permanganato

Gli stati di ossidazione del manganese

Gli stati di ossidazione del manganese

laboratoriopertutti

Scopo

Condurre una serie di reazioni di riduzione e di ossidazione partendo dalle specie del manganese \(MnO_{4}^{-}\) e \(Mn^{2+}\) per ottenere e osservare le specie relative a tutti gli stati di ossidazione del manganese (\(Mn^{7+}\), \(Mn^{6+}\), \(Mn^{5+}\), \(Mn^{4+}\), \(Mn^{3+}\) e \(Mn^{2+}\)).

Materiali

  • 6 pipette Pasteur
  • 6 provette con tappo
  • portaprovette
  • portaprovette
  • pennarello vetroscrivibile
  • guanti e occhiali

Sostanze

  • manganese cloruro \(MnCl_{2}\)1 soluzione \(2M\)
  • potassio permanganato \(KMnO_{4}\) soluzione \(0,01M\)
  • acido solforico \(H_{2}SO_{4}\) \(6M\)
  • sodio solfito \(Na_{2}SO_{3}\) soluzione \(0,01M\)
  • sodio idrossido \(NaOH\) \(50%\)

Procedimento

  1. numerare le provette 1–6;
  2. introdurre nella provetta 1 \(2mL\) di soluzione di manganese cloruro \(MnCl_{2}\) e nella provetta 6 \(2mL\) della soluzione do potassio permanganato \(KMnO_{4}\);
  3. introdurre nella provetta 2 \(2mL\) di soluzione di manganese cloruro, aggiungere 5-6 gocce di acido solforico e, dopo aver agitato la provetta, aggiungere goccia a goccia la soluzione di potassio permanganato fino a colorazione rosa-rossa2 dovuta alla reazione $$MnO_{4}^{-}+8H^{+} +4Mn^{2+}to 5Mn^{3+}+4H_{2}O$$
  4. introdurre nella provetta 3 \(2mL\) di soluzione di manganese cloruro e successivamente 2-3 gocce di potassio permanganato fino a colorazione marrone dovuta alla reazione $$2MnO_{4}^{-}+3Mn^{2+}+2H_{2}O to 5MnO_{2}+4H^{+}$$
  5. >introdurre nella provetta 4 \(2mL\) di soluzione di potassio permanganato e successivamente aggiungere goccia a goccia la soluzione di sodio idrossido fino a colorazione blu3 dovuta alla reazione $$2MnO_{4}^{-}+4OH^{-}to2MnO_{4}^{3-}+O_{2}+2H_{2}O$$
  6. introdurre nella provetta 5 \(2mL\) di soluzione di potassio permanganato e successivamente 2-3 gocce di sodio idrossido: agitare quindi la provetta e, continuando ad agitare, aggiungere goccia a goccia la soluzione di sodio solfito fino a colorazione verde dovuta alla reazione $$2MnO_{4}^{-}+2OH^{-}+SO_{3}^{2-}to2MnO_{4}^{-}+SO_{4}^{2-}+H_{2}O$$
visualizzazione delle provette 1–6 (da sinistra a destra)

Quesiti

  1. Indicare, per ciascuna delle reazioni riportate nei passaggi 3–6, quali sono i reagenti che si ossidano e quali sono quelli che si riducono.
  2. Indicare, per ciascuna specie del manganese riportata nella sezione procedura, qual è il numero di ossidazione dell’elemento manganese \(n^{°degree}ox_{Mn}\) (come nell’esempio riportato di seguito per lo zolfo)

Note

  1. può essere impiegato anche manganese solfato \(MnSO_{4}\) ↩︎
  2. la colorazione svanisce dopo poco tempo per via dell’instabilità della specie \(Mn^{3+}\) ↩︎
  3. la colorazione blu non è stabile e in poco tempo diventa verde ↩︎
Riconoscimento di legami carbonio-carbonio doppi e tripli

Riconoscimento di legami carbonio-carbonio doppi e tripli

laboratoriopertutti

Scopo

Valutare la presenza di doppi e tripli legami carbonio-carbonio all’interno di alcune sostanze organiche attraverso il test con bromo, in cui i doppi legami reagiscono con la seguente reattività

e con permanganato (test di Baeyer) in cui i doppi legami reagiscono con la seguente reattività

Materiali

  • 16 provette
  • 8 pipette Pasteur in vetro
  • provette
  • pennarello vetroscrivibile
  • guanti e occhiali

Sostanze

  • bromo \(Br_{2}\) in soluzione (\(2,8\%\) in acqua)
  • potassio permanganato \(KMnO_{4}\) in soluzione (\(2\%\) in acqua)
  • acetone \(C_{3}H_{6}O\)
  • n-esano \(C_{6}H_{14}\) (o cicloesano)
  • n-eptano \(C_{7}H_{16}\) (o cicloesano)
  • n-decano \(C_{10}H_{22}\)
  • limonene \(C_{10}H_{16}\)
  • α-pinene \(C_{10}H_{16}\)
  • 1-ottene \(C_{8}H_{16}\)
  • 1-ottino \(C_{8}H_{14}\)

Procedimento

l’esperienza è da svolgersi interamente sotto cappa aspirante accesa

Test con bromo

  1. etichettare 7 provette con i nomi delle sostanze in esame (qualora ci fossero sostanze incognite, indicarle in modo riconoscibile: ex 1 e 2);
  2. etichettare l’ottava provetta come b (bianco);
  3. aggiungere a ciascuna provetta 4-5 gocce della rispettiva sostanza liquida in esame;
  4. aggiungere a ciascuna delle 8 provetta ca \(1mL\) di soluzione di bromo e agitare molto vigorosamente; osservare la reazione;
  5. registrare i risultati dei test effettuati.
test con bromo del 1-ottene

Test con potassio permanganato

  1. etichettare 7 provette con i nomi delle sostanze in esame (qualora ci fossero sostanze incognite, indicarle in modo riconoscibile: ex 1 e 2);
  2. etichettare l’ottava provetta come b (bianco);
  3. aggiungere a ciascuna provetta 2-3 gocce della rispettiva sostanza liquida in esame;
  4. aggiungere a ciascuna provetta ca \(1mL\) di acqua e, se la sostanza in esame non fosse solubile, aggiungere ca \(1mL\) di acetone;
  5. aggiungere a ciascuna delle 8 provetta \(3-4 \,gocce\) di soluzione di potassio permanganato e agitare molto vigorosamente; osservare la reazione;
  6. registrare i risultati dei test effettuati.
test con potassio permanganato del 1-ottene
osservazione di un test positivo e di uno negativo con permanganato di potassio

Quesiti

  1. Registrare le proprie osservazioni nella tabella seguente.
  2. Identificare le due sostanze incognite motivando la propria risposta.
  3. Dopo aver cercato on-line le strutture chimiche degli alcheni e degli alchini testati, provare a scrivere la reazione avvenuta indicando il prodotto formatosi (come nell’esempio).
  4. L’immagine sopra mostra un test positivo ed uno negativo effettuato con potassio permanganato (o test di Baeyer): spiegare come mai in entrambi i casi si ottiene una miscela eterogenea e perché nel test negativo la fase acquosa sta sotto la fase organica.
  5. Spiegare le differenze meccanicistiche tra la reazione di un alchene con il bromo e con il potassio permanganato.
esempio: per ciascuno degli alcheni e degli alchini esaminati scrivere le reazioni avvenute come nell’esempio
SostanzaTest con bromoTest con potassio permanganatoFoto
(facoltativo)
cicloesenepositivo (la soluzione arancione si decolora)positivo (la soluzione violacea si decolora)
…
…
…
…
…

Note