Zapoznaj się z opisem eksperymentu przeprowadzonego w laboratorium chemicznym gdzie zbadano utleniające właściwości manganianu$\left(\text{VII}\right)$ potasu w zależności od środowiska, w którym się znajduje. Na koniec rozwiąż krótkie zadania.

Zadanie: Czy właściwości utleniające manganianu$\left(\text{VII}\right)$ potasu zależą od odczynu środowiska?

Hipoteza: Właściwości utleniające manganianu$\left(\text{VII}\right)$ potasu zależą od odczynu środowiska - najsilniejsze właściwości utleniające związek ten wykazuje w środowisku kwasowym, a najsłabsze w środowisku zasadowym.

Sprzęt laboratoryjny:

• zlewki – naczynie szklane o kształcie cylindrycznym, stosowane do przeprowadzania prostych reakcji chemicznych;

• cylinder miarowy – podłużne szklane naczynie laboratoryjne w kształcie walca z umieszczoną na ściance podziałką objętości. Służy do odmierzania cieczy.

Odczynniki chemiczne:

• $\mathrm{0,02}$-molowy roztwór manganianu$\left(\text{VII}\right)$ potasu;

• $\mathrm{0,05}$-molowy roztwór siarczanu$\left(\text{IV}\right)$ sodu;

• woda;

• $\mathrm{0,2}$-molowy roztwór wodorotlenku sodu;

• $\mathrm{0,2}$-molowy roztwór kwasu siarkowego$\left(\text{VI}\right)$.

Przebieg doświadczenia:

1. Za pomocą cylindra miarowego odmierzono $50 {\text{cm}}^3$ wodnego roztworu manganianu$\left(\text{VII}\right)$ potasu, a odmierzony roztwór przelano do zlewki.

2. Za pomocą cylindra miarowego odmierzono $30 {\text{cm}}^3$ wodnego roztworu siarczanu$\left(\text{IV}\right)$ sodu i wprowadź go do zlewki z wodnym roztworem manganianu$\left(\text{VII}\right)$ potasu.

3. Za pomocą cylindra miarowego odmierzono $50 {\text{cm}}^3$ wodnego roztworu manganianu$\left(\text{VII}\right)$ potasu, a odmierzony roztwór przelano do zlewki.

4. Za pomocą cylindra miarowego odmierzono $8 {\text{cm}}^3$ wodnego roztworu kwasu siarkowego$\left(\text{VI}\right)$ i wprowadzono go do zlewki z wodnym roztworem manganianu$\left(\text{VII}\right)$ potasu.

5. Do tej samej zlewki wprowadzono $50 {\text{cm}}^3$ wodnego roztworu siarczanu$\left(\text{IV}\right)$ sodu, odmierzonego za pomocą cylindra miarowego.

6. Za pomocą cylindra miarowego odmierzono $50 {\text{cm}}^3$ wodnego roztworu manganianu$\left(\text{VII}\right)$ potasu, a odmierzony roztwór przelano do zlewki.

7. Za pomocą cylindra miarowego odmierzono $5 {\text{cm}}^3$ wodnego roztworu wodorotlenku sodu i wprowadzono go do zlewki z wodnym roztworem manganianu$\left(\text{VII}\right)$ potasu.

8. Do tej samej zlewki wprowadzono $10 {\text{cm}}^3$ wodnego roztworu siarczanu$\left(\text{IV}\right)$ sodu, odmierzonego za pomocą cylindra miarowego.

Obserwacje:

Po zmieszaniu wodnych roztworów manganianu$\left(\text{VII}\right)$ potasu i siarczanu$\left(\text{IV}\right)$ sodu zaobserwowano odbarwienie się fioletowego roztworu i wytrącenie brunatnego osadu.

Po wprowadzeniu wodnego roztworu siarczanu$\left(\text{IV}\right)$ sodu do mieszaniny wodnych roztwór manganianu$\left(\text{VII}\right)$ potasu i kwasu siarkowego$\left(\text{VI}\right)$ zaobserwowano, że fioletowy roztwór zmienił zabarwienie na bladoróżowe.

Po wprowadzeniu wodnego roztworu siarczanu$\left(\text{IV}\right)$ sodu do mieszaniny wodnych roztwór manganianu$\left(\text{VII}\right)$ potasu i wodorotlenku sodu zaobserwowano, że fioletowy roztwór zmienił zabarwienie na ciemnozielone.

Wyniki:

W każdym z przypadków dodanie do układu wodnego roztworu siarczanu$\left(\text{IV}\right)$ sodu, spowodowało przebieg odpowiedniej reakcji chemicznej i zmianę zabarwienia roztworu. Obserwowane zmiany były inne w przypadku użycia roztworu kwasu siarkowego$\left(\text{VI}\right)$ i roztworu wodorotlenku sodu. Jeszcze inne były zmiany gdy do układu nie wprowadzono ani roztworu kwasu ani wodorotlenku.

Manganowi w manganianie$\left(\text{VII}\right)$ potasu, przypisujemy stopień utlenienia równy $\text{VII}$. W obecności kwasu siarkowego$\left(\text{VI}\right)$, a więc w środowisku kwasowym, utworzyła się sól manganu$\left(\text{II}\right)$. W obecności zasady, a więc w środowisku zasadowym, utworzył się manganian$\left(\text{VI}\right)$ potasu. Z kolei w środowisku obojętnym wytrącił się tlenek manganu$\left(\text{IV}\right)$.

Wnioski:

W czasie zachodzących reakcji, mangan najbardziej obniżył swój stopień utlenienia w środowisku kwasowym, najmniej zaś w środowisku zasadowym. Można zatem wnioskować, że właściwości utleniające manganianu$\left(\text{VII}\right)$ potasu zależą od odczynu środowiska – najsilniejsze właściwości utleniające związek ten wykazuje w środowisku kwasowym, a najsłabsze w środowisku zasadowym. Hipoteza została potwierdzona.