ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ.

Влияние среды на протекание окислительно - восстановительных процессов

		Опыт №1. Влияние рН  среды на характер восстановления перманганата калия

      Выполнение работы.  В три пробирки внести по 3-4 капли раствора перманганата калия. В одну пробирку добавить 2-3 капли 2н. раствора серной кислоты, во вторую - столько же воды, в третью – такое количество раствора 30 % щелочи. Во все три пробирки внести по два микрошпателя  кристаллического нитрита калия и перемешать растворы до полного растворения кристаллов. Через 3-4 мин отметить изменение окраски раствора во всех трех случаях.

	Запись данных опыта. Написать уравнения реакций восстановления перманганата калия нитритом калия в кислой, нейтральной и щелочной средах. Учесть, что соединения марганца в различных степенях его окисления имеют характерные окраски: ион MnO4- имеет фиолетовую окраску, ион MnO4- _ зеленую, ион Мn2+ бесцветен. Диоксид марганца и его гидроксид являются труднорастворимыми веществами бурого цвета. В кислой среде могут выделяться газообразные оксиды азота, которые являются продуктами побочно протекающей реакции взаимодействия нитрита калия с серной кислотой.
	До какой степени окисления восстанавливаются перманганат калия в растворах, имеющих pH>7, pH=7, pH<7? Сколько окислительных эквивалентов содержится в 1моль KMnO4 в каждом из этих случаев? Сделать соотвествующие выводы.

Опыт2. Окислительные и восстановительные                                                                    свойства пероксидов

а) Диспропорционирование пероксида водорода
		
      Выполнение работы. В пробирку с несколькими каплями пероксида водорода прибавить 2 н. раствор серной кислоты. Какой газ выделяется?
Составить схему реакции диспропорционирования пероксида 
водорода с образованием кислорода и воды. Подобрать коэффициенты методом полуреакций: 
для реакции восстановления пероксида водорода (H2O2 – окислитель):
H2O2 + 2H+  + 2e- = 2H2O

	для реакции окисления пероксида водорода (H2O2 – восстановитель):

H2O2 – 2e- = O2 + 2H+

б)Взаимодействие пероксида водорода с иодидом калия

      Выполнение работы. К раствору иодида калия, подкисленному серной кислотой, прибавить 1 – 2 капли раствора пероксида водорода. Для какого вещества характера  появившаяся окраска раствора?
Написать уравнение реакции. Окислителем или восстановителем является в ней пероксид водорода?

в) Взаимодействие пероксида водорода с оксидом ртути (II)

      Выполнение работы. Поместить в пробирку 3 – 4 капели раствора нитрата ртути Hg(NO3)2 и добавить столько же 2 н. раствора щелочи до выпадения осадка оксида ртути (II). Отметить цвет осадка. Добавить 4 – 5 капель раствора пероксида водорода и наблюдать изменение цвета осадка вследствие образования взвешенных частиц металлической ртути. Какой газ выделяется? 
Написать уравнение реакции. Окислитлем и восстановителем является пероксид водорода в данной реакции? Сделать соотвествующие выводы.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ   ЭЛЕКТРОДНЫХ   ПОТЕНЦИАЛОВ.       НАПРАВЛЕНИЕ
ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫХ
ПРОЦЕССОВ

Опыт 1. Составление медно-цинкового элемента
Выполнение работы. Один из микростаканчиков 1 (рисунок) заполнить доверху 1М раствором сульфата цинка (точнее раствором, в котором активность ионов металла равна единице), другой — 1М раствором сульфата меди. Оба стаканчика поставить в углубления подставки 2. Соединить стаканчики электролитным мостиком 3, заполненным насыщенным раствором хлорида калия в смеси с агар-агаром. Опустить в раствор сульфата цинка узкую цинковую пластинку, а в раствор сульфата меди — медную. Соединить электрическим проводом опущенные пластинки с гальванометром 4, Наблюдать отклонение стрелки гальванометра, указывающее на возникновение электрического тока вследствие  разных значений   электродных     потенциалов цинка φZn2+ /Zn0  и меди φСu2+/Cu

Запись данных опыта. Изобразить двойной электрический слой на границе раздела металл — раствор его соли на цинковом и медном электродах. Чем они отличаются качественно?

Рисунок – гальванический элемент

Написать уравнения химических реакций, протекающих на электродах гальванического элемента, и суммарное уравнение химической реакции, в результате которой возникает электрический ток в данном элементе. В каком направлении перемещаются электроны во внешней цепи? Выписать из таблицы приложения числовые значения стандартных электродных потенциалов меди и цинка и вычислить э. д. с. медно-цинкового элемента. Какие ионы и в каком направлении перемещаются в растворе?
                             ЭЛЕКТРОЛИЗ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ

Описанные ниже опыты проводят в приборе, представленным на рисунке

Рисунок - Прибор для электролиза

Электролизером является U-образная трубка 1; ее закрепляют в штативе 3. Электроды 2 представляют собой графит, вынутый из карандаша (графитовые электроды), или проволочки из соответствующих металлов (металлические электроды), вставленные в каучуковые пробочки. Пробки в электролизер вставляются неплотно. Источником тока служит батарейка 4 карманного электрического фонаря. Во всех опытах электролизер заполняют электролитом на Vg его объема. Электроды перед каждым опытом тщательно промывают дистиллированной водой.

а) Электролиз раствора хлорида олова (II)

Выполнение работы. Заполнить электролизер раствором хлорида олова (II). В оба колена электролизера опустить графитовые электроды и соединить их медными проволоками с электрической батарейкой. Наблюдать на катоде появление блестящих кристалликов металлического олова. Окисление или восстановление олова происходит на катоде? Написать уравнение катодного процесса. Доказать образование свободного хлора на аноде, для чего через 4—5 мин, пропускания электрического тока вынуть анод из электролизера, прибавить в анодное пространство по 3—4 капли растворов иодида калия и крахмала и наблюдать появление синего окрашивания. Написать уравнение анодного процесса.
  б) Электролиз раствора иодида калия
Выполнение работы. В коническую пробирку налить на 3/4 ее объема раствор иодида калия и добавить по 5-6 капель фенолфталеина и крахмала. Раствор перемешать и вылить в электролизер. Опустить в него графитовые электроды и присоединить их к батарейке.
Отметить изменение цвета раствора около катода и анода. Написать уравнение  катодного и анодного процессов. Почему окрасились растворы в катодном   и   анодном   пространствах?   Окисление   или   восстановление   иода произошло на аноде?
 в)  Электролиз раствора сульфата натрия

Выполнение работы. В стакане, объемом 100 мл смешать раствор сульфата натрия с нейтральным раствором лакмуса и вылить полученный раствор в электролизер. Пропустить через раствор электрический ток и отметить изменение окраски в обоих коленах электролизера. Написать уравнения катодного и анодного процессов, протекающих при электролизе сульфата натрия. Какие вещества выделяются на катоде и на аноде? Объяснить изменение окраски лакмуса в катодном и анодном пространствах. 

г) Электролиз водных растворов солей с растворимыми анодами
Выполнение работы. Налить в электролизер 0,5 н. раствор сульфата меди, опустить в него графитовые электроды и пропустить через раствор электрический ток. Через несколько минут прекратить электролиз и отметить на катоде красный налет меди. Написать уравнения катодного и анодного процессов. Какой газ в небольших количествах выделяется на аноде?
Не отключая электролизер от батарейки, поменять местами электроды в коленах электролизера, вследствие чего электрод, покрывшийся вначале медью, окажется анодом. Снова пропустить электрический ток. Что происходит с медью на аноде? Какое вещество выделяется на катоде? Написать уравнения катодного и анодного процессов, протекающих при электролизе сульфата меди с медным анодом.
Провести аналогичный опыт с 0,5 н. раствором сульфата никеля (II). Что выделяется на катоде? Написать уравнение катодного восстановления никеля. Какое вещество окисляется на аноде при электролизе сульфата никеля с угольным анодом? С никелевым анодом? Написать уравнения соответствующих анодных процессов.

Литература
1.	Глинка, Н.Л. Общая химия [текст]: учебник для вузов / Н.Л. Глинка, под ред. А.И. Ермакова. – Изд. 31-е, исправленное.- М: Интеграл- Пресс, 2005. – 727 с.
2.	Павлов, Н.Н. Общая и неорганическая химия [текст]: учебник для вузов / Н.Н. Павлов. – 2-е изд., перераб .и доп. – М: Дрофа, 2002.-448 с.
3.	Ахметов, Н.С. Общая и неорганическая химия [текст]: учебник для вузов / Н.С. Ахметов. – 4-е изд. перераб. и доп.- М: Высшая школа, Изд.центр «Академия», 1999. – 743 с.
4.	Ахметов, Н.С. Лабораторные и семинарские занятия по общей и неорганической химии [текст]: учебн. пособие / Н.С. Ахметов, М.Г. Азизова, Л.И. Бадыгина. – 3-е перераб. и доп.- М: Высшая школа, Изд.центр «Академия», 1999.- 368 с.
5.	Бабков, А.В. Общая и неорганическая химия [текст]: пособие для старшеклассников и абитуриентов / А.В. Бабков, В.А. Попков.- М: изд-во МГУ, изд-во «Черо», 1998. – 384 с.
6.	Химический анализ [текст]: учебное пособие /Е.В. Барковский и др., под общ. ред. Е.В. Барковского. – Мн.: высшая школа, 1997.- 176 с.
7.	Суворов, А.В. Общая химия  [текст]: учебное пособие для вузов / А.В. Суворов, А.Б. Никольский. – Спб.: Химия,1995. – 624 с.
8.	Неорганическая химия [текст]: учебное пособие для вузов / Ю.Д. Третьяков и др. – М: Химия, 2001. – 564 с.
9.	Практикум по неорганической химии [текст]: учебное издание для вузов / В.П. Зломанов и др. – М:  изд-во МГУ, 1994. – 354 с.