Экспериментальная часть

Опыт 1. Зависимость окислительно-восстановительного потенциала от концентрации иона Н⁺.

В опыте изучается влияние рН раствора на окислительно-восстановительный потенциал системы:

Сr₂О₇^2- + 14Н⁺ + 6е ↔ 2Сr³⁺ + 7Н₂О

В три стакана вместимостью 50 мл отмерьте из бюретки по 5 мл 0,01М раствора К₂Сr₂О₇ и 5 мл 0,005М раствора Сr₂(SО₄)₃. В первый стакан отмерьте из бюретки 10 мл 0,5М раствора Н₂SО₄, во второй стакан – 10 мл 1М раствора Н₂SО₄, в третий – 10 мл 2М раствора Н₂SО₄.

Проведите измерения редокс-потенциалов систем в трех стаканов. Для этого опустите в стакан платиновый электрод и электрод сравнения. Измерьте ЭДС на рН-метре. Перед каждым замером платиновый электрод промойте дистиллированной водой и просушите фильтровальной бумагой. Рассчитайте концентрацию потенциалопределяющих ионов в измеряемой системе и концентрацию ионов водорода в каждом стакане.

Результаты расчета и опыта внесите в таблицу 9.1:

Таблица 9.1.

Номер стакана	Концентрация, моль/л		[Н+], моль/л	ЭДСизм, мВ	Потенциал электрода, мВ
	Сr2О72-	Сr3+			Еэкс.	Ерасч.

Постройте график зависимости редокс-потенциала изучаемой системы от концентрации ионов водорода.

Опыт 2. Восстановительные свойства металлов

В три пробирки налейте по 2 – 3 мл 0,1М раствора Н₂SО₄. В одну пробирку внесите магний или цинк, во вторую – железо, в третью – медь.

Составьте уравнения происходящих реакций и объясните результаты опыта.

Опыт 3. Влияние рН среды на окислительно-восстановительные реакции

а) Восстановление перманганата калия сульфитом натрия. В три пробирки налейте по 3 мл раствора перманганата калия. В первую пробирку прилейте 2 мл 1М раствора Н₂SО₄, во вторую 2 мл Н₂О, в третью – 2 мл 2М раствора КОН. В каждую пробирку добавьте по 3 мл раствора сульфита натрия.

Запишите наблюдения, составьте уравнения окислительно-восстановительных реакций и объясните результаты опыта.

б) Окисление Fе(II) до Fе (III) в кислой среде.

К свежеприготовленному раствору FеSО₄ добавьте 2 мл 1М Н₂SО₄ и несколько капель Н₂О₂. В пробирку добавьте 2 капли раствора К₄[Fe(CN)₆]. Составьте уравнения окислительно-восстановительной реакции.

Опыт 4. Реакция диспропорционирования

Кристаллик йода обработайте небольшим количеством 2М раствора NаОН при слабом нагревании. Полученный раствор подкислите. Составьте уравнения окислительно-восстановительной реакции, учитывая, что образуется иодат и иодид натрия.

Контрольные вопросы

1. Сформулируйте понятие окислителя и восстановителя, исходя из степеней окисления элементов.

2. Какие из следующих веществ: Cl₂, КМnО₄, Nа₂S, FeSО₄, NаNО₂, КJ, РbО₂, КВr, Nа₂SО₃, К₂CrО₄ – могут проявлять только окислительные свойства, какие – только восстановительные свойства, какие – как окислительные, так и восстановительные свойства?

3. Закончите следующие уравнения полуреакций:

а) Fe+3 → Fe+2

б) S^-2 → S

в) МnО₄^- → Мn⁺²

г) NО₂^-→NО₃^-

д) SО₃^-2→SО₄^-2

4. Вычислите электродный потенциал системы Fe⁺³/Fe⁺², если концентрации ионов [Fe⁺³] = 0,1 моль/л, [Fe⁺²] =0,005 моль/л.

5. Подберите коэффициенты в схемах окислительно-восстановительных реакций. Составьте уравнения электронного баланса:

а) NaClO₃ + MnO₂ + NaOH → NaCl + Na₂MnO₄ + H₂O

б) NaJ + H₂SO₄ (конц.) → J₂ + H₂S + Na₂SO₄ + H₂O

в) J₂ + HNO₃ → HJO₃ + NO + H₂O

г) Br₂ + Cl₂ + H₂O → HBrO₃ + HCl

6. Пользуясь методом ионно-электронного баланса, закончите следующие уравнения:

а) KNO₃ + KJ + H₂SO₄ → NO+J₂+…

б) Н₂SO₃ + K₂Cr₂O₇ + H₂SO₄ → Cr₂(SO₄)₃ + K₂SO₄+...

в) Bi₂S₃ + HNO₃ → Bi₂₍SO₄)₃ +…

г) Sn + HNO₃ → Sn(NO₃)₂ +…

д) MnSO₄ + PbO₂ + HNO₃ → HMnO₄ + Pb(NO₃)₂ +…

е) NH₃ + O₂ → NO +

7. Составьте окислительно-восстановительные реакции методом полуреакций:

а) Н₂S + KMnO₄ + H₂SO₄ → S + MnSO₄ + K₂SO₄ + H₂O

б) НСl + MnO₂ → Cl₂ + MnCl₂ + H₂O

в) FeSO₄ + KMnO₄ + H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + MnSO₄ + Н₂О

г) Н₂SO₄ + Cu → CuSO₄ + SO₂ + H₂O

д) НNO₃ + Ag → AgNO₃ +NO + H₂O