WBMiZ Inżynieria Biomedyczna		Data wykonania: 6.11.2015 Data oddania: 20.11.2015
Gr B	Laboratoria nr 2 Reakcja utleniania i redukcji. Rozdział przez strącenie	Prowadząca:

1. Cel ćwiczenia:

   1. Zbadanie reakcji strącania pod wpływem roztworu jonów Al³⁺

   2. Poznanie własności utleniających jonów wodorowych.

   3. Przewidywanie kierunku reakcji w zależności od pH

   4. Strącanie osadów i barwa w reakcjach chemicznych.

2. Przebieg ćwiczenia:

   1. Do probówki wprowadzono kilka kropel roztworu jonów Al³⁺, następnie dodawano po kropli roztworu 0,1 M NaOH. Zapisano obserwacje.

   2. Do czterech probówek zawierających po jednym opiłku żelaza, glinu, cynku i magnezu dodano 1-2 cm³ stężonego kwasu solnego i podgrzano je. Następnie zapisano obserwacje.

   3. Do trzech probówek dodać po ok. 1 cm³ 0,01 M KMnO₄ oraz kolejno:

1. 1 cm³ 2 M H₂SO₄

2. 1 cm³ 2 M NaOH

3. Zachować środowisko obojętne- brak dodatków

Następnie do każdej z probówek dodać około 1 cm³ 0,1 M Na₂S₂O₃

4. Przygotowanie 5 probówek z azotanem (V) srebra i jedną z azotanem(V) ołowiu(II). Kolejno do każdej z probówek dodawano innej soli.

Następnie ogrzewanie ostatniej probówki z powstałym osadem jodku ołowiu II.

3. Wyniki:

3.1.1. Obserwacje:

Roztwór AlCl₃ po dodaniu NaOH zmętniał, następnie wytrącił się biały osad. Po dodaniu nadmiaru NaOH osad rozpuścił się.

3.1.2 Równania reakcji:

• AlCl₃ + 3NaOH Al(OH)₃ + 3NaCl₃

Al³⁺+ 3OH^--Al(OH)₃

• Po dodaniu większej ilości NaOH:

Al(OH)₃+NaOHNa[Al(OH)₄]

lub

Al(OH)₃+3NaOHNa₃[Al(OH)₆]

3.2.1.Obserwacje

Metal biorący udział w reakcji z HCl	Obserwacje
Fe	Po podgrzaniu: roztwór wrze, wydziela się gazu
Al	Po podgrzaniu: gwałtownie wydziela się gaz, u wylotu probówki pojawia się biały dymek, metal rozpuścił się
Zn	Po podgrzaniu: gwałtownie wydzielają się pęcherzyki gazu
Mg	Przed podgrzaniem: wydziela się bezbarwny, bezwonny gaz, po podgrzaniu: intensywniej wydziela się gaz

3.2.2. Równania zachodzących reakcji:

• 2Fe+6HCl2FeCl₃+3H₂

(R) Fe⁰ - 3e^-  Fe^III |*2

(U) 2H^I + 2e^-  H₂⁰ |*3

• 2Al+6HCl2AlCl₃+3H₂

(R) Al⁰ - 3e^- Al^III |*2

(U) 2H^I + 2e^- H₂⁰ |*3

• Zn+2HClZnCl₂+H₂

(R) Zn⁰ - 2e^- Zn^II

(U) 2H^I+2e^-  H₂⁰

• Mg+2HClMgCl₂+2H₂

(R) Mg⁰ - 2e^- Mg^II

(U) 2H^I + 2e^- H₂⁰

3.3.1 Obserwacje:

Nr probówki	Obserwacje	Wzór produktu powstałego w wyniku reakcji KMnO4	Środowisko reakcji
I	Fioletowy roztwór odbarwił się	MnSO4	KWASOWE
II	Wytrącił się brunatny osad	MnO2	OBOJĘTNE
III	Fioletowy roztwór zmienił zabarwienie na zielono	Na2MnO4	ZASADOWE

2. Równania reakcji:

I. 8KMnO₄ + 5 Na₂S₂O₃ + 7H₂SO₄  5Na₂SO₄ + 4K₂SO₄ + 8MnSO₄ + 7H₂O

II. 8 KMnO₄ + 3Na₂S₂O₃ + H₂O 3 K₂SO₄ +  3 Na₂SO4 +8 MnO₂↓ +2KOH

III. 2 KMnO₄ + 2 NaOH + 2 Na₂S₂O₃  2 Na₂MnO₄ + Na₂S₄O₆ + 2 KOH

3.4.1 Obserwacje, reakcje:

Nr	Substrat 1	Substrat 2	Równanie reakcji	Obserwacje (kolor osadu)
1	AgNO3	KI	AgNO3+KI → KNO3+AgI↓	Jasnożółty
2	AgNO3	KBr	AgNO3+KBr → KNO3+AgBr↓	Mleczny/biało-zółty
3	AgNO3	K2CrO4	2AgNO3+ K2CrO4 → 2KNO3+Ag2CrO4↓	Ceglasty
4	AgNO3	NaOH	AgNO3+NaOH→NaNO3+Ag(OH)↓	Brunatny
5	AgNO3	HCl	AgNO3+HCl→HNO3+AgCl↓	Biały
6	Pb(NO3)2	KI	Pb(NO3)2+2KI→2KNO3+PbI2↓	Żółty

3.4.2 Ogrzewanie produktów reakcji 6 - Obserwacje:

Po ogrzaniu probówki obserwujemy rozpuszczenie osadu, natomiast kiedy roztwór zaczyna stopniowo obniżać swoją temperaturę – ochładza się – zaczynają pojawiać się złote kryształki, które przemieszczają się po całej objętości roztworu, sprawiając wrażenie złotego deszczu.

4. Wnioski:

4.1. Po dodaniu NaOH roztwór Al³⁺ zmienił odczyn z obojętnego na zasadowy, a po dodaniu większej ilości NaOH odczyn zobojętniał. Nadmiar jonów OH^- przy dalszym dodawaniu NaOH spowodował rozpuszczenie osadu(Al(OH)₃).

W zależności od tego z czym reaguje Al(OH)₃ zachowuje się jak kwas(w przypadku reakcji
z zasadą) lub jak zasada(w przypadku reakcji z kwasem).-wykazuje właściwości amfoteryczne.

Po dodaniu NaOH roztwór Mn²⁺ zmienił odczyn z obojętnego na zasadowy i wytrącił się nierozpuszczalny osad.

4.2. Reakcje metali z kwasem solnym po podgrzaniu zachodzą gwałtownie, z wydzieleniem wodoru w postaci pęcherzyków gazu. Reakcje zachodzą, gdyż metale użyte w doświadczeniu mają niższe od wodoru potencjały normalne, zatem wypierają z kwasu jony wodoru. Wodór jest w tych reakcjach utleniaczem.

4.3. Na podstawie analizy przebiegu opisanego doświadczenia można stwierdzić, że im niższe jest pH roztworu, w którym zachodzi redukcja manganianów (VII), tym niższy stopień utlenienia osiąga mangan w wyniku redukcji.

Mangan VII potasu wykazuje najsilniejsze właściwości utleniając w środowisku kwasowym, a najsłabsze w środowisku zasadowym.

4.4.1 Każda z sześciu reakcji prowadziła do powstania substancji słabo rozpuszczalnej, wydzielającej się z roztworu w postaci osadu.

4.4.2 Otrzymany jodek ołowiu(II) ma tę właściwość, że rozpuszcza się w wodzie

w temperaturze powyżej 80°C. Powyżej tej temperatury jodek

ołowiu(II) rozpuszcza się tworząc klarowny roztwór. Zatem gdy temperatura roztworu zaczyna się stopniowo obniżać i ochłodzi się poniżej temperatury 80-70°C w roztworze zaczynają pojawiać się kryształy jodku ołowiu(II). Im niższa temperatura, tym rozpuszczalność jodku ołowiu(II) jest mniejsza i jego nadmiar wykrystalizowuje z roztworu. Im niższa temperatura, tym więcej połyskujących w roztworze kryształów jodku ołowiu(II) o barwie żółtej.