Projektowanie doświadczeń

Aby rozwinąć naciśnij czerwony znak + z prawej strony.

Doświadczenia

  • Badanie właściwości utleniających anionu MnO4- w reakcjach redoks w zależności od początkowego odczynu wodnego roztworu

    Doświadczenie 1.

    1. Cel Doświadczenia:

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

    2. Lista odczynników:

    KMnO4(aq), H2SO4(aq), KOH(aq), K2SO3(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):

    Wlasciwosci utleniajace manganianu VII

    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.

      Wygląd zawartości probówki przed dodaniem odczynnika Wygląd zawartości probówki po dodaniu odczynnika
    Probówka 1 Fioletowy roztwór Bezbarwny roztwór

    LUB

    Bladoróżowy roztwór

    Probówka 2 Fioletowy roztwór Bezbarwny roztwór** + brunatny osad

    LUB

    Bezbarwny roztwór** + brunatny osad

    Probówka 3  

    Fioletowy roztwór

     

    Zielony roztwór

    * 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 SO32- 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

    SO32- + H2O → SO42- + 2e + 2H+

    Forma jonowa skrócona:

    2MnO4 + 5SO32- + 6H+ → 2Mn2+ + 5SO42- + 3H2O

    Probówka 2

    Forma cząsteczkowa:

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

    Równania połówkowe w formie jonowej:

    MnO4 + 3e  + 2H2O → MnO2 + 2OH

    SO32- + H2O → SO42- + 2e + 2H+

    LUB

    MnO4 + 3e  + 2H2O → MnO2 + 2OH

    SO32- + 2OH → SO42- + 2e + H2O

    Forma jonowa skrócona:

    2MnO4 + 3SO32- + H2O → 2MnO2 + 3SO42- + 2OH

    Probówka 3

    Forma cząsteczkowa:

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

    Równania połówkowe w formie jonowej:

    MnO4 + e → MnO42-

    SO32- + 2OH → SO42- + 2e + H2O

    Forma jonowa skrócona:

    2MnO4 + SO32- + 2OH → 2MnO42- + SO42- + 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.
  • Dysproporcjonowanie anionów MnO42- w środowisku kwasowym.

    Doświadczenie 2.

    1. Cel Doświadczenia:

    Dysproporcjonowanie anionów MnO42- w środowisku kwasowym.

    2. Lista odczynników:

    K2MnO4(aq), H2SO4(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):

    Dysproporcjonowanie MnO42- w środowisku kwasowym

    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.

    Wygląd zawartości probówki przed dodaniem odczynnika Wygląd zawartości probówki po dodaniu odczynnika
     

     

    Zielony roztwór

     

     

    Mieszanina niejednorodna – fioletowy roztwór i brunatny osad

     

    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:

    MnO42- + 2e + 4H+ → MnO2 + 2H2O

    MnO42- → MnO4 + e

    Forma jonowa skrócona:

    3MnO42- + 4H+ → 2MnO4 + MnO2 + 2H2O

    7. Wnioski:

    W roztworze wodnym w środowisku kwasowym jon MnO42- 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.
error: To dzieło jest chronione prawem autorskim!!