Опыт 2. Окислительно–восстановительные свойства соединений, содержащих элементы в различных степенях окисления

Ионы или молекулы, содержащие элементы в высшей степени окисления, способны только принимать электроны, поэтому они выполняют функцию только окислителей; в низшей степени окисления - могут только отдавать электроны, т.е. выполняют функцию только восстановителей; а в промежуточной степени окисления могут выполнять функцию как восстановителей, так и окислителей в зависимости от условий проведения реакции, например:

Так, H₂S и NH₃ – восстановители, H₂SO₄ и HNO₃ – окислители, H₂O₂, H₂SO₃, HNO₂ и их соли – и окислители, и восстановители.

Опыт 2а). Взаимодействие соединений, содержащих серу в различных степенях окисления, с перманганатом калия.

Для серы характерны степени окисления –2, 0, +4, +6. В низшей степени окисления она образует соединения с водородом H₂S и металлами (сульфиды), которые являются типичными восстановителями, окисляясь до S⁰. В высшей степени окисления она образует оксид SO₃ и серную кислоту H₂SO₄ – типичные окислители. И, наконец, свободная сера и сульфиты, содержащие серу в промежуточных степенях окисления, могут быть как восстановителями, так и окислителями. При этом сера повышает и понижает свою степень окисления до ближайших устойчивых состояний.

Перманганат калия KMnO₄ содержит марганец в высшей степени окисления и является сильным окислителем.

Выполнение опыта. В три пробирки внести по 3 капли раствора перманганата калия KMnO₄ и 2 н. раствора серной кислоты (среда). В одну пробирку прибавить 3 капли свежеприготовленной сероводородной воды, во вторую – несколько кристалликов сульфита натрия, в третью – 3 капли концентрированной серной кислоты (r = 1,84 г/см³). Отметить, в каких пробирках произошло обесцвечивание раствора.

Написать уравнения соответствующих реакций, учитывая, что ион MnO₄^– в кислой среде восстанавливается до бесцветного иона Mn²⁺. Какую роль выполняли соединения серы (S^2– и SO₃^2–) в проведенных реакциях? Почему в одной из пробирок не произошло обесцвечивание раствора?