Образец отчёта по лабораторным работам

Министерство образования и науки РФ
Иркутский Государственный Технический Университет
Заочно - Вечерний Факультет
Кафедра общеинженерных дисциплин
Отчет по лабораторной работе №6
«Окислительно-восстановительные реакции»
(дисциплина «Химия»)
Выполнил: Погодин А.А.,
группа ЭПз-07-1
Проверил: доцент кафедры ООД,
к.х.н., Кузнецова А.А.
г. Железногорск – Илимский
2007
1
Окислительно-восстановительные реакции
Цель работы:
Изучение окислительно-восстановительных реакций.
 Изучение влияния среды на окислительно-восстановительные реакции.
 Изучение окислительно-восстановительной двойственности веществ.
Теоретический раздел
Окислительно-восстановительными называются реакции,
сопровождающиеся изменением степени окисления атомов, входящих в
состав реагирующих веществ. Под степенью окисления (п) понимают тот
условный заряд атома, который вычисляется исходя из предположения, что
молекула состоит только из ионов. Иными словами: степень окисления это тот условный заряд, который приобрел бы атом элемента, если
предположить, что он принял или отдал то или иное число электронов.
Окисление-восстановление - это единый, взаимосвязанный процесс.
Окисление приводит к повышению степени окисления восстановителя, а
восстановление - к ее понижению у окислителя.
Повышение или понижение степени окисления атомов отражается в
электронных уравнениях; окислитель принимает электроны от одного атома
к другому .полностью и образуются ионные связи или электроны только
оттягиваются к более электроотрицательному атому и возникает полярная
связь. О способности того или иного вещества проявлять окислительные,
восстановительные или двойственные (как окислительные, так и
восстановительные) свойства можно судить по степени окисления атомов
окислителя и восстановителя.
Атом того или иного элемента в своей высшей степени окисления не
может ее повысить (отдать электроны) и проявляет только
2
окислительные свойства, а в своей низшей степени окисления не может ее
понизить (принять электроны) и проявляет только восстановительные
свойства.
Атом же элемента, имеющий промежуточную степень окисления,
может проявлять , как окислительные, так и восстановительные свойства.
N5+(HN03)
проявляют только
S6+ (H2S04)
окислительные свойства
N4+ (N02)
S4+ (S02)
N3+ (HN02)
проявляют и
N2+ (NO)
окислительные,
и восстановительные
N0(N2)
S0(S2; S8)
N-1(NH2OH)
S-1(H2S2)
свойства
N2-(N2H4)
N3- (NH3)
проявляют только
S2-(H2S)
восстановительные
свойства
При окислительно-восстановительных реакциях валентность атомов
может и не меняться. Например, в окислительно-восстановительной реакции
Н°2 + Cl°2 = 2 (H+1 Cl-1)
валентность атомов водорода и хлора до и после реакции равна единице. Но
изменилась их степень окисления. Валентность определяет число связей,
образованных данным атомом, и поэтому знака не имеет. Степень же
окисления имеет знак плюс или минус.
Экспериментальная часть
3
I. Проделать опыты, написать уравнения реакций, указать в каждой реакции
окислитель, восстановитель, среду, процессы окисления и восстановления,
расставить коэффициенты в уравнении реакции.
Реактивы: NaOH, H2O, H2SO4, KMnO4, Na2SO3, KNO2, K2Cr2O7, KI,
Посуда: стаканы, колбы, шпатель.
Опыт первый. Влияние среды на окислительно-восстановительные
реакции
Описание работы.
В 4 стакана налить раствор перманганата калия KMnO4, создать разную
среду в 3-х стаканах:
в 1 стакан добавить H2SO - создать кислую среду,
во 2-й стакан добавить H2O – создать нейтральную среду,
в 3 стакан добавить щелочь NaOH – создать щелочную среду.
В каждый стакан добавить сухую соль Na2SO3. Наблюдать изменения
окраски растворов.
4-й стакан оставить для сравнения окраски растворов.
Выполнение работы.
1.1. В 1 стакан приливаем раствор серной кислоты H2SO4, добавляем сухую
соль Na2SO3, наблюдаем исчезновение окраски.
2KMn+7O4 + 3 H2SO4 + 5 Na 2S+4O3 = 2 Mn+2SO4 + K2SO4 + 5 Na2S+6O4 +
+3 H2O
Окислитель
восстановитель
e н.о.к. коэф.
восстановление
Mn+2
Mn+7 + 5е
5
окисление
S – 2е
+4
2
10
+6
S
2
4
5
1.2. Во 2 стакан к раствору KMnO4 добавили H2O и Na2SO3. Наблюдаем
образование осадка MnO2 коричневого цвета.
2 KMn+7O4 + H2O + 3Na2S+4O3 = 2MnO2 + 3Na2 S+6O4 +2KOH
окислитель
восстановитель
н.о.к.
e
коэф.
восстановление
Mn + 3е
+7
Mn+4
3
2
окисление
6
S – 2е
+4
+6
S
2
3
1.3. В 3 стакан приливаем NaOH и добавляем Na2SO3, наблюдаем появление
зеленой окраски раствора
2KMn+7O4 + 2NaOH + Na2S+4O3 = 2Na2Mn+6O4 + K2S+6O4 + H2O
окислитель
восстановитель
манганат натрия
н.о.к.
e
коэф.
восстановление
Mn + 1е
+7
Mn+6 1
окисление
S – 2е
+4
2
2
+6
S
2
1
Вывод: при взаимодействии 2 веществ: перманганата калия и сульфита
натрия, образуются разные продукты реакции в зависимости от того, в какой
среде - кислой, нейтральной или щелочной, протекает реакция.
Среда
Кислая
Нейтральная
Щелочная
Образующийся ион,
вещество
Mn2+
MnO2
(Mn+6O4)25
Цвет
бесцветный
бурый осадок
зеленый
Опыт II: Окислительно-восстановительная двойственность нитрита
калия.
Ход работы: в 2 стакана наливаем раствор нитрита калия KNO2, в
каждый стакан добавляем разбавленный раствор серной кислоты H2SO4 . В 1
стакан прибавляем раствор дихромата калия K2Cr2O7, во 2 стакан приливаем
раствор йодида калия KI. Наблюдаем изменения, которые происходят в
стаканах. Составляем уравнение ОВР, объясняем функцию KNO2 в
проведенных реакциях.
Выполнение работы:
2.1. В первом стакане наблюдаем изменение цвета раствора - появление
зеленой окраски. (Дихромат калия имеет оранжевый цвет). Т.е.
образовалось новое вещество – соединение трехвалентного хрома.
3 KN+3O2 + 4 H2SO4 + K2Cr+62O7 = 3KN+5O3 + K2SO4 + Cr+32(SO4)2-3
+4H2O
восстановитель
окислитель
e
н.о.к.
коэф.
окисление
N – 2е
+3
N+5
2
восстановление
2Cr + 6е
+6
3
6
2Cr
+3
6
1
2.2. Во 2 стакан приливаем раствор KI. Наблюдаем появление коричневой
окраски раствора, выделение газа, и мелких частиц йода.
2KN+3O2 + 2H2SO4 + 2KI-1 = 2K2SO4 + I02 + 2N+2O + 2H2O
окислитель
восстановитель
e
6
н.о.к.
коэф.
восстановление
N + 1е
+3
N+2
1
окисление
2 I – 2е
-1
2
2
I02
2
1
Вывод: В нитрите калия азот находится в промежуточной степени
окисления (+3), поэтому KNO2 обладает окислительно-восстановительной
двойственностью.
Общий вывод: ОВР протекает по-разному в зависимости от среды и от того,
в какой степени окисления –высшей, низшей или промежуточной, находятся
вещества.
Список литературы:
1. «Химия». Методические указания к выполнению лабораторных работ.
Иркутск, издательство ИРГТУ, 2005г. - 32стр., илл. Составители:
Топшиноева З.Н., Зуева В.П., Волков А.Н., Лебедева О.В.
2. «Химия». Методические указания, программа, решение типовых задач и
контрольные задания для студентов-заочников инженерно-технических
специальностей. Составили В.Н. Жженых, Р.П. Мавридис, Г.М. Белозерова,
Ф.И. Калиниченко. Иркутск, 2001г. - 82 стр., илл.
7