Лабораторна робота №7. Загальні властивості металів

Лабораторна робота № 6. Окисно-відновні реакції

Тема 6. Окисно-відновні процеси

Загальні поняття про окисно-відновні реакції. Зміна ступенів окислення елементів у сполуках. Окисники та відновники. Типи окисно-відновних реакцій. Складання рівнянь окисно–відновних реакцій за допомогою електронного балансу. Окисно-відновні потенціали. Рівняння Нернста. Ряд напруг металів. Загальні властивості металів.

Мета роботи: вивчення окисних та відновних властивостей окремих речовин, окисно-відновних реакцій та факторів, які на нього впливають.

Дослід 1. Прості речовини у якості окисників і відновників

а) В пробірку з 5-6 краплями розчину купрум сульфату занурити залізний цвях. Через 2-3 хвилини відмітити зміну поверхні металу. Користуючись рядом напруг, вказати, які метали можуть витискати купрум з розчинів її солей. Зробити такі досліди. Написати рівняння реакцій. Який елементарний іон є окисником?

б) До 5-6 краплин розчину калій йодиду прилити такий же об’єм хлорної води. Чим пояснити зміну забарвлення розчину? Скласти рівняння реакції.

Дослід 3. Вплив рН середовища на окисно-відновний процес

В три пробірки внести 3-4 краплі розчину калій перманганату. В одну пробірку додати 2-3 краплі розбавленого розчину сульфатної кислоти, в другу – стільки ж води, в третю – 2-3 краплі розбавленого розчину лугу. В усі три пробірки внести 0,5 мл розчину натрій нітриту або сульфіту; перемішати розчин. Відзначити зміну забарвлення розчинів (в усіх трьох випадках). Скласти рівняння реакцій та вказати перехід електронів, враховуючи, що фіолетове забарвлення характерне для йону МnО₄^-, зелене – для МnО₄^2-, безбарвний розчин свідчить про утворення Mn²⁺; осад бурого кольору свідчить про наявність манган (IV) оксиду MnO₂.

Дослід 3. Реакції диспропорціонування

Помістити у пробірку маленький кристалик йоду і 8-10 крапель 2 М розчину натрій гідроксиду. Перемішати вміст пробірки до повного розчинення і знебарвлення йоду. Написати рівняння реакції, враховуючи, що в результаті диспропорціонування йоду утворюється натрій йодид NaI та натрій гіпойодит NaIO.

Дослід 4. Реакція внутримолекулярного окислення-відновлення

В фарфорову чашку помістити невелику кількість кристалічного амоній біхромату (NH₄)₂Cr₂O₇ і запалити суміш. Через декілька секунд спостерігати розкладання солі. Написати рівняння реакції, враховуючи, що утворюється хром (ІІІ) оксид, азот і пари води. Вказати окислювач і відновник.

Мета роботи: ознайомлення з хімічними властивостями металів, а також експериментальне порівняння активності різних металів.

Дослід 1. Взаємодія металів з кислотами

а) В три пробірки налити по 2 мл розведеної хлоридної кислоти і внести по гранулі кожного з металів: алюмінію, цинку і міді. Що відбувається при кімнатній температурі і при нагріванні? Аналогічний дослід провести з розведеною сульфатною кислотою. Написати рівняння реакцій.

б) В три пробірки налити по 1 мл концентрованої нітратної кислоти, додати до кожної з них гранули алюмінію, цинку та міді. Який метал стає пасивним? Нагріти цю пробірку. Написати рівняння реакцій.

Досліди (1, а, б) виконувати у витяжній шафі!

Дослід 2. Взаємодія металів з лугами

В пробірку налити 15–20 %-вий розчин NaOH або KOH і додати гранулу цинку або алюмінію. Обережно нагріти. Спостерігати утворення газу. Написати рівняння реакції. Чому відбуваються ці реакції? Дослід виконувати у витяжній шафі.

Дослід 3. Взаємодія лужних металів з водою (демонструє лаборант)

Крихту натрію обережно вийняти з гасу і перенести до кристалізатора з водою. Спостерігати дослід. До утвореного розчину додати 1 краплю фенолфталеїну. Яке середовище розчину? Написати рівняння реакції.

Дослід 4. Визначення активності металів

Встановити відносну активність деяких металів: Zn, Cu, Fe, Sn, Pb. Для цього необхідно взяти пробірки і в кожну з них внести по 1 мл розчину солі одного з металів. В усі розчини, за винятком солі Феруму, занурити по залізному цвяху. В яких розчинах цвях вкрився шаром іншого металу? Провести аналогічні досліди з пластинами або гранулами інших металів, наприклад, цинку, олова. Спостерігати, в яких пробірках відбувається витиснення металу з розчину його солі. Пояснити відмінності в поведінці металів у досліді, спираючись на значення електродних потенціалів металів (дивись табл.5). Написати рівняння реакцій.

Таблиця 5. Cтандартні електродні потенціали металів

Система	Електродний потенціал, В	Система	Електродний потенціал, В
Na/Na^+	-2,71	Sn/Sn^2+	-0,14
Mg/Mg^2+	-2,37	Fe/Fe^2+	-0,44
Al/Al^3+	-1,66	Fe/Fe^3+	-0,036
Zn/Zn^2+	-0,76	H2/2H^+	0,0
Cr/Cr^3+	-0,74	Cu/Cu^2+	+0,34
Ni/Ni^2+	-0,25	Ag/Ag^+	+0,79

Дослід 5. Пасивація заліза

Зачистити наждачним папером дві сталеві пластини. Одну пластину пасивувати, зануривши її в пробірку з концентрованою HNO₃. Записати свої спостереження. Після пасивації пластину промити і занурити в пробірку з розведеним розчином H₂SO₄. Відмітити процес утворення водню.

Для порівняння внести в розчин розведеної H₂SO₄ необроблену пластину. На якому зразку швидше утворюється водень?

Дата добавления: 2014-12-07