Portál PřF UK pro podporu výuky chemie na SŠ a ZŠ

Redoxní vlastnosti peroxidu vodíku

Pomůcky

zkumavky, stojánek na zkumavky, zátky, kapátka

Chemikálie

roztok K2Cr2O7, roztok KMnO4, roztok FeSO4, roztok K4[Fe(CN)6] (žlutá krevní sůl), zř. H2SO4, zř. (10%) H2O2

Postup

Postup pro tento pokus je dostupný jen pro registrované učitele.

Princip

Peroxid vodíku má jak redukční, tak i oxidační vlastnosti – záleží na reakčním partnerovi. V prvním případě se manganistan draselný v kyselém prostředí redukuje na manganaté kationty, přičemž peroxid vodíku se oxiduje na kyslík. Mangan ve sloučenině KMnO4 se nemůže již nikam oxidovat, redukuje se na Mn2+. Peroxid vodíku se tedy oxiduje. Reakci je možno pozorovat jako změnu zbarvení z fialové (KMnO4) na bezbarvou (Mn2+).


V případě dichromanu draselného dochází také k redukci v kyselém prostředí na chromité kationty, zatímco se peroxid vodíku oxiduje na kyslík. Chrom se ve sloučenině K2Cr2O7 nemá kam oxidovat, musí se tedy redukovat na Cr3+. Zároveň dochází k oxidaci peroxidu vodíku na kyslík. Roztok přechází z oranžové barvy na zelenohnědou.
Vznikající kyslík lze v obou případech pozorovat jako unikající bublinky.


FeSO4 se může oxidovat na Fe2(SO4)3, tudíž se peroxid vodíku redukuje na vodu. Barva roztoku se mění ze slabě nazelenalé až bezbarvé na slabě rezavou.


Žlutá krevní sůl K4[FeII(CN)6] (hexakyanoželeznatan draselný) obsahuje železo v oxidačním stavu II, může tedy dojít k oxidaci na Fe v oxidačním čísle III – vzniká červená krevní sůl K3[FeIII(CN)6] (hexakyanoželezitan draselný). Roztok žluté krevní soli je slabě nažloutlý, oproti tomu roztok červené krevní soli je žlutý.

Využití

vodík a kyslík (sloučeniny: H2O2), d-prvky (sloučeniny manganu, chromu, železa)

Typ pokusu

demonstrační i laboratorní

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:    

Síran železnatý – nebezpečný, zdraví škodlivý při požití, způsobuje vážné podráždění očí, dráždí kůži

dle GHS:   dle staršího značení:     

Žlutá krevní sůl (K4[Fe(CN)6]) – nebezpečný, škodlivý pro vodní organismy, může vyvolat dlouhodobě nepříznivé účinky ve vodním prostředí.

dle GHS:   dle staršího značení:     

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

dle GHS:   dle staršího značení:     

Peroxid vodíku – nebezpečný, způsobuje vážné poškození očí zdraví škodlivý, při požití.

dle GHS:   dle staršího značení:  

Bezpečnost

žáci by neměli pracovat s K2Cr2O7 (vysoce toxický), z červené krevní soli K3[FeIII(CN)6] se můžou uvolňovat CN-, žlutá krevní sůl K4[FeII(CN)6] je stálá, dbejte bezpečnosti při práci s H2O2 (žíravý) – způsobuje bílé skrvny na kůži

Čas

příprava – 10 minut, vlastní provedení – 10 minut

Tipy

– roztok KMnO4 používejte velmi zředěný – aby byl průhledný
– reakce s KMnO4 neprobíhá rychle, změna zbarvení trvá asi 5 – 10 minut, pokud byste použili konc. H2O2, reakce také ihned neproběhne, vždy potřebuje čas, změna zbarvení nastane ovšem o polovinu času dříve
– s roztokem K2Cr2O7 po přidání peroxidu vodíku není ani potřeba třepat, reakce probíhá ihned a je bouřlivá
– v případě oxidačních účinků H2O2 je dobré použít pro jeden důkaz 2 zkumavky – první jako srovnávací a ve druhé provést vlastní reakci, barevné změny nejsou až tak dobře viditelné
– FeSO4 připravujte čerstvý, stáním dochází k oxidaci na síran železitý (rezavé zbarvení)
– změna zbarvení v případě oxidačních vlastností H2O2 není dobře viditelná v některých případech ani při srovnání dvou zkumavek, proto je dobré ještě provést důkaz na přítomnost Fe3+ v prvním případě, K3[FeIII(CN)6] ve druhém případě – Fe3+ lze dokázat žlutou krevní solí K4[FeII(CN)6], K3[FeIII(CN)6] naopak Fe2+ – v obou případech vznikají tmavě modré sraženiny – berlínské, resp. Turnbullovy modři (podobnější vysvětlení důkazu Fe2+ a Fe3+ u pokusu Důkaz Fe2+ a Fe3+) – využ

Video

http://www.youtube.com/watch?v=14za42FgOkM&feature=youtu.be (old.studiumchemie.cz, Redoxní vlastnosti peroxidu vodíku, video se zvukem)