Padavine i njihova hemija boja. Obojene naslage sa hromom. Kvalitativne reakcije na anjone

Dom

proučavanju kvalitativnih reakcija.

  • Kompetencije učenika koje se razvijaju:
  • sposobnost analiziranja fenomena okolnog svijeta u hemijskom smislu;
  • sposobnost objašnjavanja kemijskih pojava povezanih s pojavom boje u otopinama;
  • spremnost za samostalan rad sa informacijama;

Spremnost za interakciju sa kolegama i govor pred publikom."Svako živo biće teži boji."

V. Goethe

Ažuriranje znanja U prethodnim lekcijama proučavali smo svojstva anorganskih i organskih tvari, često koristeći kvalitativne reakcije koje bojom, mirisom ili sedimentom ukazuju na prisutnost određene tvari. Ukrštenica koja vam se nudi sastoji se od imena hemijski elementi

imaju razlike u boji

Rješenje križaljke:

okomito:

1) Supstanca koja boji plamen ljubičasto (kalijum).

2) Najlakši metal srebrne boje (litijum).

Horizontalno:

3) Naziv ovog elementa je "zelena grana" (talij)

4) Metal koji boji staklo u plavo (niobijum)

5) Ime metala znači nebesko plavo (cezijum)

6) Ljubičaste pare ove supstance prvi je dobio Courtois zahvaljujući svojoj mački (jod).

Motivacija za aktivnosti učenja.

Napominjemo da se rješenje ukrštenice odnosilo na boju tvari. Ali ne samo hemikalije, već je i svijet oko nas šaren.

"Svako živo biće teži boji." Ove riječi velikog genija poezije istinski odražavaju posebnost emocija koje ova ili ona boja izaziva u nama. Sagledavamo ga asocijativno, tj. evociramo u sjećanju nešto poznato i poznato. Percepciju boje prate određene emocije. (Demonstracija slika umjetnika).

  • Učenici odgovaraju na pitanja o emocijama na osnovu percepcije boja.
  • Plava boja budi smirenost, prijatna je i povećava ocjenu samopotvrđivanja.
  • Zelena je boja zelenog bilja, raspoloženje mira i spokoja.
  • Žuta je duh sreće, zabave, povezana sa suncem.
  • Crvena je boja aktivnosti, akcije, želite postići rezultate.

Crna - izaziva tugu i iritaciju. Zašto svet oko nas

Danas pokušavamo pronaći odgovor na pitanje "Šta je boja?" sa stanovišta hemije.

Tema lekcije je "Hemija boje kvalitativnih reakcija".

Definicija faktora boje

Razmislite hemijska esencija boje su nemoguće bez znanja fizička svojstva vidljivo svetlo. Bez svjetla nema bojenja predmeta, sve izgleda mračno. Svetlost je elektromagnetski talas. Koliko radosti duga na nebu donosi i djeci i odraslima, međutim, pojavljuje se samo ako se sunčevi zraci reflektiraju u kapljicama vode i vrate ljudskom oku u višebojnom spektru. Dugujemo velikom engleskom fizičaru Isaaku Njutnu da je objasnio ovaj fenomen: bijela boja je kombinacija zraka različitih boja. Svaka talasna dužina odgovara određenoj energiji koju ti talasi nose. Boja bilo koje supstance određena je talasnom dužinom čija energija prevladava u datom zračenju. Boja neba zavisi od toga koliko sunčeve svetlosti dopire do naših očiju. Zraci kratke talasne dužine (plave) se odbijaju od molekula vazduha i raspršuju. Naše oko ih opaža i određuje boju neba - plavo, cijan (tabela 1.)

Tabela 1 - Boja supstanci koje imaju jednu apsorpcionu traku u vidljivom dijelu spektra.

Ista stvar se dešava u slučaju obojenih supstanci. Ako tvar reflektira zrake određene valne dužine, tada je obojena. Ako se energija svjetlosnih valova u cijelom spektru apsorbira ili reflektira podjednako, supstanca izgleda crno ili bijelo. Iz časova biologije znate da ljudsko oko sadrži optički sistem: sočivo i staklasto tijelo. Retina oka sadrži elemente osjetljive na svjetlost: čunjeve i štapiće. Zahvaljujući čunjevima razlikujemo boje.

Dakle, ono što nazivamo bojom rezultat je dvije fizičke i kemijske pojave: interakcije svjetlosti s molekulima tvari i utjecaja valova koji dolaze iz tvari na mrežnicu očiju.

1 faktor u formiranju boje je svjetlost.

Razmotrimo primjere sljedećeg faktora - strukture tvari.

Metali imaju kristalnu strukturu imaju uređenu strukturu atoma i elektrona. Boja je povezana s mobilnošću elektrona. Kada su metali osvetljeni, refleksija dominira i njihova boja zavisi od talasne dužine koju reflektuju. (Demonstracija zbirke metala). Bijeli sjaj nastaje zbog ujednačene refleksije gotovo cijelog skupa vidljivih zraka. Ovo je boja aluminijuma i cinka. Zlato ima crvenkast- žuta, jer upija plave, plave i ljubičaste zrake. Bakar takođe ima crvenkastu boju. Magnezijum u prahu je crne boje, što znači da ova supstanca apsorbuje čitav spektar zraka.

Pogledajmo kako se boja tvari mijenja ovisno o stanju njene strukture na primjeru sumpora.

Demonstracija video filma "Hemijski elementi".

Zaključujemo: sumpor u kristalnom stanju je žut, a u amorfnom je crn, tj. u ovom slučaju, faktor boje je struktura supstance.

Šta se dešava sa bojom supstanci kada se struktura uništi, na primer, tokom disocijacije molekula soli, ako su ti rastvori obojeni.

CuS0 4 (plava) Cu 2+ + SO 4 2-

NiS0 4 (zeleno) Ni 2+ + SO 4 2-

CuCI 2 (plava) Cu 2+ + 2CI -

FeCI 3 (žuta) Fe 3+ +3CI -

Ove otopine sadrže iste anione, ali različiti kationi daju boju.

Sljedeća rješenja imaju isti kation, ali različite anione, što znači da su anioni odgovorni za boju:

K 2 Cr 2 O 7 (narandžasta) 2K + +Cz 2 O 4 2-

K 2 Cr0 4 (žuta) 2K + + Cz0 4 2-

KMnO 4 (ljubičasta) K + + Mn04 -

Treći faktor u pojavi boje je jonsko stanje tvari.

Boja takođe zavisi od okruženja oko obojenih čestica. Kationi i anioni u rastvoru su okruženi omotačem rastvarača, što utiče na jone.

Hajde da izvedemo sledeći eksperiment. Postoji rastvor soka od cvekle (boja maline). U ovu otopinu dodajte sljedeće tvari:

  1. iskustvo. Rastvor soka cvekle i sirćetne kiseline
  2. iskustvo. Rastvor soka cvekle i rastvor NH 4 0H
  3. iskustvo. Rastvor soka od cvekle i voda.

U eksperimentu 1, kisela sredina dovodi do promjene boje u ljubičastu, u eksperimentu 2, alkalna sredina mijenja boju cvekle u plavu, a dodavanje vode (neutralno okruženje) ne uzrokuje promjenu boje.

Poznati indikator za određivanje alkalne sredine je fenolftalein, koji mijenja boju alkalnih otopina u grimiznu.

Eksperiment se izvodi:

NaOH + fenolftalein -> grimizna boja

Zaključujemo: četvrti faktor promjene boje je okruženje.

Razmotrimo slučaj kada je atom jednog elementa okružen različitim kompleksima.

Izvodi se eksperiment: kvalitativna reakcija na ion Fe 3+:

FeCl 3 + KCNS -> crvena boja

FeCl 3 + K 4 (Fe(CN) 6) -> p-p tamnoplava

Istorijska činjenica je povezana sa promjenom boje jona željeza kada je okružen kalijum tiocijanatom.

Studentske poruke.

Godine 1720. politički protivnici Petra I iz sveštenstva organizovali su "čudo" u jednoj od peterburških katedrala - ikona Majke Božije počela je da lije suze, što je komentarisano kao znak njenog neodobravanja Petrovih reformi. . Petar I je pažljivo pregledao ikonu i primetio nešto sumnjivo: pronašao je male rupe u očima ikone. Pronašao je i izvor suza: to je bio sunđer natopljen rastvorom gvožđa rodanijuma, koji ima krvavocrvenu boju. Uteg je ravnomerno pritiskao sunđer, istiskivajući kapi kroz rupu na ikoni. "Ovo je izvor divnih suza", rekao je suveren.

Sprovodimo eksperiment.

Na papir ćemo napisati riječi otopinama CuS0 4 (plavo) i FeSI 3 (žuto), a zatim ćemo list tretirati žutom krvnom soli K 4 (Fe(CN) 6). Riječ CuSO 4 (plava) postaje crvena, a riječ FeCI 3 (žuta) postaje plavo-zelena. Nema promjene u oksidacijskom stanju metala, samo se promijenila okolina:

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

5. faktor boje - okruženje jona kompleksima.

Zaključak.

Identificirali smo glavne faktore koji utječu na izgled boje tvari.

Shvatili smo da je boja rezultat toga što supstanca upija određeni dio vidljivog spektra sunčeve svjetlosti.

Kvalitativna reakcija je posebna reakcija koja detektuje ione ili molekule po boji.

Poruke učenika na temu “Boja služi ljudima.”

Životinjska krv i lišće imaju slične strukture, ali krv sadrži ione željeza - Fe, a biljke - Mg. Ovo daje boje: crvenu i zelenu. Inače, izreka "plava krv" važi za dubokomorske životinje čija krv sadrži vanadijum umesto gvožđa. Takođe, imaju i alge koje rastu na mestima gde ima malo kiseonika plava.

Biljke sa hlorofilom su u stanju da formiraju organomagnezijumske supstance i koriste svetlosnu energiju. Boja fotosintetskih biljaka je zelena.

Hemoglobin u krvi, koji sadrži gvožđe, služi za transport kiseonika u telu. Hemoglobin sa kiseonikom daje krvi jarko crvenu boju, ali bez kiseonika daje krvi tamnu boju.

Boje i boje koriste umjetnici, dekorateri i tekstilni radnici. Harmonija boja sastavni je dio umjetnosti “dizajna”. Najstarije boje bile su ugalj, kreda, glina, cinober i neke soli kao što je bakar acetat (verdigris).

Fosforne boje se koriste za putokaze i reklame, čamce za spašavanje.

U svrhu izbjeljivanja, u praškove za pranje se dodaju tvari koje tkanini daju plavkastu fluorescenciju.

Površina svega metalni predmeti pod uticajem okruženje je uništena. Najefikasnija zaštita im je obojenim pigmentima: aluminijumski prah, cinkova prašina, crveno olovo, hrom oksid.

Refleksija.

1. Koji faktori uzrokuju boju u hemikalijama?

2. Koje se supstance mogu odrediti kvalitativnim reakcijama na osnovu promjena boje?

3. Koji faktori određuju boju soli kalijuma i bakra?

Priroda, čiji su dio hemikalije, okružuje nas misterijama, a pokušaj njihovog rješavanja jedna je od najvećih životnih radosti.

Danas smo pokušali da priđemo istini o "hemiji boja" s jedne strane, a možda će vam se i druga otvoriti. Najvažnije je da je svijet boja poznat.

Čovek je rođen
Stvoriti, usuditi se - i ništa drugo,
Da ostavim dobar trag u zivotu,
I riješiti sve teške probleme.
Za šta? Potražite svoj odgovor!

Domaći.

Navedite primjere kvalitativnih reakcija na ione željeza promjenom boje.

Zamislimo ovu situaciju:

Radite u laboratoriji i odlučili ste provesti eksperiment. Da biste to učinili, otvorili ste ormarić s reagensima i odjednom na jednoj od polica ugledali sljedeću sliku. Dve tegle reagensa su oguljene i bezbedno su ostale ležati u blizini. Istovremeno, više nije moguće točno odrediti koja tegla odgovara kojoj etiketi, a vanjski znakovi tvari po kojima se mogu razlikovati su isti.

U ovom slučaju problem se može riješiti korištenjem tzv kvalitativne reakcije.

Kvalitativne reakcije To su reakcije koje omogućavaju razlikovanje jedne tvari od druge, kao i otkrivanje kvalitativnog sastava nepoznatih tvari.

Na primjer, poznato je da kationi nekih metala, kada se njihove soli dodaju plamenu plamenika, oboje ga u određenu boju:

Ova metoda može funkcionirati samo ako tvari koje se razlikuju mijenjaju boju plamena drugačije, ili jedna od njih uopće ne mijenja boju.

Ali, recimo, na sreću, supstance koje se određuju ne boje plamen, niti ga boje istom bojom.

U tim slučajevima bit će potrebno razlikovati tvari pomoću drugih reagensa.

U kom slučaju možemo razlikovati jednu tvar od druge pomoću bilo kojeg reagensa?

Postoje dvije opcije:

  • Jedna supstanca reaguje sa dodatim reagensom, ali druga ne. U ovom slučaju mora biti jasno vidljivo da se reakcija jedne od polaznih tvari s dodanim reagensom zaista dogodila, odnosno da se uočava neki njen vanjski znak - nastao je talog, oslobođen je plin, došlo je do promjene boje , itd.

Na primjer, nemoguće je razlikovati vodu od otopine natrijevog hidroksida pomoću klorovodične kiseline, unatoč činjenici da alkalije dobro reagiraju s kiselinama:

NaOH + HCl = NaCl + H2O

To je zbog nedostatka bilo kakvog spoljni znaci reakcije. Bistra, bezbojna otopina hlorovodonične kiseline kada se pomeša sa bezbojnim rastvorom hidroksida formira isti bistri rastvor:

Ali onda, možete dobiti vodu iz vodeni rastvor alkalije se mogu razlikovati, na primjer, pomoću otopine magnezijevog klorida - u ovoj reakciji nastaje bijeli talog:

2NaOH + MgCl 2 = Mg(OH) 2 ↓+ 2NaCl

2) supstance se takođe mogu razlikovati jedna od druge ako obe reaguju sa dodatim reagensom, ali to čine na različite načine.

Na primjer, možete razlikovati otopinu natrijevog karbonata od otopine srebrnog nitrata pomoću otopine klorovodične kiseline.

Hlorovodonična kiselina reaguje sa natrijum karbonatom i oslobađa bezbojni gas bez mirisa - ugljični dioksid(CO 2):

2HCl + Na 2 CO 3 = 2NaCl + H 2 O + CO 2

i sa srebrnim nitratom da formira bijeli sirast talog AgCl

HCl + AgNO 3 = HNO 3 + AgCl↓

Tabele ispod su prisutne razne opcije detekcija specifičnih jona:

Kvalitativne reakcije na katjone

Kation Reagens Znak reakcije
Ba 2+ SO 4 2-

Ba 2+ + SO 4 2- = BaSO 4 ↓
Cu 2+

1) Padavine plava boja:

Cu 2+ + 2OH − = Cu(OH) 2 ↓

2) Crni talog:

Cu 2+ + S 2- = CuS↓
Pb 2+ S 2-

crni talog:

Pb 2+ + S 2- = PbS↓
Ag+ Cl −

Taloženje belog taloga, nerastvorljivog u HNO 3, ali rastvorljivog u amonijaku NH 3 ·H 2 O:

Ag + + Cl − → AgCl↓
Fe 2+

2) Kalijum heksacijanoferat (III) (crvena krvna so) K 3

1) Taloženje belog taloga koji postaje zelen na vazduhu:

Fe 2+ + 2OH − = Fe(OH) 2 ↓

2) Precipitacija plavog taloga (Turnboole blue):

K + + Fe 2+ + 3- = KFe↓
Fe 3+

2) Kalijum heksacijanoferat (II) (žuta krvna so) K 4

3) Rodanid ion SCN −

1) Smeđi talog:

Fe 3+ + 3OH − = Fe(OH) 3 ↓

2) Padavine plavog precipitata (prusko plavo):

K + + Fe 3+ + 4- = KFe↓

3) Pojava intenzivne crvene (krvavo crvene) boje:

Fe 3+ + 3SCN − = Fe(SCN) 3
Al 3+ Alkalije (amfoterna svojstva hidroksida)

Taloženje bijelog taloga aluminijevog hidroksida pri dodavanju male količine lužine:

OH − + Al 3+ = Al(OH) 3

i njegovo rastvaranje pri daljem sipanju:

Al(OH) 3 + NaOH = Na
NH4+ OH − , grijanje

Ispuštanje plina iz oštar miris:

NH 4 + + OH − = NH 3 + H 2 O

Plavo okretanje mokrog lakmus papira
H+
(kisela sredina)

Indikatori:

− lakmus

− metil narandžasta

 Crveno bojenje

Kvalitativne reakcije na anjone

Anion Udar ili reagens Znak reakcije. Jednačina reakcije
SO 4 2- Ba 2+

Taloženje bijelog taloga, nerastvorljivog u kiselinama:

Ba 2+ + SO 4 2- = BaSO 4 ↓
NE 3 −

1) Dodajte H 2 SO 4 (konc.) i Cu, zagrijte

2) Smjesa H 2 SO 4 + FeSO 4

1) Formiranje plavog rastvora koji sadrži Cu 2+ jone, oslobađanje smeđeg gasa (NO 2)

2) Pojava boje nitrozo-gvožđe (II) sulfata 2+. Boja se kreće od ljubičaste do smeđe (reakcija smeđeg prstena)
PO 4 3- Ag+

Taloženje svijetložutog taloga u neutralnom okruženju:

3Ag + + PO 4 3- = Ag 3 PO 4 ↓
CrO 4 2- Ba 2+

Formiranje žutog taloga, nerastvorljivog u sirćetnoj kiselini, ali rastvorljivog u HCl:

Ba 2+ + CrO 4 2- = BaCrO 4 ↓
S 2- Pb 2+

crni talog:

Pb 2+ + S 2- = PbS↓
CO 3 2-

1) Taloženje belog taloga, rastvorljivog u kiselinama:

Ca 2+ + CO 3 2- = CaCO 3 ↓

2) Oslobađanje bezbojnog gasa („ključanje”), što uzrokuje zamućenje krečnjačke vode:

CO 3 2- + 2H + = CO 2 + H 2 O
CO2 Krečna voda Ca(OH) 2

Taloženje bijelog taloga i njegovo otapanje uz daljnji prolazak CO 2:

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+

Emisija plina SO 2 karakterističnog oštrog mirisa (SO 2):

2H + + SO 3 2- = H 2 O + SO 2
F − Ca2+

Bijeli talog:

Ca 2+ + 2F − = CaF 2 ↓
Cl − Ag+

Taloženje bijelog sirastog taloga, nerastvorljivog u HNO 3, ali rastvorljivog u NH 3 ·H 2 O (konc.):

Ag + + Cl − = AgCl↓

AgCl + 2(NH 3 ·H 2 O) = )

Šta još čitati

Ukusna tepsija od svježeg sira sa kruškom: recepti Tepsija od skute sa kruškom pp Tepsija se može napraviti od gotovo svih sastojaka. Ljeti su posebno popularna lagana voćna jela....
Šta je piletina i kako je kuvati? Ako ste ikada kuvali klasičnu pitu sa piletinom, verovatno znate da ovo nije obična, već gotovo kulinarska pita...
Kako napraviti ukusnu salatu od mocarele? Mocarela je odličan sir koji se pravi kod kuće u Italiji. Najčešće se koristi za mocarelu...