Portál PřF UK pro podporu výuky chemie na SŠ a ZŠ

Redukční vlastnosti siřičitanů

Pomůcky

4 zkumavky, stojánek na zkumavky, kapátka

Chemikálie

roztok KIO3, čerstvě povařený roztok škrobu, roztok K2Cr2O7, roztok KMnO4, zř. H2SO4, zř. NaOH

Postup

Postup pro tento pokus je dostupný jen pro registrované učitele.

Princip

Siřičitanový anion obsahuje atom síry v oxidačním čísle IV – může se tedy oxidovat na VI (síranový anion), zároveň jeho reakční partneři se můžou (KIO3) / musí (K2Cr2O7, KMnO4) redukovat.
V prvním případě dochází k redukci jodičnanu draselného v kyselém prostředí na jod, přičemž siřičitan sodný se oxiduje na síran sodný. Reakce je pozorovatelná díky barevné změně – z bezbarvého roztoku KIO3 se škrobem v kyselém prostředí se barva změní na (tmavě) modrý roztok. Modré zbarvení je způsobeno škrobem, kdy vznikající jod poskytuje právě se škrobem toto charakteristické zbarvení.


Rozšiřující vysvětlení: Škrob je složen ze dvou částí – α-amylosy a amylopektinu. α-Amylosa poskytuje s jodem intenzivně modré zbarvení. Jod totiž proniká do vnitřní dutiny šroubovice a tvoří nevazebné interakce s vodíky hydroxylových skupin uvnitř šroubovice.
Ve druhé zkumavce dochází k redukci dichromanu draselného v kyselém prostředí na chromité kationty, zároveň se siřičitan sodný oxiduje na síran sodný. Dochází k barevné změně z oranžové na hnědozelenou.


Manganistan draselný v kyselém prostředí se redukuje na manganaté kationty, siřičitan sodný se zároveň oxiduje na síran sodný. Během reakce lze pozorovat barevnou změnu roztoku z fialové na bezbarvou.


V zásaditém prostředí NaOH dochází k redukci manganistanu draselného pouze na manganan draselný, siřičitan sodný se oxiduje na síran sodný. Barevná změna probíhá z fialové na tmavě zelenou. Vzniklý manganan draselný po chvíli podléhá disproporcionaci na manganistan draselný a oxid manganičitý, který je hnědý – pozorujeme vznik hnědé sraženiny.

Využití

redoxní reakce, halogeny (jod a sloučeniny jodu: jodičnan), chalkogeny (síra – sloučeniny: siřičitany), d-prvky (chrom, mangan)

Typ pokusu

demonstrační i laboratorní

Obecná bezpečnost

PLACEHOLDER PRO BEZPEČNOST

Vlastnosti látek

Jodičnan draselný – nebezpečný, způsobuje vážné podráždění očí, může způsobit podráždění dýchacích cest, dráždí kůži, oxidující látka.

dle GHS:      dle staršího značení:

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:   

Hydroxid sodný – nebezpečný, způsobuje těžké poleptání kůže a poškození očí.

dle GHS:      dle staršího značení:   

Bezpečnost

žáci by neměli pracovat s K2Cr2O7 (vysoce toxický), nepotřísnit se zředěnou kyselinou sírovou a zředěným hydroxidem sodným – H2SO4 (žíravá), NaOH (žíravý)

Čas

příprava – 10 minut, vlastní provedení – 10 minut

Tipy

– můžete využít pouze jednu nebo několik reakcí, které se vám budou hodit, popř. na které budete mít chemikálie
– v případě KIO3 roztok musí být okyselený, roztok s K2Cr2O7 nemusíte okyselovat, reakce (tedy změna zbarvení proběhne i bez okyselení), v případě KMnO4 musíte přidat kyselinu či hydroxid, jinak se manganistan draselný zredukuje pouze na burel (hnědá sraženina MnO2) – v případě zásaditého prostředí lepší přidat roztok, než pecičky NaOH, v případě použití roztoku NaOH barevná změna nastává v celém objemu roztoku ve zkumavce, v případě peciček NaOH pouze v oblasti okolo peciček
– v poslední zkumavce vzniklý zelený roztok po chvíli přechází v hnědou sraženinu – vytváří se burel disproporcionací mangananu draselného v neutrálním prostředí, lze tomu zabránit silně zásaditým prostředím
– při přikapávání roztoku Na2SO3 k roztoku KIO3 můžeme pozorovat nejprve hnědou barvu, poté přechází ale na tmavou – při třepání, kroužení se zkoumavkou lze ale pozorovat tmavě modré zbarvení
– pro tento pokus stačí použít zředěný (5%) roztok Na2SO3
– k jednotlivým roztokům stačí přidat pouze pár kapek roztoku Na2SO3 – do první zkumavky pouze 1 až 2 kapky
– roztok KMnO4 používejte hodně zředěný – stačí průhledný nafialovělý roztok

Video

http://www.youtube.com/watch?v=e0aVPqTEK4Y (old.studiumchemie.cz, Redukční vlastnosti siřičitanů, video se zvukem)