Umri wa Chuma - Sehemu ya 3

Toleo la hivi punde kuhusu chuma nambari moja cha ustaarabu wetu na uhusiano wake. Majaribio yaliyofanywa hadi sasa yameonyesha kuwa hii ni kitu cha kuvutia kwa utafiti katika maabara ya nyumbani. Majaribio ya leo hayatakuwa ya kuvutia na yatakuwezesha kuangalia tofauti katika baadhi ya vipengele vya kemia.

Mojawapo ya majaribio katika sehemu ya kwanza ya kifungu hicho ilikuwa uoksidishaji wa mvua ya kijani kibichi ya hidroksidi ya chuma (II) hadi chuma cha kahawia (III) hidroksidi na suluhisho la H.₂O₂. Peroxide ya hidrojeni hutengana chini ya ushawishi wa mambo mengi, ikiwa ni pamoja na misombo ya chuma (Bubbles ya oksijeni ilipatikana katika jaribio). Utatumia athari hii kuonyesha...

… Jinsi kichocheo kinavyofanya kazi

bila shaka huharakisha majibu, lakini - inafaa kukumbuka - moja tu ambayo inaweza kutokea chini ya hali fulani (ingawa wakati mwingine polepole sana, hata bila kuonekana). Kweli, kuna madai kwamba kichocheo huharakisha majibu, lakini haishiriki yenyewe. Hmm... kwa nini imeongezwa kabisa? Kemia sio uchawi (wakati mwingine inaonekana kwangu, na "nyeusi" kwa boot), na kwa jaribio rahisi, utaona kichocheo katika hatua.

Kwanza andaa msimamo wako. Utahitaji trei kuzuia jedwali kutokana na mafuriko, glavu za kinga, miwani au visor. Unashughulika na kitendanishi kinachosababisha: perhydrol (suluhisho la peroksidi ya hidrojeni 30% H₂O₂) na chuma (III) ufumbuzi wa kloridi FeCl₃. Tenda kwa busara, haswa utunzaji wa macho yako: ngozi ya mikono iliyochomwa na pehydrol hurejeshwa, lakini macho hayafanyi. (1).

2. Evaporator upande wa kushoto ina maji tu, upande wa kulia - maji na kuongeza ya perhydrol. Unamwaga suluhisho la kloridi ya chuma (III) ndani ya zote mbili

3. Mwendo wa majibu, baada ya kukamilika kwake, kichocheo kinarejeshwa

Mimina ndani ya evaporator ya porcelaini na kuongeza maji mara mbili zaidi (mmenyuko pia hufanyika na peroxide ya hidrojeni, lakini katika kesi ya ufumbuzi wa 3%, athari haionekani sana). Umepokea takriban 10% ya suluhisho la H₂O₂ (perhydrol ya kibiashara diluted 1: 2 na maji). Mimina maji ya kutosha kwenye evaporator ya pili ili kila chombo kiwe na kiasi sawa cha kioevu (hii itakuwa sura yako ya kumbukumbu). Sasa ongeza 1-2 cm kwa stima zote mbili.³ Suluhisho la FeCl 10%.₃ na uangalie kwa makini maendeleo ya mtihani (2).

Katika evaporator ya kudhibiti, kioevu kina rangi ya njano kutokana na ioni za Fe zilizo na maji.³⁺. Kwa upande mwingine, mambo mengi hutokea katika chombo na peroxide ya hidrojeni: yaliyomo hugeuka kahawia, gesi hutolewa kwa nguvu, na kioevu kwenye evaporator huwa moto sana au hata majipu. Mwisho wa mmenyuko unaonyeshwa na kukomesha kwa mageuzi ya gesi na mabadiliko katika rangi ya yaliyomo hadi njano, kama katika mfumo wa udhibiti (3). Ulikuwa shahidi tu operesheni ya kibadilishaji cha kichocheo, lakini unajua ni mabadiliko gani yametokea kwenye chombo hicho?

Rangi ya hudhurungi hutoka kwa misombo ya feri ambayo huunda kama matokeo ya majibu:

Gesi ambayo hutolewa kwa nguvu kutoka kwa evaporator ni, bila shaka, oksijeni (unaweza kuangalia ikiwa mwali unaowaka unaanza kuwaka juu ya uso wa kioevu). Katika hatua inayofuata, oksijeni iliyotolewa katika majibu hapo juu huoksidisha mikondo ya Fe.²⁺:

Ioni za Fe zilizofanywa upya³⁺ wanashiriki tena katika mwitikio wa kwanza. Mchakato huo unaisha wakati peroksidi yote ya hidrojeni imetumika, ambayo utaona wakati rangi ya manjano inarudi kwenye yaliyomo kwenye kivukizo. Unapozidisha pande zote mbili za equation ya kwanza na mbili na kuiongeza kando hadi ya pili, na kisha kughairi maneno sawa kwa pande tofauti (kama ilivyo kwa hesabu ya kawaida ya hesabu), unapata equation ya majibu ya usambazaji H.₂O₂. Tafadhali kumbuka kuwa hakuna ioni za chuma ndani yake, lakini ili kuonyesha jukumu lao katika mabadiliko, andika juu ya mshale:

Peroxide ya hidrojeni pia hutengana kwa hiari kulingana na equation hapo juu (ni wazi bila ioni za chuma), lakini mchakato huu ni polepole. Kuongezewa kwa kichocheo hubadilisha utaratibu wa majibu kwa ule ambao ni rahisi kutekeleza na kwa hiyo huongeza kasi ya uongofu mzima. Kwa hivyo kwa nini wazo kwamba kichocheo hakihusiki katika majibu? Pengine kwa sababu inafanywa upya katika mchakato na inabakia bila kubadilika katika mchanganyiko wa bidhaa (katika jaribio, rangi ya njano ya ions Fe (III) hutokea kabla na baada ya majibu). Kwa hiyo kumbuka hilo kichocheo kinahusika katika majibu na ni sehemu ya kazi.

Kwa shida na H.₂O₂

4. Katalasi hutengana peroksidi ya hidrojeni (tube upande wa kushoto), kuongeza suluhu ya EDTA huharibu kimeng'enya (tube upande wa kulia)

Enzymes pia ni vichocheo, lakini hufanya kazi katika seli za viumbe hai. Asili ilitumia ioni za chuma katika vituo vya kazi vya vimeng'enya vinavyoharakisha oxidation na athari za kupunguza. Hii ni kutokana na mabadiliko yaliyotajwa tayari kidogo katika valency ya chuma (kutoka II hadi III na kinyume chake). Moja ya enzymes hizi ni catalase, ambayo inalinda seli kutoka kwa bidhaa yenye sumu ya ubadilishaji wa oksijeni ya seli - peroxide ya hidrojeni. Unaweza kupata katalasi kwa urahisi: ponda viazi na kumwaga maji juu ya viazi zilizosokotwa. Acha kusimamishwa kuzama chini na kutupa nguvu kuu.

Mimina 5 cm kwenye bomba la mtihani.³ dondoo la viazi na kuongeza 1 cm³ peroksidi ya hidrojeni. Yaliyomo ni povu sana, yanaweza hata "kutambaa" kutoka kwa bomba la majaribio, kwa hivyo ijaribu kwenye trei. Catalase ni kimeng'enya chenye ufanisi sana, molekuli moja ya katalasi inaweza kuvunja hadi molekuli milioni kadhaa za H kwa dakika.₂O₂.

Baada ya kumwaga dondoo kwenye tube ya pili ya mtihani, ongeza 1-2 ml³ Suluhisho la EDTA (asidi ya edetic ya sodiamu) na yaliyomo yanachanganywa. Ikiwa sasa unaongeza risasi ya peroxide ya hidrojeni, hutaona uharibifu wowote wa peroxide ya hidrojeni. Sababu ni kuundwa kwa tata ya ioni ya chuma imara sana na EDTA (reagent hii humenyuka na ions nyingi za chuma, ambazo hutumiwa kuamua na kuziondoa kutoka kwa mazingira). Mchanganyiko wa Fe ions³⁺ na EDTA ilizuia tovuti hai ya kimeng'enya na hivyo kuzima katalasi (4).

Pete ya harusi ya chuma

Katika kemia ya uchanganuzi, utambuzi wa ioni nyingi unategemea uundaji wa mvua zinazoyeyuka kidogo. Walakini, mtazamo wa haraka kwenye jedwali la umumunyifu utaonyesha kwamba anions ya nitrate (V) na nitrate (III) (chumvi ya kwanza huitwa nitrati tu, na ya pili - nitriti) haifanyi mvua.

Iron (II) salfati FeSO huja kusaidia katika kugundua ayoni hizi.₄. Tayarisha vitendanishi. Kwa kuongeza chumvi hii, utahitaji suluhisho iliyokolea ya asidi ya sulfuriki (VI) H₂SO₄ na suluhisho la diluted 10-15% la asidi hii (kuwa mwangalifu wakati wa kuongeza, kumwaga, bila shaka, "asidi ndani ya maji"). Kwa kuongeza, chumvi zilizo na anions zilizogunduliwa, kama vile KNO₃, NANO₃, NANO₂. Andaa suluhisho la FeSO lililokolea.₄ na suluhisho la chumvi za vitunguu vyote viwili (futa robo ya kijiko cha chumvi kwa cm 50).³ maji).

5. Matokeo mazuri ya mtihani wa pete.

Vitendanishi viko tayari, ni wakati wa kujaribu. Mimina cm 2-3 kwenye zilizopo mbili³ Suluhisho la FeSO₄. Kisha ongeza matone machache ya suluhisho la N iliyojilimbikizia.₂SO₄. Kwa kutumia pipette, kusanya aliquot ya suluhisho la nitriti (k.m. NaNO₂) na kumwaga ndani ili inapita chini ya ukuta wa tube ya mtihani (hii ni muhimu!). Kwa njia hiyo hiyo, mimina katika sehemu ya suluhisho la saltpeter (kwa mfano, KNO₃) Ikiwa suluhisho zote mbili zitamiminwa kwa uangalifu, duru za hudhurungi zitaonekana kwenye uso (kwa hivyo jina la kawaida la jaribio hili, majibu ya pete) (5). Athari ni ya kuvutia, lakini una haki ya kukata tamaa, labda hata hasira (Hii ni mtihani wa uchambuzi, baada ya yote? Matokeo ni sawa katika matukio yote mawili!).

Walakini, fanya jaribio lingine. Wakati huu ongeza dilute H.₂SO₄. Baada ya kuingiza suluhisho la nitrati na nitriti (kama hapo awali), utaona matokeo chanya katika bomba moja tu la majaribio - lile lililo na suluhisho la NaNO.₂. Wakati huu, labda huna maoni juu ya manufaa ya mtihani wa pete: majibu katika kati ya asidi kidogo inakuwezesha kutofautisha wazi kati ya ions mbili.

Utaratibu wa mmenyuko unategemea mtengano wa aina zote mbili za ioni za nitrati na kutolewa kwa oksidi ya nitriki (II) NO (katika kesi hii, ioni ya chuma imeoksidishwa kutoka kwa tarakimu mbili hadi tatu). Mchanganyiko wa ioni ya Fe (II) na NO ina rangi ya kahawia na huipa pete rangi (inafanywa ikiwa mtihani umefanywa kwa usahihi, kwa kuchanganya tu ufumbuzi utapata rangi nyeusi tu ya tube ya mtihani, lakini - unakubali - hakutakuwa na athari hiyo ya kuvutia). Hata hivyo, mtengano wa ioni za nitrati unahitaji kati ya mmenyuko wa tindikali sana, wakati nitriti inahitaji asidi kidogo tu, kwa hiyo tofauti zinazoonekana wakati wa mtihani.

Chuma katika Huduma ya Siri

Watu daima wamekuwa na kitu cha kuficha. Uundaji wa jarida pia ulijumuisha ukuzaji wa njia za kulinda habari zinazopitishwa - usimbuaji au kuficha maandishi. Aina mbalimbali za wino za huruma zimevumbuliwa kwa njia ya mwisho. Hivi ndivyo vitu ulivyovitengenezea maandishi hayaonekanihata hivyo, imefunuliwa chini ya ushawishi wa, kwa mfano, inapokanzwa au matibabu na dutu nyingine (msanidi). Kuandaa wino mzuri na msanidi wake sio ngumu. Inatosha kupata majibu ambayo bidhaa ya rangi huundwa. Ni bora kwamba wino yenyewe usiwe na rangi, basi uandishi uliofanywa nao hautaonekana kwenye substrate ya rangi yoyote.

Misombo ya chuma pia hutengeneza wino za kuvutia. Baada ya kufanya vipimo vilivyoelezewa hapo awali, suluhisho za chuma (III) na kloridi ya FeCl zinaweza kutolewa kama wino wa huruma.₃, thiocyanide ya potasiamu KNCS na ferrocyanide ya potasiamu K₄[Fe(CN)₆]. Katika majibu ya FeCl₃ na cyanide itageuka nyekundu, na kwa ferrocyanide itageuka bluu. Zinafaa zaidi kama wino. ufumbuzi wa thiocyanate na ferrocyanidekwa kuwa hawana rangi (katika kesi ya mwisho, suluhisho lazima lipunguzwe). Uandishi huo ulifanywa na ufumbuzi wa njano wa FeCl.₃ inaweza kuonekana kwenye karatasi nyeupe (isipokuwa kadi pia ni ya njano).

6. Mascara ya toni mbili ni nzuri

7. Wino wa asidi ya salicylic wenye huruma

Kuandaa ufumbuzi wa diluted wa chumvi zote na kutumia brashi au mechi kuandika kwenye kadi na suluhisho la cyanide na ferrocyanide. Tumia brashi tofauti kwa kila moja ili kuzuia kuchafua vitendanishi. Inapokauka, weka glavu za kinga na uloweka pamba kwa suluhisho la FeCl.₃. Suluhisho la kloridi ya chuma (III). ya kutu na huacha madoa ya manjano ambayo hubadilika kuwa kahawia baada ya muda. Kwa sababu hii, epuka kuchafua ngozi na mazingira nayo (fanya majaribio kwenye tray). Tumia swab ya pamba kugusa kipande cha karatasi ili kupunguza uso wake. Chini ya ushawishi wa msanidi programu, barua nyekundu na bluu zitaonekana. Unaweza pia kuandika kwa wino wote kwenye karatasi moja, kisha uandishi uliofunuliwa utakuwa wa rangi mbili (6). Pombe ya salicylic (asidi 2 ya salicylic katika pombe) pia inafaa kama wino wa bluu (7).

Hii inahitimisha kifungu cha sehemu tatu juu ya chuma na misombo yake. Umegundua kuwa hii ni kipengele muhimu, na kwa kuongeza, inakuwezesha kufanya majaribio mengi ya kuvutia. Walakini, bado tutazingatia mada ya "chuma", kwa sababu katika mwezi mmoja utakutana na adui yake mbaya zaidi - kutu.

Angalia pia: