Grafika interaktywna

bg‑azure

Doświadczenie

Polecenie 1

Zaprojektuj doświadczenie chemiczne w celu zbadania aktywności chemicznej alkoholi z dichromianem(VI) potasu. Na podstawie problemu badawczego, postaw hipotezę. Opisz przewidywane obserwacje, napisz równania reakcji zachodzących w probówkach i wysuń wnioski. Odpowiedzi porównaj z odpowiedziami zamieszczonymi pod doświadczeniem. Następnie wykonaj ćwiczenie nr 1 i 2.

Uwaga!

W środowisku kwasowym alkohole utleniają się w reakcji z silnym utleniaczem, jak podano poniżej:

- I‑rzędowe do aldehydów lub kwasów karboksylowych;

- II‑rzędowe do ketonów;

-III‑rzędowe nie ulegają reakcji chemicznej.

R1KdyAtRmx8ge

Problem badawczy:
Czy wszystkie alkohole utleniają się w reakcji z chromianem(VI) potasu?

Hipoteza:

Sprzęt i odczynniki laboratoryjne:
- 5% roztwór dichromianu(VI) potasu (roztwór K₂Cr₂O₇);
-1

\frac{mol}{{dm}^{3}}

roztwór kwasu siarkowego(VI) (roztwór H₂SO₄);
- propan-1-ol;
- propan-2-ol;
- 2-metylopropan-2-ol;
- stojak na probówki;
- trzy probówki;
- trzy korki do probówek;
- trzy zlewki;
- ciepła woda (może być przegotowana w czajniku).

R10dfCWNXVSWP

Instrukcja przeprowadzenia doświadczenia

Uszereguj czynności w odpowiedniej kolejności, dzięki czemu otrzymasz instrukcje wykonywania doświadczenia.

Korek z probówek usuwamy i umieszczamy je w zlewkach z ciepłą wodą.
Obserwujemy zmiany kolorów (jeżeli są) i zapisujemy je w obserwacjach.
Do każdej z probówek, zawierającej odpowiedni alkohol, dodajemy 1 cm³ roztworu chromianu(VI) potasu i 1 cm³ roztworu kwasu siarkowego(VI) o stężeniu 1 mol/dm³.
Probówki zamykamy korkiem i wstrząsamy przez kilka sekund.
Do każdej z trzech oznakowanych probówek wlewamy po 1 cm³ odpowiedniego alkoholu: propan-1-ol (1), propan-2-ol (2), 2-metylopropan-2-ol (3).

Grafika

RaH0kkI2RgtGA

Na ilustracji są dwie probówki - ukazują stan przed reakcją i po reakcji. Przed reakcją zawartość probówki jest intensywnie żółta. To propan-1-ol, kwas siarkowy(VI) i dichromian(VI) potasu. Po ogrzaniu zawartość probówki staje się ciemnozielona. — Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Rt3jnIXk56AmE

Obserwacje w probówce nr 1

Równanie reakcji chemicznej do probówki nr 1

Uwaga: W przypadku utleniania alkoholu pierwszorzędowego za pomocą dichromianu(VI) potasu w środowisku kwasowym, produktem reakcji może być również aldehyd.

R1Sk2nrDkVJ2B

Na ilustracji jest równanie reakcji: tu uzupełnij K 2 C r 2 O 7 + tu uzupełnij C H 3 C H 2 C H 2 O H + tu uzupełnij H 2 S O 4 ⟶ C r 2 S O 4 3 + tu uzupełnij K 2 S O 4 + tu uzupełnij C H 3 C H 2 C O O H + tu uzupełnij H 2 O . — Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

RGuXyq8HuW6SG

Dokonaj bilansu elektronowego reakcji zachodzącej w probówce nr 1, odpowiedź zapisz w zeszycie do lekcji chemii, zrób zdjęcie, a następnie umieść je w wyznaczonym polu.

R1XKhs11X75nE

Grafika

R1cO9gvwMNSX0

Na ilustracji są dwie probówki - ukazują stan przed reakcją i po reakcji. Przed reakcją zawartość probówki jest intensywnie żółta. To propan-2-ol, kwas siarkowy(VI) i dichromian(VI) potasu. Po ogrzaniu zawartość probówki staje się ciemnozielona. — Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

RAi3ZXF9icIcK

Obserwacje w probówce nr 2

Równanie reakcji chemicznej do probówki nr 2:

RHAq4w494fep1

Na ilustracji jest równanie reakcji: tu uzupełnij dichromian potasu dodać tu uzupełnij propan-2-ol dodać tu uzupełnij kwas siarkowy, strzałka w prawo, tu uzupełnij siarczan chromu dodać siarczan potasu dodać tu uzupełnij aceton dodać tu uzupełnij woda. — Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

RbrcMVKyISpGV

Dokonaj bilansu elektronowego reakcji zachodzącej w probówce nr 2, odpowiedź zapisz w zeszycie do lekcji chemii, zrób zdjęcie, a następnie umieść je w wyznaczonym polu.

R1JvcZ339i7sP

Grafika

RRcArP58gUhSS

Na ilustracji są dwie probówki - ukazują stan przed reakcją i po reakcji. Przed reakcją zawartość probówki jest intensywnie żółta. To 2-metylopropan-2-ol, kwas siarkowy(VI) i dichromian(VI) potasu. Po ogrzaniu zawartość probówki jest identyczna jak przed reakcją. — Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

R6DiZiORiYmHg

Obserwacje w probówce nr 3

Wnioski

R1NQTscsJAi5J

Hipoteza:
Nie wszystkie alkohole ulegają utlenieniu w reakcji z dichromianem(VI) potasu.

Obserwacje w probówce nr 1:
W probówce nr 1 następuje zmiana barwy z pomarańczowej na zieloną.

Obserwacje w probówce nr 2:
W probówce nr 2 następuje zmiana barwy z pomarańczowej na zieloną.

Obserwacje w probówce nr 3:
W probówce nr 3 nie obserwuje się zmiany barwy.

Reakcje:

1. Reakcja chemiczna zachodząca w probówce nr 1:

R1Jm45EYNkCbZ1

Na ilustracji jest równanie reakcji: 2 K 2 C r 2 O 7 + 3 C H 3 C H 2 C H 2 O H + 8 H 2 S O 4 ⟶ C r 2 S O 4 3 + 2 K 2 S O 4 + 3 C H 3 C H 2 C O O H + 11 H 2 O . W pierwszym substracie chrom ma +VI stopień utlenienia. W drugim substracie węgiel z grupy metylowej ma -III stopień utlenienia, węgiel z pierwszej grupy metylenowej ma -II stopień utlenienia, węgiel z drugiej grupy metylenowej ma -I stopień utlenienia. W pierwszym produkcie chrom ma +III stopień utlenienia. W trzecim produkcie węgiel z grupy metylowej ma -III stopień utlenienia, z grupy metylenowej -II stopień, węgiel z grupy karboksylowej +III stopień utlenienia. Pod równaniem jest równanie redukcji: 2 C r + 2 razy 3 e − ⟶ 2 C r . Chrom jako substrat jest na +VI stopniu utlenienia, jako produkt na +III stopniu. Równanie utleniania: C ⟶ C + 4 e − . Atom węgla jako substrat ma -I stopień utlenienia, jako produkt +III. Pomiędzy równaniami utleniania i redukcji jest liczba 12. Na wysokości równania redukcji jest liczba 2, na wysokości równania dotyczącego utleniania jest liczba 3.

2. Reakcja chemiczna zachodząca w probówce nr 2:

R1Jm45EYNkCbZ1

3. Reakcja chemiczna zachodząca w probówce nr 3:

W probówce nr 3 brak zachodzącej reakcji.

R1C12IBbdaaOc

Wnioski:
W reakcji z alkoholami I- i II-rzędowymi, chrom z +VI stopnia utlenienia ulega redukcji do chromu na +III stopniu utlenienia. Pomiędzy alkoholami III-rzędowymi a chromem na +VI stopniu utlenienia nie zachodzi reakcja utlenienia-redukcji.

Polecenie 2

Czy reakcje spalania są reakcjami redoks? Jaki stopień utlenienia posiada atom węgla w metanie, a jaki w benzenie? Zapoznaj się z grafiką interaktywną na temat reakcji spalania metanu i benzenu, a następnie wykonaj ćwiczenie nr 3.

R11rA0TeRddfW

Źródło: dostępny w internecie: pixabay.com, domena publiczna.

RaNvCUAXdEhlJ

Źródło: dostępny w internecie: pixabay.com, domena publiczna.

R1Ya73pD8gWWJ

Na ilustracji jest równanie reakcji: metan + cząsteczka tlenu dają dwutlenek węgla + woda. Należy uzupełnić w równaniu liczbę cząsteczek. Pomiędzy tlenem a wodą zachodzi redukcja, metanem a dwutlenkiem węgla utlenianie. Węgiel w metanie jest na -IV stopniu utlenienia, tlen jest ma O stopień, węgiel w dwutlenku węgla +IV, a tlen w cząsteczce wody -II. Opis: Spalanie metanu. Metan ulega utlenianiu, czyli jest reduktorem. Natomiast tlen jest utleniaczem, ponieważ sam ulega redukcji. Poniżej równania jest zapis:

C ⟶ C + 8 e^{-}

. Węgiel przechodzi z -IV stopnia utlenienia na +IV. Pod spodem jest zapis redukcji:

O_{2} + 4 e^{-} ⟶ 2 O

. Tlen spada z 0 stopnia utlenienia na -II. Pomiędzy równaniem utleniania i redukcji jest liczba 8, na wysokości równania utleniania jest liczba 1, na wysokości równania redukcji jest liczba 2. Po uzupełnieniu równanie jest następujące:

{C H}_{4} + 2 O_{2} ⟶ {C O}_{2} + 2 H_{2} O

Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.

RQBXFx7v55tMU

Na ilustracji jest równanie reakcji: pierścień aromatyczny (każdy atom węgla ma -I stopień utlenienia) + tlen (0 stopień utlenienia) strzałka w prawo dwutlenek węgla (atom węgla +IV stopień utlenienia) + woda (tlen -II stopień utlenienia). Pomiędzy tlenem a wodą zachodzi redukcja. Pomiędzy pierścieniem a dwutlenkiem węgla utlenianie. W równaniu należy uzupełnić ilość cząsteczek. Tu opis: Spalanie benzenu. Benzen ulega utlenianiu, czyli jest reduktorem. Natomiast tlen jest utleniaczem, ponieważ sam ulega redukcji. Pod równaniem jest zapis reakcji utleniania i redukcji. Reakcja utlenienia:

6 C ⟶ 6 C + 30 e^{-}

. Wyjściowy węgiel przechodzi z -I stopnia utlenienia na +IV. Równanie redukcji:

O_{2} + 4 e^{-} ⟶ 2 O

. Cząsteczka tlenu przechodzi z 0 stopnia utlenienia na -II. Pomiędzy równaniami jest liczba 60. Na wysokości równania dotyczącego utleniania jest 2, redukcji - 15. Po uzupełnieniu: dwie cząsteczki benzenu +

15 O_{2} ⟶ 12 {C O}_{2} + 6 H_{2} O

Spalanie jako przykład reakcji redoks – grafika interaktywna

Źródło: GroMar Sp. z o.o. oprac. na podst. https://chem.libretexts.org/Courses/University_of_South_Carolina__Upstate/USC_Upstate%3A_CHEM_U109_-_Chemistry_of_Living_Things_(Mueller)/05%3A_Introduction_to_Chemical_Reactions/5.6%3A_Redox_Reactions_in_Organic_Chemistry_and_Biochemistry#:~:text=A%20combustion%20reaction%20is%20a,1)., licencja: CC BY 3.0.

RO5XkCEqF1jaB

Ćwiczenie 1

Który z wymienionych alkoholi nie ulegnie reakcji utleniania za pomocą dichromianu(VI) potasu? Zaznacz poprawną odpowiedź.

etanol
2-metylopentan-1-ol
2-metylopentan-2-ol
2-metylopentan-3-ol

RiDbcXTg6MSCN

Ćwiczenie 2

Uzupełnij poniższy tekst poprawnymi sformułowaniami.

utleniaczem, reduktorem, redukcji, utlenianiu, +VI, grupa hydroksylowa, redukuje się, +III

W reakcjach pomiędzy dichromianem(VI) potasu a alkoholami, dichromian(VI) potasu ulega ...................................., czyli jest ..................................... Atom chromu w dichromianie(VI) potasu .................................... ze stopnia utlenienia .................................... na ..................................... Natomiast odpowiedni alkohol ulega ...................................., czyli jest ..................................... W cząsteczce alkoholu swój stopień utlenienia zmienia atom węgla, do którego podłączona jest .....................................

Ćwiczenie 3

Napisz równanie reakcji spalania całkowitego etanu i dokonaj jej bilansu elektronowego.

RapPn2qg00nC9

Odpowiedź zapisz w zeszycie do lekcji chemii, zrób zdjęcie, a następnie umieść je w wyznaczonym polu.

Ćwiczenie 3

R1NIBUg37Jx4t

Przeczytaj

Sprawdź się

Doświadczenie