DIGITÁLNÍ UČEBNÍ MATERIÁL Číslo projektu CZ.1.07/1.5.00/34.0969 Název školy Gymnázium Česká a Olympijských nadějí, České Budějovice, Česká 64 Název materiálu VY_32_INOVACE_CH_1_BAR_09_OBECNACHEMIE Autor Ivan Bartoš Tematický okruh Redoxní reakce Ročník 1. Datum tvorby 1. 6. 2012 Anotace Tento materiál objasňuje srozumitelnou formou podstatu redoxních reakcí. Grafická názornost se podílí na inovativnost i podání látky spolu s jednoduchostí grafických prvků. Metodický pokyn Prezentace je určena jako výklad do hodiny i jako materiál k samostudiu Možnosti využití: promítání, práce jednotlivců nebo dvojic u PC Pokud není uvedeno jinak, použitý materiál je z vlastních zdrojů autora

Oxidačně-redukční reakce Oxidace – zvýšení oxidačního stupně – odevzdání e – Redukce – snížení oxidačního stupně – příjem e – Aox + Bred Ared + Box 2Fe3+ + Sn2+ 2Fe2+ + Sn4+ a) 2Fe3+ + 2 e – 2Fe2+ - redukce b) Sn2+ Sn4+ + 2 e – - oxidace Redukční činidlo – samo se oxiduje (Sn2+ ) Oxidační činidlo – samo se redukuje (Fe3+ )

Oxidačně-redukční reakce - míra oxidačně redukčních schopností látek – oxidační potenciál Nernstova rovnice E = E0 – (RT/zF).ln (aAred/aBox) E – potenciál E0 – standardní potenciál F – Faradayova konstanta – 9,65 . 103 J.V-1.mol-1 a – aktivitní konstanta – charakteristika počtu elektronů vyměněných při parciální redoxní reakci z – počet elektronů vyměněných při parciální redoxní reakci T – termodynamická teplota R – Molární plynová konstanta – 8,314 J.K-1.mol-1

Oxidačně redukční reakce Čím vyšší je hodnota potenciálu, tím snáze se daný kation oxiduje na částici s ox. Číslem 0 3Cd2+ + Al 3Cd + 2Al3+ E0 Al3+/Al = -1,66 V  Cd – oxidační činidlo, Al – redukční činidlo E0 Cd2+/Cd = -0,4 V

Oxidačně- redukční reakce Standardní oxidačně redukční potenciály některých látek Obr. 1

Oxidačně-redukční reakce dysproporcionační reakce – tatáž látka se současně redukuje a oxiduje Cl20 + NaOH NaCl-I + NaClIO + H2O synproporcionační reakce - oxidace i redukce vede na týž oxidační stav jednoho produktu 5H I-I +HIVO3 3 I20 + 3H2O Využití oxidačně-redukčních reakcí v chemické analýze: 1) Skupinové reakce – průkaz skupin aniontů a redukovadel (SO32-,I-, Br-, CN-, NO2-, S2-)- reakce s manganistanem v kyselém prostředí, za vzniku bezbarvé manganaté soli 10I- + MnO4- + 16H+ 5I2 + 2Mn2+ + 8H2O

Oxidačně-redukční reakce – důkazy MnO42-, BrO3-, Fe3+, Cu2+)- reakce s jodidem v kyselém prostředí, vznik hnědého jodu 2Cu2+ + 4I- I2 + 2CuI 2) důkazy Mn a Cr Mn – oxidace MnII nebo MnIV na fialový MnVII: 2Mn2+ + 5PbO2 + 4H+ 2MnO4- +5Pb2+ + 2H2O 2Mn2+ + 5BiO3- + 14H+ 2MnO4- + 5Bi3+ + 7H2O Cr3+ - zelený– oxidace na žluté Cr6+ 2[Cr(OH)4]- + 3H2O2 + OH- 2CrO42- + 8H2O

Oxidačně-redukční reakce Další selektivní reakce – důkaz Sn2+ a Hg2+ Sn2+ + Hg2+ Sn4+ + Hg22+ Hg2Cl2 + Sn2+ 2Hg + Cl- Bílá šedá Důkaz aldehydů a redukujících cukrů – Fehlingovo činidlo (CuSO4, vínan sodno draselný a alkalický peroxid) 2Cu2+ + RCH=O + 5OH- Cu2O + RCOO- + 3H2O rezavý Důkaz arsenu (Gutzeitova zkouška) As3+ + 3Zn + 3H+ H3As + 3Zn2+ H3As + 6AgNO3 Ag3As.AgNO3 + 3H+ + 3NO3- Ag3As.AgNO3 + 3H2O 6Ag + H3AsO3 + 3H+ + 3NO3- černé

Oxidačně-redukční reakce Využití v odměrné analýze – oxidačně redukční titrace Indikace bodu ekvivalence – oxidačně-redukční indikátory Feroinový komplex – oxidovaný (ferin) – modrý, redukovaný (feroin) – červený Oxidimetrie 1) permanganometrie (Mn7+ Mn2+,, Mn4+) 2) bichromatometrie (Cr2O72- Cr3+) 3) cerimetrie (Ce4+ Ce3+) 4) jodometrie (I2 2I-) 5) bromatometrie (BrO3- Br-) Reduktometrie – titanometrie (Ti4+ Ti3+)

Použité zdroje Obr. 1 na snímku č. 5 [online]. [cit. 26. 5. 2012]. Dostupný na WWW: http://image.tutorvista.com/content/redox-reactions/standard-reduction-electrode-potentials.gif Malijevský, A. a kol.: Breviář z fyzikální chemie. Praha: VŠCHT, 2000. Klikorka, J., Hájek, B., Votínsk,ý J.: Obecná a anorganická chemie. Praha: SNTL/Alfa, 1985. Brown, G.I.: Úvod do studia anorganické chemie. Praha: SNTL, 1982. Šrámek, V.: Kosina L.: Obecná a anorganická chemie. Olomouc: FIN, 1996. Greenwood, N.N., Earnshaw, A.: Chemie prvků I. a II. Praha: Informatorium, 1993. Olmsted, J. III., Williams, G.M.: Chemistry - the Molecular Science. Mosby: St. Louis, USA 1994.