Окислительно-восстановительные реакции

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА

ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ РЕАКЦИИ

Цель работы: знакомство с окислительно-восстановительными реакциями, окислителями и восстановителями, влиянием среды на направление протекания окислительно-восстановительных реакций.

Реактивы: растворы хлорида железа () (0,5 н.), иодида калия (0,1

н.), перманганата калия (0,05 н.), серной кислоты (2н.), гидроксида натрия (1

н.), пероксида водорода (3%), кристаллический сульфит натрия, крахмальный клейстер.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Опыт 1. Взаимодействие хлорида железа () с иодидом калия

Налили в пробирку 2-3 мл раствора хлорида железа (), добавили несколько капель растворов иодида калия и крахмального клейстера.

FeCl3 + KI → FeCl2 + I2 + KСl.

Наблюдения: в пробирке обнаружили появление синей окраски в присутствии крахмала, т.е в растворе образовался молекулярный йод:

Уравняем реакцию методом электронного баланса.

Определим степени окисления атомов всех элементов в веществах: Fe+3Cl3-1 + K+1I-1 → Fe+2Cl2-1 + I20 + K+1Сl-1

В данной реакции меняют степень окисления атомы железа и йода, реакция относится к окислительно-восстановительным. Степень окисления йода повышается от -1 до 0, железа понижается от +3 до +2, следовательно, KI - восстановитель, FeCl3 - окислитель.

Составим электронные уравнения:

Fe+3 + e → Fe+2│2│окислитель, процесс восстановления. 2I -1 -2e → I20 │1│восстановитель, процесс окисления.

2Fe +3 + 2I -1 → 2 Fe +2 + I20- общее электронное уравнение

Для остальных участников реакции находим коэффициенты в следующем порядке: уравниваем число атомов металлов, затем неметаллов Окончательное молекулярное уравнение будет иметь вид:

2FeCl3 + 2KI → 2FeCl2 + I2 + 2KСl.

Опыт 2. Взаимодействие перманганата калия с сульфитом натрия в различных средах

2.1. В кислой среде. В пробирку с 1-2 мл раствора перманганата калия KMnO4, подкисленного несколькими каплями серной кислоты (2н. раствор), прилили 4-5 мл раствора сульфита натрия Na2SO3.

Наблюдения: исчезновение фиолетовой окраски, характерной для аниона MnO4- . Раствор в пробирке полностью обесцветился.

Реакция протекает по схеме:

KMnO4 + Na2SO3 + H2SO4 → MnSO4 + Na2SO4 + K2SO4 + H2O.

Уравняем реакцию методом электронного баланса.

Определим степени окисления атомов всех элементов в веществах:

K+1Mn+7O4-2 + H2+1S+6O4-2 + Na2+1S+4O3-2 →Mn+2S+6O4-2 + Na2+1S+6O4-2 +

K2+1S+6O4-2 + O2-2 + H2+1O-2

В данной реакции меняют степень окисления атомы марганца и серы, реакция относится к окислительно-восстановительным. Степень окисления серы повышается от +4 до +6, марганца понижается от +7 до +2, следовательно, Na2SO3 - восстановитель, KMnO4 - окислитель.

Составим электронные уравнения:

Mn+7 +5e → Mn+2│2│окислитель, процесс восстановления.

S+4 -2e → S+6 │5│восстановитель, процесс окисления.

2Mn+7 + 5S+4 → 2Mn+2 + 5S+6 - общее электронное уравнение

Для остальных участников реакции находим коэффициенты в следующем порядке: уравниваем число атомов металлов, затем неметаллов, в последнюю очередь уравниваем число атомов водорода

Окончательное молекулярное уравнение будет иметь вид:

2KMnO4 + 5Na2SO3 + 3H2SO4 →2MnSO4 + 5Na2SO4+ K2SO4 + 3H2О

Для подтверждения того, что коэффициенты найдены верно, проверим равенство атомов кислорода в левой и правой частях уравнения:

8+15+12 = 2*4+ 5*4+4+3

35=35

2.2. В нейтральной среде. В пробирку налили 1-2 мл перманганата калия и добавили 4-5 мл сульфита натрия.

Наблюдения: В пробирке образовался бурый осадок

...