Лабораторная работа №4 / Пример 3 лабы, Симонян

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

<<ЛЭТИ>> ИМ. В.И.УЛЬЯНОВА (ЛЕНИНА)

Кафедра физической химии

ОТЧЕТ

По лабораторной работе №3

по дисциплине <<Химия>>

Тема: Окислительно-восстановительные реакции.

Студент:_______________________________________гр. 8802, Симонян С.О.

Преподаватель:_________________________________________Васильев Б.В.

Санкт-Петербург

2018

Цели работы: изучение окислительно-восстановительных реакций и усвоение ионно-электронного метода уравнивания.

Основные теоретические положения:

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. Если одно вещество теряет электроны, то другое вещество, участвующее в реакции, должно их присоединить, при этом общее число электронов, отдаваемых восстановителем, должно быть равно общему числу электронов, присоединяемых окислителем.

Процесс окисления-восстановления с участием кислородосодержащих ионов является сложным процессом, поскольку одновременно с переходом электронов от восстановителя к окислителю происходит разрыв ковалентных связей. Такие реакции протекают с участием молекул или ионов среды.

Существует несколько методов составления уравнений окислительновосстановительных реакций, наиболее совершенным среди которых является ионно-электронный метод. Сущность этого метода заключается в следующем:

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

2. С участием ионов среды или молекул H₂O осуществляют материальный баланс, а затем электронный баланс.

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

4. Переносят соответствующие коэффициенты из ионно-молекулярного уравнения в схему реакции, написанной в молекулярной форме, и уравнивают количество ионов, не принимавших участия в процессах окисления и восстановления.

Экспериментальные результаты:

4.1

1) Cr₂(SO₄)₃+6NaOH→2Cr(OH)₃↓+3Na₂SO₄ (зелёный осадок)

2) Cr(OH)₃+NaOH→NaCrO₂+2H₂O (растворение осадка)

3) 2Cr(OH)₃+3H₂O₂→2H₂CrO₄+4H₂O (жёлтый осадок)

4.3

1) 2KMnO₄+6HCl+5Na₂SO₃→5Na₂SO₄+2KCl+2MnCl₂+3H₂0 (коричневый осадок, затем растворение осадка и беле ние раствора)

2) 2KMnO₄+H₂O+3Na₂SO₃→3Na₂SO₄+2KOH+2MnO₂ (белый раствор, затем коричневый осадок)

3) 2KMnO₄ + 2NaOH_k+Na₂SO₃→Na₂MnO₄+Na₂SO₄+K₂MnO₄+H₂O (только после добавления Na₂SO₃ постепенное обурение раствора, бурый осадок)

4.5

1) MnSO₄+2NaOH→Mn(OH)₂+Na₂SO₄ (белый осадок)

2) Mn(OH)₂+H₂O₂→MnO₂+2H₂O (бурый осадок)

4.6

2KMnO₄+6HCl+5H₂O₂→2KCl+2MnCl₂+8H₂O+5O₂↑ (обурение раствора, затем обесцвечивание и выделение О2)

Обработка экспериментальных результатов:

Уравнения окислительно-восстановительных реакций (коэффициенты подбираются ионно-электронным методом):

4.1.

3) Cr(OH)₃+H₂O₂→H₂CrO₄+H₂O

Cr³⁺O₂+4OH^- -3e^-→Cr⁶⁺O₄+2H₂O 2

H₂O^1-₂ +2e^-→2OH^- 3

2CrO₂+8OH^-+3H₂O₂→2CrO₄+4H₂O+6OH^-

2CrO₂+2OH^-+3H₂O₂→2CrO₄+4H₂O

2Cr(OH)₃+3H₂O₂+4NaOH→2Na₂CrO₄+8H₂0

4.3.

1) KMnO₄+HCl+Na₂SO₃→Na₂SO₄+KCl+MnCl₂+H₂0

(Mn⁷⁺O₄)^-+8H⁺ +5e^-→Mn²⁺+4H₂O 2

(S⁴⁺O₃)^2-+H₂O -2e^-→(S⁶⁺O₄)^2-+2H⁺ 5

2(MnO₄)^-+16H⁺+5(SO₃)^2-+5H₂O→2Mn²⁺+8H₂O+5(SO₄)^2-+10H⁺

2(MnO₄)^-+6H⁺+5(SO₃)^2-→2Mn²⁺+3H₂O+5(SO₄)^2-

2KMnO₄+6HCl+5Na₂SO₃→5Na₂SO₄+2KCl+2MnCl₂+3H₂0

2) KMn⁷⁺O₄+H₂O+Na₂S⁴⁺O₃→Na₂S⁶⁺O₄+KOH+Mn⁴⁺O₂

(S⁴⁺O₃)^2-+H₂O -2e^-→S⁶⁺O₄+2H⁺ 3

(Mn⁷⁺O₄)^- +3e^-→Mn⁴⁺+4O^2- 2

3(SO₃)^2-+3H₂O+2(MnO₄)^- →3(SO₄)^2-+6OH^-+2Mn⁴⁺+2O^2-

2KMnO₄+H₂O+3Na₂SO₃→3Na₂SO₄+2KOH+2MnO₂

3) KMn⁷⁺O₄+NaOH+Na₂SO₃→Na₂Mn⁶⁺O₄+Na₂S⁶⁺O₄+K₂Mn⁶⁺O₄+H₂O

(Mn⁷⁺O₄)^- +1e^-→(Mn⁶⁺O₄)^2- 2

(S⁴⁺O₃)^2-+(OH)^- -2e^-→(S⁶⁺O4)^2-+H₂O 1

2(Mn⁷⁺O₄)^-+(S⁴⁺O₃)^2-+OH^-→2(Mn⁶⁺O₄)^2-+(S⁶⁺O₄)^2-+H₂O

2KMnO₄+2NaOH+Na₂SO₃→Na₂MnO₄+Na₂SO₄+K₂MnO₄+H₂O

4.5.

2) Mn²⁺(OH)₂^-+H₂O₂^1-→Mn⁴⁺O₂+H₂O^2-

Mn²⁺(OH)₂^- -2e^-→Mn⁴⁺O₂+2H^­+ 1

H₂O₂^1- +e^-→H₂O + O^{2- ­} 2

Mn2+(OH)2-+2H2O2→MnO2+2H2O+2H

Вывод:

Метод ионно-электронного уравнивания был изучен и все ОВР были уравнены данным методом.