1.Cel i zakres ćwiczenia:
Celem doświadczeń jest zapoznanie się z różnymi typami reakcji chemicznych, opanowanie umiejętności pisania i bilansowania równań reakcji.
2. Opis stanowiska badań:
Aparatura używana:
- probówki,
- pipety,
- odpowiednie odczynniki,
- woda destylowana.
3.Przebieg realizacji eksperymentów:
A) Badanie amfoterycznych właściwości wodorotlenków.
Do czterech probówek wlałam po około 1 cm3 roztworów:
a)Pb(NO3)2, b) Al2(SO4)3, c) ZnSO4 d) Cr2(SO4)3.
Do każdej probówki dodałam tyle roztworu NaOH, aby wytrącić osady wodorotlenków wyżej wymienionych metali.
Pb(NO3)2 + 2NaOH Pb(OH)2 + 2NaNO3
Al2(SO4)3 + 6NaOH 2Al(OH)3 + 3Na2SO4
ZnSO4 + 2NaOH Zn(OH)2 + Na2SO4
Cr2(SO4)3 + 6NaOH 2Cr(OH)3 + 3Na2SO4
Otrzymane osady podzieliłam na dwie części i do jednej części dodałam kwasu solnego, a do drugiej zasady sodowej.
1.Pb(OH)2 +2HCl PbCl2 + 2H2O
Pb(OH)2 + 2NaOH Na2PbO2 + 2H2O lub Na24
2.Al(OH)3 + 3HCl AlCl3 + 3H2O
Al(OH)3 + 3NaOH Na3AlO2 + 3H2O lub Na36
3.Zn(OH)2 + 2HCl ZnCl2 + 2H2O
Zn(OH)2 + 2NaOH Na2ZnO2 + 2H2O lub Na2 4
4.Cr(OH)3 + 3HCl CrCl3 + 3H2O
Cr(OH)3 + 3NaOH Na3CrO2 + 3H2O lub Na3 6
Powstałe wcześniej osady to wodorotlenki amfoteryczne. Wodorotlenki te reagują z kwasami i zasadami. W reakcjach z kwasami zachowują się jak zasady, a z zasadami jak kwasy.
Wodorotlenek NaOH wytrącił z roztworów trudno rozpuszczalne osady: Pb(OH)2 (biały osad), Al(OH)3 (biały osad), Zn(OH)2, Cr(OH)3(szarozielony osad), Które rozpuściły się w kwasie HCl tworząc sole oraz rozpuszczają się w nadmiarze zasady NaOH tworząc rozpuszczalne hydrokompleksy (np.: Na2PbO2).
B) Wpływ iloczynu rozpuszczalności na kolejność strącania osadów.
Do Trzech probówek wlałam a) ZnCl2, b) MnCl2, c) mieszaninę obu tych związków. Następnie do każdej z nich dodawałam kroplami (NH4)2S.
ZnCl2 + (NH4)2S ZnS + 2NH4Cl
MnCl2 + (NH4)2S MnS + 2NH4Cl
Po dodaniu tego związku w pierwszej probówce zaobserwowałam barwę jasnoniebieską, w drugiej pomarańczową. W probówce trzeciej należało określić kolejność wytrącania się osadów. Jako pierwszy wytrącił się ZnCl2 (niebieski), a jako drugi MnCl2 (pomarańczowy). Wszystkie wytrącające się związki miały galaretowaty stan skupieni- charakterystyczny dla amfoterów. Niejednorodne wytrącanie się osadów spowodowane jest różnym iloczynem rozpuszczalności. Iloczyn rozpuszczalności – jest to iloczyn stężeń jonów pozostających w równowadze z trudno rozpuszczalnym osadem tych jonów w roztworze nasyconym. Ir jest wielkością stałą.
C) Wpływ środowiska na przebieg reakcji redoks.
Do każdej z trzech probówek dodałam po 1 cm3 Na2SO3 a następnie do każdej z nich a) roztworu H2SO4 b) roztworu NaOH c) wody destylowanej. Na tak przygotowane roztwory podziałałam KMnO4
.
a) 5Na2SO3 + 3H2SO4 + 2KMnO4 2MnSO4 + 5Na2SO4 + K2SO4 + 3H2O
S4+ - 2 S6+/*5
Mn7+ + 5 Mn2+/*2
b)Na2SO3 + 2NaOH + 2KMnO4 K2SO4 +2NaMnO4 + H2O
S4+ - 2 S6+
Mn7+ + 1 Mn6+/*2
c) 3Na2SO3 + H2O + 2KMnO4 2MnO2 + 3Na2SO4 + 2KOH
S4+ - 2 S6+/*3
Mn7+ + 3 Mn4+/*2
W probówce a. Po dodaniu nadmanganianu potasu zaobserwowano barwę różową czyli siarczan(VI) manganu(II) jest bezbarwny, w probówce b. barwę zieloną (MnO42-), a w probówce c. brunatny osad (tlenek manganu). Na reakcję redoks duży wpływ ma środowisko tej reakcji. Dany układ redoks zmienia swoją zdolność do utlenienia w zależności od środowiska.
D) Właściwości związków redoks na pośrednich stopniach utlenienia:
Do dwóch probówek wlałam po 1 cm3 NaNO2 i roztwór H2SO4 w celu zakwaszenia środowiska. Następnie do pierwszej dodałamKMnO4, a do drugiej probówki wlałam KI.
5NaNO2 + 3H2SO4 + 2KMnO4 2MnSO4 + 5NaNO3 +K2SO4 + 3H2O
N3+ - 2 N5+/*5
W tej reakcji azotan(III) sodu pełni rolę reduktora, utleniaczem jest nadmanganian(VII) potasu, gdyż jest to środowisko kwaśne.
2MnNO2 + 2H2SO4 + 2KI I2 + Na2SO4 +2NO +2H2O + K2SO4
N3+ + N2+/*2
2I - 2I2
W reakcji drugiej azotan(III) sodu pełni rolę utleniacza, redukuje się do tlenku azotu(II). Azotan(III) sodu jest substancją, która w zależności od dodanego odczynnika może być utleniaczem lub reduktorem.
edudako