1KURS_PNP / ТЕХНІЧНА ХІМІЯ / ЛАБОРАТОРНІ РОБОТИ ТЕХНІЧНА ХІМІЯ / ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №2
.docЛабораторна робота №2
Окисно-відновні реакції
Мета роботи: дослідити окисно-відновні властивості різних хімічних речовин, удосконалити навички складання рівнянь окисно-відновних реакцій методом електронного балансу.
Обладнання: періодична система хімічних елементів Д.І. Менделєєва, таблиця окисників та відновників, таблиця окисно-відновних реакцій, алгоритм складання ОВР.
Теоретичні відомості
Окисно-відновні реакції
Окисно-відновними називаються реакції, які відбуваються із зміною ступенів окиснення елементів.
Основні положення теорії окисно-відновних реакцій:
-
Окиснення – процес віддачі електронів атомом, молекулою чи іоном. Наприклад: Fe2+ - 1e → Fe3+ (ступінь окиснення підвищується).
-
Відновлення – процес приєднання електронів атомом, молекулою чи іоном. Наприклад: Fe3+ + 1e → Fe2+ (ступінь окиснення знижується).
-
Атоми, молекули чи іони, що віддають електрони, називаються відновниками. Під час реакції вони окиснюються. Атоми, молекули чи іони, що приєднують електрони, називаються окисниками. Під час реакції вони відновлюються.
-
Число електронів, що віддає відновник, дорівнює числу електронів, що приєднує окисник.
Класифікація окисно-відновних реакцій (таблиця 2.1)
Міжмолекулярні |
Внутрішньомолекулярні |
Диспропорціонування (самоокиснення - самовідновлення) |
2SO2+O2=2SO3 |
2KClO3=2KCl+3O2 |
4KClO3=3KClO4+KCl |
2FeCl2+Cl2=2FeCl3 |
2KNO3=2KNO2+O2 |
4Na2SO3=Na2S+3Na2SO4 |
Це реакції, в яких окисник та відновник містяться в різних речовинах (простих чи складних) |
Це реакції, під час яких відбувається зміна ступенів окиснення атомів, що містяться в одній молекулі |
Це реакції, під час яких частина атомів елемента збільшує ступінь окиснення, а частина - зменшує |
Складання рівнянь окисно-відновних реакцій методом електронного балансу
Метод ґрунтується на порівнянні ступенів окиснення атомів у вихідних речовинах та продуктах реакції.
Загальний хід складання рівнянь:
-
записати формули речовин, що вступають у реакцію. Бажано, щоб першою була формула окисника, а наступною – відновника;
-
визначити ступінь окиснення елемента у молекулі окисника та відновника;
-
визначити, в які сполуки перейдуть окисник та відновник в результаті віддачі та приєднання електронів і записати в правій частині рівняння спочатку формули продуктів відновлення та окиснення, а потім формули інших речовин, які утворюються;
-
скласти електронні схеми процесів окиснення та відновлення. Підібрати коефіцієнті в цих схемах так, щоб загальне число електронів, які віддає відновник, дорівнювало загальному числу електронів, які приєднує окисник;
-
розставити коефіцієнти в молекулярному рівнянні реакції, щоб загальне число атомів кожного елемента було однаковим в лівій та правій частинах рівняння.
НАПРИКЛАД:
H2S + KMnO4 + H2SO4 → S + MnSO4 + K2SO4 + H2O
відновник окисник
S2- - 2e → S0 | 5 окиснення
Mn+7 + 5e → Mn +2 | 2 відновлення
5H2S + 2KMnO4 + 3H2SO4 = 5S + 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O
Допускається схему електронного балансу складати в рівнянні реакції:
KMnO4 + H2S + H2SO4 → S + MnSO4 + K2SO4 + H2O
+5ē -2ē
Хід роботи
Вплив середовища на проходження окисно-відновних реакцій:
Дослід №1
У пробірку наливаємо розчин калій перманганату (окисник), сірчану кислоту (середовище) і додаємо розчин натрій сульфіту (відновник). Перманганат іон у кислому середовищі швидко і повністю відновлюється до Mn2+. Що спостерігається?
Дослід №2
У пробірку наливаємо розчин калій перманганату (окисник), натрій гідроксид (середовище) і додаємо розчин натрій сульфіту (відновник).
Спостерігаємо появу забарвлення характерного для манганат-іона MnO42-.
Дослід №3
У пробірку наливаємо розчин калій перманганату (окисник), воду (середовище) і додаємо розчин натрій сульфіту (відновник). Яка формула сполуки, що випала в осад?
Завдання 1.
Визначити ступінь окиснення елементів у сполуках:
H2O2; Cl2; KClO3; KMnO4; H2SO4; Mn2O7; K2Cr2O7; NaNO2; NH4NO3; Cr2(SO4)3.
Завдання 2.
Розставити коефіцієнти методом електронного балансу.
KMnO4 + HNO2 + H2SO4 MnSO4 + HNO3+ K2SO4 + H2O
Контрольні питання.
-
Визначити ступінь окиснення елементів у сполуках.
-
Розставити коефіцієнти методом електронного балансу.
Варіанти індивідуальних завдань (таблиця 2.2)
№ з/п |
Питання 1 |
Питання 2 |
1 |
K2S; N2; SiO2; Zn(NO3)2 |
НCl + MnO2 = Cl2 + MnCl2 + H2O |
2 |
NH3; H2; NaCl; Fe2(SO4)3 |
Na2S + KMnO4 + H2O = S + MnO2 + NaOH + KOH |
3 |
KCl; O2; SO2; Ag3PO4 |
HNO3+Zn Zn(NO3)2+NH4NO3+H2O |
4 |
MgCl2; N2; SO3; Na3PO4 |
FeSO4+KMnO4+H2SO4=Fe2(SO4)3 + MnSO4 + K2SO4 + H2O |
5 |
Na2O; Br2; P2O5; Ca(NO3)2 |
H2O2 + CrCl3 + KOH = K2Cr2O7 + KCl + H2O |
6 |
KBr; I2; CO; Al2(SO4)3 |
FeCl3 + H2S FeCl2 + S + HCl |
7 |
NaI; F2; CO2; PbSO4 |
Mn2O3 + Si = SiO2 + Mn |
8 |
H2O; KF; Cl2; H3PO4 |
KMnO4 + SO2 + H2O = MnO2 +H2SO4 + KOH |
9 |
CaCl2; NO2; N2; Al(NO3)3 |
Na2SO3 + KIO3 + H2SO4 = Na2SO4 +I2 + K2SO4 + H2O |
10 |
MgO; NO; O2; Na2SO3 |
HNO3 + Cu Cu(NO3)2 + NO + H2O |
11 |
CH4; CaBr2; Br2; Na2SO4 |
Cu + H2SO4 = CuSO4 + SO2 + H2O |
12 |
LiCl; OF2; I2; Cu3(PO4)2 |
KMnO4 +K2S + H2SO4 = MnSO4 + S + K2SO4 + H2O |
13 |
CaO; Cl2; H2O; Fe(OH)3 |
KClO3 + S = KCl + SO2 |
14 |
SiF4; KBr; Cl2; NaNO3 |
Cl2 + KOH = KCl + KClO + H2O |
15 |
CH4; NaF; O2; H2SiO3 |
SnSO4 + KMnO4 + H2SO4=Sn2(SO4)3 + MnSO4 + K2SO4 + H2O |
Питання до захисту лабораторної роботи.
-
Навести приклади хімічних реакцій, які відбуваються без зміни ступеня окиснення елементів, що входять до складу реагуючих речовин.
-
Навести приклади хімічних реакцій, що відбуваються зі зміною ступеня окиснення елементів, що входять до складу реагуючих речовин.
-
Які реакції називаються окисно-відновними.
-
Роль окисно-відновних реакцій.
-
Який процес називається окисненням.
-
Який процес називається відновленням.
-
Навести приклади найважливіших відновників.
-
Навести приклади найважливіших окисників.
-
Як змінюються окисно-відновні властивості елементів відповідно в періодах та групах періодичної системі елементів Д.І.Менделєєва.
-
Алгоритм складання рівнянь окисно-відновних реакцій.