Само две капки глицерин - и калиевият перманганат променя цвета си!

Сложност:

Опасност:

Направете този експеримент у дома

Защо разтворът първо става син?

Ако наблюдавате внимателно хамелеона, ще забележите, че няколко секунди след добавяне на глицерин към разтвора, той ще стане син. Синият цвят се образува при смесване на виолетов (от MnO 4 - перманганат) и зелен (от MnO 4 2- манганат) разтвори. Въпреки това бързо става зелен - разтворът става все по-малко MnO 4 - и повече MnO 4 2-.

Допълнение

Учените успяха да открият в каква форма манганът може да оцвети разтвора в синьо. Това се случва, когато образува хипоманганатния йон MnO 4 3- . Тук манганът е в степен на окисление +5 (Mn +5). MnO 4 3- обаче е много нестабилен и са необходими специални условия за получаването му, така че няма да е възможно да го видим в нашия експеримент.

Какво се случва с глицерина според нашия опит?

Глицеринът взаимодейства с калиев перманганат, давайки му своите електрони. Глицеролът се приема в нашата реакция в голям излишък (около 10 пъти повече от калиевия перманганат KMnO 4). Самият глицерин при условията на нашата реакция се превръща в глицералдехид, а след това в глицеринова киселина.

Допълнение

Както вече разбрахме, глицеролът C 3 H 5 (OH) 3 се окислява от калиев перманганат. Глицеринът е много сложна органична молекула и следователно реакциите с него често не са прости. Окисляването на глицерол е сложна реакция, по време на която се образуват много различни вещества. Много от тях съществуват за много кратко време и се превръщат в други, а някои могат да бъдат намерени в разтвор дори след края на реакцията. Тази ситуация е типична за цялата органична химия като цяло. Обикновено онези вещества, които се получават най-много в резултат на химическа реакция, се наричат ​​основни продукти, а останалите се наричат ​​странични продукти.

В нашия случай основният продукт от окисляването на глицерол с калиев перманганат е глицериновата киселина.

Защо добавяме калциев хидроксид Ca (OH) 2 към разтвор на KMnO 4?

Във воден разтвор калциевият хидроксид Ca (OH) 2 се разлага на три заредени частици (йони):

Ca (OH) 2 → Ca 2+ (разтвор) + 2OH -.

В транспорт, магазин, кафене или в училищен клас - навсякъде сме заобиколени от различни хора. И ние се държим различно на такива места. Дори да правим едно и също нещо – например да четем книга. Заобиколени от различни хора, ние го правим малко по-различно: някъде по-бавно, някъде по-бързо, понякога запомняме прочетеното добре, а друг път дори не можем да си спомним репликите още на следващия ден. Така че калиевият перманганат, заобиколен от ОН йони, се държи по специален начин. Той взема електрони от глицерина "по-нежно", без да бърза за никъде. Ето защо можем да наблюдаваме промяната на цвета на хамелеона.

Допълнение

И какво се случва, ако не добавите разтвор на Ca (OH) 2?

Когато в разтвор има излишък от ОН - йони, такъв разтвор се нарича алкален (или казват, че има алкална реакция). Ако, напротив, в разтвора има излишък от H + йони, такъв разтвор се нарича кисел. Защо "напротив"? Тъй като заедно йоните OH - и H + образуват водна молекула H 2 O. Но ако йоните H + и OH - присъстват еднакво (т.е. всъщност имаме вода), разтворът се нарича неутрален.

В кисел разтвор активният окислител KMnO 4 става изключително невъзпитан, дори груб. Той много бързо отнема електрони от глицерин (до 5 наведнъж!), а манганът се превръща от Mn ^ + 7 (в MnO 4 - перманганат) в Mn 2+:

MnO 4 - + 5e - → Mn 2+

Последният (Mn 2+) не придава никакъв цвят на водата. Следователно, в кисел разтвор, калиевият перманганат много бързо ще се обезцвети и хамелеонът няма да работи.

Подобна ситуация ще възникне в случай на неутрален разтвор на калиев перманганат. Само ние няма да „загубим“ всички цветове на хамелеона, както в кисел разтвор, но само два - няма да се получат зеленият манганат MnO 4 2-, което означава, че синият цвят също ще изчезне.

Можете ли да направите хамелеон с нещо различно от KMnO 4?

Мога! Хромният (Cr) хамелеон ще има следното оцветяване:

оранжев (дихромат Cr 2 O 7 2-) → зелен (Cr 3+) → син (Cr 2+).

Друг хамелеон - от ванадий (V):

жълт (VO 3+) → син (VO 2+) → зелен (V 3+) → люляк (V 2+).

Просто е много по-трудно да накарате разтвори на хромни или ванадиеви съединения да променят цвета си толкова красиво, колкото се случва в случая с манган (калиев перманганат). Освен това ще трябва постоянно да добавяте нови вещества към сместа. Следователно истински хамелеон - такъв, че ще промени цвета си "сам" - се получава само от калиев перманганат.

Допълнение

Манганът Mn, подобно на хром Cr и ванадий V, са преходни метали - голяма група химични елементи с цял набор от интересни свойства. Една от характеристиките на преходните метали е яркият и разнообразен цвят на съединенията и техните разтвори.

Например, лесно е да се получи химическа дъга от разтвори на съединения на преходни метали:

Всеки ловец иска да знае къде седи фазанът:

Червено (железен (III) тиоцианат Fe(SCN) 3), желязо Fe;

Оранжев (Cr 2 O 7 2-бихромат), хром Cr;

Жълто (VO 3+), ванадий V;

Зелено (никелов нитрат, Ni(NO 3) 2), никел Ni;

Синьо (меден сулфат, CuSO 4), мед Cu;

Син (тетрахлорокобалтат, 2-), кобалт Co;

Виолетов (перманганат MnO 4 -), манган Mn.

Развитие на експеримента

Как да промените хамелеона допълнително?

Възможно ли е реакцията да се обърне и отново да се получи лилав разтвор?

Някои химични реакции могат да протичат както в една, така и в обратна посока. Такива реакции се наричат ​​обратими и в сравнение с общия брой химични реакции, не са толкова много известни от тях. Възможно е реакцията да се обърне чрез създаване на специални условия (например силно нагряване на реакционната смес) или чрез добавяне на нов реагент. Окисляването на глицерол с калиев перманганат KMnO 4 не е реакция от този тип. Освен това в рамките на нашия експеримент е невъзможно да се обърне тази реакция. Следователно няма да можем да принудим хамелеона да промени цвета си в обратен ред.

Допълнение

Да видим дали има начин да превърнем нашия хамелеон?

Първо, един прост въпрос: може ли окисленият глицерол (глицеринова киселина) да преобразува мангановия диоксид MnO 2 обратно в лилав калиев перманганат KMnO 4? Не той не може. Дори и да му помогнем много (например да загреем разтвора). И всичко това, защото KMnO 4 е силен окислител (разгледахме това малко по-горе), докато глицериновата киселина има слаби окислителни свойства. Невероятно трудно е слаб окислител да противопостави нещо на силен!

Може ли MnO 2 да се преобразува обратно в KMnO 4 с помощта на други реагенти? Да, можеш. Просто за това трябва да работите в истинска химическа лаборатория! Един от лабораторните методи за получаване на KMnO 4 е взаимодействието на MnO 2 с хлор Cl 2 в присъствието на излишък от калиев хидроксид КОН:

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

Невъзможно е да се извърши такава реакция у дома - това е едновременно трудно (ще ви трябва специално оборудване) и опасно. И тя самата няма да има много общо с яркия и красив хамелеон от нашия опит.

Посвещение в химици

Предложеното извънкласно събитие провеждам като театрално представление, в което участват не само ученици от гимназията, но и студенти, които започват да изучават курс по химия. Препоръчително е този празник да се проведе в края на първото - началото на второто тримесечие, когато осмокласниците вече са усвоили част от основите на предмета.

герои: водещ, Мечо Пух, Заек, Прасчо, Магьосник Химик, асистенти
(2-3 души).

Водещият излиза на сцената, обръща се към публиката.
Водещ. « Искам да съм химик!" - така гимназистът Юстус Либих отговори на въпроса на директора на Дармщатската гимназия за избора на бъдеща професия. Това предизвика смях у присъстващите на разговора учители и ученици. Факт е, че в началото на XIX век. в Германия и в повечето други страни такава професия не се приемаше сериозно. Химията се смяташе за приложна част от естествените науки.
В днешно време желанието да станеш химик не кара никого да се смее, напротив, химическата индустрия непрекъснато се нуждае от хора, които съчетават широки познания и експериментални умения с любов към химията. Приятели, бихте ли искали да станете истински химици?
Учениците от публиката отговарят на водещия.
Водещ. Разбира се, да! Не се съмнявах. Химията е наука за веществата и техните трансформации. Познаването на свойствата на веществата е необходимо, за да се намери тяхното приложение. Въпреки че наскоро започнахте да изучавате химия, сигурен съм, че вече сте се запознали с много вещества. Назовете веществата, които познавате.
Отговорът на учениците от публиката.
Водещ. Така започваме празника. Призовавам ви внимателно да наблюдавате всичко, което се случва на сцената, да участвате активно във всички игри и състезания. И едва тогава ще можем да запалим „химическия огън“ и да ви представим титлата „Химик“.
На сцената се появява Мечо Пух (държи колба с вода в едната ръка и парче тебешир в другата), Прасчо тича след него, спъвайки се.
Мечо Пух(пее).
Който обича да учи химия
Той действа мъдро
Да сътвориш всяко чудо
Тогава е лесно.
Ето я колбата(показва колбата на публиката), да да да(почесване по тила). Правя го в нея! Ето тебешира(показва на публиката парче тебешир) и ето я водата(хвърля тебешир в колба с вода). Какво стана? Глупости! Колко глупости? Не, нещо не е наред! Трябва да опитаме отново.(Той ще повтори експеримента, но тогава Прасчо го настига и го дърпа за ръката.)
Прасенце. Мечо, Мечо...
Мечо Пух. Какво стана, Прасчо?
Прасенце. Обяснете какво правите? За къде бързаш толкова? Просто не мога да се справя с теб.
Мечо Пух. Прасчо, реших да стана известен химик. Виж, вече знам, че е колба(показва колбата на Прасчо) , а в колбата смес от тебешир и вода. А сега отивам при Зайо да ми каже какво още трябва да направя, за да стана велик и известен химик..
Прасенце. А химията за какво става въпрос?
Мечо Пух(замисляне). Химията е ... Но по-добре слушайте.
Група ученици пеят песен на "Малка страна".
студенти.

Химията на всички кралици е наука,
Химията е най-важна.
Синтез на различни компоненти -
Това е под неин контрол.
Може да помогне на болен човек в нужда
И сътвори чудо
Може да ви стопли през студените зими
Не можем да живеем без нея.

Припев.Химия, химия
Вие сте важни за хората.
Химията е нашето бъдеще
Няма живот без теб.

Вие покорихте всички елементи:
Вода, метал, огън.
Без кислород няма живот в света,
Неонът ни дава светлина.
"Ferrum" е в клетките
кръв,

Без "аш-две-о" не можем да живеем.
Химията в училище се изучава,
Да посвети живота си на нея.
Припев.Химията съм аз
Химията е моят живот.
Химията е нашето бъдеще
Няма живот без теб.

Мечо Пух. Е, Прасчо, разбра ли всичко? Ще дойдеш ли с мен при Заека?
Прасенце. Да, Вини, разбирам всичко, отивам с теб! О, ето го Заека.
Зайо влиза на сцената.
Заек. Здравей Вини! Здравей Прасчо! Здравейте момчета! Чувам, че говорите за химия. Знаеш ли(повдига показалеца) че химията е интересна наука?! Химията се появява в древността, а най-видните химици на древния свят са представители на Египет. Дори думата "химия", според учените, се е появила в Египет. Първото нещо, което свидетелства колко високо развита е била химията там, е изкуството на египтяните да балсамират трупове, което е загадка, която и до днес не е напълно разкрита от учените. Въпреки факта, че съвременните учени разполагат със стотици хиляди вещества, те не могат да направят мумия точно както по времето на фараоните.
Втората област, в която египтяните са постигнали голямо съвършенство, е боята. Минали са хиляди години, откакто в Египет са рисувани предмети, а боите са запазили своята яркост и сила и до днес.
Египтяните са развили както парфюмерията, така и способността да произвеждат козметични вещества. Например те знаеха как да приготвят черна боя за вежди, различни благоуханни мехлеми и масла, благоуханни води.
За 1600 години пр.н.е. д. египтяните познавали производството на папируси, които дори изнасяли в други страни. В производството на тези папируси се крие някаква мистерия, която съвременните учени не могат да разрешат. Как са били залепени отделните листове папирус? Какъв вид лепило беше, което не позволи на листовете да се разпаднат дори след няколко хилядолетия?
Разбира се, египтяните не са имали истинска наука, но трябва да се каже, че в някои случаи те са имали по-правилни възгледи за химичната природа на веществата дори от алхимиците, живели хиляди години след тях. Цялата египетска наука, включително зараждащата се химия, се смяташе за свещена. Той беше достъпен само за елита: само свещениците бяха ангажирани с него. Науката беше тайната на управляващата класа и беше пазена като ценно съкровище. Но все пак някои любознателни чужденци успяха да влязат в доверието на египтяните и да разберат от тях някои от тайните на египетската наука. Това са гръцките мъдреци Солон, Питагор, Демокрит, Херодот и Платон. Чрез тях Гърция заимства химически знания от египтяните.
Мечо Пух. И знам, че заедно с египтяните най-видните хора на Древния Изток трябва да се считат за вавилонците. Те познаваха металите, както и египтяните, как се добиват и обработват.
Вавилонците знаели как да правят алкохолни напитки от палмови плодове. Те познаваха и химическите методи за дезинфекция на вода, без да имат представа за бактериите като патогени.
Финикийците - тези древни мореплаватели - са заимствали химически знания от тези народи, с които са поддържали търговия. Те разпространили това знание и в страните на Изтока и по бреговете на Средиземно море.
Има легенда, че финикийците са изобретили стъклото. Римският историк Плиний има история за това как финикийски моряци пренасяли сода на своя кораб и акостирали на брега на река в Палестина. При изграждането на огнище за готвене имали нужда от камъни, но ги нямало никъде. Тогава моряците използвали парчета сода, за да построят огнище. Огънят се разгоря и достигна голяма сила. Изведнъж моряците видяха, че содата се е стопила и заедно с пясъка е образувала прозрачна, вискозна маса. Тази маса замръзна и моряците видяха твърди прозрачни парчета. Така беше открит метод за производство на стъкло. Жителите на района, където са спрели финикийците, усъвършенствали метода за получаване на стъкло. Така разказва легендата. Вие какво мислите? Възможно ли е да се получи стъкло по този начин?
Зрителите отговарят, че едва ли може да се получи стъкло по този начин, тъй като температурата от обикновен огън е недостатъчна за производството на стъкло.
Заек. Точно така момчета! Но персите, както разказва гръцкият историк Херодот, знаели как да добиват злато, сребро, желязо и да обличат кожите на животните. Те възприели изкуството на боядисване на тъкани от индианците. Индусите са притежавали значителни химически познания. Известната индиго синя боя им е служила за боядисване и боядисване на тъкани. Те дори отпечатват дизайни върху тъкани. А в Европа този метод се прилага едва през XV век.
Дори сега химическите познания на индусите са удивителни. Металургията беше особено висока. Това се потвърждава от чудото на металургичното изкуство на древните - известната колона Кутуб близо до град Делхи. Тази колона, висока 7 метра, тежи над 6 тона. Прецизни анализи показаха, че се състои от химически чисто желязо. И такова желязо изобщо не ръждясва. Изследователите на колоната не са открили и следа от влиянието на атмосферата върху нея. Върху колоната има надпис, според който може да се установи, че е поставена през 9 век. пр.н.е д. Оттогава са изминали почти 2800 години. И през цялото това време не се е образувало и най-малкото петънце ръжда, а условията за ръжда във влажния и топъл климат на Индия са много благоприятни. В съвременното производство се получават само малки количества химически чисто желязо. Как индианците са направили толкова много от най-чистото желязо за колоната? Няма шевове на колоната. Как са изковали такъв труп? Дори в момента такава маса желязо може да бъде изкована само в най-големите фабрики с гигантски парни чукове. Всичко това остава пълна загадка за нас.
Момчета, Мечо, Прасчо, знаете ли кои са алхимиците и какво са направили?
Първо публиката от публиката разказва информацията, която знае, а след това героите - Зайо, Мечо Пух и Прасчо - допълват.
Прасенце. Алхимиците вярвали в materia prima - първичната материя, която е навсякъде и навсякъде, но замърсена с различни примеси. Чрез премахване на примесите от първичната материя може да се получи „квинтесенция“, „философски камък“, който превръща неблагородните метали в благородни (олово в сребро, живак в злато и др.), лекува всички болести, връща младостта на старите хора. и удължава живота отвъд естествените му граници.

Мечо Пух.Алхимиците разпознават четирите елемента на Аристотел - вода, огън, въздух, земя - и разглеждат техните свойства - сухота, влага, топлина, студ. Те вярвали, че чрез комбиниране на тези елементи и качества могат да се получат всички неща на света. Следователно алхимиците смятат, че е възможно да се отдели от дадено вещество присъщите му свойства и да се прехвърлят тези свойства на други вещества. Понякога приписваха независимо съществуване на имотите.

Прасенце. Алхимиците са били убедени, че слънцето, звездите и планетите влияят на всички процеси, протичащи на земята, по-специално, че металите се раждат и развиват в недрата на земята под въздействието на небесните тела, като органични вещества..
Заек.Тази мистична вяра ги кара да вярват, че на земята има само седем метала. Наивната вяра на алхимиците в тази част е красиво изразена от Н. А. Морозов в кратко стихотворение:
„Седем метала създадоха светлина,
Според броя на седемте планети:
Даде ни място за добро
мед, желязо, сребро,
Злато, калай, олово...
Мой син! Сера е техният баща!
И побързай, сине мой, да разбереш:
Меркюри е тяхната майка за всички тях!“
Мечо Пух. Времето на господство на алхимичните възгледи не е само време на заблуди, разочарования и измама. Въпреки фалшивостта на основната идея на алхимиците, тази епоха се характеризира със значително натрупване на знания в областта на химията и химичните технологии. Това развитие на събитията беше улеснено от основната тенденция на алхимиците - да смесват, нагряват, разтварят, дестилират и т.н., всичко, което дойде под ръка, за да търсят философския камък. Алхимиците са изследвали много реакции и са получили голям брой важни съединения. Познавали свойствата на сярната, азотната и солната киселина, селитрата, барута, царската вода, основите, винения спирт. Алхимиците откриват фосфора и редица нови метали (цинк, антимон, бисмут, кобалт, никел) и въвеждат в медицинската практика препарати на тяхна основа.
Прасенце. Днес са известни милиони вещества. А какви вещества знаете, млади химици? Сега ще проверим вашите знания. Предлагаме ви няколко пъзела.

„Преди около два века
Отворено е случайно.
Сега го познавам
и млади
И за вас не е тайна.
Известно е, че гори страхотно
Съдържа сяра, фосфор, въглерод,
Желязо, магнезий. Енергично
Водородът също гори.

(Кислород.)

„Вземете газове от водата,
Смесете заедно - очаквайте неприятности.

(Опасна смес
от водород и кислород.)

„Газът е боклук, от който не се нуждаем...
На полето се превърна в храна.

(Въглероден двуокис.)

„Червеникаво като цвят,
Ковък, мек, като метал.
От киселини, в същото време, той
Водород не се отделя.
Може само да се окислява
Ако го загреем в киселина.
Добре, можете да познаете
Вече си достатъчно добър."

„Поотделно всеки е отровен,
Заедно - събужда апетита.

(Натриев хлорид.)

„Той влезе във водата и е чист и бял,
Гмурнах се - посинях.

(Меден (II) сулфат.)

„Той се нарича безжизнен,
Но живот без него не се създава.

„Псевдоним инвалид,
Но силен на дело и на вид.

„Той ще светне като ярка звезда,
Бял и светъл метал
В тринадесетата клетка на таблицата
Зае почетно място.
За улеснение в сплавите е дадено,
Създаде силата на самолета.
Здрав и пластичен, отличен
изковани
Този метал е сребро.
В състава на пурпурни рубини,
В сапфирени сини светлини
В сива обикновена глина,
Под формата на шмиргел.

(Алуминий.)

„Във водата влезе само сол,
В чашата стана по-студено.

(Амониев нитрат.)

Заек. Какви добри момчета сте! Колко знаете от областта на химията. Но аз съм учил всякаква литература по химия и имам малко познания за тънкостите на химичния експеримент. Сега ще се опитам да поканя Магьосника Химик на нашия празник.
Под плавна музика, правейки вълшебни движения с ръце, Заекът провежда химическия експеримент „Вулкан“.

Изживейте "Вулкан" на масата

Изсипете кристален амониев дихромат, смесен с метален магнезий, в тигела. Навлажнете горната част на могилата с алкохол. Запалете алкохола с горяща треска.
Магьосникът Химик влиза на сцената.

Магьосник химик.Здравейте деца! Здравей, Зайо, Мечо Пух, Прасчо! Дойдох при вас, за да докажа, че химията не е само думи, тя е и приказка.
Магически химик извършва химичен експеримент, имитирайки магьосничество.

Фойерверки на масата

В сух хаван разбъркайте добре равни обеми прахове от калиев перманганат, редуцирано желязо и въглен (можете да вземете таблетки въглен). Получената смес се изсипва в железен тигел, който се поставя върху статив и се нагрява силно с пламък на горелка. Скоро настъпва реакция и от тигела започва изхвърлянето на реакционни продукти под формата на искри или огнени фойерверки. (За да осигурите пожарна безопасност, поставете лист калай или азбест под статива.)
Магьосник химик. Момчета, кой от вас може да обясни този феномен?

На обикновена дъска
наливане на вода,
И чаша разтопен сняг
също е поставен там.
Сипвам сол (амониев нитрат) в чаша, а ти, приятелю (позовавайки се на Вини),
Чувствайте се свободни да смесвате.
(Магическият химик брои бавно до десет.)
Замразете химическо стъкло,
Процес?
(Публиката отговаря, "Ендотермично!")

Преживейте "Змия"

За да демонстрирате "змиите", е необходимо предварително да направите заготовки. За да направите това, смесете 10 g калиев дихромат, 10 g захар и 5 g натриев нитрат, смлени на прах. Навлажнете леко сместа до достигане на вискозитет, оформете пръчици с диаметър 4-5 мм и дължина 8-9 см, подсушете пръчиците. Подготвени "змии" за укрепване в пясъка и подпалени.
Магьосник химик.
Все още не мога да го направя
Змии пълзят от пясъка
Ужасно, хапливо.
Плачеш ли от страх?
Звучи ориенталска музика и се изпълнява танц, в който момичета, облечени в ориенталски костюми, изобразяват змии. Химикът-магьосник провежда експеримент в този момент.

Изживейте "Химически хамелеон"

В три колби се налива 1/3 от обема на малинов разтвор на калиев перманганат. Добавете малко разредена сярна киселина към първия цилиндър, вода към втория и концентриран разтвор на калиев хидроксид към третия. Цветът на разтворите не се променя. Добавете 5 ml разтвор на калиев сулфит към всички цилиндри и разбъркайте добре със стъклена пръчка. В първия цилиндър разтворът незабавно се обезцветява, във втория, заедно с обезцветяването, се образува кафява люспеста утайка, а в третия пурпурният цвят се превръща в ярко зелено.
Магьосник химик.
И сега ви предлагам
Феноменът е химичен.
Но опитът си има име
Чисто биологично.
Обясни защо
Име "Хамелеон"
Дадено му?

Магически химик демонстрира експеримента "Химически хамелеон", след което публиката прави преценка.

Преживейте "Вълшебна кана"

Поставете 10–20 mg натриев хидрогенсулфат в първата чаша, същото количество натриев карбонат във втората и няколко капки разтвор на фенолфталеин в третата. Четвъртата и петата чаша са за ефекта от преживяването. Във всяка чаша се налива по 1 мл вода, за да се разтворят солите. Чаша натриев хидросулфат трябва да бъде отбелязана незабелязано от публиката. Вземете чиста кана и налейте вода от крана в нея. След това изсипете цялата вода от каната по равно във всички чаши. След това, само от четири чаши, оставяйки, сякаш случайно, чаша с натриев хидросулфат, изсипете "вода" обратно в каната. След това отново изсипете „вода“ от каната в четири чаши: тя вече ще бъде боядисана в червено. След това изсипете съдържанието на петте чаши в кана. След кратка пауза изсипете „водата“ от каната в чаши и тя отново ще стане безцветна.
Магьосник химик.
От магическия буркан
Вода се лее.
Вижте как в съдовете
стават чудеса.

Химикът-магьосник демонстрира опита "Вълшебна кана".

Изживейте „Скритото писмо“

На лист дебела хартия първо трябва да напишете думите „Искам да стана химик!“. С помощта на четка накиснете думите „искам“ и „химик“ с разреден разтвор на меден сулфат, думата „станете“ -
разреден разтвор на железен (III) хлорид и се изсушава. Напълнете спрей бутилка с разтвор на калиев хексацианоферат (II). По време на изпълнението магьосникът-химик трябва да обработи лист хартия с него. Текстът се показва на публиката: думите „искам“ и „химик“ са написани в червено-кафяв цвят, а думата „станете“ е написана в синьо.
Магьосник химик.
По волята на Аллах
Аз съм на тази хартия
Мога да рисувам веднага
Магически портрети.
Нужно ми е само да измислям
Шепнете заклинания към Аллах
И всеки може да види
Вашите съкровени желания.
Магьосникът Химик провежда експеримента „Скрита буква“.

Изживяване "Кръв без рана"

За експеримента се използват 100 ml железен (III) хлорид с масова част 3% и 100 ml калиев тиоцианат KSCN с масова част 3%. За да демонстрирате опита, използвайте тъп нож (можете да използвате детски съдове). Повикайте някой от публиката на сцената. С памучен тампон дланта му се измива с разтвор на железен хлорид ("йод"), а ножът се навлажнява с безцветен разтвор на калиев тиоцианат. След това се изтегля нож през дланта ви: „кръвта“ тече обилно върху хартията. "Кръвта" от дланта се измива с памучна вата, навлажнена с разтвор на натриев флуорид.
Магьосник химик.
Ето още една забава
(облича бяло палто).
Кой ще даде ръка за отрязване?
Жалко, че ръката е отрязана -
Тогава имате нужда от пациент
за лечение.
(Кани публиката на сцената.)
Оперирайте без болка
Вярно, ще има много кръв.
При всяка операция
Нуждаете се от стерилизация.
Помощен помощник
(позовавайки се на асистента)
Дай ми йод.

Помощник. Един момент!
Магьосник химик.
Навлажняваме обилно с йод,
За да бъде всичко стерилно.
Не мърдай, търпеливо!
Дай ми ножа, помощник!
(Химикът магьосник прави „разрез с нож“, тече „кръв“.)
Виж, направо на струйка
Тече кръв, а не вода.
И сега ще изсуша ръката си -
Нито следа от порязването!
Магическият химик показва на публиката, че няма рана и дланта е напълно чиста.
Водещ. Благодаря ти скъпи магьоснико. Ти наистина си голям магьосник. Вие ни доказахте, че химията е наука, която прави чудеса. И като всяка наука, химията изисква най-отговорно отношение към себе си. И само за непосветените чудесата на химията изглеждат като чудо. Предлагам ви да проверите професионалната си пригодност. И така, първото състезание е „Кой е по-бърз?“.

Конкурс "Кой е по-бърз?"

Домакинът кани двама участници от публиката на сцената. Използвайки периодичната система от елементи на Д. И. Менделеев, те трябва да назоват последователно пет химични елемента: единият назовава елемента, а другият трябва да назове поредния номер на посочения елемент възможно най-бързо. С помощта на шах часовник или хронометър се отчита времето, прекарано в търсене на поредния номер на даден елемент. Победител е участникът, който е отделил по-малко време за търсене на серийните номера на петте елемента, посочени от противника.
Водещ. И сега състезанието "Кой е следващият?".

Конкурс "Кой е следващият?"

На сцената се канят двама или трима участници. Играчът трябва да върви възможно най-далеч, като назовава химичен елемент за всяка стъпка. Играта може да бъде усложнена чрез промяна на списъка с имена (всякакви елементи, само метали, само неметали, елементи от определен период или група и т.н.). Победител е този, който върви по-нататък без грешки, колебания и повторения.
Водещ. Браво момчета! Сега предлагам да попълните таблицата.
Таблица се прожектира на екрана през проектора:

А	З	ОТНОСНО	T

Зрителите са поканени да попълнят празните клетки на таблицата, така че всяка колона да съдържа пет химически термина, започващи с определената буква. Победител е този, който напише всички думи по-бързо. В края на играта няколко ученици прочитат думите, които са измислили, а останалите проверяват дали тези думи са химически термини. Например в първата колона можете да напишете следните думи: атом, анион, амоняк, аргон, ацетилен.
Водещ. Страхотни момчета! Вече знаете много за химията и сега ще се опитам да отгатна вашите мисли. Каня на сцената желаещите да участват в следващия номер. Моля ви да помислите за всеки химичен елемент от периодичната таблица. Сега ви моля да удвоите броя на предвидения елемент. Към полученото число добавете числото 5. Получената сума умножете по 5. Какво число сте получили? Назовете го.
Участникът се обажда на номера и домакинът незабавно съобщава замисления елемент на игра. Решението е следното. Нека се замисли елемент номер 25 (манган). Нека извършим съответните математически операции с числото 25: 25 2 = 50; 50 + 5 = 55; 55 5 \u003d 275. Числото 275 се съобщава на лидера, който изхвърля последната цифра в ума си, оказва се 27, след това изважда числото 2 от полученото число, оказва се 25. Това е числото на предвиден елемент. След това лидерът може само да назове този елемент - манган.
Водещ.
Какво има, какво има
Не
На това бяло в света.
Химия - трудна, но важна
вещ,
Всички деца го учат.
Метан, амоняк и бензен -
няма значение
Тайните ще бъдат разкрити един ден.
Живеем интересно и забавно
Но
Всички искаме да изневеряваме
страшен.
А вие, приятели, искате
мамят?
Публиката отговаря утвърдително.
Водещ. Да, да, разбира се, нямах никакви съмнения. Но първо искам да помоля моите помощници да ви напомнят за правилата за безопасност.
Мечо Пух.
При работа с вещества
Не ги вдигай
И не го вкусвайте.
Реагентите не са диня:
Отлепете кожата от езика
И ръката пада.
Заек.
Задайте си въпрос
Но не си пъхайте носа в епруветка.
Ще кашляте и кихате
Рони сълзи в градушка.
Махнете с ръка към носа си -
Ето отговора на всички въпроси.
Прасенце.
С неизвестни вещества
Не смесвайте
неподходящо:
Непознати решения ти си приятел
не се сливайте с приятел,
Не изсипвайте в един съд,
не се занимавайте, не го изгаряйте.
Мечо Пух.
Ако работите
с твърдо
Не го вземайте с лопата
и да не си посмял да го вземеш с черпак.
Вземете го малко -
една осма от чаена лъжичка.
При работа с течност
всеки трябва да знае:
Необходимо е да се измерва на капки -
не изливайте в кофа.
Заек.
Ако киселината е на ръката ви
или е попаднала луга
Изплакнете бързо ръцете си с вода
от чешмата.
И до усложнения себе си
не доставяйте
Не забравяйте Учителя
уведомявам.
Прасенце.
Не наливайте вода в киселина
обратно -
Намесвайки се внимателно,
излива се на тънка струйка
Изсипете киселина във водата -
Така се измъквате от неприятностите.
Мечо Пух.
Чистотата е приятел на човека.
Никога не забравяйте за това.
И използвайте чисти съдове
На лабораторна работа
Винаги!
Водещ. Спомнихме си правилата за безопасност, сега ви предлагам да решите няколко гатанки.

Първа гатанка.

„Не ме е страх от киселини,
Даже много силно
Но в алкални разтвори
ставам малина.
По-ярък от сока на всички малини.
Кой съм аз?"

(Фенолфталеин.)

Втора гатанка.

„В алкали съм много жълт,
А в киселините - много червено.
Показателят е много важен!
Как се казвам?

(Метил оранжево.)

Трета гатанка.

„Тази жълта хартия
Всичко ще покаже без затруднения.
Става синьо - в колбата има алкали,
Почервенява - киселина.
Kohl неутрална среда,
Тя няма да промени цвета си.
Какво е нейното име?"

(Универсален.)

Момчета, как се наричат ​​тези вещества?
които бяха обсъдени в гатанки?

(Индикатори.)

Сега е време да поканим младия експериментатор на сцената. Кой иска да изневерява?

На сцената излиза човек, който желае да проведе експеримент.
Водещ. Стойката съдържа три номерирани епруветки, съдържащи безцветни течности: вода, киселинен разтвор и алкален разтвор. Моля ви да проучите коя от епруветките съдържа вода, киселина и основа?
Осмокласник провежда експеримент за решаване на качествена задача за разпознаване на вещества.
Водещ. Приятели, какви сте добри хора! Вече научихте как да боравите с лабораторно оборудване и химическа стъклария, да провеждате химически експерименти. А сега гимназистите ще ви дадат викторина.

Химически тест

1 . Какъв химичен елемент донесе много проблеми на химиците от различни страни?
(Отговор. Много трагични събития са свързани с флуора. Един от членовете на Ирландската академия на науките Томас Нокс почина, друг учен от същата академия, Джордж Нокс, загуби работоспособността си, известният химик Джеръм Никълс от Нанси беше мъченически убит Брюкселският химик P. Lyet плати с живота си, отрови френските химици J. Gay-Lussac и L. J. Tenard, английският химик G. Davy и много други, страдащи от флуор, води до тежко възпаление на дихателните пътища и белите дробове, което често завършва с белодробен оток и смърт. Най-малкото невнимание при работа с флуор - и човек ще има разрушени зъби, разрушени нокти.)
2 . Кой елемент е открит за първи път в слънцето? От кого и кога е направено това откритие?
(Отговор. През 1868 г. по време на слънчево затъмнение двама астрономи - французинът P.J. Jansen (в Индия) и англичанинът J.N. The Sun, виждат в спектъра освен трите познати линии на водорода (червена, зелено-синя и синя ) нов - ярко жълт.Всеки докладва за откритието на Парижката академия на науките.В чест на това откритие е издаден златен медал, украсен с портрети на Янсен, Локиър и бог Слънцето на Аполон, яздещ колесница.
Локиър предложи откритото вещество да се нарече името на Слънцето - хелий. Само 27 години по-късно английските учени У. Рамзи и У. Крукс успяват да открият земен хелий в минерала клевеит.)
3 . Един от химиците беше талантлив музикант. Той дори написа опера. Кой е този учен и какво е създал в науката и музиката?
(Отговор: Александър Порфириевич Бородин. Работил е в областта на органичната химия, оставил е 91 печатни произведения по органична химия, включително изследването на алдолите и бромирането на органични киселини. Написал е световноизвестната опера „Княз Игор“, редица симфонични и камерни произведения.)
4 .Представете си работа по химия, написана не в проза, а в поетична форма. Сложни химични заключения ... в стих. Как се казва химикът-поет.
(Отговор. Древногръцкият философ Тит Лукреций Кар, поемата „За природата на нещата“:

М. В. Ломоносов също пише за химията в стихове, например „Писмо за ползите от стъклото“:

„Те мислят погрешно за нещата,

Шувалов,

Коя чаша е на почит по-долу

минерали,

Примамлив лъч

блести в очите.

Не по-малко полезно в него,

няма по-малко красота в него.

Не рядко съм за това

спускане от планината Парнас;

А сега от нея към върха им

връщам се

Пея пред теб в наслада

хвала,

Не са скъпи камъни

не злато, а стъкло.

И как го хваля

Спомням си

Не крехкостта на измамника

Аз представлявам щастието.

Не трябва да се разпада

да бъде пример

Какво и силен огън

не може да унищожи

Други земни неща

окончателен преобразувател:

Стъклото му се роди; запали го

родител".)

5. „Плодът на неговата интензивна педагогическа дейност“, пише Д. И. Менделеев, „е много руски химици, които му дадоха прозвището „дядо на руските химици“. За кой химик говориш?
(Отговор. A.A. Воскресенски. Неговите изследвания бяха от голямо значение за развитието на химията и химическата промишленост. Благодарение на неговите блестящи организаторски умения, широка и ползотворна педагогическа дейност беше подготвена благоприятна почва за проявата на талантите на изключителни руски учени - студенти на Воскресенски: Д. И. Менделеев, Н. Н. Бекетова, Н. А. Меншуткин и др.)
6 . Фамилното име на кой учен има девет букви, четири от които са "о"? Каква е ролята на този учен в науката?
(Отговор. М.В. Ломоносов. Той въвежда концепцията за молекули (корпускули) и атоми (елементи), въвежда претегляне, развенчава теорията на флогистона, обосновавайки природата на горенето; разработи метод за производство на цветно стъкло, създаде съвременен руски език, допринесе за развитието на физиката, геологията, географията, астрономията, металургията и др.)
7 . Кой химичен елемент и кой химик е помогнала котката да открие?
(Отговор. През 1811 г. свободният йод е получен от френския химик Б. Куртоа. Това се случи така. Куртоа приготви смеси от вещества в две различни бутилки. В едната - сярна киселина с желязо, в другата - пепел от водорасли с алкохол. По време на експеримента котка седеше на рамото на учения. Внезапно котката скочи и събори съдържанието на бутилките. Течностите се смесиха и от тях започнаха да се издигат облаци виолетови пари, образувайки кристали с метален блясък и остра миризма, докато се утаяват. Беше йод.)
8 . Имената на кои химични елементи се свързват с цвета на прости вещества или съединения?
(Отговор. Хлорът е зеленикав, хромът е боя, рубидият е червен, родийът е розов, индият е син, йодът е виолетов, цезият е син, иридият е ирисцентен, фосфорът е светлоносен.)
9 . Имената на какви химични елементи са свързани с географията на тяхното откриване?
(Отговор. Скандий - Скандинавския полуостров, мед - остров Кипър, галий - Галия - древното латинско име на Франция, рутений - Русия, хафний - старото име на Копенхаген, лутеций - древното име на Париж, полоний - Полша , Франция - Франция, америций - Америка, калифорния е щатът Калифорния в САЩ.)
10. Кои химични елементи са кръстени на учени?
(Отговор. Gadolinium - Y. Gadolin, curium - Pierre and Marie Curie, einsteinium - A. Einstein, fermium - E. Fermi, mendelevium - D.I. Mendeleev, lawrencium - E. Lawrence, rezerfor-
diy - E. Rutherford, нобелий - A.B. Nobel, бор - N. Bor, meitnerium - L. Meitner.)
11 . Какъв елемент се нарича планета в Слънчевата система?

(Отговор. Уран.)

12 . Коя стихия според древногръцката митология е "обречена" на вечни мъки?

(Отговор. Тантал.)

13 . Кой метал има дърво в името си?

(Отговор. Никел.)

14 . Името на какъв благороден метал се състои от блатни водорасли?

(Отговор. Платина.)

15 . Химичен елемент, с който възрастни и деца обичат да си играят в свободното си време?

(Отговор. Злато.)

Водещ.Скъпи осмокласници! Изпълнихте успешно всички задачи, които ви предложихме. И ето че дългоочакваният момент настъпи. Палим "химически огън", огън без използване на кибрит или каквито и да било запалителни средства, огън, който символизира, че сте удостоен с почетното звание "Химик". И честта да запали този огън се дава на победителя в олимпиадата по химия(дава името и фамилията на олимпиеца).
Победителят в олимпиадата провежда експеримента "Огън без кибрит".

Изживейте „Огън без кибрит“

В чиста и суха порцеланова чаша пригответе маслена смес от фино смлян калиев перманганат и концентрирана сярна киселина. Поставете чаша с приготвената смес върху азбестовата мрежа, покрийте я с дървени стърготини. Олимпиецът взема малко парче памук, напоено с алкохол, и изстисква алкохола върху чипса, така че капките му да попаднат в порцеланова чаша със смес от вещества. След щракване се запалва "химически огън".

Всички участници в празника. Ура! Ура! Ура!
Водещ.
Вечерта ни е забавна
Тук искаме да приключим.
И пожелаваме на всички
Успех в химията!
Гимназистите подаряват сувенири на осмокласниците и закачват емблеми със заглавие „Химик“.

ЛИТЕРАТУРА

Стремплер Г.И. Химия в свободното ви време. М.: Просвещение, 1993;
Титова И.М., Угрюмов П.Г.Указания за използване на химически гатанки в извънкласната работа по химия. Ленинград: ЛГПИ им. А. И. Херцен, 1989;
Куликова Е.Л.. Вечери на забавна химия. Минск: Народная асвета, 1966;
Кукушкин Ю.Н., Буданова В.Ф., Власова А.Р., Крилов В.К., Панина Н.С., Симанова С.А.Какво знаем за химията. Москва: Висше училище, 1993;
Сомин Л.Е. Очарователна химия. М.: Образование, 1978;
Гаврусейко Н.П., Дебалтовская В.И.. Химическа викторина. Минск: Народная асвета, 1972; Парменов К.Я., Сморгонски Л.М.. Христоматия по химия. Москва: Държавно учебно-педагогическо издателство на Министерството на образованието на РСФСР, 1955 г.;
Алексински В.Н.. Занимателни експерименти по химия. М .: Образование - АД "Учебна литература", 1995 г.

Пантелеев Павел Александрович

Документът дава обяснения за появата на цвят в различни съединения, а също така изследва свойствата на веществата хамелеон.

Изтегли:

Преглед:

Цветна химия. Вещества-хамелеони

Раздел: естествознание

Изпълнител: Пантелеев Павел Николаевич,

Ученик 11 "А" клас

Средно училище №1148

тях. Ф. М. Достоевски

Лектор: Кармацкая Любов Александровна

1. Въведение. Страница 2

2. Естество на цвета:

2.1. органични вещества; Страница 3

2.2. неорганични вещества. страница 4

3. Влиянието на околната среда върху цвета. Страница 5

4. Вещества-хамелеони. Страница 7

5. Експериментална част:

5.1. Преходът на хромат към дихромат и обратно; Страница 8

5.2. Окислителни свойства на хромови (VI) соли; страница 9

5.3. Окисляване на етанол с хромна смес. Страница 10

6. Фотохромизъм. Страница 10

7. Изводи. Страница 13

8. Списък на използваните източници. Страница 14

1. Въведение.

На пръв поглед може да изглежда трудно да се обясни природата на цвета. Защо веществата имат различни цветове? Как изобщо възниква цветът?

Интересно е, че в дълбините на океана живеят същества, в тялото на които тече синя кръв. Един от тези представители са холотуриите. В същото време кръвта на рибите, уловени в морето, е червена, като кръвта на много други големи същества.

Какво определя цвета на различните вещества?

На първо място, цветът зависи не само от това как е оцветено веществото, но и от това как е осветено. В края на краищата в тъмното всичко изглежда черно. Цветът се определя и от химическите структури, които преобладават в веществото: например, цветът на листата на растенията е не само зелен, но и син, лилав и т.н. Това се дължи на факта, че в такива растения, в освен хлорофила, който дава зеления цвят, преобладават други съединения.

Синята кръв при холотурите се обяснява с факта, че те имат ванадий вместо желязо в пигмента, който осигурява цвета на кръвта. Именно неговите съединения придават синия цвят на течността, съдържаща се в холотуриите. В дълбините, където живеят, съдържанието на кислород във водата е много ниско и те трябва да се адаптират към тези условия, така че в организми са възникнали съединения, които са напълно различни от тези на обитателите на въздушната среда.

Но все още не сме отговорили на горните въпроси. В тази работа ще се опитаме да дадем пълни, подробни отговори на тях. За да направите това, трябва да се проведат редица изследвания.

Целта на тази работа ще бъде да даде обяснение за появата на цвят в различни съединения, както и да изследва свойствата на веществата хамелеон.

В съответствие с целта бяха поставени задачи

Като цяло цветът е резултат от взаимодействието на светлината с молекулите на материята. Този резултат се обяснява с няколко процеса:
* взаимодействието на магнитните вибрации на светлинния лъч с молекулите на материята;

* избирателно поглъщане на определени светлинни вълни от молекули с различна структура;

* излагане на лъчи, отразени или преминали през вещество върху ретината или върху оптично устройство.

Основата за обяснение на цвета е състоянието на електроните в молекулата: тяхната мобилност, способността да се движат от едно енергийно ниво на друго, да се движат от един атом към друг.

Цветът се свързва с подвижността на електроните в молекулата на веществото и с възможността електроните да се движат към все още свободни нива, когато абсорбират енергията на светлинен квант (елементарна частица светлинно излъчване).

Цветът възниква в резултат на взаимодействието на светлинните кванти с електроните в молекулите на материята. Въпреки това, поради факта, че състоянието на електроните в атомите на металите и неметалите, органичните и неорганичните съединения е различно, механизмът за появата на цвят във веществата също е различен.

2.1 Цвят на органичните съединения.

За органични вещества, които имат цвят (и не всички имат това свойство), молекулите са сходни по структура: обикновено са големи, състоящи се от десетки атоми. За появата на цвят в този случай не са важни електроните на отделните атоми, а състоянието на системата от електрони на цялата молекула.

Обикновената слънчева светлина е поток от електромагнитни вълни. Светлинната вълна се характеризира с нейната дължина - разстоянието между съседни максимуми или две съседни дънини. Измерва се в нанометри (nm). Колкото по-къса е вълната, толкова по-голяма е нейната енергия и обратно.

Цветът на дадено вещество зависи от това какви вълни (лъчи) на видимата светлина поглъща. Ако слънчевата светлина изобщо не се абсорбира от веществото, а се отразява и разсейва, тогава веществото ще изглежда бяло (безцветно). Ако веществото абсорбира всички лъчи, то изглежда черно.

Процесът на поглъщане или отразяване на определени светлинни лъчи е свързан със структурните особености на молекулата на веществото. Поглъщането на светлинен поток винаги е свързано с предаването на енергия към електроните на молекулата на веществото. Ако молекулата съдържа s-електрони (образувайки сферичен облак), тогава е необходима много енергия, за да ги възбудим и прехвърлим на друго енергийно ниво. Следователно съединенията с s-електрони винаги изглеждат безцветни. В същото време р-електроните (образувайки облак във формата на осмица) се възбуждат лесно, тъй като връзката, която правят, е по-малко силна. Такива електрони се намират в молекули, които имат спрегнати двойни връзки. Колкото по-дълга е веригата на конюгиране, толкова повече р-електрони и толкова по-малко енергия са необходими за тяхното възбуждане. Ако енергията на вълните на видимата светлина (дължини на вълните от 400 до 760 nm) е достатъчна за възбуждане на електрони, тогава цветът, който виждаме, се появява. Лъчите, изразходвани за възбуждане на молекулата, ще бъдат абсорбирани от нея, а непогълнатите лъчи ще бъдат възприети от нас като цвета на веществото.

2.2 Цвят на неорганичните вещества.

За неорганични веществацветът се дължи на електронни преходи и прехвърляне на заряд от атом на един елемент към атом на друг. Решаваща роля тук играе външната електронна обвивка на елемента.

Както при органичните вещества, появата на цвят тук е свързана с абсорбцията и отразяването на светлината.

Най-общо цветът на веществото е сумата от отразените вълни (или тези, които са преминали през веществото без забавяне). В същото време цветът на веществото означава, че определени кванти се абсорбират от него от целия диапазон от дължини на вълните на видимата светлина. В молекулите на цветните вещества енергийните нива на електроните са разположени близо едно до друго. Например веществата: водород, флуор, азот - ни изглеждат безцветни. Това се дължи на факта, че квантите на видимата светлина не се абсорбират от тях, тъй като не могат да прехвърлят електрони на по-високо ниво. Тоест през тези вещества преминават ултравиолетови лъчи, които не се възприемат от човешкото око и следователно самите вещества нямат цвят за нас. В цветните вещества, например хлор, бром, йод, електронните нива са по-близо едно до друго, така че светлинните кванти в тях могат да прехвърлят електрони от едно състояние в друго.

Опит. Влияние на метален йон върху цвета на съединенията.

Инструменти и реактиви: четири епруветки, вода, соли на желязо (II), кобалт (II), никел (II), мед (II).

Изпълнение на опит. Налейте 20-30 ml вода в епруветки, добавете по 0,2 g соли на желязо, кобалт, никел и мед и разбъркайте до разтваряне. Цветът на железния разтвор става жълт, на кобалта - розов, на никела - зелен, а на медта - син.

Извод: Както е известно от химията, структурата на тези съединения е една и съща, но те имат различен брой d-електрони: за желязото - 6, за кобалта - 7, за никела - 8, за медта - 9. Този брой влияе върху цвета на съединенията. Следователно можете да видите разликата в цвета.

3. Влиянието на околната среда върху цвета.

Йоните в разтвора са заобиколени от обвивка от разтворител. Слоят от такива молекули, непосредствено съседен на йона, се наричасолватационна обвивка.

В разтворите йоните могат да действат не само един върху друг, но и върху молекулите на разтворителя, които ги заобикалят, а тези, от своя страна, върху йоните. При разтваряне и в резултат на солватация се появява цвят в преди това безцветен йон. Замяната на водата с амоняк задълбочава цвета. Молекулите на амоняка се деформират по-лесно и интензитетът на цвета се подобрява.

Сега Нека сравним интензивността на цвета на медните съединения.

Опит № 3.1. Сравнение на интензитета на цвета на медни съединения.

Инструменти и реактиви: четири епруветки, 1% разтвор на CuSO 4, вода, HCl, амонячен разтвор NH 3, 10% разтвор на калиев хексацианоферат(II).

Изпълнение на опит. Поставете 4 ml CuSO в една епруветка 4 и 30 ml H 2 O, в другите две - 3 ml CuSO 4 и 40 ml H 2 O. Добавете 15 ml концентрирана HCl към първата епруветка - появява се жълто-зелен цвят, към втората - 5 ml 25% разтвор на амоняк - появява се син цвят, в третата - 2 ml 10% разтвор на калиев хексацианоферат(II) - наблюдаваме червено-кафява утайка. Добавете разтвор на CuSO към последната епруветка 4 и оставете на контрола.

2+ + 4Cl - ⇌ 2- + 6H 2 O

2+ + 4NH 3 ⇌ 2+ + 6H 2 O

2 2 + 4- ⇌ Cu 2 + 12 H 2 O

Заключение: С намаляване на количеството реагент (вещество, участващо в химична реакция), необходими за образуването на съединението, интензитетът на цвета се увеличава. Когато се образуват нови медни съединения, настъпва трансфер на заряд и промяна на цвета.

4. Вещества-хамелеони.

Понятието "хамелеон" е известно предимно като биологичен, зоологичен термин, обозначаващвлечуго, което има способността да променя цвета на кожата си при дразнене, да променя цвета на околната среда и др.

„Хамелеони“ обаче се срещат и в химията. И така, каква е връзката?

Да се ​​върнем на химията:
Веществата хамелеон са вещества, които променят цвета си при химични реакции и показват промени в изследваната среда. Изтъкваме общото - промяна в цвета (оцветяването). Това е, което свързва тези понятия. Веществата хамелеон са известни от древни времена. Старите ръководства за химичен анализ препоръчват използването на "разтвор на хамелеон" за определяне на съдържанието на натриев сулфит Na в проби с неизвестен състав. 2 SO 3 , водороден пероксид H 2O2 или оксалова киселина H 2 C 2 O 4 . "Хамелеонов разтвор" е разтвор на калиев перманганат KMnO 4 , който по време на химични реакции, в зависимост от средата, променя цвета си по различни начини. Например, в кисела среда ярко лилав разтвор на калиев перманганат става безцветен поради факта, че от MnO перманганатния йон 4 - образува се катион, т.е.положително зареден йон Mn 2+ ; в силно алкална среда от ярко виолетов MnO 4 - оказва се зеленият манганатен йон MnO 4 2- . И в неутрална, леко кисела или леко алкална среда, крайният реакционен продукт ще бъде неразтворима черно-кафява утайка от манганов диоксид MnO 2 .

Добавяме, че поради своите окислителни свойства,тези. способността да даряват или вземат електрони от атоми на други елементи,и визуална промяна на цвета при химични реакции, калиевият перманганат е намерил широко приложение в химичния анализ.

Така че в този случай като индикатор се използва "разтворът на хамелеон" (калиев перманганат), т.е.вещество, което показва наличието на химическа реакция или промени, настъпили в изследваната среда.
Има и други вещества, наречени "хамелеони". Ще разгледаме вещества, съдържащи елемента хром Cr.

Калиев хромат - неорганично съединение, метална солкалий И хромна киселина с формула K 2 CrO 4 , жълти кристали, разтворими във вода.

Калиев бихромат (калиев бихромат, калиев хром пик) - K 2Cr2O7 . Неорганично съединение, оранжеви кристали, разтворими във вода. Силно токсичен.

5. Експериментална част.

Опит № 5.1. Преходът на хромат към дихромат и обратно.

Инструменти и реактиви: разтвор на калиев хромат K 2 CrO 4 , разтвор на калиев бихромат K 2Cr2O7 , сярна киселина, натриев хидроксид.

Изпълнение на опит. Към разтвор на калиев хромат се добавя сярна киселина, в резултат на което цветът на разтвора се променя от жълт на оранжев.

2K 2 CrO 4 + H 2 SO 4 \u003d K 2 Cr 2 O 7 + K 2 SO 4 + H 2 O

Добавям алкали към разтвор на калиев бихромат, в резултат на което цветът на разтвора се променя от оранжев на жълт.

K 2 Cr 2 O 7 + 4NaOH \u003d 2Na 2 CrO 4 + 2KOH + H 2 O

Заключение: В кисела среда хроматите са нестабилни, жълтият йон се превръща в Cr йон 2 O 7 2- оранжево, а в алкална среда реакцията протича в обратна посока:
2Cr 2 O 4 2- + 2H + кисела среда - алкална среда Cr 2 O 7 2- + H 2 O.

Окислителни свойства на хромовите (VI) соли.

Инструменти и реактиви: разтвор на калиев бихромат K 2Cr2O7 , разтвор на натриев сулфит Na 2 SO 3 , сярна киселина H 2 SO 4 .

Изпълнение на опит. Към решение К 2Cr2O7 , подкислен със сярна киселина, добавете разтвор на Na 2 SO 3. Наблюдаваме промяна на цвета: оранжевият разтвор става зелено-син.

Заключение: В кисела среда хромът се редуцира от натриев сулфит от хром (VI) до хром (III): K 2 Cr 2 O 7 + 3Na 2 SO 3 + 4H 2 SO 4 \u003d K 2 SO 4 + Cr 2 (SO 4) 3 + 3Na 2 SO 4 + 4H 2 O.

Опит № 5.4. Окисляване на етанол с хромна смес.

Инструменти и реактиви: 5% разтвор на калиев дихромат К 2Cr2O7 , 20% сярна киселина H 2 SO 4 , етилов алкохол (етанол).

Провеждане на експеримента: Към 2 ml 5% разтвор на калиев бихромат добавете 1 ml 20% разтвор на сярна киселина и 0,5 ml етанол. Наблюдаваме силно потъмняване на разтвора. Разреждаме разтвора с вода, за да видим по-добре сянката му. Получаваме жълто-зелен разтвор.
ДА СЕ 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 О
Заключение: В кисела среда етиловият алкохол се окислява с калиев бихромат. Това произвежда алдехид. Този опит показва взаимодействието на химическите хамелеони с органичните вещества.

Опит 5.4. ясно илюстрира принципа, по който работят индикаторите за откриване на алкохол в тялото. Принципът се основава на специфичното ензимно окисление на етанола, придружено от образуването на водороден пероксид (H 2 O 2 ), причинявайки образуването на оцветен хромоген,тези. органична материя, съдържаща хромофорна група (химична група, състояща се от въглеродни, кислородни, азотни атоми).

По този начин тези индикатори визуално (на цветна скала) показват съдържанието на алкохол в човешката слюнка. Те се използват в лечебни заведения, когато се установяват фактите за консумация на алкохол и интоксикация. Обхватът на индикаторите е всяка ситуация, когато е необходимо да се установи фактът на консумация на алкохол: извършване на проверки преди пътуване на водачите на превозни средства, идентифициране на пияни водачи по пътищата от КАТ, използването им при спешна диагностика като средство за самоконтрол контрол и др.

6. Фотохромизъм.

Нека се запознаем с едно интересно явление, при което се получава и промяна в цвета на веществата,фотохромизъм.

Днес очилата с хамелеонови очила едва ли ще изненадат никого. Но историята на откриването на необичайни вещества, които променят цвета си в зависимост от светлината, е много интересна. През 1881 г. английският химик Фипсън получава писмо от своя приятел Томас Грифит, в което описва необичайните си наблюдения. Грифит пише, че входната врата на пощата, разположена срещу прозорците му, променя цвета си през деня - потъмнява, когато слънцето е в зенита си, и изсветлява привечер. Заинтригуван от съобщението, Фипсън изследва литопон, боята, използвана за боядисване на вратата на пощата. Наблюдението на неговия приятел се потвърди. Фипсън не успя да обясни причината за явлението. Много изследователи обаче се интересуват сериозно от обратимата цветна реакция. И в началото на 20-ти век те успяват да синтезират няколко органични вещества, наречени "фотохроми", тоест "светлочувствителни бои". От времето на Phipson учените са научили много за фотохромите -Вещества, които променят цвета си при излагане на светлина.

Фотохромизмът или тенебесценцията е явлението на обратима промяна в цвета на вещество под действието на видима светлина, ултравиолетова.

Излагането на светлина причинява фотохромно вещество, атомни пренареждания, промяна в населението на електронните нива. Паралелно с промяната в цвета, веществото може да промени своя индекс на пречупване, разтворимост, реактивност, електрическа проводимост и други химични и физични характеристики. Фотохромизмът е присъщ на ограничен брой органични и неорганични, естествени и синтетични съединения.

Има химически и физически фотохромизъм:

• химичен фотохромизъм: вътремолекулни и междумолекулни обратими фотохимични реакции (тавтомеризация (обратима изомерия), дисоциация (разцепване), цис-транс-изомеризация и др.);
• физически фотохромизъм: резултатът от прехода на атоми или молекули в различни състояния. Промяната в цвета в този случай се дължи на промяна в населението на електронните нива. Такъв фотохромизъм се наблюдава, когато на веществото са изложени само мощни светлинни потоци.

Фотохроми в природата:

• Минерал дърпам може да променя цвета си от бяло или бледо розово до ярко розово.

Фотохромни материали

Има следните видове фотохромни материали: течни разтвори и полимерни филми (високомолекулни съединения), съдържащи фотохромни органични съединения, стъкла с микрокристали от сребърен халид, равномерно разпределени в техния обем (сребърни съединения с халогени), фотолиза ( гниене от светлина), което причинява фотохромизъм; Халогенидни кристали на алкални и алкалоземни метали, активирани с различни добавки (напр. CaF 2/La,Ce; SrTiO 3 /Ni,Mo).

Тези материали се използват като светлинни филтри с променлива оптична плътност (т.е. регулират потока на светлината) в защита на очите и устройства от светлинно лъчение, в лазерната технология и др.

Фотохромни лещи

Фотохромна леща, изложена на светлина, частично покрита с хартия. Второ ниво на цвят се вижда между светлите и тъмните части, тъй като фотохромните молекули са разположени на двете повърхности на лещатаполикарбонат и други пластмаси . Фотохромните лещи обикновено потъмняват в присъствието на UV и изсветляват в отсъствието му за по-малко от минута, но пълният преход от едно състояние в друго става от 5 до 15 минути.

Изводи.

И така, цветът на различните съединения зависи от:

* от взаимодействието на светлината с молекулите на материята;

* в органичните вещества цветът възниква в резултат на възбуждането на електроните на елемента и преминаването им на други нива. Важно е състоянието на системата от електрони на цялата голяма молекула;

* в неорганичните вещества цветът се дължи на електронни преходи и прехвърляне на заряд от атом на един елемент към атом на друг. Важна роля играе външната електронна обвивка на елемента;

* цветът на съединението се влияе от външната среда;

*Важна роля играе броят на електроните в съединението.

Списък на използваните източници

1. Артеменко А. И. "Органична химия и човек" (теоретични основи, напреднал курс). Москва, "Просвещение", 2000 г.

2. Фадеев Г. Н. "Химия и цвят" (книга за извънкласно четене). Москва, "Просвещение", 1977 г.

Текстът на творбата е поместен без изображения и формули.
Пълната версия на работата е достъпна в раздела "Файлове за работа" в PDF формат

Съдържание

Въведение 3

Теоретична част 5

История на индикаторите за отваряне 5

Класификация на училищните индикатори и как да ги използваме 6

pH 6

Експериментална част 8

Социологическо проучване 8

Изготвяне на индикатор от естествен материал 9

Лабораторно изследване „Измерване нивото на pH в почистващи препарати“…………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………

Заключение 14

Списък на използваните източници 15

Въведение

В съвременния свят е почти невъзможно да се направи без козметика. Сапуни, шампоани, ексфолианти, лосиони, тоници, кремове... Трудно ни е да си представим живота си без него. Козметиката съпътства живота ни от раждането. На рафтовете на магазините има много продукти от различни производители: UNILEVER, Beiersdorf, Oriflame и др. Производителите - както местни, така и чуждестранни - се надпреварват да предлагат нови продукти, възхвалявайки техните прекрасни свойства. Козметиката може да се използва от най-ранна възраст (например Jonson's Baby, Bubchen са предназначени за деца).Основната цел на съвременната козметика е да даде възможност на хората да останат красиви през целия си живот.Всяка сутрин се измиваме със специална козметика, докато бабите ни се миеха с изворна вода. В противен случай е невъзможно: ние живеем в напълно различни условия на околната среда. Водата няма да разтвори потно-мазните секрети на кожата, смесени с прах и градски газове. Освен това нашата чешмяна вода е с белина. И обикновеният сапун е алкален и ще изсуши кожата. Необходимо е да използвате специални почистващи препарати, които съдържат по-меки вещества в сравнение със сапуна, и в допълнение към почистването, погрижете се за кожата, като вземете предвид нейния тип.

След като сте закупили неподходящи дрехи или обувки, можете лесно да ги върнете обратно в магазина. С козметиката това, уви, е невъзможно. За да не се смущавате до сълзи поради неуспешно лекарство, трябва да изберете козметика по-внимателно. Един от важните ориентири при избора на козметичен продукт е pH стойността.

След като се научихме да определяме pH, ще можем да правим козметика у дома, като използваме само екологично чисти естествени съставки. За определяне на pH са необходими специални индикатори или тест ленти. 0000000 Мишена:изработка на индикатор у дома; определяне на качеството на различни почистващи средства с помощта на индикатор.

Цели на изследването:

Извършете анализ на научната литература по този въпрос;

Научете историята на появата на индикатори;

Да се ​​изследват начините за формиране на показатели;

Подгответе индикатори от естествени материали у дома;

Извършете анализ на козметика, направете видеозапис на изследванията

Хипотеза:да предположим, че индикаторите могат да се приготвят у дома.

Обект на изследване:показатели

Предмет на изследване:състав на индикаторите

Методи:анализ на научна литература, наблюдение, лабораторен експеримент, опит, анкетиране, анализ на резултатите.

Теоретична част

История на индикаторите за отваряне

Индикаториозначава "указатели". Това са вещества, които променят цвета си в зависимост от това дали са в кисела, алкална или неутрална среда. Най-често срещаните индикатори са лакмус, фенолфталеин, метилоранж.

Първият киселинно-алкален индикатор беше лакмус. Лакмусът е водна настойка от лакмусов лишей, който расте върху скали в Шотландия.

Индикаторите са открити за първи път през 17 век от английския физик и химик Робърт Бойл. Бойл провежда различни експерименти. Един ден, когато той провеждаше друго проучване, влезе градинар. Той донесе теменужки. Бойл обичаше цветята, но имаше нужда да експериментира. Бойл остави цветята на масата. Когато ученият завърши експеримента си, той случайно погледна цветята, те димяха. За да спаси цветята, той ги потопи в чаша вода. И - какво чудо - теменужките, техните тъмнолилави листенца, станаха червени. Бойл се заинтересува и експериментира с решения, като всеки път добавя теменужки и наблюдава какво се случва с цветята. В някои чаши цветята веднага започнаха да почервеняват. Ученият разбрал, че цветът на виолетовото зависи от това какъв разтвор има в чашата, какви вещества се съдържат в разтвора. Най-добри резултати са дали опитите с лакмусов лишей. Бойл потопи обикновени хартиени ленти в настойката от лакмусов лишей. Изчаках да се наситят със запарка и след това ги изсуших. Тези хитри парчета хартия Робърт Бойл нарича индикатори, което на латински означава "указател", тъй като те показват средата на решението. Индикаторите помогнаха на учения да открие нова киселина - фосфорна, която той получи чрез изгаряне на фосфор и разтваряне на получения бял продукт във вода.

Ако няма реални химични показатели, домашните, полските и градинските цветя и дори сокът от много горски плодове - череши, арония, касис могат успешно да се използват за определяне на киселинността на средата. Розови, пурпурни или червени цветя от здравец, венчелистчета от божур или цветен грах ще станат сини, когато се потопят в алкален разтвор. Сокът от череши и касис също ще стане син в алкална среда. Напротив, в киселина същите „реагенти“ ще придобият розово-червен цвят.

Растителните киселинно-алкални индикатори тук са оцветяващите вещества - антоцианините.Именно антоцианините придават различни нюанси на розово, червено, синьо и лилаво на много цветя и плодове.

Багрилото за цвекло бетаин или бетанидин в алкална среда става безцветно, а в кисела среда става червено. Ето защо боршът с кисело зеле има толкова апетитен цвят.

Класификация на училищните индикатори и как да ги използваме.

Индикаторите имат различни класификации . Едни от най-често срещаните са киселинно-алкалните индикатори, които променят цвета си в зависимост от киселинността на разтвора.В наши дни са известни няколкостотин изкуствено синтезирани киселинно-алкални индикатори, някои от които могат да бъдат намерени в училищната лаборатория по химия.

Фенолфталеин (продава се в аптека, наречена "purgen") - бял или бял с леко жълтеникав оттенък фин кристален прах. Разтворим в 95% алкохол, практически неразтворим във вода. Безцветният фенолфталеин е безцветен в кисела и неутрална среда, а в алкална среда става пурпурен. Следователно фенолфталеинът се използва за определяне на алкалната среда.

метил оранжево - оранжев кристален прах. Умерено разтворим във вода, свободно разтворим в гореща вода, практически неразтворим в органични разтворители. Цветът на разтвора се променя от червен на жълт.

Лакмоид (лакмус) - черен барут. Разтворим във вода, 95% алкохол, ацетон, ледена оцетна киселина. Цветът на разтвора се променя от червен на син.

Индикаторите обикновено се използват чрез добавяне на няколко капки воден или алкохолен разтвор или малко прах към тестовия разтвор.

Друг метод на приложение е използването на ленти хартия, импрегнирани с индикаторен разтвор или смес от индикатори и изсушени при стайна температура. Такива ленти се произвеждат в голямо разнообразие от варианти - със или без отпечатана върху тях цветова скала - цветови стандарт.

Индикатор за водород

Индикаторната хартия универсална има скала за определяне на средата (рН).

Водороден индекс, pH - стойност, която характеризира концентрацията на водородни йони в разтворите. Тази концепция е въведена през 1909 г. от датския химик Соренсен. Индикаторът се нарича pH, според първите букви на латинските думи potentia hydrogeniе силата на водорода, или pondus hydrogeniiе теглото на водорода. Водните разтвори могат да имат рН стойност в диапазона 0-14. В чиста вода и неутрални разтвори pH=7, в кисели разтвори pH7. Стойностите на pH се измерват с помощта на киселинно-алкални индикатори.

Таблица 1. - Цвят на индикатора в различни среди.

Министерство на образованието на Руската федерация

"Химически хамелеон или историята на калиев перманганат"

Работата свършена

Ученик 10 "А" клас

Милейковски Зоя

И ученичка от 11 „Б” клас

Кисин Сергей

Ръководител:

Санкт Петербург

Въведение. Цели и задачи 3

Основна част 5

Какво е калиев перманганат 5

Разтворимост 5

Отваряне KMnO₄ 6

Начини за получаване на 6

Други начини за получаване на перманганат 7

Химични свойства 9

Оксидиращи свойства в зависимост от средата 11

Разлагане при нагряване 12

Използването на калиев перманганат 12

Помощ при злоупотреба 15

KMnO₄ в градинарството 16

Заключение 16

Литература 17

Приложение 18

Експерименти с калиев перманганат 18

II опит 19

III опит 20

Въведение. Цели и задачи

Калиевият перманганат KMnO₄ е един от най-мощните окислители, много разпространен. Това са почти черни блестящи кристали. Разтворът във вода има интензивен пурпурен цвят, дължащ се на MnO₄ йони. Това вещество, обикновено наричано калиев перманганат, е добър дезинфектант. И защо KMnO₄ е окислител, дезинфектант, а защото степента на окисление на мангана му е +7. И сега става ясно защо, когато тръгвате на поход, ви напомнят да вземете със себе си малко калиев перманганат, за да направите водата чиста от река или езеро. Оказва се, че калиевият перманганат окислява водата на светлина и примесите в нея. Ако разтворите няколко кристала калиев перманганат във вода и изчакате известно време, ще забележите, че пурпурният цвят постепенно ще стане по-блед и след това напълно ще изчезне, по стените на съда ще остане кафяво покритие, това е утаен манганов оксид - MnO₂ ↓.

4KMnO₄ + 2H₂O → 4MnO₂ + 4KOH + 3O₂

Mn + 3ē → Mn 3 4

2O – 4ē → O₂ 4 3

Бактериите, органичните вещества се окисляват от кислород или умират под действието на алкална среда. Водата може да се филтрира и използва. И това означава, че разтворът на перманганат може да се съхранява само в тъмен съд.

Колкото повече изучавате химия, толкова повече научавате интересни неща за веществата. И можете да обясните какво се случва.

Поставихме си цел: да научим повече за веществото, което, независимо от обстоятелствата, е в почти всяка домашна аптечка. Също така за вещество, което постоянно се използва в уроците по естествена история, физика и химия, за да покаже феномена на дифузия и оцветяване на водата в красив розов цвят, вещество, от което се получава кислород в уроците по химия, а също и с помощта на калиев перманганат хлор се получава от солна киселина.

Основната задача е да изучим по-задълбочено това интересно вещество и тъй като то не съществува в природата, разберете кой го е получил за първи път и как иначе може да се получи, какви свойства има, върху какви свойства се използва.

Главна част

Какво е калиев перманганат

Разтворимост

Разтварящи се KMnO₄ са тъмно лилави кристали с метален блясък. Може да се приеме, че разтворимостта на перманганата е добра, но изглежда. Всъщност разтворимостта на тази сол при стайна температура (20°C) е само 6,4 g на 100 g вода. Разтворът обаче е интензивно оцветен и изглежда концентриран. Разтворимостта се увеличава с повишаване на температурата.

Температура °C
Разтворимост, g/100g вода

Веществото кристализира под формата на красиви тъмновиолетови призми, почти черни. Разтворите са тъмночервени, а при високи концентрации - лилави.

Откриване на KMnO₄

Шведският учен Готлиб Йохан Ган посвещава своите изследвания на изучаването на минералите и неорганичната химия. Заедно със своя сънародник Вилхелм Карл Шееле, по време на изследването на минерала пиролузит MnO₂ през 1774 г., те откриват манган (той го получава в метална форма), а също така получават и изучават свойствата на редица манганови съединения, включително калиев перманганат.

Методи за получаване

Когато мангановият диоксид MnO₂ се слее с калиев карбонат и нитрат (K₂CO₃ и KNO3), се получава зелена сплав, която се разтваря във вода, за да образува красив зелен разтвор. От този разтвор се изолират тъмнозелени кристали на калиев манганат K2MnO4.

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

Ако разтворът се остави на въздух, цветът му постепенно се променя, превръщайки се от зелено в малиново и се образува тъмнокафява утайка. Това се обяснява с факта, че във воден разтвор манганатите спонтанно се превръщат в соли на перманганова киселина HMnO₄ с образуването на манганов диоксид MnO₂.

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

В този случай един MnO₄ йон окислява два други подобни йона в MnO₄ йони, докато самият той се редуцира, образувайки MnO₂.

Експериментите се повтарят с други компоненти, пиролузитът се окислява.

Това може да е окисление с кислород в присъствието на алкален КОН

2MnO₂ + 4KOH + O₂ → 2K₂MnO₄ + 2H₂O

Или калиев нитрат в присъствието на алкали.

MnO₂ + KOH + KNO3 = K₂MnO₄ + KNO₂ + H2O

Но във всеки случай манганатът даде перманганат.

Процесът на превръщане на манганата в перманганат е обратим. Следователно, с излишък от хидроксидни йони, тоест алкали, разтворът на манганат може да остане непроменен. Но с намаляване на концентрацията на алкали, зеленият цвят бързо се превръща в пурпурен.

Други начини за получаване на перманганат

Под действието на силни окислители (например хлор) върху разтвор на манганат, последният напълно се превръща в перманганат.

2K₂MnO₄ + Cl₂ = 2KMnO₄ + 2KCl

Може да има химично или електрохимично окисление на манганови съединения.

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

Калиевият манганат K₂MnO₄ може да претърпи електролиза. Това е основният метод за промишлено производство.

K₂MnO₄ + 2H₂O → 2KMnO₄ + H₂ + 2KOH

2H + 2ē → H₂ MnO₄ - ē → MnO₄

Окисление за възстановяване

В промишлеността перманганатът се получава и чрез електролиза на концентриран калиев хидроксид KOH с Mn манганов анод. По време на процеса на електролиза анодният материал постепенно се разтваря, за да образува виолетов разтвор, съдържащ перманганатни аниони. На катода се отделя водород.

Mn + 2KOH + 6H₂O → 2KMnO₄ + 7H₂

катоден анод

2H + 2ē → H₂(редукция) Mn – 7ē → Mn(окисление)

Умерено разтворим във вода, калиевият перманганат се утаява и би било изкушаващо да се произведе натриев перманганат NaMnO₄ вместо обичайния калиев перманганат. Натриевият хидроксид е по-лесно достъпен от калиевия хидроксид. При тези условия обаче не е възможно да се изолира NaMnO₄, за разлика от калиевия перманганат, той е идеално разтворим във вода (при 20 ° C, разтворимостта му във вода е 144 g на 100 g вода).

Химични свойства

Според химичните свойства KMnO₄ е силен окислител, тъй като степента на окисление е +7 и е получил името си от системата за именуване на перманганат. При висока степен на елемент се добавя префикс платнои суфикс при.

Лесно преобразува Fe в Fe, което се използва при анализа за определяне на Fe соли (двувалентно желязо).

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

Обезцветяване и леко жълтеникаво.

Сярната киселина се превръща в сярна киселина.

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

· Хлорът се отделя от солната киселина.

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

Mn +5ē → Mn 5 2

2CL – 2ē → CL 2 5

(това е лабораторен метод за получаване на хлор)

ü Трябва да се помни, че хлорът е токсично вещество и този експеримент трябва да се проведе в абсорбатор.

Перманганатът е химически несъвместим с въглища, захар (захароза) C₁₂H₂₂O₄, запалими течности - може да възникне експлозия.

2KMnO₄ + C → K₂MnO₄ + CO₂ + MnO₂

без прекъсване на C-C връзката.

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

(алкохол) (киселина)

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

(етен) OH OH (окисление на етилен)

Когато KMnO₄ реагира с концентрирана сярна киселина, се образува оксид.

2KMnO₄ + H₂SO₄ (конц.) → Mn₂O₇ + H₂O + K₂SO₄

ü Mn₂O₇ е мазна тъмнозелена течност. Реакцията протича добре със суха сол. Mn₂O₇ е единственият течен метален оксид; tpl. = 5,9°, нестабилен, лесно експлодира. При t = 55° или при удар. Алкохолът се запалва при контакт.

Това, между другото, е един от начините да запалите спиртна лампа без кибрит. Поставете няколко кристала KMnO₄ в порцеланова чаша, внимателно добавете 1-2 капки H₂SO₄ (конц.) и внимателно разбъркайте кашата със стъклена пръчка. След това докоснете с пръчка фитила на спиртната лампа.

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

KMnO₄ е окислител както за неорганични, така и за органични вещества. Колкото повече електрони един окислител може да приеме по време на реакция, толкова повече молове от друго вещество ще окисли. А броят на електроните зависи от условията на реакцията, например от киселинността.

Подкислен силен разтвор на KMnO₄ буквално изгаря много органични вещества, превръщайки ги в CO₂ и H₂O.

Например окисляването на оксаловата киселина

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

2C – 2ē → 2C 5 окисление

Редукция на Mn + 5ē → Mn 2

§ Използва се от химиците за измиване на лабораторна стъклария, силно замърсена с недобре отмити органични остатъци, а понякога се използва и при миене на прозорци (внимателно).

Оксидиращи свойства в зависимост от средата

В зависимост от киселинната среда KMnO₄ може да се редуцира до различни продукти:

· кисела среда

В кисела среда - до манганови (II) съединения.

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

Разтворът става безцветен, тъй като съединенията на манган (II) са безцветни.

· Неутрална среда

В неутрална среда - до манганови (IV) съединения.

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

MnO₂ придава на разтвора кафяв оттенък, докато се утаява.

· Силно алкална среда

В силно алкална среда - до манганови (VI) съединения.

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

Образува се изумруденозелен разтвор на калиев манганат. Този разтвор може да се получи и на пламъка на спиртна лампа, не много силен разтвор на KMnO₄ с добавяне на твърд алкален КОН.

4 KMnO₄ + 4KOH → 4K₂MnO₄ + O₂ + 2H₂O

Разлагане при нагряване

При нагряване KMnO₄ се разлага. Това често се използва за производство на кислород в лабораторията. Достатъчно t \u003d 200 ° C.

KMnO₄ → K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂

Тлееща факла, поставена в епруветка с освободен кислород, пламва с ярък пламък. Трябва да работите внимателно, да поставите филтър от памучна вата в отвора, така че твърдите вещества от продуктите на разпадане да не попаднат в потока кислород във въздуха.

Използването на калиев перманганат

KMnO₄ се използва отново поради високата окислителна способност на перманганатния йон, който осигурява антисептичен ефект.

Разредените разтвори (около 0,1%) на калиев перманганат са намерили най-широко приложение в медицината като антисептик за гаргара, измиване на рани и лечение на изгаряния. Разреден разтвор се използва като еметик за перорално приложение при някои отравяния.

При контакт с органични вещества се отделя атомарен кислород. Оксидът, образуван по време на възстановяването на лекарството, образува сложни съединения с протеини - албумитани (поради това KMnO₄ в малки концентрации има стягащ ефект, а в концентрирани разтвори дразни, изгаря и загаря). Има и дезодориращ ефект. Ефективен при лечение на изгаряния и язви.

Способността на KMnO₄ да неутрализира някои отрови е в основата на използването на неговите разтвори за стомашна промивка при отравяне с неизвестни отрови и хранителни токсини.

(При поглъщане се абсорбира, оказвайки хематотоксичен ефект).

По-специално KMnO₄ може да се използва за отравяне с циановодородна киселина HCN, фосфор.

ü HCN е течност с мирис на горчиви бадеми, силно отровна.

2HCN + 2KMnO₄ → N₂ + 2KOH + 2MnCO3.

§ KOH се неутрализира;

§ HCL стомашен сок.

KOH + HCL → KCL + H₂O

А мангановият карбонат отива в CO₂ и H₂O и разтворимата сол MnCL₂.

Перманганатът може да се използва и в други области.

През 1888 г. руският учен Егор Егорович Вагнер открива реакцията на окисление на органични съединения, съдържащи етиленова връзка, чрез действието на 1% разтвор на KMnO₄ върху тези съединения в алкална среда (реакция на Вагнер).

Използвайки този метод, той доказва ненаситената природа на редица терпени (установява структурата на пинена, основния компонент на руския бор терпентин).

KMnO₄ в алкален разтвор е слаб окислител. Например, ако етилен C₂H4 се прекара през този разтвор, цветът на калиевия перманганат изчезва, тъй като етиленът се окислява до етан 1,2 диол или етилен гликол.

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

Образува се също кафява суспензия от MnO2 диоксид. Обезцветяването на студен разреден разтвор на KMnO₄ е качествена реакция на наличието на множествена връзка C=C въглерод-въглерод, тъй като много малко органични съединения се окисляват по този начин.

Алкалният разтвор на KMnO₄ измива добре лабораторната стъклария от мазнини и други органични вещества.

Разтвори - концентрации от 3 g / l се използват широко за тонизиране на снимки.

Перманганатът в кисели разтвори е силен окислител, широко използван в титриметричния анализ, рязък преход от виолетови (MnO₄ йони) към бледо розови (Mn йони) прави използването на индикатори неприемливо. MnO₄ йони окисляват H₂S, сулфиди, йониди, бромиди, хлориди, нитрити, водороден пероксид.

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

Френският химик и физик Гей-Люсак Жозеф Луис въвежда метода на обемния анализ в химията. През 1787 г. C. Berthollet описва метода на редокс титруване, включително перманганатормия. Този метод може да се използва за количествено определяне на: оксалова киселина, мравчен сероводород, водороден пероксид, желязо в соли (II). Манган в соли на манган (ІІ), индикатор не е необходим за този метод, ако титруваните разтвори са безцветни, така че по време на титруването разтворът KMnO₄ трябва да стане безцветен и когато реакцията приключи, всяка излишна капка от разтвора KMnO₄ ще се оцвети. титруваният разтвор е розов.

В пиротехниката се използва като окислител, но рядко, тъй като при употреба се отделят оцветители.

Помощ за злоупотреба

Често за лечение на венците в стоматологията това изглеждаше странна процедура. Венците се смазват с разтвор на калиев перманганат и след това се прилага водороден прекис. Освободеният кислород O₂ ще бъде основният терапевтичен агент, поради което процедурата се нарича „Кислородни бани“.

За различни цели се използват различни концентрации:

Измиване на раните
Гаргара
За мазане на язвени и изгарящи повърхности
За обливане и стомашна промивка

И ако употребата е била неправилно замислена, може да се получи концентриран разтвор, изгаряния и дразнене.

При предозиране: остра болка в устата, корема, повръщане, подуване на лигавицата, лилаво. При ниска киселинност на стомашния сок - задух. Смъртоносна доза за деца:

o Около - 3 години.

Смъртоносна доза за възрастни:

o 0,3-0,5 g на kg тегло.

Обработка: метиленово синьо

1) 50 ml 1% разтвор;

2) Аскорбинова киселина интравенозно - 30 ml 5% разтвор.

KMnO₄ в градинарството

Градинарите в своята практика често използват калиев перманганат за две свойства: окислител и източник на калий и манган. Растенията се нуждаят от калиевия йон като хранително вещество, а анионът MnO₄ действа като окислител върху източниците на болестта: гъбички, плесени и др., а също и като микроелемент.

KMnO₄ → K + MnO₄

Добра народна рецепта за увеличаване на добива на ягоди. В началото на пролетта отстранете миналогодишните листа от градината, пригответе розов разтвор на калиев перманганат и изсипете топъл разтвор върху цялата ягодова плантация от лейка (с дъжд).

Градинарите смятат, че те унищожават всички инфекции и увеличават производителността поради факта, че калиевият перманганат няма много висока разтворимост и калиевите йони не се измиват от почвата.

Заключение

Калиевият перманганат е неизменен представител на всяка домашна аптечка. Наричат ​​го минерал хамелеон. Способността за промяна на цвета във воден разтвор е виолетово-малина, в присъствието на киселини червено, със силно разреждане розово. И когато добавите, например, H₂O₂ водороден пероксид, цветът изчезва.

Този силен окислител има дезинфекционен ефект. Той се използва широко в медицината и като окислител в много индустрии, в химическите лаборатории.

Литература

v - Препаративна химия;

v - "Синтези на органични препарати";

v Remy G. - "Курс по неоранска химия", том I.

v - "Популярна библиотека на химичните елементи". Москва, наука - 1983 г.;

v Интернет енциклопедия Уикипедия – www. уикипедия. орг

Приложение

Експерименти с калиев перманганат

Калиевият перманганат се разтваря във вода. Разтворът става розов, първо розов, а след това интензивен.

→ →→

→ →https://pandia.ru/text/78/118/images/image006_25.jpg" alt="SL380294.JPG" width="587" height="440">!}

III опит

Когато кристалите KMnO₄ са изложени на студена концентрирана сярна киселина (силно дехидратиращ агент), тя се разлага, произвеждайки манганов оксид.

ü Mn₂O₇ е зеленикаво-черна маслена течност.

Ако потопите стъклена пръчка в тази течност и я поднесете към фитила на спиртна лампа, тя светва.

https://pandia.ru/text/78/118/images/image008_15.jpg" alt="SL3rfsdfsdfsd80297.JPG" width="251" height="188"> →!}

→ → ,

Експериментът може да бъде модифициран - навлажнете памучен тампон с алкохол и изстискайте алкохола в смес от KMnO₄ и H₂SO₄, тоест в Mn₂O₇. Получава се светкавица (окисляване).

https://pandia.ru/text/78/118/images/image013_10.jpg" alt="SL380308.JPG" width="203" height="271 id="> →!}

→→ →

→

Калиев перманганат с глицерин

Ако излеете KMnO₄ във филтърна хартия и навлажнете солта с глицерин. Увийте в торба, след което след седем минути се появява дим и торбата светва.

https://pandia.ru/text/78/118/images/image018_2.jpg" alt="SL380299.JPG" width="274" height="206">→!}

→→ →