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

CH₄ + O₂ → CO₂ + H₂O

Uporedi broj C, H i O s obje strane.

Predvidi: Koji je najmanji cijeli koeficijent uz O₂?

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.