Wesi Age - Part 3

Masalah paling anyar babagan logam nomer siji peradaban kita lan hubungane. Eksperimen sing ditindakake nganti saiki wis nuduhake yen iki minangka obyek sing menarik kanggo riset ing laboratorium omah. Eksperimen dina iki bakal ora kalah menarik lan ngidini sampeyan ndeleng sawetara aspek kimia.

Salah sawijining eksperimen ing bagean pisanan artikel yaiku oksidasi endapan wesi (II) hidroksida ijo dadi wesi coklat (III) hidroksida kanthi larutan H.₂O₂. Hidrogen peroksida decomposes ing pengaruh saka akeh faktor, kalebu senyawa wesi (gelembung oksigen ditemokaké ing eksperimen). Sampeyan bakal nggunakake efek iki kanggo nuduhake ...

… Cara kerja katalis

mesthi nyepetake reaksi, nanging - iku worth ngelengke - mung siji sing bisa dumadi ing kahanan tartamtu (sanajan kadhangkala alon banget, malah imperceptibly). Bener, ana pratelan yen katalis nyepetake reaksi kasebut, nanging ora melu dhewe. Hmm... kok ditambahi kabeh? Kimia ora Piandel (kadhangkala misale jek dadi kanggo kula, lan "ireng" kanggo boot), lan karo eksperimen prasaja, sampeyan bakal weruh katalis ing tumindak.

Siapke posisi sampeyan dhisik. Sampeyan mbutuhake tray kanggo njaga meja saka banjir, sarung tangan protèktif, lan kaca tingal utawa visor. Sampeyan lagi ngatasi reagen kaustik: perhydrol (30% larutan hidrogen peroksida H₂O₂) lan larutan wesi (III) klorida FeCl₃. Tumindak kanthi wicaksana, utamane ngurus mata: kulit tangan sing diobong karo pehydrol regenerates, nanging mripat ora. (1).

2. Evaporator ing sisih kiwa mung ngemot banyu, ing sisih tengen - banyu kanthi tambahan perhydrol. Sampeyan pour solusi wesi (III) klorida menyang loro

3. Reaksi kasebut, sawise rampung, katalis diregenerasi

Tuangake menyang evaporator porselen lan tambahake banyu kaping pindho (reaksi uga kedadeyan karo hidrogen peroksida, nanging ing kasus solusi 3%, efek kasebut meh ora katon). Sampeyan nampa kira-kira 10% solusi H₂O₂ (perhydrol komersial diencerke 1: 2 karo banyu). Tuangake banyu sing cukup menyang evaporator kapindho supaya saben prau nduweni jumlah cairan sing padha (iki bakal dadi referensi sampeyan). Saiki tambahake 1-2 cm kanggo loro steamer.³ 10% larutan FeCl₃ lan ngati-ati lumakune tes (2).

Ing evaporator kontrol, cairan kasebut nduweni werna kuning amarga ion Fe terhidrasi.³⁺. Ing sisih liya, akeh kedadeyan ing wadhah kanthi hidrogen peroksida: isi dadi coklat, gas dibebasake kanthi intensif, lan cairan ing evaporator dadi panas banget utawa malah nggodhok. Pungkasan reaksi kasebut ditandhani kanthi mandheg evolusi gas lan owah-owahan warna isi dadi kuning, kaya ing sistem kontrol (3). Sampeyan mung dadi saksi operasi catalytic converter, nanging sampeyan ngerti apa owah-owahan wis dumadi ing prau?

Werna coklat asale saka senyawa ferrous sing dibentuk minangka asil reaksi:

Gas sing dibuwang kanthi intensif saka evaporator yaiku, mesthi, oksigen (sampeyan bisa mriksa manawa geni sing mencorong wiwit kobong ing ndhuwur permukaan cairan). Ing langkah sabanjure, oksigen sing dirilis ing reaksi ndhuwur ngoksidasi kation Fe.²⁺:

Regenerasi ion Fe³⁺ padha maneh njupuk bagéyan ing reaksi pisanan. Proses rampung nalika kabeh hidrogen peroksida wis digunakake, sing sampeyan bakal weruh nalika werna kuning bali menyang isi evaporator. Nalika sampeyan ngalikake loro-lorone saka persamaan pisanan kanthi loro lan nambahake miring menyang kaloro, banjur mbatalake istilah sing padha ing sisih ngelawan (kaya ing persamaan matematika normal), sampeyan entuk persamaan reaksi distribusi H.₂O₂. Wigati dimangerteni manawa ora ana ion wesi, nanging kanggo nuduhake peran ing transformasi, ketik ing ndhuwur panah:

Hidrogen peroksida uga spontan decomposes miturut persamaan ndhuwur (temenan tanpa ion wesi), nanging proses iki rada alon. Penambahan katalis ngganti mekanisme reaksi dadi luwih gampang dileksanakake lan mulane nyepetake kabeh konversi. Dadi kenapa ide yen katalis ora melu reaksi kasebut? Mbokmenawa amarga diregenerasi sajrone proses lan tetep ora owah ing campuran produk (ing eksperimen, warna kuning ion Fe(III) ana sadurunge lan sawise reaksi). Dadi elinga katalis melu reaksi lan minangka bagean aktif.

Kanggo masalah karo H.₂O₂

4. Catalase decomposes hidrogen peroksida (tabung ing sisih kiwa), nambah solusi EDTA ngrusak enzim (tabung ing sisih tengen)

Enzim uga minangka katalis, nanging tumindak ing sel organisme urip. Alam nggunakake ion wesi ing pusat aktif enzim sing nyepetake reaksi oksidasi lan reduksi. Iki amarga owah-owahan tipis ing valensi wesi (saka II nganti III lan kosok balene). Salah sawijining enzim kasebut yaiku katalase, sing nglindhungi sel saka produk konversi oksigen seluler sing beracun - hidrogen peroksida. Sampeyan bisa gampang njaluk catalase: remukan kentang lan pour banyu liwat mashed kentang. Ayo suspensi klelep menyang ngisor lan mbuwang supernatant.

Tuangake 5 cm menyang tabung uji.³ extract kentang lan nambah 1 cm³ hidrogen peroksida. Isine umpluk banget, bisa uga "metu" saka tabung uji, mula coba ing tray. Catalase minangka enzim sing efisien banget, siji molekul katalase bisa ngrusak nganti pirang-pirang yuta molekul H sajrone menit.₂O₂.

Sawise tuangake ekstrak menyang tabung uji kapindho, tambahake 1-2 ml³ Solusi EDTA (asam edetik natrium) lan isi dicampur. Yen saiki sampeyan nambahake hidrogen peroksida, sampeyan ora bakal weruh dekomposisi hidrogen peroksida. Alesane yaiku pembentukan kompleks ion wesi sing stabil banget karo EDTA (reagen iki bereaksi karo akeh ion logam, sing digunakake kanggo nemtokake lan mbusak saka lingkungan). Kombinasi ion Fe³⁺ kanthi EDTA ngalangi situs aktif enzim lan akibate ora aktif katalase (4).

Cincin kawin wesi

Ing kimia analitik, identifikasi akeh ion adhedhasar pambentukan precipitates sing bisa larut. Nanging, sekilas ing tabel kelarutan bakal nuduhake yen anion nitrat (V) lan nitrat (III) (uyah pisanan diarani mung nitrat, lan sing kapindho - nitrit) praktis ora mbentuk endapan.

FeSO sulfat wesi (II) teka kanggo ngluwari kanggo ndeteksi ion kasebut.₄. Siapke reagen. Saliyane uyah iki, sampeyan butuh larutan asam sulfat (VI) H₂SO₄ lan solusi 10-15% asam iki sing diencerke (ati-ati nalika diluting, pour, mesthi, "asam menyang banyu"). Kajaba iku, uyah sing ngemot anion sing dideteksi, kayata KNO₃, NaNO₃, NaNO₂. Siapke solusi FeSO klempakan.₄ lan larutan uyah saka loro anion (seperempat sendok teh uyah dibubarake ing udakara 50 cm).³ banyu).

5. Asil positif saka test ring.

Reagen wis siyap, wektune kanggo eksperimen. Tuangake 2-3 cm menyang rong tabung³ solusi FeSO₄. Banjur nambah sawetara tetes larutan N pekat.₂SO₄. Nggunakake pipette, ngumpulake alikuot saka solusi nitrit (eg NaNO₂) lan tuangake supaya mili mudhun ing tembok tabung uji (iki penting!). Kanthi cara sing padha, tuangake bagean saka solusi saltpeter (contone, KNO₃). Yen loro solusi kasebut kanthi teliti diwutahake, bunderan coklat bakal katon ing lumahing (Mangkono jeneng umum kanggo test iki, reaksi ring) (5). Efek kasebut menarik, nanging sampeyan duwe hak kanggo kuciwa, bisa uga murka (Iki minangka tes analitis, sawise kabeh? Asil padha ing kasus loro!).

Nanging, nindakake eksperimen liyane. Wektu iki tambahake H sing encer.₂SO₄. Sawise nyuntikake solusi nitrat lan nitrit (kaya sadurunge), sampeyan bakal weruh asil positif mung ing siji tabung uji - sing nganggo larutan NaNO.₂. Wektu iki sampeyan mbokmenawa ora duwe keprihatinan babagan kegunaan tes dering: reaksi ing medium rada asam ngidini loro ion kasebut bisa dibedakake kanthi jelas.

Mekanisme reaksi adhedhasar dekomposisi loro jinis ion nitrat kanthi ngeculake oksida nitrat (II) NO (ing kasus iki, ion wesi dioksidasi saka rong nganti telung digit). Kombinasi ion Fe(II) karo NO duwe warna coklat lan menehi warna cincin (iku rampung yen tes rampung kanthi bener, kanthi mung nyampur solusi sampeyan mung bakal entuk warna peteng ing tabung uji, nanging - sampeyan ngakoni - ora bakal ana efek sing menarik). Nanging, dekomposisi ion nitrat mbutuhake medium reaksi asam banget, nalika nitrit mung mbutuhake acidification tipis, mula beda-beda sing diamati sajrone tes.

Wesi ing Secret Service

Wong-wong wis mesthi ana sing didhelikake. Nggawe jurnal uga mbutuhake pangembangan cara kanggo nglindhungi informasi sing ditularake - enkripsi utawa ndhelikake teks. Macem-macem tinta simpatik wis diciptakake kanggo metode sing terakhir. Iki minangka bahan sing sampeyan gawe prasasti ora katonNanging, dicethakaké ana ing pengaruh, contone, dadi panas utawa perawatan karo zat liyane (developer). Nyiyapake tinta cantik lan pangembang ora angel. Cukup kanggo nemokake reaksi ing ngendi produk warna dibentuk. Luwih becik yen tinta kasebut ora ana warna, mula prasasti sing digawe bakal ora katon ing substrat warna apa wae.

Senyawa wesi uga nggawe tinta sing menarik. Sawise nindakake tes sing wis diterangake sadurunge, solusi wesi (III) lan FeCl klorida bisa ditawakake minangka tinta simpatik.₃, kalium tiosianida KNCS lan kalium ferrosianida K₄[Fe(CN)₆]. Ing reaksi FeCl₃ karo sianida bakal dadi abang, lan karo ferrocyanide bakal dadi biru. Padha luwih cocok minangka tinta. solusi saka thiocyanate lan ferrocyanideamarga padha ora ana warna (ing kasus terakhir, solusi kasebut kudu diencerake). Prasasti kasebut digawe kanthi larutan FeCl sing kuning.₃ bisa katon ing kertas putih (kajaba kertu uga kuning).

6. Mascara rong nada apik

7. Tinta asam salisilat simpatik

Siapke solusi diencerke kabeh uyah lan nggunakake sikat utawa match kanggo nulis ing kertu karo solusi saka sianida lan ferrocyanide. Gunakake sikat beda kanggo saben supaya ora kontaminasi reagen. Nalika garing, gunakake sarung tangan pelindung lan lembab katun nganggo larutan FeCl.₃. Larutan wesi (III) klorida korosif lan godhong bintik kuning sing dadi coklat ing wektu. Kanggo alasan iki, aja nganggo pewarnaan kulit lan lingkungan (nglakokake eksperimen ing tray). Gunakake swab katun kanggo ndemek selembar kertas kanggo lembab permukaane. Ing pangaribawa pangembang, huruf abang lan biru bakal katon. Sampeyan uga bisa nulis nganggo tinta loro ing siji lembar kertas, banjur prasasti sing dicethakaké bakal dadi rong warna (6). Alkohol salisilat (2% asam salisilat ing alkohol) uga cocok minangka tinta biru (7).

Iki nyimpulake artikel telung bagean babagan wesi lan senyawa. Sampeyan nemokake manawa iki minangka unsur penting, lan uga ngidini sampeyan nindakake eksperimen sing menarik. Nanging, kita isih bakal fokus ing topik "wesi", amarga ing sasi sampeyan bakal ketemu mungsuh sing paling awon - karat.

Deleng uga: