Стандартные окислительно-восстановительные потенциалы

Лабораторная работа №5

 

Окислительно-восстановительные реакции

 

Цель работы: ознакомление с окислительно-восстановительными свойствами химических веществ; освоение методики составления уравнений окислительно-восстановительных процессов; определение возможности протекания реакции.

В результате освоения материала по теме лабораторной работы №5 студент должен:

Знать

· основные положения теории окислительно - восстановительных процессов;

· количественную характеристику силы окислителей и восстановителей;

Уметь

· составлять уравнения реакций окисления-восстановления методом электронно-ионных полуреакций;

· прогнозировать направление окислительно - восстановительных реакций;

· рассчитывать константы равновесия реакций окисления-восстановления;

Владеть

· навыками прогнозирования направления протекания реакций окисления-восстановления и проведения экспериментальных исследований;

· навыками работы с окислителями и восстановителями.

Теоретическое введение

Привести понятия окисления и восстановления, окислителя и восстановителя, степени окисления, эквивалента окислителя и восстановителя, числа эквивалентности и молярной массы эквивалентов окислителя и восстановителя. Привести примеры и необходимые формулы.

 

Экспериментальная часть

 Запишите схему реакции, составьте уравнение, используя метод электронно-ионных полуреакций. Укажите окислитель и восстановитель, реакции окисления и восстановления, числа эквивалентности окислителя и восстановителя. Вычислите молярные массы эквивалентов окислителя и восстановителя. Определите ЭДС реакции и рассчитайте ∆_rG⁰.Значения электродных потенциалов смотрите в таблице.

Опыт 1. В пробирку с 5-6 каплями раствора серной кислоты(С_эк =2) опустите маленький кусочек цинка. Напишите уравнение реакции. Какой ион выполняет функцию окислителя?

Опыт 2. В пробирку с 15-20 каплями раствора сульфата меди (С_эк =0.5) опустите железную пластинку (предварительно удалив с нее продукты коррозии наждачной бумагой).Наблюдайте, как изменилась поверхность железа. Напишите уравнение реакции.

Опыт 3. В пробирку с 3-4 каплями йодной воды (I₂) внесите 2-3 капли раствора сульфида натрия (С_эк =0.5) . Наблюдайте, как изменилась окраска йодной воды. Что произошло с йодом? Реакция выражается схемой

I₂ + Na₂S ® NaI + S.

Опыт 4. В пробирку с 3-4 каплями раствора хлорного железа (С_эк =0.5) прибавьте такое же количество раствора йодида калия. Наблюдайте изменение окраски раствора за счет выделения свободного йода. Реакция выражается схемой

FeCl₃ + KI ® FeCl₂ + I₂ + KCl.

Опыт 5. В пробирку с 3-4 каплями раствора хлорного железа (С_эк =0.5) добавьте 2-3 капли раствора серной кислоты (С_эк =0.5) и 3-4 капли 0.5 раствора сульфида натрия (С_эк =0.5). Наблюдайте происходящие изменения. Реакция выражается схемой

FeCl₃ + H₂SO₄ + Na₂S ® FeCl₂ + S + Na₂ SO₄ + HCl.

Опыт 6. В три пробирки внесите по 3 капли раствора марганцевокислого (перманганата) калия (С_эк =0.5) и по 3 капли раствора серной кислоты        (С_эк =0.5). Отметив окраску полученного раствора, добавьте в первую пробирку 2 капли раствора сульфида натрия (С_эк =0.5), во вторую - несколько кристаллов сульфита натрия, а в третью - несколько капель концентрированной серной кислоты. Встряхните пробирки, чтобы перемешать содержимое. По изменению окраски установите, между какими веществами произошла реакция. Соответствующие реакции выражаются схемами

KMnO₄ + Na₂S + H₂SO₄ ® MnSO₄ + S + K₂SO₄ + Na₂SO₄ + H₂O;

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

Во всех трех случаях укажите степень окисления серы и ее роль в данном окислительно - восстановительном процессе. Почему в одной из пробирок реакция не протекала?

Опыт 7. В пробирку с 3-4 каплями раствора сульфита натрия (С_эк =0.5) добавьте 3-4 капли раствора серной кислоты (С_эк =0.5) и 3-4 капли раствора сульфида натрия (С_эк =0.5). Что наблюдается? Реакция выражается схемой

Na₂SO₃ + H₂SO₄ + Na₂S ® S + Na₂SO₄ + H₂O.

Опыт 8. В пробирку с 2-3 каплями раствора перманганата калия (С_эк =0.5) внесите 2-3 капли раствора серной кислоты (С_эк =0.5) и 3-5 капель концентрированного раствора перекиси водорода. Как изменяется окраска раствора? Реакция выражается схемой

KMnO₄ + H₂O₂ + H₂SO₄ ® MnSO₄ + K₂SO₄ + H₂O + O₂.

Окислителем или восстановителем является перекись водорода в данной реакции?

Опыт 9. В пробирку с 3-4 каплями раствора сульфата хрома (С_эк =0.1) прибавьте 2-3 капли 20 % - ного раствора NaOH и 3-5 капель концентрированного раствора перекиси водорода. Наблюдайте изменение окраски раствора. Реакция выражается схемой

Cr₂(SO₄)₃ + H₂O₂ + NaOH ® Na₂CrO₄ + Na₂SO₄ + H₂O.

Опыт 10. В цилиндрическую пробирку поместите несколько кристаллов одной из солей: нитрата меди, нитрата кадмия или нитрата свинца. Пробирку с солью закрепите в держателе и нагревайте на плитке (5-7 минут). Как изменился цвет взятой соли? Напишите уравнение реакции обезвоживания солей (в случае солей кадмия и меди). Реакция разложения выражается схемой

Me(NO₃)₂ ® MeO + NO₂ + O₂.

Опыт 11. В пробирку с 3-4 каплями раствора сульфата меди (С_эк =0.5) прибавьте 2-3 капли раствора йодида калия (С_эк =0.5). Наблюдайте образование осадка, содержащего ионы Cu⁺ и свободный йод. Реакция протекает в две стадии

CuSO₄ + KI ® CuI₂ + K₂SO₄;

CuI₂ ® CuI + I₂.

Которая из реакций окислительно-восстановительная?

Опыт 12. Поместите в пробирку 3 капли раствора перманганата калия KМnO₄, затем добавьте каплю разбавленной серной кислоты и микрошпатель железного купороса FeSO₄·7H₂O. Наблюдайте изменение цвета раствора. В случае сохранения окраски перманганата калия добавьте железного купороса. Реакция выражается схемой

 

KMnO₄ + FeSO₄ + H₂SO₄ ® MnSO₄ + K₂SO₄ + Fe₂(SO₄)₃ + H₂O.

Опыт 13. Поместите в пробирку 3 капли раствора дихромата калия K₂Cr₂O₇, затем добавьте каплю разбавленной серной кислоты и 3 капли раствора йодида калия. Наблюдайте изменение цвета раствора. Реакция выражается схемой

K₂ Cr₂ O₇ + KI + H₂ SO₄ ® Cr₂( SO₄)₃ + K₂ SO₄ + I₂ + H₂ O.

 

Таблица

 

Стандартные окислительно-восстановительные потенциалы

(T=298⁰ K)

 

Электрод	Электродные реакции	φ0, В
SO42-/SO32-	SO42-+2H++2e = SO32-+H2O	-0,90
Zn2+/Zn	Zn2++2e = Zn	-0,76
S/S2-	S+2e = S2-	-0,51
Fe2+/Fe	Fe2++2e = Fe	-0,44
2H+/H2	2H++2e = H2	0,00
SO32-/S	SO32-+ 6H++ 4e = S +3H2O	0,315
Cu2+/Cu	Cu2++2e = Cu	0,34
J2/2J-	J2+2e = 2J-	0,53
O2/H2O2	O2+2H++2e = H2O2	0,69
Fe3+/Fe2+	Fe3++e = Fe2+	0,77
Cu2+/CuJ	Cu2++J-+ e = CuJ	0,86
Cr2 O7 2- / Cr3+	Cr2 O7 2-+14Н+ +6е=2 Cr3++7 H2O	1,33
CrO42-/Cr3+	CrO42-+8H+ = Cr3++4H2O	1,36
Cl2/2Cl-	Cl2+2e = 2Cl-	1,36
MnO4-/Mn2+	MnO4-+8H++5e = Mn2++4H2O	1,52
H2O2/ H2O	H2O2+2H++2e = H2O	1,77

 

Номера опытов взять из таблицы!

Группы Дата добавления: 2021-03-18; просмотров: 89; Мы поможем в написании вашей работы! Поделиться с друзьями: 12Следующая ⇒ Мы поможем в написании ваших работ! . . © 2014-2024 — Студопедия.Нет — Информационный студенческий ресурс. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав (0.039)