Realizat de prof. Florin Viu

1. REACŢII DE SUBSTITUŢIE Realizat de prof. Florin Viu

2. REACŢII DE SUBSTITUŢIE COMPETENŢE SPECIFICE: 2.3 - Utilizarea aparaturii şi a echipamentelor de laborator, a tehnologiilor informatice pentru a studia reacţii chimice; 2.4 - Interpretarea informaţiilor obţinute din grafice, tabele, fişe de observaţii; 3.4 - Elaborarea de ipoteze referitoare la produşii unei reacţii; 4.3 - Folosirea terminologiei specifice chimiei referitoare la reacţiile chimice. OBIECTIVE OPERAŢIONALE: O1: Să definească reacţiile de substituţie; O2: Să prezinte forma generală a reacţiilor de substituţie; O3:Să dea exemple de reacţii de substituţie; O4: Să prezinte importanţa reacţiilor de substituţie O5: Să aplice noţiunile învăţate în rezolvarea de aplicaţii teoretice şi practice.

3. REACŢII DESUBSTITUŢIE SĂ EXPERIMENTĂM… Reacţia natriului cu apa Taie o bucată de natriu cât un bob de grâu şi aşeaz-o cu grijă la suprafaţa apei dintr-un cristalizor, plasându-l pe o hârtie de filtru. Acoperă cristalizorul cu o pâlnie din sticlă şi urmăreşte desfăşurarea reacţiei de la distanţă. Ce se observă? După încetarea reacţiei, adaugă în soluţia formată câteva picături de fenolftaleină. Ce ai observat?

4. REACŢII DE SUBSTITUŢIE Are loc o reacţie energică. În urma acesteia se degajă hidrogen, care se aprinde, atunci când natriul este localizat la suprafaţa apei. Flacăra prezintă culoarea galbenă, datorită prezenţei vaporilor de natriu. În cristalizor se formează o soluţie de hidroxid de sodiu (NaOH), care colorează fenolftaleina în roşu-carmin. ECUAŢIA REACŢIEI 2Na + 2HOH → 2NaOH+ H2↑

5. REACŢII DE SUBSTITUŢIE SĂ EXPERIMENTĂM… Reacţia fierului cu sulfatul de cupru Introdu un cui de fier într-o eprubetă ce conţine soluţie de sulfat de cupru, cunoscut şi sub denumirea de “piatră vânătă” (CuSO4). Scoate-l apoi după câteva minute. Ce ai observat la suprafaţa cuiului? Dar cu soluţia?

6. REACŢII DE SUBSTITUŢIE Cuiul s-a acoperit cu un strat roşiatic de cupru (Cu). Soluţia albastră de piatră vânătă s-a deschis la culoare datorită consumării sulfatului de cupru. Dacă vom ţine cuiul în continuare, soluţia se va colora în verde, datorită formării celuilalt produs de reacţie – sulfatul de fier (FeSO4). MODELAREA REACŢIEI ECUAŢIA REACŢIEI Fe +CuSO4 → FeSO4 + Cu↓

7. REACŢII DESUBSTITUŢIE SĂ EXPERIMENTĂM… Reacţia metalelor cu acidul clorhidric Pune într-o eprubetă pulbere de zinc, într-o alta pulbere de aluminiu şi într-o a treia pulbere de cupru. Toarnă apoi, cu atenţie, o soluţie de acid clorhidric (HCl). Ce observi, dacă apropii un băţ de chibrit deasupra fiecărei eprubete?

8. REACŢII DE SUBSTITUŢIE Bulele de gaz care se degajă din primele două eprubete se aprind şi odată cu aceasta se aude o pocnitură. Zincul şi aluminiul înlocuiesc hidrogenul din acidul clorhidric, punându-l în libertate. În a treia reacţia nu se produce, deoarece, cuprul nu poate înlocui hidrogenul. ECUAŢIILE REACŢIILOR Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2↑ 2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2↑ Cu + HCl → nu reacţionează

9. REACŢII DE SUBSTITUŢIE SĂ EXPERIMENTĂM… Reacţia cuprului cu nitratul de argint Într-o eprubetă care conţine un fir de cupru, toarnă o soluţie de nitrat de argint (AgNO3) cunoscut şi sub denumirea populară de “piatra iadului”. Ce se observă?

10. REACŢII DE SUBSTITUŢIE Pe firul de cupru se depune argintul (Ag) Soluţia se colorează în albastru, datorită celuilalt produs de reacţie format – nitratul de cupru (Cu(NO3)2). MODELAREA REACŢIEI ECUAŢIA REACŢIEI Cu +2AgNO3 → Fe(SO3)2 + 2Ag↓

11. REACŢII DE SUBSTITUŢIE Din observaţiile făcute în cele patru experimente, putem concluziona: Reacţiile de substituţie sau reacţiile de simplă înlocuire sunt acele reacţii în care un element chimic înlocuieşte un alt element chimic dintr-o substanţă compusă. Forma generală: A + BC →AC + B • În reacţiile de substituţie: • Un reactant este o substanţă simplă, iar celălalt o combinaţie chimică; • produşii de reacţie sunt o combinaţie chimică şi o substanţă simplă; • masa reactanţilor este egală cu masa produşilor de reacţie.

12. REACŢII DE SUBSTITUŢIE Importanţa reacţiilor de substituţie: Reacţia unor metale cu substanţe compuse care conţin hidrogen (apă, acizi) este folosită la obţinerea hidrogenului în laborator În industria metalurgică, se obţin metale din combinaţiile care le au în alcătuire, prin reacţia de înlocuire a acestora cu alte metale mai active. Ştiaţi că… Reacţia aluminiului cu oxidul de fier are aplicaţii în aluminotermie? Ea se aplică la sudarea şinelor de cale ferată şi mai nou la deschis seifuri datorită temperaturii pe care o dezvoltă reacţia 2Al + Fe2O3→ Al2O3+ 2Fe↑