9. razred · 14–15 godina

Reakcije ugljikovodika

Cilj lekcije
  • Razlikuj supstituciju, adiciju i potpuno sagorijevanje.
  • Izjednači jednostavnu jednačinu sagorijevanja.
  • Poveži nepotpuno sagorijevanje s nastankom opasnog CO.

Gorivo i kisik

Plamen na štednjaku pokazuje pretvaranje hemijske energije goriva u toplotu. Pri potpunom sagorijevanju ugljikovodika uz dovoljno kisika nastaju CO₂ i H₂O. Ako nema dovoljno kisika, mogu nastati ugljik monoksid CO i čađ. CO je otrovan i ne prepoznaje se pouzdano čulima; sumnju na opasnost odmah prijavi odrasloj osobi i udalji se.

Zamjena ili dodavanje?

Kod supstitucije jedan atom ili grupa u molekuli zamjenjuje se drugim atomom ili grupom. Teorijski primjer je CH₄ + Cl₂ → CH₃Cl + HCl uz odgovarajuće osvjetljenje. Kod adicije se atomi dodaju na višestruku vezu, kao C₂H₄ + H₂ → C₂H₆. Ove reakcije nisu kućni eksperimenti.

Provjeri atome

Jednačina je uređena kada se broj atoma svakog elementa podudara lijevo i desno. Za metan pišemo CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O. Koeficijent množi cijelu formulu, a indeks unutar formule ne mijenjamo prilikom izjednačavanja.

Prepoznaj vrstu promjene

Poredi šta se mijenja u molekuli.

CH₄ + Cl₂ → CH₃Cl + HCl

Jedan H zamijenjen je atomom Cl. Zapis podrazumijeva odgovarajuće reakcijske uslove.

Istraži interaktivne modele

Predvidi promjenu, isprobaj kontrole i objasni šta primjećuješ. Za sitne oznake izaberi „Uvećaj model“.

Sačuvaj atome pri sagorijevanju metana

Ovo je teorijski model potpunog sagorijevanja uz dovoljno kisika. Podesi koeficijente ispred formula; indekse u formulama ne mijenjaj. Ne izvodi reakciju kod kuće.

CH₄ + O₂ → CO₂ + H₂O

UgljikVodikKisiklijevodesno→

Uporedi broj C, H i O s obje strane.

Korak po korak

1.Napiši kostur: CH₄ + O₂ → CO₂ + H₂O.
2.Jedan C je već na obje strane. Četiri H traže 2H₂O.
3.Desno su sada 2 O u CO₂ i 2 O u vodi: ukupno 4 O.
4.Zato lijevo napiši 2O₂. Provjera daje C: 1 = 1, H: 4 = 4, O: 4 = 4.

Tri riješena primjera

Potpuno sagorijevanje etana

1.Počni od C₂H₆ + O₂ → CO₂ + H₂O.
2.Za jedan etan trebalo bi 2CO₂ i 3H₂O, odnosno 7 atoma O.
3.Pomnoži sve s 2: 2C₂H₆ + 7O₂ → 4CO₂ + 6H₂O.

Prepoznaj supstituciju

1.U zapisu CH₄ + Cl₂ → CH₃Cl + HCl pogledaj metan.
2.Jedan njegov H zamijenjen je atomom Cl.
3.To je supstitucija, a ne dodavanje na dvostruku vezu.

Količina produkta

1.U zadatku 1 mol CH₄ potpuno sagorijeva uz višak O₂.
2.Iz jednačine CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O vidi se odnos CH₄ : CO₂ = 1 : 1.
3.Nastaje 1 mol CO₂, mase 44 g ako je M(CO₂) = 44 g/mol.
Česte greške
  • Ne mijenjaj H₂O u H₂O₂ da bi izjednačio jednačinu: time mijenjaš tvar.
  • Odsustvo mirisa ne dokazuje da je prostor bez CO.

Provjeri sebe

Izaberi jedan odgovor. Nakon provjere pročitaj objašnjenje.

1. Koji su produkti potpunog sagorijevanja metana?

2. Koji je koeficijent ispred O₂ pri sagorijevanju CH₄?

3. Zamjena H atomom Cl u metanu je…

4. Koliko mol CO₂ nastaje iz 2 mol CH₄ uz dovoljno kisika?

Pokušaj samostalno

Izjednači C₃H₈ + O₂ → CO₂ + H₂O.

Uporedi s rješenjem

Tri C daju 3CO₂, osam H daje 4H₂O. Desno je 6 + 4 = 10 atoma O, pa treba 5O₂. Konačno: C₃H₈ + 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O.

Veza s kurikulumom KS

Organske tvari: supstitucija, adicija, oksidacija i jednostavni stehiometrijski odnosi. Ishodi: D.9.2, D.9.3, D.9.4. Stranice dokumenta: 16–17.

Službeni predmetni kurikulum Hemija (PDF) · Pregled veze lekcija i kurikuluma

Digitalna vježba pomaže razumijevanju. Praktične vještine mjerenja i izvođenja ogleda provjeravaju se s nastavnikom u školi.