Дослід 7. Відновні властивості сполук ванадію (+2)

Дата: 2025-05-01; Просмотры: 3

Оценка:

0.00 из 5.00 — оценок

Скачиваний: 0

Скачать

У дві пробірки наливають відповідно розчини KMnO₄ і K₂Cr₂O₇, підкислюють сульфатною кислотою і додають 3 – 5 крапель розчину VSO₄ , отриманого у досліді 3. Спостерігають зміну забарвлення розчинів, записують рівняння реакцій.

21.5. Список рекомендованої літератури

1. Ахметов Н .С. Общая и неорганическая химия . –М.: Высш. шк..,2001. с 588 – 597

2. Кириченко В. І. Загальна хімія. – К.: Вища шк.,2005.-с. 439 – 449

3. Слободяник М. С., Улько Н. В., Бойко К. М., Самойленко В. М. Загальна та неорганічна хімія : Практикум. – К.: Либідь, 2004. – с. 208 – 215

4. Михайленко Я. И. Курс общей и неорганической химии. – М.: Высш. шк., 1966.- с. 303 – 317

Глинка Н. Л. Общая химия – Л.:Химия, 1988

Т е м а 22. Властивості р-металів IVВ групи – Sn, Pb

22.1. Рекомендації до вивчення теоретичного матеріалу

Станум і плюмбум відносять до сімейства р-елементів, загальна електронна формула: ns²np², де n – номер періоду. Отже, для цих металів: Sn –5s²5p², для Pb –6s²6p². Практично для всіх s, p -елементів можливі ступені окиснення можуть бути визначені на підставі розподілу валентних електронів по квантових комірках у нормальному і збудженому стані. Для елементів підгрупи Ge:

у нормальному стані в збудженому стані

2 валентних електрони 4 валентних електрони

Таким чином, станум і плюмбум у сполуках можуть виявляти ступені окиснення 0;+2; +4.

При визначенні кислотно-основних властивостей оксидів і гідроксидів станума і плюмбума в ступенях окиснення +2 і +4 необхідно пам'ятати, що вони є проміжними металами V і VI періодів, отже, їхні оксиди і гідроксиди в цих ступенях окиснення амфотерні. Причому:

ослаблення кислотних властивостей

SnO PbO SnO₂ PbO₂

Sn(OH)₂ Pb(OH)₂ H₂SnO₃ H₂PbO₃

посилення основних властивостей

Внаслідок амфотерності гідроксидів Sn(OH)₂ і Pb(OH)₂ метали олово і свинець легко розчиняються у водних розчинах лугів з утворенням водню і комплексної солі: . Взаємодія цих металів з розведеними кислотами супроводжується окисненням станума і плюмбума до ступеня окиснення +2 і утворенням відповідних солей. Реакції протікають при нагріванні. Усі ці реакції гетерогенні, тому неодмінною умовою їхнього протікання є розчинність солей, що утворюються. З трьох солей PbCl₂, PbSO₄, Pb(NO₃₎₂ розчинний тільки нітрат, тому свинець краще розчиняється в HNO₃:

-2e ® Pb²⁺ 3

NO₃^- +4H⁺ +3e ® 2

При взаємодії з концентрованими кислотами свинець у всіх випадках окиснюється до Pb (2+), і утворює з концентрованою H₂SO₄ кислу сіль – Pb(HSO₄)₂. C концентрованими сірчаною й азотною кислотами олово окиснюється до ступеня окиснення +4. Причому, при взаємодії з концентрованою азотною кислотою утворюється не сіль, а b-олов'яна кислота: . Ця кислота не розчиняється ні в кислотах, ні в лугах.

Окисно-відновні властивості сполук Sn і Pb обумовлені різною стійкістю їхніх сполук у різних ступенях окиснення. У ступені окиснення +4 вони можуть бути тільки окисниками (оскільки ступінь окиснення +4 максимальна). Причому ця властивість яскравіше виражена в сполук Pb⁺⁴, тому що для плюмбуму більш стійкими є сполуки в ступені окиснення +2. У ступені окиснення +2 сполуки цих елементів виявляють як окисні, так і відновні властивості, але, з огляду на велику стійкість сполук Sn (4+), більш характерний перехід Sn²⁺ - 2e® Sn⁺⁴, тобто прояв Sn (2+) відновних властивостей.

Завдяки наявності вакантних d-орбіталей, ці метали утворюють численні тетраедричні й октаедричні комплекси. Наприклад, гідроксокомплекси: Na₂[Sn(OH)₄], Na₂[Sn(OH)₆], K₄[Pb(OH)₆].

22.2. Приклади розв ¢ язування типових задач

Задача 1. Розрахуйте, чи вистачить 20г олова, що містить 5% домішок, для одержання 2,24 л Н₂ (н.у.) у реакції олова з HCl?

Розв’язок. Розрахуємо, скільки в зразку олова діючої речовини: 20-20∙ 0,05 =19 г. Використовуючи закон еквівалентів, обчислимо, скільки необхідно металу для одержання зазначеного об¢єму Н₂: , тоді .

Для одержання 2,24 л Н₂ необхідно 5,9 г (Sn), що на 13,1 г менше, ніж дано за умовою. Відповідь: вистачить.

Задача 2. Визначте тепловий ефект реакції, використовуючи значення стандартних ентальпій утворення:

Розв’язок. По наслідку з закону Гесса:

Задача 3. Користуючись таблицею стандартних окисно-відновних потенціалів, визначте продукти і можливість протікання реакцій за стандартних умов:

а) ; б) .

Розв’язок. а) Через більшу стійкість Sn (4+), у даній реакції Sn²⁺ є відновником: Sn²⁺-2 ® Sn⁴⁺, E⁰=-0,15B,

отже, Fe³⁺ - окисник: Fe³⁺+ ® Fe²⁺, E⁰=0,771B. Е.Р.С.=Е⁰_ок.– Е⁰_відн.=0,771+0,15 = 0,921В. Реакція йде самовільно у прямому напрямку:

Sn²⁺ - 2 ® Sn⁴⁺ 1

Fe³⁺ + е ® Fe² 2

Sn²⁺ +2Fe³⁺ = Sn⁴⁺ + 2Fe²⁺

б) Sn²⁺ - відновник: ;

K₂Cr₂O₇ - окисник: .

Е.Р.С. = 1,477+0,15 =1,627В. Реакція йде самовільно. Отже, рівняння реакції виглядає так:

Cr₂O₇^2- + 14H⁺ +6 ® 2Cr³⁺ + 7H₂O 1

Sn²⁺ -2е ® Sn⁴⁺ 3

3Sn²⁺ + Cr₂O₇^2- + 14H⁺ = 3Sn⁴⁺ + 2Cr³⁺ + 7H₂O

22.3. Задачі для самостійного рішення: 1071, 1072, 1077

2.4. Лабораторна робота

Необхідні прилади, устаткування, реактиви: розчини розведених і концентрованих кислот HCl, H₂SO₄, HNO₃, розчини NaOH, SnCl₂, KMnО₄, K₂Cr₂O₇, Bi(NO₃)₃, Pb(Ac)₂, CaOCl₂, KI, Na₂CO₃, кристалічні NH₄Cl, PbО₂, SnCl₂, PbCl₂.