Question

3-4 капли раствора перманганата калия подкислить несколькими каплями H2SO4(разб.) и добавить 5 капель раствора бромида калия. Затем прибавить несколько капель толуола.
Лучше ли пойдет окисление бромида калия при замене перманганата калия на K2Cr2O7?
Ответ обосновать расчетом.

Answer 1

10KBr + KMnO4 + 8H2SO4 → 5Br2 + 2MnSO4 + 6K2SO4 + 8H2O
MnO4− + 8H+ + 5e− → Mn2+ + 4H2O
2Br− − 2e− → Br2
E° MnO4−/Mn2+ =1,507 B
E° Br2/Br− = 1,066 B
ΔE°1 = 1,507 − 1,066 = 0,441 B

K2Cr2O7 + 7H2SO4 + 6KBr → 3Br2 + Cr2(SO4)3 + 4K2SO4 + 7H2O
Cr2O72− + 14H+ + 6e− → 2Cr3+ + 7H2O
2Br− − 2e− → Br2
E° Cr2O72−/Cr3+ =1,232 B
E° Br2/Br− = 1,066 B
ΔE°2 = 1,232 − 1,066 = 0,166 B

Чем больше разность эл. потенциалов, тем спонтаннее прямая реакция, поэтому перманганат лучше окисляет бромид-ионы, чем бихромат.

Это можно было увидеть с пом. толуола. Без катализатора толуол не реагирует с полученным бромом, но неполярный бром растворяется в гидрофобном толуоле намного лучше, чем в водном растворе. Чем спонтаннее реакция, тем больше брома образуется, и тем интенсивнее фиолетово-розовая окраска его раствора в толуоле. (Водный раствор брома в таких микроколичествах светло-желтый, и сравнить окраску в рез. этих двух реакций тяжело.)