1. No category

01.01.2014 REDOKS-­‐SPENNINGSREKKA Innholdsfortegnelse OKSIDASJON OG REDUKSJON – SPENNINGSREKKA ................................................................................ 1 Innleiing ............................................................................................................................................... 1 Utstyr og reagenser: ............................................................................................................................ 2 Praktisk utførelse ................................................................................................................................ 2 Identifikasjonsreaksjonar ................................................................................................................ 3 Innledende forsøk. .............................................................................................................................. 4 Forsøk I ................................................................................................................................................ 5 Forsøk II. .............................................................................................................................................. 7 Forsøk III .............................................................................................................................................. 8 Forsøk IV ............................................................................................................................................. 9 Forsøk V ............................................................................................................................................ 10 Tilleggsopplysning ............................................................................ Error! Bookmark not defined. 1 OKSIDASJON OG REDUKSJON – SPENNINGSREKKA Risiko fare Yltak •  Fare:høy •  fare for skade på auge, knust glas, giUig gass, gass som gjer deg kvalm, kokande og etsande syre, organisk løsemiddel, allergi, kvalme, brann •  HMS ruYnar+ arbeid i avtrekk, syrebestandig hanske, innsamling av løsemidler Figur risikovurdering
Innleiing
Hensikten med denne øvinga er å studere nokon reduksjon og oksidasjons-reaksjonar og
på grunnlag av reaksjonsforløpene samanlikne de aktuelle redoks para med omsyn til
den innbyrdes reduserande/oksiderande evna deira. De skal òg ut frå ein forsøksrekke,
som her involverer 9 ulike red-oks par, kunne setje opp ein spenningsrekke for red-oks
para. Øvinga skal òg gje ferdighet i bruk av identifikasjonsreaksjonar til påvisning av
ulike ion. Ein spenningsrekke er eit oversyn over ei gruppe redoks par sine innbyrdes
reduserande og oksiderande eigenskapar. Red-oks kan ordnast på ulike måtar. Ein måte
er å presentere para slik at det sterkaste reduksjonsmidlet står øvst til høgre - med
redusert form på høgare side og oksidert form til venstre side. Det sterkaste
oksidasjonsmidlet vil då vere nedst til venstre.
2 Utstyr og reagenser: Reagensglas sine
målesylinder
0,1M FeSO4 (nylaget),
0,1M FeCl3
0,1M Zn(NO3)2
0,1M Cu(NO3)2
0,1M KBr
0,1M KI
0,1M AgNO3 (nylaget)
KMnO4 krystall
0,1M K3[Fe(CN)6] - nylaget.
I2
0,1M K4[Fe(CN)6] - nylaget.
Heksan
Br2-vatn (lagast av lærer)
Cl2-vatn (lagast av lærer)
metallstrimler(stavar) av jarn, sink og
HCl, 1M og 6M.
koparar, smergelpapir
Praktisk utførelse Ved hjelp av resultata frå forsøkserien (I-V) skal det setjast opp ein spenningsrekke for dei 9
redoks para der det sterkaste reduksjonsmidlet står øvst til høgre, og det sterkaste
oksidasjonsmidlet nedst til venstre. Spenningsrekka skal innehalde den innbyrdes plasseringa
av red-oks para:
+
-
-
2+
2+
3+
2+
-
-
2+
2+
2H /H2, Br2/2Br , Cl2 /2Cl , Cu /Cu, Fe /Fe, Fe /Fe , I2 /2I , MnO4 /Mn . Zn / Zn,
Forsøka I og II kan utførast på benken, medan III-V må utførast i avtrekk.
3 Identifikasjonsreaksjonar Då det i einskilde tilfelle ikkje er lett å avgjere om ein reaksjon har funne stad, er det naudsynt
å utføre nokre identifikasjonsreaksjonar for å påvise nærvær av nye ion. Nedanfor er dei
aktuelle identifikasjonsreaksjonane skildra.
Ion
gjev denne fargen
3+
K4[Fe(CN)6]
eit sterkt smufeblått botnfall
3+
K3[Fe(CN)6]
ei terrakottafarga oppløysing
2+
K4[Fe(CN)6]
eit hav-blått botnfall
2+
K3[Fe(CN)6]
eit smurfeblått botnfall
2+
K4[Fe(CN)6]
eit rustbrunt botnfall
2+
K3[Fe(CN)6]
eit pistasjgrønt botnfall
Zn
2+
K4[Fe(CN)6]
eit snøhvitt botnfall
Zn
2+
K3[Fe(CN)6]
eit safrangult botnfall
Fe
Fe
Fe
Fe
Cu
Cu
i reaksjon med
4 Innledende forsøk.
Utfør alle identifikasjonsreaksjonane med kjende løysingar av dei aktuelle iona. Nytte små
reagensglassene, (dei som tek ca 10 ml). Desse løysingane skal de ta vare på for samanlikning
seinare i oppgåva.
Utfør testane med eit par ml saltløsninger tilsett eit par dråper K4[Fe(CN)6] eller
K3[Fe(CN)6].
Fyll ut observasjonane. (desse er observasjonane dine og ikkje det som står på forrige side)
3+
Fe
gjev med
K4[Fe(CN)6]
følgjande farge:
3+
Fe
"
"
K3[Fe(CN)6] "
"
2+
"
"
K4[Fe(CN)6] "
"
2+
"
"
K3[Fe(CN)6] "
"
2+
"
"
K3[Fe(CN)6] "
"
2+
"
K4[Fe(CN)6] "
"
Zn
2+
"”
K4[Fe(CN)6] "
"
Zn
2+
"
K3[Fe(CN)6] "
"
Fe
Fe
Cu
Cu
Cl2 (klorvatn) i heksan *
Br2 (bromvatn) i heksan *
I2 i heksan *
* Lag ein identifikasjonsreaksjon for desse ved å 2ml heksan i 1 ml klorvatn, 2 ml heksan i 1
ml bromvatn og 2 ml heksan til éit eller to korn jod. Observer og noter fargen.
5 Forsøk I
2+
2+
2+
Rekkjefølgda av red-oks para Zn / Zn, Cu /Cu og Fe /Fe i spenningsrekka skal avgjerast.
Strimlar av Zn, Cu og Fe blir pussa med smergelpapir og setjast i kvart sitt reagensglas
med dei angjevne løysingane :
a) Fe og Cu blir sett i kvart sitt reagensglas med ca 5 ml 0,1 M Zn(NO3)2.
b) Fe og Zn setjast i kvart sitt reagensglas med ca 5 ml 0,1 M Cu(NO3)2.
c) Zn setjast i eit reagensglas med ca 5 ml 0,1M FeSO4.
Metallstrimlene takast opp etter 5-10 min. Strimlane blir undersøkt og løysingane blir
testa for å påvise om det har funne stad nokon reaksjon.
for serie a;
2+
Fe
og Cu
2+
blir påvist med dei løysingane som er skildra under
identifikasjonsreaksjonar
for serie b;
Overflata av metalstrimmelen blir studert. Dersom det er vanskeleg å
avgjere om det er skjedd noka forandring på metalstrimmelen, ta han opp og
tørk han på eit reint papir. Tilsett litt 1M HCl til røyret med Fe-strimmelen i
Cu(NO3)2 om det ikkje har skjedd ein reaksjon og sjå etter endringar.
for serie c,
Overflata av det blankpussa Zn metallet studerast.
6 Rekkjefølgda av dei tre metalla skal setjast opp, og for kvart red-oks par skal både oksidert og
2+
redusert form takast med (Me /Me).
Metall
løysing
Fe
Zn(NO3)2
Cu
Zn(NO3)2
Fe
Cu(NO3)2
Zn
Cu(NO3)2
Zn
FeSO4
ion påvist1
utsjånad av
metall
2+
Rekkjefølgda av dei tre redoksparene Zn /Zn, Cu
1
Berre for serie a)
2
berre der det har funne stad reaksjonar!
2+
reaksjonslikning2
2+
/Cu og Fe
/Fe blir dermed:
7 Forsøk II. +
Red- oks para 2H /H2 skal plasserast i tilhøve til dei tre metalla i forsøk I.
•
Sett strimlar av Fe, Zn og Cu i tre reagensglas med ca 5 ml 1M HCl.
Utvikling av H2-gass (brusing) er eit teikn på at ein reaksjon har funne stad.
•
Til glaset med Fe og HCl dryppes det litt av K3[Fe(CN)6]- løysinga for å avgjere til
kva for eit trinn jarnet er oksidert.
+
Plassar 2H /H2 i spenningsrekka.
Metall
Gassutvikling
ion påvist
av H2
(ja/nei)
Fe
Zn
Cu
+
2H /H2 kjem dermed inn i rekkjefølgda:
reaksjonslikning
8 Forsøk III -
-
-
Den oksiderande evna til red-oks para Cl2 /2Cl , Br2/2Br og I2 /2I skal
undersøkjast og rekkjefølgda til klor, brom og jod i spenningsrekka skal
avgjerast.
•
I tre reagensglas tilsetjast eit par ml av 0,1 M KBr, 0,1 M KI, og 0,1 M KI i kvar
sitt rør.
•
Til glaset med KBr og eit av glasa med KI blir sett 1 ml klorvatn (løysing av Cl2 i
vatn). Til det siste glaset blir tilsett bromvatn.
•
Alle glasa tilsetjast 2 ml heksan. Risa glasa godt og notér fargen i heksanfasen
(øvste laget).
•
Sammenlign fargen med identifikasjonsreaksjonane og avgjer om/kva for eit
halogen er påvist.
halogenid3
halogen tilsett
Br-
Cl2
I-
Cl2
I-
Br2
halogen påvist reaksjonslikning
Rangering av Cl2/2Cl , Br2/2Br og I2/2I :
3
Halogen: Cl2, Br2 eller I2, halogenid: ion til halogen: Cl-­‐, Br-­‐ eller I-­‐ 9 Forsøk IV 3+
2+
a) Redoks-paret Fe /Fe
skal plasserast i tilhøve til halogena.
•
H
Ha to reagensglas med eit par ml av 0,1 M KBr og 0,1 M KI i kvar sitt rør.
•
Sett til 1 ml 0,1M FeCl3 og 2 ml heksan til begge glasa og rise.
•
I éit av glasa kan halogen påvisast. Kva for eit?
•
Fe
2+
ion blir påvist ved å tilsetje litt nylaget K3[Fe(CN)6]-oppløysing.
3+
2+
Plassar redoks paret Fe /Fe
i spenningsrekka blant halogena.
b) - I eit reagensglas med 3 ml 6M HCl tilsetjast nokre få krystall KMnO4.
•
Varm opp og noter lukta (Obs! lukt forsiktig).
2+
Plassar redoks-paret MnO4− /Mn
i tilhøve til halogena.
10 Halogenid
metallioner
halogen påvist metallion
tilsett
reaksjonslikning
påvist
KBr
KI
HCl
Kor i rekkjefølgda som er funne i punkt III kjem desse to red-oks para inn?
Forsøk V
•
Sett bromvatn til jernstang og kopartråd i to ulike reagensglas sine.
•
Risa og la glasa stå i nokre minutt.
•
Fjern metallbitene
•
Kok opp for å drive ut overskot av brom.
11 Del kvar av løysingane i to.
•
Br-ion påvisast ved at dei dannar gulhvitt botnfall (AgBr) med eit par dråper AgNO3.
•
Cu
2+
3+
og Fe
metall
(evt Fe2+) påvisast med K4[Fe(CN)6].
i reaksjon med ion påvist
reaksjonslikning
løysinga
Cu
Br2
Br- og Cu2+?
Fe
Br2
Br- og Fe2+?
2+
2+
Kor er Fe / Fe og Cu /Cu plassert i tilhøve til Br2 /2Br ?
Opplysning
2+
-
Forsøk på å plassere red-oks para Cu /Cu og I2/2I i tilhøve til kvarandre ved
tilsvarande forsøk blir komplisert ved at det kan dannast tungtløselig koparar(I)-jodid.
Ved måling i tilhøve til ein referanseelektrode har ein vist at Cu er midla til eit sterkarereduksjon enn I .
Ved hjelp av resultata ovanfor og gjevne opplysningar skal alle dei 9 red-oks para setjast
opp i rekkje etter avtakende reduserande evne.