Практическая часть

Химический эксперимент. Взаимодействие растворов перманганата калия в различных средах с восстановителями.

Для приготовления раствора перманганата калия мы взвесили 0,05 г KMnO₄ и растворили навеску в 200 мл воды.

Проведем несколько реакций раствора перманганата калия с различными веществами:

1. В подкисленный раствор марганцовки опускаем гранулу цинка:

2KMnO₄ + Zn + H₂SO₄ = ZnSO₄ + 2MnO₂ + K₂SO₄ + H₂O

Происходит полное обесцвечивание раствора.

2. С железом:

10Fe + 6KMnO₄ + 24H₂SO₄ = 6MnSO₄ + 5Fe₂(SO₄)₃ +3K₂SO₄ +24H₂O 

Светло-желтая окраска от ионов Fe³⁺ потом обесцвечивается – т.к. идет восстановление ионов железа. [2]

3. С перекисью водорода:

2KMnO₄ + 3H₂O₂ = 2MnO₂ +2KOH + 3O₂ + 2H₂O

Выделяется кислород, и раствор приобретает коричневатый оттенок, что показывает наличие в растворе оксида марганца.

4.Со спиртами:

5C₂H₅OH + 2KMnO₄ + 3H₂SO₄ = 5CH₃CHO  + K₂SO₄ + 2MnSO₄ + 8H₂O

Выделяется уксусный альдегид, который в дальнейшем окисляется до уксусной кислоты (CH₃COOH).

5. Проведем реакции перманганата калия с раствором сульфита натрия в различных средах:

В кислой среде:

2KMnO₄ + 5Na₂SO₃ + 3H₂SO₄=6Na₂SO₄ + 2MnSO₄ + 3H₂O

Происходит полное обесцвечивание раствора.

В нейтральной среде:

2KMnO₄ + 3Na₂SO₃ + H₂O =3Na₂SO₄ + 2MnO₂ + 2KOH

Раствор окрашивается в коричневый цвет из-за образования диоксида марганца.

В щелочной среде:

2KMnO₄ + Na₂SO₃ + 2KOH =Na₂SO₄ + 2K₂MnO₄ + H₂O

Раствор приобретает зеленый цвет из-за образования манганата калия, а затем происходит его гидролиз: 3K₂MnO₄ + 2Н₂О <=> 2KMnO₄ + MnO₂ + 4KOH

6. Проведем реакцию раствора перманганата калия с этеном в нейтральной среде:

СH₂=CH₂ + KMnO₄ + H₂O  HO-CH₂-CH₂-OH + KOH + MnO₂

Выводы

В результате проведенной работы была дана характеристика перманганата калия, как химического соединения.

Я узнал:

• где применяется марганцовка и её растворы,

• исследовал свойства перманганата калия как окислителя, его реакции с неорганическими и органическими веществами,

• выяснил, что перманганат калия может реагировать с простыми веществами и классами сложных неорганических веществ, непредельными углеводородами и кислородсодержащими органическими веществами,

• метод электронно-ионного баланса, который используется для определения коэффициентов в окислительно-восстановительных реакциях.

В различных средах проведено несколько реакций, которые наглядно подтверждают окислительные свойства перманганата калия. Эти реакции сопровождаются внешними цветовыми эффектами, что облегчает запоминание уравнений и их использование при сдаче экзамена.

Практическая значимость: работа может быть использована учащимися выпускных классов для подготовки к сдаче ЕГЭ по химии.

Литература:

1. С.А. Барнов «Галогены и подгруппа марганца» М., 1976.

2. Беспалов П.И., Дорофеев М.В. «Экспериментальное исследование окислительно-восстановительных реакций» // «Химия в школе», 2012 –с.74-76.

3. Габриелян О.С. Химия. 11 класс. Профильный уровень: учеб. Для общеобразоват. Учреждений – М. : Дрофа, 2008

4. Глинка Н.Л. «Общая химия», М. «Интеграл-ПРЕСС», 2003

5. Д.Д Дзудова, Л.Д. Бесталева «Окислительно-восстановительные реакции» М. «Дрофа», 2005.

6. Л.Н. Захаров «Техника безопасности в химических лабораториях» М., 1991.

7. Лидин Р.А., В.А. Молочко, Л.Л.Андреева «Химические свойства неорганических веществ» М., «КолосС», 2000

8. Энциклопедия Кругосвет. Универсальная научно-популярная онлайн-энциклопедия http://www.krugosvet.ru/enc/nauka_i_tehnika/himiya/PERMANGANAT_KALIYA.html?page=0,0 )

9. МУРЗИМ – база данных

http://murzim.ru/nauka/himiya/19993-kak-poluchayut-margancovku.html

10. Школьный сектор

http://school-sector.relarn.ru/nsm/chemistry/Rus/Data/Text/Ch1_8-1.html;

11. Википедия статья «Окислитель»

http://ru.wikipedia.org/wiki/%CE%EA%E8%F1%EB%E8%F2%E5%EB%FC

12. Википедия статья «Перманганат калия» http://ru.wikipedia.org/wiki/Перманганат_калия

13.ChemNet РОССИЯ http://www.chem.msu.su/rus/school/zhukov/18b.html

14. Демоверсии, спецификации и кодификаторы ЕГЭ в 2014 году:

http://www.fipi.ru/view/sections/228/docs/660.html