Окислительно-восстановительные реакции
Подождите немного. Документ загружается.
Лабораторная работа № 2 «Окислительно-восстановительные реакции».
Опыт 1. Роль среды (минеральный хамелеон).
Ход работы:
В 4 пробирки налили раствор KMnO
4
, одну из пробирок оставили для
эталона. В первую добавили 2-3 капли серной кислоты и перемешали. Во
вторую налили раствор едкого натра с массовой долей вещества 20%,
который занимает одинаковый объём с KMnO
4
. В третью добавили воду
(половину от объёма KMnO
4
). Приготовили в трёх пробирках равные объёмы
раствора Na
2
SO
3
и влили в каждую пробирку с раствором KMnO
4
одновременно.
Результаты опытов:
1) KMnO
4
+ Na
2
SO
3
+ H
2
SO
4
→ Mn
2+
+ SO
4
2-
MnO
4
+ 8H
+
+ 5e → Mn
2+
+ 4H
2
O 2
SO
3
2-
+ H
2
O – 2e → SO
4
2- +
2H
+
5
2MnO
4
-
+ 16H
+
+ 5SO
3
2-
+ 5H
2
O → 2Mn
+
+ 8H
2
O + 5SO
4
2-
+ 10H
+
2KMnO
4
+ 3H
2
SO
4
+ 5Na
2
SO
3
→ 2MnSO
4
+ 5Na
2
SO
4
+ H
2
SO
4
+ 3H
2
O
т. е. в кислой среде KMnO
4
восстанавливается до Mn
2+
; безцветный
2) ↓MnO
4
+ H
2
O + Na
2
SO
3
→ MnO
2
↓ + SO
4
2-
MnO
4
-
+ 2H
2
O – 3e → MnO
2
+ 4OH
+
2
SO
3
2-
+ H
2
O – 2e → SO
4
2-
+ 2H
-
3
2MnO
4
+ 4H
2
O + 3SO
3
2-
+ 3H
2
O → 2MnO
2
+ 8OH
-
+ 3SO
4
2-
+ 6H
+
KMnO
4
+ 3Na
2
SO
3
+ 4H
2
O → MnO
2
↓ + 2KOH + 3Na
2
SO
4
т. е. в нейтральной среде KMnO
4
восстанавливается до MnO
2
, выпадает
осадок; бурый
3) MnO
4
+ 1e → MnO
4
2-
2
SO
3
2-
- 2OH
-
- 2e → SO
4
2-
+ H
2
O 1
2MnO
4
-
+ SO
3
2-
+ 2OH
-
→ 2MnO
4
-
+ SO
4
2-
+ H
2
O
2KMnO
4
+ Na
2
SO
3
+ NaOH → K
2
MnO
4
+ Na
2
MnO
4
+ Na
2
SO
4
+ H
2
O
т. е. в щелочной среде KMnO
4
восстанавливается до MnO
4
2-
; зеленый
В зависимости от среды, в которой протекает реакция, KMnO
4
при
восстановлении ведет себя по-разному.
Опыт 2. Окислительно - восстановительная двойственность.
Ход работы:
В 2 пробирки с раствором Na
2
SO
3
добавили 2-3 капли кислоты H
2
SO
4
. В
первыю пробирку добавили раствор KJ по каплям до характерной окраски
йода, добавили 2-3 капли крахмального клейстера. Во вторую пробирку
добавили K
2
Cr
2
O
7
до появления цвета.
Результаты опытов:
В первом случае раствор получился безцветный, во втором –
фиолетовый.
1) Na
2
S
+4
O
3
+ H
2
SO
4
+ KJ
-
→ S
2-
+ J
2
(безцветный→светло-желтый)
SO
3
2-
+ 6H
+
+ 6e → S
2-
+ 3H
2
O 1
2J
-
- 2e → J
2
0
3
SO
3
2-
+ 6H
+
+ 6J
-
→ S
2-
+ 3H
2
O + 3J
2
Na
2
SO
3
+ 3H
2
SO
4
+ 4KJ → K
2
S + 3H
2
O + 2J
2
+ Na
2
SO
4
+ 2K
2
SO
4
При взаимодействии с кислотой восстановитель Na
2
SO
3
ведет себя как
окислитель.
2) K
2
Cr
2
+7
O
7
+ Na
2
S
+4
O
3
+ H
2
SO
4
→ Cr
3+
+ SO
4
2-
(фиолетово-красн→зеленый)
SO
3
2-
+ H
2
O – 2e → HSO
3
-
+ OH
-
3
Cr
2
O
7
-
+ 14H
+
+ 6e → 2Cr
3-
+ 7H
2
O 1
3SO
3
2-
+ 3H
2
O + Cr
2
O
7
-
+ 14H
+
→ 3SO
4
2-
+ 6H
+
+ 2Cr
3+
+ 7H
2
O
K
2
Cr
2
O
7
+ 3Na
2
SO
3
+ 4H
2
SO
4
→ Na
2
SO
3
+ Cr
2
(SO
4
)
3
+ K
2
SO
4
+ 4H
2
O
При взаимодействии с сильным окислителем Na
2
SO
3
ведет себя как
восстановитель.
Вывод: Благодаря промежуточной степени окисления серы (+4) в ионе SO
3
2-
,
он проявляет окислительно - восстановительную двойственность.
Опыт 3. Внутримолекулярное окисление – восстановление.
Ход работы:
На керамическую пластинку насыпали чайную ложку твердого
дихромата аммония (NH
4
)
2
Cr
2
O
7
. Спичкой подожгли это вещество.
Результаты опытов:
В результате реакции происходило выделение теплоты, изменение
окраски с оранжевого до темно-зеленого, чувствовался запах азота,
подбрасывание кристалликов Cr.
(NH
4
)
2
Cr
2
O
7
→ Cr
2
O
3
+ N
2
↑ + H
2
O
2Mn
4+
+ 6e → N
2
0
+ 8H
-
1
Cr
2
O
7
2-
+ 4H
2
O + 6e → Cr
2
O
3
+ 8OH 1
2NH
4
+
+ Cr
2
O
7
2-
+ 4H
2
O
→ N
2
+ 8H
+
+ Cr
2
O
3
+ 8OH
-
(NH
4
)
2
Cr
2
O
7
→ N
2
0
+ Cr
2
O
3
+ H
2
O
Вывод: Реакция является необратимой, т. к. выделяется газ N
2
и он уходит из
зоны реакции.