|
Демонстрационные
|
Глава 11. Химия элементов VIIБ-группыОпыт 11.1. Получение диоксида марганца Реактивы . Разбавленный (5%-ный) водный раствор сульфата марганца(II) MnSO4, водный (10%-ный) раствор гидроксида калия KOH, разбавленный (5%-ный) водный раствор пероксида водорода H2O2.Посуда и приборы . Магнитная мешалка, химический стакан емкостью 250–400 мл, белый экран, стеклянная палочка.Описание опыта. В химический стакан наливают около 150 мл раствора сульфата марганца(II) и помещают его на магнитную мешалку. Затем приливают свежеприготовленную смесь раствора гидроксида калия (40–50 мл) и пероксида водорода (около 100 мл). Наблюдают появление бурого осадка диоксида марганца: MnSO4 + 2KOH + H2O2 = MnO2↓ + K2SO4 + 2H2O
В щелочной среде стандартный потенциал для окислительно-восстановительной пары Опыт 11.2. Окисление нитрата марганца(II) Реактивы . Разбавленный (2- 5%-ный) водный раствор нитрата марганца(II) Mn(NO3)2, твердые диоксид свинца PbO2, тетраоксид свинца(IV)-дисвинца(II) (Pb2Pb)O4, разбавленная (10%-ная) азотная кислота HNO3.Посуда и приборы . Магнитная мешалка с электронагревателем, химические стаканы объемом 250–400 мл (2 шт.), белый экран, бюксы для твердых веществ, стеклянные шпатели и палочки.Описание опыта. В химический стакан на 2/3 его объема наливают раствор нитрата марганца(II), добавляют 30–40 мл разбавленной азотной кислоты и помещают стакан на магнитную мешалку. Включают перемешивание и добавляют избыток (около 3–4 г) диоксида свинца. Доводят раствор до кипения, а затем выключают нагрев и перемешивание. После того как избыток окислителя (PbO2) осядет на дно стакана, наблюдается розовая окраска раствора, особенно хорошо заметная на фоне белого экрана.
Те же операции проводят, используя вместо диоксида свинца тетраоксид свинца(IV)-дисвинца(II).
Протекающие реакции отвечают уравнениям:
2Mn(NO3)2 + 5PbO2 + 6HNO3 = 2HMnO4 + 5Pb(NO3)2 + 2H2O
2Mn(NO3)2 + 5(Pb2Pb)O4 + 26HNO3 = 2HMnO4 + 15Pb(NO3)2 + 12H2O
Опыт 11.3. Окисление сульфата марганца(II) висмутатом(V) натрия Реактивы Посуда и приборы Описание опыта. В химический стакан на 2/3 его объема наливают раствор сульфата марганца(II) и помещают стакан на магнитную мешалку. Включают перемешивание и вносят 1–2 г висмутата натрия, а также 30-40 мл разбавленной азотной кислоты. Спустя несколько секунд раствор приобретает розовый цвет за счет образования перманганат-ионов: 2MnSO4 + 5NaBiO3 + 15HNO3 = = HMnO4 + NaMnO4 + 5Bi(NO3)3 + 2Na2SO4 + 7H2O
Реакция протекает в кислотной среде самопроизвольно, так как стандартный потенциал окислительно-восстановительной пары Опыт 11.4. Окисление сульфата марганца(II) перманганатом калия Реактивы . Разбавленные (5%-ные) водные растворы сульфата марганца(II) MnSO4 и перманганата калия KMnO4.Посуда и приборы . Магнитная мешалка, химический стакан емкостью 250–400 мл, стеклянная палочка, белый экран.Описание опыта. В химический стакан наливают около 100 мл раствора перманганата калия и добавляют небольшими порциями при перемешивании раствор сульфата марганца(II). Наблюдают исчезновение фиолетовой окраски исходного раствора и появление бурого осадка диоксида марганца: 2KMnO4 + 3MnSO4 + 2H2O = 5MnO2↓ + K2SO4 + 2H2SO4
Происходит реакция конмутации, приводящая к образованию самого устойчивого соединения марганца – Реактивы . Кристаллические перманганат калия KMnO4 и гептагидрат сульфита натрия Na2SO3 . 7H2O, водный (25-30%-ный) раствор гидроксида натрия NaOH, лед, технический хлорид натрия NaCl (для приготовления охлаждающей смеси).Посуда и приборы. Химический стакан объемом 250–400 мл, кристаллизатор для приготовления охлаждающей смеси, стеклянная палочка, фарфоровая ступка с пестиком, фарфоровый шпатель, фарфоровая чашка. Описание опыта. В химический стакан вносят тщательно растертые в ступке перманганат калия (2 г) и гептагидрат сульфита натрия (6 г) и добавляют около 50 мл раствора гидроксида натрия. Стакан с реакционной смесью помешают в кристаллизатор с охлаждающей смесью, приготовленной из мелко раздробленного льда и хлорида натрия в соотношении около 3:1 по объему. Реакционную смесь перемешивают до тех пор, пока содержимое стакана не приобретет голубую окраску за счет протекания следующей реакции: 2KMnO4 + 4NaOH + 2Na2SO3 = = 2Na3MnO4 + Na2SO4 + K2SO4 + 2H2O
Затем небольшую порцию полученного манганата(V) натрия переносят шпателем в фарфоровую чашку и наблюдают изменение окраски раствора вследствие дисмутации до манганата(VI) натрия и диоксида марганца:
2Na3MnO4 + 2H2O + 4CO2 = Na2MnO4 + MnO2↓ + 4NaHCO3 _________________________ Отвечать на вопросы >>>
|