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 потопил 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 - антоцианини.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.

• ХИПОТЕЗА НА ПРОЕКТА

Запознайте се с информационната литература, направете анализ, направете изводи

• Запознайте се с информационната литература, направете анализ, направете изводи
• Провеждайте практически изследвания на влиянието на реакционните условия върху окислително-редукционните свойства на веществата
• Разберете значението на едно от тези вещества в ежедневието по отношение на OVR

• Цел: РАЗКРИВАНЕ НА ВЕЩЕСТВО, КОЕТО МОЖЕ ДА ПРОМЕНЯ ЦВЕТА В ЗАВИСИМОСТ ОТ СИТУАЦИЯТА, изучаване на неговите свойства и приложения

НАПРЕДЪК В УЧЕНИЕТО

• ПРОЧЕТЕТЕ СЕ С ИЗТОЧНИЦИТЕ НА ИНФОРМАЦИЯ, НАУЧЕТЕ КАКВИ ВЕЩЕСТВА СА СПОСОБНИ ДА ПРОМЕНЯТ ЦВЕТА
• НИЕ АНАЛИЗИРАМЕ:
• ПРИЧИНИ ЗА ПРОМЯНА НА ЦВЕТА
• ПО ВРЕМЕ НА ЕКСПЕРИМЕНТА ВЛИЯНИЕТО НА ОКОЛНАТА СРЕДА ВЪРХУ ОЦВЕТЯВАНЕТО НА KMnO4
• ОТКРИХТЕ СТОЙНОСТТА НА КАЛИЕВИЯ ПЕРМАНГАНАТ В ДОМАКИНСТВОТО И НЕГОВОТО ВЪЗДЕЙСТВИЕ ВЪРХУ РАСТЕНИЯТА.

РЕЗУЛТАТИ ОТ ИЗСЛЕДВАНЕТО

• Химическите хамелеони са редица вещества, които могат да променят цвета си по време на химични реакции.

• Те включват както органични, така и неорганични вещества.

• причините за цвета на веществата зависят от редица фактори

• Молекулата е боядисана

• свободни електрони

• нечетен брой електрони в молекула

• сила на химическа връзка

• възникваща химична връзка

• цвят на молекулата
• зависи от сградата

Какви реакции променят цвета на веществата?

• самите вещества не променят цвета си.
• Промяната на цвета е признак на химическа реакция,
• повече OVR

• Калиев перманганат (лат. Kalii permanganas)
• - калиева сол на перманганова киселина

• Откривателят е шведският химик и фармацевт Карл-Вилхелм Шееле.
• слят "черен магнезий" - минералът пиролузит (естествен манганов диоксид), с поташ - калиев карбонат и селитра - калиев нитрат. Това произвежда калиев перманганат, калиев нитрит и въглероден диоксид:
• 2MnO2 + 3KNO3 + K2CO3 = 2KMnO4 + 3KNO2 + CO2

• МАНГАН
• (KMnO4).

СВОЙСТВА НА КАЛИЕВ ПЕРМАНГАНАТ

• Тъмно лилави кристали.
• Не образува кристални хидрати.
• Разтворимостта във вода е умерена.
• Хидролизиран
• Бавно се разлага в разтвор.
• Разтворите са оцветени

ПРАКТИЧЕСКИ ИЗСЛЕДВАНИЯ

• ОКИСЛИТЕЛ
• в разтвор и по време на синтероване.

• МАНГАН - ТОВА

• РАЗГНИВАНЕ

• ЕКСПЛОЗИВЕН

• ПРИДАВА АЛКАЛНА РЕАКЦИЯ НА СРЕДАТА

• промени
• оцветяване
• KMnO4

• Оцветяване
• Зависи
• от сряда
• решение

• неутрален

• алкален

• кисело

• кафяв цвят

• зелен цвят

• безцветен

• разтвор среда

• перманганатен цвят

• Влияние на реакцията на средата върху
• редокс процес

• Калиевият перманганат образува различни редукционни продукти в различни реакции на средата

ПРИЛОЖЕНИЕ

• KMnO4 се използва като окислител

МАНГАН В ДОМАКИНСТВОТО

• антиоксидант

• ПРИЛОЖЕНИЕ

• ПРИЛАГАНЕ НА МАНГАН В БИТА, ИЗВЪРШВАМЕ ОВР!

• OVR - ПРОЦЕС

• антисептик

• има еметичен ефект

• "каутеризация" и "изсушаване" на кожата и лигавиците

• стягащо действие

ВНИМАНИЕ ПРИ РАБОТА С МАНГАН

• химическо изгаряне
• отравяне
• Твърд калиев перманганат и неговата силна
• решенията могат да бъдат опасни.
• Затова трябва да се съхранява на места, недостъпни за бебета, и да се борави внимателно.

• През седмицата земята и болното растение се поливат със слаб разтвор. Бялото покритие на земята изчезна, вредителите умряха. Калиевият перманганат има дезинфекционни и антисептични свойства

• При поливане веднъж на две седмици със слаб разтвор външният вид на растенията се подобрява. Калиевият перманганат съдържа елементи, които насърчават растежа на растенията - манган и калий.

• Поливайки растенията със слаб разтвор постоянно, беше установено, че растенията от алкални почви реагират положително, а киселите почви реагират отрицателно. Разтвор на калиев перманганат има алкална среда

• Третирането с концентриран разтвор причинява изгаряния и дори смърт на растението.

резултати

• ХИПОТЕЗА НА ПРОЕКТА

• вещества "Хамелеони" съществуват

• ЗАКЛЮЧЕНИЕ:
• САМИТЕ ВЕЩЕСТВА ПРОМЕНЯТ ЦВЕТА
• НЕ МОГА.
• ХИПОТЕЗАТА НЕ Е ПОТВЪРДЕНА

•  1C Учител. Химия. CD - диск.
•  Голяма енциклопедия. Кирил и Методий, 2005 CD-ROM.
• Кузменко Н.Е., Еремин В.В., Попков В.А. Началото на химията. Модерен курс за кандидатстващи в университети.
• В 2 тома - М. 1997г. BDE Биология, М. "Дрофа" 2004г
•  Екология. Когнитивна енциклопедия, M. Bustard
•  Степин Б.Д., Аликберова Л.Ю. Книга по химия за домашно четене. - М., Химия, 1994.
•  Shulpin G.B. Тази завладяваща химия. – М.; Химия, 1984.

• ИЗТОЧНИЦИ НА ИНФОРМАЦИЯ

• оранжево тъмно черно-зелено
• лилаво черно сиво

• Известно е, че двойните и единичните връзки могат относително лесно да сменят местата си една с друга. Но всяка междуатомна връзка е двойка електрони, общи за атомите, които свързват. Оказва се, че в секцията за конюгиране, свързващите електрони могат да се движат доста свободно в тази секция. Такава свобода води до важни оптически последици.

• Друг любопитен факт: съединенията с нечетен брой електрони в молекулата са по-често оцветени от съединенията с четен брой електрони. Да кажем, че радикалът C(C6H5)3 има интензивен кафяво-виолетов цвят, докато C(C6H5)4 е безцветен. Азотният диоксид NO2 с нечетен брой електрони в молекулата е кафяво-кафяв и когато се димеризира, се получава безцветно съединение N2O4 (удвояването на броя на електроните става дори). Причината тук е, че в системи с нечетен брой електрони, един от тях е несдвоен и може да се движи относително свободно в рамките на цялата молекула. И както споменахме по-рано, това може да доведе до появата на оцветяване.

• съединение, съставено от почти безцветни съставни части,
• се оказва цветно. И така, йонът Fe3 + е безцветен, йонът Fe (CN) 64 -, който е част от жълтата кръвна сол, е леко оцветен в жълто. Но Fe43, който се получава чрез източване на разтвори, съдържащи тези йони, има интензивен син цвят.
• Причината за появата на цвят трябва да се търси в това, че тук се образува съединение с по-силни химични връзки (не с йонни, а с ковалентни връзки); степента на взаимно споделяне на електрони става толкова значителна, че също така има силно изместване на максимума на абсорбция към видимата област на спектъра и увеличаване на интензитета на абсорбция.

• йодните солвати във водата са кафяво-червени, а във въглеродния тетрахлорид - виолетови

• Силикагелът, импрегниран с кобалтов хлорид, става син на сух въздух и розов на мокър въздух. Работата е там, че при излишък на влага молекулите на синия кобалтов хлорид CoCl2 образуват сложно съединение с водни молекули - кристален CoCl2 · 6H2O, който има тъмно розов цвят.

• Редуцира се до манганови съединения с различни степени на окисление.
• в кисела среда: 2KMnO4+ 5K2SO3 + 3H2SO4 =
• 6K2SO4+ 2MnSO4+ 3H2O
• в неутрална среда: 2 KMnO4+ 3K2SO3 + H2O = 3K2SO4 + 2 MnO2+ 2KOH
• в алкална среда: 2 KMnO4+ K2SO3 + KOH=
• K2SO4 + 2 K2MnO4+ H2O,
• KMnO4 + K2SO3 + KOH = K2SO4 + K2MnO4 + H2O (студен)

• РАЗГНИВАНЕс отделянето на кислород
• 2KMnO4 →(t) K2MnO4 + MnO2+ O2

• ЕКСПЛОЗИВЕН
• 2KMnO4 + 2H2SO4 → 2KHSO4 + Mn2O7 + H2O,

• Реагира с типичните редуциращи агенти
• (етанол, водород и др.).

• Във водата, подготвена за къпане, е необходимо да добавите разтвор KMnO4, но в никакъв случай кристали от калиев перманганат - в противен случай е възможно химическо изгаряне.

• В случай на отравяне с концентриран разтвор на това вещество се получава изгаряне на устата, хранопровода и стомаха (измийте стомаха с топла вода с добавяне на активен въглен)
• Можете също така да използвате разтвор, съдържащ в два литра вода половин чаша слаб разтвор на водороден прекис и една чаша трапезен оцет. В този случай перманганатните йони се превръщат в по-малко опасни манганови (II) катиони:
• 2KMnO4 + 5H2O2 + 6CH3COOH =
• 2Mn(CH3COO)2 + 5O2 + 2CH3COOK + 8H2O

• ПОЛЕЗНИ СЪВЕТИ

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 се появява цветът, който виждаме. 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 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 бихромат K 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.

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, глицеринът 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 отнема 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.

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 зелен в пурпурен 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">→!}

→→ →