Вопрос 2. Опыт. Проведение реакций, подтверждающих качественный состав предложенной соли, например, сульфата меди(п).

Чтобы подтвердить качественный состав соли, нужно провести качест­венные реакции на катион и анион, входящие в ее состав.

В качестве примера рассмотрим сульфат меди(И) CuS0₄. Эта соль образо­вана катионами меди и сульфат-ионами, поэтому нам требуется провести реак­ции на эти два иона. При действии на раствор соли меди раствора щелочи, на­пример, гидроксида натрия, выпадает синий осадок гидроксида меди(П):

CuS0₄ + 2NaOH = Cu(OH)₂4 + Na₂S0₄ Cu²⁺ + 20H" = Cu(OH)₂

При проведении этой реакции обратите внимание, что при прибавлении щелочи сначала образуется голубой осадок (основная соль), который стано­вится синим (образуется гидроксид) лишь при добавлении дополнительного количества щелочи. Но не надо лить и большой избыток щелочи. При вы­сокой концентрации гидроксид-ионов осадок может раствориться или по­чернеть вследствие разложения на оксид и воду. Этого надо избегать.

Реагентом на сульфат-ион служат растворимые соли бария, которые дают с сульфат- ионами белый кристаллический осадок сульфата бария,

нерастворимый в кислотах. Для проведения реакции к испытуемому рас­твору добавляют несколько капель раствора соляной кислоты (создают кислотную среду), а затем приливают раствор хлорида бария. Образование белого осадка свидетельствует о присутствии сульфат-ионов:

C11SO4 + ВаС1₂ = BaS0₄i + 2NaCl Ва²⁺ + S0₄²" = BaS0₄i Белый осадок образуется из голубого раствора, поэтому на фоне раство­ра он может показаться вам голубым. Чтобы убедиться в его белом цвете, осадок надо отфильтровать и промыть на фильтре водой.

БИЛЕТ 9.

Вопрос 1. Окислительно-восстановительные реакции. Окислитель и восстановитель (на примере двух реакций)

Окислительно-восстановительными называют реакции, в результате ко­торых происходит перенос электронов от одних атомов к другим. Так как электронный перенос сопровождается изменением степени окисления, можно рассматривать окислительно-восстановительные реакции как про­цессы, сопровождающиеся изменением степеней окисления некоторых ато­мов. Атом или ион, теряющий электроны, называют восстановителем, а процесс потери электронов — окислением. Атом или ион, приобретающий электроны, называют окислителем, а процесс присоединения атомом или ионом электронов — восстановлением. В результате реакции окислитель восстанавливается, а восстановитель окисляется.

В качестве примера окислительно-восстановительной реакции рассмот­рим взаимодействие оксида меди(П) с аммиаком:

CuO + NH3 > Си + N₂ + Н₂0

Cu⁺² + 2е" Си⁰ 2N~³ - бе" -» N₂°

Расставив степени окисления всех элементов, находим, что в результате реакции степени окисления меняются только у меди и азота:

113 восстановление 3 1 окисление

3Cu⁺² + 2N^-3 -> ЗСц° + N₂° Cu⁺² (CuO) — окислитель N"³ (NH₃) — восстановитель

ЗСиО + 2NH₃ » ЗСи + N₂ + 3H₂0

В результате этой реакции происходит переход электронов от атомов азота аммиака к атомам меди оксида меди. При этом медь восстанавливается, а азот окисляется. Другой пример—восстановление оксида железа(Ш) угарным газом: Fe20₃ + СО -» Fe + С0₂.

Fe+3 + Ъе -> Fe°|3	2 — восстановление
С+2-2е~—>С4+|2	3 — окисление
	2Fe+3 + ЗС+2 -> 2Fe°+ ЗС+4
32

Fe⁺³ (Fe20₃) — окислитель, C⁺² (CO) — восстановитель.

Fe₂0₃ + 3CO = 2Fe + 3C0₂.

В результате этой реакции происходит переход электронов от атомов углерода угарного газа к атомам железа оксида железа. При этом железо восстанавливается, а углерод окисляется.

Окислительно-восстановительные реакции, в которых окислителем и вос­становителем является один и тот же элемент, который в начале реакции нахо­дится в одной степени окисления, называют диспропорционированием. К числу таких реакций принадлежит разложение пероксида водорода на воду и кислород.

-1 -2 о 2Н₂0₂ 2Н₂0 + 0₂.

Обратный случай, когда в результате реакции атомы одного и того же элемента, находящиеся в разных степенях окисления, приобретают одну про­межуточную, называют сопропорциопированием. Примером служит взаимо­действие сернистого газа с сероводородом, приводящее к образованию серы:

-2+4 О

2H₂S + S0₂ = 3S + 2Н₂0. Наиболее типичные окислители — это неметаллы с высокой электроот­рицательностью (галогены, кислород), а также соединения элементов в высших степенях окисления, такие как перманганат калия КМп0₄, нитрат калия KN0₃, дихромат калия К₂Сг₂07, азотная кислота HN0₃, концентриро­ванная серная кислота Н₂80₄конц. Типичные восстановители — металлы, а также соединения в низких степенях окисления (HI, H₂S, SnCl₂, FeCl₂, CuCl, CrS0₄, NH₃, CO) и некоторые неметаллы — водород, углерод, кремний.

Заметим, что процессы окисления и восстановления иногда удается раз­делить в пространстве. В этом случае перенос электронов между окислите­лем и восстановителем осуществляется по внешней цепи. На этом основано действие гальванических элементов. То есть устройств, преобразующих энергию химических реакций в электрическую.