BADANIE AMFOTERYCZNYCH WŁAŚCIWOŚCI WODOROTLENKÓW.

Do czterech próbówek wlewamy po około 1 cm ³ roztworów:

1) Pb(NO₂)₃ -azotan ołowiu

2) Al₂(SO₄)₃ -siarczan glinu

3)ZnSO₄ -siarczan cynku

4)Cr₂(SO₄)₃ -siarczan chromu

Do każdej próbówki dodajemy tyle roztworu NaOH, aby wytrącił się osad wodorotlenków w/w metali. Otrzymane osady dzielimy na dwie części i przez dodanie: a) kwasu azotowego HNO₃, b) zasady sodowej NaOH sprawdzamy rozpuszczalność wodorotlenków amfoterycznych.

1)

Pb(NO₃)₂ + 2NaOH → Pb(OH)₂↓ + 2NaNO₃ - wytrącił się biały osad

a)

Pb(OH)₂↓ + 2HNO₃ → Pb(NO₃)₂ + 2H₂O - osad zniknął

b)

Pb(OH)₂↓ + 2NaOH → Na₂PbO₂ + 2H₂O - osad zniknął

2)

Al₂(SO₄)₃ + 6NaOH → 2 Al.(OH)₃↓ + 3Na₂SO₄ - wytrącił się biały osad

a)

Al.(OH)₃↓ + 3HNO₃ → Al.(NO₃)₃ + 3H₂O -osad zniknął

b)

Al.(OH)₃↓ + 3 NaOH → Na₃AlO₃ + 3H₂O - osad zniknął

3)

ZnSO₄ + 2NaOH → Zn(OH)₂↓ + Na₂SO₄ -wytrącił się biały osad

a)

Zn(OH)₂↓ + 2HNO₃ → Zn(NO₃)₂ + 2H₂O -osad zniknął

b)

Zn(OH)₂↓ + 2NaOH → Na₂ZnO₂ + 2H₂O - osad zniknął

4)

Cr₂(SO₄)₃ +6NaOH → 2Cr(OH)₃↓ + 3Na₂SO₄ -wytrącił się szarozielony osad

a)

Cr(OH)₃↓ + 3NO₃ → Cr(ON₃)₃ + 3H₂O -osad zniknął

b)

Cr(OH)₃↓ + 3NaOH → Na₃CrO₃ + 3H₂O -osad znikną

Wyżej wymienione wodorotlenki w zależności od środowiska wykazują charakter kwasowy lub zasadowy i zaliczają się do substancji amfoterycznych. Wodorotlenki amfoteryczne rozpuszczają się w kwasach tworząc proste sole (charakter zasadowy), a w nadmiarze mocnej zasady tworząc rozpuszczalne hydrokompleksy (charakter kwasowy).

WPŁYW ILOCZYNU ROZPUSZCZALNOŚCI NA KOLEJNOŚĆ STRĄCANIA OSADÓW

Do trzech próbówek wprowadzamy:

a)ZnCl₂

b)MnCl₂

c)mieszaninę obu tych związków

Następnie do każdej z nich dodajemy kroplami (NH₄)₂S, obserwujemy w pierwszych dwóch próbówkach postać i barwę produktu, w trzeciej kolejność wytrącania się osadów soli.

Ir - „iloczyn rozpuszczalności'' jest to wielkość charakterystyczna dla danego trudno rozpuszczalnego związku.

a)

ZnCl₂ + (NH₄)₂S → ZnS↓ + 2NH₄Cl

Zn²⁺ + S^2- → ZnS↓ Ir_(ZnS) = 1,2*10^-23

Wytrącił się biały osad

b)

MnCl₂ + (NH₄)₂S → MnS↓ + 2NH₄Cl

Mn²⁺ + S^2- → MnS↓ Ir_(MnS) = 2,4*10^-15

Wytrącił się cielisty osad

c)

ZnCl₂ + MnCl₂ + 2(NH₄)₂S → ZnS↓ + MnS↓ + 4NH₄Cl

W próbówce trzeciej biały osad ZnS↓ przeszedł w osad cielisty MnS↓. Spowodowane jest to tym, że siarczek cynku posiada mniejszy iloczyn rozpuszczalności niż siarczek manganu, dlatego powstał on jako pierwszy.

WPŁYW ŚRODOWISKA NA PRZEBIEG REAKCJI REDOKS

Do każdej z trzech próbówek wpuszczamy po 1 cm³ Na₂SO₃ , następnie do każdej z nich:

1. roztworu H₂SO₄

2. roztworu NaOH

3. wody destylowanej

Do tych roztworów dodajemy KMnO₄.

1. Nastąpiło odbarwienie się roztworu KMnO₄, spowodowane jest to tym, że mangan w środowisku kwaśnym przechodzi w (+7) stopnia utlenienia na (+2) stopień utlenienia.

SO₃^2- + MnO₄^- + H⁺ → Mn²⁺ + SO₄^2- + H₂O

Mn⁷⁺ + 5e^- → Mn²⁺ /2 utleniacz

S⁴⁺ - 2e^- → S⁶⁺ /5 reduktor

Bilans jonowy

5(-2) + 2(-1) +X = 2(+2) + 5(-2)

X=6

Ostateczna postać

5 SO₃^2- + 2 MnO₄^- + 6H⁺ → 2 Mn²⁺ + 5 SO₄^2- + 3 H₂O

2. Roztwór KMnO₄ przybrał barwę zieloną. Mangan w środowisku zasadowym uzyskał (+6) stopień utlenienia.

Na₂SO₃^2- + KMnO₄^- + NaOH → Na₂MnO₄^- + K₂SO₄^2- + H₂O

S⁴⁺ - 2e^- → S⁶⁺ /1 reduktor

Mn⁷⁺ + e^- → Mn⁶⁺ /2 utleniacz

Ostateczna postać

Na₂SO₃^2- + 2 KMnO₄^- + 2 NaOH → 2 Na₂MnO₄^- + K₂SO₄^2- + H₂O

3. Roztwór w próbówce przybrał brązową barwę. Mangan w środowisku obojętnym pod wpływem jonu SO₃^2- przechodzi na (+4) stopień utlenienia.

Na₂SO₃^2- + KMnO₄^- + H₂O → MnO₂ + Na₂SO₄^2- + KOH^-

Mn⁷⁺ + 3e^- → Mn⁴⁺ /2 utleniacz

S⁴⁺ - 2e^- → S⁶⁺ /3 reduktor

Ostateczna postać

3 Na₂SO₃ + 2 KMnO₄ + H₂O → 2 MnO₂ + 3 Na₂SO₄ + 2KOH

WŁAŚCIWOŚCI ZWIĄZKÓW REDOKS NA POŚREDNICH STOPNIACH UTLENIENIA

Do dwóch próbówek dodajemy po 1cm³ roztworu NaNO₂ i do każdej, w celu zakwaszenia, roztwór H₂SO₄. Następnie wprowadzamy roztwór:

a)KMnO₄

b)KI

1. Roztwór w probówce jest bezbarwny. Mangan redukuje się na (+2) stopień utlenienia, azot natomiast utlenia się do (+5) stopnia.

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

Mn⁷⁺ +5e^- → Mn²⁺ /2 utleniacz

N³⁺ - 2e^- → N⁵⁺ / 5 reduktor

2. Roztwór w probówce przybrał barwę brązową i zaczął strącać się wolny jod. Jod utlenił się do (0) stopnia utlenienia, natomiast azot zredukował się do (+2) stopnia utlenienia i zaczął wydzielać się NO - tlenek azotu.

2KI + 2H₂SO₄ + 2NaNO₂ → I₂⁰↑ + Na₂SO₄ + 2NO + 2H₂O + K₂SO₄

2N³⁺ + e^- → 2N²⁺ / 2 utleniacz

2I^- - 2e^- → I₂⁰ / 1 reduktor

W pierwszej reakcji NaNO₂ pełni rolę reduktora, natomiast w drugiej rolę utleniacza.

---