Reakcje utleniania i redukcji

1. Na blaszkę miedziową nanieść kroplę roztworu następujących soli: Hg²⁺, Hg²⁺₂, Ag⁺, Cu²⁺, Bi³⁺, Zn²⁺. Po kilku minutach blaszkę przemyć wodą destylowaną i zapisać wynik obserwacji. Po zakończonym ćwiczeniu płytki wyczyścić papierkiem ściernym nad zlewem.

Hg2+ - blaszka zielona

Bi- szary

Cu- bez zmian(bezbarwny-rozjasniona plama)

Hg₂ – szary

Ag- czarny

Zn- mleczn

2. Na blaszkę cynową nanieść kroplę roztworu następujących soli: Hg²⁺, Hg²⁺₂, Ag⁺, Cu²⁺, Bi³⁺, Zn²⁺. Po kilku minutach blaszkę przemyć wodą destylowaną i zapisać wynik obserwacji. Po zakończonym ćwiczeniu płytki wyczyścić papierkiem ściernym nad zlewem.

Hg- czarny -> później powstaje biały osad , pył

Ag – szary

Cu- rozjasniona plama(bez zmian)

Bi-czarny

Zn-bez zmian

Hg₂- czarny

3. Na blaszkę glinową nanieść kroplę roztworu następujących soli: Hg²⁺, Hg²⁺₂, Ag⁺, Cu²⁺, Bi³⁺, Zn²⁺. Po kilku minutach blaszkę przemyć wodą destylowaną i zapisać wynik obserwacji. Po zakończonym ćwiczeniu płytki wyczyścić papierkiem ściernym nad zlewem.

Hg- intensywna czerń

Hg₂- szaro-czarny

Ag-bez zmian – bezb.

Bi-bez zmian – bezb.

Zn-bez zmian – bezb.

Cu- z błękitnego zmiana na bezbarwny

4. Do czterech probówek zawierających po jednym ! opiłku: żelaza, glinu, cynku i magnezu dodać 1 – 2 cm³ stężonego kwasu solnego. W razie potrzeby należy probówkę podgrzać [unikać przegrzania roztworu !!! – probówkę należy trzymać za pomocą drewnianej łapki i równomiernie ogrzewać płomieniem – wylot probówki zawsze kierować w stronę wnętrza dygestorium!!!]. Obserwować wydzielanie się wodoru. Po zakończonej reakcji zawartość probówek zlać do specjalnie przygotowanego pojemnika znajdującego się w dygestorium !. Unikać zlewania zawartości probówek do zlewu !!!.

1.Pierwsza probówka : Mg

2.Druga probówka : Fe

3.Trzecia probówka : Zn

4.Czwarta probówka : Al.

Po dodaniu HCl :

1. Powstał biały roztwór

2. , 3. i 4. Probówka : roztwory bezbarwne

Po podgrzaniu :

1. Wrzenie , duszacy zapach – wydzielenie wodoru

2. Wrzenie, gulgotanie, duszacy zapach – wydzielenie wodoru , rozdrobnienie opiłku żelaza

3. Wrzenie , roztwór staje się pomarańczowy , duszacy zapach – powstanie wodoru

4. Wrzenie , duszacy zapach

5. Identycznie wykonać próbę rozpuszczania wymienionych metali w 6 M NaOH – w razie potrzeby należy probówkę podgrzać. Po zakończeniu obserwacji zawartość probówek zlać do specjalnie przygotowanego pojemnika znajdującego się w dygestorium !. Unikać zlewania zawartości probówek do zlewu !!!.

   1. roztwory bezbarwne , po podgrzaniu w każdej probówce : wrzenie i wydzielenie duszacego zapachu .

      6. Do probówki zawierającej 1 – 2 cm³ świeżo przygotowanego roztworu Na₂SO₃ dodać kilka kropel 0,01 M jodu [butelka oznaczona jako : ”J₂” ]

Na2SO3 (bezbarwne) + I2 (pomarańczowy) – powstał roztwór bezbarwny

1. 7. Do probówki zawierającej 1 – 2 cm³ świeżo przygotowanego roztworu NaNO₂ dodać kilka kropel 2 M HCl oraz kilka kropel KJ. Obecność jodu sprawdzić dodając kroplę roztworu skrobi.

NaNO2 + 10 kropli KI + kilka kropel 2M HCl - roztwór stał się rdzawy,

Po dodaniu skrobii roztwór stał ię fioletowy – wykrycie jodu.

1. 8. Do 1 – 2 cm³ roztworu 0,1 M szczawianu amonu [ (NH₄)₂C₂O₄ ] dodać kilka kropel 2 M H₂SO₄. Następnie dodać kilka kropel 0,01 M KMnO₄ – w razie braku zmiany zabarwienia [1-2 minut] probówkę z roztworem delikatnie podgrzać

0,1 M szczawian amonu + 10 kropel 2M H2SO4 + 10 kropel 0,01 M KMnO4 - ROZTWÓR STAŁ SIĘ MALINOWY

9. Do 0,5 – 1 cm³ 6% roztworu H₂O₂ dodać kilka kropel 2 M NaOH oraz kilka kropli soli Cr³⁺. Roztwór wstrząsać przez chwilę, a następnie przelać połowę roztworu do oddzielnej probówki i dodać kilka kropel roztworu soli Pb²⁺ w celu stwierdzenia obecności jonów chromianowych w próbce. Pozostałą część roztworu delikatnie ogrzewać przez minutę, następnie roztwór ostudzić i ponownie wykonać reakcję charakterystyczną na obecność jonów chromianowych przy pomocy jonów Pb²⁺.

H2O2 + NaOH + Cr( błękitny) – roztwór stał się żółty

Połowa roztworu , która została ogrzana – wrze , kolor zmiania się na limonowy ( jasny żółty), po dodaniu Pb2+ - roztwór staje się pomarańczowy , wydzielają się pęcherzyki gazu z ciemniejszym wrzącym osadem .

Druga połowa do której dodaliśmy Pb2+ - staje się pomarańczowy , wydzielają się pęcherzyki gazu z ciemniejszym wrzącym osadem .

1. 10.Do probówki wsypać odrobinę stałego PbO₂, dodać 1 – 2 cm³ roztworu 2 M HNO₃ oraz kilka kropel roztworu zawierającego jony Mn²⁺ - roztwór lekko podgrzać. Zaobserwować barwę roztworu po opadnięciu osadu.

   zabarwienie roztworu z szarego przechodzi w brązowy z czarnym osadem.

1. Opracowanie wyników

• Na podstawie zaobserwowanych zmian na powierzchni płytki metalowej uzasadnić zachodzące zmiany przez wypisanie potencjałów normalnych i ich porównanie.

• Napisać reakcje zachodzące podczas rozpuszczania metali w kwasach i zasadach. Uzasadnić wydzielanie się wodoru podczas reakcji metali w środowisku kwaśnym i zasadowym.

• Napisać bilans elektronowy dla wykonanych reakcji i uzasadnić kierunek reakcji na podstawie normalnych potencjałów redoks produktów i substratów.

• Zanotować zaobserwowane różnice w szybkości wykonywanych reakcji w temperaturze pokojowej oraz temperaturze kilkakrotnie wyższej. Napisać równania reakcji, bilans elektronowy oraz zaznaczyć pod równaniem chemicznym ewentualne zmiany barwy.

• Napisać reakcję, bilans elektronowy oraz potencjały normalne dla reagentów.

wnioski

Zmiany pH podczas reakcji redoks.

1. Do pierwszej probówki zawierającej 1 – 2 cm³ 0,1 M KIO₃ dodać kroplę oranżu metylowego oraz 2 – 3 krople 0,1 M HCl do uzyskania czerwonego zabarwienia wskaźnika. Do drugiej probówki dodać 1 – 2 cm³ 0,1 M Na₂S₂O₃ , następnie kroplę oranżu metylowego oraz 2 – 3 krople 0,1 M HCl. Zawartość obu probówek połączyć i zaobserwować zmianę barwy wskaźnika świadczącej o zmianie stężenia jonów H⁺.

0,1 M KIO3 + ORANŻ METYLOWY ( LEKKO POMARANCZOWY) + 3 KROPLE HCl – barwa czerwona

Na2S2O3 + ORANZ METYLOWY ( lekko pomarańczowy) + HCl- barwa pomaranczowa

Po dodaniu obu probówek : roztwór pomarańczowy

1. Na płytce porcelanowej zmieszać kilka kropli roztworu zawierającego jony SO₃^2- oraz 0,01 M jodu -[butelka oznaczona jako : ”J₂” . Określić odczyn mieszaniny za pomocą papierka uniwersalnego.

SO3(2-) (bezbarwny)+ 0,01M jodu ( pomarańczowy) – roztwór bezbarwny

Papierek : kolor czerwony

Przewidywanie kierunku reakcji w zależności od pH.

1. Do probówki zawierającej 1 – 2 cm³ 6% H₂O₂ dodać 1 – 2 kropli 2 M H₂SO₄. Następnie dodać kilka kropli 0,01 M roztworu jodu [ J₂ ]. Po kilkakrotnym wstrząsaniu zapisać barwę roztworu i zalkalizować roztwór za pomocą 2 M NH₃ aq. Obserwować zmianę barwy.

H2O2 + 2M H2SO4 + kilka kropel 0,01 roztworu jodu – roztwór pomarańczowy

Po dodaniu 2M NH3aq – jaśniejsza barwa roztworu

1. Do 3 probówek dodać po ok. 1 cm³ 0,01 M KMnO_{4(fioletowy roztwór)} 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 – zaobserwować ewentualną zmianę zabarwienia.

1. 2. 3. – roztwóry o barwie fioletowej

Po dodaniu 0,1 Na2S2O3

1. Bezbarwny

2. Zielony

3. bezbarwny

1. Opracowanie wyników

• Napisać bilans elektronowy dla wykonanej reakcji redoks. Wyjaśnić dlaczego nastąpiła zmiana barwy oranżu metylowego na żółtą.

• Uzasadnić równaniami redoks zaobserwowane zmiany pH.

• Napisać do wszystkich doświadczeń reakcje utleniania i redukcji.

• Napisać równanie reakcji redoks w środowisku obojętnym, alkalicznym i kwaśnym z podaniem przybliżonych wartości pozornych potencjałów redoks dla utleniacza reagującego przy równym pH.

• wnioski