Politechnika Śląska Wydział Inżynierii Materiałowej i Metalurgii
Sprawozdanie Z CHEMII OGÓLNEJ Laboratorium
TEMAT: Redoksy - określenie charakteru chemicznego związków manganu i chromu.
Uwagi prowadzącego:
Data przyjęcia: Podpis prowadzącego:	Imię i nazwisko:
		Grupa: ZIP 12 Sekcja: III

Reakcje redoks - to procesy składające się z dwóch reakcji: utlenienia i redukcji.

Reakcja utlenienia to reakcja, w której wzrasta stopień utlenienia pierwiastka, natomiast w drugiej maleje stopień utlenienia. Utlenianie to proces utraty elektronów przez uczestniczący w reakcji atom lub jon a redukcja to proces przyłączenia elektronów.

Chrom:

Właściwości: srebrzystobiały metal o niebieskawym odcieniu, dobrze przewodzi prąd elektryczny oraz ciepło. W temperaturze pokojowej jest odporny na działanie wody, siarki, azotu, węgla i fluorowców, rozpuszcza się w kwasie solnym i siarkowym (VI), natomiast w kwasie azotowym (V) i w wodzie królewskiej ulega pasywacji.

Zastosowanie:

- używany jest do produkcji taśm magnetofonowych i magnetowidowych oraz w garbarstwie i fotografice,

- jest stosowany jako zewnętrzna warstwa pokrywająca elementy stalowe, poprawiająca ich wygląd oraz chroniąca przed korozją,

- stosuje się również jako pigmenty do farb malarskich oraz do barwienia szkła, porcelany.

Mangan:

Właściwości: twardy srebrzystobiały metal o lekko różowawym połysku, reaktywny chemicznie, wypiera wodór nawet z zimnej wody a powietrzu pokrywa się czarną warstewką tlenku, dzięki czemu staje się odporniejszy na korozję, nawet bardziej niż żelazo.

Zastosowanie:

- stosuje się jako dodatek utwardzający do stopów metali,

- używany jest też do produkcji ogniw i barwników,

- związki manganu mają zastosowanie także jako środki dezynfekujące.

Ćwiczenie 4a

Określanie charakteru chemicznego związków chromu.

1) Do probówki wlałyśmy 2cm³ CrCl_3, następnie dodawałyśmy kroplami NaOH.

3NaOH + CrCl₃ → Cr(OH)₃ + 3NaCl ↓

Wnioski: Powstał osad, kolor zmienił się na zielony. Reakcja ta, nie jest reakcją redoks.

2) Powstały osad rozlałyśmy do dwóch probówek. Do probówki nr 1 dodałyśmy NaOH.

Cr(OH)₃ + 3NaOH → Na₃CrO₃ + 3H₂O

Wnioski: Osad zniknął. Reakcja, nie jest reakcją redoks.

3) Do probówki nr 2, zawierającej Cr(OH)₃ dodałyśmy HCl.

Cr(OH)₃ + 3HCl → CrCl₃ + 3H₂O

Wnioski: Osad zniknął, kolor zmienił się na niebieski.

4) Do roztworu otrzymanego w probówce nr 1 wlałyśmy 10% roztwór H₂O_2.

2Na₃CrO₃ + 3H₂O₂ → 2Na₂CrO₄ + 2NaOH + 2H₂O

Wnioski: Pojawił się brązowy osad. Reakcja jest reakcją redoks.

Cr ^III - 3e → Cr ^VI /*2 reakcja utleniania

O2 ^-I + 2e → 2O ^-II /*3 reakcja redukcji

Cr ^III - 6 e → 3Cr ^VI reduktor

3O ^-I + 6e → 6O ^-II utleniacz

Równanie reakcji: 2Na₃CrO₃ + 3H₂O₂ → 2Na₂CrO₄ + 2NaOH + 2H₂O

5) Do probówki z otrzymanym wcześniej roztworem wkraplałyśmy H₂SO₄ .

2Na₂CrO₄ + H₂SO₄ → Na₂Cr₂O₇ + Na₂SO₄ + H₂O

Wnioski: Kolor zmienił się na pomarańczowy. Reakcja ta nie jest reakcją redoks.

Ćwiczenie 4b

Określanie charakteru chemicznego związków manganu.

1) Do probówki wlałyśmy kilka kropel KMnO ₄ oraz 0,1M NaOH, a następnie małymi porcjami Na₂SO₃.

2KMnO₄ + 2NaOH + H₂SO₃ → 2Na₂MnO₄ + K₂SO₄ + H₂O

Wnioski: Kolor zmienił się na zielony

Mn ^VII + 1 e → Mn ^VI /*2 reakcja redukcji

S ^IV - 2 e → S ^VI reakcja utleniania

2Mn ^VII + 2 e → 2Mn ^VI utleniacz

S ^IV - 2 e → S ^VI reduktor

Równanie reakcji: 2KMnO₄ + 2NaOH + H₂SO₃ → 2Na₂MnO₄ + K₂SO₄ + H₂O

2) Do probówki wlałyśmy kilka kropel KMnO₄, kilka kropel 2M H₂SO₄ oraz 1cm³ 10% H₂0₂.

2KMnO₄ + 3H₂SO₄ + 5H₂O₂ → 2MnSO₄ + K₂SO₄ + 5O₂ + 8H₂0

Wnioski: Powstał bezbarwny roztwór.

Mn ^VII + 5e → Mn ^II /*2 reakcja redukcji

O₂ ^-I - 2e → O₂ /*5 reakcja utlenienia

2Mn ^VII + 10e → 2Mn ^II utleniacz

5O₂ ^-I -10e → 5O₂ reduktor

Równanie reakcji: 2KMnO₄ + 3H₂SO₄ + 5H₂O₂ → 2MnSO₄ + K₂SO₄ + 5O₂ + 8H₂0

3) Do probówki wlałyśmy 1cm³ MnSO_4, 2cm³ HNO₃ oraz 3g PbO_2, następnie podgrzałyśmy roztwór ciągle mieszając.

2MnSO₄ + 5PbO₂ + 4HNO₃ → Pb(MnO₄)₂ + 2PbSO₄ + 2Pb(NO₃)₂ + 2H₂0

Wnioski: Po podgrzaniu kolor zmienił się za fioletowy.

Mn ^II - 4e →Mn ^VI reakcja utleniania

Pb ^IV + 2e → Pb ^II /*2 reakcja redukcji

Mn ^II - 4e → Mn ^VI reduktor

2Pb ^IV +4e → 2Pb ^II utleniacz

Równanie reakcji: 2MnSO₄ + 5PbO₂ + 4HNO₃ → Pb(MnO₄)₂ + 2PbSO₄ + 2Pb(NO₃)₂ + 2H₂0

4) Do probówki wlałyśmy 3cm³ FeSO_{4 ,} 2cm³ H₂SO_4, oraz ciągle mieszając roztwór KMnO_4.

2KMnO₄ + 10FeSO₄ + 8H₂SO₄ → 2MnSO₄ + K₂SO₄ + 5Fe₂(SO₄)₃ + 8H₂0

Wnioski: Po dodaniu KMnO₄ kolor roztworu się nie zmienił.

2Fe ^II - 2e → Fe₂ ^III /*5 reakcja utleniania

Mn ^VII + 5e → Mn ^II /*2 reakcja redukcji

10Fe ^II - 10e → 5Fe₂ ^III reduktor

2Mn ^VII + 10e → 2Mn ^II utleniacz

Równanie reakcji: 2KMnO₄ + 10FeSO₄ + 8H₂SO₄ →2MnSO₄ + K₂SO₄ + 5Fe₂(SO₄)₃ + 8H₂0

Literatura:

- Saternus M., Fornalczyk A., Dankemyer-Łączny J.: Chemia ogólna dla metalurgów, Pol. Śl., Gliwice, 2007.

- Skrypt nr 2270 pod redakcją D. Krupkowej Pt. ”Ćwiczenia z chemii ogólnej dla studentów inżynierii materiałowej i metalurgii”.

---