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

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

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

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:

RtGn75zs5inTN

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 stopniu utlenienia +VI, natomiast siarka połączona bezpośrednio z atomem siarki znajduje się na stopniu utlenienia -II.

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} + 1 e^{-} \to \overset{VI}{Mn}

Bilans jonowo‑elektronowy:

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

\overset{VII}{Mn} + 1 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 ml 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 MnIndeks górny 2+. W reakcji prowadzonej w środowisku obojętnym widoczny jest brązowy, kłaczkowaty osad MnOIndeks dolny 2. W środowisku zasadowym roztwór w probówce przyjmuje zieloną barwę, co świadczy o obecności anionów MnOIndeks dolny 4Indeks górny 2-.

Ćwiczenie 1

RlcdbgHTS0c41

Przeczytaj

Sprawdź się

Wirtualne laboratorium – I