Redukcija dihromata

Boja trovalentnog hroma, koji nastaje redukcijom dihromata, nije konstantna, posebno kada nastaje iz jedinjenja koja sadrže hrom u drugom oksidacionom stanju, gde se uočava mnogo različitih boja. Redukciju dihromata prati stvaranje kompleksnog jedinjenja. Joni trovalentnog hroma ne nastaju kao slobodni, već kao deo kompleksnog jona. Joni koji se ne menjaju u redoks-reakcijama i nisu baš tako nepromenljivi. Imaju snažan uticaj na tok reakcije i njene proizvode.

 

Potrebne hemikalije:

 

K₂Cr₂O₇ (ili Na₂Cr₂O₇ ili (NH₄)₂Cr₂O₇)

CH₃CH₂OH

razblažena HCl

razblažena H₂SO₄

razblažena HNO₃

K₂S₂O₅

 

Potreban pribor:

 

epruvete

 

Efekat kiseline koja se koristi kao ,,katalizator'' redoks-reakcije

 

U prvom delu eksperimenta pokazuje se koliko anjon kiseline ima snažan uticaj na brzinu i proizvode reakcije.

 

Pripremiti tri rastvora K₂Cr₂O₇ u nekoliko ml razblažene kiseline u tri različite epruvete. Koncentracija K₂Cr₂O₇ je približno ista u sva tri rastvora.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U epruvetama su redom rastvori sa HNO₃, H₂SO₄ i HCl.

 

Svakoj epruveti dodati najviše 0.7 ml etanola. Rezultat je brza redukcija dihromata u prve dve epruvete i blago zagrevanje. Dihromat u epruveti sa HCl takođe se redukuje, ali nekoliko minuta. Nakon 30 sekundi, dihromat u drugoj epruveti potpuno se redukuje. U prvom je skoro potpuno redukovan, iako se da primetiti braon/narandžasta nijansa.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Na prvoj slici vidi se reakcija nakon 30s, a na drugoj nakon 5 minuta.

 

Da bi se boja jasno videla, potrebno je razblažiti rastvore. Mogu se videti različite boje, koje su posledica nagrađenih kompleksnih jedinjenja.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Efekat redukcionog sredstva

 

U ovom delu eksperimenta vidi se uticaj različitih redukcionih sredstava.

 

Pripremiti rastvore K₂Cr₂O₇ u sumpornoj kiselini u dve različite epruvete. Staviti vrlo malo K₂Cr₂O₇, jer su, u suprotnom, boje previše tamne.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Levoj epruveti dodati 1ml koncentrovanog rastvora K₂S₂O₅, a desnoj 0.5 ml etanola. U prvoj je redukcija u trenutku, a u drugoj je brza, ali ne toliko.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Na prvoj slici prikazana je reakcija nakon nekoliko sekundi, a na drugoj nakon 2 minuta.

 

Kada se rastvori nakon reakcije razblaže, rastvor sa sulfitom je svetlozelen, a sa etanolom plav. Ako se epruvete posmatraju pod specijalnim osvetljenjem, rastvor sa sulfitom je tamnozelen, a sa etanolom ružičast.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Diskusija

 

Redukcija dihromata u kiseloj sredini:

 

C₂O₇^2- (aq) + 14H⁺ (aq) + 6e^- -> 2Cr³⁺ (aq) + 7H₂O

 

Jon Cr₂O₇^2-(aq) je svetlonarandžast, a jon Cr³⁺ (aq) je ljubičast.

 

U većini slučajeva, gornja polureakcija je previše jednostavna u odnosu na stvarni tok reakcije.

 

Kada se dihromat redukuje etanolom u HNO₃ ili H₂SO₄, polureakcija je skoro razumljiva i prihvatljiva. Boje su blizu boji hidratisane soli hroma(III) kada se rastvori u vodi. Kada se koristi HCl kao izvor kiselih H⁺ jona, tada se novoobrazovani joni hroma orijentišu sa Cl^- i formiraju zeleno jedinjenje. Kada se razblažena HCl doda plavkastom rastvoru soli hroma(III), nema promene boje od plavkaste/ljubičaste do zelene, te se stoga da zaključiti da je obrazovanje kompleksa hroma(III) i hlorida prouzrokovano redoks-reakcijom.

 

Redukcija dihromata metabisulfitom u kiseloj sredini može se tretirati kao redukcija dihromata sumpor-dioksidom. Kada se dihromat redukuje njime, formira se zeleno jedinjenje hroma(III), bez obzira na kiselinu, koristeći H⁺ jone. Verovatno se formira hrom-sulfat, tako što se SO₂ transformiše u sulfat primanjem elektrona i dodavanjem liganada kiseonika od dihromatnog jona.