Wirtualne laboratorium – I - Zintegrowana Platforma Edukacyjna

Polecenie 1

Przeprowadź doświadczenie w laboratorium chemicznym. Twoim zadaniem jest zbadanie wpływu odczynu środowiska na przebieg reakcji manganianu $(VII)$ potasu z tiosiarczanem sodu. Rozwiąż problem badawczy i zweryfikuj hipotezę.

Badanie manganianu $(VII)$ potasu w środowisku kwasowym, obojętnym i zasadowym.

Reakcja manganianu

(VII)

potasu w środowisku kwasowym

Reakcja manganianu

(VII)

potasu w środowisku kwasowym

RZNj1ArlldFkP1

Wirtualne laboratorium pt. „Badanie manganianu(VII) potasu w środowisku kwasowym, obojętnym i zasadowym”.

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

Reakcja manganianu

(VII)

potasu w środowisku obojętnym

Reakcja manganianu

(VII)

potasu w środowisku obojętnym

RxwNeYa0J9e5V1

Wirtualne laboratorium pt. „Badanie manganianu(VII) potasu w środowisku kwasowym, obojętnym i zasadowym”.

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

Reakcja manganianu

(VII)

potasu w środowisku zasadowym

Reakcja manganianu

(VII)

potasu w środowisku zasadowym

R1JTnyPQwlRzS1

Wirtualne laboratorium pt. „Badanie manganianu(VII) potasu w środowisku kwasowym, obojętnym i zasadowym”.

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

R1c8eywyNFpZK

Analiza doświadczenia: Badanie wpływu odczynu środowiska na przebieg reakcji utleniania-redukcji.
Problem badawczy: Czy reakcja manganianu(VII) potasu z tiosiarczanem sodu przebiega zależnie od środowiska prowadzenia reakcji?
Hipoteza: Odczyn środowiska wpływa na przebieg reakcji utleniania-redukcji.

Przebieg doświadczenia:

Do probówki umieszczonej na statywie, odmierz niewielką ilość roztworu manganianu(VII) potasu.
Dodaj jeden z wybranych odczynników: roztwór kwasu chlorowdorowego, wodę destylowaną lub roztwór wodorotlenku sodu.
Do probówki dodaj niewielką ilość wodnego roztworu tiosiarczanu sodu.
Wytrząśnij zawartość probówki.

Obserwacje:

Wyniki:

Wnioski:

Stopnie utlenienia siarkiblu#fff

W reagencie ${Na}_{2} S_{2} O_{3}$ siarka występuje na dwóch różnych stopniach utlenienia. Siarka, która jest połączona z atomami tlenu występuje na $+ VI$ stopniu utlenienia, natomiast siarka połączona bezpośrednio z drugim atomem siarki znajduje się na $- II$ stopniu utlenienia.

Średni stopień utlenienia atomów siarki wynosi $+ II$ , a oblicza się go następująco:

\frac{(- 2) + 6}{2} = 2

R1WM0pPep5fBf

Ilustracja — Źródło: Kemikungen, dostępny w internecie: www.wikipedia.org, domena publiczna.

W produkcie z równania reakcji 1 ${Na}_{2} S_{4} O_{6}$ dwa atomy siarki znajdujące się po środku, które są połączone tylko z atomami siarki posiadają stopnień utlenienia równy $0$ . Natomiast atomy siarki znajdujące się po zewnętrznych stronach siarki, łączące się z atomami tlenu oraz atomem siarki posiadają stopień utlenienia równy $+ V$ .

Średni stopień utlenienia atomów siarki wynosi $+ 2,5$ , a oblicza się go następująco:

\frac{2 \cdot 0 + 2 \cdot 5}{4} = 2, 5

RLUJVeO9VtS1T

Szczegóły reakcji 1azure#fff

Równanie reakcji przed dobraniem współczynników:

{Na}_{2} S_{2} O_{3} + {KMnO}_{4} + HCl \to KCl + {MnCl}_{2} + {Na}_{2} S_{4} O_{6} + NaCl + H_{2} O

Równanie procesu utleniania:

4 \overset{II}{S} \to 4 \overset{2,5}{S} + 2 e^{-}

Równanie procesu redukcji:

\overset{VII}{Mn} + 5 e^{-} \to \overset{II}{Mn}

Bilans jonowo‑elektronowy:

4 \overset{II}{S} \to 4 \overset{2,5}{S} + 2 e^{-} | \cdot 5

\overset{VII}{Mn} + 5 e^{-} \to \overset{II}{Mn} | \cdot 2

Równanie reakcji po dobraniu współczynników:

10 {Na}_{2} S_{2} O_{3} + 2 {KMnO}_{4} + 16 HCl \to 2 KCl + 2 {MnCl}_{2} + 5 {Na}_{2} S_{4} O_{6} + 10 NaCl + 8 H_{2} O

Szczegóły reakcji 2green#fff

Równanie reakcji przed dobraniem współczynników:

{KMnO}_{4} + H_{2} O + {Na}_{2} S_{2} O_{3} \to {MnO}_{2} + {Na}_{2} {SO}_{4} + K_{2} {SO}_{4} + KOH

Równanie procesu utleniania:

2 \overset{II}{S} \to 2 \overset{VI}{S} + 8 e^{-}

Równanie procesu redukcji:

\overset{VII}{Mn} + 3 e^{-} \to \overset{IV}{Mn}

Bilans jonowo‑elektronowy:

2 \overset{II}{S} \to 2 \overset{VI}{S} + 8 e^{-} | \cdot 3

\overset{VII}{Mn} + 3 e^{-} \to \overset{IV}{Mn} / \cdot 8

Równanie reakcji po dobraniu współczynników:

8 {KMnO}_{4} + H_{2} O + 3 {Na}_{2} S_{2} O_{3} \to 8 {MnO}_{2} + 3 {Na}_{2} {SO}_{4} + 3 K_{2} {SO}_{4} + 2 KOH

Szczegóły reakcji 3olive#fff

Równanie reakcji przed dobraniem współczynników:

{KMnO}_{4} + NaOH + {Na}_{2} S_{2} O_{3} \to {Na}_{2} {MnO}_{4} + K_{2} {SO}_{4} + H_{2} O + KOH

Równanie procesu utleniania:

2 \overset{II}{S} \to 2 \overset{VI}{S} + 8 e^{-}

Równanie procesu redukcji:

\overset{VII}{Mn} + e^{-} \to \overset{VI}{Mn}

Bilans jonowo‑elektronowy:

2 \overset{II}{S} \to 2 \overset{VI}{S} + 8 e^{-} | \cdot 1

\overset{VII}{Mn} + e^{-} \to \overset{VI}{Mn} | \cdot 8

Równanie reakcji po dobraniu współczynników:

8 {KMnO}_{4} + 14 NaOH + {Na}_{2} S_{2} O_{3} \to 8 {Na}_{2} {MnO}_{4} + 2 K_{2} {SO}_{4} + 5 H_{2} O + 4 KOH

Szafa laboratoryjna

Ry2yLZS9YIYK8

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

Sprawdź, czy Twoje obserwacje, wyniki i wnioski są podobne do poniższych.

Obserwacje:
W reakcji manganianu $(VII)$ potasu z roztworem tiosiarczanu sodu, prowadzonej w środowisku kwasowym, obserwuje się odbarwienie roztworu w probówce. W reakcji prowadzonej w środowisku obojętnym widoczny jest brązowy, kłaczkowaty osad. W środowisku zasadowym roztwór w probówce przyjmuje zieloną barwę.

Wyniki:
W wyniku przeprowadzonych reakcji, otrzymano różne produkty reakcji, o czym świadczą różne zabarwienia produktów.

Wnioski:
W wyniku reakcji manganianu $(VII)$ potasu z roztworem tiosiarczanu sodu, prowadzonej w środowisku kwasowym, obserwuje się odbarwienie roztworu w probówce, tworzą się kationy ${Mn}^{2 +}$ . W reakcji prowadzonej w środowisku obojętnym widoczny jest brązowy, kłaczkowaty osad ${MnO}_{2}$ . W środowisku zasadowym roztwór w probówce przyjmuje zieloną barwę, co świadczy o obecności anionów ${MnO}_{4}^{2 -}$ .

Zadanie: Badanie wpływu odczynu środowiska na przebieg reakcji utleniania‑redukcji.

Problem badawczy: Czy reakcja manganianu $(VII)$ potasu z tiosiarczanem sodu przebiega zależnie od środowiska prowadzenia reakcji?

Hipoteza: Odczyn środowiska wpływa na przebieg reakcji utleniania‑redukcji.

Sprzęt laboratoryjny: probówka – podłużne naczynie szklane do przeprowadzania prostych reakcji chemicznych; pipety Pasteura – wąska rurka do pobierania i przenoszenia niewielkiej ilości cieczy przy pomocy ssawki; zlewka – naczynie szklane o kształcie cylindrycznym, stosowane do przeprowadzania prostych reakcji chemicznych.

Odczynniki: roztwór kwasu chlorowodorowego, woda destylowana, roztwór wodorotlenku sodu, roztwór tiosiarczanu sodu.

Przebieg doświadczenia:

Doświadczenie 1. Reakcja manganianu $(VII)$ potasu w środowisku kwasowym. W probówce umieszczono kilka mililitrów fioletowego $0,1$ -molowego roztworu manganianu $(VII)$ potasu. Dodano kilka ml dwumolowego roztworu chlorowodoru. Następnie wkroplono odrobinę tiosiarczanu sodu. Wymieszanie zawartości probówki spowodowało odbarwienie roztworu.

Doświadczenie 2. Reakcja manganianu $(VII)$ potasu w środowisku obojętnym. W probówce umieszczono kilka ml fioletowego $0,1$ -molowego roztworu manganianu $(VII)$ potasu. Dodano kilka ml wody destylowanej, a potem kilka kropel tiosiarczanu sodu. Wymieszanie zawartości probówki spowodowało wytrącenie brązowego, kłaczkowatego osadu.

Doświadczenie 3. Reakcja manganianu $(VII)$ potasu w środowisku zasadowym. W probówce umieszczono kilka ml fioletowego $0,1$ -molowego roztworu manganianu $(VII)$ potasu. Dodano kilka ml dwu‑molowego roztworu wodorotlenku sodu, a potem wkroplono trochę tiosiarczanu sodu. Wymieszanie zawartości probówki spowodowało zmianę zabarwienia roztworu na zielonkawą.

Obserwacje: W reakcji manganianu $(VII)$ potasu z roztworem tiosiarczanu sodu, prowadzonej w środowisku kwasowym, obserwuje się odbarwienie roztworu w probówce. W reakcji prowadzonej w środowisku obojętnym widoczny jest brązowy, kłaczkowaty osad. W środowisku zasadowym roztwór w probówce przyjmuje zieloną barwę.

Wyniki: W wyniku przeprowadzonych reakcji, otrzymano różne produkty reakcji, o czym świadczą różne zabarwienia produktów.

Wnioski: W wyniku reakcji manganianu $(VII)$ potasu z roztworem tiosiarczanu sodu, prowadzonej w środowisku kwasowym, obserwuje się odbarwienie roztworu w probówce, tworzą się kationy ${Mn}^{2 +}$ . W reakcji prowadzonej w środowisku obojętnym widoczny jest brązowy, kłaczkowaty osad ${MnO}_{2}$ . W środowisku zasadowym roztwór w probówce przyjmuje zieloną barwę, co świadczy o obecności anionów ${MnO}_{4}^{2 -}$ .

Ćwiczenie 1

RlcdbgHTS0c41

Przeczytaj

Sprawdź się

Wirtualne laboratorium – I