Лабораторная работа 6. Важнейшие окислители Влияние среды раствора на ход реакции

Цель работы. Изучение окислительно-восстановительных свойств различных веществ, типов окислительно-восстановительных реакций, а также методов составления уравнений окислительно-восстановительных реакций (ОВР).

Пояснения к работе

Перманганат-ион – сильный окислитель, но его окислительная способность ослабевает с уменьшением кислотности раствора. Под действием восстановителей в щелочной среде MnO₄^- восстанавливается до манганат-иона MnO₄^2-:

MnO₄^- + e^- = MnO₄^2-,

В нейтральной, слабокислой и слабощелочной среде MnO₄^- переходит в диоксид марганца MnO₂:

MnO₄^- + 2H₂O + 3 e^- = MnO₂ + 4OH^-

В кислотной среде перманганат-ион превращается в аквакатион [Mn(H₂O)₆]²⁺:

MnO₄^- + 8H₃O⁺ + 5 e^- = [Mn(H₂O)₆]²⁺ + 4H₂O

Разбавленные водные растворы перманганата калия неустойчивы, они разлагаются (особенно быстро под действием солнечных лучей) с образованием бурого осадка диоксида марганца и выделением кислорода:

4KMnO₄ + 2H₂O = 4KOH + 4MnO₂¯ + 3O₂­

Особенно быстро раствор KMnO₄ портится в присутствии восстановителей, органических веществ, которые всегда есть в воздухе. Этиловый спирт C₂H₅OH: так реагирует с перманганатом калия

2KMnO₄ + 3C₂H₅OH = 2KOH + 2MnO₂¯ + 3CH₃CHO + 2H₂O

В подкисленном растворе вместо MnO₂ образуются бесцветные катионы Mn²⁺. Например, в присутствии серной кислоты взаимодействие перманганата калия с таким общепризнанным восстановителем, как сульфит натрия, дает сульфат марганца и сульфат натрия, а также сульфат калия и воду:

2KMnO₄ + 5Na₂SO₃ + 3H₂SO₄ = 2MnSO₄ + 5Na₂SO₄ + K₂SO₄ + 3H₂O

Точно такая же реакция, но проведенная в сильнощелочной среде, дает манганат-ионы MnO₄^2- зеленого цвета:

2KMnO₄ + Na₂SO₃ + 2KOH = 2K₂MnO₄ + Na₂SO₄ + H₂O

Химики прошлого прозвали перманганат калия «хамелеоном»

Дихроматы, например дихромат калия K₂Cr₂O₇ – сильные окислители. Под действием восстановителей дихроматы в кислой среде переходят в соли хрома (III). Примером такой реакции может служить окисление сульфита натрия раствором дихромата калия в кислой среде. К раствору дихромата калия добавляем серную кислоту и раствор сульфита натрия.

K₂Cr₂O₇ + 3Na₂SO₃ + 4H₂SO₄ = Cr₂(SO₄)₃ + 3Na₂SO₄+ K₂SO₄ + 4H₂O

Оранжевая окраска, характерная для дихроматов, переходит в зеленую. Образовался раствор сульфата хрома (III) зеленого цвета. Соли хрома - ярко окрашены, именно поэтому элемент получил такое название: "хром", что в переводе с греческого означает "цвет, краска".

Порядок работы.