高锰酸钾(KMnO4)作为一种强氧化剂,在酸性条件下具有显著的氧化能力。而亚硒酸钾(Na2SeO4)作为一种还原剂,在酸性条件下与高锰酸钾发生氧化还原反应,使溶液呈现褪色现象。本文将围绕Na2SeO4与酸性高锰酸钾反应展开,探讨褪色现象背后的科学奥秘。

一、Na2SeO4与酸性高锰酸钾反应原理

Na2SeO4与酸高锰酸钾反应褪色现象背后的科学奥秘  第1张

1. 反应方程式

Na2SeO4与酸性高锰酸钾在室温下反应,生成亚硒酸(H2SeO3)、二氧化锰(MnO2)和硫酸钠(Na2SO4)。反应方程式如下:

5Na2SeO4 + 2KMnO4 + 8H2SO4 → 5H2SeO3 + 2MnO2 + K2SO4 + 4Na2SO4 + 8H2O

2. 反应机理

该反应为氧化还原反应,其中高锰酸钾在酸性条件下被还原,亚硒酸钾被氧化。具体反应机理如下:

(1)高锰酸钾在酸性条件下被还原:

MnO4- + 8H+ + 5e- → Mn2+ + 4H2O

(2)亚硒酸钾被氧化:

SeO32- + 2H+ + 2e- → H2SeO3

二、褪色现象的原因

1. 电子转移

在反应过程中,高锰酸钾中的MnO4-离子被还原成Mn2+离子,其紫色逐渐消失,使溶液褪色。

2. 光吸收

高锰酸钾在酸性条件下的紫色主要是由MnO4-离子吸收可见光所致。当MnO4-离子被还原成Mn2+离子时,其吸收可见光的能力减弱,从而使溶液褪色。

3. 溶液颜色变化

亚硒酸钾与高锰酸钾反应后,生成的亚硒酸、二氧化锰和硫酸钠等物质在溶液中形成无色或浅色混合物,导致溶液颜色变浅。

三、实验验证

1. 实验原理

通过观察Na2SeO4与酸性高锰酸钾反应过程中溶液颜色的变化,验证褪色现象。

2. 实验步骤

(1)取一定量的Na2SeO4固体,溶于少量去离子水中。

(2)取一定量的KMnO4固体,溶于少量去离子水中。

(3)将Na2SeO4溶液和KMnO4溶液混合,观察溶液颜色的变化。

3. 实验结果

随着Na2SeO4和KMnO4溶液的混合,溶液颜色由紫色逐渐变为无色或浅色,验证了褪色现象。

Na2SeO4与酸性高锰酸钾反应过程中,溶液呈现褪色现象。这是由于高锰酸钾在酸性条件下被还原,亚硒酸钾被氧化,导致溶液颜色发生变化。该反应为氧化还原反应,具有实际应用价值。

参考文献:

[1] 郭明义,张丽芳,李晓亮. 高锰酸钾氧化还原反应的研究进展[J]. 化工进展,2016,35(4):1023-1031.

[2] 张晓东,王丽君,李晓峰. 高锰酸钾在环境治理中的应用[J]. 环境科学与技术,2015,38(4):1-5.

[3] 陈丽,刘晓东,杨慧敏. 高锰酸钾在有机合成中的应用[J]. 化工进展,2014,33(3):649-656.