Panahon sa Iron - Bahin 3

Ang pinakabag-o nga isyu mahitungod sa numero unong metal sa atong sibilisasyon ug sa mga relasyon niini. Ang mga eksperimento nga gihimo hangtod karon nagpakita nga kini usa ka makapaikag nga butang alang sa panukiduki sa laboratoryo sa balay. Ang mga eksperimento karon dili kaayo makaiikag ug magtugot kanimo sa pagtan-aw sa lainlaing mga aspeto sa chemistry.

Usa sa mga eksperimento sa unang bahin sa artikulo mao ang oksihenasyon sa usa ka greenish precipitate sa iron (II) hydroxide ngadto sa brown iron (III) hydroxide nga adunay solusyon sa H.₂O₂. Ang hydrogen peroxide nadunot ubos sa impluwensya sa daghang mga hinungdan, lakip ang mga compound nga puthaw (nakit-an ang mga bula sa oxygen sa eksperimento). Gamiton nimo kini nga epekto aron ipakita...

… Sa unsang paagi molihok ang usa ka catalyst

Siyempre nagpadali sa reaksyon, apan - angay nga hinumdoman - usa lamang ang mahimong mahitabo ubos sa gihatag nga mga kondisyon (bisan tuod usahay hinay kaayo, bisan dili makita). Tinuod, adunay usa ka pagpahayag nga ang catalyst nagpadali sa reaksyon, apan dili moapil niini mismo. Hmm... nganong gidugang man? Ang Chemistry dili salamangka (usahay ingon nako, ug "itom" sa boot), ug sa usa ka yano nga eksperimento, imong makita ang catalyst sa aksyon.

Pag-andam una sa imong posisyon. Kinahanglan nimo ang usa ka tray aron dili mabaha ang lamesa, mga gwantis nga panalipod, ug goggles o usa ka visor. Nag-atubang ka sa usa ka caustic reagent: perhydrol (30% hydrogen peroxide solution H₂O₂) ug iron (III) chloride solution FeCl₃. Lihok nga maalamon, ilabi na sa pag-atiman sa imong mga mata: ang panit sa mga kamot gisunog sa pehydrol regenerates, apan ang mga mata dili. (1).

2. Ang evaporator sa wala naglangkob lamang sa tubig, sa tuo - tubig uban sa pagdugang sa perhydrol. Imong ibubo ang solusyon sa iron (III) chloride ngadto sa duha

3. Ang dagan sa reaksyon, human sa pagkompleto niini, ang catalyst gibag-o

Ibubo sa usa ka porselana nga evaporator ug idugang ang doble nga tubig (ang reaksyon mahitabo usab sa hydrogen peroxide, apan sa kaso sa usa ka 3% nga solusyon, ang epekto dili kaayo mamatikdan). Nakadawat ka og gibana-bana nga 10% nga solusyon sa H₂O₂ (komersyal nga perhydrol lasaw 1:2 sa tubig). Ibubo ang igo nga tubig sa ikaduhang evaporator aron ang matag sudlanan adunay parehas nga kantidad sa likido (kini ang imong magamit nga reference). Karon idugang ang 1-2 cm sa duha ka mga steamer.³ 10% nga solusyon sa FeCl₃ ug tan-awa pag-ayo ang pag-uswag sa pagsulay (2).

Sa control evaporator, ang likido adunay yellowish nga kolor tungod sa hydrated Fe ions.³⁺. Sa laing bahin, daghang mga butang ang mahitabo sa usa ka sudlanan nga adunay hydrogen peroxide: ang mga sulod mahimong brown, ang gas gipagawas nga kusog, ug ang likido sa evaporator mahimong init kaayo o bisan mga hubag. Ang katapusan sa reaksyon gitiman-an pinaagi sa paghunong sa ebolusyon sa gas ug usa ka pagbag-o sa kolor sa sulod ngadto sa yellow, sama sa control system (3). Saksi ka lang operasyon sa catalytic converter, apan nahibal-an ba nimo kung unsang mga pagbag-o ang nahitabo sa barko?

Ang brown nga kolor naggikan sa mga ferrous compound nga naporma isip resulta sa reaksyon:

Ang gas nga kusog nga gipagawas gikan sa evaporator, siyempre, oksiheno (mahimo nimong susihon kung ang nagdilaab nga siga nagsugod sa pagsunog sa ibabaw sa nawong sa likido). Sa sunod nga lakang, ang oxygen nga gipagawas sa ibabaw nga reaksyon nag-oxidize sa mga Fe cation.²⁺:

Gibag-o nga Fe ion³⁺ miapil na usab sila sa unang reaksyon. Ang proseso matapos kung ang tanan nga hydrogen peroxide nahurot na, nga imong mamatikdan samtang ang yellowish nga kolor mobalik sa sulod sa evaporator. Kung imong i-multiply ang duha ka kilid sa unang equation sa duha ug idugang kini sa kilid sa ikaduha, ug dayon kanselahon ang parehas nga termino sa magkaatbang nga mga kilid (sama sa normal nga equation sa matematika), makuha nimo ang distribution reaction equation H.₂O₂. Palihug timan-i nga walay iron ions niini, apan aron ipakita ang ilang papel sa pagbag-o, i-type kini sa ibabaw sa pana:

Ang hydrogen peroxide usab kusog nga madugta sumala sa equation sa ibabaw (klaro nga walay iron ion), apan kini nga proseso hinay. Ang pagdugang sa usa ka catalyst nagbag-o sa mekanismo sa reaksyon ngadto sa usa nga mas sayon ​​nga ipatuman ug busa nagpadali sa tibuok pagkakabig. Busa nganong ang ideya nga ang catalyst dili nalangkit sa reaksyon? Tingali tungod kay kini nabag-o sa proseso ug nagpabilin nga wala mausab sa sagol nga mga produkto (sa eksperimento, ang dalag nga kolor sa Fe(III) ion mahitabo sa wala pa ug pagkahuman sa reaksyon). Busa hinumdomi kana ang catalyst nalangkit sa reaksyon ug mao ang aktibong bahin.

Alang sa kasamok sa H.₂O₂

4. Ang Catalase nagdecompose sa hydrogen peroxide (tubo sa wala), ang pagdugang ug EDTA nga solusyon makaguba sa enzyme (tube sa tuo)

Ang mga enzyme kay mga catalyst usab, apan naglihok kini sa mga selula sa buhing mga organismo. Ang kinaiyahan migamit sa iron ions sa mga aktibong sentro sa mga enzyme nga nagpadali sa mga reaksiyon sa oksihenasyon ug pagkunhod. Kini tungod sa nahisgotan na nga gamay nga kausaban sa valency sa puthaw (gikan sa II ngadto sa III ug vice versa). Usa niini nga mga enzyme mao ang catalase, nga nanalipod sa mga selula gikan sa hilabihan ka makahilo nga produkto sa cellular oxygen conversion - hydrogen peroxide. Dali ka makakuha og catalase: mash nga patatas ug ibubo ang tubig sa mashed nga patatas. Himoa nga ang suspension mounlod sa ubos ug ilabay ang supernatant.

Ibubo ang 5 cm sa test tube.³ patatas nga kinuha ug makadugang 1 cm³ hydrogen peroxide. Mabula kaayo ang sulod, mahimo pa gani nga "magkamang" sa test tube, busa sulayi kini sa usa ka tray. Ang Catalase usa ka episyente kaayo nga enzyme, ang usa ka molekula sa catalase makaguba hangtod sa pipila ka milyon nga H molekula kada minuto.₂O₂.

Human ibubo ang kinuha ngadto sa ikaduhang test tube, idugang ang 1-2 ml³ Ang solusyon sa EDTA (sodium edetic acid) ug ang mga sulod gisagol. Kung magdugang ka karon og usa ka shot sa hydrogen peroxide, dili nimo makita ang bisan unsang pagkadunot sa hydrogen peroxide. Ang hinungdan mao ang pagporma sa usa ka lig-on kaayo nga iron ion complex nga adunay EDTA (kini nga reagent nag-reaksyon sa daghang mga metal nga ion, nga gigamit aron mahibal-an ug makuha kini gikan sa palibot). Kombinasyon sa Fe ion³⁺ uban sa EDTA gibabagan ang aktibo nga dapit sa enzyme ug busa inactivated catalase (4).

puthaw nga singsing sa kasal

Sa analytical chemistry, ang pag-ila sa daghang mga ion gibase sa pagporma sa mga gamay nga matunaw nga precipitates. Bisan pa, ang usa ka mubo nga pagtan-aw sa lamesa sa solubility magpakita nga ang mga anion sa nitrate (V) ug nitrate (III) (mga asin sa una gitawag nga mga nitrates, ug ang ikaduha - nitrite) halos dili mahimong usa ka precipitate.

Ang iron (II) sulfate FeSO motabang sa pag-ila niini nga mga ion.₄. Pag-andam sa mga reagents. Dugang pa niini nga asin, kinahanglan nimo ang usa ka konsentrado nga solusyon sa sulfuric acid (VI) H₂SO₄ ug usa ka lasaw nga 10-15% nga solusyon sa kini nga acid (pag-amping sa pagtunaw, pagbubo, siyempre, "acid sa tubig"). Dugang pa, ang mga asin nga adunay mga nakit-an nga anion, sama sa KNO₃, NaNO₃, NaNO₂. Pag-andam ug konsentrado nga solusyon sa FeSO.₄ ug mga solusyon sa mga asin sa duha ka mga anion (dissolve usa ka quarter sa usa ka kutsarita nga asin sa mga 50 cm³ tubig).

5. Positibo nga resulta sa ring test.

Ang mga reagents andam na, panahon na sa pag-eksperimento. Ibubo ang 2-3 cm sa duha ka tubo³ solusyon sa FeSO₄. Dayon idugang ang pipila ka tulo sa konsentrado nga N nga solusyon.₂SO₄. Gamit ang pipette, pagkolekta og aliquot sa nitrite solution (eg NaNO₂) ug ibubo kini aron kini modagayday sa bungbong sa test tube (kini importante!). Sa samang paagi, ibubo ang bahin sa saltpeter solution (pananglitan, KNO₃). Kung ang duha ka solusyon maampingong ibubo, ang brown nga mga lingin makita sa ibabaw (busa ang kasagaran nga ngalan alang niini nga pagsulay, reaksyon sa singsing) (5). Makapainteres ang epekto, apan adunay ka katungod nga mahigawad, tingali masuko pa (Kini usa ka analytical nga pagsulay, pagkahuman? Ang mga resulta parehas sa duha nga mga kaso!).

Apan, paghimo og laing eksperimento. Niining higayona idugang ang dilute H.₂SO₄. Human sa pag-inject sa nitrate ug nitrite nga mga solusyon (sama kaniadto), imong mamatikdan ang usa ka positibo nga resulta sa usa lamang ka test tube - ang usa nga adunay solusyon sa NaNO.₂. Niining higayona, tingali wala ka'y ​​komento sa kapuslanan sa pagsulay sa singsing: ang reaksyon sa usa ka gamay nga acidic nga medium nagtugot kanimo sa tin-aw nga pag-ila tali sa duha ka mga ion.

Ang mekanismo sa reaksyon gibase sa pagkadunot sa duha ka matang sa mga nitrate ions nga adunay pagpagawas sa nitric oxide (II) NO (sa niini nga kaso, ang iron ion gi-oxidized gikan sa duha ngadto sa tulo ka digit). Ang kombinasyon sa Fe(II) ion uban sa NO adunay brown nga kolor ug naghatag sa singsing og kolor (kini nahimo kung ang pagsulay gihimo sa husto, pinaagi lamang sa pagsagol sa mga solusyon makakuha ka lamang og itom nga kolor sa test tube, apan - imong giangkon - wala'y ingon nga makapaikag nga epekto). Bisan pa, ang pagkadunot sa mga nitrate ions nanginahanglan usa ka kusog nga acidic nga medium nga reaksyon, samtang ang nitrite nanginahanglan lamang gamay nga pag-asido, busa ang nakita nga mga kalainan sa panahon sa pagsulay.

Iron sa Secret Service

Ang mga tawo kanunay adunay gitagoan. Ang pagmugna sa journal naglakip usab sa pagpalambo sa mga pamaagi sa pagpanalipod sa maong gipasa nga impormasyon - encryption o pagtago sa teksto. Naimbento ang lainlain nga mga tinta sa simpatiya alang sa ulahi nga pamaagi. Kini ang mga sangkap nga imong gihimo alang niini ang inskripsiyon dili makitabisan pa, kini gipadayag ubos sa impluwensya sa, pananglitan, pagpainit o pagtambal sa laing substansiya (developer). Ang pag-andam og nindot nga tinta ug ang developer niini dili lisud. Igo na nga makit-an ang reaksyon kung diin naporma ang usa ka kolor nga produkto. Labing maayo nga ang tinta mismo walay kolor, unya ang inskripsiyon nga gihimo nila dili makita sa usa ka substrate sa bisan unsang kolor.

Ang mga compound nga puthaw naghimo usab og madanihon nga mga tinta. Human sa pagpahigayon sa nauna nga gihulagway nga mga pagsulay, ang mga solusyon sa iron (III) ug FeCl chloride mahimong isugyot isip mga tinta sa simpatiya.₃, potassium thiocyanide KNCS ug potassium ferrocyanide K₄[Fe(CN)₆]. Sa reaksyon sa FeCl₃ uban sa cyanide kini mahimong pula, ug uban sa ferrocyanide kini mahimong asul. Mas haum sila isip mga tinta. mga solusyon sa thiocyanate ug ferrocyanidetungod kay sila walay kolor (sa ulahing kaso, ang solusyon kinahanglan nga lasaw). Ang inskripsiyon gihimo gamit ang dalag nga solusyon sa FeCl.₃ kini makita sa puti nga papel (gawas kon ang kard yellow usab).

6. Maayo ang two-tone mascara

7. Sympathetic salicylic acid ink

Pag-andam ug lasaw nga mga solusyon sa tanang asin ug paggamit ug brush o posporo sa pagsulat sa mga kard nga adunay solusyon sa cyanide ug ferrocyanide. Gamit ug lain-laing brush ang matag usa aron dili mahugawan ang mga reagents. Kung uga, isul-ob ang mga gwantes nga pangproteksiyon ug basaha ang gapas gamit ang solusyon sa FeCl.₃. Iron (III) chloride nga solusyon makadaot ug mga dahon sa mga yellow spots nga mahimong brown sa paglabay sa panahon. Tungod niini, likayi ang pagmantsa sa panit ug sa palibot niini (ihimo ang eksperimento sa usa ka tray). Paggamit og cotton swab sa paghikap sa usa ka piraso sa papel aron mabasa ang nawong niini. Ubos sa impluwensya sa developer, makita ang pula ug asul nga mga letra. Mahimo ka usab magsulat gamit ang duha ka tinta sa usa ka panid sa papel, unya ang gipadayag nga inskripsiyon mahimong duha ka kolor (6). Ang salicylic alcohol (2% salicylic acid sa alkohol) angay usab isip asul nga tinta (7).

Kini nagtapos sa tulo ka bahin nga artikulo bahin sa puthaw ug sa mga compound niini. Nahibal-an nimo nga kini usa ka hinungdanon nga elemento, ug dugang pa, gitugotan ka nga maghimo daghang makapaikag nga mga eksperimento. Bisan pa, magpunting gihapon kami sa hilisgutan nga "puthaw", tungod kay sa usa ka bulan mahimamat nimo ang iyang labing daotan nga kaaway - corrosion.

Tan-awa usab: