Окислювально-відновні реакції

У окислювально-відновних реакціях атоми одних речовин приєднують електрони, а інших – віддають електрони. Перші звуться окислювачі, другі – відновлювачі. Покажемо кілька дослідів окисно-відновних реакцій.

На свіжий зріз картоплі капніть розбавленою йодною настойкою: з'явиться синє забарвлення. Це крохмаль, що міститься в картоплі, синіє в присутності вільного йоду. Таку реакцію часто використовують, щоб виявити крохмаль. Потім на те саме місце, куди ви крапнули йодну настойку, налийте трохи розчину сульфіту натрію. Забарвлення швидко зникне. Сталося ось що: сульфіт віддав вільному йоду електрон, той став електрично зарядженим, перетворився на іон, а в такому стані йод вже не реагує.

Така властивість сульфіту натрію означає, що ця речовина є хорошим відновником. Ось ще один дослід із сульфітом та окислювачем перманганатом калію.

У чотири пробірки налийте блідо-рожевий, рожевий, світло-фіолетовий та темно-фіолетовий розчини марганцівки. До кожної пробірки додайте розчин сульфіту натрію. Вміст першої пробірки стане майже безбарвним, другий – бурим. У третій пробірці випадуть бурі пластівці, у четвертій теж, але осаду буде набагато більше. У всіх пробірках утворюється твердий оксид марганцю МnО₂. Але у перших двох пробірках він існує у вигляді колоїдного розчину (тверді частинки настільки малі, що розчин здається прозорим). А в решті двох пробірок концентрація МnO₂ настільки велика, що частки злипаються і випадають в осад.

Взагалі марганцівка нагадує хімічного хамелеону – так вона вміє змінювати свій колір. Наприклад, у лужному середовищі розчин перманганату калію із червоно-фіолетового стає зеленим, тому що перманганат відновлюється до зеленого манганату. Щоб перевірити це, киньте в розчин лугу – концентрований прокип'ячений розчин пральної соди – кристалик марганцівки, і замість звичного рожевого фарбування з'явиться зелене.

Наступний дослід з окислювально-відновними реакціями допоможе вам відрізнити брудну воду від чистої. Одну пробірку наповніть чистою водою, іншу - водою з калюжі або з болота. Додайте в пробірки трохи розчину окислювача перманганату калію. У водопровідній воді він залишиться рожевим, у воді з калюжі – знебарвиться. У теплу погоду у стоячій воді накопичуються органічні речовини. Вони, як і сульфіт натрію, відновлюють перманганат калію, змінюють його забарвлення.

Останній дослід на тему окислювально-відновних реакцій поставимо із сполуками хрому. Такі досліди часто бувають дуже гарними, що не дивно, тому що "хромове" по-грецьки означає "колір".

Отже, візьміть трохи жовтого розчину біхромату калію К₂Сr₂Про₇; цю речовину широко застосовують у техніці як окислювач, наприклад, для очищення сильно забруднених деталей; поводитися з ним треба акуратно. Якщо додати до жовтого розчину трохи сірчаної кислоти (обережно! лити кислоту повільно!), то він стане червоним. У такий підкислений розчин киньте кілька шматочків цинку. Після цього біхромат, відновлюючись, змінює колір на темно-зелений. Це утворилися іони Сr³⁺. Одночасно завдяки реакції цинку із кислотою виділяється газ – водень. Якщо продукти реакції не окислюються киснем повітря, то реакція йтиме і далі, причому з'явиться блакитне забарвлення – такий колір у розчину сульфату хрому CrSO₄. Перелийте його в іншу склянку; поки ви це робитимете, відбудеться окислення, і розчин знову стане зеленим.