Лабораторна робота № 11

Тема: Дослідження окиснювальних властивостей перманганату калію в кислому, лужному, нейтральному середовищах.

Мета роботи: Вивчити основні властивості сполук мангану.

Тривалість заняття: 4 години.

І. Матеріальне забезпечення:

1. Обладнання: штативи з пробірками; нагрівальні прилади; пробірко-тримачі; дерев’яні скіпки, сірники.

2. Реактиви та матеріали:

розчини: MnSO₄, KOH, KMnO₄, H₂SO₄, Na₂SO₃, FeSO₄, H₂C₂O₄, KMnO₄ (крист), універсальний індикатор.

Правила охорони праці :

1. Інструкція № 1.

2. Інструкція № 2.

3. Інструкція № 7. Іі. Короткі теоретичні відомості.

Манган належить до елементів побічної підгрупи сьомої групи. Крім мангану, до цієї групи входять Технецій та Реній. Структура двох останніх електронних шарів атомів підгрупи Мангану така: nd⁵(n+1)s² Наявність у зовнішньому шарі атомів цих елементів лише двох електронів визначає їхню металічнуприроду.

Максимальний ступінь окиснення елементів цієї підгрупи +7. Крім того, вони утворюють сполуки, в яких мають ступінь окислення, +2, +3, +4, +5, +6. Ступінь окислення +2 для мангану найстійкіший.

Проста речовина манган є типовим, досить активним металом. Він активно реагує з киснем, галогенами, а під час нагрівання – з сіркою, фосфором, азотом, вуглецем, силіцієм та бором. З воднем манган не реагує, але легко вступає в реакції з кислотами, витісняючи з них вільний водень.

Манган утворює п’ять простих оксидів: MnO, Mn₂O₃, MnO₂, MnO₃, Mn₂O₇ і змішаний оксид Mn₃O₄.

Хімічні властивості оксидів мангану змінюються закономірно: зі збіль-шенням ступеня окиснення мангану послаблюються їх основні властивості і посилюються кислотні. Тому перші два оксиди мають основний характер, оксид мангану (ІV) MnO₂ – амфотерний, а оксиди MnO₃ та Mn₂O₇ – ангідриди кислот. Найстійкішим є MnO₂.

Із солей мангану стійкішими є солі двовалентного мангану (MnSO₄, MnCl₂). Оксид та гідроксид мангану (ІІ) легко окиснюються.

Наприклад: 2Mn (OH)₂ + O₂ + 2Н₂О  2 Mn(OH)₄

Водночас сполуки, в яких манган має ступінь окиснення +6 та +7, є окисниками. При цьому відновлення Mn⁺⁷ та Mn⁺⁶ відбувається в залежності від середовища:

Mn O₄ ^- + 8 Н⁺  Mn⁺² (знебарвлення)

фіолетовий безбарвний

Mn O₄ ^- + Н₂О  MnO₂  (бурий осад)

фіолетовий

Mn O₄ ^- + ОН^-  MnO₄^2-

фіолетовий (зелений колір)

В кислому середовищі рожево- фіолетовий розчин перманганату калію зне-барвлюється, в нейтральному - випадає бурий осад, в лужному середовищі - утворюється зелений розчин.

Ііі. Хід виконання робіт.

Дослід 1. Добування манган (ІІ) гідроксиду і дослідження його власти-востей.

1. В пробірку з розчином манган (ІІ) сульфату додати розчин гідроксиду калію. Що спостерігаєте? Складіть відповідне рівняння реакції в моле-кулярно-йонному вигляді.

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Одержаний осад розділити на три частини. Одну частину осаду залишити на повітрі. Що спостерігаєте? Поясніть причину зміни забарвлення осаду і складіть відповідне рівняння реакції.

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3. До другої частини осаду додати розчин сульфатної кислоти, а до третьої частини осаду – надлишок розчину лугу. Що відбувається? Складіть від-повідні молекулярно-йонні рівняння реакцій. Зробіть висновок про влас-тивості манган (ІІ) гідроксиду.

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Дослід 2. Властивості калій перманганату. Термічний розклад калій перманганату.

1. Нагріти в пробірці невелику кількість кристалічного калій перманганату. Внести до отвору пробірки тліючу скіпку. Що спостерігаєте? Поясніть, який газ виділяється. Складіть відповідне рівняння реакції.

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Дослід 3. Окисні властивості калій перманганату в кислому середовищі.

В три пробірки налити по 0,5 мл розчину калій перманганату і додати невелику кількість сульфатної кислоти (для підкислення). В першу пробірку додати розчин натрій сульфіту, в другу - пробірку розчин ферум (ІІ)сульфату, а в третю – розчин щавлевої кислоти ( третю пробірку підігріти). Що відбу-вається? Скласти відповідні рівняння окисно-відновних реакцій.

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Дослід 4. Окисні властивості калій перманганату в нейтральному середовищі.

До 0,5 мл розчину калій перманганату додати невелику кількість води, а потім розчин натрій сульфіту .Що відбувається? Скласти відповідне рівнян-ня реакції.

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Дослід 5. Окисні властивості калій перманганату в лужному середовищі.

До 0,5 мл розчину калій перманганату додати невелику кількість лугу, а потім розчин натрій сульфіту. Що спостерігається? Скласти відповідне рів-няння реакції.

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________