Завдання для самоперевірки та закріплення матеріалу

1. Який об’єм розчину їдкого натру з еквівалентною концентрацією 0,1 моль∙екв/дм³ буде витрачений на реакцію з 25 см³ розчину хлориду заліза (ІІІ) з еквівалентною концентрацією 0,5 моль∙екв/дм³?

2. Визначити об’єм розчину сірчаної кислоти з густиною  = 1,75 г/см³, необхідної для приготування 5 л 0,1 М розчину сірчаної кислоти?

3. Визначити еквівалентну концентрацію розчину карбонату натрію з масовою часткою розчиненої речовини 10 %, густина якої 1,102 г/см³.

4. Скільки дм³ води потрібно прилити до 1 дм³ 65%-го розчину азотної кислоти (ρ=1,4), щоб отримати 30%-й розчин азотної кислоти?

5. Скільки кілограмів 12%-го розчину NaOH та 40%-го розчину NaOH потрібно змішати, щоб отримати 100дм³ 25%-го розчину NaOH (ρ = 4,275)?

6. Визначити еквівалентну концентрацію 10%- го розчину аміаку з густиною 0,96г/см³.

Практичне заняття № 7.

Тема: Складання окисно-відновних реакцій в методі оксидиметрії.

Повинні знати: методику складання окисно-відновних реакцій, користування довідковими таблицями.

Повинні вміти: складати окисно-відновні реакцій.

Стислі теоретичні відомості.

При складанні рівнянь окисно-відновних реакцій для підбору коефіцієнтів реакції можна використовувати різні прийоми.

Для написання лівої частини рівнянь (наприклад, реакції окислення сірководню перманганатом калію) роблять наступні операції:

а) записують вихідні речовини Н₂S + KMnO₄ + H₂SO₄ →

б) відмічають валентність окисника та відновника

_{-2 +7}

Н₂S + KMnO₄ + H₂SO₄ →

в) позначають при відновнику число електронів, які він втрачає, а при окиснику – число електронів, які він приймає, враховуючи, що загальна кількість втрачених відновником електронів повинно дорівнювати загальному числу електронів, прийнятих окисником, знаходять коефіцієнти реакції

₀

S^2- - 2e → S 5

₊₇

MnO₄^- + 5e + 16H⁺ → Mn²⁺ + 8H₂O 2

г) підставляємо знайдені коефіцієнти до лівої частини рівняння реакції та вказують стрілкою напрям переходу електронів

^{10 е}

_{-2 +7}

5Н₂S + 2KMnO₄ + H₂SO₄ →

Тобто, у наведеному прикладі на кожні 5 молекул Н₂S потрібно 2 молекули KMnO₄; загальне число втрачається і прийнятих електронів складає 10.

Для написання правої частини рівняння використовують наступні правила:

а) у кислому середовищі іони водню з киснем утворюють нейтральні молекули води;

б) одно, двох та трьохвалентні іони металів у нейтральному або кислому середовищі утворюють з кислотами залишки солі

2К⁺ + SО₄^2- ↔ К₂SО₄

в) всі іони металів, здібні дати нерозчинні у воді гідроксиди, утворюють у лужному середовищі гідроокисі, наприклад Fe(OH)₂ та інші;

г) двох, трьох та чотирьохвалентні іони металів, які можуть давати амфотерні гідроксиди, утворюють у сильному лужному середовищі складні іони типу: ZnO₂^2-, AlO₃^3-, SnO₃^2-, PbO₂^2- та інші;

д) неметали з низькою валентністю та метали, і неметали з високою валентністю утворюють з киснем нейтральні молекули оксидів: NO, CO, CO₂, SO₂, SiO₂, SnO₂, TiO₂, MnO₂; складні іони: NO₃^-, SO₄^2-, PO₄^3-, CrO₄^2-, MnO₄^-, HSO₄^-, HPO₄^2-, H₂PO₄^-; кислоти: Н₂SiO₃, Н₂SnO₃, Н₃PO₄, Н₂Cr₂O₇, НMnO₄ та інші.

В нашому випадку одновалентний іон калію та двовалентний іон марганцю у кислому середовищі утворюють відповідні солі сірчаної кислоти - К₂SО₄ та MnSO₄. Для утворення цих сульфатів потрібно три кислотних залишки; значить, необхідно взяти для реакції три молекули сірчаної кислоти.

Так як реакція середовища кисла, значить, маємо надлишок іонів водню, які з киснем утворюють нейтральні молекули води.

Звідси рівняння реакції можна записати у наступному виді

^{10 е}

_{-2 +7}

5Н₂S + 2KMnO₄ + 3H₂SO₄ → 8Н₂О + 5S + К₂SО₄ + 2MnSO₄

або в іонній формі 5S^2- + 2MnO₄^- + 16Н⁺ = 5S + 2Mn²⁺ + 8Н₂О

Це і є кінцевий вид рівняння окисно-відновної реакції.

Приклад 1. Скласти рівняння окислювально-відновних реакцій між КМnO₄ і FeSO₄ в кислому середовищі. Визначити еквіваленти окисника та відновника.

Рішення.

1. Пишемо схему рівняння реакції-формули вихідних та отриманих речовин:

КМnO₄ + FeSO₄ + H₂SO₄  МnSO₄ + Fe₂(SO₄)₃ + К₂SO₄ + H₂O

2. Визначаємо зміну ступенів окислення атомів до і після реакції.

_{+7 2+ 2+ 3+}

КМnO₄ + FeSO₄ + H₂SO₄  МnSO₄ + Fe₂(SO₄)₃ + К₂SO₄ + H₂O

3. Складаємо електронні рівняння. Знаходимо коефіцієнти перед окисником та відновником.

М n⁷⁺ + 5  е = Мn²⁺ 1 2 окисник

F e²⁺ - 1  е = Fe³⁺ 5 10 відновник

Коефіцієнт перед марганцем 2, перед залізом 10.

4.Підбираємо коефіцієнти до інших речовин, які беруть участь в реакції і записуємо рівняння у кінцевому вигляді.

2КМnO₄ + 10FeSO₄ + 8H₂SO₄  2МnSO₄ + 5Fe₂(SO₄)₃ + К₂SO₄ + 8H₂O

Е = г/моль; Е = , г/моль