Окислительно-восстановительные реакции. Лабораторная работа для студентов ФМХФ

Департамент химии

К.б.н. Г.М. Болейко, к.х.н. О.Г. Карманова, к.х.н. В.С. Талисманов

Лабораторная работа для студентов ФМХФ

Окислительно-восстановительные реакции

Опыт 1. Окислительные свойства серной кислоты

1) Взаимодействие разбавленной серной кислоты с металлами (вытяжной шкаф)

В отдельные пробирки поместить кусочки меди, цинка, магния и железа. В каждую пробирку добавить 6-8 капель 10%-ной серной кислоты. В каких случаях наблюдается выделение водорода? Какова интенсивность взаимодействия испытуемых металлов с кислотой и перечислите факторы, влияющие на протекание этих реакций? Напишите уравнения реакций в тех случаях, когда они протекают, и укажите, какой ион выполняет по отношению к металлам функцию окислителя.

2) Взаимодействие концентрированной серной кислоты с металлами (вытяжной шкаф)

В пробирки поместить те же металлы. Во все пробирки осторожно по каплям налейте приблизительно по 1 мл 1М концентрированной серной кислоты. Укрепите пробирку в держатели таким образом, чтобы ее отверстие не было направлено ни в сторону самого работающего, ни в сторону соседа. Осторожно подогрейте содержимое пробирки, при реакции с медью до начала кипения, а с активными металлами – лишь слегка нагрейте в пламени спиртовки. Обратите внимание на характер выделяющегося газа. Для определения газа, который выделяется, на полоски фильтровальной бумаги нанесите по две капли раствора нитрата свинца и поднесите фильтровальную бумагу к краю пробирки, предварительно поместив ее в держатель. Каков цвет появившихся осадков на фильтровальной бумаге. Сульфит и сульфат свинца – белого цвета, а сульфид – черного.

Напишите уравнения окислительно-восстановительных реакций.

Какой элемент выступает окислителем в этих реакциях? Чем определяется глубина восстановления серной кислоты?

Опыт 2. Окислительные свойства азотной кислоты

1) Взаимодействие концентрированной азотной кислоты с металлами (вытяжной шкаф)

В три пробирки поместите гранулу олова, железа, и меди. Прилейте в каждую пробирку по 2 мл концентрированной азотной кислоты. Если реакция идет медленно, то следует осторожно слегка нагреть содержимое раствор нагреть раствор над пламенем спиртовки. Отметьте цвет выделяющегося газа. Каким оксидам азота принадлежит окраска газов? Влажные полоски универсального индикатора поднести к краю пробирок. Отметить изменение цвета. Чем определяется окислительная способность азотной кислоты?

Запишите уравнения окислительно-восстановительных реакций.

2) Пассивирование алюминия «дымящей» азотной кислотой.

В стаканчик поместить гранулу алюминия, туда же поместить столько 2н. гидроксида натрия, чтобы вся гранула была покрыта раствором щелочи. Дождаться начала выделения газа. Вынуть гранулу алюминия из щелочи пинцетом и поместить в пробирку, добавить к алюминию азотную кислоту, покрыв кислотой всю гранулу. Отметить происходящие изменения с алюминием. Для чего алюминий в начале помещали в щелочь? Привести уравнения реакций.

Опыт 3. Окислительные свойства перманганата калия

1) Налейте в три пробирки по 5 капель раствора перманганата калия и добавьте в первую 4-5 капель раствора разбавленной серной кислоты, во вторую – 5-6 капель раствора едкого натра (NaOH). В каждую пробирку налейте 5-6 капель насыщенного раствора сульфита натрия. Окраска соединений марганца зависит от его валентности: ион MnO₄^- имеет фиолетовую окраску, MnO₄ ^2- - зеленую, Mn²⁺ практически бесцветен.

Диоксид марганца и его гидроксид являются труднорастворимыми веществами бурого цвета.

Напишите уравнения окислительно-восстановительных реакций, расставьте коэффициенты. Приведите электронные формулы марганца во всех встречающихся в этих реакциях степенях окисления. Как влияет среда на ход этих реакций?