В пробирку налваем 2 капли раствора перманганата калия, столько же раствора щелочи и 4 капли раствора сульфита натрия

Санкт- Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова

(технический университет)

 

 

 

 

Кафедра общей и физической химии

 

Неорганическая химия

 

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3

 

 

Исследование окислительно-восстановительных реакций

 

Выполнил: студент РМ-10-2

Седачёв А.Е..

Проверил:

Замятин И.В.

 

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ,

2010г.

 

Цель работы: познакомиться с наиболее распространенными окислителями и восстановителями, с продуктами их взаимодействия между собой и научиться составлять уравнения окислительно-восстановительных реакций.

 

Общие сведения

Окислительно-восстановительными называют реакции, протекающие с изменением степени окисления элементов.

Степень окисления – это гипотетический заряд, который был бы на атомах данного элемента, если бы соединение было построено из ионов.

Высшая степень окисления элемента равна номеру группы Периодической системы, в которой данный элемент расположен. Низшая степень окисления равна числу электронов, который может принять данный элемент на застраивающейся np-подуровень: z_min =N-8, где N – номер группы. Например, у серы высшая степень окисления равна 6, а низшая: 6-8=-2. В простых веществах степень окисления равна нулю. Многие элементы проявляют в соединениях постоянные значения степени окисления:

Фтор –1

Кислород –2, кроме перекиси и пероксидов, в которых степень окисления кислорода –1

Щелочные металлы +1

Щелочноземельные металлы +2

Водород кроме гидридов и органических соединений, +1

Степени окисления переменно-валентных элементов рассчитывают по правилу баланса зарядов: «Сумма степеней окисления всех элементов в соединения равна нулю, а в многоатомном ионе - заряду иона»

Окислителем называют элемент, который в ходе реакции понижает степень окисления, а восстановителем – элемент, который повышает степень окисления. Окислитель при этом принимает электронына валентную оболочку, а восстановитель отдаёт электроны.

Правила составления уравнений окислительно-восстановительных реакций следующие.

 

1.Определяют степень окисления переменно-валентных элементов, окислитель и восстановитель.

2. Составляют ионные уравнения полу реакций окисления и восстановления.

3. Приводят число электронов к наименьшему общему кратному. Для этого уравнения полу реакций домножают на соответствующие коэффициенты. Суммируют уравнения полу реакций. Сокращая одинаковые члены в левой и правой частях.

4. Составляют молекулярное уравнение реакций путём добавления к ионам имеющихся в растворе противоионов.

 

Опыт 1. Окислительные свойства пероксида водорода.

H₂O₂+2KJ+H₂SO₄=K₂SO₄+J₂+2H₂O

2O^-+2ē→2O^2- 1

2J^--2ē→J₂⁰ 1

Опыт 3. Восстановительные свойства сульфидов.

2KMnO₄+5H₂S+3H₂SO₄=2MnSO₄+5S+K₂SO₄+8H₂O
Mn⁷⁺+5e=Mn²⁺ 2
S^2--2e= S⁰ 5

Опыт 4. Окислительные свойства сернистой кислоты.

2H₂S+H₂SO₃=3S+3H₂O
S⁴⁺+4e=S⁰ 1
S^2--2e= S⁰ 2

 

Опыт 5. Восстановительные свойства сернистой кислоты.

А. J₂+H₂SO₃+H₂O=H₂SO₄+2HJ
J₂⁰+2e=2J^- 2
S⁴⁺-2e=S⁶⁺ 2

В. KMnO₄+ H₂SO₄+ H₂SO₃=К₂ SO₄+MnSO₃+H₂O

 

Опыт 14. Окислительные свойства перманганата калия в различных средах.

Кислая среда

В три пробирки наливаем по 2 капли раствора перманганата калия и добавляем столько же 2 н. серной кислоты. В пробирку №1 добавляем 4 капли йодида калия. В пробирку №2 столько же раствора сульфата железа (II). В пробирку №3 – 4 капли раствора сульфита натрия.

 

1) 2KMnO₄+8H₂SO₄+10KI=5I₂+2MnSO₄+6K₂SO₄+6H₂O

Mn⁷⁺+5ē→Mn²⁺ 2

 

2I^--2ē→I⁰₂ 5

В ходе реакции раствор стал желтого цвета

 

2) 2KMnO₄+8H₂SO₄+10Fe₂SO₄=2MnSO₄+5Fe₂(SO₄)₃+K₂SO₄+8H₂O

Mn⁷⁺+5ē→Mn²⁺ 2

 

Fe⁺²-2ē→Fe⁺³ 5

В ходе реакции раствор обесцветился

 

3) 2KMnO₄+8H₂SO₄+5Na₂SO₃=2MnSO4+5Na₂SO₄+3H₂O

 

Mn⁷⁺+5ē→Mn²⁺ 2

 

S⁴⁺-2ē→S⁶⁺ 5

 

В ходе реакции раствор обесцветился

 

Нейтральная среда

В две пробирки наливаем по 2 капли раствора перманганата калия; в пробирку №1 добавляем столько же раствора сульфита натрия, в пробирку №2 – раствор сульфата марганца(II).

 

1) 2KMnO₄+3 Na₂SO₃ =2MnO₂ +3Na₂SO₄+2KOH

 

Mn⁷⁺+3ē→Mn⁴⁺ 2

 

S⁺⁴-2ē→S⁺⁶ 3

 

SO₃^2-+H₂O-2ē→SO₄^2-+2H^-

 

 

В ходе реакции выпал бурый осадок.

 

2) 2KMnO₄+3MnSO₄+2H₂O→5MnO₂+K₂SO₄+2H₂SO₄

 

Mn⁷⁺+3ē→Mn⁴⁺ 2

 

Mn²⁺-2ē→Mn⁴⁺ 3

 

 

В ходе реакции раствор стал бурого цвета.

 

Сильнощелочная среда

В пробирку налваем 2 капли раствора перманганата калия, столько же раствора щелочи и 4 капли раствора сульфита натрия

 

2KMnO₄+2NaOH +Na₂SO₃=2Na₂MnO₄ +K₂SO₄ +H₂O

Mn⁷⁺+ē→Mn⁶ 2

S⁺⁴-2ē→S⁺⁶ 1

В ходе реакции раствор стал зелено-бурого цвета.

 

 

Заключение: Из проведенных реакции следует, что перманганат калия обладает наибольшими свойствами окислителя в кислой среде.

 

Вывод: В данной лабораторной работе я познакомилась с наиболее распространенными окислителями и восстановителями, с продуктами их взаимодействия между собой и научиться составлять уравнения окислительно-восстановительных реакций.

 

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: