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  

 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.

Risiko  •  Fare:høy  

fare  •  fare  for  skade  på  auge,  knust  glas,  giUig  gass,  gass  som  gjer  deg  kvalm,  kokande  og  etsande  syre,  organisk  løsemiddel,  allergi,  kvalme,  brann      

Yltak  •  HMS  ruYnar+  arbeid  i  avtrekk,  syrebestandig  hanske,  innsamling  av  løsemidler    

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:

2H+/H2, Br2/2Br-, Cl2 /2Cl-, Cu2+/Cu, Fe2+/Fe, Fe3+/Fe2+, I2 /2I-, MnO4- /Mn2+. Zn2+/ 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 i reaksjon med gjev denne fargen

Fe3+ K4[Fe(CN)6] eit sterkt smufeblått botnfall

Fe3+ K3[Fe(CN)6] ei terrakottafarga oppløysing

Fe2+ K4[Fe(CN)6] eit hav-blått botnfall

Fe2+ K3[Fe(CN)6] eit smurfeblått botnfall

Cu2+ K4[Fe(CN)6] eit rustbrunt botnfall

Cu2+ K3[Fe(CN)6] eit pistasjgrønt botnfall

Zn2+ K4[Fe(CN)6] eit snøhvitt botnfall

Zn2+ K3[Fe(CN)6] eit safrangult botnfall

   

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)

Fe3+ gjev med K4[Fe(CN)6]

følgjande farge:

Fe3+ " " K3[Fe(CN)6] " "

Fe2+ " " K4[Fe(CN)6] " "

Fe2+ " " K3[Fe(CN)6] " "

Cu2+ " " K3[Fe(CN)6] " "

Cu2+ " K4[Fe(CN)6] " "

Zn2+ " ” K4[Fe(CN)6] " "

Zn2+ " K3[Fe(CN)6] " "

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

Rekkjefølgda av red-oks para Zn2+/ Zn, Cu2+/Cu og Fe2+/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; Fe2+ 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

redusert form takast med (Me2+/Me).

Metall løysing ion påvist1 utsjånad av metall

reaksjonslikning2

Fe Zn(NO3)2

Cu Zn(NO3)2

Fe Cu(NO3)2

Zn Cu(NO3)2

Zn FeSO4

Rekkjefølgda av dei tre redoksparene Zn2+/Zn, Cu2+ /Cu og Fe2+ /Fe blir dermed:

     

                                                                                                                         1   Berre  for  serie  a)  

2   berre  der  det  har  funne  stad  reaksjonar!  

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

av H2 (ja/nei)

ion påvist reaksjonslikning

Fe

Zn

Cu

2H+/H2 kjem dermed inn i rekkjefølgda:

   

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 halogen påvist reaksjonslikning

Br- Cl2

I- Cl2

I- Br2

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   a) Redoks-paret Fe3+/Fe2+ 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?

• Fe2+ ion blir påvist ved å tilsetje litt nylaget K3[Fe(CN)6]-oppløysing.

Plassar redoks paret Fe3+/Fe2+ 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).

Plassar redoks-paret MnO4− /Mn2+ i tilhøve til halogena.

10    

Halogenid metallioner

tilsett

halogen påvist metallion

påvist

reaksjonslikning

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.

• Cu2+ og Fe3+ (evt Fe2+) påvisast med K4[Fe(CN)6].

metall i reaksjon med løysinga

ion påvist

reaksjonslikning

Cu Br2 Br- og Cu2+?

Fe Br2 Br- og Fe2+?

Kor er Fe2+/ Fe og Cu2+/Cu plassert i tilhøve til Br2 /2Br- ?

Opplysning

Forsøk på å plassere red-oks para Cu2+/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 sterkare-

reduksjon 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.