

1780 – Luigi Galvani – při pokusech s preparáty žabích svalů popsal „živočišnou elektřinu“ 1801 - sestrojil Alessandro Volta galvanický článek, první stálý zdroj elektrického proudu 1859 – navrhnul Gaston Planté první akumulátor s olověnými elektrodami

GALVANICKÉ ČLÁNKY • zdroje stejnosměrného napětí, které fungují na principu samovolných redoxních dějů • obsahují dva poločlánky, z nichž každý obsahuje elektrodu ponořenou do elektrolytu obr. 2

ROZDĚLENÍ PRIMÁRNÍ - probíhá nevratná elektrochemická reakce - elektroaktivní látka dodána při výrobě - po vybití již nelze funkci obnovit SEKUNDÁRNÍ – probíhá vratná elektrochemická reakce (AKUMULÁTOR) nabíjení – vznik elektroaktivní látky elektrolýzou vybíjení – elektroaktivní látka se spotřebovává olověný akumulátor – dopravní prostředky PALIVOVÝ ČLÁNEK - elektroaktivní látka(plynné či kapalné palivo) je přiváděna plynule kyslíkovodíkový - kosmonautika

PRINCIP OLOVĚNÉHO AKUMULÁTORU Při vybíjení akumulátoru se olovo oxiduje a oxid olovičitý redukuje, vzniká síran olovnatý a voda. Při nabíjení akumulátoru probíhá děj opačný. Zda je akumulátor v automobilu vybitý zjišťujeme měřením hustoty kyseliny sírové (hustoměrem) VYBÍJENÍ Pb 0 + Pb. IVO 2 + 2 H 2 SO 4 2 Pb. IISO 4 + 2 H 2 O NABÍJENÍ oxidace redukce Pb 0 - 2 e- Pb+II Pb+IV + 2 e- Pb+II

nikl-kadmiový akumulátor – napětí jednoho článku je 1, 2 V – problematická jedovatost Cd – v podobě tzv. tužkových baterii lithium-iontový akumulátor, zkráceně Li-Ion – nominální napětí 3, 7 V – použití v elektromobilech Užití sekundárních článků jako startovací baterie motorových vozidel u akumulátorových nákladních vozíků, elektromobilů pro nouzová osvětlení, pro přenosné svítilny i ke stálému osvětlování používají se i do přenosných zařízení: hračky, radiopřijímače, fotografické blesky ap.

PRAVIDLA PRO URČOVÁNÍ HODNOT OXIDAČNÍCH ČÍSEL atomy prvků ve volném stavu či ve své molekule či krystalu mají oxidační číslo rovno NULE oxidační číslo prvku v jednojaderném iontu je rovno náboji iontu NÁPOVĚDA součet oxidačních čísel všech atomů v molekule je roven nule, ve vícejaderném iontu je roven náboji kladné oxidační číslo prvku ve sloučenině je maximálně rovno číslu skupiny, ve které prvek leží v PSP (platí zejména pro nepřechodné prvky ) některé prvky mají ve většině sloučenin stálé oxidační číslo Li , Na ; K ; Ag + I Ca ; Mg ; Zn; Ba + II Al + III H + I výjimka hydridy kovů Na. H – I O - II výjimka peroxidy - O - I – O - - I