Элементы vIа группы периодической системы и свойства их соединений. Сера.

Значение темы: среди р – элементов VIа группы важнейшими биогенными элементами являются сера и кислород. Кислород является окислителем во многих биохимических реакциях: принимает участие в образовании водородных связей, в образовании воды – важнейшего биологического растворителя.

Основная биологическая функция серы – в стабилизации третичной структуры белковых молекул. Сера участвует также в связывании металлов (железо, цинк) в ферментах. Она входит в состав биологически активных веществ, например, гормона инсулина, витаминов В, К. Ряд соединений серы применяется как самостоятельные лекарства.

Цель: изучить химические свойства элементов VIа группы и их соединений, а также закономерное изменение этих свойств в зависимости от положения их в периодической системе элементов.

Опыт 1. Окислительно-восстановительные свойства сернистой кислоты и ее солей

В три пробирки поместите соответственно по 3-5 капель бромной, хлорной и сероводородной воды и добавьте по несколько капель сернистой кислоты или раствора ее соли. Отметьте происходящие изменения в растворах. Напишите уравнения соответствующих реакций, составьте электронно-ионные схемы и укажите, какие свойства проявляет сера (IV) в каждом случае.

Опыт 2. Восстановительные свойства сернистой кислоты и ее солей

В пробирку, содержащую 2-5 капель раствора дихромата калия и 3-4 капли 2н раствора серной кислоты, прибавьте несколько кристаллов сульфита натрия. Отметьте переход оранжевой окраски дихромат-иона в зеленую, характерную для иона хрома (III). Напишите уравнение реакции в молекулярной форме, составьте электронно-ионную схему. Укажите, какие свойства проявляет в этой реакции сера (IV).

Опыт 3. Образование сульфито – комплексов

К 5-6 каплям нитрата серебра добавьте по каплям раствор сульфита натрия. Сначала выпадает белый осадок сульфита серебра, растворимый в избытке раствора сульфита натрия с образованием комплексной соли. Составьте уравнения реакций, учитывая, что координационное число иона серебра равно двум. Назовите полученное комплексное соединение.

Опыт 4. Отличие сульфит-ионов от сульфат-ионов

В две пробирки налейте по 5-6 капель раствора хлорида бария и добавьте в одну пробирку раствор сульфита натрия (свежеприготовленного), в другую – раствор сульфата натрия. Что наблюдаете?

Прибавьте в обе пробирки по 5-6 капель концентрированной соляной кислоты. Что происходит с осадками. Объясните наблюдаемые явления, используя ПР. Напишите уравнения соответствующих реакций.

Опыт 5. Восстановительные свойства тиосульфата натрия

а) В пробирку с 5-6 каплями тиосульфата натрия прибавьте по каплям хлорную воду до появления осадка свободной серы. Напишите уравнение реакции, учитывая, что в ходе реакции образуется серная кислота. Реакцию уравняйте электронно-ионным методом, укажите окислитель и восстановитель.

б) В пробирку с 5-6 каплями тиосульфата натрия прибавьте 2-3 капли йода. Что наблюдается? Напишите уравнение реакции, учитывая, что в данном случае образуется тетратионат натрия. Реакцию уравняйте электронно-ионным методом, укажите окислитель и восстановитель.

Опыт 6. Образование тиосульфат - комплекса и его устойчивость

К 5-6 каплям 0,1н раствора нитрата серебра прибавьте по каплям концентрированный раствор тиосульфата натрия до тех пор, пока выпавший осадок не растворится. Полученный раствор разлейте в четыре пробирки и прилейте равные объемы (3-4 капли) растворов: в первую – гидроксида натрия, в вторую – хлорида натрия, в третью – йодида калия, в четвертую – сульфида натрия. В каких пробирках выпадает осадок? Почему? Напишите уравнения всех реакций. ОВР уравняйте электронно-ионным методом, указав окислитель и восстановитель. Комплексное соединение назовите.

Опыт 7. Дегидратирующие и окислительные свойства серной кислоты

а) в две пробирки поместите синие кристаллы сульфата меди и зеленые кристаллы сульфата никеля. В обе пробирки добавьте концентрированную серную кислоту (1-2 капли). Объясните обесцвечивание солей.

б) В химический стакан поместите мелкокристаллического сахара, добавьте 1-2 капли воды и 3-4 капли концентрированной серной кислоты. Тщательно размешайте все стеклянной палочкой. Объясните изменение цвета сахара и увеличение объема всей массы. Напишите уравнения соответствующих реакций.

в) Стеклянной палочкой смоченной концентрированной серной кислотой, напишите что-нибудь на бумаге. Бумагу слегка прогрейте, держа ее высоко над пламенем горелки. Через некоторое время наблюдается почернение бумаги. Дайте объяснение явлению.

г) На небольшой кусочек медной стружки прилейте 1-2 капли концентрированной серной кислоты, слегка подогрейте. Составьте уравнение окислительно-восстановительной реакции, уровняйте методом полуреакций, укажите окислитель и восстановитель.

Сделайте вывод о свойствах серной кислоты.

Опыт 8. Окисление персульфатами

а) К 5-6 каплям йодида калия добавьте 4-5 капель кислого раствора персульфата. Установите, что продуктом окисления является свободный йод. Составьте уравнение реакции, уравняйте методом полуреакций, укажите окислитель и восстановитель.

б) В две пробирки налейте по 5-6 капель раствора сульфата железа (II) (свежеприготовленного). В одну пробирку добавьте раствор персульфата. Затем в обе пробирки добавьте раствор гидроксида натрия. Одинаковый ли цвет имеют образовавшиеся осадки? Составьте уравнения реакций, уравняйте методом полуреакций, укажите окислитель и восстановитель.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 21