Portál PřF UK pro podporu výuky chemie na SŠ a ZŠ

Reakce molekulárního a atomárního vodíku

Pomůcky

stojan na zkumavky, 6 zkumavek, kapátka, lžička, (aparatura na vývoj plynu – stojan, křížové svorky, klemy, frakční baňka, dělicí nálevka, trubička pro zavádění plynu)

Chemikálie

roztok K2Cr2O7, roztok KMnO4, zř. H2SO4, plynný H2, práškový Zn

Postup

Postup pro tento pokus je dostupný jen pro registrované učitele.

Princip

Molekulární i atomární vodík mají redukční vlastnosti. Molekulární vodík, vznikající reakcí zinku s kyselinou chlorovodíkovou, nedokáže zredukovat dichromanové, ani manganistanové anionty – zbarvení roztoků zůstává stejné. Molekulární vodík dokáže ale zredukovat oxid měďnatý na měď (viz. pokus Redukční vlastnosti vodíku).
Atomární vodík, který vzniká reakcí zinku s kyselinou sírovou, má životnost 0,3 s. Atomární vodík dokáže zredukovat chrom z oxidačního čísla VI (Cr2O72-) na III (Cr3+), respektive mangan z oxidačního čísla VII (MnO4) na II (Mn2+). Tyto reakce jsou doprovázeny barevnými změnami – v případě chromu z oranžové na hnědozelenou, v případě manganu z fialové na bezbarvou. Redukční účinky atomárního vodíku se využívají také v Marshově-Liebigově zkoušce (důkaz arsenu) – viz. pokus Marshova-Liebigova zkouška.



Využití

vodík (redukční vlastnosti, rozdílné vlastnosti molekulárního a atomárního vodíku), d-prvky (sloučeniny chromu a manganu)

Typ pokusu

laboratorní, demonstrační (video-pokus)

Obecná bezpečnost

PLACEHOLDER PRO BEZPEČNOST

Vlastnosti látek

Dichroman draselný – nebezpečný, toxický při požití, zdraví škodlivý při styku s kůží, způsobuje těžké poleptání kůže a poškození očí, může vyvolat alergickou kožní reakci, při vdechování může vyvolat příznaky alergie nebo astmatu nebo dýchací potíže, může vyvolat genetické poškození, může vyvolat rakovinu, může poškodit reprodukční schopnost, může poškodit plod v těle matky, způsobuje poškození orgánů při prodloužené nebo opakované expozici, při vdechování může způsobit smrt, vysoce toxický pro vodní organismy, s dlouhodobými účinky, oxidující látka.

dle GHS:   dle staršího značení:    

Manganistan draselný – nebezpečný, zdraví škodlivý při požití, způsobuje těžké poleptání kůže a poškození očí, podezření na poškození plodu v těle matky, vysoce toxický pro vodní organismy s dlouhodobými účinky, oxidující látka.

dle GHS:   dle staršího značení:    

Kyselina sírová – nebezpečná, způsobuje těžké poleptání kůže a poškození očí.

dle GHS:   dle staršího značení:     

Bezpečnost

těsnost aparatury pro vývoj vodíku, žáci by neměli pracovat s K2Cr2O7 (vysoce toxický), zředěná H2SO4 (žíravá)

Čas

příprava – 20 minut, vlastní provedení – 20 minut

Tipy

– pokus názorný na ukázku vlastností vodíku – ale náročný na přípravu i provedení (sestavení aparatury) – využít raději video-pokus
– roztoky dichromanu draselného i manganistanu draselného používejte zředěné (průhledné)
– reakce probíhá rychleji s dichromanem draselným – výsledek je ihned patrný, reakce s manganistanem draselným je pomalejší, k odbarvení dochází až po několika minutách po protřepání
– zavádět vodík stačí asi 1 minutu, zinku stačí přidat na špičku malé lžičky

Video

http://www.youtube.com/watch?v=Kru1xlJtxEo&feature=youtu.be (old.studiumchemie.cz, Reakce molekulárního a atomárního vodíku, video se zvukem)