Кольорові дощі. Хімія кольору якісних реакцій Хімічні опади та їх кольори таблиця
Майже всі сполуки хрому та його розчини інтенсивно пофарбовані. Маючи безбарвний розчин або білий осад, ми можемо з великою ймовірністю зробити висновок про відсутність хрому. З'єднання шестивалентного хрому найчастіше забарвлені в жовтий або червоний колір, а для тривалентного хрому характерні зелені тони. Але хром схильний ще й до утворення комплексних сполук, а вони вже пофарбовані в самі різні кольори. Запам'ятаємо: всі сполуки хрому є отруйними.
Біхромат калію До 2 Сr 2 Про 7 - мабуть, відоме з сполук хрому і отримати його всього легше. Красивий червоно- жовтий колірсвідчить про наявність шестивалентного хрому. Проведемо з ним або дуже схожим на нього біхроматом натрію кілька дослідів.
Сильно нагріємо в полум'ї бунзенівського пальника на порцеляновому черепку (шматочку тигля) таку кількість біхромату калію, що поміститься на кінчику ножа. Сіль не виділить кристалізаційної води, а розплавиться за нормальної температури близько 400 °З утворенням темної рідини. Прогріємо її ще кілька хвилин на сильному полум'ї. Після охолодження на черепку утворюється зелений осад. Частина його розчинний у воді (вона набуде жовтого кольору), а іншу частину залишимо на черепці. Сіль при нагріванні розклалася, в результаті утворився розчинний жовтий хромат калію К 2 СrО 4 зелений оксид хрому (III) і кисень:
2К 2 Сr 2 O 7 → 2К 2 СrO 4 + Сr 2 O 3 + 3/2O 2
Завдяки своїй схильності до виділення кисню біхромат калію є сильним окислювачем. Його суміші з вугіллям, цукром або сіркою енергійно спалахують при зіткненні з полум'ям пальника, але не дають вибуху; після згоряння утворюється об'ємистий зелений шар - завдяки присутності оксиду хрому (Ш)-золи.
Обережно! Спалювати не більше 3-5 г на порцеляновому черепку, інакше гарячий розплав може почати розбризкуватися. Тримати відстань та надіти захисні окуляри!
Зіскребемо золу, відмиємо її водою від хромату калію і висушимо оксид хрому, що залишився. Приготуємо суміш, що складається з рівних частин калійної селітри (нітрату калію) та кальцинованої соди, додамо її до оксиду хрому у співвідношенні 1:3 та розплавимо отриманий склад на черепці або на магнезієвій паличці. Розчинивши остиглий розплав у воді, отримаємо жовтий розчин, що містить хромат натрію. Таким чином, розплавлена селітра окислила тривалентний хром до шестивалентного. За допомогою сплаву з содою та селітрою можна перевести всі сполуки хрому в хромати.
Для наступного досвіду розчинний 3 г порошкоподібного біхромату калію 50 мл води. До однієї частини розчину додамо трохи карбонату калію (поташу). Він розчиниться з виділенням СО2, а фарбування розчину стане світло-жовтим. З біхромату калію утворюється хромат. Якщо тепер по порціях додати 50% розчин сірчаної кислоти (Обережно!), то знову з'явиться червоно-жовте забарвлення біхромату.
Наллємо в пробірку 5 мл розчину біхромату калію, прокип'ятимо з 3 мл концентрованої соляної кислоти під тягою або на свіжому повітрі. З розчину виділяється жовто-зелений отруйний газоподібний хлор, тому що хромат окислить НСl до хлору та води. Сам хромат перетвориться на зелений хлорид тривалентного хрому. Його можна виділити випарюванням розчину, а потім, сплавивши з содою та селітрою, перевести в хромат.
В іншій пробірці обережно додамо до біхромату калію (у кількості, що міститься на кінчику ножа) 1-2 мл концентрованої сірчаної кислоти. (Обережно! Суміш може розбризкуватися! Одягнути захисні окуляри!) Суміш сильно нагріємо, в результаті виділиться коричнево-жовтий оксид шестивалентного хрому СrОз, який погано розчиняється в кислотах і добре у воді. Це ангідрид хромової кислоти, проте іноді його називають хромовою кислотою. Він є найсильнішим окислювачем. Суміш його із сірчаною кислотою (хромова суміш) використовується для знежирення, так як жири та інші важко усувні забруднення переводяться в розчинні сполуки.
Увага! Працювати із хромовою сумішшю треба надзвичайно обережно! При розбризкуванні вона може спричинити важкі опіки! Тому в наших експериментах відмовимося від застосування її як засіб для очищення.
Нарешті розглянемо реакції виявлення шестивалентного хрому. Помістимо в пробірку кілька крапель розчину біхромату калію, розбавимо водою і проведемо наступні реакції.
При додаванні розчину нітрату свинцю (Обережно! Отрута!) випадає жовтий хромат свинцю (хромовий жовтий); при взаємодії з розчином нітрату срібла утворюється червоно-коричневий осад хромату срібла.
Додамо пероксид водню (правильно зберігається) і підкислити розчин сірчаною кислотою. Розчин набуде глибокий синій колір завдяки утворенню пероксиду хрому. Пероксид при збовтуванні з деякою кількістю ефіру (Обережно! Небезпека займання!) перейде в органічний розчинник і забарвить його у блакитний колір.
Остання реакція специфічна для хрому та дуже чутлива. З її допомогою можна виявити хром у металах та сплавах. Насамперед необхідно розчинити метал. Але, наприклад, азотна кислота не руйнує хром, як ми можемо легко переконатися, використовуючи шматочки пошкодженого хромового покриття. При тривалому кип'ятінні з 30%-ною сірчаною кислотою (можна додати соляну кислоту) хром і багато хромовмісних сталі частково розчиняються. Отриманий розчин містить сульфат хрому (ІІІ). Щоб можна було провести реакцію виявлення, спочатку нейтралізуємо його їдким натром. В осад випаде сіро-зелений гідроксид хрому (III), який розчиниться надлишком NaOH і утворює зелений хроміт натрію.
Профільтруємо розчин і додамо 30% пероксид водню (Обережно! Отрута!). При нагріванні розчин забарвиться у жовтий колір, оскільки хроміт окислиться до хромату. Підкислення призведе до появи блакитного забарвлення розчину. Забарвлене з'єднання можна екстрагувати, струшуючи з ефіром. Замість описаного вище способу можна тонке тирсу металевої проби сплавити з содою і селітрою, промити і відфільтрований розчин випробувати пероксидом водню і сірчаною кислотою.
Нарешті проведемо пробу з перлом. Сліди з'єднання хрому дають з бурою яскраве зелене забарвлення.
Річка Памбак в Лорійській області на півночі Вірменії набула червоного відтінку, взяті проби води для проведення експертизи.
У квітні 1999 рокупісля натовських бомбардувань Югославії та руйнування нафтохімічних підприємств над містечком Панчеве пройшов отруйний "чорний дощ", що містить величезну кількість шкідливих для життя людини важких металів та органічних сполук. Серйозного забруднення зазнали грунт і ґрунтові води, які виявилися заражені етиленом та хлором. Величезна кількість нафти, нафтопродуктів, аміаку та амінокислот потрапила до Дунаю.
У червні-липні 2000 рокуу деяких районах Дагестану та Північної Осетії, зокрема, у місті Владикавказі, пройшли "кольорові дощі" В результаті аналізів проб води виявився підвищений вміст хімічних елементів. Вони перевищували гранично допустимі концентрації кобальту (більш ніж чотири рази) і цинку (більш ніж 434 разу). Лабораторні дослідження підтвердили, що склад забрудненого дощу був ідентичним. хімічного складупроб, взятих на території ВАТ "Електроцинк", яке порушило нормативи гранично допустимих викидів в атмосферу, затверджених Міністерством охорони навколишнього середовища.
У 2000 та 2002 роках"іржаві" опади випадали в Алтайському краї та республіці Алтай. Погодна аномалія обумовлена сильними викидами продуктів горіння на Усть-Каменогорському металургійному комбінаті.
У липні-вересні 2001 року"червоні дощі" неодноразово випадали в індійському штаті Керала. Було висунуто відразу кілька гіпотез походження червоних частинок: хтось порахував їх червоним пилом, перенесеним вітром з Аравійської пустелі, хтось визнав у них грибкові суперечки чи океанічні водорості. Було висунуто версію їх позаземного походження. За розрахунками вчених, всього на землю разом із опадами випало загалом близько 50 тонн цієї дивної субстанції.
У жовтні 2001 рокупотрапили під аномальний дощ жителі південно-західних регіонів Швеції. Після дощу на поверхні землі залишилися сіро-жовті розлучення. Шведські експерти, і зокрема дослідник з Гетеборгського наукового геоцентру Ларс Франсен, заявили, що сильні вітри "втягнули" червоний піщаний пил із Сахари, підняли його на висоту до 5 тисяч метрів і потім вилили його разом із дощем у Швеції.
Влітку 2002 рокузелений дощ пролився над індійським селом Сангранпур поблизу міста Калькутта. Місцева влада оголосила, що жодної хімічної атакине було. Експертиза вчених, які прибули на місце, визначила, що зелена хмара є не що інше, як пилок квітів і манго, що міститься в бджолиних екскрементах, і небезпеки для людини не становить.
У 2003 роціу Дагестані випали опади у вигляді сольових відкладень. Автомашини, що стояли під просто неба, вкриті шаром солі. За даними метеорологів, причиною цього став циклон, який прийшов із районів Туреччини та Ірану. Підняті сильним вітром дрібні частинкипіску і пилу з кар'єрів на території Дагестану змішалися з водяним пилом, піднятим з поверхні Каспійського моря. Суміш сконцентрувалася у хмарах, що перемістилися до приморських районів Дагестану, де й випадав незвичайний дощ.
Взимку 2004 рокусніг помаранчевого кольору випав на сході Польщі. Тоді ж його спостерігали жителі Закарпаття у селах Тихе та Гусине. За однією з версій, причиною помаранчевого забарвлення снігу стали піщані бурі. Саудівської Аравії: піщинки, підхоплені сильним вітром, скупчилися у верхніх шарах атмосфери та випали разом зі снігом у Закарпатті.
19 квітня 2005 рокуу Кантемирівському та Калачіївському районах Воронезькій областівипав дощ рудого кольору. Опади залишили незвичайний слід на дахах будинків, полях, сільськогосподарській техніці. У пробі грунту було виявлено сліди охри - природного пігменту виробництва фарби. Вона містила гідроксиди заліза і глини. Подальше розслідування показало, що на заводі з виробництва охри у селищі Журавка стався викид, який і призвів до фарбування дощових хмар у рудий колір. На думку фахівців, небезпеки для здоров'я людей і тварин опади, що випали, не становили.
19 квітня 2005 рокунад кількома районами Ставропольського краюнебо набуло жовтуватого відтінку, а потім пішов дощ, краплі якого були безбарвними. Після висихання краплі залишали на машинах та на темному одязі. бежевого кольору, які потім не змивалися. Такий самий дощ пройшов 22 квітня у Орлі. Проведені аналізи показали, що в опадах містився луг, а саме азотисті сполуки. Опади були дуже концентровані.
У квітні 2005 рокупротягом кількох днів помаранчеві дощі йшли в Україні - в Миколаївській області та в Криму. Кольорові опади в ці дні покрили також Донецьку, Дніпропетровську, Запорізьку, Херсонську області. Українські синоптики заявили, що помаранчевий колір набув дощу внаслідок пилового урагану. Вітер приніс частки пилу з Північної Африки.
У лютому 2006 рокусніг сіро-жовтого кольору випав на території села Сабо, розташованого за 80 км південніше міста Оха на півночі Сахаліну. За свідченням очевидців, на поверхні води, що виходила при розтоплюванні підозрілого снігу, утворювалися маслянисті плями сіро-жовтого кольору та з незвичайним дивним запахом. Фахівці вважають, що незвичайні опади могли стати наслідками діяльності одного з далекосхідних вулканів. Можливо, у всьому виною забруднення навколишнього середовища продуктами нафтової та газової промисловості. Причину пожовтіння снігу точно не встановили.
24-26 лютого 2006 рокуу деяких районах штату Колорадо (США) йшов коричневий сніг, за кольором – майже як шоколад. «Шоколадний» сніг у Колорадо – наслідок тривалої посухи в сусідній Аризоні: там виникають гігантські хмари пилу, що поєднується зі снігом. Іноді такий самий результат дають виверження вулканів.
У березні 2006 рокуна півночі Приморського краю випав сніг кремово-рожевого кольору. Фахівці пояснили незвичайне явищетим, що циклон раніше проходив територією Монголії, де в цей час вирували сильні курні бурі, що охопили великі простори пустельних територій. Частинки пилу були залучені у вихор циклону та пофарбували опади.
13 березня 2006 рокув Південній Кореї, включаючи Сеул, випав жовтий сніг. Сніг був жовтим через утримання в ньому жовтого піску, занесених з пустель Китаю. Метеорологічна служба країни попередила, що сніг із вмістом дрібного піску може бути небезпечним для органів дихання.
7 листопада 2006 рокуу Красноярську випав дрібний сніг із дощем зеленого кольору. Він ішов близько півгодини і, підтанув, перетворювався на тонкий шар зеленої глини. У людей, які потрапили під зелений дощ, спостерігалася сльозотеча та головний біль.
31 січня 2007 рокув Омській області на площі близько 1,5 тис. квадратних кілометрів випав жовто-жовтогарячий сніг з їдким запахом, вкритий маслянистими плямами. Пройшовши через усі Прііртишш, шлейф жовто-жовтогарячих опадів зачепив по краю і Томська область. Але основна частина «кислотного» снігу випала у Тарському, Колосівському, Знам'янському, Седельниковському та Тюкалинському районах Омської області. У кольоровому снігу було перевищено норму вмісту заліза (за попередніми лабораторними даними, концентрація заліза у снігу становила 1,2 мг на кубічний сантиметрпри гранично допустимій нормі 0,3 мг). За даними Росспоживнагляду, така концентрація заліза не є небезпечною для життя і здоров'я людей. Дослідженням аномальних опадів займалися лабораторії в Омську, Томську та Новосибірську. Спочатку передбачалося, що сніг містить отруйну речовину гептил, що є компонентом ракетного палива. Другою версією появи жовтих опадів стали викиди металургійних підприємств Уралу. Проте томські та новосибірські експерти дійшли того ж висновку, що й омські - незвичайний колір снігу обумовлений наявністю глиняно-піщаного пилу, який міг потрапити до Омської області з Казахстану. Жодних токсичних речовин у снігу не було знайдено.
У березні 2008 рокуна Архангельській області випав сніг жовтого кольору. Фахівці припустили, що жовтий колір снігу пояснюється природними факторами. Це викликано високим вмістом піску, який потрапив у хмари в результаті запорошених бур і смерчу, що сталися в інших місцях планети.
Уявімо таку ситуацію:
Ви працюєте в лабораторії та вирішили провести якийсь експеримент. Для цього ви відкрили шафу з реактивами та несподівано побачили на одній із полиць наступну картину. У двох баночок із реактивами відклеїлися етикетки, які благополучно залишилися лежати неподалік. При цьому встановити точно якій банку відповідає якась етикетка вже неможливо, а зовнішні ознаки речовин, за якими їх можна було б розрізнити, однакові.
У такому разі проблема може бути вирішена з використанням, так званих, якісних реакцій.
Якісними реакціяминазивають такі реакції, які дозволяють відрізнити одні речовини від інших, а також дізнатися про якісний склад невідомих речовин.
Наприклад, відомо, що катіони деяких металів при внесенні їх солей у полум'я пальника фарбують його у певний колір:
Даний метод може спрацювати тільки в тому випадку, якщо речовини, що розрізняються, по-різному змінюють колір полум'я, або ж одна з них не змінює колір зовсім.
Але, припустимо, як на зло, вам зумовлені речовини колір полум'я не фарбують, або фарбують його в той самий колір.
У цих випадках доведеться відрізняти речовини із застосуванням інших реагентів.
У якому випадку ми можемо відрізнити одну речовину від іншої за допомогою реагенту?
Можливі два варіанти:
- Одна речовина реагує з доданим реагентом, а друга ні. При цьому обов'язково має бути ясно видно, що реакція однієї з вихідних речовин з доданим реагентом дійсно пройшла, тобто спостерігається якась її зовнішня ознака — випадав осад, виділився газ, відбулася зміна кольору тощо.
Наприклад, не можна відрізнити воду від розчину гідроксиду натрію за допомогою соляної кислоти, незважаючи на те, що луги з кислотами чудово реагують:
NaOH + HCl = NaCl + H 2 O
Пов'язано це з відсутністю будь-яких зовнішніх ознакреакції. Прозорий безбарвний розчин соляної кислоти при змішуванні з безбарвним розчином гідроксиду утворює такий же прозорий розчин:
Але зате, можна воду від водного розчинулуги можна розрізнити, наприклад, за допомогою розчину хлориду магнію – у цій реакції випадає білий осад:
2NaOH + MgCl 2 = Mg(OH) 2 ↓+ 2NaCl
2) також речовини можна відрізнити один від одного, якщо вони обидва реагують з реагентом, що додається, але роблять це по-різному.
Наприклад, розрізнити розчин карбонату натрію від розчину срібла нітрату можна за допомогою розчину соляної кислоти.
з карбонатом натрію соляна кислота реагує з виділенням безбарвного газу без запаху - вуглекислого газу (2):
2HCl + Na 2 CO 3 = 2NaCl + H 2 O + CO 2
а з нітратом срібла з утворенням білого сирного осаду AgCl
HCl + AgNO 3 = HNO 3 + AgCl↓
Нижче в таблицях представлені різні варіантивиявлення конкретних іонів:
Якісні реакції на катіони
| Катіон | Реактив | Ознака реакції |
| Ba 2+ | SO 4 2- | Ba 2+ + SO 4 2- = BaSO 4 ↓ |
| Cu 2+ | 1) Випадання осаду блакитного кольору: Cu 2+ + 2OH − = Cu(OH) 2 ↓ 2) Випадання осаду чорного кольору: Cu 2+ + S 2- = CuS↓ |
|
| Pb 2+ | S 2- | Випадання осаду чорного кольору: Pb 2+ + S 2- = PbS↓ |
| Ag + | Cl − | Випадання білого осаду, не розчинного в HNO 3 але розчинного в аміаку NH 3 ·H 2 O: Ag + + Cl − → AgCl↓ |
| Fe 2+ | 2) Гексаціаноферрат (III) калію (червона кров'яна сіль) K 3 | 1) Випадання білого осаду, що зеленіє на повітрі: Fe 2+ + 2OH − = Fe(OH) 2 ↓ 2) Випадання синього осаду (турнбулева синь): K + + Fe 2+ + 3- = KFe↓ |
| Fe 3+ | 2) Гексаціаноферрат (II) калію (жовта кров'яна сіль) K 4 3) Роданід-іон SCN − | 1) Випадання осаду бурого кольору: Fe 3+ + 3OH − = Fe(OH) 3 ↓ 2) Випадання синього осаду (берлінська блакить): K + + Fe 3+ + 4- = KFe↓ 3) Поява інтенсивно-червоного (кроваво-червоного) фарбування: Fe 3+ + 3SCN − = Fe(SCN) 3 |
| Al 3+ | Луг (амфотерні властивості гідроксиду) | Випадання білого осаду гідроксиду алюмінію при приливанні невеликої кількості лугу: OH − + Al 3+ = Al(OH) 3 та його розчинення при подальшому приливанні: Al(OH) 3 + NaOH = Na |
| NH 4+ | OH − , нагрівання | Виділення газу з різким запахом: NH 4 + + OH − = NH 3 + H 2 O Посинення вологого лакмусового папірця |
| H+ (кисле середовище) | Індикатори: − лакмус − метиловий помаранчевий | Червоне фарбування |
Якісні реакції на аніони
| Аніон | Вплив або реактив | Ознака реакції. Рівняння реакції |
| SO 4 2- | Ba 2+ | Випадання білого осаду, що не розчиняється в кислотах: Ba 2+ + SO 4 2- = BaSO 4 ↓ |
| NO 3 − | 1) Додати H 2 SO 4 (конц.) та Cu, нагріти 2) Суміш H 2 SO 4 + FeSO 4 | 1) Утворення розчину синього кольору, що містить іони Cu 2+ виділення газу бурого кольору (NO 2) 2) Виникнення забарвлення сульфату нітрозо-заліза (II) 2+. Забарвлення від фіолетового до коричневого (реакція «бурого кільця») |
| PO 4 3- | Ag + | Випадання світло-жовтого осаду в нейтральному середовищі: 3Ag + + PO 4 3- = Ag 3 PO 4 ↓ |
| CrO 4 2- | Ba 2+ | Випадання жовтого осаду, не розчинного в оцтовій кислоті, але розчинного в HCl: Ba 2+ + CrO 4 2- = BaCrO 4 ↓ |
| S 2- | Pb 2+ | Випадання чорного осаду: Pb 2+ + S 2- = PbS↓ |
| CO 3 2- | 1) Випадання білого осаду, розчинного у кислотах: Ca 2+ + CO 3 2- = CaCO 3 ↓ 2) Виділення безбарвного газу («закипання»), що викликає помутніння вапняної води: CO 3 2- + 2H + = CO 2 + H 2 O |
|
| CO 2 | Вапняна вода Ca(OH) 2 | Випадання білого осаду та його розчинення при подальшому пропусканні CO2: Ca(OH) 2 + CO 2 = CaCO 3 ↓ + H 2 O CaCO 3 + CO 2 + H 2 O = Ca(HCO 3) 2 |
| SO 3 2- | H+ | Виділення газу SO 2 з характерним різким запахом (SO 2): 2H + + SO 3 2- = H 2 O + SO 2 |
| F − | Ca 2+ | Випадання білого осаду: Ca 2+ + 2F − = CaF 2 ↓ |
| Cl − | Ag + | Випадання білого сирного осаду, не розчинного в HNO 3 але розчинного в NH 3 ·H 2 O (конц.) : Ag + + Cl − = AgCl↓ AgCl + 2(NH 3 ·H 2 O) = )
Можливо, буде корисно почитати:
|