Question

3 pytania do wytłumaczenia

1. Które z podanych jonów: NO3(-) , SO4(2-), S(2-), Cl(-) ,Fe(2+), Cu(+) mogą pełnić rolę a)utleniacza b)reduktora c)utleniacza i reduktora Proszę o wytłumaczenie. Skąd to wiadomo,na jakiej podstawie,jak zabrać się do tego zadania

2.Jak odróżnia sie rodzaje substytucji? Które są nukleofilowe,elektrofilowe,a które rodnikowe?

3) Jak na podstawie tabelki z temperaturą wrzenia,topnienia rozpoznać stan skupienia?

Answer 1

Nie będę tu wykładał całej teorii chemicznej, także proszę o skupienie.

Zad.1.
- w jonie NO₃¹⁻ azot znajduje się na +V stopniu utlenienia i jest to maksymalny stopień, jaki ten atom może przyjmować w związkach, dlatego jest w stanie ulegać tylko redukcji (jest utleniaczej)
- w jonie SO₄²⁻ sytuacja identyczna jak w NO₃¹⁻
- w jonie S²⁻ siarka znajduje się na -II stopniu utlenienia i jest to najniższy stopień, jaki atom ten może przyjmować w związkach, stąd może się on jedynie utleniać (jest reduktorem)
- w jonie Cl¹⁻ sytuacja identyczna jak w S²⁻
- w jonie Fe²⁺ żelazo znajduje się na +II stopniu utlenienia i jest to stopień pośredni (może być na +0, jako wolne żelazo lub +III w jonie Fe³⁺), dlatego ma możliwość zarówno do utlenienia (reduktor) jak i redukcji (utleniacz)
- w jonie Cu¹⁺ sytuacja identyczna jak w Fe²⁺

Mam nadzieję, że określanie stopni utlenienia nie stanowi dla nikogo zagadki... 

Zad.2. 
Troszkę łaciny dla ułatwienia :
łac. nucleus - jądro
łac. elektrum - elektron
łac. philo - lubić 

Widać więc, że z substytucją NUKLEOfilową będziemy mieć do czynienia w momencie, kiedy podstawieniu ulegnie anion (zgodnie z prawami fizyki : jądro (nucleus) naładowane jest dodatnio, w związku z czym będzie ono 'lubiane' przez ujemnie naładowane cząsteczki - aniony), czyli np. otrzymywanie alkoholi z fluorowcopochodnych :
CH₃Br + NaOH --(20'C,H₂O)--> CH₃OH + NaBr (jon OH¹⁻ jest nukleofilem, ciągnie...do jądra)

Analogicznie substytucja ELEKTROfilowa ma miejsce wówczas, gdy podstawieniu ulegnie kation, np. r-cja nitrowania :
C₆H₆ + HNO₃ --(H₂SO₄)--> C₆H₅NO₂ + H₂O (jon NO₂¹⁺ ciągnie do...elektronów)

Substytucja rodnikowa ma miejsce natomiast wówczas, kiedy w odpowiednich warunkach musi powstać rodnik, mający dopiero zdolność do r-cji z interesującym nas substratem. Będą do r-cje alkanów, cykloalkanów oraz arenów z fluorowcami, np.
CH₄ + Cl₂ --(światło)--> CH₃Cl + HCl (dzięki obecności światła z cząsteczki Cl₂ powstaje rodnik Cl* ulegający podstawieniu w miejsce wodoru)

Zad.3.
Stan stały: od -∞'C to temperatury topnienia
Stan ciekły : od temperatury topnienia do temperatury wrzenia
Stan gazowy : od temperatury wrzenia do +∞'C