Влияние среды на протекание окислительно - восстановительных процессов

Влияние рН среды на характер восстановления перманганата калия

Выполнение работы. В три пробирки внести по 3-4 капли раствора перманганата калия. В одну пробирку добавить 2-3 капли 2н. раствора серной кислоты, во вторую - столько же воды, в третью – такое количество раствора 30 % щелочи. Во все три пробирки внести по два микрошпателя кристаллического нитрита калия и перемешать растворы до полного растворения кристаллов. Через 3-4 мин отметить изменение окраски раствора во всех трех случаях.

Запись данных опыта. Написать уравнения реакций восстановления перманганата калия нитритом калия в кислой, нейтральной и щелочной средах. Учесть, что соединения марганца в различных степенях его окисления имеют характерные окраски: ион MnO₄^- имеет фиолетовую окраску, ион MnO₄^{- _} зеленую, ион Мn²⁺ бесцветен. Диоксид марганца и его гидроксид являются труднорастворимыми веществами бурого цвета. В кислой среде могут выделяться газообразные оксиды азота, которые являются продуктами побочно протекающей реакции взаимодействия нитрита калия с серной кислотой.

До какой степени окисления восстанавливаются перманганат калия в растворах, имеющих pH>7, pH=7, pH<7? Сколько окислительных эквивалентов содержится в 1моль KMnO₄ в каждом из этих случаев? Сделать соотвествующие выводы.

Опыт2. Окислительные и восстановительные свойства пероксидов

а) Диспропорционирование пероксида водорода

Выполнение работы. В пробирку с несколькими каплями пероксида водорода прибавить 2 н. раствор серной кислоты. Какой газ выделяется?

Составить схему реакции диспропорционирования пероксида

водорода с образованием кислорода и воды. Подобрать коэффициенты методом полуреакций:

для реакции восстановления пероксида водорода (H₂O₂ – окислитель):

H₂O₂ + 2H⁺ + 2e^- = 2H₂O

для реакции окисления пероксида водорода (H₂O₂ – восстановитель):

H₂O₂ – 2e^- = O₂ + 2H⁺

б)Взаимодействие пероксида водорода с иодидом калия

Выполнение работы. К раствору иодида калия, подкисленному серной кислотой, прибавить 1 – 2 капли раствора пероксида водорода. Для какого вещества характера появившаяся окраска раствора?

Написать уравнение реакции. Окислителем или восстановителем является в ней пероксид водорода?

в ) Взаимодействие пероксида водорода с оксидом ртути (II)

Выполнение работы. Поместить в пробирку 3 – 4 капели раствора нитрата ртути Hg(NO₃)₂ и добавить столько же 2 н. раствора щелочи до выпадения осадка оксида ртути (II). Отметить цвет осадка. Добавить 4 – 5 капель раствора пероксида водорода и наблюдать изменение цвета осадка вследствие образования взвешенных частиц металлической ртути. Какой газ выделяется?

Написать уравнение реакции. Окислитлем и восстановителем является пероксид водорода в данной реакции? Сделать соотвествующие выводы.

Определение электродных потенциалов. Направление окислительно-восстановительных процессов

Опыт 1. Составление медно-цинкового элемента

Выполнение работы. Один из микростаканчиков 1 (рисунок) заполнить доверху 1М раствором сульфата цинка (точнее раствором, в котором активность ионов металла равна единице), другой — 1М раствором сульфата меди. Оба стаканчика поставить в углубления подставки 2. Соединить стаканчики электролитным мостиком 3, заполненным насыщенным раствором хлорида калия в смеси с агар-агаром. Опустить в раствор сульфата цинка узкую цинко­вую пластинку, а в раствор сульфата меди — медную. Соединить электрическим проводом опущенные пластинки с гальванометром 4, Наблюдать отклонение стрелки гальванометра, указывающее на возникновение электрического тока вследствие разных значений электродных потенциалов цинка φZn²⁺ /Zn⁰ и меди φСu²⁺/Cu

Запись данных опыта. Изобразить двойной электрический слой на гра­нице раздела металл — раствор его соли на цинковом и медном электродах. Чем они отличаются качественно?

Рисунок – гальванический элемент

Написать уравнения химических реакций, протекающих на электродах гальванического элемента, и суммарное уравнение химической реакции, в результате которой возникает электрический ток в данном элементе. В каком направлении перемещаются электроны во внешней цепи? Выписать из таблицы приложения числовые значения стандартных электродных потенциалов меди и цинка и вычислить э. д. с. медно-цинкового элемента. Какие ионы и в каком направлении перемещаются в растворе?