Ploaie colorată. Chimia culorilor reacțiilor calitative Precipitația chimică și tabelul culorilor acestora
Aproape toți compușii cromului și soluțiile lor sunt intens colorate. Având o soluție incoloră sau un precipitat alb, putem concluziona cu un grad mare de probabilitate că cromul este absent. Compușii cromului hexavalent sunt cel mai adesea colorați în galben sau roșu, în timp ce cromul trivalent se caracterizează prin tonuri verzui. Dar cromul este, de asemenea, predispus la formarea de compuși complecși și chiar și ei sunt vopsiți cel mai mult Culori diferite. Amintiți-vă: toți compușii de crom sunt otrăvitori.
Bicromatul de potasiu K 2 Cr 2 O 7 este poate cel mai faimos dintre compușii cromului și este cel mai ușor de obținut. Frumos roșu- galben indică prezența cromului hexavalent. Să facem mai multe experimente cu el sau cu bicromat de sodiu foarte asemănător cu acesta.
Încălzim puternic în flacăra unui arzător Bunsen pe un ciob de porțelan (o bucată de creuzet) o astfel de cantitate de dicromat de potasiu care să se potrivească pe vârful unui cuțit. Sarea nu va elibera apa de cristalizare, ci se va topi la o temperatură de aproximativ 400 ° C cu formarea unui lichid întunecat. Hai sa-l incalzim cateva minute la o flacara puternica. După răcire, pe ciob se formează un precipitat verde. Vom dizolva o parte din ea în apă (se va îngălbeni), iar cealaltă parte o vom lăsa pe ciob. Sarea s-a descompus la încălzire, rezultând formarea de cromat de potasiu galben solubil K 2 CrO 4, oxid de crom verde (III) și oxigen:
2K 2 Cr 2 O 7 → 2K 2 CrO 4 + Cr 2 O 3 + 3/2O 2
Datorită tendinței sale de a elibera oxigen, dicromatul de potasiu este un agent oxidant puternic. Amestecurile sale cu cărbune, zahăr sau sulf se aprind puternic la contactul cu flacăra unui arzător, dar nu dau explozie; după ardere, se formează un strat voluminos de verde - datorită prezenței oxidului de crom (III)-cenuşă.
Cu grija! Ardeți nu mai mult de 3-5 g pe un ciob de porțelan, altfel topitura fierbinte poate începe să se stropească. Păstrați distanța și purtați ochelari de protecție!
Îndepărtăm cenușa, o spălăm cu apă din cromat de potasiu și uscăm oxidul de crom rămas. Să pregătim un amestec format din părți egale de azotat de potasiu (nitrat de potasiu) și carbon de sodiu, adăugați-l la oxid de crom în proporție de 1:3 și topim compoziția rezultată pe un ciob sau un bețișor de magnezie. Dizolvând topitura răcită în apă, obținem o soluție galbenă care conține cromat de sodiu. Astfel, salitrul topit a oxidat cromul trivalent la hexavalent. Prin fuziunea cu sodă și salpetru, toți compușii cromului pot fi transformați în cromați.
Pentru următorul experiment, să dizolvăm 3 g de bicromat de potasiu sub formă de pulbere în 50 ml apă. La o parte din soluție, adăugați puțin carbonat de potasiu (potasiu). Se va dizolva odată cu eliberarea de CO2, iar culoarea soluției va deveni galben deschis. Cromatul se formează din bicromat de potasiu. Dacă acum adăugăm o soluție de acid sulfuric 50% în porții (Atenție!), Atunci va apărea din nou culoarea roșu-galben a bicromatului.
Se toarnă 5 ml de soluție de dicromat de potasiu într-o eprubetă, se fierbe cu 3 ml de acid clorhidric concentrat sub curent sau în aer liber. Din soluție se eliberează clor gazos otrăvitor galben-verde, deoarece cromatul va oxida HCl la clor și apă. Cromatul însuși se va transforma în clorură de crom trivalent verde. Poate fi izolat prin evaporarea soluției și apoi, fuzionarea cu sodă și nitrat, transformată în cromat.
Într-o altă eprubetă, adăugați cu atenție 1-2 ml de acid sulfuric concentrat la dicromat de potasiu (într-o cantitate care se potrivește pe vârful unui cuțit). (Atenție! Amestecul se poate stropi! Purtați ochelari de protecție!) Încălzim puternic amestecul, ca urmare, se eliberează oxid de crom hexavalent galben maroniu CrOz, care este slab solubil în acizi și bine în apă. Este anhidridă a acidului cromic, dar uneori se numește acid cromic. Este cel mai puternic agent oxidant. Amestecul său cu acid sulfuric (amestec de crom) este folosit pentru degresare, deoarece grăsimile și alți contaminanți greu de îndepărtat sunt transformați în compuși solubili.
Atenţie! Trebuie avută mare grijă atunci când lucrați cu amestecul de crom! Dacă este stropită, poate provoca arsuri grave! Prin urmare, în experimentele noastre, vom refuza să-l folosim ca agent de curățare.
În cele din urmă, luați în considerare reacțiile de detectare a cromului hexavalent. Se pun câteva picături de soluție de dicromat de potasiu într-o eprubetă, se diluează cu apă și se efectuează următoarele reacții.
Când se adaugă o soluție de nitrat de plumb (Atenție! Otrăvire!) Cromat galben de plumb (galben crom) precipită; la interacțiunea cu o soluție de azotat de argint, se formează un precipitat roșu-brun de cromat de argint.
Se adaugă peroxid de hidrogen (depozitat corespunzător) și se acidifică soluția cu acid sulfuric. Soluția va căpăta o culoare albastru intens datorită formării peroxidului de crom. Peroxidul, atunci când este agitat cu puțin eter (Atenție! Pericol de incendiu!) se va transforma într-un solvent organic și îl va transforma în albastru.
Ultima reacție este specifică pentru crom și este foarte sensibilă. Poate fi folosit pentru a detecta cromul în metale și aliaje. În primul rând, este necesar să se dizolve metalul. Dar, de exemplu, acidul azotic nu distruge cromul, așa cum putem verifica cu ușurință folosind bucăți de cromare deteriorată. La fierbere prelungită cu acid sulfuric 30% (se poate adăuga acid clorhidric), cromul și multe oțeluri care conțin crom sunt parțial dizolvate. Soluția rezultată conține sulfat de crom (III). Pentru a putea conduce o reacție de detectare, o neutralizăm mai întâi cu sodă caustică. Hidroxidul de crom (III) gri-verde va precipita, care se va dizolva în exces de NaOH și va forma cromit de sodiu verde.
Se filtrează soluția și se adaugă peroxid de hidrogen 30% (Atenție! Otrăvire!). Când este încălzită, soluția va deveni galbenă, deoarece cromitul este oxidat la cromat. Acidificarea va duce la o culoare albastră a soluției. Compusul colorat poate fi extras prin agitare cu eter. În loc de metoda descrisă mai sus, pilitura subțire a unei probe de metal poate fi aliată cu sodă și nitrat, spălată, iar soluția filtrată testată cu peroxid de hidrogen și acid sulfuric.
În sfârșit, să testăm cu o perlă. Urmele compușilor de crom dau o culoare verde strălucitoare cu maro.
Râul Pambak din regiunea Lori din nordul Armeniei a căpătat o nuanță roșiatică, au fost prelevate probe de apă pentru examinare.
aprilie 1999 după bombardarea Iugoslaviei de către NATO și distrugerea întreprinderilor petrochimice, peste orașul Pancevo a trecut o „ploaie neagră” otrăvitoare, care conținea o cantitate imensă de metale grele și compuși organici dăunători vieții umane. Solul și apele subterane au fost serios poluate, care s-au dovedit a fi contaminate cu etilenă și clor. O cantitate uriașă de ulei, produse petroliere, amoniac și aminoacizi a ajuns în Dunăre.
iunie-iulie 2000în unele regiuni ale Daghestanului şi Osetia de Nord, în special, în orașul Vladikavkaz, au fost „ploi colorate”. Ca urmare a analizelor probelor de apă, un conținut crescut de elemente chimice. Au depășit concentrațiile maxime admise de cobalt (de peste patru ori) și zinc (de peste 434 de ori). Studiile de laborator au confirmat că compoziția ploii poluate a fost identică compoziție chimică probe prelevate pe teritoriul SA „Electrozinc”, care au încălcat standardele de emisii maxime admise în atmosferă, aprobate de Ministerul Protecției mediu inconjurator.
În 2000 și 2002 precipitații „ruginite” au căzut în Teritoriul Altai și Republica Altai. Anomalia vremii a fost cauzată de emisiile puternice de produse de ardere la uzina metalurgică din Ust-Kamenogorsk.
iulie-septembrie 2001„ploi roșii” au căzut în mod repetat în statul indian Kerala. Mai multe ipoteze cu privire la originea particulelor roșii au fost înaintate deodată: cineva le-a considerat praf roșu transportat de vântul din deșertul arab, cineva le-a recunoscut drept spori fungici sau alge oceanice. A fost prezentată o versiune a originii lor extraterestre. Potrivit oamenilor de știință, un total de aproximativ 50 de tone din această substanță ciudată au căzut pe pământ împreună cu precipitații.
În octombrie 2001 locuitorii din regiunile de sud-vest ale Suediei au căzut sub ploi anormale. După ploaie, pe suprafața pământului au rămas pete gri-gălbui. Experții suedezi, și în special un cercetător de la Centrul de Geoștiință Gothenburg Lars Fransen, au spus că vânturile puternice au „târât” praful de nisip roșu din Sahara, l-au ridicat la o înălțime de până la 5 mii de metri și apoi l-au turnat împreună cu ploaia în Suedia.
Vara 2002 ploaie verde s-a revărsat peste satul indian Sangranpur din apropierea orașului Kolkata. Autoritățile locale au anunțat că nu atac chimic nu a avut. Examinarea oamenilor de știință care au ajuns la fața locului a stabilit că norul verde nu este altceva decât polen din flori și mango conținut în excrementele de albine și nu reprezintă un pericol pentru oameni.
În 2003în Daghestan au scăzut precipitațiile sub formă de zăcăminte de sare. Mașini parcate sub cer deschis acoperit cu un strat de sare. Potrivit meteorologilor, motivul a fost un ciclon care a venit din regiunile Turcia și Iran. Ridicat vânt puternic particule mici nisip și praf din carierele dezvoltate de pe teritoriul Daghestanului amestecat cu praf de apă ridicat de la suprafața Mării Caspice. Amestecul a fost concentrat în nori care s-au mutat în regiunile de coastă ale Daghestanului, unde a căzut ploi neobișnuite.
Iarna 2004 zăpadă de culoare portocalie a căzut în estul Poloniei. În același timp, locuitorii Transcarpatiei l-au observat în satele Quiet și Gusinoe. Potrivit unei versiuni, cauza culorii portocalii a zăpezii au fost furtunile de nisip Arabia Saudită: boabe de nisip, culese de un vânt puternic, s-au acumulat în straturile superioare ale atmosferei și au căzut împreună cu zăpada în Transcarpatia.
19 aprilie 2005în raioanele Kantemirovsky și Kalacheevsky Regiunea Voronej a plouat roșu. Precipitațiile au lăsat o urmă neobișnuită pe acoperișurile caselor, câmpurilor, mașinilor agricole. Într-o probă de sol au fost găsite urme de ocru, un pigment natural pentru producția de vopsea. Conținea hidroxizi de fier și argilă. O investigație ulterioară a arătat că a avut loc o eliberare la fabrica de ocru din satul Zhuravka, care a dus la culoarea norilor de ploaie în roșu. Potrivit experților, precipitațiile nu au reprezentat un pericol pentru sănătatea oamenilor și a animalelor.
19 aprilie 2005 pe mai multe zone Teritoriul Stavropol cerul a căpătat o nuanță gălbuie și apoi a început să plouă, ale cărei picături erau incolore. După uscare, picăturile au fost lăsate pe mașini și pe haine închise la culoare. culoare bej care nu au fost spălate. Aceeași ploaie a căzut pe 22 aprilie la Orel. Analizele efectuate au arătat că sedimentele conţineau alcali, şi anume compuşi azotaţi. Precipitația a fost foarte concentrată.
aprilie 2005 de câteva zile, în Ucraina cădeau ploi portocalii - în regiunea Nikolaev și în Crimeea. Precipitațiile colorate au acoperit și regiunile Donețk, Dnepropetrovsk, Zaporojie, Herson în aceste zile. Meteorologii ucraineni au spus că culoarea portocalie a ploii a căpătat din cauza unui uragan de praf. Vântul a adus particule de praf din Africa de Nord.
februarie 2006 zăpadă cenușiu-galben a căzut pe teritoriul satului Sabo, situat la 80 km sud de orașul Okha, în nordul Sahalinului. Potrivit martorilor oculari, pe suprafața apei obținute prin topirea zăpezii suspecte s-au format pete uleioase de culoare gri-gălbuie și cu un miros ciudat neobișnuit. Experții consideră că precipitațiile neobișnuite ar putea fi consecințele activității unuia dintre vulcanii din Orientul Îndepărtat. Posibil, de vină este poluarea mediului prin produse ale industriei petrolului și gazelor. Motivul îngălbenirii zăpezii nu a fost stabilit cu exactitate.
24-26 februarie 2006în unele zone din Colorado (SUA) era zăpadă maro, aproape ca de culoarea ciocolatei. Zăpadă „de ciocolată” în Colorado – o consecință a unei secete îndelungate din vecina Arizona: există nori giganți de praf care se amestecă cu zăpada. Uneori, erupțiile vulcanice dau același rezultat.
martie 2006 zăpadă roz-crem a căzut în nordul regiunii Primorsky. Experții au explicat fenomenul neobișnuit prin faptul că ciclonul a trecut anterior prin teritoriul Mongoliei, unde furtuni puternice de praf au făcut furtuni la acea vreme, acoperind întinderi mari de teritorii deșertice. Particulele de praf au fost atrase în vortexul ciclonului și au colorat precipitația.
13 martie 2006 V Coreea de Sud, inclusiv Seul, a căzut zăpadă galbenă. Zăpada era galbenă pentru că conținea nisip galben adus din deserturile Chinei. Serviciul meteorologic al țării a avertizat că zăpada care conține nisip fin poate fi periculoasă pentru sistemul respirator.
7 noiembrie 2006în Krasnoyarsk, a căzut zăpadă ușoară cu ploaie verde. A mers aproximativ o jumătate de oră și, topit, s-a transformat într-un strat subțire de lut verzui. Oamenii expuși ploii verzi au avut lacrimi și dureri de cap.
31 ianuarie 2007în regiunea Omsk, pe o suprafață de aproximativ 1,5 mii de kilometri pătrați, a căzut zăpadă galben-portocalie cu un miros înțepător, acoperită cu pete uleioase. După ce a trecut prin întreaga regiune Irtysh, un val de precipitații galben-portocalii a prins pe margine și Regiunea Tomsk. Dar cea mai mare parte a zăpezii „acide” a căzut în districtele Tarsky, Kolosovsky, Znamensky, Sedelnikovsky și Tyukalinsky din regiunea Omsk. În zăpada colorată, norma de conținut de fier a fost depășită (conform datelor preliminare de laborator, concentrația de fier în zăpadă a fost de 1,2 mg per centimetru cub la doza maximă admisă de 0,3 mg). Potrivit lui Rospotrebnadzor, o astfel de concentrație de fier nu este periculoasă pentru viața și sănătatea umană. Precipitațiile anormale au fost studiate de laboratoarele din Omsk, Tomsk și Novosibirsk. La început s-a presupus că zăpada conținea substanța otrăvitoare heptil, care este o componentă a combustibilului pentru rachete. A doua versiune a apariției precipitațiilor galbene au fost emisiile întreprinderilor metalurgice din Urali. Cu toate acestea, experții din Tomsk și Novosibirsk au ajuns la aceeași concluzie ca și Omsk - culoarea neobișnuită a zăpezii se datorează prezenței prafului de lut-nisip, care ar putea ajunge în regiunea Omsk din Kazahstan. Nu au fost găsite substanțe toxice în zăpadă.
martie 2008 zăpadă galbenă a căzut în regiunea Arhangelsk. Experții au sugerat că culoarea galbenă a zăpezii se datorează factori naturali. Acest lucru se datorează conținutului ridicat de nisip care a intrat în nori ca urmare a furtunilor de praf și tornadelor care au avut loc în altă parte a planetei.
Să ne imaginăm următoarea situație:
Lucrezi într-un laborator și decizi să faci un experiment. Pentru a face acest lucru, ați deschis dulapul cu reactivi și brusc ați văzut imaginea următoare pe unul dintre rafturi. Două borcane cu reactivi li s-au dezlipit etichetele, care au fost lăsate în siguranță în apropiere. În același timp, nu se mai poate determina exact ce borcan corespunde cărei etichete, iar semnele externe ale substanțelor prin care s-ar putea distinge sunt aceleași.
În acest caz, problema poate fi rezolvată folosind așa-numitul reacții calitative.
Reacții calitative numite astfel de reacții care vă permit să distingeți o substanță de alta, precum și să aflați compoziția calitativă a substanțelor necunoscute.
De exemplu, se știe că cationii unor metale, atunci când sărurile lor sunt adăugate la flacăra arzătorului, o colorează într-o anumită culoare:
Această metodă poate funcționa numai dacă substanțele care trebuie distinse își schimbă culoarea flăcării în moduri diferite sau una dintre ele nu își schimbă deloc culoarea.
Dar, să zicem, după cum a vrut norocul, substanțele pe care le determinați nu colorează culoarea flăcării, sau o colorează în aceeași culoare.
În aceste cazuri, va fi necesar să se distingă substanțele folosind alți reactivi.
În ce caz putem distinge o substanță de alta cu ajutorul oricărui reactiv?
Există două opțiuni:
- O substanță reacționează cu reactivul adăugat, în timp ce cealaltă nu. În același timp, trebuie să se vadă clar că reacția uneia dintre substanțele inițiale cu reactivul adăugat a trecut cu adevărat, adică se observă un semn extern al acesteia - s-a format un precipitat, s-a eliberat un gaz, un a avut loc schimbarea culorii etc.
De exemplu, este imposibil să distingem apa de o soluție de hidroxid de sodiu folosind acid clorhidric, în ciuda faptului că alcaliile reacţionează perfect cu acizii:
NaOH + HCl \u003d NaCl + H2O
Acest lucru se datorează absenței vreunuia semne externe reactii. O soluție transparentă incoloră de acid clorhidric, atunci când este amestecată cu o soluție de hidroxid incolor, formează aceeași soluție transparentă:
Dar, pe de altă parte, apa poate fi distinsă de o soluție apoasă de alcali, de exemplu, folosind o soluție de clorură de magneziu - în această reacție se formează un precipitat alb:
2NaOH + MgCl 2 = Mg(OH) 2 ↓+ 2NaCl
2) Substanțele pot fi, de asemenea, distinse unele de altele dacă ambele reacţionează cu reactivul adăugat, dar fac acest lucru în moduri diferite.
De exemplu, o soluție de carbonat de sodiu poate fi distinsă de o soluție de azotat de argint folosind o soluție de acid clorhidric.
acidul clorhidric reacționează cu carbonatul de sodiu pentru a elibera un gaz incolor și inodor - dioxid de carbon (CO 2):
2HCl + Na 2 CO 3 \u003d 2NaCl + H 2 O + CO 2
iar cu nitrat de argint pentru a forma un precipitat alb de brânză AgCl
HCl + AgNO 3 \u003d HNO 3 + AgCl ↓
Tabelele de mai jos arată diverse opțiuni detectarea ionilor specifici:
Reacții calitative la cationi
| Cation | Reactiv | Semn de reacție |
| Ba 2+ | SO 4 2- | Ba 2+ + SO 4 2- \u003d BaSO 4 ↓ |
| Cu2+ | 1) Precipitarea culorii albastre: Cu 2+ + 2OH - \u003d Cu (OH) 2 ↓ 2) Precipitarea culorii negre: Cu 2+ + S 2- \u003d CuS ↓ |
|
| Pb 2+ | S2- | Precipitații de culoare neagră: Pb2+ + S2- = PbS↓ |
| Ag+ | Cl- | Precipitarea unui precipitat alb, insolubil în HNO3, dar solubil în amoniac NH3H2O: Ag + + Cl − → AgCl↓ |
| Fe2+ | 2) Hexacianoferrat de potasiu (III) (sare roșie din sânge) K 3 | 1) Precipitarea unui precipitat alb care devine verde în aer: Fe 2+ + 2OH - \u003d Fe (OH) 2 ↓ 2) Precipitarea unui precipitat albastru (turnbull blue): K + + Fe 2+ + 3- = KFe↓ |
| Fe3+ | 2) Hexacianoferrat de potasiu (II) (sare galbenă din sânge) K 4 3) Ion de rodanidă SCN − | 1) Precipitații de culoare maro: Fe 3+ + 3OH - \u003d Fe (OH) 3 ↓ 2) Precipitarea unui precipitat albastru (albastru prusac): K + + Fe 3+ + 4- = KFe↓ 3) Apariția colorației roșii intense (roșu sânge): Fe 3+ + 3SCN - = Fe(SCN) 3 |
| Al 3+ | Alcali (proprietăți amfotere ale hidroxidului) | Precipitarea unui precipitat alb de hidroxid de aluminiu atunci când se adaugă o cantitate mică de alcali: OH - + Al 3+ \u003d Al (OH) 3 și dizolvarea acesteia la adăugarea ulterioară: Al(OH)3 + NaOH = Na |
| NH4+ | OH − , încălzire | Emisia de gaz cu miros înțepător: NH 4 + + OH - \u003d NH 3 + H 2 O Hârtie de turnesol umedă albastră |
| H+ (mediu acid) | Indicatori: − turnesol − metil portocală | Colorare roșie |
Reacții calitative la anioni
| Anion | Impact sau reactiv | Semn de reacție. Ecuația reacției |
| SO 4 2- | Ba 2+ | Precipitarea unui precipitat alb, insolubil în acizi: Ba 2+ + SO 4 2- \u003d BaSO 4 ↓ |
| NUMARUL 3 - | 1) Se adaugă H2S04 (conc.) şi Cu, se încălzeşte 2) Un amestec de H2SO4 + FeSO4 | 1) Formarea soluției de culoare albastră conţinând ioni de Cu 2+, degajare de gaz brun (NO 2) 2) Apariția culorii sulfatului de fier nitrozo (II) 2+. Culoare violet spre maro (reacție inel maro) |
| PO 4 3- | Ag+ | Precipitarea unui precipitat galben deschis într-un mediu neutru: 3Ag + + PO 4 3- = Ag 3 PO 4 ↓ |
| CrO 4 2- | Ba 2+ | Precipitarea unui precipitat galben, insolubil în acid acetic, dar solubil în HCI: Ba 2+ + CrO 4 2- = BaCrO 4 ↓ |
| S2- | Pb 2+ | Precipitații negre: Pb2+ + S2- = PbS↓ |
| CO 3 2- | 1) Precipitarea unui precipitat alb, solubil în acizi: Ca 2+ + CO 3 2- \u003d CaCO 3 ↓ 2) Emisia unui gaz incolor ("fierbe"), care determină tulburarea apei de var: C032- + 2H + = C02 + H2O |
|
| CO2 | Apă de var Ca(OH) 2 | Precipitarea unui precipitat alb și dizolvarea acestuia la trecerea ulterioară a CO2: Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3↓ + H2O CaCO 3 + CO 2 + H 2 O \u003d Ca (HCO 3) 2 |
| SO 3 2- | H+ | Degajare de gaz SO 2 cu miros înțepător caracteristic (SO 2): 2H + + SO 3 2- \u003d H 2 O + SO 2 |
| F- | Ca2+ | Precipitarea unui precipitat alb: Ca 2+ + 2F - = CaF 2 ↓ |
| Cl- | Ag+ | Precipitarea unui precipitat alb de brânză, insolubil în HNO 3 dar solubil în NH 3 H 2 O (conc.): Ag + + Cl - = AgCl↓ AgCI + 2(NH3H2O) =)
Ar putea fi util să citiți:
|