Т е о р е т и ч е с к а я ч а с т ь

1. Окислительные свойства перманганата калия KMnO₄ в различных cредах (кислой, нейтральной и щелочной)

 

Перманганат калия KMnO₄ – один из наиболее распространенных сильных окислителей, широко использующийся в химической промышленности, в лабораторной практике и в медицине. Состав продуктов его восстановления зависит, прежде всего, от среды растворов, в которых оно осуществляется. При этом, как правило:

1) В кислой среде KMnO₄ восстанавливается до соединений (MnSO₄, MnCl₂):

+ 5e^– → или + 8H⁺ + 5e^– → + 4H₂O; E ^° = 1,51 B.

2) В нейтральной среде KMnO₄ восстанавливается до соединений , состав которых условно выражается формулой MnО₂:

+ 3e^– → или + 2H₂О + 3e^– → MnО₂ + 4ОH^—; E ^° = 0,60 B.

3) В щелочной среде KMnO₄ восстанавливается до соединений (K₂MnO₄, Na₂MnO₄):

+ 1e^– → или + 1e^– → ; E ^° = 0,56 B.

При этом происходит резкое изменение окраски растворов в соответствии с данными таблицы 1:

Таблица 1. Окраска соединений марганца в зависимости от степени его окисления

 

Степень окисления марганца	Форма существования в растворе или в осадке	Примеры соединений	Окраска раствора или осадка
+7	(р-р)	KMnO4, NaMnO4	розово-фиолетовая
+6	(р-р)	K2MnO4, Na2MnO4	изумрудно-зелёная
+4	(осадок)	MnО2	бурая
+2	(р-р)	MnSO4, MnCl2	практич. бесцветная

 

Окислительно-восстановительные свойства пероксида водорода

 

Поскольку в молекулах пероксида водорода атомы кислорода находятся в промежуточной степени окисления (–1), то это вещество, в зависимости от условий, может окисляться до простого вещества кислорода (), восстанавливаться до воды () или диспропорционировать с одновременным образованием указанных веществ.

 

Внутримолекулярное окисление-восстановление

 

Если в составвещества входят одновременно частицы-восстановители и частицы-окислители, оно может подвергаться внутримолекулярному окислению-восстановлению. К таким реакциям относится, например, реакция термического разложения дихромата аммония (. При нагревании этого вещества начинается ОВР за счёт того, что содержащиеся в нём частицы являются восстановителями, а частицы – окислителями.

 

Диспропорционирование и конпропорционирование

Реакции диспропорционирования (дисмутации) – ОВР внутримолекулярного типа, в ходе которых одновременно окисляются и восстанавливаются атомы одного и того же элемента, входящие в состав одного исходного вещества («самоокисление-самовосстановление»).

Пример: . В этой реакции внутримолекулярного типа частицы одновременно восстанавливаются до и окисляются до .

Реакции конпропорционирования (конмутации) – ОВР межмолекулярного типа, в ходе которых одновременно окисляются и восстанавливаются атомы одного и того же элемента, входящие в состав разных исходных веществ.

Пример: . В этой реакции межмолекулярного типа частицы окисляются, а частицы восстанавливаются до .