Калийн перманганат -калийн перманганат, перманганы хүчлийн калийн давс. Томъёо: KMnO 4. Прекурсор (PKKN прекурсоруудын IV жагсаалт).

Өдөр тутмын амьдралд түгээмэл нэр бол "калийн перманганат" юм. Украйны эмийн санд зарахыг хориглодог.

Физик шинж чанар

Гадаад төрх: металл гялалзсан хар ягаан талстууд. Хугарлын илтгэгч σ 1.59 (20 ° C). Ус, шингэн аммиак, ацетон (2:100), метанол, пиридин зэрэгт уусдаг.

Термодинамик шинж чанарууд

Химийн шинж чанар

Хүчтэй исэлдүүлэгч бодис юм. Уусмалын рН-ээс хамааран янз бүрийн бодисыг исэлдүүлж, янз бүрийн түвшний исэлдэлтийн манганы нэгдлүүд болгон бууруулна. Хүчиллэг орчинд - манганы (II) нэгдлүүд, төвийг сахисан орчинд - манганы (IV) нэгдлүүд, хүчтэй шүлтлэг орчинд - манганы (VI) нэгдлүүд. Урвалын жишээг доор өгөв (калийн сульфиттай харилцан үйлчлэлийн жишээг ашиглан:

• IN исгэлэндунд: 2KMnO 4 + 5K 2 SO 3 + 3H 2 SO 4 → 6K 2 SO 4 + 2MnSO 4 + 3H 2 O;
• В төвийг сахисан орчин: 2KMnO 4 + 3K 2 SO 3 + H 2 O → 3K 2 SO 4 + 2MnO 2 + 2KOH;
• В шүлтлэгдунд: 2KMnO 4 + K 2 SO 3 + 2KOH → K 2 SO 4 + 2K 2 MnO 4 + H 2 O;
  • В шүлтлэгорчин: хүйтэнд: KMnO 4 + K 2 SO 3 + KOH → K 2 SO 4 + K 3 MnO 4 + H 2 O.

Гэсэн хэдий ч сүүлчийн урвал (шүлтлэг орчинд) зөвхөн бууралтгүй, шүлтийн өндөр концентрацитай, калийн манганатын гидролизийг удаашруулдаг схемийн дагуу явагддаг гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй.

Төвлөрсөн хүхрийн хүчилтэй тулгарах үед калийн перманганат дэлбэрч, харин хүйтэн хүчилтэй болгоомжтой нийлснээр тогтворгүй манганы (VII) исэл үүсгэдэг.

2KMnO 4 + 2H 2 SO 4 → 2KHSO 4 + Mn 2 O 7 + H 2 O, харин сонирхолтой хослол- манганы оксосульфат MnO 3 HSO 4. Иод (V) фтортой урвалд орсноор ижил төстэй оксофторидыг авч болно: KMnO 4 + IF 5 → KF + IOF 3 + MnO 3 F

Халах үед энэ нь задарч, хүчилтөрөгч ялгаруулдаг (энэ аргыг лабораторид цэвэр хүчилтөрөгч авахын тулд ашигладаг). Урвалын схемийг тэгшитгэлээр хялбарчилж болно.

2KMnO 4 → (t) K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2

Үнэн хэрэгтээ урвал нь илүү төвөгтэй байдаг, жишээлбэл, тийм ч хүчтэй биш халаалттай бол үүнийг дараахь томъёогоор тодорхойлж болно.

5KMnO 4 → (t) K 2 MnO 4 + K 3 MnO 4 + 3MnO 2 + 3O 2

Хоёр валенттай манганы давстай урвалд орно, жишээлбэл:

2KMnO 4 + 3MnSO 4 + 2H 2 O → 5MnO 2 + K 2 SO 4 + 2H 2 SO 4

Энэ урвал нь зарчмын хувьд K 2 MnO 4-ийг MnO 2 ба KMnO 4 болгон задлахын урвуу урвал юм.

• Калийн перманганатын усан уусмал нь термодинамикийн хувьд тогтворгүй боловч кинетикийн хувьд нэлээд тогтвортой байдаг. Харанхуйд хадгалахад тэдний хадгалалт эрс нэмэгддэг.

Өргөдөл

Энэхүү давсны хэрэглээ нь ихэвчлэн антисептик нөлөө үзүүлдэг перманганатын ионы өндөр исэлдүүлэх чадварт суурилдаг.

Эмнэлгийн хэрэглээ

Калийн перманганатын шингэрүүлсэн уусмалыг (ойролцоогоор 0.1%) анагаах ухаанд антисептик, хоолойг зайлах, шархыг угаах, түлэгдэлтийг эмчлэхэд өргөн хэрэглэдэг. Шингэрүүлсэн уусмалыг зарим хордлогын үед амаар хэрэглэхэд бөөлжих эм болгон ашигладаг.

Фармакологийн үйлдэл

Антисептик. Органик бодисуудтай мөргөлдөхдөө атомын хүчилтөрөгч ялгаруулдаг. Мансууруулах бодисыг багасгах явцад үүссэн исэл нь уураг - альбуминатуудтай нарийн төвөгтэй нэгдлүүдийг үүсгэдэг (үүнээс болж калийн перманганат нь бага хэмжээний концентрацитай байдаг ба өтгөрүүлсэн уусмалд цочроох, цочроох, идээлэх үйлчилгээтэй байдаг). Үнэргүйжүүлэх нөлөөтэй. Түлэгдэлт, шархыг эмчлэхэд үр дүнтэй. Калийн перманганатын зарим хорыг саармагжуулах чадвар нь үл мэдэгдэх хордлого, хоол хүнсээр дамжих хорт халдварын үед ходоодыг угаахад түүний уусмалыг ашиглах үндэс суурь болдог. Залгихад шингэж, үйлчилдэг (метгемоглобинеми үүсэхэд хүргэдэг). Мөн гомеопати эмчилгээнд хэрэглэдэг.

Үзүүлэлтүүд

Шархлаа болон түлэгдэлтийн гадаргууг тослох - халдвартай шарх, шархлаа, арьсны түлэгдэлт. Амны хөндий ба ам залгиурыг зайлж угаана - амны хөндийн салст бүрхэвч, ам залгиурын халдварт ба үрэвсэлт өвчний үед (хоолой өвдөх гэх мэт). Эмэгтэйчүүдийн болон урологийн өвчний үед угаах, угаах зориулалттай - колпит, шээсний үрэвсэл. Алкалоид (морфин, аконитин, никотин), гидроцианийн хүчил, фосфор, хининыг залгисанаас үүдэлтэй хордлогын үед ходоодыг угаах; арьс - хэрэв анилин түүнтэй харьцвал; нүд - хорт шавьжаар гэмтсэн үед.

Эсрэг заалтууд

Хэт мэдрэг байдал.

Гаж нөлөө

Төвлөрсөн уусмалыг хэрэглэх үед харшлын урвал - түлэгдэлт, цочрол. Хэт их уух. Шинж тэмдэг: хурц өвдөлтамны хөндийд, улаан хоолойн дагуу, хэвлийд, бөөлжих, гүйлгэх, амны хөндий ба залгиурын салст бүрхэвч хавдсан, хар хүрэн өнгөтэй; нил ягаан, цагаан мөгөөрсөн хоолой хавагнах, механик асфикси үүсэх, түлэгдэх цочрол, моторын цочрол, таталт, паркинсонизм, цусархаг колит, нефропати, гепатопати үүсэх боломжтой. At бага хүчиллэгходоодны шүүс нь хүнд хөхрөлт, амьсгал давчдах зэрэг метгемоглобинеми үүсч болно. Хүүхдэд үхлийн тун нь ойролцоогоор 3 г, насанд хүрэгчдэд - 0.3-0.5 г / кг байна.

Эмчилгээ:метилен хөх (50 мл 1% уусмал), аскорбины хүчил (i/v - 30 мл 5% уусмал), цианокобаламин - 1 мг хүртэл, пиридоксин (i/m - 3 мл 5% уусмал).

Хэрэглэх заавар, тун

Гаднаас нь усан уусмалд шархыг угаах (0.1-0.5%), ам, хоолойг зайлах (0.01-0.1%), шархлаат болон түлэгдэлтийн гадаргууг тослох (2-5%), шүршихэд (0.02-0.1%). эмэгтэйчүүдийн болон урологийн дадлага, түүнчлэн хордлогын үед ходоодыг угаах.

Харилцаа холбоо

Зарим органик бодисууд (нүүрс, элсэн чихэр, таннин) болон амархан исэлддэг бодисуудтай химийн хувьд үл нийцэх - дэлбэрэлт үүсч болзошгүй.

Бусад програмууд

• ГОСТ 2761-84 стандартын дагуу үүрний аргыг ашиглан усны чанарыг үнэлэхдээ перманганатын исэлдэлтийг тодорхойлоход ашигладаг.
• Калийн перманганатын шүлтлэг уусмал нь лабораторийн шилэн савыг өөх тос болон бусад органик бодисоос цэвэрлэхэд сайн.
• Уусмалыг (ойролцоогоор 3 г/л концентрацитай) гэрэл зургийг өнгөлөхөд өргөн ашигладаг.
• Пиротехникийн хувьд үүнийг хүчтэй исэлдүүлэгч бодис болгон ашигладаг.
• Сансрын шингэн түлшээр ажилладаг пуужингийн хөдөлгүүрт устөрөгчийн хэт ислийг задлахад катализатор болгон ашигладаг.
• Калийн пермаганатын усан уусмалыг толбо шиг мод боловсруулахад ашигладаг.
• Шивээсийг арилгахын тулд усан уусмалыг бас ашигладаг. Үр дүн нь будаг агуулсан эдийг устгадаг химийн түлэгдэлтийг ашиглан хүрдэг. Энэ арга нь зүгээр л арьсыг огтолж авахаас тийм ч их ялгаатай биш боловч түлэгдэлтийг эдгээхэд илүү удаан хугацаа шаардагддаг тул үр дүн багатай, тааламжгүй байдаг. Шивээс нь бүрэн арилдаггүй; сорви нь байрандаа үлддэг.
• Калийн перманганат эсвэл натрийн бихроматыг метан үйлдвэрлэхэд исэлдүүлэгч бодис болгон, парафталийн хүчлийг параксилен үйлдвэрлэхэд тус тус ашигладаг.

Баримт

Манганы нэгдлүүдийн химийн эсвэл цахилгаан химийн исэлдэлт, калийн манганатын пропорциональ байдал. Жишээ нь:

2MnO 2 + 3 Cl 2 + 8KOH → 2KMnO 4 + 6KCl + 4H 2 O 2K 2 MnO 4 + Cl 2 → 2KMnO 4 + 2KCl 3K 2 MnO 4 + 2H 2 O → + MnO 4 + 2H 2 O → + KO 2 O → + M 2 O n + 4KM4On 2H 2 O → 2KMnO 4 + H 2 + 2KOH

Сүүлчийн урвал нь калийн манганатын төвлөрсөн уусмалын электролизийн үед үүсдэг ба эндотермик шинж чанартай байдаг. Тэр бол гол нь аж үйлдвэрийн хувьдкалийн перманганатыг олж авах.

Химийн багш

Үргэлжлэл. Харна уу № 22/2005;
3, 4, 7, 10, 11, 21/2007;
2, 7, 11, 18, 19/2008

1, 2, 3, 5, 6, 8, 9, 11, 13, 15, 16, 18, 22/2006;

ХИЧЭЭЛ 26 10-р анги

(сургалтын эхний жил)
Манган. Калийн перманганат ба түүнийг бууруулах бүтээгдэхүүн

янз бүрийн орчинд

2. 1. Д.И.Менделеевийн хүснэгт дэх байр суурь, боломжит валент ба исэлдэлтийн төлөв.Товч түүх

Нэрийн нээлт, гарал үүсэл.

3. Физик ба химийн шинж чанар.

4. Байгалиас олох, олж авах үндсэн аргууд.

5. Манганы хамгийн чухал нэгдэл бол калийн перманганат юм. Уусмалын орчноос хамааран түүнийг бууруулах бүтээгдэхүүн. Манган нь VII бүлгийн хоёрдогч дэд бүлэгт байрладагүечилсэн хүснэгт

Д.И. Менделеев. Энэ нь хувьсах валенттай элемент юм. Нэгдлүүдийн хувьд марганец нь исэлдэлтийн төлөвийг +2, +3, +4, +6, +7 харуулдаг бөгөөд тэдгээрийн гол нь +2 ба +4 исэлдэлтийн төлөв юм.Марганецийг 1774 онд нээсэн.

Шведийн химич нар

Манган бол мөнгөлөг, галд тэсвэртэй металл юм. Энэ нь агаар, усанд идэвхгүй байдаг боловч нарийн хуваагдсан төлөвт исэлдэж, устай урвалд орж гидроксид үүсгэдэг.

Ерөнхийдөө манганыг нэлээд идэвхтэй металл гэж тодорхойлж болно (ялангуяа нарийн тархсан төлөвт). Mn + O 2 MnO 2 (т

= 400 ° C).

Металл (-).

Металл бус (+):

Mn + Cl 2 MnCl 2,

3Mn + N 2 Mn 3 N 2.

H 2 O (+/–):*

Үндсэн исэл (-).

Хүчиллэг исэл (-).

Суурь (-).

Исэлдүүлэхгүй хүчил (+):

Mn + 2HCl = MnCl 2 + H 2.

Исэлдүүлэгч хүчил (+):

Mn + 2H 2 SO 4 (конц.) = MnSO 4 + SO 2 + 2H 2 O,

3Mn + 8HNO 3 (уусмал) = 3Mn (NO 3) 2 + 2NO + 4H 2 O,

Mn + 4HNO 3 (конц.) = Mn (NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O.

Давс (+/–):

Mn + CuCl 2 = MnCl 2 + Cu,

Mn + CaCl 2 урвал явагдахгүй.

Байгальд манган нь ихэвчлэн исэл хэлбэрээр байдаг тул манганыг олж авах үйлдвэрлэлийн гол арга бол түүнийг багасгах явдал юм (ихэвчлэн цахиур, нүүрстөрөгч эсвэл хөнгөн цагаан хэрэглэдэг).

MnO 2 + C Mn + CO 2,

Нэмж дурдахад манганы давсны уусмалыг электролизээр олж авдаг, жишээлбэл:
Манганы хамгийн чухал нэгдэл бол калийн перманганат юм.

Уусмалын орчноос хамааран түүнийг бууруулах бүтээгдэхүүн

Калийн перманганат (KMnO 4) нь HMnO 4 перманган хүчлийн давс юм. Перманганы хүчил нь маш хүчтэй бөгөөд зөвхөн усан уусмалд байдаг. Калийн перманганат бол энэ хүчлийн хамгийн алдартай, өргөн хэрэглэгддэг давс юм. Энэ талст бодис нь хар ягаан, бараг хар өнгөтэй, усанд дунд зэргийн уусдаг.

Бага концентрацитай калийн перманганатын уусмал нь улаан өнгөтэй, концентраци нэмэгдэх тусам өнгө нь ягаан өнгөтэй болдог (энэ өнгө нь перманганатын ионы шинж чанартай байдаг). Усан уусмалд энэ давс нь гидролизд ордоггүй, учир нь хүчтэй суурь ба хүчтэй хүчлээс үүсдэг. Халах үед калийн перманганат амархан задарч калийн манганат, манганы (IV) исэл, хүчилтөрөгч үүсгэдэг.

2KMnO 4 K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2.

Калийн перманганат нь хамгийн өндөр исэлдэлтийн төлөвт +7 байдаг манган агуулсан перманганатын ионтой тул хүчтэй исэлдүүлэгч бодис юм. KMnO 4-ийн бууралтын бүтээгдэхүүний шинж чанар нь урвал явагдаж буй орчноос хамаарна.

IN Хүчиллэг орчинд перманганатын ионууд Mn 2+ ион болж буурдаг. Өнгөгүй манганы давс үүссэний улмаас уусмалын өнгө нь нил ягаанаас өнгөгүй болж өөрчлөгддөг.перманганатын ионууд нь манганы (IV) исэл болж буурч, хүрэн тунадас MnO 2 үүсдэг, манганы исэлдэлтийн төлөв +7-аас +4 хүртэл буурдаг.

2KMnO 4 + 3Na 2 SO 3 + H 2 O = 2MnO 2 + 3Na 2 SO 4 + 2KOH.

Шүлтлэг орчинд перманганатын ионууд нь манганатын ион болж буурдаг.

Үүний үр дүнд уусмал нь ногоон өнгөтэй болдог; Манганы исэлдэлтийн түвшин +7-аас +6 хүртэл буурдаг.

2KMnO 4 + Na 2 SO 3 + 2KOH = 2K 2 MnO 4 + Na 2 SO 4 + H 2 O. Исэлдүүлэгч бодисын хувьд калийн перманганатыг лабораторийн практикт өргөн ашигладаг. Үүнээс гадна калийн перманганатыг анагаах ухаанд өргөн хэрэглэдэгантисептик

. Калийн перманганатыг хүчилтөрөгч үйлдвэрлэх хатуу эх үүсвэр болгон ашигладаг.

1. "Марганец ба түүний нэгдлүүд" сэдвээр тест хийх.

Аль исэл нь хүчиллэг вэ?

a) MnO; b) Mn 2 O 3;

2. в) MnO 2; d) Mn 2 O 7 .

3. рН орчинд , агуулсан нэгдэл

Хүхрийн хүчлийн орчинд төмрийн (II) сульфатыг калийн перманганаттай исэлдэх урвалд урвалжуудын өмнөх коэффициентүүдийн нийлбэр нь дараах байдалтай тэнцүү байна.

4. a) 11; б) 15; в) 16; г) 20.

Дараах нэгдлүүдийн аль нь манганы атом хамгийн их исэлдэлтийн төлөвтэй байна вэ?

а) калийн перманганат; б) калийн манганат;

5. в) манганы сульфид; г) перманганы хүчил.

Манганы ислийн аль нь хүчилтөрөгчийн хамгийн их масстай вэ?

6. a) MnO; b) Mn 2 O 3; в) MnO 2; d) Mn 2 O 7 .

36.2% хүхрийн хүчлийн уусмалын нягт нь 1.27 г/мл байна. Энэ уусмал дахь хүчлийн молийн концентрацийг (моль/л-ээр) тооцоол.

a) Асуудлыг шийдвэрлэх хангалттай мэдээлэл байхгүй;

7. б) 4.7; в) 36.2; d) 0.0047.

Перманганатын ион хэдэн электрон агуулдаг вэ?

8. в) 58; г) 120.

Хэрэв 6.3 г манганы давс үүссэн бол давсны хүчлийн уусмалд калийн перманганатаар исэлдсэн калийн иодид ямар масс (гр) байсан бэ?

9. a) 8.3; b) 4.15; в) 16.6; d) 41.5.

Усан уусмал дахь калийн перманганатын шинэхэн тунадасжуулсан төмрийн (II) гидроксидын исэлдэлтийн урвалын бүх коэффициентийн нийлбэр нь:

10. a) 5; б) 6; в) 8; г) 11.

Перманганы хүчлийн молекул дахь -бондуудын тоо дараахтай тэнцүү байна.

a) 5; б) 3; в) 6; d) 0.

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Туршилтын түлхүүр	Г	Туршилтын түлхүүр	В	Туршилтын түлхүүр	а, г	Г	Туршилтын түлхүүр	Туршилтын түлхүүр	а, г

б
Хэлэлцэх чанарын асуудал

бодисын хос харилцан үйлчлэл Даалгавруудэнэ төрлийн

1. Давсны хүчил, кальцийн хлорид, мөнгөний нитрат, калийн карбонат, натрийн гидроксид, хлор зэрэг бодисуудын хооронд хос харилцан үйлчлэлийн боломжийн талаар ярилц. Урвалын тэгшитгэлийг бичнэ үү.

Шийдэл

Бид Плетнерийн тор ашиглан шийддэг.

Бодис	HCl	CaCl2	AgNO3	K2CO3	NaOH	Cl2
HCl	–	–	+ (1-р тэгшитгэл)	+ (2-р тэгшитгэл)	+ (3-р тэгшитгэл)	–
CaCl2	–	–	+ (4-р тэгшитгэл)	+ (6-р тэгшитгэл)	+ (7-р тэгшитгэл)	–
AgNO3	+ (1-р тэгшитгэл)	+ (4-р тэгшитгэл)	–	+ (5-р тэгшитгэл)	+ (8-р тэгшитгэл)	–
K2CO3	+ (2-р тэгшитгэл)	+ (6-р тэгшитгэл)	+ (5-р тэгшитгэл)	–	–	–
NaOH	+ (3-р тэгшитгэл)	+ (7-р тэгшитгэл)	+ (8-р тэгшитгэл)	–	–	+ (9 ба 10-р тэгшитгэл)
Cl2	–	–	–	–	+ (9 ба 10-р тэгшитгэл)	–

1) HCl + AgNO 3 = AgCl + HNO 3.

2) 2HCl + K2CO3 = 2KCl + H2O + CO2.

3) HCl + NaOH = NaCl + H 2 O.

4) CaCl 2 + 2AgNO 3 = 2AgCl + Ca(NO 3) 2.

5) 2AgNO3 + K2CO3 = Ag2CO3 + 2KNO3.

6) CaCl 2 + K 2 CO 3 = CaCO 3 + 2KCl.

7) CaCl 2 + 2NaOH = Ca(OH) 2 + 2NaCl.

8) 2AgNO 3 + 2NaOH = Ag 2 O + 2NaNO 3 + H 2 O.

9) 2NaOH + Cl 2 NaCl + NaClO + H 2 O.

10) 6NaOH + 3Cl 2 5NaCl + NaClO 3 + 3H 2 O.

Хариулах. 9 боломжит хос хосолсон сонголт

2. Зэс, төвлөрсөн азотын хүчил, нүүрстөрөгч, хүхэр, хөнгөн цагаан, төмөр (III) хлорид, натрийн карбонат зэрэг бодисуудын аль нь хоорондоо урвалд орох вэ? Урвалын тэгшитгэлийг бичнэ үү.

Хариулах. 14 боломжит хос хосолсон сонголтууд
харилцан үйлчлэл (14 урвалын тэгшитгэл).

3. Цайр, хлор, нүүрстөрөгчийн дутуу исэл, натрийн исэл, натрийн гидроксид, азотын хүчил, зэс (II) хлорид зэрэг ямар бодисууд хоорондоо харилцан үйлчлэлцэж болохыг тодорхойл. Урвалын тэгшитгэлийг бичнэ үү.

Хариулах. 12 боломжит хос хосолсон сонголт
харилцан үйлчлэл (15 урвалын тэгшитгэл).

4. Бром, калийн гидроксид, аммиак, давсны хүчил, калийн иодид, цайр зэрэг бодисуудын аль нь хоорондоо харилцан үйлчлэлцэж чаддаг.

ХариулахУрвалын тэгшитгэлийг бичнэ үү.
. 8 боломжит хос хосолсон сонголт

5. харилцан үйлчлэл (10 урвалын тэгшитгэл).

ХариулахКальци, ус, зэс (II) исэл, устөрөгч, кальцийн гидроксид, төвлөрсөн хүхрийн хүчил, натрийн иодид зэрэг ямар бодисууд хоорондоо харилцан үйлчлэлцэж болохыг тодорхойлох.
Урвалын тэгшитгэлийг бичнэ үү.

6. . Хосоор 7 боломжит сонголт

Хариулаххарилцан үйлчлэл (7 урвалын тэгшитгэл).
Натри сульфат, хар тугалга (II) ацетат, калийн сульфид, хөнгөн цагаан хлорид, барийн нитрат зэрэг бодисуудын хооронд хос харилцан үйлчлэлийн боломжийн талаар ярилц. Урвалын тэгшитгэлийг бичнэ үү.

. 5 боломжит хос сонголт

харилцан үйлчлэл (5 урвалын тэгшитгэл).

*Тэмдэг (+/–) нь энэ урвал бүх урвалжууд эсвэл тодорхой нөхцөлд явагдахгүй гэсэн үг юм.

Үргэлжлүүлэх

Холбооны боловсролын агентлаг

Нижний Новгородын улсын их сургууль

тэд. Н.И.Лобачевский

Химийн факультет

Лабораторийн тайлан

Багш:

Р.М.Шапошников

211 (II) бүлгийн оюутнууд:

Т.Г.Огурцов,

Шилягина О.А

Нижний Новгород, 2008 он

Лабораторийн даалгавар:

Калийн перманганат, калийн бихромат, хүхрийн болон азотын хүчлүүдтэй холбоотой исэлдэлтийн урвал;

Молекул доторх исэлдэлтийн урвал - бууралт ба үл пропорциональ байдал;

Хүхрийг азотын хүчлээр исэлдүүлэх.

Калийн перманганат, хүхрийн болон азотын хүчлүүдтэй холбоотой исэлдэлтийн урвал

Ажлын зорилго: калийн перманганат, хүхрийн болон азотын хүчлүүдтэй холбоотой исэлдэлтийн урвалыг явуулна.

Тоног төхөөрөмж, урвалжууд: туршилтын хоолой, пипетк, резинэн чийдэн, шилэн аяга, шүүлтүүр цаас, спиртийн чийдэн, нэрмэл ус, талст калийн перманганат (KMnO 4), төвлөрсөн давс, хүхрийн, азотын хүчил (HCl, H 2 SO 4, HNO 3), калийн иодид ( KI) , 0.1 N калийн перманганатын уусмал (KMnO 4), 10% ба 0.1 Н хүхрийн хүчил (H 2 SO 4), 10% ба натрийн гидроксидын концентрацитай уусмал (NaOH), натрийн сульфитын уусмал (Na 2 SO 3) , мөхлөгт цайр (Zn), зэсийн үртэс (Cu), аммонийн бихромат ((NH 4) 2 Cr 2 O 7), натрийн нитрит (NaNO 2), манганы сульфат (MnSO 4).

Онолын хэсэг:

Химийн урвал үүсэх нь ерөнхийдөө урвалд орж буй бодисуудын хоорондох бөөмсийн солилцоогоор тодорхойлогддог. Ихэнхдээ солилцоо нь нэг бөөмөөс нөгөөд электрон шилжих процессыг дагалддаг. Исэлдэлт ба бууралт нэгэн зэрэг явагддаг тул нэг бөөмсөөс нөгөөд электрон шилжих дагалддаг харилцан үйлчлэлийг редокс урвал гэж нэрлэдэг.

Редокс урвал үүсэх нь урвалд оролцож буй бодисын элементүүдийн исэлдэлтийн төлөвийн өөрчлөлт дагалддаг. Бууруулах явцад исэлдэлтийн үед элементийн исэлдэлтийн төлөв буурч, нэмэгддэг; Исэлдэлтийн төлөвийг бууруулдаг элемент агуулсан бодисыг исэлдүүлэгч бодис гэж нэрлэдэг.

Практик хэсэг:

Бэлтгэх өрөөнд бага хэмжээний талст калийн перманганатыг туршилтын хоолойд хийнэ;

2KMnO 4 + 16HCl 5Cl 2 + 2KCl + 2MnCl 2 + 8H 2 O

(MnO 4) - + 8H + + 5 Mn 2+ + 4H 2 O

2Cl - - 2 2Cl 0

2(MnO 4) - + 16H + + 10Cl - 2 Mn 2+ + 8H 2 O + 10Cl 0

Калийн иодидын уусмалаар чийгшүүлсэн шүүлтүүрийн цаасыг туршилтын хоолойн нүхэнд авчирсан.

Туршилтын хоолойноос ялгарсан хлор нь калийн иодидын уусмал дахь иодидын ионыг орлуулсан. Үүний үр дүнд бид туршилтын хоолойны нүхний эргэн тойронд шүүлтүүрийн цаас харанхуйлж, иодын ялгаралттай холбоотой;

2KI + Cl 2 2KCl + I 2 ↓

1 мл-ийг 3 туршилтын хоолойд хийнэ. 1N калийн перманганатын уусмал;

Хоёр дахь туршилтын хоолойд 10% натрийн гидроксидын уусмал;

(MnO 4) - + 8H + + 5 Mn 2+ + 4H 2 O

Эхний туршилтын хоолойд (хүчиллэг орчин): SO 3 2- + H 2 O - 2

SO 4 2- + 2H +

Бид уусмалын өнгө өөрчлөгдөхийг ажиглаж байна;

Хоёр дахь туршилтын хоолойд (шүлтлэг орчин):

2КMnO 4 + 2NaOH + Na 2 SO 3 Na 2 MnO 4 + K 2 MnO 4 + Na 2 SO 4 + H 2 O (MnO 4) - + 1

(MnO 4) 2- SO 3 2- + 2OH - - 2

SO 4 2- + H 2 O

2(MnO 4) - + SO 3 2- + 2OH - 2(MnO 4) 2- + SO 4 2- + H 2 O

Бид (MnO 4) 2- ионы харагдах байдлаас болж цайвар ногоон өнгө гарч байгааг ажиглаж байна;

Гурав дахь туршилтын хоолойд (саармаг орчин):

2KMnO 4 + 3Na 2 SO 3 + H 2 O 2MnO 2 ↓ + 3Na 2 SO 4 + 2KOH (MnO 4) - + 2H 2 O +3

(MnO 4) 2- SO 3 2- + 2OH - - 2

(MnO 2) 0 + 4OH -

2(MnO 4) - + 4H 2 O + 3SO 3 2- + 6OH - 2(MnO 2) 0 + 8OH - + 3SO 4 2- + 3H 2 O

Уусмалын өнгө нь манганы (IV) исэл илэрсэн тул хүрэн өнгөтэй болсон;

Дүгнэлт:

Перманганатын ион нь хүчиллэг орчинд илүү их исэлдүүлэх идэвхийг харуулдаг.

Хоёр туршилтын хоолойд 1 мл хийнэ. 0.01N калийн перманганатын уусмал, хэдэн дусал 10% хүхрийн хүчлийн уусмал нэмнэ;

Эхний туршилтын хоолой:

(MnO 4) - + 8H + + 5 Mn 2+ + 4H 2 O

Эхний туршилтын хоолойд (хүчиллэг орчин): SO 3 2- + H 2 O - 2

2КMnO 4 + 3H 2 SO 4 + 5Na 2 SO 3 K 2 SO 4 + 2MnSO 4 + 5Na 2 SO 4 + 3H 2 O

2(MnO 4) - + 16H + + 5SO 3 2- + 5H 2 O 2 Mn 2+ + 8H 2 O + 5SO 4 2- + 10H +

Уусмалын өнгө өөрчлөгдсөн;

Хоёр дахь туршилтын хоолой:

(MnO 4) - + 8H + + 5 Mn 2+ + 4H 2 O

2KMnO 4 + 8H 2 SO 4 + 10KI 5I 2 ↓ + 6K 2 SO 4 + 2MnSO 4 + 8H 2 O 2I - - 2

2I 0

2(MnO 4) - + 16H + + 10I - 2Mn 2+ + 8H 2 O + 10I 0

Гарсан иод нь илүүдэл калийн иодид агуулсан иодын ус үүсгэдэг бөгөөд үүний үр дүнд уусмал нь бор өнгөтэй болсон;

Хэд хэдэн цайрын мөхлөгийг нэг туршилтын хоолойд хийж, хоёр дахь нь зэсийн үртэс хийсэн;

Хоёр туршилтын хоолойд хүхрийн хүчлийн 10% -ийн уусмал хийнэ;

Zn + H 2 SO 4 ZnSO 4 + H 2 – устөрөгч ялгардаг;

Cu + H 2 SO 4 урвал явагдахгүй, учир нь зэс нь устөрөгчийн баруун талд байрлах металлын үйл ажиллагааны цувралд багтдаг бөгөөд устөрөгчийг хүчилээс зайлуулах чадваргүй;

Туршилтыг төвлөрсөн хүхрийн хүчлээр давтан хийсэн;

Zn + 2H 2 SO 4 ZnSO 4 + SO 2 + 2H 2 O Zn 0 - 2

Zn 2+ SO 4 2- + 4H + + 2

(SO 2) 0 + 2H 2 O

Хлортой туршилтууд нь ихэвчлэн хлорын үйлдвэрлэлээс эхэлдэг. Өмнө нь зарим их, дээд сургууль, эрдэм шинжилгээний хүрээлэнгүүдэд хлорын баллон байдаг байсан ч харах боломж бүр ч байгаагүй. Хлорын хий үйлдвэрлэх ихэнх аргууд нь хүчиллэг орчинд хлоридын исэлдэлт (үнэндээ давсны хүчлийг исэлдүүлэх) юм. Маш олон төрлийн бодисууд нь исэлдүүлэгч бодисоор үйлчилж болно: калийн перманганат, калийн бихромат (халах үед), кальцийн гипохлорит (цайруулагч), калийн хлорат, манганы давхар исэл (халаах үед) болон бусад.

Өмнө нь хлорын лабораторийн үйлдвэрлэлд калийн перманганат ба давсны хүчлийг ихэвчлэн ашигладаг байсан. Ялангуяа энэ туршилтыг сургуулиудын химийн хичээл дээр харуулсан. Давсны хүчил ба перманганатын сонголт нь эдгээр бодисууд нь хямд бөгөөд хүртээмжтэй байсантай холбоотой байв: перманганатыг ямар ч эмийн санд зардаг байсан бөгөөд техникийн давсны хүчлийг барилгын дэлгүүрээс худалдаж авч болно (үүнийг хямд, хямд болгон ашиглаж байсан. үр дүнтэй эмчилгээтос арилгах гэх мэт).

Гэхдээ хлор үүсгэхийн тулд перманганат ба давсны хүчлийг сонгох нь эдгээр хоёр бодис аль хэдийн сайн урвалд ордогтой холбоотой юм. өрөөний температур, манганы давхар исэл эсвэл калийн бихроматын хувьд хлорыг ялгаруулахын тулд халаах шаардлагатай.

Хлор үйлдвэрлэх сайн, хямд исэлдүүлэгч бодис бол цайруулагч (цайруулагч) юм. Түүний томъёог уламжлалт байдлаар дараах байдлаар бичиж болно: CaCl 2 ·Ca(ClO) 2, i.e. Энэ бодис нь хлорид ба гипохлорит агуулдаг. Тэд хлор ялгарах урвалд орж эхлэхийн тулд хүчтэй хүчил нэмэхэд хангалттай (заавал давсны хүчил биш - хүхрийн хүчил ч мөн адил болно.) Гэхдээ энэ нь зөвхөн онолын шинж чанартай байдаг: практик дээр дэлгүүрүүд ихэвчлэн бага зардаг. удаан хугацаанд задарсан чанарын цайруулагч. Хүчилд өртөхөд ийм "цайруулагч" нь хлор ялгаруулдаг боловч маш бага байдаг. Мөн цайруулагч нь одоо өмнөх шигээ хямдхан биш байна.

Натрийн гипохлоритын уусмалд (Белизна) хүчил нэмснээр бага хэмжээний хлор авч болно. Харамсалтай нь "Белизна" -ын түүх нь "цайруулагч" -тай бараг ижил байна: үйлдвэрлэгчид болон худалдагчид үүнийг усаар шингэлдэг (үр дүнд нь 5% идэвхтэй хлорын оронд ихэвчлэн 1-2% агуулдаг).

Доор тайлбарласан ихэнх туршилтуудад хлорын эх үүсвэр нь калийн перманганат ба давсны хүчил байв. Бидний үед энэ нь маш үндэслэлгүй боловч би хлорын туршилтыг эхлүүлэхийг хүсч байсан бөгөөд бусад бодисоос хлор үйлдвэрлэх аргыг эзэмшихэд цаг хугацаа, хүчин чармайлтаа үрэхгүй. Зарим тохиолдолд давсны хүчлийн оронд (бараг байхгүй болсон) би 40% хүхрийн хүчил, натрийн хлорид хэрэглэсэн. Энэ тохиолдолд хольцыг зууханд халаах шаардлагатай байв.

Урвалыг 300 мл конус колбонд хийж, перманганатыг урьдчилан асгав. Колбыг нимгэн хэсгүүдэд аллонжоор хучиж, хлорыг зайлуулахын тулд силикон хоолойг холбосон. Аллонжийн дээд хэсгийг (нэрэх үед хөргөгчийг холбодог) шилэн хоолой бүхий таглаагаар хаалттай байна. Төвлөрсөн давсны хүчил бүхий тариурыг PVC хоолой ашиглан хоолойд холбосон (тариур нь дусаах юүлүүрийг сольсон).

Хлорын замд би натрийн хлоридын ханасан уусмал бүхий угаалгын савыг тавьсан - устөрөгчийн хлоридыг хийнээс зайлуулахын тулд (хлор устөрөгч нь зөвхөн усанд төдийгүй ханасан давсны уусмалд уусдаг - хлороос ялгаатай нь Давсны ханасан уусмалд устай харьцуулахад хамаагүй бага уусдаг). Хлор цуглуулахын тулд би янз бүрийн колбо, лонхтой ашигласан (мөн хлор цуглуулахдаа савыг таглаа эсвэл хөвөн ноосоор хучихыг зөвлөж байна - би үүнийг шууд ойлгоогүй).

Хэрэв хлорыг шатаах туршилтанд ашигладаг бол колбоны ёроолд элс асгах нь зүйтэй - эс тэгвээс шил хагарах магадлалтай. Гарт элс байхгүй байсан тул хатаалаа ширээний давс- бас муу биш, харин натри нь дөлийг өнгөөр ​​буддаг шар(заримдаа энэ нь саад болдог).

Хлор үйлдвэрлэх, хлортой туршилт хийх нь хөдөлмөр их шаарддаг, заримдаа ядарсан гэж хэлж болно. Хлор бол массын хэмжээнд амжилттай хэрэглэгдэж байсан анхны химийн дайны бодис тул бүх туршилтыг сайн ноорог дор, эсвэл өндөр температурт хийх ёстой гэдгийг мартаж болохгүй. гадаа. Хлор нь тийм ч хортой бодис биш боловч салст бүрхэвчийг түлэгдэх чадвартай бөгөөд анхаарал болгоомжгүй ажил хийвэл бүр ч муу үр дагаварт хүргэж болзошгүй юм. Нэг танил маань оюутны практикийн бэлтгэлийн үеэр хлор авч байсан гэж надад хэлсэн. Хлор ялгарч эхлэхэд тэрээр дүрмийн дагуу колбыг үнэрлэв: алгаа даллан агаарыг нүүр рүү чиглүүлэв. Би үнэртээгүй. Дараа нь золгүй туршилтчин колбонд бөхийж, гүнзгий амьсгаа авав - тэр даруй амьсгалаа алджээ: хэрэв өөр хоёр оюутны тусламж аваагүй бол энэ нь амьсгал боогдохоор үхэж магадгүй байв.

__________________________________________________
Эцсийн шатанд давсны хүчил ба калийн перманганатыг урвалд оруулахдаа халаах нь зүйтэй хэвээр байна, учир нь эс бөгөөс перманганат нь усжуулсан манганы (IV) исэл болж хувирна бор, энэ нь перманганатын хэт их хэрэглээнд хүргэдэг. Манганы давхар ислийг манганы (II) хлорид болгон хувиргахын тулд халаах, илүүдэл хүчил шаардагдана.