LECTIE RECAPITULATIVA: ASPECTE ENERGETICE ALE REACTIILOR CHIMICE

III.2. LECTIE RECAPITULATIVA: ASPECTE ENERGETICE ALE REACTIILOR CHIMICE

Clasa a X-a E

Durata: doua ore

Tipul lectiei: Recapitulare

Obiective operationale: La sfarsitul lectiei, elevii trebuie :

O₁ : Sa aplice regulile de calculare a N.O., agentul oxidant si agentul reducator ;

O₂ : Sa modeleze corect in scris ecuatiile reactiilor cu transfer de electroni ;

O₃: Sa descrie partile componente ale unei celule galvanice si ale unei celule de electroliza, precum si procesele care se petrec in acestea ;

O₄ : Sa stabileasca sensul de spontaneitate al unei reactii chimice dintr-o celula galvanica dupa valoarea fortei electromotoare, E ;

O₅ : Sa redea ecuatiile corespunzatoare unor reactii chimice care se petrec la electrozi, in cazul elementelor galvanice si electrolizei 

O₆ : Sa enunte si sa utilizeze legile electrolizei ;

O₇ : Sa aplice notiunile studiate in rezolvarea de probleme si aplicarea in practica a acestora ;

Metode si procedee didactice folosite: conversatia euristica, modelarea, algoritmizarea, descoperirea dirijata, dialogul, problematizarea.

Mijloace si materiale necesare: manuale, tabele cu potentiale standard, creta, tabla, creioane colorate.

DESFASURAREA LECTIEI

Reactualizarea cunostintelor:

Ce sunt reactiile cu transfer de electroni? Cum se mai numesc?

Ce este oxidarea? Ce este reducerea?

Reactiile cu transfer de electroni sunt acele procese in care particula transferata este electronul ; se mai numesc oxido-reduceri sau reactii redox.

Oxidarea = fenomenul in care o particula cedeaza (da) electroni.

Aceasta se numeste agent reducator.

Reducerea = fenomenul in care o particula accepta (cere) electroni.

Aceasta se numeste agent oxidant.

Ce este N.O. si care sunt regulile de stabilire a acestuia?

N.O. al unui atom sau ion este egal cu numarul de electroni proprii implicati in formarea legaturilor ionice sau covalente.

Rezolvare de exercitii

1) Pe baza regulilor de stabilire a N.O. calculati valorile numerelor de oxidare pentru elementele subliniate din ionii sau moleculele indicate:

PH₃, NF₃, SnO₂, H₂O₂, (VO₂)⁺

2) In reactia: Zn + 2HCl ZnCl₂ + H₂

a) Cl se reduce, b) Cl se oxideaza, c) Zn-agent reducator,

d) Zn-agent oxidant.

) In reactia: Cl₂ + 2NaOH NaCl + NaClO + H₂O

a) Cl se oxideaza, b) Cl se reduce , c) Cl = agent oxidant si agent reducator, d) Cl nu isi modifica N.O.

Ce principiu sta la baza stabilirii coeficientilor in reactiile de oxido-reducere? Ce se intampla cu valoarea N.O. in procesul de oxidare? Dar in cel de reducere?

In toate reactiile redox numarul e^- acceptati = numarul e^- cedati.

In procesul de oxidare N.O. creste, iar in cel de reducere, scade.

Exercitiu algoritmizare

Stabiliti coeficientii urmatorelor ecuatii ale reactiilor redox:

a) Cu + HNO₃ Cu(NO₃)₂ + NO + H₂O

b) KMnO₄ + HCl KCl + Mn Cl₂ + H₂O + Cl₂

Ce este un element galvanic? Care sunt elementele care compun o celula galvanica? Care este sensul curentului in circuitul exterior? Scrieti reprezentarea celulei galvanice Cu-Zn.

Elementul galvanic este dispozitivul care permite transformarea energiei chimice a reactiilor redox in energie electrica.Se mai numeste pila electrica.

Elementele constituente: -electrozii

-puntea de sare

-voltmetru

-cele doua semicelule

La anod are loc oxidarea iar la catod reducerea.

In circuitul exterior curentul circula de la - la +.

In elementul galvanic anodul are potential - iar catodul +.

La celula Cu-Zn, Zn are tendinta mai pronuntata de a se oxida (trimite ioni in solutie), deci reactiile la cei doi electrozi sunt :

+  Anod Zn ^-2e- Zn²⁺ ,oxidare Zn - agent reducator

Ce este electrodul normal de hidrogen? Pentru ce a fost folosit acesta ?

Consta dintr-o placuta de platina introdusa intr-o solutie de acid de concentratie 1M ; in sistem este barbotat hidrogn gazos la presiunea de 1 atm. A fost folosit pentru stabilirea potentialului

al unei semicelule, lui atribuindui-se prin conventie ε_H2 = 0 V.

_{ox red} Se gasesc tabelate, in general, valorile _red

Este un proces care se produce la trecerea curentului electric continuu prin solutia sau topitura unui electrolit si fenomenul consta in migrarea ionilor la electrozi si neutralizarea acestora.

Ce potential are anodul in celulele de electroliza si ce potential are catodul ?

Anodul are potential pozitiv, + , iar catodul negativ , - .

Scrieti electroliza topiturii de MgCl₂

Daca avem electroliza unei solutii si la cei doi electrozi avem mai multi ioni, care se descarca?

-la anod cei cu ε_ox mai mare

- la catod cei cu ε_red mai mare

Care este reactia globala? Ce substante am obtinut la anod si la catod?

Cu voltametrul Hoffmann, folosind apa acidulata cu H₂SO .

Reactia globala este:

Cum putem calcula masa de substanta depusa la un electrod al unei celule de electroliza?

A

m = · I ·t F = nr. Lui Faraday = 96500 C

F· n    A = masa atomica a elementului

n = valenta elementului

I = intensitatea curentului electric prin

circuit (A)

t = timpul cat dureaza electroliza (s)

Q = I· t - sarcina electrica transportata

Ce este randamentul de curent ?

Apare deorece nu toata energia electrica furnizata celulei de electroliza este folosita pentru reactiile primare; o parte se pierde

sub forma de caldura sau se consuma in reactiile secundare .

De aceea, masa practic obtinuta, m_p este mai mica decat cea calculata teoretic din relatia lui Faraday.

m_p Q_t

m_t Q_p

m_p - masa practica de substanta obtinuta la electod ;

m_t - masa de substanta calculata teretic cu legile electrolizei ;

Q_t - cantitatea de electricitate necesara teoretic ;

Q_p - cantitatea de electricitate folosita practic.

Tema pentru acasa :

Intocmiti un referat in legatura cu aplicatiile in practica ale elementelor galvanice si ale celulelor de electroliza (aplicatiile electrolizei).