Нижегородский Государственный Технический Университет им. Р.Е. Алексеева

Кафедра «Органическая химия»

Лабораторная работа по теме

«Окислительно-восстановительные реакции»

Выполнил: Студент гр. 11-МТ

Семаев Е.Д.

Проверил: Кутьин Александр

Павлович

Нижний Новгород

2011 год

Цель работы

Изучение окислительно-восстановительных реакций.

Теоретический материал

Хими́ческая реа́кция — превращение одного или нескольких исходных веществ (реагентов) в отличающиеся от них по химическому составу или строению вещества (продукты реакции). В отличие от ядерных реакций, при химических реакциях ядра атомов не меняются, в частности не изменяется их общее число, изотопный состав химических элементов, при этом происходит перераспределение электронов и ядер и образуются новые химические вещества.

Окисли́тельно-восстанови́тельные реа́кции (ОВР) — это встречно-параллельные химические реакции, протекающие с изменением степеней окисления атомов, входящих в состав реагирующих веществ, реализующихся путём перераспределения электронов между атомом-окислителем и атомом-восстановителем.

Сте́пень окисле́ния (окислительное число, формальный заряд) — вспомогательная условная величина для записи процессов окисления, восстановления и окислительно-восстановительных реакций, численная величина электрического заряда, приписываемого атому в молекуле в предположении, что электронные пары, осуществляющие связь, полностью смещены в сторону более электроотрицательных атомов.

Окисли́тель — вещество, в состав которого входят атомы, присоединяющие во время химической реакции электроны

Атомы, отдающие электроны и повышающие свою степень окисления, называются восстановителями. Процесс принятия электронов называется восстановлением, а процесс отдачи электронов – окислением.

Выделяют три основных класса окислительно-восстановительных реакций.

1. Реакции межмолекулярного окисления–восстановления – реакции, в которых атомы окислителя и восстановителя входят в состав молекул разных веществ.

2. Реакции внутримолекулярного окисления восстановления – реакции, в которых атомы окислителя и восстановителя входят в состав одной молекулы.

3. Реакции самоокисления–самовосстановления (реакции оиспропорциони-рования) – те, в которых окислителем и восстановителем является один и тот же атом.

Для уравнивания коэффициентов в окислительно-восстановительных реакциях, а также для предсказания их возможных продуктов используется метод ионно-электронного баланса. При составлении уравнений с помощью данного метода считается, что реакция протекает в виде двух «полуреакций» – окисления и восстановления, причём атомы окислителя или восстановителя рассматриваются в составе тех ионов, в виде которых они присутствуют в растворе после диссоциации вещества. При уравнивании полуреакций по веществу в кислой среде можно использовать только H₂O и H⁺, в щелочной – только H₂O и ОH^–, в нейтральной среде можно использовать молекулы воды и ионы, которые получаются в полуреакции восстановления.

Практическая часть

Опыт 1

Пробирка №1

В 0.1М раствор манганата ( VII) калия наливаем 2 мл разбавленной серной кислоты. Затем добавляем несколько кристалликов сульфата (IV) натрия.

Раствор обесцветился.

Пробирка №2

В 0.1М раствор дихромата калия наливаем 2 мл разбавленной серной кислоты.

Затем добавляем несколько кристалликов сульфата (IV) натрия.

Цвет раствора изменился на зелено-болотный.

Опыт 2

Пробирка №1

В 0.1М раствор манганата ( VII) калия наливаем 2 мл разбавленной серной кислоты. Затем добавляем несколько кристалликов нитрата (III) натрия. Раствор обесцветился. Выделился газ.

Пробирка №2

В 0.1М раствор дихромата калия наливаем 2 мл разбавленной серной кислоты.

Затем добавляем несколько кристалликов нитрата (III) натрия. Цвет раствора изменился на зеленовато-коричневый. Выделился газ.

Опыт 3

Пробирка №1

В 0.1М раствор манганата (VII) калия добавить 2 мл концентрированного раствора щелочи и несколько кристалликов сульфата (IV) натрия. Цвет раствора изменился на светло-зеленый.

^{Пробирка №2}

В 0.1М раствор манганата (VII) калия добавить 2 мл воды и несколько кристалликов сульфата (IV) натрия. Цвет раствора изменился на желтый.Образовался светло-коричневый осадок.

Опыт 4

Сухую пробирку с небольшим количеством кристаллического дихромата аммония нагреть до начала реакции, а затем нагревание прекратить. При этом наблюдаем обилие ярких искр и образуется серовато зеленый оксид хрома (Cr2O3).Цвет порашка увеличился на темно-зеленый. Объем оксида хрома во много раз превышает объем исходного дихромата аммония.

Реакция разложения дихромата аммония протекает с выделением большого количества тепла, поэтому после нагревания соли она протекает самопроизвольно - до тех пор, пока весь бихромат не разложится.