……………… 05.06.2002

I rok chemii środowiska

Sprawozdanie z wykonania ćwiczenia nr 14 - reakcje utleniania i redukcji.

1. Wpływ na odczyt środowiska na reakcje nadmanganianu potasu.

śr. kwaśne - roztwór bezbarwny

2KMnO₄ + 3H₂SO₄ + 5NaHSO₃ ⇒ 2MnSO₄ + K2SO₄ + 3H₂O

Mn⁷⁺ + 5e ⇒ Mn²⁺ /*2

S⁴⁺ - 2e ⇒ S⁶⁺ /*5

2MnO₄^- + 6H⁺ + 5HSO₃ ⇒ 2Mn²⁺ + 5HSO₄^- + 3H₂O

1.2 środowisko obojętne - brunatny osad

2KMnO₄ + H₂O + 3NaHSO₃ ⇒ 3NaHSO₄ + 2 KOH + 2MnO₂

Mn⁷⁺ + 3e ⇒ Mn⁴⁺ /*2

S⁴⁺ - 2e ⇒ S⁶⁺ /*3

2MnO₄^- + H₂O + 3HSO₃^- ⇒ 3HSO₄^- + 2OH + 2MnO₂

1.3 środowisko zasadowe - zielone zabarwienie

2KMnO₄ + 3NaOH + NaHSO₃ ⇒ 2Na₂MnO₄ + K₂SO₄ + 2H₂O

Mn⁷⁺ + 1e ⇒ Mn⁶⁺ /*2

S⁴⁺ - 2e ⇒ S⁶⁺

2MnO₄^- 3OH^- + HSO₃^- ⇒ 2MnO₄^2- + SO₄^2- + 2H₂O

1.4 reakcja kameleonowa

3MnO₄^2- + 2H₂O ⇒ 2MnO₄^- + MnO₂

2Mn⁶⁺ - 2e ⇒ Mn⁷⁺

Mn⁶⁺ + 2e ⇒ Mn⁴⁺

MnO₂ - wytrąca się w postaci osadu, roztwór zmienia barwę na fioletowo-czerwoną (Mn⁷⁺)

Wprowadzenie NaOH + ogrzanie - zmiana barwy na zieloną

Wprowadzenie kwasu - przesunięcie równowagi w prawo.

Wprowadzenie zasady - przesunięcie równowagi w lewo.

3KMnO₄ + 2H2SO₄ ⇒ 2KMnO₄ + MnO₂ + 2H₂O + 2K₂SO₄

2. Utleniające i redukujące właściwości azotu w zależności od jego stopnia utlenienia.

2.1

NH₄OH + KMnO₄ ⇒ N₂ + MnO₂ + KOH + H₂O

Mn⁷⁺ + 3e ⇒ Mn⁴⁺ /*2 - utleniacz

2N^-3 - 6e ⇒ N₂⁰ - reduktor

2KMnO₄ + 2NH₄OH ⇒ N₂ + 2MnO₄ + 2KOH + 4H₂O

2MnO₄^- + 2NH₄⁺ ⇒ N₂ + 2MnO₄ + 4H₂O

2.2

KMnO₄ + H₂SO₄ + KNO₂ ⇒ MnSO₄ + KNO₃ + H₂O + K₂SO₄

Mn⁷⁺ + 5e ⇒ Mn²⁺ /*2 - utleniacz

N³⁺ -2e ⇒ N⁵⁺ /*5 - reduktor

2KMnO₄ + 3H₂SO₄ + 5KNO₂ ⇒ MnSO₄ + KNO₃ + 3H₂O + K₂SO₄

2MnO₄^- + 6H⁺ + 5NO^2- ⇒ 2Mn²⁺ + 5NO₃^- + 3H₂O

roztwór stał się bezbarwny

2.3

KNO₂ + KI + H₂SO₄ ⇒ K₂SO₄ + I₂ + N₂ + H₂O

2N³⁺ + 6e ⇒ N₂ - utleniacz

2I^- - 2e ⇒ I₂ /*3 - reduktor

2KNO₂ + 6KI + 4H₂SO₄ ⇒ 4K₂SO₄ + 3I₂ + N₂ + 4H₂O

2NO₂^- + 6I^- + 8H⁺ ⇒ 3I₂ + N₂ + 4H₂O

2.4 stężonym HNO₃

Cu⁺ + HNO₃ ⇒ NO₂ + Cu(NO₄)₂ + H₂O

Cu⁰ - 2e ⇒ Cu²⁺ - reduktor

N⁵⁺ + e ⇒ N⁴⁺ /*2 -utleniacz

Cu + 4HNO₃ ⇒ 2NO₂ + Cu(NO₄)₂ + 2H₂O

4H⁺ + Cu + 2NO₃^- ⇒ 2NO₂ + Cu²⁺ + 2H₂O

2.5 rozcieńczonym HNO₃

Cu + HNO₃ ⇒ NO + CU(NO₃)₂ + H₂O

Cu⁰ - 2e ⇒ Cu²⁺ /*3 - reduktor

N⁵⁺ + 3e ⇒ N²⁺ /*2 - utleniacz

3Cu + 8HNO₃ ⇒ 2NO + 3Cu(NO₃)₂ + 4H₂O

3Cu + 8H⁺ + 2NO₃^- ⇒ 3Cu²⁺ + 2NO + 4 H₂O

3. Utleniająco - redukujące własności wody utlenionej.

3.1

Pb(NO₃)₂ + H₂S ⇒ czarny osad PbS

Osad + H₂O₂ ⇒ osad ustąpił

S^2- + 4H₂O₂ ⇒ SO₄^2- + 4H₂O

S^2- ⇒ S⁶⁺ + 8e - reduktor

O^- ⇒ O^2- + e /*8 - utleniacz

S^2- + 8O^- ⇒ S⁶⁺ + 8O^2-

3.2

H²O² + NHO₃ + PbO₂ ⇒ O₂ + Pb(NO₃)₂

2O^- ⇒ O₂⁰ + 2e - reduktor

Pb⁴⁺ ⇒ Pb²⁺ - 2e - utleniacz

5. Reakcje utleniania i redukcji w grupie fluorowców.

Woda chlorowa + chloroform ⇒ bezbarwne

Woda bromowa + chloroform ⇒ pomarańczowo-żółte

Roztwór jodu + chloroform ⇒ żółto-fioletowe

-KBr + woda chlorowa + chloroform ⇒ kolor pomarańczowy

produkt reakcji: brom

-KBr + roztwór jodu + chloroform ⇒ kolor żółto-pomarańczowy

produkt reakcji: brom

-KI + woda chlorowa + chloroform ⇒ bezbarwne

produkt reakcji: chlor

-KI + woda bromowa + chloroform ⇒ kolor żółto-fioletowy

produkt reakcji: jod

2Br^- + Cl₂ ⇒ Br₂ + Cl^-

2Br^- ⇒ Br₂⁰ + 2e reduktor

Cl₂⁰ + 2e ⇒ 2Cl^- utleniacz

2Br^- + I₂ ⇒ Br₂ + 2I^-

2Br^- ⇒ Br⁰ + 2e reduktor

I₂⁰ ⇒ 2I^- - 2e utleniacz

2I^- + Cl₂ ⇒ I₂ + 2Cl^-

Cl₂⁰ + 2e ⇒ 2Cl^- utleniacz

2I^- ⇒ I₂⁰ + 2e reduktor

2I^- + Br₂ ⇒ I₂ + 2Br^-

2I^- ⇒ I₂⁰ + 2e reduktor

Br₂⁰ ⇒ 2Br^- - 2e utleniacz

Szereg chlorowców jako utleniaczy

F₂>Cl₂>Br₂>I₂

Szereg ich jonów jako reduktorów

I^->Br^->Cl^->F^-

4. Wewnętrznocząsteczkowe procesy redox: autoredukcje siarczanu sodowego.

CuSO₄ + Na₂SO₃ ⇒ CuS + 4Na₂SO₄

S⁶⁺ ⇒ S^2- + 8e

S⁴⁺ ⇒ S⁶⁺ - 2e

SO₄^2- + 4SO₃^2- ⇒ S^2- + 4SO₄^2-

---