REAKCJE UTLENIANIA I REDUKCJI część II

Podobne dokumenty
Ćwiczenie 1. Badanie wypierania wodoru z wody za pomocą metali

REAKCJE UTLENIAJĄCO-REDUKCYJNE

Główne zagadnienia: - mol, stechiometria reakcji, pisanie równań reakcji w sposób jonowy - stężenia, przygotowywanie roztworów - ph - reakcje redoks

ĆWICZENIE 10. Szereg napięciowy metali

Piotr Chojnacki 1. Cel: Celem ćwiczenia jest wykrycie jonu Cl -- za pomocą reakcji charakterystycznych.

MECHANIZMY REAKCJI CHEMICZNYCH. REAKCJE CHARAKTERYSTYCZNE GRUP FUNKCYJNYCH ZWIĄZKÓW ORGANICZNYCH

Fragmenty Działu 7 z Tomu 1 REAKCJE UTLENIANIA I REDUKCJI

RÓWNOWAGI W ROZTWORACH ELEKTROLITÓW.

Ćwiczenie 5. Badanie właściwości chemicznych aldehydów, ketonów i kwasów karboksylowych. Synteza kwasu sulfanilowego.

STĘŻENIE JONÓW WODOROWYCH. DYSOCJACJA JONOWA. REAKTYWNOŚĆ METALI

WOJEWÓDZKI KONKURS PRZEDMIOTOWY Z CHEMII DLA UCZNIÓW GIMNAZJÓW - rok szkolny 2016/2017 eliminacje rejonowe

Zadanie 2. [2 pkt.] Podaj symbole dwóch kationów i dwóch anionów, dobierając wszystkie jony tak, aby zawierały taką samą liczbę elektronów.

WPŁYW SUBSTANCJI TOWARZYSZĄCYCH NA ROZPUSZCZALNOŚĆ OSADÓW

Po wykonaniu każdego ćwiczenia należy zanotować spostrzeżenia i wnioski dotyczące przebiegu reakcji.

HYDROLIZA SOLI. ROZTWORY BUFOROWE

Pierwiastki bloku d w zadaniach maturalnych Zadanie 1. ( 3 pkt ) Zadanie 2. (4 pkt) Zadanie 3. (2 pkt) Zadanie 4. (2 pkt) Zadanie 5.

TEST SPRAWDZAJĄCY Z CHEMII

Ćwiczenie 1. Reakcje charakterystyczne kadmu(ii)

REAKCJE UTLENIANIA I REDUKCJI

Pierwiastki bloku d. Zadanie 1.

Zadanie 2. Przeprowadzono następujące doświadczenie: Wyjaśnij przebieg tego doświadczenia. Zadanie: 3. Zadanie: 4

( liczba oddanych elektronów)

Ćwiczenie 1. Zależność szybkości reakcji chemicznych od stężenia reagujących substancji.

HYDROLIZA SOLI. 1. Hydroliza soli mocnej zasady i słabego kwasu. Przykładem jest octan sodu, dla którego reakcja hydrolizy przebiega następująco:

TEST PRZYROSTU KOMPETENCJI Z CHEMII DLA KLAS II

Schemat ogniwa:... Równanie reakcji:...

Identyfikacja wybranych kationów i anionów

Związki nieorganiczne

I 2 + H 2 S 2 HI + S Wielkością charakteryzującą właściwości redoksowe jest potencjał redoksowy E dany wzorem Nernsta. red

WPŁYW SUBSTANCJI TOWARZYSZĄCYCH NA ROZPUSZCZALNOŚĆ OSADÓW

Metody otrzymywania kwasów, zasad i soli. Reakcje chemiczne wybranych kwasów, zasad i soli. Ćwiczenie 1. Reakcja otrzymywania wodorotlenku sodu

Karta pracy III/1a Elektrochemia: ogniwa galwaniczne

KRYTERIA OCENIANIA ODPOWIEDZI Próbna Matura z OPERONEM. Chemia Poziom rozszerzony

CHEMIA ŚRODKÓW BIOAKTYWNYCH I KOSMETYKÓW PRACOWNIA CHEMII ANALITYCZNEJ. Ćwiczenie 7

Zadanie: 2 Zbadano odczyn wodnych roztworów następujących soli: I chlorku baru II octanu amonu III siarczku sodu

HYDROLIZA SOLI. Przykładem jest octan sodu, dla którego reakcja hydrolizy przebiega następująco:

OTRZYMYWANIE I WŁAŚCIWOŚCI ZWIĄZKÓW KOMPLEKSOWYCH

Ćwiczenie 1. Reakcje charakterystyczne miedzi(ii)

Ćwiczenie 3. Otrzymywanie i badanie właściwości chemicznych alkanów, alkenów, alkinów i arenów.

Elektrochemia - szereg elektrochemiczny metali. Zadania

Fragmenty Działu 8 z Tomu 1 PODSTAWY ELEKTROCHEMII

WOJEWÓDZKI KONKURS PRZEDMIOTOWY Z CHEMII... DLA UCZNIÓW GIMNAZJÓW - rok szkolny 2011/2012 eliminacje wojewódzkie

ARKUSZ PRÓBNEJ MATURY Z OPERONEM CHEMIA

XLVII Olimpiada Chemiczna

KONKURS CHEMICZNY DLA UCZNIÓW GIMNAZJUM W ROKU SZKOLNYM 2012/2013

Ćwiczenie II Roztwory Buforowe

ĆWICZENIE NR 1 Analiza ilościowa miareczkowanie zasady kwasem.

Ćwiczenie 2. Analiza jakościowa związków organicznych zawierających azot, siarkę oraz fluorowcopochodne.

Nazwy pierwiastków: ...

Spis treści. Wstęp... 9

TYPY REAKCJI CHEMICZNYCH

KATALIZA I KINETYKA CHEMICZNA

Wodorotlenki. n to liczba grup wodorotlenowych w cząsteczce wodorotlenku (równa wartościowości M)

3p - za poprawne obliczenie stężenia procentowego i molowego; 2p - za poprawne obliczenie jednej wymaganej wartości;

TYPY REAKCJI CHEMICZNYCH

MATERIAŁ DIAGNOSTYCZNY Z CHEMII

Instrukcja do ćwiczenia WŁAŚCIWOŚCI WYBRANYCH ANIONÓW.

IV A. Reakcje utleniania i redukcji. Metale i niemetale

IV. Reakcje utleniania i redukcji. Metale i niemetale

REAKCJE W CHEMII ORGANICZNEJ

REAKCJE CHEMICZNE WYBRANYCH PIERWIASTKÓW

Zmiana barwy wskaźników w roztworach kwaśnych, obojętnych i zasadowych.

Konkurs dla uczniów szkół ponadgimnazjalnych województwa pomorskiego w roku szkolnym 2018/2019 Etap II powiatowy Przedmiot: CHEMIA

KRYTERIA OCENIANIA ODPOWIEDZI Próbna Matura z OPERONEM. Chemia Poziom rozszerzony

Eksperyment 1 CIECZ ZMIENIAJĄCA BARWĘ WRAZ Z TEMPERATURĄ

Reakcje redoks polegają na przenoszeniu (wymianie) elektronów pomiędzy atomami.

V Małopolski Konkurs Chemiczny dla Gimnazjalistów

Kuratorium Oświaty w Lublinie ZESTAW ZADAŃ KONKURSOWYCH Z CHEMII DLA UCZNIÓW GIMNAZJUM ROK SZKOLNY 2016/2017 ETAP TRZECI

Zn + S ZnS Utleniacz:... Reduktor:...

X Konkurs Chemii Nieorganicznej i Ogólnej rok szkolny 2011/12

Reakcje chemiczne. Typ reakcji Schemat Przykłady Reakcja syntezy

Konkurs przedmiotowy z chemii dla uczniów dotychczasowych gimnazjów. 07 marca 2019 r. zawody III stopnia (wojewódzkie)

TEST PRZYROSTU KOMPETENCJI Z CHEMII DLA KLAS II

LCH 1 Zajęcia nr 60 Diagnoza końcowa. Zaprojektuj jedno doświadczenie pozwalające na odróżnienie dwóch węglowodorów o wzorach:

Skład zespołu (imię i nazwisko): (podkreślić dane osoby piszącej sprawozdanie):

OCENIANIE ARKUSZA POZIOM ROZSZERZONY

Konkurs przedmiotowy z chemii dla uczniów gimnazjów 16 stycznia 2015 r. zawody II stopnia (rejonowe)

5. RÓWNOWAGI JONOWE W UKŁADACH HETEROGENICZNYCH CIAŁO STAŁE - CIECZ

CHEMIA ŚRODKÓW BIOAKTYWNYCH I KOSMETYKÓW PRACOWNIA CHEMII ANALITYCZNEJ. Ćwiczenie 6. Manganometryczne oznaczenia Mn 2+ i H 2 O 2

CEL ĆWICZENIA Zapoznanie studentów z chemią 14 grupy pierwiastków układu okresowego

Chemia nieorganiczna Zadanie Poziom: podstawowy

WŁAŚCIWOŚCI NIEKTÓRYCH PIERWIASTKÓW I ICH ZWIĄZKÓW NIEORGANICZNYCH

I edycja. Instrukcja dla uczestnika. II etap Konkursu

OCENIANIE ARKUSZA POZIOM ROZSZERZONY

K, Na, Ca, Mg, Al, Zn, Fe, Sn, Pb, H, Cu, Ag, Hg, Pt, Au

Wojewódzki Konkurs Przedmiotowy z Chemii dla uczniów gimnazjów województwa śląskiego w roku szkolnym 2010/2011

Zadania laboratoryjne

2. REAKCJE UTLENIANIA I REDUKCJI

Ćwiczenia laboratoryjne 2

MODUŁ. Wybrane klasy związko w chemicznych

WOJEWÓDZKI KONKURS CHEMICZNY DLA UCZNIÓW GIMNAZJUM W ROKU SZKOLNYM 2017/2018 STOPIEŃ WOJEWÓDZKI 9 MARCA 2018 R.

REAKCJE CHARAKTERYSTYCZNE WYBRANYCH KATIONÓW

PRAWO DZIAŁANIA MAS I REGUŁA PRZEKORY

Zadanie: 1 (3 pkt) Metanoamina (metyloamina) rozpuszcza się w wodzie, a także reaguje z nią.

SPRAWOZDANIE 2. Data:... Kierunek studiów i nr grupy...

MODUŁ. Elektrochemia

V. Węglowodory. Hydroksylowe pochodne węglowodorów alkohole i fenole

KONKURS CHEMICZNY ROK PRZED MATURĄ

ĆWICZENIE I - BIAŁKA. Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z właściwościami fizykochemicznymi białek i ich reakcjami charakterystycznymi.

Transkrypt:

REAKCJE UTLENIANIA I REDUKCJI część II WSTĘP TEORETYCZNY Istotą reakcji utleniania i redukcji jest przemieszczanie się elektronów od jednego substratu do drugiego. Przekazywanie elektronów może odbywać się bezpośrednio, a można też w sposób fizyczny rozdzielić obszary obu reakcji połówkowych. Ten drugi wariant realizowany jest w urządzeniach nazywanych ogniwami galwanicznymi. Problemami związanymi z badaniem wzajemnych powiązań przepływu prądu elektrycznego i reakcji chemicznych zajmuje się dział chemii fizycznej - elektrochemia. W tabeli 1 przedstawiono standardowe potencjały niektórych układów redoks (elektrod, półogniw) dla reakcji redukcji. Potencjały mierzone są względem standardowej elektrody wodorowej, której potencjał umownie przyjmuje się za zero. Znajomość tych potencjałów pozwala przewidywać kierunek reakcji utleniania i redukcji. Potencjał redoks danego układu charakteryzuje w pewnym sensie powinowactwo postaci utlenionej układu do elektronów. Im potencjał układu jest wyższy, tym silniejszym utleniaczem jest postać utleniona tego układu. Tabela 1. Potencjały standardowe wybranych układów redoks. 1

Rycina 1: Reakcja Zn z roztworem Cu(II) na ogniwie galwanicznym. W tym przykładzie ogniwo galwaniczne składa się z blaszki miedzianej zanurzonej w zlewce zawierającej 1M roztwór Cu(II) oraz z blaszki cynkowej zanurzonej w zlewce zawierającej roztwór Zn(II). Blaszki połączone są przewodem przez który następuje przepływ elektronów, zlewki połączone są kluczem elektrolitycznym. W wyniku reakcji elektorda Zn (anoda) utlenia się i zwiększa się stężenie jonów Zn 2+ w zlewce, w tym samym czasie jony Cu 2+ ulegają redukcji i przechodzą w metaliczną Cu na katodzie. Pytania kontrolne: 1. Dobierz współczynniki stechiometryczne oraz środowisko reakcji (cząsteczki H 2 O, jony H + lub OH - ). Wskaż utleniacz i reduktor. 2

OPIS DOŚWIADCZEŃ Ćwiczenie 1. Charakterystyka porównawcza utleniających właściwości fluorowców. tetrachlorometan (CCI 4 ) lub trichtorometan (CHCI 3 ) woda bromowa (Br 2 aq) woda jodowa (l 2 aq) 2 M roztwór kwasu solnego (HCI) 0,1 M roztwór jodku potasu (KI). Celem doświadczenia jest zapoznanie się z barwami fluorowców (Br 2 i I 2 ) w roztworach wodnych i w rozpuszczalnikach organicznych. Przygotować 2 probówki. Do pierwszej probówki wprowadzić 5 kropli wody bromowej (brom rozpuszczony w wodzie), a do drugiej tyle samo wody jodowej. Do każdej z tych probówek dodać po około 1 cm 3 rozpuszczalnika organicznego (tetrachlorometanu - CCI 4 lub trichlorometanu - CHCI3) i po 2 krople 2 M HCI. Roztwory dobrze wymieszać wstrząsając probówką. Gęstości rozpuszczalników wynoszą odpowiednio: woda - ok. 1,0 g/cm 3, tetrachlorometan 1,58 g/cm 3, trichlorometan - 1,48 g/cm 3. Warstwy powinny być wyraźnie rozgraniczone Zanotować barwy obu warstw roztworów (wodnego i organicznego) w każdej z probówek i zachować probówki z roztworami jako odnośniki do następnej części doświadczenia. Do następnych dwóch probówek oznaczonych 1, 2", wprowadzić odpowiednio: do 1" i do 2 około 1 cm 3 0,1 M KI. Następnie do probówek dodać po około 0,5 cm 3 rozpuszczalnika organicznego (CCI 4 lub CHCI 3 ) i około 1 cm 3 wody destylowanej. Następnie do probówki 2" dodać niewielką objętość wody bromowej. Zawartość probówek dobrze wymieszać przez intensywne wstrząsanie. Na podstawie zabarwienia warstwy organicznej ustalić rodzaj fluorowca wydzielającego się w stanie wolnym w obu probówkach (porównać z wynikami poprzedniego doświadczenia). Reakcje zachodzące w probówkach można opisać jako wypieranie jednego fluorowca przez drugi z roztworów ich soli. Zapisać te reakcje, pamiętając, że w wodzie bromowej brom występuje w postaci cząsteczkowej. Wskazać pierwiastki spełniające funkcje utleniacza i reduktora. Który z badanych fluorowców jest mniej aktywny w reakcji utleniania. Porównaj wskazaną przez Ciebie kolejność aktywności utleniającej fluorowca z szeregiem ułożonym wg malejących wartości potencjałów standardowych układów X 2, X -, gdzie X oznacza fluorowiec. Ćwiczenie 2. Redukujące właściwości żelaza (II). 0,05M roztwór manganianu (VII) potasu (KMnO 4 ); 0,5M roztwór di chromianu (VI) potasu (K 2 Cr 2 O 7 ); 2,0M roztwór kwasu siarkowego (VI) (H 2 SO 4 ); stała sól Mohra ((NH 4 ) 2 Fe(SO 4 ) 2 6H 2 O). 3

Do jednej probówki wprowadzić 5 kropli 0,05M roztworu manganianu (VII) potasu (KMnO 4 ), a do drugiej 5 kropli 0,5M roztworu K 2 Cr 2 O 7,. Następnie do obu probówek dodać po 5 kropli 2,0M roztworu H 2 SO 4 i po kilka kryształków soli Mohra (NH 4 ) 2 Fe(SO 4 ) 2 6H 2 O. Zawartości obu probówek dokładnie wymieszać. W oparciu o obserwacje zmiany barwy obu roztworów napisać równania zachodzących reakcji chemicznych (zapis jonowy). Ćwiczenie 3. Wpływ ph na właściwości utleniająco - redukujące układu Cr(III)-Cr(VI)-H2O2 2 M roztwór wodorotlenku sodu (NaOH), 0,1 M roztwór chlorku chromu(lll) (CrCl 3 ), nadtlenek wodoru (H 2 O 2 ) - woda utleniona, 2 M roztwór kwasu siarkowego(vi) (H 2 SO 4 ), alkohol izoamylowy. a) Utlenianie chromu(lll) do chromu(vi)-nadtlenkiem wodoru w środowisku zasadowym. Do probówki zawierającej około 0,5 cm 3 0,1 M CrCl 3 dodawać kroplami 2 M NaOH aż do roztworzenia się wytrącającego się początkowo osadu. Do otrzymanego klarownego roztworu Cr(OH) - 4 należy dodać 2-3 krople wody utlenionej, a następnie ogrzewać probówkę w łaźni wodnej aż do zmiany zabarwienia roztworu na jasnożółty kolor. b) Redukcja chromu(vi) do chromu(lll) nadtlenkiem wodoru w środowisku kwaśnym. Należy ochłodzić roztwór otrzymany w poprzednim doświadczeniu, po czym dodać kroplami 2 M H 2 SO 4 do uzyskania odczynu lekko kwaśnego (odczyn sprawdzić papierkiem uniwersalnym). Należy zaobserwować zmianę zabarwienia roztworu. Dodać do probówki kilka kropli alkoholu izoamylowego, a następnie 2-3 krople nadtlenku wodoru. Probówkę lekko wstrząsnąć. Zwróć uwagę na barwę warstwy organicznej (gęstość alkoholu izoamylowego jest równa 0,81 g/cm3) i właściwego roztworu wodnego. Należy podać formę występowania chromu we wszystkich stadiach doświadczenia i napisać równania zachodzących reakcji. Dlaczego w środowisku zasadowym nadtlenek wodoru jest utleniaczem względem związków chromu(lll), a w środowisku kwaśnym reduktorem względem związków chromu(vi)? Odpowiedź uzasadnij w oparciu o wartości standardowych potencjałów reagujących układów redoks (Tabela 1). INFORMACJE DODATKOWE 1. Reakcje utleniania i redukcji H 2 O 2 mogą mieć postać: H 2 O 2 = 2H + + O 2 + 2ē utlenianie H 2 O 2 + 2 ē = 2OH - redukcja 2. Redukcja chromu(vi) do chromu(iii) w środowisku kwaśnym zachodzi poprzez tworzenie nietrwałych związków nadtlenochromowych o charakterystycznej niebieskiej barwie. Związki te można wyekstrahować przy pomocy np. alkoholu izoamylowego i wówczas niebieskie zabarwienie utrzymuje się stosunkowo długo. 4

Ćwiczenie 4. Substancje organiczne w roli reduktorów. 6 M roztwór wodorotlenku sodu (NaOH), 0,1 M roztwór azotanu (V) srebra (l) (AgNO 3 ), 2 M roztwór amoniaku (NH 3 *H 2 O), 10% roztwór metanalu (formaldehydu) (H 2 CO), stężony roztwór kwasu siarkowego (VI) (H 2 SO 4 ), 0,1 M roztwór dichromianu (VI) dipotasu (K 2 Cr 2 O 7 ), alkohol etylowy (etanol) (C 2 H 5 OH). a) Otrzymywanie lustra srebrnego. Umyć dokładnie probówkę i odtłuścić ją przez ogrzanie z 6 M NaOH, wypłukać kilkakrotnie wodą wodociągową i kilkoma porcjami wody destylowanej. Do tak przygotowanej probówki wprowadzić około 0,5 cm 3 0,1 M AgNO 3 i dodawać kroplami stale mieszając 2 M roztwór amoniaku (NH 3 *H 2 O) aż do całkowitego roztworzenia powstającego początkowo osadu (AgOH przechodzącego w Ag 2 O). Do tak otrzymanego klarownego roztworu zawierającego jony [Ag(NH 3 ) 2 ] + dodać 5 kropli 10%-go wodnego roztworu metanalu (formaldehydu). Probówkę lekko ogrzać w łaźni wodnej. Zaobserwować tworzenie się lustra metalicznego srebra na ściankach probówki. Zapisać równania zachodzących reakcji. Równanie ostatniej reakcji można zapisać następująco: 2[Ag(NH 3 ) 2 ] + + 2OH - + H 2 CO + 2H 2 O = 2Ag + HCOO - +NH 4 + + 3NH 3 *H 2 O b) Redukcja K 2 Cr 2 O 7 za pomocą etanolu (C 2 H 5 OH). Do probówki zawierającej 5-6 kropli 0,1 M K 2 Cr 2 O 7 dodać 2-3 krople stężonego H 2 SO 4 4-5 kropli alkoholu etylowego. Zwrócić uwagę na zmianę zabarwienia roztworu i zapach produktu (charakterystyczny jabłkowy" zapach aldehydu octowego). Na podstawie obserwacji produktów podać równanie reakcji. Ćwiczenie 5. Termiczny rozkład dwuchromianu amonu (wulkan) - reakcja dysproporcjonowania. dwuchromian amonu, (NH 4 ) 2 Cr 2 O 7 ), miseczka kaolinowa, drut miedziany, palnik. Na wadze laboratoryjnej odważyć około 1g dwuchromianu amonu i przenieść odważkę do miseczki kaolinowej, którą należy umieścić pod wyciągiem na większej kartce papieru. Rozżarzyć drut miedziany i wprowadzić do odważonego, uformowanego w kształcie stożka, dwuchromianu amonu celem zainicjowania reakcji. Podczas przebieg reakcji z czubka stożka wydobywają się iskry i obfity zielony popiół. Po jej zakończeniu należy zebrać, możliwie dokładnie, utworzony tlenek chromu i zważyć jego ilość. Otrzymany tlenek chromu należy wsypać do oznaczonego naczynia! 5

Zapis całkowitego równania reakcji dysproporcjonowania ma postać: (NH 4 ) 2 Cr 2 O 7 (s) = Cr 2 O 3 (s) + 4H 2 O(c) + N 2 (g) Napisz cząstkowe reakcje utleniania i redukcji. Oblicz wydajność reakcji. 6