a)

W obu probówkach zaobserwowano zmianę barwy z pomarańczowej na zieloną i wydzielenie bezbarwnego gazu.	T	N
Tylko w probówce 2. roztwór zmienił barwę na zieloną i wydzielił się z niej bezbarwny gaz.	T	N
W probówce 1. wydzielił się gaz, a roztwór zabarwił się na żółto.	T	N

 

b)

Równanie reakcji redukcji:

$\stackrel{\mathrm{VI}}{\mathrm{Cr}}{}_2\mathrm{O}{}_7{}^{2-}+14\mathrm{H}{}^{+}+6\mathrm{e}{}^{-}\to 2\stackrel{\mathrm{III}}{\mathrm{Cr}}{}^{3+}+7\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}$

Równanie reakcji utleniania:

$\mathrm{H}{}_2\stackrel{-\mathrm{I}}{\mathrm{O}}{}_2\to \stackrel{0}{\mathrm{O}{}_2}\uparrow +2\mathrm{H}{}^{+}+2\mathrm{e}{}^{-}$

 

c)

Sumaryczne równanie zachodzącej reakcji chemicznej:

$\mathrm{K}{}_2\mathrm{Cr}{}_2\mathrm{O}{}_7+3\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}{}_2+4\mathrm{H}{}_2\mathrm{SO}{}_4\to \mathrm{Cr}{}_2(\mathrm{SO}{}_4){}_3+3\mathrm{O}{}_2\uparrow +\mathrm{K}{}_2\mathrm{SO}{}_4+7\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}$

 

d)

Hipoteza (została / nie została) potwierdzona ponieważ dichromian(VI) potasu ma właściwości utleniające w środowisku kwasowym (a nie w obojętnym).

 

---

Wyjaśnienie:

W kwasowym środowisku aniony dichromianowe(VI) mogą zostać zredukowane przez H₂O₂ do kationów Cr³⁺ z wydzieleniem tlenu. Poniżej znajduje się niezbilansowane równanie reakcji zachodzącej w probówce 2 w formie cząsteczkowej:

$\mathrm{K}{}_2\mathrm{Cr}{}_2\mathrm{O}{}_7+\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}{}_2+\mathrm{H}{}_2\mathrm{SO}{}_4\to \mathrm{Cr}{}_2(\mathrm{SO}{}_4){}_3+\mathrm{O}{}_2\uparrow +\mathrm{K}{}_2\mathrm{SO}{}_4+\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}$

Poniżej przypominamy podstawowe wiadomości dotyczące określania stopni utlenienia pierwiastków oraz bilansowania równań reakcji redoks:

Reguły dotyczące stopni utlenienia:

1. Suma stopni utlenienia wszystkich atomów w obojętnym związku jest równa 0.
2. Suma stopni utlenienia wszystkich atomów w jonie jest równa ładunkowi tego jonu.
3. Tlen w związkach przyjmuje zwykle -II stopień utlenienia (w H₂O₂ -I, a w OF₂ +II).
4. Wodór w związkach przyjmuje zwykle +I stopień utlenienia (w wodorkach metali -I).
5. Metale w związkach przyjmują dodatnie stopnie utlenienia równe ich wartościowości.
6. Pierwiastki w stanie wolnym mają stopień utlenienia równy 0.

Utleniacz to substrat, którego pierwiastek/jeden z pierwiastków obniża stopień utlenienia.

Reduktor to substrat, którego pierwiastek/jeden z pierwiastków zwiększa stopień utlenienia.

Utlenianie - proces w którym bierze udział reduktor, dochodzi w nim do zwiększenia stopnia utlenienia.

Redukcja - proces w którym bierze udział utleniacz, dochodzi w nim do obniżenia stopnia utlenienia.

Aby zapisać zbilansowane równania procesów utleniania i redukcji postępujemy zgodnie z poniższym schematem:

1. Ustalamy stopnie utlenienia wszystkich atomów.

2. Sprawdzamy, które pierwiastki zmieniły swój stopień utlenienia

3. Pierwiastek obniża stopień utlenienia przyjmując elektrony, a zwiększa stopień utlenienia oddając elektrony. Dopisujemy odpowiednią ilość elektronów po lewej stronie w procesie redukcji, a po prawej stronie w procesie utlenienia

4. Uzgadniamy ładunki po lewej i po prawej stronie dopisując jony H₃O⁺ /H⁺ lub jony OH^-, To jakich jonów możemy użyć zależy od środowiska:
   - środowisko kwaśne ⇒ H₃O⁺/H⁺
   - środowisko obojętne ⇒ H₃O⁺/H⁺ lub OH^- (staramy się użyć takiego jonu, aby po lewej stronie dopisać H₂O)
   - środowisko zasadowe ⇒ OH^-

5. Sprawdzamy czy ilości atomów są takie same po lewej i po prawej stronie. Jeśli nie zgadza się ilość atomów tlenu i wodoru dopisujemy cząsteczki wody w odpowiedniej ilości po lewej lub prawej stronie.

6. Jeżeli ilości elektronów biorących udział w utlenianiu i redukcji są różne, to mnożymy równania przez odpowiednie liczby, tak aby ilość elektronów w utlenianiu i redukcji była identyczna.
   
   
7. Dodajemy stronami równanie utleniania i redukcji, a następnie porządkujemy substancje, tak aby znajdowały się po odpowiedniej stronie równania.