К семинарско-лабораторному занятию

МОСКОВСКИЙ ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

ДЕПАРТАМЕНТ ХИМИИ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

К семинарско-лабораторному занятию

«Химические свойства лантаноидов и актиноидов»

Авторы:

К.х.н. В.С. Талисманов

К.б.н. Г.М. Болейко

К.х.н. О.Г. Карманова

МФТИ, 2016

Изучение окислительно-восстановительных свойств f-элементов

Окислительно-восстановительные свойства соединений европия (загрузка реагентов проводится в вытяжном шкафу)

В пробирку помещают 5-6 капель насыщенного раствора сульфата натрия, 2-3 гранулы металлического цинка, приблизительно 1 мл концентрированной соляной кислоты. В эту же пробирку с бурно выделяющимся водородом быстро прибавляют приблизительно 1 мл концентрированного раствора ацетата европия (III), и приблизительно 1 мл керосина. Пробирку устанавливают в штатив и оставляют на 20-30 минут: за это время проводят другие опыты. По окончании указанного времени описывают произошедшие изменения. С какой целью в реакцию вводят сульфат натрия? Для чего в пробирку помещают слой керосина?

Запишите уравнения протекающих химических реакций. Подтвердите возможность осуществления окислительно-восстановительной реакции с позиций электрохимии. Электродный потенциал редокс-пары Eu³⁺/Eu²⁺ равен ‑0,43 В.

Напишите электронную формулу Eu, докажите возможность проявления европием степени окисления +2. Какая из степеней окисления +2 или +3 для европия более устойчива?

Окислительно-восстановительные свойства соединений церия

В пробирку поместите 5-6 капель раствора сульфата церия (III), прибавьте 1-2 капли концентрированной азотной кислоты, аккуратно встряхните пробирку и добавьте на кончике шпателя несколько кристаллов метависмутата натрия (большое количество окислителя помешает опыту!), вновь аккуратно встряхните пробирку. Чем вызвано наблюдаемое изменение окраски? Запишите уравнение протекающей окислительно-восстановительной реакции в сокращенном ионном виде.

Напишите электронную формулу Ce, докажите возможность проявления церием степени окисления +4. Какая из степеней окисления +4 или +3 для церия более устойчива?

1.3. Опыт проводится под тягой! К приблизительно 2 мл бромной воды прибавляют приблизительно 1 каплю раствора гидроксида калия (щелочь прибавляют до начала исчезновения окраски брома, большое количество щелочи недопустимо - это приведет к выделению гидроксида церия) и прибавляют 3-4 капли раствора сульфата церия (III). Наблюдают за изменением окраски раствора.

Запишите уравнение протекающей реакции в сокращенном ионном виде. Подтвердите возможность осуществления окислительно-восстановительной реакции с позиций электрохимии. Электродный потенциал редокс-пары 2Br^-/Br₂ равен: +1,07 В; редокс-пары Ce⁴⁺/Ce³⁺ равен +1,61.

1.4 К 3-4 каплям раствора сульфата церия (IV) прибавляют 2-3 капли раствора серной кислоты и 3-4 капли насыщенного раствора йодида калия. Описывают происходящие изменения. Подтверждают образование молекул йода, добавляя две-три капли крахмального клейстера.

Запишите уравнение протекающей реакции. Подтвердите возможность осуществления окислительно-восстановительной реакции с позиций электрохимии. Электродный потенциал редокс-пары 2J^-/J₂ равен: +0,54 В

1.5 К 3-4 каплям раствора сульфата церия (IV) прибавляют 2-3 капли раствора серной кислоты и 6-7 капель раствора пероксида водорода. Пробирку слегка подогревают в пламени спиртовки или на водяной бане. Наблюдают за происходящими изменениями.

Запишите уравнение протекающей реакции. Подтвердите возможность осуществления окислительно-восстановительной реакции с позиций электрохимии. Электродный потенциал редокс-пары H₂O₂/H₂O равен: +1,77 В

МОСКОВСКИЙ ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

ДЕПАРТАМЕНТ ХИМИИ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к семинарско-лабораторному занятию

«Химические свойства лантаноидов и актиноидов»

Авторы:

К.х.н. В.С. Талисманов

К.б.н. Г.М. Болейко

К.х.н. О.Г. Карманова

МФТИ, 2016