Классификация овр:
а) межмолекулярные реакции, в которых окислитель и восстановитель - разные вещества:
P0 + HN+5O3 + H2O ® H3P+5O4 + N+2O;
б) внутримолекулярные реакции, в которых окислитель и восстановитель в виде атомов разных элементов находятся а составе одной и той же молекулы:
KN+5O3-2 ® KN+3O2 + O20;
в) реакции диспропорционирования (самоокисления - самовосстановления), при которых происходит окисление и восстановление атомов одного и того же элемента в одной и той же степени окисления:
KCl+5O3 ® KCl-1 + KCl+7O4
г) реакции обратного диспропорционирования - окислитель и восстановитель – атомы одного и того же элемента в разных степенях окисления:
H2S-2 + S+4O2 ® S0 + H2O;
Определение продуктов окислительно-восстановительной реакции является непростой задачей, поскольку их состав зависит от концентрации реагирующих веществ, от кислотности среды и т. д. Так, например, Мn+7 в кислой среде восстанавливается до Мn+2, в нейтральной - до Мn+4 и в щелочной - до Мп+6.
Следует также учитывать, что чем более сильный восстановитель участвует в реакции, тем более глубоко восстанавливается окислитель и наоборот. Так, при реакции разбавленной азотной кислоты с малоактивными металлами (Bi, Си, Ag)oбpaзyeтcя N0, а при реакции ee с активными металлами (Zn, Mg, Ca) - N2O, N2 или NH3.
Надо также иметь в виду, что ряд элементов может проявлять целый набор различных степеней окисления. В таблице приведены возможные степени окисления для наиболее распространенных окислителей и восстановителей и соответствующие данным степеням окисления соединения.
Только окислительные свойства проявляют элементы, имеющие высшую степень окисления, только восстановительные-элементы в низшей степени окисления и свободные металлы. Элементы, имеющие промежуточную степень окисления, а также свободные неметаллы за исключением F2 могут проявлять как окислительные, так и восстановительные свойства.
Практическая часть
Общие указания по проведению опытов
Вещества, между которыми проводится реакция, берутся в одинаковых пропорциях (8-10 капель), причем, смешивание веществ следует производить в той последовательности, которая указана в задании.
Внимательно следите за внешними изменениями (изменение цвета, запаха, выделение газа или осадка) при протекании реакции и фиксируйте их. Для определения возможных продуктов воспользуйтесь таблицей. Рекомендуется начать определение возможных продуктов реакции с поиска потенциальных окислителей и восстановителей.
Оформление опытов следует начинать с написания уравнений электронно-ионного баланса, затем, просуммировав эти уравнения с учетом найденных коэффициентов, получают сокращенную ионную форму ОВР. Дополнив левую и правую часть сокращенной ионной формы фоновыми ионами, получают полную ионную форму ОВР и, наконец, объединив ионы в молекулы, - молекулярную форму ОВР.
Задания:
Опыт №1. Реакции, в которых окислителями являются элементы в высшей степени окисления: .........
|
I. KMnO4 + H2SO4 + NaNO2 2.KMnO4 + H2O + NaNO2 З: KMnO4 + NaOH + NaNO2 4. KMnO4 + H2SO4 + FeSO4 5. CuCI2+ NaNO2 6. FeSO4+ H2SO4+ K2CrO4 |
7. KMnO4 + H2SO4 + Na2S
8.
(NH4)2Cr2O7 9. KMnO4 + MnSO4 10. KMnO4 + KOH +Na2S2O3 11. KMnO4 + KOH +KI 12. KMnO4 + KOH +I2 |
Опыт №2. Реакции, в которых восстановителями являются элементы в низшей степени окисления или свободные металлы :
|
1. KMnO4 + H2SO4 +KI 2. KI+FeCl3 3. KI+ H2SO4 + NaNO2 4. KI+ H2SO4конц 5. Mg+ HNO3конц 6. Mg+ HNO3разб 7. K2CrO4+ H2SO4+Mg
|
8. KMnO4 + H2SO4 +Mg 9. KI+ HNO3конц 10. KI+ H2SO4 + K2CrO4 11. KMnO4 + H2SO4 +Na2S 12. Na2S+I2 13. Na2S+ H2SO4 + K2CrO4 14. KMnO4 + H2SO4 +Zn
|
Опыт №3. Окислительно-восстановительная двойственность элементов в промежуточной степени окисления.
|
1. KI+ H2SO4 + H2O2 2. NaNO2+ H2SO4+ K2CrO4 3. H2O2+ H2SO4+ K2CrO4 4. Na2S2O3+ NaOH +I2 5. Na2S2O3+ H2SO4 6. Na2S2O3+HCl
|
7. KMnO4 + H2SO4 + H2O2 8. I2+ KOH 9. KMnO4 + H2O2 10. Na2S2O3+ KMnO4 11. Na2S2O3+ H2SO4 + K2CrO4 12. CuCI2+ Na2S2O3
|
Выводы:
В выводах по каждой реакции следует указать, какой элемент и почему является окислителем и восстановителем, составить уравнения, электронно-ионного баланса и на их основании молекулярные уравнения ОВР и пояснить, к какому типу окислительно-восстановительных реакций относится данная реакция.
Таблица 7.1.
|
Элемент |
Степень окисления |
Соединение или ион |
Внешние признаки |
|
Азот |
+5 |
NO3- |
Бесцветный раствор |
|
|
+4 |
NО2 ↑ |
Бурый газ с резким запахом |
|
|
+3 |
NО2-(KNО2,...) |
Бесцветный раствор |
|
|
+2 |
NO↑ |
Бесцветный газ с резким запахом |
|
|
+ 1 |
N2O↑ |
Бесцветный газ со слабым наркотическим действием |
|
|
0 |
N2↑ |
Бесцветный газ без запаха |
|
|
-3 |
NH3 или NH4+ (NH4NO3..) |
Бесцветный газ с резким запахом или бесцветный раствор |
|
Сера |
-2 |
H2S↑, или S2- (Na2S...) |
Бесцветный газ или раствор с запахом тухлых лиц |
|
|
0 |
S↓ |
Осадок или взвесь белого цвета |
|
+2 |
S2O32- (Na2S2O3.,.) |
Бесцветный раствор | |
|
|
+4 |
SO2↑, SО32- (Na2SO3..) |
Бесцветный газ с резким запахом или бесцветный раствор |
|
|
+6 |
SO42- (Na2SO4...) |
Бесцветный раствор |
|
Марганец |
+7 |
MnO4-(KMnО4...) |
Малиновый раствор |
|
|
+6 |
MnO42- (K2MnО4...) |
Зеленый или сине-зеленый раствор |
|
|
+4 |
MnO2 |
Бурый оcадок или взвесь |
|
|
+2 |
Mn2+ (MnSO4..) |
Бесцветный раствор |
|
Хром |
+6 |
CrO42-_ (K2CrO4...), Сr2О72- (К2Сr2О7...) |
Желтый раствор Оранжевый раствор |
|
|
+3 |
Cr3+ (CrCl3, Cr2(SO4)3...) |
Зеленый или фиолетово-голубой раствор |
|
Железо |
+3 |
Fe3+ (Fe2(SO4)3,...) |
Желтоватый раствор |
|
|
+2 |
Fe2+ (FeCl2, FeSO4...) |
Очень бледный желтый или зеленоватый раствор |
|
Медь |
+2 |
Cu2+ (CuCl2,...) |
Голубой раствор |
|
|
+1 |
Cu1+ (CuCl,...) |
Зеленый раствор |
|
Иод |
+5 |
JO3- (KJO3, NaJO3..) |
Бесцветный раствор |
|
|
+ 1 |
JO-(KJO,NaJO...) |
Бесцветный раствор |
|
|
0 |
J2 |
Бурый раствор с характерным запахом или темно-фиолетовые кристаллы |
|
|
-1 |
J- (KJ. NaJ...) |
Очень бледно-желтый (почти бесцветный) раствор |
|
Кислород |
0 |
O2↑ |
Бесцветный газ без запаха |
|
|
-1 |
H2O2 |
Бесцветная жидкость |
|
|
-2 |
h2o, oh- |
Бесцветная жидкость |
Лабораторная работа №8