Doświadczenie 1.

1. Cel Doświadczenia:

Badanie właściwości utleniających anionu MnO₄^– w reakcjach redoks w zależności od początkowego odczynu wodnego roztworu*.

2. Lista odczynników:

KMnO_4(aq), H₂SO_4(aq), KOH_(aq), K₂SO_3(aq)

lub lista tych związków bez indeksów dolnych plus dodatkowo H₂O na samym końcu

KMnO₄, H₂SO₄, KOH, K₂SO₃, H₂O

3. Poglądowy rysunek przeprowadzanego doświadczenia (przed i po):

4. Opis wyglądu zawartości probówki przed dodaniem odczynnika oraz po zajściu reakcji chemicznej lub ten sam opis wyglądu, co na początku, gdy reakcja nie zachodzi.

* Nie uwzględniono że w rzeczywistości po zmieszaniu wodnego roztworu KMnO₄ z wodnym roztworem Na₂SO₃ w chwili t = 0s początkowo mamy środowisko lekko zasadowe z uwagi na fakt, że jony SO₃^2- ulegają hydrolizie.

**W rzeczywistości po przeprowadzonym doświadczeniu roztwór od razu nie będzie bezbarwny tylko od żółtego do lekko brunatnego ze względu na utrzymywaniu się koloidalnego roztworu MnO₂, który koaguluje z czasem i opada jako kłaczki osadu. Powoduje to, że bezbarwny roztwór może być zaobserwowany czasem dopiero po 24h stania.

5. Obserwacje:

Probówka 1:

Fioletowy roztwór odbarwił się.

LUB

Fioletowy roztwór zmienił zabarwienie na bladoróżowe.

Probówka 2:

Fioletowy roztwór odbarwił się i wytrącił się brunatny/brunatno czarny osad.

LUB

Fioletowy roztwór zmienił zabarwienie na bladożółte i wytrącił się brunatny/brunatno czarny osad.

Probówka 3: Fioletowy roztwór zmienił zabarwienie na zielone.

6. Równania reakcji (w formie cząsteczkowej i ewentualnie jonowej/jonowej skróconej:

Probówka 1

Forma cząsteczkowa:

2KMnO₄ + 5K₂SO₃ + 3H₂SO₄ → 2MnSO₄ + 6K₂SO₄ + 3H₂O

Równania połówkowe w formie jonowej:

MnO₄^– + 5e  + 8H⁺ → Mn²⁺ + 4H₂O

SO₃^2- + H₂O → SO₄^2- + 2e + 2H⁺

Forma jonowa skrócona:

2MnO₄^– + 5SO₃^2- + 6H⁺ → 2Mn²⁺ + 5SO₄^2- + 3H₂O

Probówka 2

Forma cząsteczkowa:

2KMnO₄ + 3K₂SO₃ + H₂O → 2MnO₂ + 3K₂SO₄ + 2KOH

Równania połówkowe w formie jonowej:

MnO₄^– + 3e  + 2H₂O → MnO₂ + 2OH^–

SO₃^2- + H₂O → SO₄^2- + 2e + 2H⁺

LUB

MnO₄^– + 3e  + 2H₂O → MnO₂ + 2OH^–

SO₃^2- + 2OH^– → SO₄^2- + 2e + H₂O

Forma jonowa skrócona:

2MnO₄^– + 3SO₃^2- + H₂O → 2MnO₂ + 3SO₄^2- + 2OH^–

Probówka 3

Forma cząsteczkowa:

2KMnO₄ + K₂SO₃ + 2KOH → 2K₂MnO₄ + K₂SO₄ + H₂O

Równania połówkowe w formie jonowej:

MnO₄^– + e → MnO₄^2-

SO₃^2- + 2OH^– → SO₄^2- + 2e + H₂O

Forma jonowa skrócona:

2MnO₄^– + SO₃^2- + 2OH^– → 2MnO₄^2- + SO₄^2- + H₂O

7. Wnioski:

W roztworze wodnym jon MnO₄^– wykazuje najsilniejsze właściwości utleniające w środowisku kwasowym, nieco słabsze w środowisku obojętnym i najsłabsze w środowisku zasadowym.

8. Wskazówki praktyczne dla osoby wykonującej doświadczenie

• Należy unikać zbyt alkalicznego środowiska reakcji względem KOH, ponieważ wtedy sam KOH przejmuje rolę reduktora i zachodzi współbieżnie reakcja:

4KMnO₄ + 4KOH_(stęż) → 4K₂MnO₄ + 2H₂O + O₂

• Zanieczyszczenia MnO₂ na szkle (zarówno stare, jak i nowo powstałe) usuwać wodnym roztworem kwasu szczawiowego.

Doświadczenie 2.

1. Cel Doświadczenia:

Dysproporcjonowanie anionów MnO₄^2- w środowisku kwasowym.

2. Lista odczynników:

K₂MnO_4(aq), H₂SO_4(aq)

lub lista tych związków bez indeksów dolnych plus dodatkowo H₂O na samym końcu

K₂MnO₄, H₂SO₄, H₂O

3. Poglądowy rysunek przeprowadzanego doświadczenia (przed i po):

4. Opis wyglądu zawartości probówki przed dodaniem odczynnika oraz po zajściu reakcji chemicznej lub ten sam opis wyglądu, co na początku, gdy reakcja nie zachodzi.

5. Obserwacje:

Zielony roztwór zmienia zabarwienie na fioletowy. Wytrąca się brunatny osad.

6. Równania reakcji (w formie cząsteczkowej i ewentualnie jonowej/jonowej skróconej:

Forma cząsteczkowa:

3K₂MnO₄ + 2H₂SO₄ → 2KMnO₄ + MnO₂ + 2K₂SO₄ + 2H₂O

Równania połówkowe w formie jonowej:

MnO₄^2- + 2e + 4H⁺ → MnO₂ + 2H₂O

MnO₄^2- → MnO₄^– + e

Forma jonowa skrócona:

3MnO₄^2- + 4H⁺ → 2MnO₄^– + MnO₂ + 2H₂O

7. Wnioski:

W roztworze wodnym w środowisku kwasowym jon MnO₄^2- ulega dysproporcjonowaniu (dysmutacji) do MnO₄^– oraz MnO₂.

8. Wskazówki praktyczne dla osoby wykonującej doświadczenie

• Zanieczyszczenia MnO₂ na szkle (zarówno stare, jak i nowo powstałe) usuwać wodnym roztworem kwasu szczawiowego.