Лабораторна робота № 4

Тема: “Окислювально-відновні реакції”

Мета: засвоїти основні поняття окисник, відновник, процес окиснення, процес відновлення. Оволодіти навиками визначення ступеню окиснення елементів. Пояснити вплив різних факторів на перебіг окисно-відновних реакцій.

Контрольні завдання для домашнього

(Письмового) виконання

1. Дайте визначення окисно-відновним реакціям. Назвати три групи окисно-відновних реакцій. Наведіть приклади. Метод напівреакцій

2. Які з перерахованих нижче речовин можуть проявляти: тільки властивості окисника, тільки властивості відновника, властивості як відновника так і окисника: KMnO₄, MnO₂, V₂O₅, KI, PbO₂, NH₃, HNO₂, Na₂S, Na₂SO₃, HNO₃, K₂Cr₂O₇, PH₃?

3. Підібрати коефіцієнти в рівняння окисно-відновних реакцій. Вказати відновник, окисник, процес відновлення, процес окиснення.

HNO₂ → HNO₃ + NO + H₂O;

TiCl₃ → TiCl₂ + TiCl₄;

H₂O₂ → H₂O + O₂.

4. Підібрати коефіцієнти в рівняння окисно-відновних реакцій. Вказати відновник, окисник, процес відновлення, процес окиснення.

K₂MnO₄ + H₂O → KMnO₄ + MnO₂ + KOH;

KMnO₄ + HCl_(конц) → Сl₂ + MnCl₂ + KCl + H₂O;

K₂Cr₂O₇ + HCl_(конц) → Cl₂ + CrCl₃ + KCl + H₂O.

5. Підібрати коефіцієнти в рівняння окисно-відновних реакцій. Вказати відновник, окисник, процес відновлення, процес окиснення.

NH₄NO₂ → N₂ + H₂O;

KClO₃ → KCl + O₂;

Pb(NO₃)₂ → PbO + NO₂ + O₂.

6. Підібрати коефіцієнти в рівняннях окисно-відновних реакцій. Вказати відновник, окисник, процес відновлення, процес окиснення.

Zn + H₂SO_4(конц.) → ZnSO₄ + H₂S + H₂O;

Mg + HNO₃ → Mg(NO₃)₂ + NH₄NO₃ + H₂O;

Cu + HNO₃ → Cu(NO₃)₂ + NO + H₂O.

Питання для обговорення

1. Які речовини називаються окисниками, відновниками? Наведіть приклади.

2. Що таке ступінь окислення (вища, нижча)? Чим вона відрізняється від валентності?

3. Дайте визначення окисно-відновним реакціям. Назвати три групи окисно-відновних реакцій. Наведіть приклади.

Хід роботи

Матеріали і реактиви: штатив для пробірок, пробірки; дистильована вода, розчин свіжоприготовленого сульфату феруму (ІІ) (FeSO₄), розчин лугу (NаOH, KOH), 2 н розчину сульфатної кислоти (H₂SO₄), розчин сульфатної кислоти (H₂SO₄), розчин дихромату калію (K₂Cr₂O₇), розчин йодиду калію (KI), кристалики нітриту натрію або калію (NaNO₂ або KNO₂), розчин хлориду стануму (ІІ) (SnCl₂) в розчині HCl, розчину перманганату калію (KMnO₄), кристалики сульфату феруму (ІІ) (FeSO₄), розчин сульфіду натрію (Na₂S), розчин пероксиду водню (Н₂О₂).

Дослід 1. Розпізнавання окислювально-відновних реакцій.

Наливають у пробірку 1-2 мл свіжоприготовленого розчину сульфату феруму(ІІ) (FeSO₄) і додають розчин лугу (NаOH, KOH) до появи зеленого осаду гідроксиду феруму (ІІ). Добре збовтують, спостерігають утворення бурого осаду гідроксиду феруму (ІІІ).

Записати відповідні рівняння реакцій.

Висновок: визначити, які елементи змінили ступені окиснення.

Дослід 2. Окислювальні властивості дихромату калію (K₂Cr₂O₇).

В окремі пробірки наливають 1-2 мл розчину дихромату калію, кілька крапель розчину сульфатної кислоти і додають:

а) кілька кристаликів сульфату феруму (ІІ);

б) 1-2 мл розчину йодиду калію;

в) 1-2 мл розчину сульфіду натрію;

г) кілька кристаликів нітриту натрію;

д)1-2 мл розчину хлориду стануму (ІІ) в розчині HCl.

Записують спостереження; складають рівняння реакцій, використовуючи метод напівреакцій.

Висновок: вкажіть, які реакції протікають, а які ні.

Дослід 3. Окислювальні властивості перманганату калію (KMnO₄).

В окремі пробірки наливають по 2 мл розчину перманганату калію, додають 1 мл розчину сульфатної кислоти і додають:

а) кілька кристаликів сульфату феруму (ІІ);

б) 1-2 мл розчину йодиду калію;

в) 1-2 мл розчину сульфіду натрію;

г) кілька кристаликів нітриту натрію;

д) 1-2 мл розчину хлориду стануму (ІІ) в розчині HCl.

Записують спостереження. Складають рівняння реакцій.

Висновок: вкажіть, які реакції протікають, а які ні.

Дослід 4. Вплив рН середовища на характер відновлення перманганату калію (KMnO₄).

У три пробірки вносять по 1 мл розчину перманганату калію. В першу пробірку додають 1 мл 2 н розчину сульфатної кислоти, у другу – стільки ж води, у третю – таку ж кількість розчину лугу.

В усі три пробірки вносять невеликі кількості кристалічного нітриту калію або натрію і перемішують розчини до повного розчинення кристалів.

Через 3-4 хв. відзначають зміну забарвлення розчину у всіх трьох випадках, з огляду на те, що сполуки мангану в різних ступенях його окиснення мають характерні забарвлення:

− іон МnО₄^-- має фіолетове забарвлення;

− іон МnО₄^2-- − зелене;

− Мn²⁺ − безбарвний;

− двоокис мангану і його гідратована форма – важкорозчинні речовини бурого кольору.

Записують рівняння реакцій відновлення перманганату калію нітритом калію в кислому, нейтральному і лужному середовищах, використовуючи метод електронно-іонного балансу.

Висновок: до якого ступеня окислення відновлюється перманганат калію в розчинах, що мають рН<7, pН>7, pН ≈ 7?

Дослід 5. Окислювально-відновна подвійність пероксиду водню.

У дві пробірки наливають по 2-3 мл розчину Н₂О₂ і по 2-3 краплі 2 н розчину сульфатної кислоти. В одну пробірку доливають 2-3 мл перманганату калію, а в другу – такий же обєм розчину йодиду калію.

Відзначають спостереження. Записують рівняння реакцій.

Висновок: окислювачем чи відновником був пероксид водню в цих реакціях?

Зробіть висновок до всієї лабораторної роботи.