Метод электронного баланса.

Пример 1. При взаимодействии перманганата калия с иодидом калия в кислой среде реакция выражается следующей схемой:

_{+ +7 -2 +} – _{+ +6 -2 +2 +6 -2 0 + +4 -2 + -2}

K Mn O₄ + K I + H₂ S O₄ ® Mn S O₄ + I ₂ + K₂ S O₄ + H₂O

Степени окисления поменяли марганец и иод. Составляем электронные уравнения:

Mn+7 +5e ®Mn+2		- восстановление
2 I – – 2е ® I20		- окисление

Расставляем коэффициенты в уравнении:

1) перед соединением марганца Mn^{+7 (}KMnO₄) и Mn⁺² (MnSO₄), ставится коэффициент 2, перед соединением I^– (KI) коэффициент 10 (5 х 2 = 10), иодом (I₂⁰) – коэффициент 5;

2) уравнивается количество атомов остальных элементов. Рекомендуемая последовательность: металл(ы) ® кислотный остаток ® водород.

3) проверка - по числу атомов кислорода в левой и правой частях уравнения.

2KMnO₄ + 10KI + 8H₂SO₄ ® 2MnSO₄ +5I₂ + 6K₂SO₄ + 8H₂O

Пример 2. Реакция окисления хлорида хрома (III) бромной водой в щелочной среде протекает согласно следующей схеме:

_{+3 -- 0 + -2 + + +6 -2 + – + – + -2}

Cr Cl₃ + Br₂ + Na O H ® Na₂ Cr O₄ + Na Br + Na Cl + H₂ O

Cr+3 -3e ®Cr+6		- окисление
Br20 + 2е ® 2 Br –		- восстановление

Расставляем коэффициенты: перед соединениями хрома Cr⁺⁶ (Na₂CrO₄) и Cr^{+3 (}CrCl₃₎ ставится коэффициент 2, перед соединением Br₂⁰ – коэффициент 3, перед соединением брома Br ^– (NaBr) – коэффициент 6 (3 x 2 = 6), а затем уравниваем остальные элементы классическим образом, проверяем по количеству атомов кислорода:

2CrCl₃ + 3Br₂ + 16NaOH ® 2Na₂CrO₄ + 6NaBr + 6NaCl + 8H₂O

Лабораторная работа №4 ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ РЕАКЦИИ.

Ф.И.О.____________________________________________группа _______________

Цель:

Изучить окислительно-восстановительные свойства пероксида водорода (Н₂О₂)

Оборудование: штатив с пробирками, пипетка, спиртовка, химический стакан, фарфоровая чашка.

Реактивы: серная кислота (H₂SO_{4 конц} и 10%), гидроксид натрия (NaOH - 5%), пероксид водорода (Н₂О_{2 -} 3%), оксид марганца (MnO₂), перманганат калия (KMnO₄ 0,5%), иодид калия (KI - 5%), хлорид хрома(III) (CrCl ₃ – 5%), этиловый спирт (C₂H₆O - 96%), сахарная пудра (сахароза – C₁₂H₂₂O₁₁).

Ход работы:

Опыт №	Действия	Наблюдения	Уравнения реакций	Вывод
	В пробирку налить 2-3 мл KI Добавить 1-2 капли H2SO4 (10%) Прилить 1 мл раствора Н2О2.		KI + H2SO4 + Н2О2 ® K2SO4 + I2¯ + Н2О
	В пробирку налить 1,5-2 мл раствора Н2О2, Добавить порошок MnO2 (не более спичечной головки).		[MnO2] Н2О2 ® Н2О2 + О2­
	В пробирку налить 2 мл раствора перманганата калия (KMnO4) Добавить 1 мл (H2SO4 10%) Добавить 0,5 мл. раствора пероксида водорода (Н2О2).		KMnO4 + H2SO4 + Н2О2 ® K2SO4 + MnSO4 + Н2О + O2­
	В пробирку налить 1 мл. раствора хлорида хрома (III) (CrCl3) Добавить 2-3 капли NaOH Добавить 0,5 мл. NaOH Прилить к полученному раствору 2 мл пероксида водорода (Н2О2)		CrCl3 + NaOH ®   CrCl3 + NaOH + Н2О2 ® Na2CrO4 + NaCl + H2O
	Демонстрационный 20 г сахара растереть в пудру, высыпать в химический стакан. Прилить 10 мл H2SO4 конц. быстро перемешать стеклянной палочкой.		[H2SO4] C12H22O11 ® C + H2O   C + H2SO4 конц. ® CO2­ + SO2­ + H2O
	Демонстрационный В фарфоровую чашку поместить кристаллы перманганата калия (KMnO4),. Осторожно прилить несколько капель H2SO4 конц. Внести в полученную смесь (осторожно!!!) каплю этилового спирта.		KMnO4,. + H2SO4 конц ® Mn2O7. + H2SO4 + Н2О   Mn2O7 + C2H6O ® MnO2 + CO2­ + H2O

Задания:

1) Экспериментально выполнить опыты №1, №2, №3, №4. Зафиксировать наблюдения.

2) Расставить степени окисления элементов. Указать окислительно-восстановительные реакции.

3) Составить электронный баланс. Указать процессы окисления и восстановления, окислитель и восстановитель. Расставить коэффициенты.

4) По результатам опытов №1-4 сделать один вывод об окислительных свойствах пероксида водорода в различных средах (кислой, щелочной, нейтральной).

Контрольные вопросы:

1. Какие реакции называют окислительно-восстановительными? Что называют окислителем? Восстановителем?
2. В чем суть электронного баланса? С какой целью его составляют?
3. Какие степени окисления проявляет фтор в простом веществе? В соединениях? Какие степени окисления проявляет водород в простом веществе? В соединениях с металлами? В соединениях с неметаллами? Какие степени окисления может проявлять кислород?
4. Как влияет кислотность среды на окислительно-восстановительные свойства вещества? Ответ проиллюстрируйте на примере лабораторных опытов с перекисью водорода.
5. Какие свойства проявляет концентрированная серная кислота?

6. Какую окраску имеют соединения Cr⁺³? Cr⁺⁶? Какую окраску имеет CrCl₃? Иодид калия (KI)? Иод (I₂)? Оксид марганца (IV)? Оксид марганца (VII)? Перманганат калия (KMnO₄)?