1. Wyniki

   1. Reakcje utleniania i redukcji

      1. reakcja kationów z blaszką miedzianą (Cu) - ECu/Cu2+0 = 0, 342[V]

Lp.	Roztwór kationu	E^0[V]	Reakcja	Obserwacje
1	Hg^2+	0,851	Cu^0 + Hg^2+ → Cu^2+ + Hg^0	zabarwienie zielone
2	Hg2^2+	0,910	Cu^0 + Hg2^2+ → Cu^2+ + Hg2^0	zabarwienie szare
3	Ag^+	0,800	Cu^0 + 2Ag^+ → Cu^2+ + 2Ag^0	zabarwienie czarne
4	Cu^2+	0,342	reakcja nie zachodzi	bez zmiany
5	Bi^3+	0,500	3Cu^0 + 2Bi^3+ → 3Cu^2+ + 2Bi^0	zabarwienie szare
6	Zn^2+	-0,762	reakcja nie zachodzi	bez zmiany

1. reakcja kationów z blaszką cynową (Sn) - ESn/Sn2+0 = −0, 135[V]

Lp.	Roztwór kationu	Potencjał normalny	Reakcja	Obserwacje
1	Hg^2+	0,851	Sn^0 + Hg^2+ → Sn^2+ + Hg^0	zabarwienie czarne
2	Hg2^2+	0,910	Sn^0 + Hg2^2+ → Sn^2+ + Hg2^0	zabarwienie czarne
3	Ag^+	0,800	Sn^0 + 2Ag^+ → Sn^2+ + 2Ag^0	zabarwienie szare
4	Cu^2+	0,342	Sn^0 + Cu^2+ → Sn^2+ + Cu^0	zabarwienie mleczne
5	Bi^3+	0,500	3Sn^0 + 2Bi^3+ → 3Sn^2+ + 2Bi^0	zabarwienie czarne
6	Zn^2+	-0,762	reakcja nie zachodzi	bez zmiany

1. reakcja kationów z blaszką glinową (Al) - EAl/Al3+0 = −1, 662[V]

Lp.	Roztwór kationu	Potencjał normalny	Reakcja	Obserwacje
1	Hg^2+	0,851	2Al^0 + 3Hg^2+ → 2Al^3+ + 3Hg^0	zabarwienie czarne
2	Hg2^2+	0,910	2Al^0 + 3Hg2^2+ → 2Al^3+ + 3Hg2^0	zabarwienie szaro-czarne
3	Ag^+	0,800	Al^0 + 3Ag^+ → Al^3+ + 3Ag^0	bezbarwne
4	Cu^2+	0,342	2Al^0 + 3Cu^2+ → 2Al^3+ + 3Cu^0	bezbarwne
5	Bi^3+	0,500	Al^0 + Bi^3+ → Al^3+ + Bi^0	bezbarwne
6	Zn^2+	-0,762	2Al^0 + 3Zn^2+ → 2Al^3+ + 3Zn^0	bezbarwne

1. reakcje metali z kwasem HCl

   1. magnez

Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂

Mg²⁺ + 2e ⇆ Mg⁰ E⁰ = −2, 372[V]

2H⁺ + 2e ⇆ H₂⁰ E⁰ = 0, 000[V]

• wydziela się gaz (wodór)

1. żelazo

Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂

Fe²⁺ + 2e ⇆ Fe⁰ E⁰ = −0, 447[V]

2H⁺ + 2e ⇆ H₂⁰ E⁰ = 0, 000[V]

• wydziela się gaz (wodór)

1. cynk

Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂

Zn²⁺ + 2e ⇆ Zn⁰ E⁰ = −0, 762[V]

2H⁺ + 2e ⇆ H₂⁰ E⁰ = 0, 000[V]

• wydziela się gaz (wodór)

1. glin

2Al + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂

Al³⁺ + 3e ⇆ Al⁰ E⁰ = −1, 662[V]

2H⁺ + 2e ⇆ H₂⁰ E⁰ = 0, 000[V]

• wydziela się gaz (wodór)

1. reakcja metali z zasadą NaOH

   1. magnez

Mg + H₂O → Mg(OH)₂ + H₂

Mg(OH)₂ + 2e ⇆ Mg + 2OH⁻ E⁰ = −2, 690[V]

2H₂O + 2e ⇆ H₂ + 2OH⁻ E⁰ = −0, 828[V]

• wydziela się gaz (wodór)

1. żelazo

Fe + 2NaOH → Na₂FeO₂ + H₂

FeO₂²⁻ + 2H₂O + 2e ⇆ Fe + 4OH⁻ E⁰ = −1, 034[V]

2H₂O + 2e ⇆ H₂ + 2OH⁻ E⁰ = −0, 828[V]

• wydziela się gaz (wodór)

1. cynk

Zn + 2NaOH → Na₂ZnO₂ + H₂

ZnO₂²⁻ + 2H₂O + 2e ⇆ Zn + 4OH⁻ E⁰ = −1, 215[V]

2H₂O + 2e ⇆ H₂ + 2OH⁻ E⁰ = −0, 828[V]

• wydziela się gaz (wodór)

1. glin

2Al + 6NaOH → 2Na₃AlO₃ + 3H₂

AlO₃³⁻ + 3H₂O + 3e ⇆ Al + 6OH⁻ E⁰ = −2, 310[V]

2H₂O + 2e ⇆ H₂ + 2OH⁻ E⁰ = −0, 828[V]

• wydziela się gaz (wodór)

1. reakcja Na₂SO₃ + I₂ + H₂O→

Na₂SO₃ + I₂ + H₂O → H₂SO₄ + 2NaI

r-r pomarańczowy r-r bezbarwny

I₂ + 2e ⇆ 2I⁻ E⁰ = 0, 536[V]

SO₄²⁻ + 2H⁺ + 2e ⇆ SO₃²⁻ + H₂O E⁰ = 0, 172[V]

S^+IV − 2e → S^+VI

I₂ + 2e → 2I⁻ 

1. reakcja NaNO₂ + KI + HCl→

2NaNO₂ + 2KI + 4HCl → I₂ + 2KCl + 2NaCl + 2NO + 2H₂O

r-r bezbarwny r-r rdzawy

• za pomocą skrobi wykryty jod

I₂ + 2e ⇆ 2I⁻ E⁰ = 0, 536[V]

NO₂⁻ + 2H⁺ + 2e ⇆ NO + H₂O E⁰ = 0, 983[V]

N^+III + e → N^+II/*2

2I⁻ − 2e → I₂/*1 

2N^+III + 2e → 2N^+II

2I⁻ − 2e → I₂ 

1. reakcja (NH₄)₂C₂O₄ + KMnO₄ + H₂SO₄→

5(NH₄)₂C₂O₄ + 2KMnO₄ + 8H₂SO₄ → 5(NH₄)₂SO₄ + K₂SO₄ + 2MnSO₄ + 10CO₂ + 8H₂O

r-r fioletowy r-r bezbarwny

• wydziela się gaz (dwutlenek węgla)

MnO₄⁻ + 6H⁺ + 5e ⇆ Mn²⁺ + 4H₂O E⁰ = 1, 507[V]

2CO₂ + 2e ⇆ C₂O₄²⁻ E⁰ = 0, 170[V]

Mn^+VII + 5e → Mn^+II/*2

2C^+III − 2e → 2C^+IV/*5

2Mn^+VII + 10e → 2Mn^+II

10C^+III − 10e → 10C^+IV

1. reakcja Cr₂(SO₄)₃ + H₂O₂ + NaOH→

Cr₂(SO₄)₃ + 3H₂O₂ + 10NaOH → 2Na₂CrO₄ + 3Na₂SO₄ + 8H₂O

r-r niebieski r-r żółty

• wydziela się gaz (rozkład nadtlenku wodoru)

• reakcja charakterystyczna na zawartość chromianów (VI) daje wynik pozytywny

CrO₄²⁻ + 4H₂O + 3e ⇆ Cr³⁺ + 8OH⁻ E⁰ = −0, 130[V] 

H₂O₂ + 2H⁺ + 2e ⇆ 2H₂O +  E⁰ = 1, 760[V] 

2Cr^+III − 6e → 2Cr^+VI/*1

2O^−I + 2e → 2O^−II/*3

2Cr^+III − 6e → 2Cr^+VI

6O^−I + 6e → 6O^−II

1. reakcja PbO₂ + Mn²⁺ + HNO₃→

2PbO₂ + MnSO₄ + 4HNO₃ → 2Pb(NO₃)₂ + PbSO₄ + MnO₂ + 2H₂O

r-r bezbarwny brunatny osad

PbO₂ + 4H⁺ + 2e ⇆ Pb²⁺ + 2H₂O E⁰ = 1, 455[V] 

MnO₂ + 4H⁺ + 2e ⇆ Mn²⁺ + 2H₂O E⁰ = 1, 224[V] 

Pb^+IV + 2e → Pb^+II

Mn^+II − 2e → Mn^+IV

1. Zmiany pH podczas reakcji redoks

   1. reakcja KIO₃ + Na₂S₂O₃ + HCl→

KIO₃ + 6Na₂S₂O₃ + 6HCl → KI + 6NaCl + 3Na₂S₄O₆ + 3H₂O

r-r czerwony r-r pomarańczowy

• oranż metylowy zmienia zabarwiony przed reakcja na czerwono zmienia barwę na pomarańczową po reakcji

IO₃⁻ + 6H⁺ + 6e ⇆ I⁻ + 3H₂O E⁰ = 1, 085[V]

S₄O₆ + 2e ⇆ 2S₂O₃ E⁰ = 0, 170[V]

I^+V + 6e → I^−I/*1

2S₂O₃ − 2e → S₄O₆/*3

I^+V + 6e → I^−I

6S₂O₃ − 6e → 3S₄O₆

1. reakcja Na₂SO₃ + I₂ + H₂O→

Na₂SO₃ + I₂ + H₂O → H₂SO₄ + 2NaI

r-r pomarańczowy r-r bezbarwny

I₂ + 2e ⇆ 2I⁻ E⁰ = 0, 536[V]

SO₄²⁻ + 2H⁺ + 2e ⇆ SO₃²⁻ + H₂O E⁰ = 0, 172[V]

S^+IV − 2e → S^+VI

I₂ + 2e → 2I⁻ 

• papierek uniwersalny zabarwił się po reakcji na czerwono

  1. Przewidywanie kierunku reakcji w zależności od pH

     1. reakcja H₂O₂ + I₂ + H₂SO₄→

H₂O₂ + I₂ + H₂SO₄→ reakcja nie zajdzie

r-r pomarańczowy

I₂ + 2e ⇆ 2I⁻ E⁰ = 0, 536[V]

O₂ + 2H⁺ + 2e ⇆ H₂O₂ E⁰ = 0, 695[V]

• po zalkalizowaniu roztworu reakcja zaszła

H₂O₂ + I₂ + 2NH₄OH → 2NH₄I + 2H₂O + O₂

r-r pomarańczowy r-r bezbarwny

I₂ + 2e ⇆ 2I⁻ E⁰ = 0, 536[V]

O₂ + 2H₂O + 2e ⇆ H₂O₂ + 2OH⁻ E⁰ = −0, 146[V]

I₂ + 2e → 2I⁻

2O^−I − 2e → O₂⁰

1. reakcja Na₂S₂O₃ + KMnO₄ + H₂SO₄→

10Na₂S₂O₃ + 2KMnO₄ + 8H₂SO₄ →  5Na₂S₄O₆ + 5Na₂SO₄ + K₂SO₄ + 2MnSO₄ + 8H₂O

r-r fioletowy r-r bezbarwny

S₄O₆ + 2e ⇆ 2S₂O₃ E⁰ = 0, 170[V]

MnO₄⁻ + 6H⁺ + 5e ⇆ Mn²⁺ + 4H₂O E⁰ = 1, 507[V]

2S₂O₃ − 2e → S₄O₆/*5

Mn^+VII + 5e → Mn^+II/*2

10S₂O₃ − 2e → 5S₄O₆

2Mn^+VII + 10e → 2Mn^+II

1. reakcja Na₂S₂O₃ + KMnO₄ + NaOH→

2Na₂S₂O₃ + 4KMnO₄ + 2NaOH →  Na₂S₄O₆ + 2K₂MnO₄ + 2Na₂MnO₄ + H₂O

r-r fioletowy r-r zielony

S₄O₆ + 2e ⇆ 2S₂O₃ E⁰ = 0, 170[V]

MnO₄⁻ + OH⁻ + e ⇆ MnO₄²⁻ + H₂O + O ₂ E⁰ = 0, 783[V]

2S₂O₃ − 2e → S₄O₆/*1

Mn^+VII + e → Mn^+VI/*2

2S₂O₃ − 2e → S₄O₆

2Mn^+VII + 2e → 2Mn^+VI

1. reakcja Na₂S₂O₃ + KMnO₄ + H₂O

6Na₂S₂O₃ + 2KMnO₄ + 4H₂O →  3Na₂S₄O₆ + 2KOH + 6NaOH + 2MnO₂

r-r fioletowy r-r brunatny

S₄O₆ + 2e ⇆ 2S₂O₃ E⁰ = 0, 170[V]

MnO₄⁻ + 2H₂O + 3e ⇆ MnO₂ + 4OH ⁻ E⁰ = 0, 595[V]

2S₂O₃ − 2e → S₄O₆/*3

Mn^+VII + 3e → Mn^+IV/*2

6S₂O₃ − 6e → 3S₄O₆

2Mn^+VII + 6e → 2Mn^+IV

1. Wnioski

   1. Metal położony wyżej w szeregu napięciowym metali wpiera z soli metal położony niżej.

   2. Znając możliwość zajścia reakcji (wartości potencjałów normalnych) danego roztworu z metalem można dobrać odpowiednią powłokę ochronna

   3. Analiza potencjałów normalnych dowiodła, że metale poddane doświadczeniu mogą reagować z kwasami oraz zasadami, jednakże w zależności od środowiska tworzą różne związki.

   4. Ze względu na to, że reakcjom redoks towarzyszą często zmiany barw, można je stosować w analizie chemicznej.

   5. Często reakcjom redoks towarzyszą zmiany pH środowiska reakcyjnego, co umożliwia w pewny sposób możliwość sterowania pH

   6. Na przebieg reakcji wpływa zadanie przez nas środowisko:

      • niektóre reakcje wogóle nie zachodzą przy określonym pH, natomiast przy innym reakcja jest możliwa (H₂O₂ + I₂ + H₂SO₄→)

      • Prawidłowo dobrane pH umożliwi także otrzymanie tylko pożądanych produktów (jak w przypadku KMnO₄)