Oxidazio-Erredukzio erreakzioak

Presentación del tema: "Oxidazio-Erredukzio erreakzioak"— Transcripción de la presentación:

1 Oxidazio-Erredukzio erreakzioak
KIMIKA OXIDAZIO-ERREDUKZIO ERREAKZIOAK

2 Kimika 3.BLOKEA Oxidazio-Erredukzio erreakzioak
Edukiak Oinarrizko kontzeptuak: Oxidazio egoera; oxidazioa eta erredukzioa; erdiereakzioa; erredox doiketa; erredox balorazioa. Elektrokimika. Serie elektrokimikoa: erdierreakzioak eta elektrodo potentzialak. Aplikazioak. Erreakzio espontaneoak: pilak. Inadr elektroeragilea(i.e.e.) eta energia askea. Kontzentrazioaren eragina boltajean : Nernst-en ekuazioa. Kimika 3.BLOKEA Oxidazio-Erredukzio erreakzioak

3 Oinarrizko kontzeptuak
KIMIKA OXIDAZIO-ERREDUKZIO ERREAKZIOAK

4 Kimika 3.BLOKEA Oxidazio-Erredukzio erreakzioak
Oxidazio egoera Atomoaren oxidazio egoera(edo oxidazio zenbakia) molekula batean. Molekulan atomokoak duen izaera elektronikoa adierazten duen Oxidazio egoera(o.e) esleitzeko oinarrizko arauak : Atomo indibidualaren o.e. 0 da.ente con otros elementos es 0 Molekula neutroaren atomo guztien o.e.-en batura 0 da; ioia osatzen dutenen o.e-en batura ioiaren kargaren berdina da. Beraien konposatuetan, metal alkalinoen(1.Taldea) o.e. +1 da eta metal alkalinoena +2. Bere konposatuetan H-ren o.e. +1 da(Hidruoro metalikoetan -1). Bere konposatuetan O-rem o.e. -2 da.( Peroxidoetan -1). Metalekin duten konposatu bitarretan 17.Taldeko( F, Cl, Br,I) elementuen o.e. -1 da; 16.Taldekoenab(S,Se,…) -2 da; eta 15.Taldekoena(N, P,As,…) -3. Kimika 3.BLOKEA Oxidazio-Erredukzio erreakzioak

5 Kimika 3.BLOKEA Oxidazio-Erredukzio erreakzioak
Oxidazio egoera Adibideak: Kimika 3.BLOKEA Oxidazio-Erredukzio erreakzioak

6 Oxidazioa eta erredukzioa
elektroien galera edo o.e.-ren igoera. Erredukzioa: elektroien irabaztea edo o.e.-ren jaitsiera. Oxidazio-erredukzio erreakzioak: Elementu batzuk oxidatu eta beste batzuk erruduzitzen diren elektroi tranferentzi erreakzioak. Oxidatzailea: elektroiak irabazi eta erreduzitzen den erreaktiboa. Erreduktorea: elektroiak galdu eta oxidatzen den erreaktiboa. Kimika 3.BLOKEA Oxidazio-Erredukzio erreakzioak

7 Oxidazioa eta erredukzioa
elektroiak irabazi elektroiak galdu eta +3tik 0ra erreduzitu Eta +2tik +4ra oxidatu oxidatzailea da erreduktorea da erreduzitzen da  Oxidatzen da  elektroiak irabazi elektroiak galdu eta erreduzitu +1tik 0ra Eta oxidatu 0tik +2ra oxidatzailea da erreduktorea da erreduzitzen da  oxidatzen da  Kimika 3.BLOKEA Oxidazio-Erredukzio erreakzioak

8 Kimika 3.BLOKEA Oxidazio-Erredukzio erreakzioak
Erdierreakzioak Oxidazio eta erredukzio erdierreakzioak: Erredok errakzioa banantzerakoan daukagun parte bakoitza; alde batetik, oxidazioa( elektroien galera) eta, bestetik, erredukzioa (elektroien irabaztea) Erredox erreakzio osoa erredukzio erdierreakzioa oxidazioa erdierreakzioa Kimika 3.BLOKEA Oxidazio-Erredukzio erreakzioak

9 Erredox erreakzio doiketak
Ioi-elektroi metodoa: Konposatuak bere ioietan deskonposatu(ur-disoluizoan sortuko lituzketenak). Oxidazio zenbakia aldutu duten elemntuak identifikatu eta idatzi oxidazio eta erredukzio erdierreakzioak. Inguru azido bailitzan doitu erdierreakzioak, H+ eta H2O-ren laguntzaz. H edo O ez diren atomoak doitu. O doitu H2O erabiliz. H doitu H+ erabiliz Kargak doitu e- erabiliz. Eelektroi kopuruak orekatuz, batu bi erdierreakzioak.. Osatu erreakzioa oxidazio-erredukzioan parte hartu ez duten konposatu eta ioiekin. Lehenengo pausoan disoziatutako konposatuak berreskuratu sortutako ioietatik abiatuz. Kimika 3.BLOKEA Oxidazio-Erredukzio erreakzioak

10 Erredox erreakzioen doiketa
Adibidea: 1. 2+3. 3.2 3.3 3.4 4. Kimika 3.BLOKEA Oxidazio-Erredukzio erreakzioak

11 Erredox erreakzioen doiketa
5. 6. Kimika 3.BLOKEA Oxidazio-Erredukzio erreakzioak

12 Kimika 3.BLOKEA Oxidazio-Erredukzio erreakzioak
Erredox balorazioak Disoluzio bateko erreaktibo baten kontzentrazioaren determinaketa erredox erreakzioaren bitartez. Baliokidetza puntuan aldaketa nabarmenak adierazten du : kolore aldaketa, hauspekina agertu,… Adibidea: MnO4--ren (permanganato) balorazioa HSO3- -arekin (bisfulfito) ingurune azidoan morea kolorgea Problema: ezaezaguna ezaguna Baloratzailea: ezaguna Azido sendoaren tanta batzuk gehitu, adib.: Se determina el punto de equivalencia por cambio de color: de violeta a incoloro. Se mide Vbaloratzailea . [NaHSO3] Kimika 3.BLOKEA Oxidazio-Erredukzio erreakzioak

13 KIMIKA OXIDAZIO-ERREDUKZIO ERREAKZIOAK
Elektrokimika KIMIKA OXIDAZIO-ERREDUKZIO ERREAKZIOAK

14 Kimika 3.BLOKEA Oxidazio-Erredukzio erreakzioak
denbora pasa ondoren denbora pasa ondoren (Aurresan dezakegu erredox erreakziorik gertatuko den?) • ΔG • Potenciales de electrodo (un criterio adicional, sencillo, derivado del anterior) [Lectura: Petrucci 21.1] Kimika 3.BLOKEA Oxidazio-Erredukzio erreakzioak

15 Erdipila elektrokimikoak
¿Banan ditzakegu oxidazioa eta erredukzioa aurreko erreakzioan? erredukzioa: oxidazioa: elektrodoa elektrodoa Kimika 3.BLOKEA Oxidazio-Erredukzio erreakzioak

16 Kimika 3.BLOKEA Oxidazio-Erredukzio erreakzioak
Pila elektrokimikoak Oxidazio eta erredukzio erdirreakzioak ontzi desberdinetan banantzeko tresna erredukzioa: oxidazioa: +0,422 V voltmetroa Gatz zubia Anodoa Katadoa (oxidazioa) (erredukzioa) anodoa katodoa Kimika 3.BLOKEA Oxidazio-Erredukzio erreakzioak

17 Kimika 3.BLOKEA Oxidazio-Erredukzio erreakzioak
Pila elektrokimikoak -1,098 V voltmetroa Gatz zubia erredukzioa: oxidazioa: Kimika 3.BLOKEA Oxidazio-Erredukzio erreakzioak

18 Kimika 3.BLOKEA Oxidazio-Erredukzio erreakzioak
Pila elektrokimikoak erredukzioa: oxidazioa: +1,098 V voltmetroa Gatz zubia Anodoa Katodoa (oxidazioa) (erredukzioa anodoa katodoa Kimika 3.BLOKEA Oxidazio-Erredukzio erreakzioak

19 Kimika 3.BLOKEA Oxidazio-Erredukzio erreakzioak
Pila elektrokimikoak Adibidea: Aluminioaks zink(II) ioiak desplazatzen ditu bere ur-disoluzioetan. a) Idatzi oxidazio eta erredukzio erdierreakzioak eta erreakzio osoa. b) Idatzi errekazio hau gertztzen deneko pilaren notazio laburtua. erredukzioa: oxidazioa: osoa: pila elektrokimikoa: Kimika 3.BLOKEA Oxidazio-Erredukzio erreakzioak

20 Elektrodo potentzialak
KIMIKA OXIDAZIO-ERREDUKZIO ERREAKZIOAK

21 Elektrodo potentzialak
Pila elektrokimikoaren boltajea edo indar elektroeragilea(i.e.e.)elektrodoen potentzialen arteko kenketa da. 1 V-eko potentzial difrentziak adierazten du 1 J lana egiten dela zirkuitu elektrikotik 1 C karga pasatzen denean. Edozein pilaren i.e.e. kalkula daite elektrodoen potentzialak jakinez gero, berauen kenketa eginez. Elektrodo potentzialen eskala ondok erara egiten da : 1) Elektrodo konkretu bati zero potentzial esleitu, hidrogenozko elektrodoa hain zuzen, eta 2) i.e.e.-aren ikurra erabaki kontutan izanik erreduzitzeko joera handiago izango duela erredukzio potentzial handiago duenak. Kimika 3.BLOKEA Oxidazio-Erredukzio erreakzioak

22 Elektrodo potentzialak
Erreferentzi elektrodoa: hidrogenozko elektrodo estandarra Erredukzio potentzialen zeinua Elektrodoaren eredukzio-potentziala: Eraikitzen da pila bat eta bere potentziala neurtu boltemetroaren bidez(elekrodo bat hidrogenozkoa delarik). Behatzen dugu ea elektroak anodo ala katodo gisa jokatzen duen. E0 = E0katodo – E0anodo erredukzioa gertatzen den elektrodoa Oxidazioa gertatzen den elektrodoa Elktrodoan erredukzioa badugu(katodoa): Eelektrodo – E0H+/H = Epila Eelektrodo = Epila > 0 2 Elektrodoan oxidazioa badugu(anodoa): E0H+/H - Eelektrodo = Epila Eelektrodo = - Epila < 0 2 Kimika 3.BLOKEA Oxidazio-Erredukzio erreakzioak

23 Elektrodo potentzialak
Erredukzio potentziala >0 bada esan nahi du hidrogenoak baino erreduzitzeko ahalmen handiago duela. elektrodo horretan erredukzioa izango dugu eta hidrogeno elektrodoan oxidazioa. zenbat eta handoago erredukzio-potentzial hainbat handiago ahalmen oxidatzailea. zenbat eta gorago potentzieln eskalan hainbat handiago ahalmen oxidatzailea. Erredukzio potentzial <0 izateak hidrogenoak baino erreduzitzeko halmen txikiago adierazten du. elektrodoan oxidazioa izango da eta hidrogeno elektrodoan erredukzioa. Zenbat eta beherago potentzialen eskalan eta hainbat txikiago ahalmen oxidatzailea, edo handiago ahalmen erreduktorea. Tabulatzen dira, soilik, egoera estandarreko elektrodo potentzialak 298 K-tan. Kimika 3.BLOKEA Oxidazio-Erredukzio erreakzioak

24 Erredukzio-potentzialak 298 K-etan
Prestaketa Behaketa Katodoa (erredukzioa) anodoa (oxidazioa) Ondorioa Epila = 0,319 V (ez da tabulatzen) +0,319 V Kimika 3.BLOKEA Oxidazio-Erredukzio erreakzioak

25 Erredukzio-potentzialk 298 K-etan
Prestaketa Behaketa Katodoa (erredukzioa) anodoa (oxidazioa) Ondorioa Epila = 0,319 V (ez da tabulatzen) katodoa (erredukzioa) Anodoa (oxidazioa) Ondorioa Epila = 0,340 V (tabulatzen da) katodoa (erredukzioa) anodoa (oxidazioa) Ondorioa (tabulatzen da) Epila = 0,800 V Kimika 3.BLOKEA Oxidazio-Erredukzio erreakzioak

26 Erredukzio-potentzialak 298K-etan
Prestaketa Behaketa anodoa (oxidazioa) katodoa (erredukzioa) Ondorioa Epila = 0,763 V (tabulatzen da) -0,763 V Kimika 3.BLOKEA Oxidazio-Erredukzio erreakzioak

27 Erredukzio-potentzial estandarrak 298K-tan
Ahalmen oxidatzailea (erreduzitzeko joera) Ahalmen erreduktorea (oxidatzeko joera) Kimika 3.BLOKEA Oxidazio-Erredukzio erreakzioak

28 Erredukzio-potentzial estandarrak 298 K-etan
Elektrodoa Erredukzio erdierreakzioa Adib.: Zink-kloro pilak ondoko erreakzioa du: Zn(s)+Cl2(g)ZnCl2(aq). Zenbatekoa pila estandarraren potentziala edo i.e.e. 298K-tan? E0 = +1,358 V –(-0,763) = 2,121 V Adib.: Erdierreakzioak, erreakzio osoa eta i.e.e. ondoko pila estandarrena 298 K-etan :kobrea-zilarra eta kobtrea-zinka. Err: Err: Ox: Ox: E0 = +0,800V – 0,340 = 0,460V E0 = +0,340 V – ( - 0,736V) = 1,103V Kimika 3.BLOKEA Oxidazio-Erredukzio erreakzioak

29 KIMIKA OXIDAZIO-ERREDUKZIO ERREAKZIOAK
Ep-ΔG-Kor erlazioak KIMIKA OXIDAZIO-ERREDUKZIO ERREAKZIOAK

30 Kimika 3.BLOKEA Oxidazio-Erredukzio erreakzioak
Relación Ecel-ΔG -ΔG-k, P eta T konstantean, eginiko prozesutik lor daitekeen lana adierazten du (Barne-energia lan bihurtzen denean, beharrezkoa da bere zati bat lan bihurtzea.) n mol e- transferitzen den pila elektrokimikotik igarotzen duen karga ondokoa da: Pilak egiten duen lan elektrikoa ondokoa da: Beraz: Erreakzioa (P eta T kte) espontaneo da baldin : ; hau da : Welek = n F EP DG = - n F EP DG0 = - n F E0P EP > 0 Erredox erreakzioaren EP>0 bada , kontzentrazio eta tenperatura egoera jakin batzuetan, egoera horretan erreakzioa espontaneoa izango da. EP<0 bada, aurkako erreakzioa izango da espontaneoa, egoera horretan. Kimika 3.BLOKEA Oxidazio-Erredukzio erreakzioak

31 Kimika 3.BLOKEA Oxidazio-Erredukzio erreakzioak
E0 - K erlazioa DG0 = -RT ln K DG0 = -n F E0 -RT ln K = -n F E0 DG0 = -RT ln K K DG0 = -n F E0 E0 Kimika 3.BLOKEA Oxidazio-Erredukzio erreakzioak

32 Kontzentrazioaren eragina potentzialetan
KIMIKA OXIDAZIO-ERREDUKZIO ERREAKZIOAK

33 Kimika 3.BLOKEA Oxidazio-Erredukzio erreakzioak
Nernst-en ekuazioa Pilaren elektrodoetan daukagun disoluzioak 1 M direnean pila estandarra daukagu eta elektrodoen erredukzio-potentzial estandarren keknketa eginez lortuko da pilaren i.e.e. Eta kontzentrazioak ez badira 1M-ak?. E = +0,371 V E0= +0,460 V E = +1,091 V E0= +1,103 V ¿Cómo cambian los potenciales con las concentraciones? DG = -n F E DG0 = -n F E0 -n F E = -n F E0 + RT ln Q Nernst-en ekuazioa Kimika 3.BLOKEA Oxidazio-Erredukzio erreakzioak KIMIKA BLOKEA Oxidazio-Erredukzio erreakzioak

34 Kimika 3.BLOKEA Oxidazio-Erredukzio erreakzioak
Ecuación de Nernst Los voltajes de las células electroquímicas de las diapositivas 17 y 19 no coinciden con las diferencias entre los potenciales de reducción estándar (diap.27) a 298K. Kimika 3.BLOKEA Oxidazio-Erredukzio erreakzioak