1.Cel i zakres ćwiczenia:

Celem doświadczeń jest zapoznanie się z różnymi typami reakcji chemicznych, opanowanie umiejętności pisania i bilansowania równań reakcji.

2. Opis stanowiska badań:

Aparatura używana:

- probówki,

- pipety,

- odpowiednie odczynniki,

- woda destylowana.

3.Przebieg realizacji eksperymentów:

1. Badanie amfoterycznych właściwości wodorotlenków.

Do czterech probówek wlałam po około 1 cm³ roztworów:

a)Pb(NO₃)_2, b) Al₂(SO₄)_3, c) ZnSO₄ d) Cr₂(SO₄)₃.

Do każdej probówki dodałam tyle roztworu NaOH, aby wytrącić osady wodorotlenków wyżej wymienionych metali.

Pb(NO₃)₂ + 2NaOH
Pb(OH)₂
+ 2NaNO₃

Al₂(SO₄)₃ + 6NaOH
2Al(OH)₃
+ 3Na₂SO₄

ZnSO₄ + 2NaOH
Zn(OH)₂
+ Na₂SO₄

Cr₂(SO₄)₃ + 6NaOH
2Cr(OH)₃
+ 3Na₂SO₄

Otrzymane osady podzieliłam na dwie części i do jednej części dodałam kwasu solnego, a do drugiej zasady sodowej.

1.Pb(OH)₂ +2HCl
PbCl₂ + 2H₂O

Pb(OH)₂ + 2NaOH
Na₂PbO₂ + 2H₂O lub Na_2
4

2.Al(OH)₃ + 3HCl
AlCl₃ + 3H₂O

Al(OH)₃ + 3NaOH
Na₃AlO₂ + 3H₂O lub Na_3
6

3.Zn(OH)₂ + 2HCl
ZnCl₂ + 2H₂O

Zn(OH)₂ + 2NaOH
Na₂ZnO₂ + 2H₂O lub Na_2
4

4.Cr(OH)₃ + 3HCl
CrCl₃ + 3H₂O

Cr(OH)₃ + 3NaOH
Na₃CrO₂ + 3H₂O lub Na_3
6

Powstałe wcześniej osady to wodorotlenki amfoteryczne. Wodorotlenki te reagują z kwasami i zasadami. W reakcjach z kwasami zachowują się jak zasady, a z zasadami jak kwasy.

Wodorotlenek NaOH wytrącił z roztworów trudno rozpuszczalne osady: Pb(OH)₂ (biały osad), Al(OH)₃ (biały osad), Zn(OH)₂, Cr(OH)₃(szarozielony osad), Które rozpuściły się w kwasie HCl tworząc sole oraz rozpuszczają się w nadmiarze zasady NaOH tworząc rozpuszczalne hydrokompleksy (np.: Na₂PbO₂).

B) Wpływ iloczynu rozpuszczalności na kolejność strącania osadów.

Do Trzech probówek wlałam a) ZnCl₂, b) MnCl₂, c) mieszaninę obu tych związków. Następnie do każdej z nich dodawałam kroplami (NH₄)₂S.

ZnCl₂ + (NH₄)₂S
ZnS
+ 2NH₄Cl

MnCl₂ + (NH₄)₂S
MnS
+ 2NH₄Cl

Po dodaniu tego związku w pierwszej probówce zaobserwowałam barwę jasnoniebieską, w drugiej pomarańczową. W probówce trzeciej należało określić kolejność wytrącania się osadów. Jako pierwszy wytrącił się ZnCl₂ (niebieski), a jako drugi MnCl₂ (pomarańczowy). Wszystkie wytrącające się związki miały galaretowaty stan skupieni- charakterystyczny dla amfoterów. Niejednorodne wytrącanie się osadów spowodowane jest różnym iloczynem rozpuszczalności. Iloczyn rozpuszczalności - jest to iloczyn stężeń jonów pozostających w równowadze z trudno rozpuszczalnym osadem tych jonów w roztworze nasyconym. I_r jest wielkością stałą.

C) Wpływ środowiska na przebieg reakcji redoks.

Do każdej z trzech probówek dodałam po 1 cm³ Na₂SO₃ a następnie do każdej z nich a) roztworu H₂SO₄ b) roztworu NaOH c) wody destylowanej. Na tak przygotowane roztwory podziałałam KMnO₄

.

1. 5Na₂SO₃ + 3H₂SO₄ + 2KMnO₄
   2MnSO₄ + 5Na₂SO₄ + K₂SO₄ + 3H₂O

S⁴⁺ - 2

S⁶⁺/*5

Mn⁷⁺ + 5

Mn²⁺/*2

b)Na₂SO₃ + 2NaOH + 2KMnO₄
K₂SO₄ +2NaMnO₄ + H₂O

S⁴⁺ - 2

S⁶⁺

Mn⁷⁺ + 1

Mn⁶⁺/*2

c) 3Na₂SO₃ + H₂O + 2KMnO₄
2MnO₂ + 3Na₂SO₄ + 2KOH

S⁴⁺ - 2

S⁶⁺/*3

Mn⁷⁺ + 3

Mn⁴⁺/*2

W probówce a. Po dodaniu nadmanganianu potasu zaobserwowano barwę różową czyli siarczan(VI) manganu(II) jest bezbarwny, w probówce b. barwę zieloną (MnO₄^2-), a w probówce c. brunatny osad (tlenek manganu). Na reakcję redoks duży wpływ ma środowisko tej reakcji. Dany układ redoks zmienia swoją zdolność do utlenienia w zależności od środowiska.

D) Właściwości związków redoks na pośrednich stopniach utlenienia:

Do dwóch probówek wlałam po 1 cm³ NaNO₂ i roztwór H₂SO₄ w celu zakwaszenia środowiska. Następnie do pierwszej dodałamKMnO₄, a do drugiej probówki wlałam KI.

5NaNO₂ + 3H₂SO₄ + 2KMnO₄
2MnSO₄ + 5NaNO₃ +K₂SO₄ + 3H₂O

N³⁺ - 2

N⁵⁺/*5

Mn⁷⁺ + 5

Mn²⁺/*2

W tej reakcji azotan(III) sodu pełni rolę reduktora, utleniaczem jest nadmanganian(VII) potasu, gdyż jest to środowisko kwaśne.

2MnNO₂ + 2H₂SO₄ + 2KI
I₂ + Na₂SO₄ +2NO +2H₂O + K₂SO₄

N³⁺ +

N²⁺/*2

2I - 2

I₂

W reakcji drugiej azotan(III) sodu pełni rolę utleniacza, redukuje się do tlenku azotu(II). Azotan(III) sodu jest substancją, która w zależności od dodanego odczynnika może być utleniaczem lub reduktorem.

---