Σχεδόν όλες οι ενώσεις χρωμίου και τα διαλύματά τους είναι έντονα χρωματισμένα. Έχοντας ένα άχρωμο διάλυμα ή ένα λευκό ίζημα, μπορούμε να συμπεράνουμε με μεγάλο βαθμό πιθανότητας ότι το χρώμιο απουσιάζει. Οι ενώσεις εξασθενούς χρωμίου είναι πιο συχνά χρωματισμένες με κίτρινο ή κόκκινο, ενώ το τρισθενές χρώμιο χαρακτηρίζεται από πρασινωπούς τόνους. Αλλά το χρώμιο είναι επίσης επιρρεπές στο σχηματισμό πολύπλοκων ενώσεων και βάφονται σε διάφορα χρώματα. Θυμηθείτε: όλες οι ενώσεις του χρωμίου είναι δηλητηριώδεις.
Το διχρωμικό κάλιο K 2 Cr 2 O 7 είναι ίσως η πιο διάσημη από τις ενώσεις χρωμίου και είναι η πιο εύκολη στην απόκτηση. Ένα όμορφο κόκκινο-κίτρινο χρώμα υποδηλώνει την παρουσία εξασθενούς χρωμίου. Ας κάνουμε πολλά πειράματα με αυτό ή με διχρωμικό νάτριο πολύ παρόμοιο με αυτό.
Ζεσταίνουμε δυνατά στη φλόγα ενός καυστήρα Bunsen σε ένα θραύσμα πορσελάνης (ένα κομμάτι χωνευτηρίου) τέτοια ποσότητα διχρωμικού καλίου που θα χωρέσει στην άκρη ενός μαχαιριού. Το αλάτι δεν θα απελευθερώσει νερό κρυστάλλωσης, αλλά θα λιώσει σε θερμοκρασία περίπου 400 ° C με το σχηματισμό ενός σκούρου υγρού. Το ζεσταίνουμε για λίγα λεπτά ακόμα σε δυνατή φωτιά. Μετά την ψύξη, σχηματίζεται ένα πράσινο ίζημα στο θραύσμα. Ένα μέρος του θα το διαλύσουμε στο νερό (θα κιτρινίσει), και το άλλο θα το αφήσουμε πάνω στο σκαμνί. Το άλας αποσυντίθεται όταν θερμαίνεται, με αποτέλεσμα το σχηματισμό διαλυτού κίτρινου χρωμικού καλίου K 2 CrO 4, πράσινου οξειδίου του χρωμίου (III) και οξυγόνου:
2K 2 Cr 2 O 7 → 2K 2 CrO 4 + Cr 2 O 3 + 3/2O 2
Λόγω της τάσης του να απελευθερώνει οξυγόνο, το διχρωμικό κάλιο είναι ένας ισχυρός οξειδωτικός παράγοντας. Τα μείγματά του με άνθρακα, ζάχαρη ή θείο αναφλέγονται έντονα όταν έρθουν σε επαφή με τη φλόγα ενός καυστήρα, αλλά δεν προκαλούν έκρηξη. μετά την καύση, σχηματίζεται ένα ογκώδες στρώμα πράσινου - λόγω της παρουσίας οξειδίου του χρωμίου (III) - τέφρας.
Προσεκτικά! Κάψτε όχι περισσότερο από 3-5 g σε ένα κομμάτι πορσελάνης, διαφορετικά το θερμό λιωμένο μπορεί να αρχίσει να πιτσιλίζει. Κρατήστε αποστάσεις και φορέστε προστατευτικά γυαλιά!
Ξύνουμε τη στάχτη, την πλένουμε με νερό από χρωμικό κάλιο και στεγνώνουμε το υπόλοιπο οξείδιο του χρωμίου. Ας ετοιμάσουμε ένα μείγμα που αποτελείται από ίσα μέρη νιτρικού καλίου (νιτρικό κάλιο) και ανθρακική σόδα, το προσθέτουμε σε οξείδιο του χρωμίου σε αναλογία 1:3 και λιώνουμε τη σύνθεση που προκύπτει σε ένα θραύσμα ή ραβδί μαγνησίας. Διαλύοντας το ψυχθέν τήγμα σε νερό, παίρνουμε ένα κίτρινο διάλυμα που περιέχει χρωμικό νάτριο. Έτσι, η λιωμένη άλατα οξειδώνει το τρισθενές χρώμιο σε εξασθενές. Με σύντηξη με σόδα και άλας, όλες οι ενώσεις του χρωμίου μπορούν να μετατραπούν σε χρωμικά.
Για το επόμενο πείραμα, ας διαλύσουμε 3 g κονιοποιημένου διχρωμικού καλίου σε 50 ml νερού. Σε ένα μέρος του διαλύματος, προσθέστε λίγο ανθρακικό κάλιο (ποτάσα). Θα διαλυθεί με την απελευθέρωση CO2 και το χρώμα του διαλύματος θα γίνει ανοιχτό κίτρινο. Το χρωμικό σχηματίζεται από το διχρωμικό κάλιο. Αν τώρα προσθέσουμε ένα διάλυμα θειικού οξέος 50% σε δόσεις (Προσοχή!), Τότε θα εμφανιστεί ξανά το κόκκινο-κίτρινο χρώμα του διχρωμικού.
Ρίξτε 5 ml διαλύματος διχρωμικού καλίου σε δοκιμαστικό σωλήνα, βράστε με 3 ml πυκνού υδροχλωρικού οξέος κάτω από βύθισμα ή πάνω σε εξωτερικό χώρο. Το κιτρινοπράσινο δηλητηριώδες αέριο χλώριο απελευθερώνεται από το διάλυμα, επειδή το χρωμικό άλας θα οξειδώσει το HCl σε χλώριο και νερό. Το ίδιο το χρωμικό θα μετατραπεί σε πράσινο τρισθενές χλωριούχο χρώμιο. Μπορεί να απομονωθεί με εξάτμιση του διαλύματος και στη συνέχεια, με σύντηξη με σόδα και νιτρικό, να μετατραπεί σε χρωμικό.
Σε άλλο δοκιμαστικό σωλήνα, προσθέστε προσεκτικά 1-2 ml πυκνού θειικού οξέος σε διχρωμικό κάλιο (σε ποσότητα που χωράει στην άκρη ενός μαχαιριού). (Προσοχή! Το μείγμα μπορεί να πιτσιλίσει! Φορέστε προστατευτικά γυαλιά!) Ζεσταίνουμε το μείγμα δυνατά, με αποτέλεσμα να απελευθερώνεται καστανοκίτρινο εξασθενές οξείδιο του χρωμίου CrOz, το οποίο είναι ελάχιστα διαλυτό στα οξέα και καλά στο νερό. Είναι ανυδρίτης του χρωμικού οξέος, αλλά μερικές φορές ονομάζεται χρωμικό οξύ. Είναι ο ισχυρότερος οξειδωτικός παράγοντας. Το μείγμα του με θειικό οξύ (μίγμα χρωμίου) χρησιμοποιείται για την απολίπανση, αφού τα λίπη και άλλοι δύσκολα απομακρυνόμενοι ρύποι μετατρέπονται σε διαλυτές ενώσεις.
Προσοχή! Πρέπει να δίνεται ιδιαίτερη προσοχή όταν εργάζεστε με το μείγμα χρωμίου! Εάν πιτσιλιστεί, μπορεί να προκαλέσει σοβαρά εγκαύματα! Επομένως, στα πειράματά μας, θα αρνηθούμε να το χρησιμοποιήσουμε ως καθαριστικό.
Τέλος, εξετάστε τις αντιδράσεις ανίχνευσης εξασθενούς χρωμίου. Τοποθετήστε μερικές σταγόνες διαλύματος διχρωμικού καλίου σε δοκιμαστικό σωλήνα, αραιώστε τον με νερό και πραγματοποιήστε τις ακόλουθες αντιδράσεις.
Όταν προστίθεται διάλυμα νιτρικού μολύβδου (Προσοχή! Δηλητήριο!) Κατακρημνίζεται κίτρινος χρωμικός μόλυβδος (κίτρινο χρώμιο). όταν αλληλεπιδρά με ένα διάλυμα νιτρικού αργύρου, σχηματίζεται ένα κόκκινο-καφέ ίζημα χρωμικού αργύρου.
Προσθέστε υπεροξείδιο του υδρογόνου (σωστά αποθηκευμένο) και οξινίστε το διάλυμα με θειικό οξύ. Το διάλυμα θα πάρει ένα βαθύ μπλε χρώμα λόγω του σχηματισμού υπεροξειδίου του χρωμίου. Το υπεροξείδιο, όταν ανακινηθεί με λίγο αιθέρα (Προσοχή! Κίνδυνος πυρκαγιάς!) θα μετατραπεί σε οργανικό διαλύτη και θα γίνει μπλε.
Η τελευταία αντίδραση είναι ειδική για το χρώμιο και είναι πολύ ευαίσθητη. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την ανίχνευση χρωμίου σε μέταλλα και κράματα. Πρώτα απ 'όλα, είναι απαραίτητο να διαλυθεί το μέταλλο. Αλλά, για παράδειγμα, το νιτρικό οξύ δεν καταστρέφει το χρώμιο, καθώς μπορούμε εύκολα να το επαληθεύσουμε χρησιμοποιώντας κομμάτια κατεστραμμένης επιχρωμίωσης. Με παρατεταμένο βρασμό με θειικό οξύ 30% (μπορεί να προστεθεί υδροχλωρικό οξύ), το χρώμιο και πολλοί χάλυβες που περιέχουν χρώμιο διαλύονται μερικώς. Το προκύπτον διάλυμα περιέχει θειικό χρώμιο (III). Για να μπορέσουμε να πραγματοποιήσουμε μια αντίδραση ανίχνευσης, πρώτα την εξουδετερώνουμε με καυστική σόδα. Το γκριζοπράσινο υδροξείδιο του χρωμίου (III) θα καταβυθιστεί, το οποίο θα διαλυθεί σε περίσσεια NaOH και θα σχηματίσει πράσινο χρωμίτη νατρίου.
Διηθήστε το διάλυμα και προσθέστε 30% υπεροξείδιο του υδρογόνου (Προσοχή! Δηλητήριο!). Όταν θερμανθεί, το διάλυμα θα γίνει κίτρινο, καθώς ο χρωμίτης οξειδώνεται σε χρωμικό. Η οξίνιση θα έχει ως αποτέλεσμα ένα μπλε χρώμα του διαλύματος. Η έγχρωμη ένωση μπορεί να εκχυλιστεί με ανακίνηση με αιθέρα. Αντί της μεθόδου που περιγράφηκε παραπάνω, τα λεπτά ρινίσματα ενός δείγματος μετάλλου μπορούν να κραματωθούν με σόδα και νιτρικό, να πλυθούν και το διηθημένο διάλυμα να δοκιμαστεί με υπεροξείδιο του υδρογόνου και θειικό οξύ.
Τέλος, ας δοκιμάσουμε με ένα μαργαριτάρι. Ίχνη ενώσεων χρωμίου δίνουν έντονο πράσινο χρώμα με καφέ.
Στόχοι μαθήματος:
- προσδιορισμός των παραγόντων που προκαλούν το χρωματισμό των χημικών ουσιών.
- διεύρυνση και συστηματοποίηση της γνώσης σχετικά με τα χημικά θεμέλια της θεωρίας της προέλευσης του χρώματος.
- ανάπτυξη γνωστικού ενδιαφέροντος για τη μελέτη ποιοτικών αντιδράσεων.
Διαμορφωμένες ικανότητες μαθητών:
- την ικανότητα ανάλυσης των φαινομένων του περιβάλλοντος κόσμου με χημικούς όρους.
- την ικανότητα να εξηγεί χημικά φαινόμενα που σχετίζονται με την εμφάνιση έγχρωμων διαλυμάτων.
- προθυμία να εργαστεί ανεξάρτητα με πληροφορίες·
- προθυμία να αλληλεπιδράσουν με συναδέλφους και να μιλήσουν μπροστά σε κοινό.
«Όλα τα ζωντανά όντα προσπαθούν για χρώμα». W. Goethe
Ενημέρωση γνώσης
Σε προηγούμενα μαθήματα, μελετήσαμε τις ιδιότητες των ανόργανων και οργανικών ουσιών, χρησιμοποιώντας συχνά ποιοτικές αντιδράσεις που υποδεικνύουν την παρουσία μιας συγκεκριμένης ουσίας με χρώμα, οσμή ή ίζημα. Το σταυρόλεξο που σας προσφέρεται αποτελείται από ονόματα χημικών στοιχείων που έχουν χρωματικές διαφορές.
Λύση σταυρόλεξου:
Κάθετα:
1) Ουσία που μετατρέπει τις φλόγες μοβ (κάλιο).
2) Το ελαφρύτερο ασημί μέταλλο (λίθιο).
Οριζόντια:
3) Το όνομα αυτού του στοιχείου είναι "πράσινο κλαδί" (θάλλιο)
4) Το μέταλλο που βάφει το γυαλί μπλε (νιόβιο)
5) Το όνομα του μετάλλου σημαίνει μπλε του ουρανού (καισίου)
6) Οι βιολετί ατμοί αυτής της ουσίας ελήφθησαν για πρώτη φορά από τον Κουρτουά χάρη στη γάτα του (ιώδιο).
Κίνητρα εκπαιδευτικής δραστηριότητας.
Σημειώστε ότι η λύση στο σταυρόλεξο σχετιζόταν με το χρώμα των ουσιών. Αλλά όχι μόνο τα χημικά, αλλά ο κόσμος γύρω μας είναι πολύχρωμος.
«Όλα τα ζωντανά όντα προσπαθούν για χρώμα». Αυτά τα λόγια της μεγάλης ιδιοφυΐας της ποίησης αντικατοπτρίζουν πραγματικά την ιδιαιτερότητα των συναισθημάτων που μας προκαλεί αυτό ή εκείνο το χρώμα. Το αντιλαμβανόμαστε συνειρμικά, δηλ. θυμηθείτε κάτι οικείο και οικείο. Η αντίληψη του χρώματος συνοδεύεται από ορισμένα συναισθήματα. (Επίδειξη ζωγραφικής από καλλιτέχνες).
Οι μαθητές απαντούν σε ερωτήσεις σχετικά με τα συναισθήματα σχετικά με την αντίληψη του χρώματος.
- Το μπλε χρώμα προκαλεί ηρεμία, είναι ευχάριστο, αυξάνει την αξιολόγηση της αυτοεπιβεβαίωσης.
- Πράσινο - το χρώμα των πράσινων φυτών, η διάθεση της ειρήνης, της ηρεμίας.
- Το κίτρινο είναι το πνεύμα της ευτυχίας, της διασκέδασης, που συνδέεται με τον ήλιο.
- Το κόκκινο είναι το χρώμα της δραστηριότητας, της δράσης, θέλετε να επιτύχετε αποτελέσματα.
- Μαύρο - προκαλεί θλίψη, ερεθισμό.
Γιατί ο κόσμοςπολύχρωμα?
Σήμερα προσπαθούμε να βρούμε την απάντηση στην ερώτηση "Τι είναι ένα χρώμα;" από άποψη χημείας.
Το θέμα του μαθήματος είναι «Χημεία Χρωμάτων Ποιοτικών Αντιδράσεων».
Προσδιορισμός χρωματικών παραγόντων
Είναι αδύνατο να εξετάσουμε τη χημική ουσία του χρώματος χωρίς γνώση φυσικές ιδιότητεςορατό φως. Χωρίς φως δεν υπάρχει χρωματισμός αντικειμένων, όλα φαίνονται σκοτεινά. Το φως είναι ηλεκτρομαγνητικά κύματα. Πόση χαρά φέρνει ένα ουράνιο τόξο στον ουρανό τόσο σε παιδιά όσο και σε ενήλικες, ωστόσο, φαίνεται μόνο εάν οι ακτίνες του ήλιου αντανακλώνται σε σταγονίδια νερού και επιστρέψουν στο ανθρώπινο μάτι με ένα πολύχρωμο φάσμα. Οφείλουμε στον μεγάλο Άγγλο φυσικό Isaac Newton το γεγονός ότι εξήγησε αυτό το φαινόμενο: το λευκό είναι ένας συνδυασμός ακτίνων διαφορετικών χρωμάτων. Κάθε μήκος κύματος αντιστοιχεί σε μια συγκεκριμένη ενέργεια που μεταφέρουν αυτά τα κύματα. Το χρώμα οποιασδήποτε ουσίας καθορίζεται από το μήκος κύματος, η ενέργεια του οποίου κυριαρχεί σε αυτή την ακτινοβολία. Το χρώμα του ουρανού εξαρτάται από το πόσο ηλιακό φως φτάνει στα μάτια μας. Ακτίνες με μικρό μήκος κύματος (μπλε) ανακλώνται από τα μόρια των αερίων του αέρα και διασκορπίζονται. Το μάτι μας τα αντιλαμβάνεται και καθορίζει το χρώμα του ουρανού - μπλε, μπλε (Πίνακας 1.)
Πίνακας 1 - Χρώμα ουσιών που έχουν μία ζώνη απορρόφησης στο ορατό τμήμα του φάσματος.
Το ίδιο συμβαίνει και στην περίπτωση των έγχρωμων ουσιών. Εάν μια ουσία ανακλά ακτίνες συγκεκριμένου μήκους κύματος, τότε είναι έγχρωμη. Εάν η ενέργεια των κυμάτων φωτός ολόκληρου του φάσματος απορροφάται ή ανακλάται εξίσου, τότε η ουσία εμφανίζεται μαύρη ή λευκή. Από τα μαθήματα βιολογίας, ξέρετε ότι το ανθρώπινο μάτι περιέχει ένα οπτικό σύστημα: τον φακό και το υαλοειδές σώμα. Ο αμφιβληστροειδής περιέχει φωτοευαίσθητα στοιχεία: κώνους και ράβδους. Οι κώνοι μας επιτρέπουν να διακρίνουμε χρώματα.
Έτσι, αυτό που ονομάζουμε χρώμα είναι το αποτέλεσμα δύο φυσικών και χημικών φαινομένων: της αλληλεπίδρασης του φωτός με τα μόρια μιας ουσίας και της επίδρασης των κυμάτων που προέρχονται από μια ουσία στον αμφιβληστροειδή χιτώνα των ματιών.
1 παράγοντας σχηματισμού χρώματος είναι το φως.
Εξετάστε παραδείγματα του επόμενου παράγοντα - της δομής των ουσιών.
Τα μέταλλα έχουν κρυσταλλική δομή, έχουν διατεταγμένη δομή ατόμων και ηλεκτρονίων. Το χρώμα σχετίζεται με την κινητικότητα των ηλεκτρονίων. Όταν φωτίζονται μέταλλα, κυριαρχεί η ανάκλαση, το χρώμα τους εξαρτάται από το μήκος κύματος που αντανακλούν. (Επίδειξη συλλογής μετάλλων). Η λευκή λάμψη οφείλεται στην ομοιόμορφη ανάκλαση σχεδόν ολόκληρου του συνόλου των ορατών ακτίνων. Αυτό είναι το χρώμα του αλουμινίου, του ψευδαργύρου. Ο χρυσός έχει κοκκινοκίτρινο χρώμα γιατί απορροφά τις μπλε, λουλακί και βιολετί ακτίνες. Ο χαλκός έχει επίσης κοκκινωπό χρώμα. Η σκόνη μαγνησίου είναι μαύρη, πράγμα που σημαίνει ότι αυτή η ουσία απορροφά όλο το φάσμα των ακτίνων.
Ας δούμε πώς το χρώμα μιας ουσίας αλλάζει από την κατάσταση της δομής χρησιμοποιώντας το θείο ως παράδειγμα.
Επίδειξη της βιντεοταινίας «Χημικά στοιχεία».
Συμπεραίνουμε: το θείο στην κρυσταλλική κατάσταση είναι κίτρινο, και στην άμορφη κατάσταση είναι μαύρο, δηλ. Σε αυτή την περίπτωση, ο παράγοντας χρώματος είναι η δομή της ουσίας.
Τι συμβαίνει με το χρώμα των ουσιών όταν η δομή καταστρέφεται, για παράδειγμα, κατά τη διάσπαση των μορίων άλατος, εάν αυτά τα διαλύματα είναι χρωματισμένα.
CuS0 4 (μπλε) Cu 2+ + SO 4 2-
NiS0 4 (πράσινο) Ni 2+ + SO 4 2-
CuCI 2 (μπλε) Cu 2+ + 2CI -
FeCI 3 (κίτρινο) Fe 3+ +3CI -
Σε αυτά τα διαλύματα δίνουν χρώμα τα ίδια ανιόντα, διαφορετικά κατιόντα.
Τα ακόλουθα διαλύματα έχουν το ίδιο κατιόν, αλλά διαφορετικά ανιόντα, επομένως τα ανιόντα είναι υπεύθυνα για το χρώμα:
K 2 Cr 2 O 7 (πορτοκαλί) 2K + +Cz 2 O 4 2-
K 2 Cr0 4 (κίτρινο) 2K + + Cz0 4 2-
KMnO 4 (ιώδες) K + + Mn04 -
Ο 3ος παράγοντας στην εμφάνιση του χρώματος είναι η ιοντική κατάσταση των ουσιών.
Το χρώμα εξαρτάται επίσης από το περιβάλλον γύρω από τα χρωματιστά σωματίδια. Τα κατιόντα και τα ανιόντα στο διάλυμα περιβάλλονται από ένα κέλυφος ενός διαλύτη που επηρεάζει τα ιόντα.
Πραγματοποιούμε το παρακάτω πείραμα. Υπάρχει διάλυμα χυμού παντζαριού (βυσσινί χρώμα). Προσθέστε τα ακόλουθα σε αυτή τη λύση:
- μια εμπειρία. Διάλυμα χυμού τεύτλων και οξικό οξύ
- μια εμπειρία. Διάλυμα χυμού τεύτλων και διάλυμα NH 4 0H
- μια εμπειρία. Διάλυμα από χυμό τεύτλων και νερό.
Στο πείραμα 1, ένα όξινο μέσο προκαλεί αλλαγή χρώματος σε μοβ, στο πείραμα 2, ένα αλκαλικό μέσο αλλάζει το χρώμα των τεύτλων σε μπλε και η προσθήκη νερού (ουδέτερο μέσο) δεν προκαλεί αλλαγές χρώματος.
Ένας πολύ γνωστός δείκτης για τον προσδιορισμό ενός αλκαλικού περιβάλλοντος είναι η φαινολοφθαλεΐνη, η οποία αλλάζει το χρώμα των αλκαλικών διαλυμάτων σε βυσσινί.
Δημιουργείται εμπειρία:
NaOH + φαινολοφθαλεΐνη -> βυσσινί χρώμα
Συμπεραίνουμε: ο 4ος παράγοντας αλλαγής χρώματος είναι το περιβάλλον.
Ας εξετάσουμε την περίπτωση του περιβάλλοντος ενός ατόμου ενός στοιχείου από διάφορα σύμπλοκα.
Πραγματοποιείται ένα πείραμα: μια ποιοτική αντίδραση στο ιόν Fe 3+:
FeCl 3 + KCNS -> κόκκινο χρώμα
FeCl 3 + K 4 (Fe(CN) 6) -> p-p σκούρο μπλε
Ένα ιστορικό γεγονός συνδέεται με μια αλλαγή στο χρώμα του ιόντος σιδήρου όταν περιβάλλεται από θειοκυανικό κάλιο σε αιματηρό χρώμα.
Μηνύματα μαθητών.
Το 1720, πολιτικοί αντίπαλοι του Πέτρου Α από τον κλήρο οργάνωσαν ένα "θαύμα" σε έναν από τους καθεδρικούς ναούς της Αγίας Πετρούπολης - η εικόνα της Μητέρας του Θεού άρχισε να χύνει δάκρυα, τα οποία σχολιάστηκαν ως ένδειξη της αποδοκιμασίας της για τις μεταρρυθμίσεις του Πέτρου . Ο Πέτρος Α' εξέτασε προσεκτικά την εικόνα και παρατήρησε κάτι ύποπτο: βρήκε μικρές τρύπες στα μάτια της εικόνας. Βρήκε επίσης την πηγή των δακρύων: ήταν ένα σφουγγάρι εμποτισμένο σε διάλυμα θειοκυανικού σιδήρου, το οποίο έχει χρώμα κόκκινο του αίματος. Το βάρος που πιέζεται ομοιόμορφα στο σφουγγάρι, που συμπιέζεται προς τα έξω, πέφτει μέσα από μια τρύπα στο εικονίδιο. «Εδώ είναι η πηγή των θαυματουργών δακρύων», είπε ο Αυτοκράτορας.
Πειραματιζόμαστε.
Γράφουμε λέξεις σε χαρτί με διαλύματα CuS0 4 (μπλε) και FeСI 3 (κίτρινο), στη συνέχεια επεξεργαζόμαστε το φύλλο με κίτρινο άλας αίματος K 4 (Fe (CN) 6). Η λέξη CuSO 4 (κυανό) γίνεται κόκκινη και η λέξη FeCI 3 (κίτρινο) γίνεται μπλε-πράσινο. Δεν υπάρχει καμία αλλαγή στην κατάσταση οξείδωσης του μετάλλου, μόνο το περιβάλλον άλλαξε:
2CuS0 4 + K 4 (Fe(CN) 6) Cu 2 (Fe(CN) 6) + 2K 2 SO 4
4FeCl 3 + 3 K 4 (Fe(CN) 6) Fe 4 (Fe(CN) 6) 3 +12 KCI
5ος χρωματικός παράγοντας - περιβάλλον ιόντων κατά σύμπλοκα.
Συμπέρασμα.
Έχουμε εντοπίσει τους κύριους παράγοντες που επηρεάζουν την εκδήλωση του χρώματος των ουσιών.
Συνειδητοποιήσαμε ότι το χρώμα είναι το αποτέλεσμα της απορρόφησης ενός συγκεκριμένου μέρους του ορατού φάσματος του ηλιακού φωτός από μια ουσία.
Μια ποιοτική αντίδραση είναι μια ειδική αντίδραση που ανιχνεύει ιόντα ή μόρια ανά χρώμα.
Μηνύματα μαθητών με θέμα «Το χρώμα εξυπηρετεί τους ανθρώπους».
Το αίμα των ζώων και τα χόρτα των φύλλων περιέχουν παρόμοιες δομές, αλλά το αίμα περιέχει ιόντα σιδήρου - Fe, και τα φυτά - Mg. Αυτό εξασφαλίζει το χρώμα: κόκκινο και πράσινο. Παρεμπιπτόντως, το ρητό «μπλε αίμα» ισχύει για τα ζώα βαθέων υδάτων, των οποίων το αίμα περιέχει βανάδιο αντί για σίδηρο. Επίσης, τα φύκια που αναπτύσσονται σε μέρη όπου υπάρχει λίγο οξυγόνο έχουν μπλε χρώμα.
Τα φυτά με χλωροφύλλη είναι σε θέση να σχηματίσουν οργανομαγνησίου και να χρησιμοποιούν την ενέργεια του φωτός. Το χρώμα των φωτοσυνθετικών φυτών είναι πράσινο.
Η αιμοσφαιρίνη που περιέχει σίδηρο χρησιμοποιείται για τη μεταφορά οξυγόνου σε όλο το σώμα. Η αιμοσφαιρίνη με οξυγόνο βάφει το αίμα έντονο κόκκινο και χωρίς οξυγόνο δίνει στο αίμα ένα σκούρο χρώμα.
Τα χρώματα και οι βαφές χρησιμοποιούνται από καλλιτέχνες, διακοσμητές και εργάτες κλωστοϋφαντουργίας. Η αρμονία του χρώματος είναι αναπόσπαστο κομμάτι της τέχνης του «σχεδιασμού». Τα αρχαιότερα χρώματα ήταν το κάρβουνο, η κιμωλία, ο πηλός, η κιννάβαρη και μερικά άλατα όπως ο οξικός χαλκός (verdigris).
Οι φωσφορικές βαφές χρησιμοποιούνται για οδικές πινακίδες και διαφημίσεις, σκάφη διάσωσης.
Για το σκοπό της λεύκανσης, εισάγονται ουσίες στη σύνθεση των σκονών πλυσίματος που δίνουν στο ύφασμα έναν μπλε φθορισμό.
Η επιφάνεια όλων των μεταλλικών αντικειμένων που εκτίθενται περιβάλλονκαταστρέφεται. Η προστασία τους είναι πιο αποτελεσματική με έγχρωμες χρωστικές: σκόνη αλουμινίου, σκόνη ψευδαργύρου, κόκκινο μόλυβδο, οξείδιο του χρωμίου.
Αντανάκλαση.
1. Ποιοι παράγοντες προκαλούν το χρώμα των χημικών ουσιών;
2. Ποιες ουσίες μπορούν να προσδιοριστούν από ποιοτικές αντιδράσεις με αλλαγή χρώματος;
3. Ποιοι παράγοντες καθορίζουν το χρώμα των αλάτων καλίου και χαλκού;
Η φύση, μέρος της οποίας αποτελούν οι χημικές ουσίες, μας περιβάλλει με μυστήρια και η προσπάθεια επίλυσής τους είναι μια από τις μεγαλύτερες χαρές της ζωής.
Σήμερα προσπαθήσαμε να προσεγγίσουμε την αλήθεια "Χημεία του χρώματος" από τη μια πλευρά, και ίσως ανακαλύψετε μια άλλη. Το πιο σημαντικό είναι ότι ο κόσμος των χρωμάτων είναι γνωστός.
Ο άνθρωπος γεννιέται
Να δημιουργήσεις, να τολμήσεις - και τίποτα άλλο,
Να αφήσει ένα καλό σημάδι στη ζωή
Και λύστε όλα τα δύσκολα προβλήματα.
Για τι? Αναζητήστε την απάντησή σας!
Εργασία για το σπίτι.
Δώστε παραδείγματα ποιοτικών αντιδράσεων σε ιόντα σιδήρου με αλλαγή χρώματος.
Ας φανταστούμε την εξής κατάσταση:
Εργάζεσαι σε ένα εργαστήριο και αποφασίζεις να κάνεις ένα πείραμα. Για να το κάνετε αυτό, ανοίξατε το ντουλάπι με αντιδραστήρια και ξαφνικά είδατε την παρακάτω εικόνα σε ένα από τα ράφια. Δύο βάζα αντιδραστηρίων ξεφλούδισαν τις ετικέτες τους, οι οποίες αφέθηκαν με ασφάλεια κοντά. Ταυτόχρονα, δεν είναι πλέον δυνατό να προσδιοριστεί ακριβώς ποιο βάζο αντιστοιχεί σε ποια ετικέτα και τα εξωτερικά σημάδια των ουσιών με τα οποία θα μπορούσαν να διακριθούν είναι τα ίδια.
Σε αυτή την περίπτωση, το πρόβλημα μπορεί να λυθεί χρησιμοποιώντας το λεγόμενο ποιοτικές αντιδράσεις.
Ποιοτικές αντιδράσειςονομάζονται τέτοιες αντιδράσεις που σας επιτρέπουν να διακρίνετε μια ουσία από την άλλη, καθώς και να μάθετε την ποιοτική σύνθεση άγνωστων ουσιών.
Για παράδειγμα, είναι γνωστό ότι τα κατιόντα ορισμένων μετάλλων, όταν τα άλατά τους προστίθενται στη φλόγα του καυστήρα, το χρωματίζουν σε ένα συγκεκριμένο χρώμα:
Αυτή η μέθοδος μπορεί να λειτουργήσει μόνο εάν οι προς διάκριση ουσίες αλλάξουν το χρώμα της φλόγας με διαφορετικούς τρόπους ή μια από αυτές δεν αλλάξει καθόλου χρώμα.
Αλλά, ας πούμε, όπως θα το είχε η τύχη, οι ουσίες που προσδιορίζετε δεν χρωματίζουν το χρώμα της φλόγας ή τη χρωματίζουν στο ίδιο χρώμα.
Σε αυτές τις περιπτώσεις, θα είναι απαραίτητο να γίνει διάκριση ουσιών που χρησιμοποιούν άλλα αντιδραστήρια.
Σε ποια περίπτωση μπορούμε να διακρίνουμε μια ουσία από την άλλη με τη βοήθεια οποιουδήποτε αντιδραστηρίου;
Υπάρχουν δύο επιλογές:
- Η μία ουσία αντιδρά με το προστιθέμενο αντιδραστήριο, ενώ η άλλη όχι. Ταυτόχρονα, πρέπει να φανεί ξεκάθαρα ότι η αντίδραση μιας από τις πρώτες ουσίες με το προστιθέμενο αντιδραστήριο έχει πραγματικά περάσει, δηλαδή, παρατηρείται κάποιο εξωτερικό σημάδι της - έχει σχηματιστεί ένα ίζημα, έχει απελευθερωθεί ένα αέριο, έχει συμβεί αλλαγή χρώματος κ.λπ.
Για παράδειγμα, είναι αδύνατο να διακρίνουμε το νερό από ένα διάλυμα υδροξειδίου του νατρίου χρησιμοποιώντας υδροχλωρικό οξύ, παρά το γεγονός ότι τα αλκάλια αντιδρούν τέλεια με τα οξέα:
NaOH + HCl \u003d NaCl + H 2 O
Αυτό οφείλεται στην απουσία οποιουδήποτε εξωτερικά σημάδιααντιδράσεις. Ένα διαφανές άχρωμο διάλυμα υδροχλωρικού οξέος, όταν αναμιγνύεται με ένα άχρωμο διάλυμα υδροξειδίου, σχηματίζει το ίδιο διαφανές διάλυμα:
Αλλά από την άλλη πλευρά, το νερό μπορεί να διακριθεί από ένα υδατικό διάλυμα αλκαλίου, για παράδειγμα, χρησιμοποιώντας ένα διάλυμα χλωριούχου μαγνησίου - σχηματίζεται ένα λευκό ίζημα σε αυτήν την αντίδραση:
2NaOH + MgCl 2 = Mg(OH) 2 ↓+ 2NaCl
2) Οι ουσίες μπορούν επίσης να διακριθούν μεταξύ τους εάν και οι δύο αντιδρούν με το προστιθέμενο αντιδραστήριο, αλλά το κάνουν με διαφορετικούς τρόπους.
Για παράδειγμα, ένα διάλυμα ανθρακικού νατρίου μπορεί να διακριθεί από ένα διάλυμα νιτρικού αργύρου χρησιμοποιώντας ένα διάλυμα υδροχλωρικού οξέος.
Το υδροχλωρικό οξύ αντιδρά με το ανθρακικό νάτριο για να απελευθερώσει ένα άχρωμο, άοσμο αέριο - διοξείδιο του άνθρακα (CO 2):
2HCl + Na 2 CO 3 \u003d 2NaCl + H 2 O + CO 2
και με νιτρικό άργυρο για να σχηματιστεί ένα λευκό τυρώδες ίζημα AgCl
HCl + AgNO 3 \u003d HNO 3 + AgCl ↓
Οι παρακάτω πίνακες δείχνουν διαφορετικές επιλογές για την ανίχνευση συγκεκριμένων ιόντων:
Ποιοτικές αντιδράσεις σε κατιόντα
| Κατιόν | Αντιδραστήριο | Σημάδι αντίδρασης |
| Βα 2+ | SO 4 2- | Ba 2+ + SO 4 2- \u003d BaSO 4 ↓ |
| Cu2+ | 1) Κατακρήμνιση μπλε χρώματος: Cu 2+ + 2OH - \u003d Cu (OH) 2 ↓ 2) Κατακρήμνιση μαύρου χρώματος: Cu 2+ + S 2- \u003d CuS ↓ |
|
| Pb 2+ | S2- | Κατακρήμνιση μαύρου χρώματος: Pb 2+ + S 2- = PbS↓ |
| Αγ+ | Cl- | Καθίζηση ενός λευκού ιζήματος, αδιάλυτο σε HNO 3, αλλά διαλυτό σε αμμωνία NH 3 H 2 O: Ag + + Cl − → AgCl↓ |
| Fe2+ | 2) Εξακυανοφερρικό κάλιο (III) (κόκκινο άλας αίματος) K 3 | 1) Καθίζηση ενός λευκού ιζήματος που γίνεται πράσινο στον αέρα: Fe 2+ + 2OH - \u003d Fe (OH) 2 ↓ 2) Κατακρήμνιση ενός μπλε ιζήματος (μπλε του Turnbull): K + + Fe 2+ + 3- = KFe↓ |
| Fe3+ | 2) Εξακυανοφερρικό κάλιο (II) (κίτρινο άλας αίματος) K 4 3) Ιόν ροδανιδίου SCN − | 1) Κατακρήμνιση καφέ χρώματος: Fe 3+ + 3OH - \u003d Fe (OH) 3 ↓ 2) Κατακρήμνιση ενός μπλε ιζήματος (μπλε της Πρωσίας): K + + Fe 3+ + 4- = KFe↓ 3) Εμφάνιση έντονης κόκκινης (κόκκινης του αίματος) χρώσης: Fe 3+ + 3SCN - = Fe(SCN) 3 |
| Al 3+ | Αλκάλια (αμφοτερικές ιδιότητες υδροξειδίου) | Καθίζηση ενός λευκού ιζήματος υδροξειδίου του αργιλίου όταν προστίθεται μικρή ποσότητα αλκαλίου: OH - + Al 3+ \u003d Al (OH) 3 και η διάλυσή του με περαιτέρω προσθήκη: Al(OH) 3 + NaOH = Na |
| NH4+ | OH − , θέρμανση | Εκπομπή αερίου με έντονη οσμή: NH 4 + + OH - \u003d NH 3 + H 2 O Μπλε υγρό χαρτί λακκούβας |
| Η+ (όξινο περιβάλλον) | Δείκτες: − λυχνία − πορτοκαλί μεθυλίου | Κόκκινη χρώση |
Ποιοτικές αντιδράσεις σε ανιόντα
| Ανιόν | Κρούση ή αντιδραστήριο | Σημάδι αντίδρασης. Εξίσωση αντίδρασης |
| SO 4 2- | Βα 2+ | Καθίζηση ενός λευκού ιζήματος, αδιάλυτου σε οξέα: Ba 2+ + SO 4 2- \u003d BaSO 4 ↓ |
| ΟΧΙ 3 - | 1) Προσθέστε H 2 SO 4 (συγκ.) και Cu, θερμάνετε 2) Μίγμα H 2 SO 4 + FeSO 4 | 1) Σχηματισμός μπλε διαλύματος που περιέχει ιόντα Cu 2+, έκλυση καφέ αερίου (NO 2) 2) Η εμφάνιση του χρώματος του νιτροσο-θειικού σιδήρου (II) 2+. Χρώμα βιολετί σε καφέ (αντίδραση καφέ δακτυλίου) |
| PO 4 3- | Αγ+ | Καθίζηση ενός ανοιχτού κίτρινου ιζήματος σε ουδέτερο μέσο: 3Ag + + PO 4 3- = Ag 3 PO 4 ↓ |
| CrO 4 2- | Βα 2+ | Καθίζηση ενός κίτρινου ιζήματος, αδιάλυτου σε οξικό οξύ, αλλά διαλυτό σε HCl: Ba 2+ + CrO 4 2- = BaCrO 4 ↓ |
| S2- | Pb 2+ | Μαύρη βροχόπτωση: Pb 2+ + S 2- = PbS↓ |
| CO 3 2- | 1) Καθίζηση ενός λευκού ιζήματος, διαλυτού σε οξέα: Ca 2+ + CO 3 2- \u003d CaCO 3 ↓ 2) Εκπομπή άχρωμου αερίου («βράζει»), με αποτέλεσμα το ασβεστόνερο να θολώνει: CO 3 2- + 2H + = CO 2 + H 2 O |
|
| CO2 | Ασβεστόνερο Ca(OH) 2 | Καθίζηση ενός λευκού ιζήματος και η διάλυσή του κατά την περαιτέρω διέλευση του CO 2: Ca(OH) 2 + CO 2 = CaCO 3 ↓ + H 2 O CaCO 3 + CO 2 + H 2 O \u003d Ca (HCO 3) 2 |
| SO 3 2- | Η+ | Έκλυση αερίου SO 2 με χαρακτηριστική πικάντικη οσμή (SO 2): 2H + + SO 3 2- \u003d H 2 O + SO 2 |
| ΦΑ- | Ca2+ | Καθίζηση ενός λευκού ιζήματος: Ca 2+ + 2F - = CaF 2 ↓ |
| Cl- | Αγ+ | Καθίζηση ενός λευκού τυρώδους ιζήματος, αδιάλυτο σε HNO 3 αλλά διαλυτό σε NH 3 H 2 O (συμπ.): Ag + + Cl - = AgCl↓ AgCl + 2 (NH 3 H 2 O) =)  Φόρτωση... |