С.Ф. Дунаев - Практическое пособие по общей и неорганической химии для студентов нехимических специальностей (1106328), страница 12
Текст из файла (страница 12)
С помощью пипетки или дозатора поместите по 5 капель приготовленного растворана 3 часовых стекла. Пронумеруйте стекла.К раствору на стекле №1 добавьте 5 капель 0,1 М Na2S2O3 и отметьте времяпротекания реакции (до полного обесцвечивания раствора).К раствору на стекле №2 добавьте одну каплю 0,1 М раствора CuSO4 и 5 капель0,1 М Na2S2O3. Отметьте время протекания реакции.К раствору на часовом стекле №3 добавьте пять капель 0,1 М раствора CuSO4 и5 капель 0,1 М Na2S2O3.
Отметьте время протекания реакции.Вопросы и задания:1) Опишите наблюдаемое.2) Напишите уравнение реакции.3) Отметьте, как влияет на скорость реакции восстановления Fe2+сутствие ионов Cu ?2+4) Как влияет на скорость реакции количество ионов Cu ?533+при-Опыт 7. Гетерогенный катализ. Разложение H2O2 в присутствии MnO2В две пробирки с помощью мерного цилиндра налейте по 5 мл 3%-ного раствора H2O2. В первую пробирку добавьте немного (на кончике шпателя) порошкаMnO2, во вторую в два раза больше.
Заметьте время начала и окончания выделения пузырьков кислорода в обеих пробирках.Вопросы и задания:1) Опишите наблюдаемое.2) Напишите уравнение реакции.3) Сделайте вывод о влиянии количества катализатора MnO2 на скорость разложения пероксида водорода.Опыт 8. Автокатализ. Взаимодействие KMnO4 с H2C2O4.К 1 капле 0,1 М KMnO4 в конической пробирке долейте дистиллированную воду в таком количестве, чтобы получился прозрачный розовый раствор. По 10капель полученного раствора налейте в две пробирки и добавьте в каждую подве капли 1 М раствора H2C2O4 и по 2 капли 2 М H2SO4.
Затем в одну из пробирок внесите кристаллик соли MnSO4. Определите время обесцвечивания раствора в первой и второй пробирке c помощью секундомера.Вопросы и задания:1) Опишите наблюдаемое.2) Напишите уравнение реакции.2+3) Сделайте вывод о влиянии ионов Mnна скорость реакции взаимодей-ствия KMnO4 с H2C2O4.Опыт 9. Ингибирование. Взаимодействие железа с соляной кислотой.Налейте в две пробирки до половины их объема 24%-ный раствор HСl.
В однупробирку добавьте на кончике шпателя уротропин. Затем в обе пробирки внесите примерно равные количества железной стружки или проволоки. Некотороевремя наблюдайте за выделением водорода.Вопросы и задания:1) Опишите наблюдаемое,2) Напишите уравнение реакции,3) Сделайте вывод о влиянии уротропина на скорость реакции взаимодействия железа с соляной кислотой.4.5.5. Что должен представить студент преподавателюдля сдачи работы:1. Описание наблюдений в выполненных опытах.2.
Уравнения реакций.3. Ответы на вопросы и задания ко всем опытам.544.6. Задачи:1) Вычислите объем (мл) 30%-ного раствора пероксида водорода ( ρ = 1,114г/мл), который следует взять для приготовления 100 мл 3%-ного растворапероксида водорода ( ρ = 1,01 г/мл).2) Вычислите, какой объем (мл) 3%-ного раствора пероксида водорода( ρ = 1,01 г/мл) требуется для получения 35 мл кислорода, измеренного приoр = 101,3 кПа и t = 20 C.1313) При авариях на АЭС местность заражается изотопом иода ( I). Период егополураспада составляет 8 суток. За какое время этот изотоп распадается на99 %?4) На какую величину катализатор должен уменьшить Еа, чтобы скорость реoакции при 27 С увеличилась в 100 раз?5) Кинетическое уравнение реакции 2NO + Br2 → 2NOBr имеет следующий2r = kC NO⋅ C Brвид:2Укажите порядок данной реакции по каждому реагенту и суммарный порядок реакции.6) Вычислить значение Еа из графика, представленного на рисунке1000/T-22,9533,053,13,153,23,253,33,353,43,45ln(1/∆τ)-2,5-3-3,5-4-4,57) Константа скорости реакции омыления этилацетата раствором КОН при некоторой температуре равна 2,88 л/моль⋅с.
Найдите скорость реакции в начальный момент времени, если смешали 1 л 0,5 М раствора эфира и 1 л 0,5Мраствора КОН. Реакция имеет первый порядок по эфиру и первый порядокпо щелочи.о8) На какую величину катализатор должен уменьшить Еа при 27 С, чтобы скорость реакции увеличилась в 10 раз?55Глава 5. ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ РЕАКЦИИ5.1 Теоретическая частьОкислительно-восстановительные реакции (ОВР) – это реакции, припротекании которых происходит изменение степени окисления химическихэлементов, входящих в состав реагирующих веществ.Степень окисления – условный (формальный) заряд атома в химическомсоединении, который находят по следующим правилам:1.
Степень окисления элемента в простом веществе считается равной нулю.2. Сумма степеней окисления всех атомов, входящих в молекулу или ион,равна заряду иона (для нейтральной молекулы ― нулю).3. Степень окисления кислорода считается равной –2, за исключением егосоединений со фтором и частиц, в которых два или более атома кислорода соединены друг с другом.4.
Степень окисления водорода принимается равной +1, за исключениемсоединений с металлами.Степени окисления можно использовать для того, чтобы определять, какие элементы окислились, а какие восстановились в химической реакции.Окислением называют процесс, при котором степень окисления атома возрастает, то есть становится более положительной, а восстановлением — процесс, в результате которого она уменьшается, то есть становится более отрицательной.Повышение степени окисления элемента должно сопровождаться потерейим электронов, а понижение — приобретением электронов. Поэтому ОВР могутрассматриваться как реакции, в которых восстановитель отдает, а окислительпринимает электроны.Вещества, содержащие элемент, степень окисления которого в процессе ре–акции повышается, называются восстановителями. Например, иодид-ион I всоставе KI является восстановителем, если в процессе химической реакции пе–реходит в молекулярный иод I2 или в ион IO3 .Вещества, содержащие элемент, степень окисления которого в процессе ре+3акции понижается, называются окислителями.
Например, ион Feв составе+2FeCl3 является окислителем, если в химической реакции переходит в ион Fe .Некоторые элементы в составе одного и того же соединения могут проявлятьсвойства и окислителя, и восстановителя. Например, сера в степени окисления2–+4 в составе иона SO3 может быть окислителем, если в процессе реакции восстанавливается до простого вещества серы, или восстановителем, если в про2–цессе реакции окисляется до степени окисления +6 в составе иона SO4 .56Для составления уравнений ОВР чаще всего пользуются методом электронно-ионного баланса.
В этом методе сначала записываются и уравниваются раздельно процессы (полуреакции) окисления и восстановления, а затем эти полуреакции комбинируются в суммарную реакцию таким образом, чтобы число отданных восстановителем и принятых окислителем электронов были равны другдругу. Например, процесс взаимодействия FeCl3 с KI может быть записан черезследующие полуреакции:3+2+2Fe + e → Fe (процесс восстановления)–12I – 2e → I2 (процесс окисления)причем первая реакция для уравнивания числа отданных и принятых электронов должна быть умножена на 2. В результате общее уравнение реакции будетиметь вид:3+–2+2Fe +2I → 2Fe + I2Очень часто при составлении электронно-ионных уравнений полуреакцийдля уравнивания числа атомов кислорода и водорода в схему включаются моле+–кулы растворителя H2O и частицы, характеризующие среду ― ионы H или OH.
При этом нужно придерживаться следующих правил:+в кислой среде уравнивание осуществляется за счет H и молекул H2O;–в щелочной среде уравнивание осуществляется за счет ионов OH и молекулH2O;в нейтральной среде в левой части уравнения добавляются только молекулы во+–ды, в правой могут получаться как ионы H , так и OH .Например, при взаимодействии перманганата калия с иодидом калия в кислой среде соответствующие полуреакции и суммарная ионная реакция могутбыть записаны следующим образом:–+2+2MnO4 + 8H + 5e → Mn + 4H2O5–2I – 2e → I2–+–2+2MnO4 + 16H + 10I → 2Mn + 5I2 + 8H2OЧтобы записать уравнение ОВР, необходимо знать продукты реакции.
Установить их можно только опытным путем. При экспериментальном исследовании реакции надо обращать внимание на выделение в процессе реакции газов,выпадение осадка, на цвет раствора и т.д.При написании ОВР необходимо также помнить, что на окислительную спо–собность реагентов влияет pН среды. Например, перманганат ион MnO4 в ки2+слой среде, как правило, переходит в катион Mn , в нейтральной, слабокислойи слабощелочной средах его восстановление проходит до MnO2, а в сильноще2–лочной до иона MnO4 .575.1.1.
Вопросы по теме:1) Укажите степени окисления элементов в HNO2, HClO, Cr2O3, H2SO4,K2Cr2O7, NaBr, KIO3, Na2SO3.2) Укажите, какие процессы представляют собой окисление, а какие восстановление:2–S → SO4 ,+NH4 → N2,–2–+S→S ,2+2H →H2,–2+2–3+2–NO2→NO2 , Fe →Fe , SO3 →S,4+–––V →VO3 , Br2→2Br ,––I2→IO3 ,2–ClO →ClO3 , MnO4 → MnO4F2→2F , Sn→Sn ,3) Укажите в вышеперечисленных процессах окислители и восстановители.5.2. Работа 1.
Окислительно-восстановительные свойстваразличных веществ.5.2.1. Цель работыНаличие у веществ окислительных свойств можно доказать, если они вступают во взаимодействие с типичными восстановителями, например с иодид–ионом I и дифениламином. При взаимодействии веществ с типичными окислителями, например, перманганат- и дихромат-ионами определяются восстановительные свойства.Иодид калия реагирует с окислителями с образованием свободного иода:–2I + 2e = I2,который окрашивает реакционную смесь в присутствии крахмала в синий цвет,а дифениламин — с образованием ярко-синего хинонимина C12H11N:+–C24H18N2 + 4H +4e → 2C12H11NПерманганат-ион в кислой среде в присутствии восстановителей обесцвечивается, а желто-оранжевая окраска дихромат-иона переходит в зеленую окраску иона хрома (III).При изучении окислительно-восстановительной способности веществ необходимо учитывать, что реакция возможна только тогда, когда один из ее участников может повысить, а другой понизить свои степени окисления, то есть приналичии пары окислитель — восстановитель.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
