270_lab_2 / Л_Р №2 по химии

Окислительно-восстановительные реакции

Цель работы: изучение окислительно-восстановительных реакций и усвоение ионно-электронного метода уравнения.

Основные определения: окислительно-восстановительные процессы связаны с перераспределением электронов между атомами или ионами веществ, участвующих в реакции. Принято считать процесс отдачи веществом электронов окислением, а процесс присоединения электронов – восстановлением.

Сущность ионно-электронного метода:

1. Вначале составляют частные уравнения процесса окисления и процесса восстановления, записывая вещества в той форме, в какой они существуют в растворе: сильные электролиты в ионной форме, слабые – в молекулярной.

2. С участием ионов среды (H⁺ - в кислой, OH^- - в щелочной) или молекул H₂O осуществляют материальный баланс, а затем электронный баланс.

3. Составленные частные уравнения суммируют, умножая на соответствующие коэффициенты, подобранные таким образом, чтобы число электронов, теряемых восстановителем, было бы равно числу электронов, приобретаемых окислителем. В результате получают ионное уравнение окислительно-восстановительной реакции.

4. Переносят соответствующие коэффициенты из ионного уравнения в уравнение реакции, написанное в молекулярной форме, и уравнивают количество ионов, не принимавших участия в процессах окисления и восстановления.

Уравнения химической реакции:

1. Cr₂(SO₄)₃ + 16NaOH + 3Br₂  6NaBr + 2Na₂CrO₄ + 8H₂O +

+ 3Na₂SO₄

2Cr³⁺ + 3SO₄^2- + Na⁺ + OH^- + Br₂⁰  Na⁺ + Br^- +2Na⁺ +CrO₄^2- +

+ H₂O + 2Na⁺ + SO₄^2-

Cr³⁺ + 8OH^-  CrO₄^2- + 4H₂O процесс окисления 2

2Br⁰  2Br^- процесс восстановления 3

2Cr³⁺ + 16OH^-  2CrO₄^2- + 8H₂O

+

3Br₂  6Br^-

2Cr³⁺ + 16OH^- + 3Br₂  2CrO₄^2- + 8H₂O + 6Br^-

При смешивании Cr₂(SO₄)₃ и NaOH образовался белый осадок, затем при добавление в продукт Br₂ образовалась коричневатая сверху, мутная в середине и прозрачная зеленая жидкость внутри пробирки.

2. 2KMnO₄ + 6HCl + 5Na₂SO₃  2MnCl₂ + 5Na₂SO₄ + 3H₂O + 2KCl

K⁺ + MnO₄^- + H⁺ + Cl^- + 2Na⁺ + SO₃^2-  Mn²⁺ + 2Cl^- + 2Na⁺ +

+ SO₄^2- + H₂O + K⁺ + Cl^-

MnO₄^- + 8H⁺  Mn²⁺ + 4H₂O процесс восстановления 2

SO₃^2- + H₂O  SO₄^2- + 2H⁺ процесс окисления 5

2MnO₄^- + 16H⁺  2Mn²⁺ + 8H₂O

+

5SO₃^2- + 5H₂O  5SO₄^2- + 10H⁺

2MnO₄^- + 16H⁺ + 5SO₃^2- + 5H₂O  2Mn²⁺ + 8H₂O + 5SO₄^2- +10H⁺

2MnO₄^- + 6H⁺ + 5SO₃^2-  2Mn²⁺ + 3H₂O + 5SO₄^2-

При смешивании в пробирке KMnO₄ и Na₂SO₃ образовалась коричневая смесь с осадком. Затем при добавлении HCl содержимое пробирки полностью обесцветилось и осадок выпал на дно пробирки.

3. MnSO₄ + 2NaOH + H₂O₂ 2H₂O + MnO₂ + … + Na₂SO₄

Mn²⁺ + SO₄^2- + Na⁺ + OH^- + H₂O₂  H₂O + MnO₂ + 2Na⁺ + SO₄^2-

Mn²⁺ + 2H₂O  MnO₂ + 4H⁺ процесс окисления

+

H₂O₂ + 2H⁺  2H₂O процесс восстановления

Mn²⁺ + 2H₂O + H₂O₂ + 2H⁺  MnO₂ + 4H⁺ + 2H₂O

Mn²⁺ + H₂O₂  MnO₂ + 2H⁺

4. 2KMnO₄ + 6HCl + 5H₂O₂  5O₂ + 2MnCl₂ + 8H₂O + 2KCl

K⁺ + MnO₄^- + H⁺ + Cl^- + H₂O₂  O₂ + Mn²⁺ +2Cl^- + H₂O+ K⁺ +Cl^-

MnO₄^- + 8H⁺  Mn²⁺ + 4H₂O процесс восстановления 2

H₂O₂  O₂ + 2H⁺ процесс окисления 5

2MnO₄^- +16H⁺  2Mn²⁺ + 8H₂O

+

5H₂O₂  5O₂ + 10H⁺

2MnO₄^- + 16H⁺ + 5H₂O₂  2Mn² + 8H₂O + 5O₂ + 10H⁺

2MnO₄^- + 6H⁺ + 5H₂O₂  2Mn²⁺ + 8H₂O + 5O₂

Вывод: В ходе работы был использован ионно-электронный метод уравнения окислительно-восстановительных реакций, а также исследованы протекания этих реакций.