Окислительно-восстановительные свойства веществ. Определение направления редокс-процесса

Цель работы: Изучить окислительно-восстановительные свойства веществ. Научиться оценивать условия протекания окислительно-восстановительных реакций, прогнозировать направление процесса.

Оборудование и реактивы: Пробирки, газовая горелка. Растворы: серной кислоты, гидроксида натрия, бромида калия, иодида калия, сульфата меди, хлорида железа (III), перманганата калия, дихромата калия, иодата калия, уксусной кислоты (все по 0,1 моль/л); этанол, ацетон, формалин, щавелевая кислота.

Сущность работы:

Пользуясь величинами стандартных редокс-потенциалов, прогнозируют направление самопроизвольного протекания редокс процессов. Чем больше значение редокс–потенциала редокс–системы, тем выше ее окислительная способность, то есть тем сильнее окислитель и слабее сопряженный ему восстановитель.

Для определения направления самопроизвольного протекания редокс -процесса необходимо сравнить величины редокс - потенциалов двух редокс - систем. Окисленная форма той редокс-системы, потенциал которой больше, и будет выполнять роль окислителя в данном процессе. Разность потенциалов Dj = j(ox) - j(red) >0 свидетельствует, что процесс будет протекать самопроизвольно в прямом направлении.

Ход работы:

Отыт1. Определение направления редокс-процесса.

1. В две пробирки наливают по 0,5 мл раствора хлорида железа (III). В одну из них добавляют 10-15 капель иодида калия, в другую 10-15 капель раствора бромида калия.

Уравнения реакций:

Наблюдения:

Справочные данные: j _r ^o(Fe³⁺/Fe²⁺) = ____________

j _r ^o(Br₂ /Br^-) = ______________ j _r ^o(I₂/I^-) = _____________

Расчеты:

2. В пробирку наливают по 0,5 мл растворов иодата калия и иодида калия, затем добавляют по каплям раствор серной кислоты до изменения окраски раствора. Наблюдают образование иода. К полученному раствору добавляют по каплям 10% раствор гидроксида натрия до исчезновения окраски иода.

Уравнения реакций:

Наблюдения:

Справочные данные:

2IO₃^- + 6H₂O + 10ē ® I₂ + 12OH^-, j _r ^o = +0,21B

2IO₃^- + 12H⁺ + 10ē ® I₂ + 6H₂O, j _r ^o = +1,19B

Расчеты:

Опыт 2. Окисление спиртов.

В пробирку помещают по 10 капель этанола и раствора дихромата калия, добавляют 5 капель серной кислоты. Нагревают полученный раствор над пламенем горелки до появления зелено-голубой окраски, одновременно ощущается характерный запах уксусного альдегида, напоминающий запах зеленых яблок.

Уравнения реакций:

Наблюдения:

Опыт 3. Окисление альдегидов.

В две пробирки наливают по 10 капель 10 % раствора гидроксида натрия, добавляют 5 капель раствора сульфата меди. К выпавшему голубому осадку гидроксида меди (II) добавляют в первую пробирку 10 капель раствора формальдегида, а во вторую – 10 капель ацетона.

Пробирки осторожно нагревают до кипения.

Уравнения реакций:

Наблюдения:

Опыт 4. Окисление щавелевой кислоты.

В первую пробирку помещают 1 лопатку щавелевой кислоты, во вторую – 0,5 мл раствора уксусной кислоты. В обе пробирки добавляют по 10 капель раствора перманганата калия и по 5 капель раствора серной кислоты. Нагревают обе пробирки над пламенем горелки.

Уравнения реакций:

Наблюдения:

Выводы