كيمياء اللون. المواد هي الحرباء

يتم نشر نص العمل بدون صور وصيغ.
النسخة الكاملة من العمل متاحة في علامة التبويب "ملفات العمل" بتنسيق PDF

جدول المحتويات

مقدمة 3

الجزء النظري 5

تاريخ المؤشرات الافتتاحية 5

6- تصنيف المؤشرات المدرسية وطرق استخدامها

قيمة الرقم الهيدروجيني 6

الجزء التجريبي 8

المسح الاجتماعي 8

تحضير مؤشر من مادة طبيعية 9

دراسة مخبرية “قياس مستويات الرقم الهيدروجيني في المنظفات”…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

الاستنتاج 14

قائمة المصادر المستخدمة 15

مقدمة

في العالم الحديث يكاد يكون من المستحيل الاستغناء عن مستحضرات التجميل. الصابون، الشامبو، المقشر، المستحضرات، المقويات، الكريمات... من الصعب علينا أن نتخيل حياتنا بدون هذا. لقد رافقت مستحضرات التجميل حياتنا منذ الولادة. هناك الكثير من المنتجات على أرفف المتاجر من شركات مصنعة مختلفة: "UNILEVER"، "Beiersdorf"، "Oriflame"، إلخ. يتنافس المصنعون - المحليون والأجانب - مع بعضهم البعض لتقديم منتجات جديدة، مشيدين بخصائصهم الرائعة. يمكن استخدام مستحضرات التجميل منذ سن مبكرة (على سبيل المثال، "Jonson's Baby"، "Bubchen" مخصصة للأطفال). الغرض الرئيسي من مستحضرات التجميل الحديثة هو منح الناس الفرصة للبقاء جميلين طوال حياتهم. كل صباح نغسل أنفسنا بمستحضرات تجميل خاصة بينما جداتنا تغتسل بمياه الينابيع، وإلا فإن الأمر مستحيل: فنحن نعيش في ظروف بيئية مختلفة تماما، فالماء لن يذيب العرق وإفرازات الدهون في الجلد الممزوجة بالغبار وعادم المدينة، علاوة على ذلك، فإن صنبورنا فالماء يحتوي على مواد مبيضة، والصابون العادي وهو قلوي يجفف الجلد، ومن الضروري استخدام مستحضرات غسيل خاصة تحتوي على مواد أكثر ليونة مقارنة بالصابون، وبالإضافة إلى تنظيف البشرة والعناية بها مع مراعاة نوعها.

إذا قمت بشراء ملابس أو أحذية غير مناسبة، يمكنك إعادتها بسهولة إلى المتجر. لسوء الحظ، هذا غير ممكن مع مستحضرات التجميل. لتجنب الانزعاج من الدموع بسبب منتج غير ناجح، عليك اختيار مستحضرات التجميل بعناية أكبر. إحدى الإرشادات المهمة عند اختيار منتج تجميلي هي قيمة الرقم الهيدروجيني.

بعد أن تعلمنا تحديد الرقم الهيدروجيني، سنكون قادرين على صنع مستحضرات التجميل في المنزل باستخدام المكونات الطبيعية الصديقة للبيئة فقط. لتحديد الرقم الهيدروجيني، هناك حاجة إلى مؤشرات خاصة أو شرائط الاختبار. 0000000 هدف:صنع مؤشر في المنزل. تحديد جودة المنظفات المختلفة باستخدام المؤشر.

أهداف البحث:

إجراء تحليل للأدبيات العلمية حول هذه المسألة؛

تعرف على تاريخ ظهور المؤشرات؛

استكشاف طرق تشكيل المؤشرات؛

تحضير المؤشرات من المواد الطبيعية في المنزل؛

إجراء تحليل لمنتجات مستحضرات التجميل، وإجراء تسجيلات فيديو للبحث

فرضية:لنفترض أنه يمكن تحضير المؤشرات في المنزل.

موضوع الدراسة:المؤشرات

موضوع الدراسة:تكوين المؤشرات

طُرق:تحليل الأدبيات العلمية، الملاحظة، التجربة المعملية، الخبرة، التساؤل، تحليل النتائج التي تم الحصول عليها.

الجزء النظري

تاريخ اكتشاف المؤشر

المؤشرات- تعني "المؤشرات". هذه هي المواد التي يتغير لونها اعتمادًا على وجودها في بيئة حمضية أو قلوية أو محايدة. المؤشرات الأكثر شيوعًا هي عباد الشمس والفينول فثالين وبرتقال الميثيل.

ظهر أول مؤشر حمضي-قاعدي، وهو عباد الشمس. عباد الشمس هو منقوع مائي من حزاز عباد الشمس الذي ينمو على الصخور في اسكتلندا.

تم اكتشاف المؤشرات لأول مرة في القرن السابع عشر من قبل الفيزيائي والكيميائي الإنجليزي روبرت بويل. أجرى بويل تجارب مختلفة. وفي أحد الأيام، بينما كان يجري درسًا آخر، جاء بستاني. أحضر البنفسج. أحب بويل الزهور، لكنه كان بحاجة إلى إجراء تجربة. ترك بويل الزهور على الطاولة. عندما أنهى العالم تجربته، نظر بالصدفة إلى الزهور، وكانت تدخن. ولحفظ الزهور، وضعها في كوب من الماء. ويا لها من معجزات، تحول لون البنفسج، بتلاته الأرجوانية الداكنة، إلى اللون الأحمر. أصبح بويل مهتمًا وأجرى تجارب مع الحلول، وفي كل مرة أضاف البنفسج ولاحظ ما حدث للزهور. في بعض النظارات، بدأت الزهور على الفور بالتحول إلى اللون الأحمر. أدرك العالم أن لون البنفسج يعتمد على المحلول الموجود في الزجاج والمواد الموجودة في المحلول. تم الحصول على أفضل النتائج من التجارب التي أجريت على حزاز عباد الشمس. قام بويل بغمس شرائح الورق العادية في منقوع من حزاز عباد الشمس. انتظرت حتى نقعهم في المنقوع ثم جففتهم. أطلق روبرت بويل على هذه القطع الصعبة من الورق اسم المؤشرات، والتي تعني باللاتينية "المؤشر"، لأنها تشير إلى بيئة الحل. وكانت المؤشرات هي التي ساعدت العالم على اكتشاف حمض جديد - حمض الفوسفوريك، الذي حصل عليه عن طريق حرق الفوسفور وإذابة المنتج الأبيض الناتج في الماء.

إذا لم تكن هناك مؤشرات كيميائية حقيقية، فيمكنك استخدام الزهور المنزلية والبرية والحديقة بنجاح وحتى عصير العديد من التوت - الكرز، Chokeberry، الكشمش - لتحديد حموضة البيئة. سوف تتحول زهور إبرة الراعي الوردية أو القرمزية أو الحمراء أو الفاوانيا أو بتلات البازلاء الملونة إلى اللون الأزرق عند وضعها في محلول قلوي. سوف يتحول عصير الكرز والكشمش أيضًا إلى اللون الأزرق في بيئة قلوية. على العكس من ذلك، في الحمض، ستكتسب نفس "الكواشف" لونًا ورديًا أحمر.

المؤشرات الحمضية القاعدية للنبات هنا هي مواد تلوين - الأنثوسيانين وهو الأنثوسيانين الذي يعطي ظلالاً مختلفة من اللون الوردي والأحمر والأزرق والأرجواني للعديد من الزهور والفواكه.

يتغير لون صبغة البنجر البيتين أو البيتانيدين في البيئة القلوية، ويتحول إلى اللون الأحمر في البيئة الحمضية. هذا هو السبب في أن البرش مع مخلل الملفوف له لون فاتح للشهية.

تصنيف المؤشرات المدرسية وطرق استخدامها.

المؤشرات لها تصنيفات مختلفة . بعض المؤشرات الأكثر شيوعًا هي المؤشرات الحمضية القاعدية، والتي يتغير لونها اعتمادًا على حموضة المحلول، في الوقت الحاضر، تُعرف عدة مئات من المؤشرات الحمضية القاعدية المُصنّعة، ويمكن العثور على بعضها في مختبر الكيمياء المدرسي.

الفينول فثالين (يباع في صيدلية تحت اسم "purgen") - أبيض أو أبيض مع مسحة صفراء قليلاً، مسحوق بلوري ناعم. قابل للذوبان في 95٪ كحول، غير قابل للذوبان عمليا في الماء. الفينول فثالين عديم اللون يكون عديم اللون في البيئات الحمضية والمحايدة، ولكنه يتحول إلى اللون القرمزي في البيئات القلوية. ولذلك، يتم استخدام الفينول فثالين لتحديد البيئة القلوية.

ميتيل برتقالي - مسحوق بلوري برتقالي. قابل للذوبان بشكل معتدل في الماء، قابل للذوبان بسهولة في الماء الساخن، غير قابل للذوبان عمليا في المذيبات العضوية. يتغير لون المحلول من الأحمر إلى الأصفر.

لاكمويد (عباد الشمس) - مسحوق أسود. قابل للذوبان في الماء، 95٪ كحول، الأسيتون، حمض الأسيتيك الجليدي. يتغير لون المحلول من الأحمر إلى الأزرق.

يتم استخدام المؤشرات عادة عن طريق إضافة بضع قطرات من محلول مائي أو كحولي، أو القليل من المسحوق، إلى المحلول الذي يتم اختباره.

طريقة أخرى للتطبيق هي استخدام شرائح من الورق مبللة بمحلول مؤشر أو خليط مؤشر وتجفيفها في درجة حرارة الغرفة. يتم إنتاج هذه الشرائط في مجموعة متنوعة من الخيارات - مع أو بدون مقياس ألوان مطبق عليها - وهو معيار ألوان.

قيمه الحامضيه

يحتوي مؤشر الورق العالمي على مقياس لتحديد الوسط (الرقم الهيدروجيني).

مؤشر الهيدروجين، الرقم الهيدروجيني - قيمة تميز تركيز أيونات الهيدروجين في المحاليل. تم تقديم هذا المفهوم في عام 1909 من قبل الكيميائي الدنماركي سورنسن. يسمى المؤشر pH، نسبة إلى الحروف الأولى من الكلمات اللاتينية الهيدروجينية المحتملة- قوة الهيدروجين أو بوندوس هيدروجيني- وزن الهيدروجين . يمكن أن يكون للمحاليل المائية قيمة الرقم الهيدروجيني في حدود 0-14. في الماء النقي والمحاليل المحايدة الرقم الهيدروجيني = 7، في المحاليل الحمضية الرقم الهيدروجيني 7. يتم قياس قيم الرقم الهيدروجيني باستخدام المؤشرات الحمضية القاعدية.

الجدول 1. - لون المؤشر في بيئات مختلفة.

فرضية المشروع

تعرف على أدبيات المعلومات وقم بإجراء التحليل واستخلاص النتائج

تعرف على أدبيات المعلومات وقم بإجراء التحليل واستخلاص النتائج
إجراء دراسات عملية لتأثير ظروف التفاعل على خواص الأكسدة والاختزال للمواد
اكتشف معنى إحدى هذه المواد في الحياة اليومية من وجهة نظر اضطراب العناد الشارد

الهدف: تحديد المادة التي يمكن أن يتغير لونها حسب الموقف، ودراسة خصائصها وتطبيقاتها

التقدم المحرز في البحث

لقد وجدنا مصادر المعلومات وتعلمنا ما هي المواد التي يمكن أن تغير لونها
تم التحليل:
أسباب تغيير اللون
أثناء التجربة، تم تحديد تأثير البيئة على لون KMnO4
اكتشفنا أهمية برمنجنات البوتاسيوم في الحياة اليومية وتأثيرها على النباتات.

نتائج البحث

الحرباء الكيميائية هي عدد من المواد التي يمكن أن تغير لونها أثناء التفاعلات الكيميائية.

وتشمل هذه المواد العضوية وغير العضوية.

تعتمد أسباب لون المواد على عدد من العوامل

تم رسم الجزيء

الإلكترونات الحرة

عدد فردي من الإلكترونات في الجزيء

قوة الرابطة الكيميائية

الرابطة الكيميائية الناشئة

لون الجزيء
يعتمد على الهيكل

ما هي التفاعلات التي تغير لون المواد؟

المواد نفسها لا تغير اللون.
تغير اللون هو علامة على حدوث تفاعل كيميائي،
في كثير من الأحيان الغريب

برمنجنات البوتاسيوم (lat. Kalii permanganas)
- ملح البوتاسيوم لحمض البرمنجنيك

كان المكتشف هو الكيميائي والصيدلاني السويدي كارل فيلهلم شيل.
"المغنيسيا السوداء" المنصهرة - معدن البيرولوسيت (ثاني أكسيد المنغنيز الطبيعي)، مع البوتاس - كربونات البوتاسيوم والنترات - نترات البوتاسيوم. أنتج هذا برمنجنات البوتاسيوم ونتريت البوتاسيوم وثاني أكسيد الكربون:
2MnO2 + 3KNO3 + K2CO3 = 2KMnO4 + 3KNO2 + CO2

مارجانسوفكا
(KMnO4).

خصائص برمنجنات البوتاسيوم

بلورات أرجوانية داكنة.
لا تشكل هيدرات بلورية.
الذوبان في الماء معتدل.
يتحلل
تتحلل ببطء في الحل.
الحلول ملونة

دراسة عملية

مؤكسد
في الحل وأثناء التلبيد.

المنغنيز هو

يتحلل

مادة متفجرة

يعطي رد فعل قلوي للبيئة

التغييرات
تلوين
KMnO4

تلوين
يعتمد على
من الاربعاء
حل

حيادي

قلوية

حامِض

اللون البني

اللون الاخضر

عديم اللون

وسط الحل

لون برمنجنات

تأثير رد فعل البيئة على
عملية الأكسدة

تشكل برمنجنات البوتاسيوم منتجات اختزال مختلفة في تفاعلات بيئية مختلفة

طلب

يستخدم KMnO4 كعامل مؤكسد

المنغنيز في الحياة اليومية

مضادات الأكسدة

طلب

باستخدام المنغنيز في كل يوم، نقوم بإجراء عمليات شاملة!

الإجمالي - العملية

مطهر

له تأثير مقيئ

"الكي" و"التجفيف" للجلد والأغشية المخاطية

عمل قابض

الحذر عند العمل مع المنغنيز

حرق كيميائي
تسمم
برمنجنات البوتاسيوم الصلبة وقوية
الحلول يمكن أن تكون خطيرة.
ولذلك، ينبغي تخزينها في أماكن لا يمكن للأطفال الوصول إليها والتعامل معها بعناية.

لمدة أسبوع، يتم سقي التربة والنبات المريضة بمحلول ضعيف. اختفى الطلاء الأبيض على الأرض، وماتت الآفات. برمنجنات البوتاسيوم لها خصائص مطهرة ومطهرة

عند سقيها مرة كل أسبوعين بمحلول ضعيف، تحسن مظهر النباتات. يحتوي برمنجنات البوتاسيوم على عناصر تعزز نمو النبات - المنغنيز والبوتاسيوم.

ومن خلال سقي النباتات باستمرار بمحلول ضعيف، وجدوا أن النباتات الموجودة في التربة القلوية تتفاعل بشكل إيجابي، بينما تتفاعل النباتات الموجودة في التربة الحمضية بشكل سلبي. يحتوي محلول برمنجنات البوتاسيوم على بيئة قلوية

العلاج بمحلول مركّز يسبب حروقًا وحتى موت النبات.

نتائج

فرضية المشروع

مواد "الحرباء" موجودة

خاتمة:
المواد نفسها تغير لونها
لا تستطيع.
الفرضية غير مؤكدة

 1C المعلم. كيمياء. قرص مضغوط - قرص.
 الموسوعة الكبرى. سيريل وميثوديوس، 2005 قرص مضغوط.
Kuzmenko N.E.، Eremin V.V.، Popkov V.A. بداية الكيمياء. الدورة الحديثة للمتقدمين للجامعات.
في مجلدين – م 1997. علم الأحياء BDE، م. بوستارد، 2004
 علم البيئة. الموسوعة التربوية، م. “حبارى”
 ستيبين بي.دي.، أليكبروفا إل.يو. كتاب الكيمياء للقراءة المنزلية. - ماجستير كيمياء 1994.
 شولبين ج.ب. هذه كيمياء رائعة. – م. الكيمياء، 1984.

مصدر المعلومات

برتقالي أسود-أخضر داكن
أرجواني أسود رمادي

ومن المعروف أن الروابط المزدوجة والمفردة يمكنها تغيير أماكنها مع بعضها البعض بسهولة نسبية. لكن كل رابطة بين الذرات عبارة عن زوج من الإلكترونات تتقاسمها الذرات التي ترتبط بها. لذلك اتضح أنه في قسم الاقتران، يمكن للإلكترونات الرابطة أن تتحرك بحرية تامة داخل هذا القسم. تنطوي مثل هذه الحرية على عواقب بصرية مهمة.

حقيقة أخرى مثيرة للاهتمام: المركبات التي تحتوي على عدد فردي من الإلكترونات في الجزيء غالبًا ما تكون ملونة أكثر من المركبات التي تحتوي على عدد زوجي من الإلكترونات. لنفترض أن الجذر C(C6H5)3 ملون باللون البني البنفسجي المكثف، في حين أن C(C6H5)4 عديم اللون. ثاني أكسيد النيتروجين NO2 مع عدد فردي من الإلكترونات في الجزيء يكون لونه بني-بني، وعندما يتضاءل، يتم الحصول على المركب عديم اللون N2O4 (يصبح مضاعفة عدد الإلكترونات متساويًا). والسبب هنا هو أنه في الأنظمة التي تحتوي على عدد فردي من الإلكترونات، يكون أحد هذه الإلكترونات غير متزاوج ويكون قادرًا على التحرك بحرية نسبية عبر الجزيء بأكمله. وكما ذكرنا سابقًا، فإن هذا يمكن أن يسبب تلطيخًا.

مركب يتكون من أجزاء مكونة عديمة اللون تقريبًا،
اتضح أنه ملون. وبالتالي، فإن أيون Fe3+ عديم اللون، وأيون Fe(CN)64، الذي يعد جزءًا من ملح الدم الأصفر، أصفر قليلاً. لكن Fe43، الذي تم الحصول عليه عن طريق دمج المحاليل التي تحتوي على هذه الأيونات، له لون أزرق كثيف.
يجب البحث عن سبب ظهور اللون في حقيقة أنه يتشكل هنا مركب ذو روابط كيميائية أقوى (ليس مع الأيونية، ولكن مع التساهمية)؛ تصبح درجة المشاركة المتبادلة للإلكترونات كبيرة جدًا بحيث يكون هناك تحول قوي في الحد الأقصى للامتصاص إلى المنطقة المرئية من الطيف وزيادة في شدة الامتصاص.

يكون لون ذائبات اليود في الماء بني-أحمر، وفي رابع كلوريد الكربون يكون لونها أرجوانيًا

يتم تلوين هلام السيليكا المشرب بكلوريد الكوبالت باللون الأزرق في الهواء الجاف والوردي في الهواء الرطب. الشيء هو أنه مع الرطوبة الزائدة، تشكل جزيئات كلوريد الكوبالت الأزرق CoCl2 مركبًا معقدًا مع جزيئات الماء - هيدرات الكريستال CoCl2 6H2O، والتي لها لون وردي غامق.

يتم اختزاله إلى مركبات المنغنيز بدرجات متفاوتة من الأكسدة.
في البيئة الحمضية: 2KMnO4+ 5K2SO3 + 3H2SO4 =
6K2SO4+ 2MnSO4+ 3H2O
في بيئة محايدة: 2 KMnO4+ 3K2SO3 + H2O = 3K2SO4 + 2 منو2+2كوه
في بيئة قلوية: 2 KMnO4+ K2SO3 + KOH=
ك2SO4+2 K2MnO4+ ماء،
KMnO4 + K2SO3 + KOH =K2SO4 + K2MnO4 + H2O (في البرد)

يتحللمع إطلاق الأكسجين
2KMnO4 →(ر) K2MnO4 + MnO2+ O2

مادة متفجرة
2KMnO4 + 2H2SO4 → 2KHSO4 + Mn2O7 + H2O،

يتفاعل مع عوامل الاختزال النموذجية
(الإيثانول، الهيدروجين، الخ).

من الضروري إضافة محلول KMnO4 إلى الماء المجهز للاستحمام، ولكن لا ينبغي بأي حال من الأحوال إضافة بلورات برمنجنات البوتاسيوم - وإلا فمن الممكن حدوث حرق كيميائي.

وفي حالة التسمم بمحلول مركز من هذه المادة يحدث حرقان في الفم والمريء والمعدة (شطف المعدة بالماء الدافئ مع إضافة الكربون المنشط)
يمكنك أيضًا استخدام محلول يحتوي على نصف كوب من محلول ضعيف من بيروكسيد الهيدروجين وكوب واحد من خل الطعام في لترين من الماء. في هذه الحالة، تتحول أيونات البرمنجنات إلى كاتيونات المنجنيز (II) الأقل خطورة:
2KMnO4 + 5H2O2 + 6CH3COOH =
2Mn(CH3COO)2 + 5O2 + 2CH3COOK + 8H2O

نصائح مفيدة

بانتيلييف بافيل الكسندروفيتش

يقدم العمل تفسيرات لظهور اللون في المركبات المختلفة، ويفحص أيضًا خصائص المواد الحربية.

تحميل:

معاينة:

كيمياء اللون. مواد الحرباء

القسم: العلوم الطبيعية

أكمله: بانتيلييف بافيل نيكولاييفيتش،

الطالب 11 فئة "أ".

المدرسة الثانوية رقم 1148

هم. إف إم دوستويفسكي

المعلم: كارماتسكايا ليوبوف ألكساندروفنا

1 المقدمة. الصفحة 2

2. طبيعة اللون:

2.1. مواد عضوية؛ الصفحة 3

2.2. المواد غير العضوية. صفحة 4

3. تأثير البيئة على اللون. الصفحة 5

4. مواد الحرباء. الصفحة 7

5. الجزء التجريبي:

5.1. انتقال الكرومات إلى ثنائي كرومات والعكس. الصفحة 8

5.2. الخصائص المؤكسدة لأملاح الكروم (VI)؛ الصفحة 9

5.3. أكسدة الإيثانول بخليط الكروم. الصفحة 10

6. اللونية. الصفحة 10

7. استنتاجات. الصفحة 13

8. قائمة المصادر المستخدمة. الصفحة 14

1 المقدمة.

للوهلة الأولى، قد يبدو من الصعب شرح طبيعة اللون. لماذا تختلف ألوان المواد؟ كيف يأتي اللون إلى الوجود؟

ومن المثير للاهتمام أنه في أعماق المحيط توجد كائنات حية يتدفق في أجسادها الدم الأزرق. أحد هؤلاء الممثلين هو الهولوثوريون. علاوة على ذلك، فإن دم الأسماك التي يتم اصطيادها في البحر يكون أحمر اللون، مثل دماء العديد من المخلوقات الكبيرة الأخرى.

ما الذي يحدد لون المواد المختلفة؟

بادئ ذي بدء، لا يعتمد اللون فقط على كيفية تلوين المادة، ولكن أيضًا على كيفية إضاءتها. بعد كل شيء، في الظلام يبدو كل شيء أسود. يتم تحديد اللون أيضًا من خلال التركيبات الكيميائية السائدة في المادة: على سبيل المثال، لون أوراق النبات ليس فقط أخضر، ولكن أيضًا أزرق وأرجواني وما إلى ذلك. ويفسر ذلك حقيقة أنه في مثل هذه النباتات، بالإضافة إلى الكلوروفيل الذي يعطي اللون الأخضر، وتسود مركبات أخرى.

ويفسر الدم الأزرق في خياريات البحر بحقيقة أن صبغتها، التي توفر لون الدم، تحتوي على الفاناديوم بدلا من الحديد. إن مركباته هي التي تعطي اللون الأزرق للسائل الموجود في الهولوثوريين. في الأعماق التي يعيشون فيها، يكون محتوى الأكسجين في الماء منخفضًا جدًا وعليهم التكيف مع هذه الظروف، فنشأت في الكائنات الحية مركبات تختلف تمامًا عن تلك الموجودة في سكان البيئة الهوائية.

لكننا لم نجيب بعد على الأسئلة المطروحة أعلاه. سنحاول في هذا العمل تقديم إجابات كاملة ومفصلة لهم. للقيام بذلك، ينبغي إجراء عدد من الدراسات.

سيكون الغرض من هذا العمل هو شرح مظهر اللون في المركبات المختلفة، وكذلك استكشاف خصائص المواد الحربية.

يتم تعيين المهام وفقا للهدف

بشكل عام، اللون هو نتيجة تفاعل الضوء مع جزيئات المادة. يتم تفسير هذه النتيجة من خلال عدة عمليات:
* تفاعل الاهتزازات المغناطيسية لشعاع الضوء مع جزيئات المادة؛

* الامتصاص الانتقائي لموجات ضوئية معينة بواسطة جزيئات ذات هياكل مختلفة؛

* التعرض للأشعة المنعكسة أو المارّة عبر مادة ما على شبكية العين أو على جهاز بصري.

أساس تفسير اللون هو حالة الإلكترونات الموجودة في الجزيء: حركتها، وقدرتها على الانتقال من مستوى طاقة إلى آخر، والانتقال من ذرة إلى أخرى.

يرتبط اللون بحركة الإلكترونات في جزيء المادة وبإمكانية انتقال الإلكترونات إلى مستويات لا تزال حرة عند امتصاص طاقة الكم الخفيف (الجسيمات الأولية للإشعاع الضوئي).

ينشأ اللون نتيجة تفاعل الكمات الضوئية مع الإلكترونات الموجودة في جزيئات المادة. ومع ذلك، نظرا لحقيقة أن حالة الإلكترونات في ذرات المعادن وغير المعدنية والمركبات العضوية وغير العضوية مختلفة، فإن آلية ظهور اللون في المواد مختلفة أيضا.

2.1 لون المركبات العضوية.

في المواد العضويةوجود لون (وليس كل منهم لديه هذه الخاصية)، فإن الجزيئات متشابهة في البنية: فهي، كقاعدة عامة، كبيرة، وتتكون من عشرات الذرات. بالنسبة لظهور اللون في هذه الحالة، ليست إلكترونات الذرات الفردية هي التي تهم، بل حالة نظام الإلكترونات للجزيء بأكمله.

ضوء الشمس العادي هو تيار من الموجات الكهرومغناطيسية. تتميز الموجة الضوئية بطولها - المسافة بين القمم المجاورة أو القاعين المتجاورين. ويقاس بالنانومتر (نانومتر). كلما كانت الموجة أقصر، زادت طاقتها، والعكس صحيح.

يعتمد لون المادة على موجات (أشعة) الضوء المرئي التي تمتصها. إذا لم تمتص المادة ضوء الشمس على الإطلاق، بل انعكس وتناثر، فستظهر المادة باللون الأبيض (عديم اللون). إذا امتصت المادة جميع الأشعة فإنها تظهر باللون الأسود.

ترتبط عملية امتصاص أو انعكاس أشعة معينة من الضوء بالسمات الهيكلية لجزيء المادة. يرتبط امتصاص تدفق الضوء دائمًا بنقل الطاقة إلى إلكترونات جزيء المادة. إذا كان الجزيء يحتوي على إلكترونات (تشكيل سحابة كروية)، فإن إثارتها ونقلها إلى مستوى طاقة آخر يتطلب الكثير من الطاقة. ولذلك فإن المركبات التي تحتوي على إلكترونات s تظهر دائمًا عديمة اللون. وفي الوقت نفسه، ف الإلكترونات (تشكيل سحابة الرقم ثمانية) يكونون متحمسين بسهولة، نظرًا لأن الاتصال الذي يقومون به أقل قوة. توجد هذه الإلكترونات في الجزيئات التي لها روابط مزدوجة مترافقة. كلما طالت سلسلة الاقتران، زاد عدد الإلكترونات p وقلت الطاقة اللازمة لإثارة هذه الإلكترونات. فإذا كانت طاقة موجات الضوء المرئي (الأطوال الموجية من 400 إلى 760 نانومتر) كافية لإثارة الإلكترونات، ظهر اللون الذي نراه. سيتم امتصاص الأشعة التي تنفق على إثارة الجزيء، وسيتم إدراك الأشعة غير الممتصة من قبلنا على أنها لون المادة.

2.2 لون المواد غير العضوية.

في المواد غير العضويةيرجع اللون إلى التحولات الإلكترونية وانتقال الشحنة من ذرة عنصر إلى ذرة عنصر آخر. يلعب الغلاف الإلكتروني الخارجي للعنصر دورًا حاسمًا هنا.

كما هو الحال في المواد العضوية، يرتبط ظهور اللون هنا بامتصاص الضوء وانعكاسه.

بشكل عام، لون المادة هو مجموع الموجات المنعكسة (أو تلك التي تمر عبر المادة دون تأخير). في هذه الحالة، يعني لون المادة أنه يتم امتصاص بعض الكميات من النطاق الكامل للأطوال الموجية للضوء المرئي. في جزيئات المواد الملونة، تقع مستويات طاقة الإلكترونات بالقرب من بعضها البعض. على سبيل المثال، المواد: الهيدروجين، الفلور، النيتروجين - تبدو عديمة اللون بالنسبة لنا. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن الكميات الضوئية المرئية لا تمتصها، لأنها لا تستطيع نقل الإلكترونات إلى مستوى أعلى. أي أن الأشعة فوق البنفسجية تمر عبر هذه المواد التي لا تراها العين البشرية، وبالتالي فإن المواد نفسها ليس لها لون بالنسبة لنا. وفي المواد الملونة مثل الكلور والبروم واليود، تكون المستويات الإلكترونية أقرب إلى بعضها البعض، وبالتالي فإن الكمات الضوئية الموجودة فيها قادرة على نقل الإلكترونات من حالة إلى أخرى.

خبرة. تأثير أيون المعدن على لون المركبات.

الأدوات والكواشف: أربعة أنابيب اختبار، ماء، أملاح الحديد (II)، الكوبالت (II)، النيكل (II)، النحاس (II).

إجراء التجربة. صب 20-30 مل من الماء في أنابيب الاختبار، وأضف 0.2 جرام من أملاح الحديد والكوبالت والنيكل والنحاس واخلطها حتى تذوب. تحول لون محلول الحديد إلى اللون الأصفر والكوبالت إلى اللون الوردي والنيكل إلى اللون الأخضر والنحاس إلى اللون الأزرق.

الاستنتاج: كما هو معروف من الكيمياء، فإن بنية هذه المركبات هي نفسها، ولكنها تحتوي على عدد مختلف من الإلكترونات d: الحديد - 6، الكوبالت - 7، النيكل - 8، النحاس - 9. وهذا العدد يؤثر على لون المادة. المركبات. ولهذا السبب يظهر الفرق في اللون.

3. تأثير البيئة على اللون.

الأيونات الموجودة في المحلول محاطة بقشرة من المذيب. تسمى طبقة من هذه الجزيئات المتاخمة مباشرة للأيونقذيفة الذوبان.

في المحاليل، لا يمكن للأيونات أن تؤثر على بعضها البعض فحسب، بل أيضًا على جزيئات المذيبات المحيطة بها، والتي بدورها تؤثر على الأيونات. عند الذوبان ونتيجة الذوبان يظهر اللون في أيون عديم اللون سابقا. يؤدي استبدال الماء بالأمونيا إلى تعميق اللون. تتشوه جزيئات الأمونيا بسهولة أكبر وتزداد كثافة اللون.

الآن دعونا نقارن شدة اللون لمركبات النحاس.

التجربة رقم 3.1. مقارنة شدة اللون لمركبات النحاس.

الأدوات والكواشف: أربعة أنابيب اختبار، محلول CuSO 1% 4, الماء، حمض الهيدروكلوريك، محلول الأمونيا NH 3, محلول 10% من هيكسسيانوفيرات البوتاسيوم (II).

إجراء التجربة. ضع 4 مل من CuSO في أنبوب اختبار واحد 4 و 30 مل ح2 يا، في اثنين آخرين - 3 مل CuSO 4 و 40 مل ح2 O. أضف 15 مل من حمض الهيدروكلوريك المركز إلى أنبوب الاختبار الأول - يظهر اللون الأصفر والأخضر، إلى الثاني - 5 مل من محلول الأمونيا 25٪ - يظهر اللون الأزرق، إلى الثالث - 2 مل من محلول 10٪ من هيكسسيانوفيرات البوتاسيوم (II) - نرى اللون الأحمر والرواسب البنية. أضف محلول CuSO إلى أنبوب الاختبار الأخير 4 وتركها للسيطرة.

2+ + 4Cl - ⇌ 2- + 6H 2 O

2+ + 4NH 3 ⇌ 2+ + 6H 2 O

2 2 + 4- ⇌ Cu 2 + 12 H 2 O

الخلاصة: عند تقليل كمية الكاشف (المادة المشاركة في التفاعل الكيميائي)، الضروري لتكوين المركب، فتزداد كثافة اللون. عندما تتشكل مركبات نحاسية جديدة، يحدث نقل الشحنة وتغير اللون.

4. مواد الحرباء.

يُعرف مفهوم "الحرباء" في المقام الأول بأنه مصطلح بيولوجي وحيواني يعني معنىمن الزواحف التي لديها القدرة على تغيير لون بشرتها عند التهيج أو تغير لون البيئة وما إلى ذلك.

ومع ذلك، يمكن العثور على "الحرباء" أيضًا في الكيمياء. إذن ما هي العلاقة؟

دعنا ننتقل إلى المفهوم الكيميائي:
مواد الحرباء هي مواد يتغير لونها في التفاعلات الكيميائية وتدل على التغيرات في البيئة محل الدراسة. دعونا نسلط الضوء على الشيء العام – التغيير في اللون (اللون). وهذا ما يربط هذه المفاهيم. مواد الحرباء معروفة منذ العصور القديمة. توصي كتيبات التحليل الكيميائي القديمة باستخدام "محلول الحرباء" لتحديد محتوى كبريتيت الصوديوم من كبريتيت الصوديوم في عينات ذات تركيبة غير معروفة. 2 سو 3 بيروكسيد الهيدروجين H 2 يا 2 أو حمض الأكساليك H 2 ج 2 س 4 . "محلول الحرباء" هو محلول برمنجنات البوتاسيوم KMnO 4 ، والتي أثناء التفاعلات الكيميائية، حسب البيئة، تغير لونها بطرق مختلفة. على سبيل المثال، في بيئة حمضية، يتغير لون المحلول الأرجواني الفاتح من برمنجنات البوتاسيوم بسبب حقيقة أن أيون برمنجنات MnO 4 - يتم تشكيل الكاتيون، أي.أيون موجب الشحنةمن 2+ ; في بيئة قلوية بقوة من MnO الأرجواني الساطع 4 - ينتج أيون المنغنيت الأخضر MnO 4 2- . وفي بيئة محايدة أو حمضية قليلاً أو قلوية قليلاً، سيكون المنتج النهائي للتفاعل عبارة عن راسب أسود-بني غير قابل للذوبان من ثاني أكسيد المنغنيز MnO 2 .

نضيف أنه بسبب خصائصه المؤكسدة،أولئك. القدرة على منح الإلكترونات أو أخذها من ذرات العناصر الأخرى،والتغيرات البصرية في اللون في التفاعلات الكيميائية، وقد وجدت برمنجنات البوتاسيوم تطبيقا واسعا في التحليل الكيميائي.

وهذا يعني أنه في هذه الحالة يتم استخدام “محلول الحرباء” (برمنجنات البوتاسيوم) كمؤشر، أي.مادة تشير إلى وجود تفاعل كيميائي أو تغير حدث في بيئة الاختبار.
هناك مواد أخرى تسمى "الحرباء". سننظر في المواد التي تحتوي على عنصر الكروم Cr.

كرومات البوتاسيوم - مركب غير عضوي، ملح معدنيالبوتاسيوم و حمض الكروم بالصيغة K2CrO4 ، بلورات صفراء قابلة للذوبان في الماء.

ثنائي كرومات البوتاسيوم (ثنائي كرومات البوتاسيوم، كروم البوتاسيوم) - ك 2 كروم 2 يا 7 . مركب غير عضوي، بلورات برتقالية، قابلة للذوبان في الماء. شديدة السمية.

5. الجزء التجريبي.

التجربة رقم 5.1. انتقال الكرومات إلى ثنائي كرومات والعودة.

الأدوات والكواشف: محلول كرومات البوتاسيوم K 2كرو 4 - محلول ثنائي كرومات البوتاسيوم K 2 كروم 2 يا 7 ، حمض الكبريتيك، هيدروكسيد الصوديوم.

إجراء التجربة. نضيف حمض الكبريتيك إلى محلول كرومات البوتاسيوم، ونتيجة لذلك يتغير لون المحلول من الأصفر إلى البرتقالي.

2K 2 CrO 4 + H 2 SO 4 = K 2 Cr 2 O 7 + K 2 SO 4 + H 2 O

أقوم بإضافة القلويات إلى محلول ثاني كرومات البوتاسيوم، فيتغير لون المحلول من البرتقالي إلى الأصفر.

K 2 Cr 2 O 7 + 4NaOH = 2Na 2 CrO 4 + 2KOH + H 2 O

الاستنتاج: في البيئة الحمضية تكون الكرومات غير مستقرة، ويتحول الأيون الأصفر إلى أيون الكروم. 2 يا 7 2- برتقالي، وفي بيئة قلوية يستمر التفاعل في الاتجاه المعاكس:
2 س.م 2 O 4 2- + 2H + وسط حمضي - وسط قلوي Cr 2 O 7 2 - + H 2 O.

الخواص المؤكسدة لأملاح الكروم (VI).

الأدوات والكواشف: محلول ثاني كرومات البوتاسيوم K 2 كروم 2 يا 7 ، محلول كبريتيت الصوديوم Na 2 سو 3 ، حامض الكبريتيك H 2SO4.

إجراء التجربة. إلى الحل ك 2 كروم 2 يا 7 المحمض بحمض الكبريتيك، يضاف محلول Na 2 سو 3. نلاحظ تغيرًا في اللون: تحول المحلول البرتقالي إلى اللون الأخضر والأزرق.

الاستنتاج: في البيئة الحمضية يتم اختزال الكروم بواسطة كبريتات الصوديوم من الكروم (VI) إلى الكروم (III): K 2 Cr 2 O 7 + 3Na 2 SO 3 + 4H 2 SO 4 = K 2 SO 4 + Cr 2 (SO 4 ) 3 + 3Na 2 SO 4 + 4 H 2 O.

التجربة رقم 5.4. أكسدة الإيثانول بخليط الكروم.

الأدوات والكواشف: محلول 5% من ثاني كرومات البوتاسيوم K 2 كروم 2 يا 7 ، 20% محلول حمض الكبريتيك H 2 سو 4 ، الكحول الإيثيلي (الإيثانول).

إجراء التجربة: أضف إلى 2 مل من محلول 5% من ثاني كرومات البوتاسيوم 1 مل من محلول 20% من حمض الكبريتيك و 0.5 مل من الإيثانول. نلاحظ سواد قوي للحل. قم بتخفيف المحلول بالماء لرؤية ظله بشكل أفضل. نحصل على الحل الأصفر والأخضر.
ل 2 Cr 2 O 7 + 3C 2 H 5 OH + H 2 SO 4 → 3CH 3 -COH + Cr 2 O 3 + K 2 SO 4 + 4H 2 يا
الاستنتاج: في البيئة الحمضية، يتأكسد الكحول الإيثيلي بواسطة ثنائي كرومات البوتاسيوم. وهذا ينتج ألدهيد. توضح هذه التجربة تفاعل الحرباء الكيميائية مع المواد العضوية.

تجربة 5.4. يوضح بوضوح المبدأ الذي تعمل به المؤشرات للكشف عن الكحول في الجسم. يعتمد المبدأ على الأكسدة الأنزيمية المحددة للإيثانول، مصحوبة بتكوين بيروكسيد الهيدروجين (H 2 يا 2 ) ، مما يتسبب في تكوين كروموجين ملون ،أولئك. مادة عضوية تحتوي على مجموعة الكروموفور (مجموعة كيميائية تتكون من ذرات الكربون والأكسجين والنيتروجين).

وبالتالي فإن هذه المؤشرات تظهر بصريًا (على مقياس الألوان) محتوى الكحول في لعاب الشخص. يتم استخدامها في المؤسسات الطبية عند إثبات حقائق استهلاك الكحول والتسمم بالكحول. نطاق تطبيق المؤشرات هو أي موقف حيث يكون من الضروري إثبات حقيقة استهلاك الكحول: إجراء عمليات تفتيش ما قبل الرحلة لسائقي المركبات، وتحديد السائقين المخمورين على الطرق من قبل شرطة المرور، واستخدام التشخيص في حالات الطوارئ، كوسيلة للتشخيص الذاتي. السيطرة، الخ.

6. اللونية.

دعونا نتعرف على ظاهرة مثيرة للاهتمام، حيث يحدث تغير في لون المواد أيضًا،اللونية.

اليوم، من غير المرجح أن تفاجئ النظارات ذات العدسات الحرباء أي شخص. لكن تاريخ اكتشاف المواد غير العادية التي تغير لونها حسب الضوء مثير للاهتمام للغاية. في عام 1881، تلقى الكيميائي الإنجليزي فيبسون رسالة من صديقه توماس غريفيث وصف فيها ملاحظاته غير العادية. كتب جريفيث أن الباب الأمامي لمكتب البريد، الواقع مقابل نوافذه، يغير لونه طوال اليوم - يصبح داكنًا عندما تكون الشمس في ذروتها، ويضيء عند الغسق. بسبب فضوله بشأن الرسالة، قام فيبسون بفحص الليثوبون، وهو الطلاء المستخدم لطلاء باب مكتب البريد. تم تأكيد ملاحظة صديقه. ولم يتمكن فيبسون من تفسير سبب الظاهرة. ومع ذلك، فقد أصبح العديد من الباحثين مهتمين جديًا بتفاعل اللون العكسي. وفي بداية القرن العشرين، تمكنوا من تصنيع عدة مواد عضوية تسمى "الفوتوكرومات"، أي "الدهانات الحساسة للضوء". منذ زمن بيبسون، تعلم العلماء الكثير عن الفوتوكرومات -مواد يتغير لونها عند تعرضها للضوء.

اللونية الضوئية، أو الظلمة، هي ظاهرة التغير العكسي في لون المادة تحت تأثير الضوء المرئي والأشعة فوق البنفسجية.

التعرض للضوء يسبب في مادة فوتوكروميك, إعادة الترتيب الذري، والتغيرات في سكان المستويات الإلكترونية. بالتوازي مع تغير اللون، يمكن للمادة تغيير معامل الانكسار، والذوبان، والتفاعل، والتوصيل الكهربائي، وغيرها من الخصائص الكيميائية والفيزيائية. اللونية الضوئية متأصلة في عدد محدود من المركبات العضوية وغير العضوية والطبيعية والاصطناعية.

هناك اللونية الكيميائية والفيزيائية:

اللونية الكيميائية: التفاعلات الكيميائية الضوئية القابلة للانعكاس داخل الجزيئات وبين الجزيئات (التوتوميرية (الأيزومرية القابلة للعكس)، والتفكك (الانقسام)، والأيزومرات المرتبطة برابطة الدول المستقلة، وما إلى ذلك)؛
اللونية الفيزيائية: نتيجة انتقال الذرات أو الجزيئات إلى حالات مختلفة. يرجع تغير اللون في هذه الحالة إلى تغير عدد المستويات الإلكترونية. تتم ملاحظة هذه اللونية الضوئية عندما تتعرض المادة لتدفقات ضوئية قوية فقط.

الفوتوكرومات في الطبيعة:

المعدنية tugtupit قادر على تغيير اللون من الأبيض أو الوردي الفاتح إلى الوردي الفاتح.

المواد الفوتوكرومية

توجد الأنواع التالية من المواد الفوتوكرومية: المحاليل السائلة وأفلام البوليمر (مركبات ذات وزن جزيئي مرتفع)، تحتوي على مركبات عضوية فوتوكرومية، ونظارات بها بلورات هاليد فضية دقيقة موزعة بالتساوي في جميع أنحاء حجمها (مركبات الفضة مع الهالوجينات) ، التحلل الضوئي ( الاضمحلال بالضوء) والذي يحدث بسبب اللونية. بلورات هاليدات الفلزات القلوية والقلوية الترابية، يتم تنشيطها بواسطة إضافات مختلفة (على سبيل المثال، CaF 2/لا، سي؛ SrTiO 3 / ني، مو).

تُستخدم هذه المواد كمرشحات ضوئية ذات كثافة بصرية متغيرة (أي أنها تنظم تدفق الضوء) في وسائل حماية العيون والأجهزة من الإشعاع الضوئي، وفي تكنولوجيا الليزر، وما إلى ذلك.

العدسات الفوتوكرومية

عدسة فوتوكرومية معرضة للضوء ومغطاة جزئيًا بالورق. ويظهر مستوى ثان من اللون بين الأجزاء الفاتحة والداكنة، حيث توجد جزيئات فوتوكروميك على سطحي العدسةالبولي كربونات وغيرها البلاستيك . العدسات الفوتوكرومية عادة ما تصبح داكنة في وجود الضوء فوق البنفسجي وتفتح في غيابه في أقل من دقيقة، ولكن الانتقال الكامل من حالة إلى أخرى يحدث خلال 5 إلى 15 دقيقة.

الاستنتاجات.

لذا فإن لون المركبات المختلفة يعتمد على:

*من تفاعل الضوء مع جزيئات المادة؛

*في المواد العضوية ينشأ اللون نتيجة إثارة إلكترونات العنصر وانتقالها إلى مستويات أخرى. تعتبر حالة النظام الإلكتروني للجزيء الكبير بأكمله مهمة؛

* في المواد غير العضوية يرجع اللون إلى التحولات الإلكترونية وانتقال الشحنة من ذرة عنصر إلى ذرة عنصر آخر. يلعب الغلاف الإلكتروني الخارجي للعنصر دورًا رئيسيًا؛

* يتأثر لون المجمع بالبيئة الخارجية؛

* يلعب عدد الإلكترونات في المركب دوراً هاماً.

قائمة المصادر المستخدمة

1. Artemenko A. I. "الكيمياء العضوية والإنسان" (الأسس النظرية، دورة متعمقة). موسكو، "التنوير"، 2000.

2. فاديف جي إن "الكيمياء واللون" (كتاب للقراءة اللامنهجية). موسكو، "التنوير"، 1977.

قطرتان فقط من الجلسرين - وبرمنجنات البوتاسيوم تغير لونه!

تعقيد:

خطر:

قم بهذه التجربة في المنزل

لماذا يتحول المحلول إلى اللون الأزرق في البداية؟

إذا راقبت الحرباء عن كثب، ستلاحظ أنه خلال ثوانٍ قليلة من إضافة الجلسرين إلى المحلول، سيتحول إلى اللون الأزرق. ويتكون اللون الأزرق من مزج محاليل اللون البنفسجي (من MnO 4 - برمنجنات) والمحلول الأخضر (من MnO 4 2 - منجنات). ومع ذلك، فإنه يتحول إلى اللون الأخضر بسرعة كبيرة - حيث يوجد كمية أقل وأقل من MnO 4 - وأكثر من MnO 4 2 - في المحلول.

إضافة

تمكن العلماء من اكتشاف الشكل الذي يستطيع المنغنيز تحويل المحلول إلى اللون الأزرق. يحدث هذا عندما يشكل أيون هيبومنجنات MnO 4 3- . هنا المنغنيز في حالة الأكسدة +5 (Mn +5). ومع ذلك، فإن MnO 4 3- غير مستقر للغاية، ويتطلب الحصول عليه شروطًا خاصة، لذلك لا يمكن رؤيته في تجربتنا.

ماذا يحدث للجلسرين في تجربتنا؟

يتفاعل الجلسرين مع برمنجنات البوتاسيوم ويعطيه إلكتروناته. تم أخذ الجلسرين في تفاعلنا بكميات كبيرة (حوالي 10 مرات أكثر من برمنجنات البوتاسيوم KMnO4). في ظل ظروف رد فعلنا، يتحول الجلسرين نفسه إلى جليسرالديهيد، ثم إلى حمض الجلسريك.

إضافة

كما اكتشفنا بالفعل، يتأكسد الجلسرين C 3 H 5 (OH) 3 بواسطة برمنجنات البوتاسيوم. الجلسرين هو جزيء عضوي معقد للغاية، وبالتالي فإن التفاعلات التي تنطوي عليه غالبًا ما تكون معقدة. أكسدة الجلسرين هي تفاعل معقد تتشكل خلاله العديد من المواد المختلفة. يوجد العديد منها لفترة قصيرة فقط وتتحول إلى أخرى، ويمكن العثور على بعضها في محلول حتى بعد اكتمال التفاعل. هذا الوضع نموذجي لجميع الكيمياء العضوية ككل. عادةً، تسمى تلك المواد التي يتم إنتاجها بشكل أكبر نتيجة للتفاعل الكيميائي بالمنتجات الرئيسية، والباقي عبارة عن منتجات ثانوية.

في حالتنا، المنتج الرئيسي لأكسدة الجلسرين مع برمنجنات البوتاسيوم هو حمض الجليسريك.

لماذا نضيف هيدروكسيد الكالسيوم Ca(OH)2 إلى محلول KMnO4؟

في المحلول المائي، يتحلل هيدروكسيد الكالسيوم Ca(OH)2 إلى ثلاث جسيمات مشحونة (أيونات):

Ca(OH) 2 → Ca 2+ (محلول) + 2OH - .

في وسائل النقل أو المتجر أو المقهى أو في الفصل الدراسي بالمدرسة - في كل مكان نحن محاطون بأشخاص مختلفين. ونحن نتصرف بشكل مختلف في مثل هذه الأماكن. حتى لو فعلنا نفس الشيء - على سبيل المثال، اقرأ كتابًا. عندما نكون محاطين بأشخاص مختلفين، نقوم بذلك بشكل مختلف قليلاً: في مكان ما بشكل أبطأ، وفي مكان آخر بشكل أسرع، أحيانًا نتذكر ما قرأناه جيدًا، وفي أحيان أخرى لا يمكننا تذكر حتى سطرًا واحدًا في اليوم التالي. وبالمثل، فإن برمنجنات البوتاسيوم، المحاطة بأيونات OH، تتصرف بطريقة خاصة. فهو يأخذ الإلكترونات من الجلسرين "بلطف أكبر"، دون التسرع في أي مكان. ولهذا السبب يمكننا ملاحظة تغير في لون الحرباء.

إضافة

ماذا يحدث إذا لم تقم بإضافة محلول Ca(OH)2؟

عند وجود فائض من أيونات OH في محلول، يسمى هذا المحلول قلويًا (أو يقال إنه يحتوي على تفاعل قلوي). على العكس من ذلك، إذا كان هناك فائض من أيونات H + في المحلول، فإن هذا المحلول يسمى حمضيًا. لماذا "على العكس"؟ لأن أيونات OH - وH + معًا تشكل جزيء الماء H 2 O. ولكن إذا كانت أيونات H + وOH - موجودة بالتساوي (أي أنه لدينا ماء بالفعل)، فإن المحلول يسمى متعادلًا.

في المحلول الحمضي، يصبح عامل الأكسدة النشط KMnO 4 غير مدرب للغاية، بل وقحًا. إنه يأخذ بسرعة كبيرة الإلكترونات من الجلسرين (ما يصل إلى 5 في المرة الواحدة!)، ويتحول المنغنيز من Mn^+7 (في برمنجنات MnO 4 -) إلى Mn 2+:

MnO 4 - + 5e - → Mn 2+

والأخير (Mn2+) لا يعطي الماء أي لون. لذلك، في محلول حمضي، سوف يتغير لون برمنجنات البوتاسيوم بسرعة كبيرة، ولن تتحول الحرباء.

سيحدث موقف مماثل في حالة وجود محلول محايد لبرمنجنات البوتاسيوم. نحن فقط لن "نفقد" كل ألوان الحرباء، كما هو الحال في المحلول الحمضي، ولكن اثنين فقط - لن يتم الحصول على المنغنيت الأخضر MnO 4 2، مما يعني أن اللون الأزرق سيختفي أيضًا.

هل من الممكن صنع حرباء باستخدام أي شيء آخر غير KMnO 4؟

يستطيع! سيكون لحرباء الكروم (Cr) اللون التالي:

برتقالي (ثنائي كرومات Cr 2 O 7 2-) → أخضر (Cr 3+) → أزرق (Cr 2+).

حرباء أخرى - من الفاناديوم (V):

أصفر (VO 3+) → أزرق (VO 2+) → أخضر (V 3+) → أرجواني (V 2+).

من الصعب جدًا جعل محاليل الكروم أو مركبات الفاناديوم تغير لونها بشكل جميل كما يحدث في حالة المنغنيز (برمنجنات البوتاسيوم). بالإضافة إلى ذلك، سيتعين عليك إضافة مواد جديدة باستمرار إلى الخليط. لذلك، فإن الحرباء الحقيقية - تلك التي ستغير لونها "من تلقاء نفسها" - لا يمكن الحصول عليها إلا من برمنجنات البوتاسيوم.

إضافة

المنغنيز Mn، مثل الكروم Cr والفاناديوم V، عبارة عن معادن انتقالية - مجموعة كبيرة من العناصر الكيميائية التي لها مجموعة كاملة من الخصائص المثيرة للاهتمام. من مميزات المعادن الانتقالية اللون الساطع والمتنوع للمركبات ومحاليلها.

على سبيل المثال، من السهل الحصول على قوس قزح كيميائي من محاليل المركبات المعدنية الانتقالية:

كل صياد يريد أن يعرف أين يجلس الدراج:

الأحمر (الحديد (III) ثيوسيانات الحديد (SCN) 3)، الحديد الحديد؛

البرتقال (ثنائي كرومات الكروم 2 O 7 2-)، الكروم الكروم؛

الأصفر (VO 3+)، الفاناديوم V؛

الأخضر (نترات النيكل، Ni(NO 3) 2)، النيكل Ni؛

الأزرق (كبريتات النحاس، CuSO 4)، النحاس النحاس؛

الأزرق (رباعي كلوروكوبالتات، 2-)، شركة الكوبالت؛

البنفسجي (برمنجنات MnO 4 -)، المنغنيز Mn.

تطوير التجربة

كيفية تغيير الحرباء أكثر؟

هل من الممكن عكس التفاعل والحصول على المحلول الأرجواني مرة أخرى؟

يمكن أن تحدث بعض التفاعلات الكيميائية في اتجاه واحد أو في الاتجاه المعاكس. تسمى هذه التفاعلات بالتفاعلات العكسية، ومقارنة بالعدد الإجمالي للتفاعلات الكيميائية، لا يُعرف الكثير منها. يمكنك عكس التفاعل عن طريق خلق ظروف خاصة (على سبيل المثال، تسخين عالي لخليط التفاعل) أو عن طريق إضافة كاشف جديد. ولا تعتبر أكسدة الجلسرين مع برمنجنات البوتاسيوم KMnO 4 تفاعلاً من هذا النوع. علاوة على ذلك، في إطار تجربتنا، من المستحيل عكس رد الفعل هذا. لذلك لن نتمكن من إجبار الحرباء على تغيير لونها بالترتيب العكسي.

إضافة

دعونا نرى ما إذا كانت هناك طريقة لتحويل الحرباء لدينا؟

أولاً سؤال بسيط: هل يمكن للجلسرين المؤكسد (حمض الجليسريك) تحويل ثاني أكسيد المنغنيز MnO 2 مرة أخرى إلى برمنجنات البوتاسيوم البنفسجي KMnO 4؟ لا، هو لا يستطيع. حتى لو ساعدناه كثيرا (على سبيل المثال، تسخين المحلول). وكل ذلك لأن KMnO 4 هو عامل مؤكسد قوي (ناقشنا هذا أعلى قليلاً)، في حين أن حمض الجليسريك له خصائص مؤكسدة ضعيفة. من الصعب للغاية على عامل مؤكسد ضعيف أن يعارض أي شيء بعامل قوي!

هل من الممكن تحويل MnO 2 مرة أخرى إلى KMnO 4 باستخدام كواشف أخرى؟ نعم يمكنك ذلك. ولكن لهذا سيتعين عليك العمل في مختبر كيميائي حقيقي! ومن الطرق المخبرية لإنتاج KMnO4 هي تفاعل MnO2 مع الكلور Cl2 بوجود فائض من هيدروكسيد البوتاسيوم KOH:

2MnO 2 + 3Cl 2 + 8KOH → 2KMnO 4 + 6KCl + 4 H 2 O

لا يمكنك تنفيذ مثل هذا التفاعل في المنزل - فهو صعب (ستحتاج إلى معدات خاصة) وغير آمن. ولن يكون لديها سوى القليل من القواسم المشتركة مع الحرباء المشرقة والجميلة من تجربتنا.

وزارة التربية والتعليم في الاتحاد الروسي

"الحرباء الكيميائي أو قصة برمنجنات البوتاسيوم"

تم الانتهاء من العمل

طالب في الصف 10 "أ"

ميليكوفسكايا زويا

وطالبة في الصف 11 "ب"

كيسين سيرجي

مشرف:

سان بطرسبورج

مقدمة. الأهداف والغايات 3

الجزء الرئيسي 5

ما هو برمنجنات البوتاسيوم 5

الذوبان 5

اكتشاف KMnO₄6

6 طرق للحصول عليه

طرق أخرى للحصول على البرمنجنات 7

الخواص الكيميائية 9

خصائص الأكسدة حسب البيئة 11

التحلل الحراري 12

تطبيق برمنجنات البوتاسيوم 12

المساعدة في سوء الاستخدام 15

KMnO₄ في البستنة 16

الاستنتاج 16

الأدب 17

الملحق 18

تجارب برمنجنات البوتاسيوم 18

التجربة الثانية 19

التجربة الثالثة 20

مقدمة. أهداف و غايات

برمنجنات البوتاسيوم KMnO₄ هي واحدة من أقوى العوامل المؤكسدة، وهي شائعة جدًا. هذه بلورات سوداء لامعة تقريبًا. المحلول الموجود في الماء له لون قرمزي كثيف، والذي يبدو أنه ناتج عن أيونات MnO₄. هذه المادة، التي تسمى عادة برمنجنات البوتاسيوم، هي مطهر جيد. لماذا يعتبر KMnO₄ عامل مؤكسد، ومطهر، ولكن لأن حالة أكسدة المنغنيز فيه هي +7. والآن أصبح من الواضح لماذا يذكرونك عند التنزه بأخذ بعض برمنجنات البوتاسيوم معك لجعل المياه من النهر أو البحيرة نظيفة. وتبين أن برمنجنات البوتاسيوم تعمل على أكسدة الماء الموجود في الضوء والشوائب الموجودة فيه. إذا قمت بإذابة عدة بلورات من برمنجنات البوتاسيوم في الماء وانتظرت بعض الوقت، ستلاحظ أن اللون القرمزي سيصبح شاحبًا تدريجيًا ثم يختفي تمامًا، وستبقى طبقة بنية على جدران الوعاء، هذا هو أكسيد المنغنيز الذي ترسب - MnO₂ ↓.

4KMnO₄ + 2H₂O → 4MnO₂ + 4KOH + 3O₂

من + 3ē → من 3 4

2O - 4ē → O₂ 4 3

تتأكسد البكتيريا والمواد العضوية بالأكسجين أو تموت تحت تأثير البيئة القلوية. يمكن تصفية المياه واستخدامها. هذا يعني أنه لا يمكن تخزين محلول البرمنجنات إلا في حاوية مظلمة.

كلما درست الكيمياء أكثر، زادت الأشياء المثيرة للاهتمام التي تتعلمها عن المواد. ويمكنك شرح المزيد عن الظواهر التي تحدث.

لقد وضعنا لأنفسنا هدفًا: معرفة المزيد عن المادة التي، على الرغم من أي ظروف، موجودة في كل خزانة أدوية منزلية تقريبًا. وأيضا عن مادة تستخدم باستمرار في دروس التاريخ الطبيعي والفيزياء والكيمياء لتظهر ظاهرة انتشار وتلوين الماء بلون وردي جميل، وهي مادة يتم الحصول منها على الأكسجين في دروس الكيمياء، وأيضا بمساعدة برمنجنات البوتاسيوم، يتم الحصول على الكلور من حمض الهيدروكلوريك.

المهمة الرئيسية هي دراسة هذه المادة المثيرة للاهتمام بمزيد من التعمق، وبما أنها غير موجودة في الطبيعة، لمعرفة من حصل عليها لأول مرة وكيف يمكن الحصول عليها بطريقة أخرى، وما هي خصائصها، وما هي الخصائص التي تستخدم من أجلها.

الجزء الرئيسي

ما هو برمنجنات البوتاسيوم

الذوبان

KMnO₄ المذاب عبارة عن بلورات أرجوانية داكنة ذات بريق معدني. يمكن الافتراض أن قابلية ذوبان البرمنجنات جيدة، ولكن يبدو الأمر كذلك. في الواقع، فإن قابلية ذوبان هذا الملح في درجة حرارة الغرفة (20 درجة مئوية) تبلغ 6.4 جرام فقط لكل 100 جرام من الماء. ومع ذلك، فإن المحلول ملون بشكل مكثف ويبدو مركزًا. تزداد الذوبان مع زيادة درجة الحرارة.

درجة الحرارة درجة مئوية
الذوبان، جم/100 جم ماء

وتتبلور المادة على شكل موشورات جميلة ذات لون أرجواني داكن، تكاد تكون سوداء. المحاليل لها لون قرمزي غامق، وفي تركيزات عالية - لون بنفسجي.

اكتشاف KMnO₄

كرّس العالم السويدي غوتليب يوهان هان أبحاثه لدراسة المعادن والكيمياء غير العضوية. جنبا إلى جنب مع مواطنه فيلهلم كارل شيلي، أثناء دراسة معدن البيرولوسيت MnO₂ في عام 1774، اكتشفوا المنغنيز (تم الحصول عليه في شكل معدني)، وحصلوا أيضًا على ودرسوا خصائص عدد من مركبات المنغنيز، بما في ذلك برمنجنات البوتاسيوم.

طرق الحصول على

من خلال دمج ثاني أكسيد المنغنيز MnO₂ مع كربونات البوتاسيوم والنترات (K₂CO₃ وKNO₃)، تم إنشاء سبيكة خضراء تذوب في الماء لتكوين محلول أخضر جميل. تم عزل بلورات خضراء داكنة من منجنات البوتاسيوم K₂MnO₄ من هذا المحلول.

MnO₂ + K₂CO₃ + KNO₃ → K₂MnO₄ + KNO₂ + CO₂.

وإذا ترك المحلول في الهواء يتغير لونه تدريجيا، فيتحول من الأخضر إلى القرمزي، ويتكون راسب بني غامق. وقد تم تفسير ذلك من خلال حقيقة أن المنغنيز يتحول تلقائيًا في المحلول المائي إلى أملاح حمض المنغنيز HMnO₄ مع تكوين ثاني أكسيد المنغنيز MnO₂.

3K₂MnO₄ + 2H₂O → 2KMnO₄ + MnO₂↓ + 4KOH

في هذه الحالة، يقوم أيون MnO₄ بأكسدة أيونين آخرين متشابهين إلى أيونات MnO₄، ويتم اختزاله في حد ذاته، مكونًا MnO₂.

تكررت التجارب مع مكونات أخرى، مؤكسدة البيرولوسيت.

قد يكون هذا أكسدة بالأكسجين في وجود القلويات KOH

2MnO₂ + 4KOH + O₂ → 2K₂MnO₄ + 2H₂O

أو نترات البوتاسيوم في وجود القلويات.

MnO₂ + KOH + KNO₃ = K₂MnO₄ + KNO₂ + H₂O

ولكن على أي حال، أعطى المنجنات برمنجنات.

عملية تحويل المنغنيز إلى برمنجنات يمكن عكسها. لذلك، مع وجود فائض من أيونات الهيدروكسيل، أي القلويات، يمكن أن يظل محلول المنجنات دون تغيير. ولكن مع انخفاض تركيز القلويات، يتحول اللون الأخضر بسرعة إلى اللون القرمزي.

طرق أخرى للحصول على البرمنجنات

عندما تعمل عوامل مؤكسدة قوية (مثل الكلور) على محلول المنغنيز، يتحول الأخير بالكامل إلى برمنجنات.

2K₂MnO₄ + Cl₂ = 2KMnO₄ + 2KCl

قد يكون هناك أكسدة كيميائية أو كهروكيميائية لمركبات المنغنيز.

MnO₂ + Cl₂ + 8KOH → 2KMnO₄ + 6KCl + 4H₂O

يمكن إخضاع منجنات البوتاسيوم K₂MnO₄ للتحليل الكهربائي. هذه هي الطريقة الصناعية الرئيسية للإنتاج.

K₂MnO₄ + 2H₂O → 2KMnO₄ + H₂ + 2KOH

2H + 2ē → H₂ MnO₄ - ē → MnO₄

تقليل الأكسدة

في الصناعة، يتم إنتاج البرمنجنات أيضًا عن طريق التحليل الكهربائي لهيدروكسيد البوتاسيوم المركز KOH مع أنود المنغنيز Mn. أثناء عملية التحليل الكهربائي، تذوب مادة الأنود تدريجيًا لتشكل محلولًا أرجوانيًا يحتوي على أنيونات البرمنجنات. يتم إطلاق الهيدروجين عند الكاثود.

من + 2KOH + 6H₂O → 2KMnO₄ + 7H₂

الأنود الكاثود

2H + 2ē → H₂(اختزال) Mn – 7ē → Mn(أكسدة)

يتم إطلاق برمنجنات البوتاسيوم، القابلة للذوبان بشكل معتدل في الماء، على شكل راسب وسيكون من المغري إنتاج برمنجنات الصوديوم NaMnO₄ بدلاً من برمنجنات البوتاسيوم المعتادة. هيدروكسيد الصوديوم متاح بسهولة أكبر من هيدروكسيد البوتاسيوم. ومع ذلك، في ظل هذه الظروف لا يمكن عزل NaMnO₄؛ على عكس برمنجنات البوتاسيوم، فهو قابل للذوبان تمامًا في الماء (عند 20 درجة مئوية، تبلغ قابلية ذوبانه في الماء 144 جم لكل 100 جم من الماء).

الخواص الكيميائية

وفقًا للخصائص الكيميائية، يعتبر KMnO₄ عامل مؤكسد قوي، نظرًا لأن حالة الأكسدة هي +7، وقد حصل على اسمه من نظام تسمية البرمنجنات. عندما تكون درجة العنصر عالية، تتم إضافة بادئة خطولاحقة في.

يحول الحديد بسهولة إلى Fe، والذي يستخدم في تحليل تقدير أملاح الحديد (الحديد).

2KMnO₄ + 8H₂SO₄ + 10FeSO₄ → 2MnSO₄ + 5Fe₂(SO₄)₃ + 8H₂O + K₂SO₄

· يتغير لونه ويتحول إلى اللون الأصفر قليلاً.

· يتحول حمض الكبريتيك إلى حمض الكبريتيك.

2KMnO₄ + 5H₂SO₃ → 2H₂SO₄ + K₂SO₄ + 2MnSO₄ + 3H₂O

· يتحرر الكلور من حمض الهيدروكلوريك.

2KMnO₄ + 16HCL → 5CL₂ + 2KCL + 2MnCL₂ + 8H₂O

من +5ē → من 5 2

2CL – 2ē → CL 2 5

(هذه طريقة مختبرية لإنتاج الكلور)

ü يجب أن نتذكر أن الكلور مادة سامة ويجب إجراء هذه التجربة في غطاء الدخان.

البرمنجنات غير متوافق كيميائيًا مع الفحم والسكر (السكروز) C₁₂H₂₂O₄ والسوائل القابلة للاشتعال - قد يحدث انفجار.

2KMnO₄ + C → K₂MnO₄ + CO₂ + MnO₂

دون كسر الرابطة C-C.

2KMnO₄ + 5C₂H₅OH + 3H₂SO₄ → 2MnSO₄ + 5C₂H₄O₂ + K₂SO₄

(كحول) (حمض)

2KMnO₄ + 3C₂H₄ + 4H₂O → 3CH₂ – CH₂ + 2MnO₂ + 2KOH

(الإيثين) OH OH (أكسدة الإيثيلين)

عندما يتفاعل KMnO₄ مع حمض الكبريتيك المركز، يتكون أكسيد.

2KMnO₄ + H₂SO₄(ملخص) → Mn₂O₇ + H₂O + K₂SO₄

ü Mn₂O₇ - سائل زيتي أخضر داكن. التفاعل يسير بشكل جيد مع الملح الجاف. Mn₂O₇ هو أكسيد المعدن السائل الوحيد؛ com.tmelt = 5.9 درجة، غير مستقر، ينفجر بسهولة. عند t = 55° أو أثناء الصدمة. يشتعل الكحول عند ملامسته له.

هذه، بالمناسبة، هي إحدى الطرق لإضاءة مصباح روحي بدون أعواد ثقاب. ضع عدة بلورات KMnO₄ في كوب خزفي، وأضف بعناية 1-2 قطرات من H₂SO₄ (مكثف) واخلط الخليط بعناية باستخدام قضيب زجاجي. ثم المس فتيل مصباح الكحول بالعصا.

Mn₂O₇ + C₂H₅OH + 12H₂SO₄ → 12MnSO₄ + 10CO₂ + 27H₂O

KMnO₄ هو عامل مؤكسد لكل من المواد العضوية وغير العضوية. كلما زاد عدد الإلكترونات التي يستطيع العامل المؤكسد قبولها أثناء التفاعل، زاد عدد مولات مادة أخرى سوف تتأكسد. ويعتمد عدد الإلكترونات على ظروف التفاعل، على سبيل المثال، على الحموضة.

المحلول القوي المحمض لـ KMnO₄ يحرق حرفيًا العديد من المواد العضوية، ويحولها إلى CO₂ وH₂O.

على سبيل المثال، أكسدة حمض الأكساليك

H₂C₂O₄ + 2KMnO₄ + 3H₂SO₄ = 10CO₂ + MnSO₄ + K₂SO₄ + 8H₂O

2C - 2ē → 2C5 الأكسدة

من + 5ē → من 2 الانتعاش

§ يستخدم الكيميائيون هذا لغسل الأواني الزجاجية المختبرية الملوثة بشدة ببقايا المواد العضوية التي تم غسلها بشكل سيئ، كما يتم استخدامه أحيانًا عند غسل النوافذ (بعناية).

خصائص الأكسدة اعتمادا على البيئة

اعتمادا على البيئة الحمضية، يمكن اختزال KMnO₄ إلى منتجات مختلفة:

· البيئة الحمضية

في بيئة حمضية - لمركبات المنغنيز (II).

2KMnO₄ + 4K₂SO₃ + 3H₂SO₄ → 2MnSO₄ + 5K₂SO₄ + 3H₂O

يتغير لون المحلول لأن مركبات المنغنيز (II) عديمة اللون.

· بيئة محايدة

في بيئة محايدة – لمركبات المنغنيز (IV).

2KMnO₄ + 3K₂SO₃ + H₂O → 2MnO₂↓ + 3K₂SO₄ + 2KOH

يعطي MnO₂ المحلول لونًا بنيًا أثناء ترسبه.

· بيئة قلوية للغاية

في بيئة قلوية بقوة – تصل إلى مركبات المنغنيز (VI).

2KMnO₄ + K₂SO₃ + 2KOH → 2K₂MnO₄ + K₂SO₄ + H₂O

يتكون محلول أخضر زمردي من منجنات البوتاسيوم. يمكن أيضًا الحصول على هذا المحلول باستخدام لهب مصباح الكحول، وهو محلول غير قوي جدًا من KMnO₄ مع إضافة القلويات الصلبة KOH.

4 KMnO₄ + 4KOH → 4K₂MnO₄ + O₂ + 2H₂O

التحلل الحراري

عند تسخينه، يتحلل KMnO₄. وغالبًا ما يستخدم هذا لإنتاج الأكسجين في المختبر. T = 200 درجة مئوية كافية.

KMnO₄ → K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂

الشظية المشتعلة التي تم إدخالها في أنبوب اختبار مع إطلاق الأكسجين تشتعل بلهب ساطع. تحتاج إلى العمل بعناية وإدخال مرشح قطني في الحفرة حتى لا تدخل المواد الصلبة من منتجات التحلل مع تدفق الأكسجين في الهواء.

تطبيق برمنجنات البوتاسيوم

يتم استخدام KMnO₄ مرة أخرى على قدرة الأكسدة العالية لأيون البرمنجنات، مما يوفر تأثيرًا مطهرًا.

وقد وجدت المحاليل المخففة (حوالي 0.1%) من برمنجنات البوتاسيوم استخداماً واسع النطاق في الطب، كمطهر للغرغرة، وغسل الجروح، وعلاج الحروق. يستخدم المحلول المخفف كمقيئ للإعطاء عن طريق الفم في حالة بعض حالات التسمم.

عند ملامسة المواد العضوية، يتم إطلاق الأكسجين الذري. يشكل الأكسيد المتكون أثناء اختزال الدواء مركبات معقدة تحتوي على البروتينات - الألبوميتانات (وبالتالي فإن KMnO₄ بتركيزات صغيرة له تأثير قابض، وفي المحاليل المركزة يكون له تأثير مزعج وكي ودباغة). كما أن لها تأثير إزالة الروائح الكريهة. فعال في علاج الحروق والتقرحات.

إن قدرة KMnO₄ على تحييد بعض السموم تكمن وراء استخدام محاليله لغسل المعدة في حالة التسمم بسموم غير معروفة والتهابات التسمم الغذائي.

(عند تناوله، يتم امتصاصه، مما ينتج عنه تأثير سام للدم).

على وجه الخصوص، يمكن استخدام KMnO₄ للتسمم بحمض الهيدروسيانيك HCN والفوسفور.

ü HCN سائل برائحة اللوز المر، شديد السمية.

2HCN + 2 KMnO₄ → N₂ + 2KOH + 2MnCO₃.

§ يتم تحييد KOH؛

§ عصير المعدة HCL.

كوه + حمض الهيدروكلوريك → بوكل + H₂O

وتتحول كربونات المنغنيز إلى CO₂ وH₂O وملح قابل للذوبان MnCL₂.

يمكن استخدام برمنجنات في مناطق أخرى.

في عام 1888، اكتشف العالم الروسي إيجور إيجوروفيتش فاغنر تفاعل أكسدة المركبات العضوية التي تحتوي على رابطة الإيثيلين عن طريق معالجة هذه المركبات بمحلول 1% من KMnO₄ في وسط قلوي (تفاعل فاغنر).

وباستخدام هذه الطريقة، أثبت الطبيعة غير المشبعة لعدد من التربينات (أنشأ بنية البينين، المكون الرئيسي لتربنتين الصنوبر الروسي).

يعتبر KMnO₄ في المحلول القلوي عامل مؤكسد ضعيف. على سبيل المثال، إذا تم تمرير الإيثيلين C₂H₄ عبر هذا المحلول، فإن لون برمنجنات البوتاسيوم يختفي عندما يتأكسد الإيثيلين إلى إيثان 1,2 ديول أو إيثيلين جلايكول.

3CH₂ = CH₂ + 2KMnO₄ + 4H₂O → 3CH₂ – CH₂ + MnO₂↓ + 2KOH

ويتشكل أيضًا تعليق بني من ثاني أكسيد MnO₂. يعد تغير لون المحلول المخفف البارد لـ KMnO₄ بمثابة تفاعل نوعي لوجود رابطة كربون-كربون متعددة C=C، نظرًا لأن عددًا قليلًا جدًا من المركبات العضوية تتأكسد بهذه الطريقة.

يقوم المحلول القلوي KMnO₄ بغسل الأواني الزجاجية المختبرية جيدًا من الدهون والمواد العضوية الأخرى.

المحاليل - يتم استخدام تركيزات 3 جم/لتر على نطاق واسع لتنغيم الصور الفوتوغرافية.

البرمنجنات في المحاليل الحمضية هو عامل مؤكسد قوي ويستخدم على نطاق واسع في تحليل المعايرة؛ التحول الحاد من اللون البنفسجي (أيونات MnO₄) إلى اللون الوردي الفاتح (أيونات المنغنيز) يجعل استخدام المؤشرات غير مقبول. تعمل أيونات MnO₄ على أكسدة H₂S، والكبريتيدات، والأيونات، والبروميدات، والكلوريدات، والنيتريت، وبيروكسيد الهيدروجين.

2KMnO₄ + 5H₂O₂ + 3H₂SO₄ → 2MnSO₄ + K₂SO₄ + 8H₂O + 5O₂

أدخل الكيميائي والفيزيائي الفرنسي جاي لوساك جوزيف لويس طريقة التحليل الحجمي في الكيمياء. في عام 1787، وصف سي. بيرثوليت طريقة معايرة الأكسدة والاختزال، بما في ذلك عملية البرمنجاناتورم. يمكن استخدام هذه الطريقة لقياس: حمض الأكساليك، كبريتيد الهيدروجين الفورميك، بيروكسيد الهيدروجين، الحديد في الأملاح (II). المنغنيز في أملاح المنغنيز (II)، لا يلزم وجود مؤشر في هذه الطريقة إذا كانت المحاليل المعايرة عديمة اللون، لذلك أثناء المعايرة يجب أن يتغير لون محلول KMnO₄، وعند اكتمال التفاعل، فإن كل قطرة زائدة من محلول KMnO₄ ستلون المحلول. محلول معاير باللون الوردي.

في الألعاب النارية يتم استخدامه كعامل مؤكسد، ولكن نادرا، حيث يتم إطلاق مواد التلوين عند استخدامها.

مساعدة في سوء الاستخدام

يقوم طب الأسنان في كثير من الأحيان بإجراء ما يبدو وكأنه إجراء غريب لعلاج اللثة. يتم تشحيم اللثة بمحلول برمنجنات البوتاسيوم، ثم يتم تطبيق بيروكسيد الهيدروجين. سيكون الأكسجين المنطلق O₂ هو العامل العلاجي الرئيسي، ولهذا السبب يسمى الإجراء "حمامات الأكسجين".

يتم استخدام تركيزات مختلفة لأغراض مختلفة:

غسل الجروح
غرغرة
لتشحيم الأسطح التقرحية والحروق
للغسل وغسل المعدة

وإذا كان الاستخدام محلولًا مركزًا غير مدروس، فقد تحدث حروق وتهيج.

في حالة الجرعة الزائدة: ألم حاد في الفم، البطن، القيء، الغشاء المخاطي منتفخ وأرجواني. مع انخفاض حموضة عصير المعدة - ضيق في التنفس. الجرعة المميتة للأطفال:

س حول – 3 ز.

الجرعة المميتة للبالغين:

o 0.3-0.5 جم لكل كجم من الوزن.

العلاج: الميثيلين الأزرق

1) 50 مل من محلول 1%؛

2) حمض الاسكوربيك عن طريق الوريد – 30 مل من محلول 5%.

KMnO₄ في البستنة

غالبًا ما يستخدم البستانيون في ممارستهم برمنجنات البوتاسيوم لخاصيتين: الأكسدة ومصدر البوتاسيوم والمنغنيز. تحتاج النباتات إلى أيون البوتاسيوم كعنصر غذائي، ويعمل أنيون MnO₄ كعامل مؤكسد على مصادر الأمراض: الفطريات، والعفن، وما إلى ذلك، وأيضًا كعنصر نادر.

KMnO₄ → K + MnO₄

وصفة شعبية جيدة لزيادة إنتاجية الفراولة. في أوائل الربيع، قم بإزالة أوراق العام الماضي من السرير، وقم بإعداد محلول وردي من برمنجنات البوتاسيوم وصب المحلول الدافئ من علبة الري (المطر) على مزرعة الفراولة بأكملها.

يعتقد البستانيون أنهم يدمرون جميع أنواع العدوى ويزيدون الإنتاجية نظرًا لحقيقة أن برمنجنات البوتاسيوم لا تتمتع بقابلية عالية جدًا للذوبان ولا يتم غسل أيونات البوتاسيوم من التربة.

خاتمة

برمنجنات البوتاسيوم هو ممثل ثابت لأي خزانة أدوية منزلية. يطلق عليه الحرباء المعدنية. القدرة على تغيير اللون في محلول مائي هو اللون البنفسجي القرمزي، في وجود الأحماض يكون أحمر، ومع التخفيف القوي يكون ورديًا. وعندما، على سبيل المثال، يتم إضافة بيروكسيد الهيدروجين H₂O₂، يختفي اللون.

هذا العامل المؤكسد القوي له تأثير مطهر. يستخدم على نطاق واسع في الطب، وكعامل مؤكسد في العديد من الصناعات، وفي المختبرات الكيميائية.