Реакции внутримолекулярного окисления – восстановления и диспропорционирования

Цель работы: провести реакции внутримолекулярного окисления – восстановления и диспропорционирования.

Оборудование и реактивы: пробирки, пипетки, резиновая груша, стеклянные стаканы, спиртовка, дистиллированная вода, кристаллический перманганат калия (KMnO₄), концентрированные соляная, серная, азотная кислоты (HCl, H₂SO₄, HNO₃), иодид калия (KI), 0,1Н раствор перманганат калия (KMnO₄), 10% и 0,1Н раствор серной кислоты (H₂SO₄), 10% и концентрированный раствор гидроксида натрия (NaOH), раствор сульфита натрия (Na₂SO₃), гранулы цинка (Zn), медная стружка (Cu), дихромат аммония ((NH₄)₂Cr₂O₇), нитрит натрия (NaNO₂), сульфат марганца (MnSO₄).

Теоретическая часть:

Реакции внутримолекулярного окисления-восстановления – это процесс изменения степени окисления атомов, находящихся в составе одной частицы.

Реакции диспропорционирования – это процессы, сопровождающиеся одновременным увеличением и уменьшением степени окисления данного вида атома.

Практическая часть:

1) В препараторской нам выдали пробирку с небольшим количеством бихромата аммония;

2) Нагрели пробирку на пламени спиртовки – произошло возгорание содержимого пробирки и появление зелёных хлопьев.

(NH₄)₂Cr₂O₇ Сr₂O₃ + N₂ ↑ + 4H₂O

окислитель Cr⁺⁶ +3 Cr⁺³

восстановитель N^-3 - 3 N⁰

Такая реакция является примером реакции внутримолекулярного окисления – восстановления;

3) Налили в чистую пробирку 1 мл. йодной воды и 1 мл. концентрированного раствора гидроксида натрия, и нагревали пробирку на спиртовке - Наблюдаем обесцвечивание раствора;

6I₂ + 12NaOH 2NaIO₃ + 10NaI + 6H₂O

При обычных условиях образуется ион (IO)^-, который очень не устойчив в растворе, поэтому он распадается на I^- и (IO₃)^-

3IO^- 2I^- + IO₃^-, поэтому образуются NaIO₃ и NaI

окислитель 2I⁰ +2 2I^-

восстановитель 2I⁰ + 12OH^- - 10 2(IO₃)^- + 6H₂O

10I⁰ + 2I⁰ + 12OH^- 10I^- + 2(IO₃)^- + 6H₂O

6I₂ + 12NaOH 2NaIO₃ + 10NaI + 6H₂O:2

3I₂ + 6NaOH NaIO₃ + 5NaI + 3H₂O

4) В полученный раствор добавили небольшой избыток 0,1Н раствора серной кислоты – наблюдали окрашивание раствора в жёлто – коричневый цвет – выпадение йода, а так же наблюдали выделение пузырьков водорода;

2NaI + H₂SO₄ Na₂SO₄ + I₂ + H₂

восстановитель 2I^- - 2 2I⁰

окислитель 2H⁺ + 2 2H⁰

2I^- + 2H⁺ 2I⁰ + 2H⁰

5) В чистую пробирку налили 1 мл. 1Н раствора нитрита натрия и прилили 1 мл. 25% раствора серной кислоты – наблюдаем выделение бурого газа NO₂ и бесцветного газа NO;

2NaNO₂ + H₂SO₄ Na₂SO₄ + NO ↑ + NO₂ ↑ + H₂O

окислитель N⁺³ +1 N⁺²

восстановитель N⁺³ - 1 N⁺⁴

N⁺³ + N⁺³ N⁺² + N⁺⁴

Эта реакция является примером реакции диспропорционирования;

окислитель (NO₂)^- +2Н⁺ + 1 NO⁰ + H₂O

восстановитель (NO₂)^- - 1 NO₂⁰

(NO₂)^- +2Н⁺ + (NO₂)^- NO⁰ + H₂O + NO₂⁰

6) Налили в пробирку 1 мл. 0,01Н раствор перманганата калия и добавили к нему 1 мл. сульфата марганца (II). Наблюдали изменение окраски раствора – бурый цвет, благодаря появлению оксида марганца (IV).

2КMnO₄ + 3MnSO₄ + 2H₂O 2H₂SO₄ + 5MnO₂ ↓ + K₂SO₄

окислитель (MnO₄)^- + 4H⁺ +3 (MnO₂)⁰ + 2H₂О

восстановитель Mn²⁺ + 2H₂O - 2 (MnO₂)⁰ + 4H⁺

2(MnO₄)^- + 8Н⁺ + 3Mn²⁺ + 6H₂O 2(MnO₂)⁰ + 4Н₂О + 3(MnO₂)⁰ + 12H⁺

Данная реакция представляет реакцию, обратную диспропорционированию, когда атомы, находившиеся в разной степени окисления, превращаются в частицу, с одинаковой степенью окисления.

Вывод: Были рассмотрены внутримолекулярные реакции разложения, а также реакции диспропорционирования.