1. ……………………………….. 22.04.2010r.

2. ………………………………..

3. ………………………………..

4. ………………………………..

REAKCJE UTLENIANIA I REDUKCJI II

1. Zmiany pH podczas reakcji redoks:

1.1.1 Do pierwszej probówki dodałyśmy KIO₃, kroplę oranżu oraz HCl do uzyskania czerwonego zabarwienia. Druga probówka zawierała Na₂S­_{2­­­­­­­­­}O₃ zakwaszona HCl w obecności oranżu metylowego. Po połączeniu obu probówek zaobserwowałyśmy żółte zabarwienie.

8 KIO₃ + 5 Na₂S₂O₃ + 8 HCl + H₂O 4 I₂ + 10 NaHSO₄ + 8 KCl

I⁵⁺ + 5 ē I₂ |x 8

S²⁺ S⁶⁺ + 4 ē |x 10

Zmiana zabarwienia jest spowodowana przejściem z roztworu kwaśnego do lekko zasadowej wodorosoli NaHSO₄.

2. Na porcelanowej płytce zmieszałyśmy kilka kropli roztworu zawierającego jony SO₃^2- oraz jodu w jodku potasu I₃^- .

SO₃^2- + I₂ + H₂O SO₄^2- + 2 I^- + 2 H⁺

S⁴⁺ + 2 ē S⁶⁺

I₂ 2 I^- + 2 ē

Papierek zabarwił się na malinowo.

1. Przewidywanie kierunku reakcji w zależności od pH.

1.2.1 Do probówki zawierającej H₂O­₂ dodałyśmy 2 krople H₂SO₄ oraz kilka kropli roztworu jodu I₂. Po kilkakrotnym wstrząsaniu zaobserwowałyśmy jasnopomarańczową barwę. Następnie zalkalizowałyśmy roztwór za pomocą NH_3aq. Roztwór zaczął się rozjaśniać aż do całkowitego odbarwienia, wydzielały się gazy.

5 H₂O₂ + I₂ 2 IO₃^- + 2 H⁺ + 4 H₂O

O^- + ē O^2- |x 10

I₂ 2 I⁵⁺ + 10 ē |x 1

1.2.2 W trzech probówkach umieściłyśmy ok. 1 cm³ KMnO₄(fioletowe zabarwienie). Do pierwszej z nich dodałyśmy H₂SO₄, do drugiej NaOH, w trzeciej zachowałyśmy środowisko obojętne. Następnie do każdej z probówek dodałyśmy Na₂S₂O₃

W pierwszej probówce roztwór odbarwił się, po czasie stał się biały:

8 KMnO₄ + 12 H₂SO₄ + 5 Na₂S₂O₃ 8 MnSO₄ + 4 K₂SO₄ + 10 NaHSO₄ + 7 H₂O

[U] Mn⁷⁺ + 5 ē Mn²⁺ |x 8

[R] S²⁺ S⁶⁺ + 8 ē |x 10

środowisku kwaśnym (pH < 7), manganian (VII) wykazuje najsilniejsze właściwości utleniające.

W drugiej probówce roztwór zmienił swoje zabarwienie na zielono, po czasie zielono-brązowe.

8 KMnO₄ + * NaOH + Na₂S₂O₃ 8 Na₂MnO₄ + 2 NaHSO₄ + 3 H₂O

[U] Mn⁷⁺ + 1 ē Mn⁶⁺ |x 8

[R] S²⁺ S⁶⁺ + 8 ē |x 2

w środowisku zasadowym (pH > 7), manganian (VII) ma najsłabsze właściwości utleniające

W trzeciej probówce roztwór zabarwił się na kolor coca coli, wytrącił się osad

8 KMnO₄ + 7 H₂O + 3 Na₂S₂O₃ 8 MnO₂ + 6 NaHSO₄ + 8 KOH

[U] Mn⁷⁺ + 3 ē Mn⁴⁺ |x 8

[R] S²⁺ S⁶⁺ + 8 ē |x 6

1.2.3 Do probówki zawierającej jony chlorkowe KI dodałyśmy 2-3 krople stęż. H₂SO₄ oraz kilka kropel roztworu jonów chloranowych(V) KIO₃. Obecność chloru sprawdziłyśmy za pomocą papierka jodoskrobiowego.

IO₃^- + 5 I^- + 6 H⁺ 3 I₂ + 3 H₂O

I^- I⁰ + ē |x 5

I⁵⁺ + 5 ē I⁰ |x 1

Papierek zabarwił się na jasnofioletowy

1. Dysproporcjonacja pod wpływem pH

1.3.1 Do probówki zawierającej kilka kropel jodu, który ma barwę pomarańczową dodałyśmy NaOH. Roztwór odbarwił się

3 I₂ + 6 NaOH KIO₃ + 5 NaI + 3 H₂O

[R] I⁰ I⁵⁺ + 5 ē |x 1

[U] I⁰ + ē I^- |x 5

1. Wpływ pH na utlenianie chlorków

1.4.1 Do roztworu KCl dodałyśmy kilka kropel H₂SO₄ oraz KMnO₄. Ogrzewałyśmy roztwór i umieściłyśmy papierek jodoskrobiowy w parach nad probówką. Papierek miał barwę jasnofioletową.

2 KMnO₄ + 8 H₂SO₄ + 10 KCl 2 MnSO₄ + 6 K₂SO₄ + 5 Cl₂ + 8 H₂O

[U] Mn⁷⁺ + 5 ē Mn²⁺ |x 2 E = 1,52 V

[R] Cl^- Cl⁰ + ē |x 10 E = 1,34 V

1.4.2 Do roztworu jonów chlorkowych NaCl dodałyśmy kilka kropel HNO₃ oraz PbO₂. Roztwór ogrzewałyśmy sprawdzając papierkiem jodoskrobiowym obecność chloru. Papierek zabarwił się na brązowo

2 NaCl + 2 HNO₃ + PbO₂ Cl₂ + PbO + 2 NaNO₃ + H₂O

[R] Cl^- Cl⁰ + ē |x 2 E = 1,34 V

[U] Pb⁴⁺ + 2 ē Pb²⁺ |x 1 E = 1,46 V

1.4.3 wykonałyśmy doświadczenie tak jak w punkcie 1.4.2. stosując jako utleniacz MnO₂. Papierek zabarwił się na fioletowo.

2 NaCl + 2 HNO₃ + MnO₂ reakcja nie zachodzi

[R] Cl^- Cl⁰ + ē |x 2 E = 1,34 V

[U] Mn⁴⁺ + 2 ē Mn²⁺ |x 1 E = 1,28 V

Z powyższego wynika, że w pierwszej i drugiej probówce chlor był obecny w probówce. W trzeciej probówce reakcja nie zachodzi ponieważ potencjał utleniacza jest mniejszy od potencjału reduktora.

L.p.	Utleniacz	E utleniacza w środowisku	Obecność chloru w parach
		Obojętnym	Kwaśnym
1	KMnO4	0,57 V	1,52 V
2	PbO2	1,46 V	1,46 V
3	MnO2	1,69 V	1,28 V

Wykres zależności potencjału od pH

1. Wnioski:

obniżenie pH, czyli zwiększenie stężenia jonów H⁺ powoduje podwyższenie potencjału, czyli zwiększa właściwości utleniające,

podwyższenie pH - obniżenie stężenia jonów H⁺ obniża potencjał układu i zmniejsza właściwości utleniające.

zwiększenie stężenia formy utlenionej [utl] zwiększa potencjał układu,

zwiększenie stężenia formy zredukowanej [red] zmniejsza potencjał układu.