Замещение железом меди в растворе сульфата меди (II)
Налейте в пробирку 2 мл раствора сульфата меди (II) и поместите в него канцелярскую кнопку или скрепку. Что наблюдаете? Запишите уравнения реакции в молекулярной и ионной формах. Рассмотрите окислительно−восстановительные процессы. На основе молекулярного уравнения отнесите эту реакцию к той или иной группе реакций на основании следующих признаков:
• «число и состав исходных веществ и продуктов реакции» (как вы наверняка помните, по этому признаку различают реакции соединения, разложения, замещения и обмена, в том числе реакции нейтрализации);
• «направление» (напомним, что по этому признаку реакции делят на две группы: обратимые и необратимые);
• «тепловой эффект» (различают реакции эндо−экзотермические, в том числе реакции горения);
• «изменение степеней окисления элементов, образующих вещества, участвующие в реакции» (окислительно−восстановительные и без изменения степеней окисления):
• «агрегатное состояние реагирующих веществ»
(гомогенные и гетерогенные);
• «участие катализатора» (некаталитические и каталитические, в том числе ферментативные).
Теперь проверьте себя.
$CuSO_{4} + Fe = FeSO_{4} + Cu$.
1) Это реакция замещения, так как из исходных простого и сложного веществ образуются новое простое и новое сложное вещества.
2) Эта реакция необратимая, так как протекает только в одном направлении.
3) Эта реакция, вероятно, экзотермическая, т.е. протекает с незначительным выделением теплоты (такой вывод вы можете сделать на основании того, что для протекания этой реакции не требуется непрерывного нагревания содержимого пробирки).
4) Это окислительно восстановительная реакция, так как свои степени окисления изменили медь и железо:
(окислитель) $Cu^{2+}$ + 2е → $С^{0}$ (восстановление);
(восстановитель) $Fe^{0}$ → 2é $Fe^{2+}$ (окисление).
5) Эта реакция гетерогенная, так как протекает между твёрдым веществом и раствором.
6) Реакция протекает без участия катализатора − некаталитическая.
(Вспомните из курса 8 класса, какие вещества называются катализаторами. Верно, это вещества, которые ускоряют химическую реакцию.)