§5.5. Реакції з участю перманганату калію (kMnO4) як окисника

При взаємодії перманганату калію з відновником утворюються різні продукти відновлення залежно від pH середовища. 

• Реакції в кислому середовищі (рН<7)

5K₂S⁺⁴O₃ + 2KMn⁺⁷O₄ + 3H₂SO₄  6K₂S⁺⁶O₄ + 2Mn⁺²SO₄ + 3H₂O

електронний баланс

Mn+7 + 5ē  Mn+2	5	10	2, окисник
S+4 – 2ē  S+6	2		5, відновник

–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––

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

 

Фіолетовий розчин KMnO₄ стає безбарвним при додаванні розчину K₂SO₃.

• Реакції в нейтральному середовищі (рН7)

3K₂S⁺⁴O₃ + 2KMn⁺⁷O₄ + H₂O  3K₂S⁺⁶O₄ +2Mn⁺⁴O₂ + 2KOH

електронний баланс

S+4 – 2ē  S+6	2	6	3, відновник
Mn+7 + 3ē  Mn+4	3		2, окисник

 –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––

2MnO₄^- + 4H₂O + 3SO₃^2- + 6OH^-  2MnO₂ + 8OH^- + 3SO₄^2- + 3H₂O

Фіолетовий розчин KMnO₄ після закінчення реакції стає безбарвним і випадає бурий осад (MnO₂). 

• Реакції в лужному середовищі (рН7)

K₂S⁺⁴O₃ + 2KMn⁺⁷O₄ + 2KOH  K₂S⁺⁶O₄ +2K₂Mn⁺⁶O₄ + H₂O

електронний баланс

S+4 – 2ē  S+6	2	2	1, відновник
Mn+7 + 1ē  Mn+6	1		2, окисник

 –––––––––––––––––––––––––––––––––––––

SO₃^2- + 2OH^- + 2MnO₄^-  SO₄^2- + H₂O + 2MnO₄^2-

Фіолетовий розчин KMnO₄ перетворюється на зелений розчин K₂MnO₄.

Таким чином

ЗАНЯТТЯ №14

Тема: Окисно-відновні процеси. Окисники та відновники.

Значення окисно-відновних реакцій

Актуальність: Окисно-відновні реакції лежать в основі дуже важливих процесів в організмі людини: травлення, дихання, біосин­тез, зір, процеси обміну речовин і інші. Окисно-відновні про­цеси в мітохондріях є основним джерелом енергії для життєдіяль­ності всіх клітин і організму в цілому.

Навчальні цілі:

Знати: властивості металів і неметалів, можливі ступені окиснення елементів, найважливіші окисники і відновники, типи окисно-відновних реакцій.

Уміти: визначати ступені окиснення елементів, окисник і від­нов­ник, тип окисно-відновних реакцій, складати електрон­ний баланс.

Самостійна позаудиторна робота:

 Написати в робочому зошиті:

1. Визначити ступені окиснення всіх атомів в наступних спо­луках: HClO₄, HClO₃, HClO₂, HClO, HCl, Cl₂, NH₃, PH₃, H₃PO₄, O₂, O₃.

2. Серед представлених молекул і йонів вибрати ті, які можуть бути: А) тільки відновниками, Б) тільки окисниками, В) можуть проявляти окисно-відновну подвійність:

A) Fe, Fe⁺², Fe⁺³, Fe₃O₄; Б) Cu, Cu⁺², CuO, Cu₂O;

B) Cl₂, Сlˉ, Сl⁺⁷, Cl₂O₇; Г) Mn, MnO₂, MnO₄ˉ, K₂MnO₄;

Д) N₂, NO₃ˉ, NO₂ˉ, NO; Е) S^-2, SO₃^-2 SO₄^-2, Na₂S₂O;

Є) HC1, H₂S, H₂SO₄, H₂O₂; Ж) С, СО, СаСО₃, СН₄, НСНО.

3. Скласти електронний баланс і поставити коефіцієнти в окисно-відновній реакції:

H₂S + H₂SO₃ ® S + H₂O.

4. Розставити коефіцієнти в рівняннях реакцій методом електронного балансу, вказати окисник та відновник, процеси окиснення і відновлення:

а) FeSO₄ + КМnО₄ + H₂SO₄  Fe₂(SO₄)₃ + MnSO₄ + K₂SO₄ + H₂O;

б) H₂S + K₂Cr₂O₇ + H₂SO₄  K₂SO₄ + Сr₂(SО₄)₃ + H₂O;

в) S + КСlO₃ + H₂O  Cl₂ + K₂SO₄ + H₂SO₄;

г) NH₃ + KMnO₄ + КОН  KNO₃ + K₂MnO₄ + H₂O;

д) As + 5HNO_3(конц.)  H₃AsO₄ + NO₂ + H₂O;

е) Sb + HNO_3(конц.)  HSbO₃ + NO + H₂O;

є) Bi + HNO₃  Bi(NO₃)₃ + NO + H₂O;

ж) As₂S₃ + HNO₃  H₃AsO₄ + SO₂+NO +H₂O.

 Дати відповіді на тести

1. Який з процесів відноситься до окисно-відновних?

а) кипіння; б) розчинення;

в) замерзання; г) згоряння.

2. Вибрати сполуку, в якій ступінь окиснення хрому дорівнює +6:

а) K₂Cr₂O₇; б) K₂CrO₄; в) Cr(OH)₃; г) Cr.

3. Вибрати сполуку, в якій ступінь окиснення оксигену дорів­нює +2:

а) F₂O; б) O₂; в) H₂O; г) CO₂.

4. Вибрати сполуку, в якій ступінь окиснення мангану +4:

а) KMnO₄; б) K₂MnO₄; в) MnCl₂; г) MnO₂.

5. Вибрати сполуку, в якій ступінь окиснення феруму +6:

а) Fe₂O₃; б) Fe(OH)₂; в) Fe; г) K₂FeO₄.

6. Який процес відбувається в схемі Са⁺² ® Са⁰?

а) окиснення: Са⁺² – 2е^– ® Са⁰;

б) відновлення: Са⁺² + 2 е^– ® Са⁰;

в) окиснення: Са⁺² + 2 е^– ® Са⁰;

г) відновлення: Са⁺² 2 е^– ® Са⁰.

7. Підібрати характеристику для процесу S^–2 ® S⁺⁶:

а) окиснення: S^–2 – 8 е^– ® S⁺⁶;

б) відновлення: S^–2 + 8 е^– ® S⁺⁶;

в) окиснення: S^–2 – 6 е^– ® S⁺⁶;

г) відновлення: S^–2 + 6 е^– ® S⁺⁶.

8. У якій з речовин сульфур може виявляти тільки окисні властивості?

а) K₂S; б) H₂SO₄; в) Na₂SO₃; г) SO₂.

9. У якій з речовин карбон може виявляти тільки відновні властивості?

а) CH₄; б) CO₂; в) CO; г) Na₂CO₃.

10. У якій з речовин нітроген може виявляти окисно-відновну подвійність?

а) HNO₂; б) NaNO₃; в) N₂O₅; г) NH₃.

11. У якій з речовин манган може виявляти окисно-відновну по­двійність?

а) Mn₂O₇; б) KMnO₄; в) MnO₂; г) Mn.

12. H₂S + 8 HNO₃ ® H₂SO₄ + 8 NO₂ + 4 H₂O. Наведена реакція є:

а) міжмолекулярною; б) внутрішньомолекулярною;

в) диспропорціонування; г) контрпропорціонування.

11. 2 NaNO₃ ® 2 NaNO₂ + O₂. Наведена реакція є:

а) міжмолекулярною; б) внутрішньомолекулярною;

в) диспропорціонування; г) контрпропорціонування;

14*. Визначити можливість перебігу окисно-відновної реакції між речовинами: KNO₂ і HI:

а) реакція не відбувається;

б) реакція відбувається: HI – окисник, KNO₂ – відновник;

в) реакція відбувається: KNO₂ – окисник, HI – відновник;

г) реакція не відбувається: KNO₂ – окисник, HI – окисник.