8.2. Реакции межмолекулярного окисления-восстановления Опыт 1. Окислительные свойства дихромата калия
а) Цель опыта
б) Теоретическое обоснование
в)Приборы: стеклянные пробирки, стеклянные палочки, микрошпатель, пипетки.
г) Реактивы: 2н раствор H2SO4; 0,5н растворы KJ и KNO2, K2Cr2O7, сероводородная вода.
д) Определить возможность протекания реакции между дихроматом калия в кислой среде в присутствии: иодида калия (KJ), сероводородной воды (H2S), нитрита натрия (NaNO2).
На основе относительных значений φ0ОВП участвующих реагентов определить окислитель и восстановитель, выписать схемы полуреакций из приложения 3:
=1,36B
=
0,54;
=-0,48В;
=0,934В
Рассчитать ∆ φ0 реакций, определить направление реакции и подтвердить правильность расчета опытным путем.
е) Выполнение опыта и наблюдения: В три пробирки внести по 3-4 капли раствора дихромата калия K2Cr2O7 и по 2-3 капли 2H раствора H2SO4. В первую пробирку добавить раствор KJ, во вторую – раствор сероводорода H2S и в третью – раствор нитрита калия (KNO2) до появления устойчивой окраски.
ж) Записать наблюдения, уравнения реакций. Сделать вывод, увязывая наблюдения опыта с теоретическим обоснованием.
Опыт 2. Окислительные свойства перманганата калия (kMnO4) в разных средах
а) Цель опыта
б) Теоретическое обоснование
в) Приборы: стеклянные пробирки, стеклянные палочки, микрошпатель, пипетки.
г) Реактивы: Разбавленный раствор KMnO4, 2н раствор H2SO4; 2н раствор гидроксида натрия NaOH, дистиллированная вода, 0,5н Na2SO3 или его кристаллы.
д) Выполнение опыта и наблюдения.
В три пробирки внести 3…4 капли разбавленного раствора перманганата калия. В первую добавить 3…4 капли 2н раствора серной кислоты, во вторую добавить 6…8 капель 2н раствора гидроксида калия, в третью пробирку добавить 3...4 капли воды. Затем во все пробирки прибавить по несколько капель свежеприготовленного раствора сульфита натрия (или кристаллов) Na2SO3.
В первой пробирке фиолетовая окраска иона Мn04- становится слабо-розовой, почти бесцветной, характерной для иона Mn2+; во второй пробирке наблюдаем появление зелёной окраски, характерной для иона МnО42-; в третьей пробирке наблюдаем образование осадка бурого цвета, характерного для диоксида марганца MnO2. Используя данные наблюдения, написать уравнения реакций. Руководствуясь строением атома, объясните, почему Mn+7 проявляет только окислительные свойства.
Рассчитать ЭДС реакций, используя таблицу стандартных окислительно-восстановительных потенциалов (приложение 3).
е) Сделать выводы об окислительной способности перманганат-иона Мn04-в разных средах, увязывая с наблюдениями и теоретическим обоснованием.
Опыт 3. Окислительно-восстановительные свойства соединений элементов, находящихся в промежуточной степени окисления
Убедиться в окислительно-восстановительной двойственности нитрита натрия (NaNO2).
а) Цель опыта
б) Теоретическое обоснование
в) Приборы: стеклянные пробирки, стеклянные палочки, пипетки.
г) Реактивы: 2н раствор H2SO4; разбавленный раствор KMnO4, 0,5н раствор нитрита натрия NaNO2, 0,5н раствор иодида калия KJ.
д) Выполнение опыта и наблюдения:
В одну пробирку поместить 3...4 капли раствора перманганата калия КМn04, подкислить 2н раствором Н2S04 (2...3 капли и добавить раствор NaNO2 до обесцвечивания раствора).
В другую пробирку внести 3...4 капли раствора иодида калия KJ, подкислить 2н раствором Н2S04 (2...3 капли) и добавить раствор NaNO2 до изменения окраски.
Как объяснить наблюдаемые, явления? Написать уравнения реакций. В каком случае нитрит-ионы проявляют восстановительные и в каком – окислительные свойства? При восстановлении нитрит-ионов выделяется оксид азота (II), а при их окислении образуются нитрат-ионы.
е) Сделать выводы, согласуя их с наблюдениями и теоретическим обоснованием.