Kemija kvalitativnih reakcija u boji. Kiša u boji Formula sedimenta bijele skute

Rijeka Pambak u regiji Lori u sjevernoj Jermeniji dobila je crvenkastu nijansu, uzeti su uzorci vode za ispitivanje.

April 1999 Nakon NATO bombardovanja Jugoslavije i uništavanja petrohemijskih preduzeća, gradom Pančevom je prošla otrovna "crna kiša" koja je sadržala ogromnu količinu teških metala i organskih jedinjenja štetnih za život ljudi. Zemljište i podzemne vode su bile ozbiljno zagađene, za koje se pokazalo da su kontaminirane etilenom i hlorom. U Dunav je dospela ogromna količina nafte, naftnih derivata, amonijaka i aminokiselina.

jun-juli 2000 u nekim regijama Dagestana i Sjeverne Osetije, posebno u gradu Vladikavkaz, padale su "obojene kiše". Kao rezultat analiza uzoraka vode utvrđen je povećan sadržaj hemijskih elemenata. Prekoračile su maksimalno dozvoljene koncentracije kobalta (više od četiri puta) i cinka (više od 434 puta). Laboratorijskim studijama potvrđeno je da je sastav zagađene kiše bio identičan hemijskom sastavu uzoraka uzetih na teritoriji AD „Elektrocink“, čime su prekršeni standardi za maksimalno dozvoljene emisije u atmosferu koje je odobrilo Ministarstvo zaštite životne sredine.

2000. i 2002. godine"zarđale" padavine pale su na teritoriji Altaja i Republici Altaj. Vremenske anomalije izazvale su jake emisije produkata sagorevanja u metalurškoj fabrici Ust-Kamenogorsk.

jul-septembar 2001"crvene kiše" su više puta padale u indijskoj državi Kerala. Izneseno je nekoliko hipoteza o podrijetlu crvenih čestica odjednom: neko ih je smatrao crvenom prašinom koju vjetar prenosi iz Arapske pustinje, neko ih je prepoznao kao spore gljiva ili oceanske alge. Iznesena je verzija njihovog vanzemaljskog porijekla. Prema naučnicima, zajedno sa padavinama na zemlju je palo ukupno oko 50 tona ove čudne supstance.

U oktobru 2001 stanovnici jugozapadnih regiona Švedske pali su pod nenormalnom kišom. Nakon kiše na površini zemlje ostale su sivo-žute mrlje. Švedski stručnjaci, a posebno istraživač iz Geteborškog geonaučnog centra Lars Fransen, rekli su da jaki vjetrovi "nabijaju" crvenu pješčanu prašinu iz Sahare, podižu je na visinu i do 5 hiljada metara, a zatim sipaju zajedno s kišom u Švedska.

Ljeto 2002 zelena kiša izlila je indijsko selo Sangranpur u blizini grada Kalkute. Lokalne vlasti saopštile su da nije bilo hemijskog napada. Ispitivanjem naučnika koji su stigli na lokalitet utvrđeno je da zeleni oblak nije ništa drugo do polen cvijeća i manga koji se nalazi u pčelinjem izmetu, te da ne predstavlja opasnost za ljude.

Godine 2003 u Dagestanu su padale padavine u obliku naslaga soli. Automobili koji su stajali na otvorenom bili su prekriveni slojem soli. Kako navode meteorolozi, razlog tome je ciklon koji je došao iz regiona Turske i Irana. Sitne čestice peska i prašine podignute jakim vetrom iz razvijenih kamenoloma na teritoriji Dagestana pomešane sa vodenom prašinom podignutom sa površine Kaspijskog mora. Smjesa je bila koncentrisana u oblacima koji su se preselili u priobalne regije Dagestana, gdje je padala neobična kiša.

Zima 2004 snijeg narandžaste boje pao je u istočnoj Poljskoj. Istovremeno, stanovnici Transcarpathia su ga posmatrali u selima Quiet i Gusinoe. Prema jednoj verziji, pješčane oluje u Saudijskoj Arabiji postale su razlog za narandžastu boju snijega: zrnca pijeska, koju je pokupio jak vjetar, akumulirala su se u gornjim slojevima atmosfere i padala zajedno sa snijegom u Zakarpatju.

19. aprila 2005 crvena kiša padala je u Kantemirovskom i Kalačevskom okrugu u Voronješkoj oblasti. Padavine su ostavile neobičan trag na krovovima kuća, njivama, poljoprivrednim mašinama. U uzorku tla pronađeni su tragovi okera, prirodnog pigmenta za proizvodnju boje. Sadržavao je hidrokside željeza i gline. Dalja istraga je pokazala da je u fabrici okera u selu Žuravka došlo do ispuštanja, što je dovelo do crvene boje kišnih oblaka. Prema riječima stručnjaka, padavine nisu predstavljale opasnost po zdravlje ljudi i životinja.

19. aprila 2005 nad nekoliko okruga Stavropoljskog kraja, nebo je dobilo žućkastu nijansu, a zatim je počela da pada kiša čije su kapi bile bezbojne. Nakon sušenja, kapi su ostajale na automobilima i na tamnobež odjeći, koja se nakon toga nije isprala. Ista kiša pala je 22. aprila u Orlu. Provedene analize su pokazale da sedimenti sadrže alkalna, odnosno dušična jedinjenja. Padavine su bile veoma koncentrisane.

april 2005 nekoliko dana narandžaste kiše su padale u Ukrajini - u oblasti Nikolajev i na Krimu. Obojene padavine su ovih dana zahvatile i oblasti Donjecka, Dnjepropetrovska, Zaporožja, Hersona. Ukrajinski meteorologi rekli su da je narandžastu boju kiša dobila zbog uragana prašine. Vjetar je donio čestice prašine iz sjeverne Afrike.

februar 2006 sivo-žuti snijeg pao je na teritoriju sela Sabo, koje se nalazi 80 km južno od grada Okha na sjeveru Sahalina. Prema riječima očevidaca, na površini vode dobijene topljenjem sumnjivog snijega nastale su masne mrlje sivo-žute boje i neobičnog čudnog mirisa. Stručnjaci smatraju da bi neobične padavine mogle biti posljedica aktivnosti nekog od dalekoistočnih vulkana. Moguće je da je za to krivo zagađenje životne sredine proizvodima naftne i gasne industrije. Razlog za žutilo snijega nije tačno utvrđen.

24-26. februar 2006 u nekim delovima Kolorada (SAD) bio je smeđi sneg, skoro čokoladne boje. "Čokoladni" snijeg u Koloradu - posljedica duge suše u susjednoj Arizoni: postoje džinovski oblaci prašine koji se miješaju sa snijegom. Ponekad vulkanske erupcije daju isti rezultat.

mart 2006 kremasto-ružičasti snijeg pao je na sjeveru Primorskog kraja. Stručnjaci su neobičnu pojavu objasnili činjenicom da je ciklon prethodno prošao kroz teritoriju Mongolije, gdje su u to vrijeme bjesnile jake prašne oluje, koje su zahvatile velika prostranstva pustinjskih teritorija. Čestice prašine uvučene su u vrtlog ciklona i obojile padavine.

13. marta 2006 u Južnoj Koreji, uključujući Seul, pao je žuti snijeg. Snijeg je bio žut jer je sadržavao žuti pijesak donesen iz pustinja Kine. Državna meteorološka služba upozorila je da snijeg koji sadrži sitni pijesak može biti opasan za respiratorni sistem.

7. novembra 2006 u Krasnojarsku je padao slab snijeg sa zelenom kišom. Hodao je oko pola sata i, nakon što se otopio, pretvorio se u tanak sloj zelenkaste gline. Ljudi izloženi zelenoj kiši iskusili su suzenje i glavobolje.

31. januara 2007 u regiji Omsk, na površini od oko 1,5 hiljada kvadratnih kilometara, padao je žuto-narandžasti snijeg oštrog mirisa, prekriven masnim mrljama. Prošavši kroz čitav region Irtiša, perjanica žuto-narandžastih padavina dodirnula je Tomsku oblast duž ivice. Ali glavni dio "kiselog" snijega pao je u okrugima Tarsky, Kolosovsky, Znamenski, Sedelnikovsky i Tyukalinski u Omskoj oblasti. U obojenom snijegu je prekoračena norma sadržaja gvožđa (prema preliminarnim laboratorijskim podacima, koncentracija gvožđa u snijegu iznosila je 1,2 mg po kubnom centimetru, dok je maksimalno dozvoljena norma bila 0,3 mg). Prema Rospotrebnadzoru, takva koncentracija željeza nije opasna za život i zdravlje ljudi. Abnormalne padavine proučavale su laboratorije u Omsku, Tomsku i Novosibirsku. U početku se pretpostavljalo da snijeg sadrži otrovnu supstancu heptil, koja je komponenta raketnog goriva. Druga verzija pojave žutih padavina bile su emisije metalurških preduzeća Urala. Međutim, stručnjaci iz Tomska i Novosibirska došli su do istog zaključka kao i iz Omska - neobična boja snijega je zbog prisustva glineno-pješčane prašine, koja bi iz Kazahstana mogla dospjeti u Omsku oblast. U snijegu nisu pronađene toksične tvari.

mart 2008 u regionu Arhangelska pao je žuti sneg. Stručnjaci su sugerirali da je žuta boja snijega posljedica prirodnih faktora. To je zbog visokog sadržaja pijeska koji je dospio u oblake kao rezultat oluja prašine i tornada koji su se dogodili na drugim mjestima na planeti.

Ciljevi lekcije:

• utvrđivanje faktora koji uzrokuju bojenje hemikalija;
• proširenje i sistematizacija znanja o hemijskim osnovama teorije o poreklu boja;
• razvoj kognitivnog interesa za proučavanje kvalitativnih reakcija.

Formirane kompetencije učenika:

• sposobnost analiziranja fenomena okolnog svijeta u hemijskom smislu;
• sposobnost objašnjavanja kemijskih pojava povezanih s pojavom otopina u boji;
• spremnost za samostalan rad sa informacijama;
• spremnost da komuniciraju sa kolegama i govore pred publikom.

"Sva živa bića teže boji." W. Goethe

Ažuriranje znanja

U prethodnim lekcijama proučavali smo svojstva anorganskih i organskih supstanci, često koristeći kvalitativne reakcije koje bojom, mirisom ili sedimentom ukazuju na prisutnost određene tvari. Ponuđena vam ukrštenica sastoji se od naziva hemijskih elemenata koji se razlikuju u boji.

Rješenje ukrštenice:

okomito:

1) Supstanca koja pretvara plamen u ljubičastu boju (kalijum).

2) Najlakši srebrnasti metal (litijum).

Horizontalno:

3) Naziv ovog elementa je "zelena grana" (talij)

4) Metal koji staklo boji plavo (niobijum)

5) Ime metala znači nebesko plavo (cezijum)

6) Ljubičaste pare ove supstance prvi je dobio Courtois zahvaljujući svojoj mački (jod).

Motivacija obrazovne aktivnosti.

Napominjemo da je rješenje ukrštenice bilo povezano s bojom tvari. Ali ne samo hemikalije, već je svijet oko nas šaren.

"Sva živa bića teže boji." Ove riječi velikog genija poezije istinski odražavaju posebnost emocija koje ova ili ona boja izaziva u nama. Sagledavamo ga asocijativno, tj. prisjetite se nečeg poznatog i poznatog. Percepciju boja prate određene emocije. (Demonstracija slika umjetnika).

Učenici odgovaraju na pitanja o emocijama na percepciju boja.

• Plava boja budi smirenost, prijatna je, povećava ocjenu samopotvrđivanja.
• Zelena - boja zelenih biljaka, raspoloženje mira, spokoja.
• Žuta je duh sreće, zabave, povezana sa suncem.
• Crvena je boja aktivnosti, akcije, želite postići rezultate.
• Crna - izaziva tugu, iritaciju.

Zašto je svijet oko nas tako šaren?

Danas pokušavamo pronaći odgovor na pitanje "Šta je boja?" u smislu hemije.

Tema lekcije je "Hemija boja kvalitativnih reakcija".

Određivanje faktora boje

Nemoguće je razmatrati hemijsku suštinu boje bez poznavanja fizičkih svojstava vidljive svjetlosti. Bez svjetlosti nema bojenja predmeta, sve izgleda mračno. Svetlost je elektromagnetski talas. Međutim, koliko radosti duga na nebu donosi i djeci i odraslima, pojavljuje se samo ako se sunčevi zraci reflektiraju u kapljicama vode i vrate u ljudsko oko raznobojnim spektrom. Velikom engleskom fizičaru Isaaku Njutnu dugujemo činjenicu da je objasnio ovaj fenomen: bijela je kombinacija zraka različitih boja. Svaka talasna dužina odgovara određenoj energiji koju ti talasi nose. Boja bilo koje supstance određena je talasnom dužinom čija energija prevladava u ovom zračenju. Boja neba zavisi od toga koliko sunčeve svetlosti dopire do naših očiju. Zraci kratke talasne dužine (plave) se odbijaju od molekula vazdušnih gasova i raspršuju. Naše oko ih opaža i određuje boju neba - plavo, plavo (tabela 1.)

Tabela 1 - Boja supstanci koje imaju jednu apsorpcionu traku u vidljivom dijelu spektra.

Isto se dešava u slučaju obojenih supstanci. Ako tvar reflektira zrake određene valne dužine, tada je obojena. Ako se energija svjetlosnih valova cijelog spektra podjednako apsorbira ili reflektira, tada supstanca izgleda crno ili bijelo. Iz časova biologije znate da ljudsko oko sadrži optički sistem: sočivo i staklasto tijelo. Retina sadrži elemente osjetljive na svjetlost: čunjeve i štapiće. Češeri nam omogućavaju da razlikujemo boje.

Dakle, ono što nazivamo bojom rezultat je dva fizička i hemijska fenomena: interakcije svjetlosti s molekulima tvari i efekta valova koji dolaze iz tvari na mrežnicu očiju.

1 faktor formiranja boje je svjetlost.

Razmotrimo primjere sljedećeg faktora - strukture tvari.

Metali imaju kristalnu strukturu, imaju uređenu strukturu atoma i elektrona. Boja je povezana s mobilnošću elektrona. Pri osvjetljavanju metala preovlađuje refleksija, njihova boja ovisi o talasnoj dužini koju reflektiraju. (Demonstracija zbirke metala). Bijeli sjaj nastaje zbog ujednačene refleksije gotovo cijelog skupa vidljivih zraka. Ovo je boja aluminijuma, cinka. Zlato ima crvenkasto-žutu boju jer upija plave, indigo i ljubičaste zrake. Bakar takođe ima crvenkastu boju. Magnezijum u prahu je crne boje, što znači da ova supstanca apsorbuje čitav spektar zraka.

Pogledajmo kako se boja tvari mijenja od stanja strukture koristeći sumpor kao primjer.

Demonstracija video filma "Hemijski elementi".

Zaključujemo: sumpor u kristalnom stanju je žut, a u amorfnom je crn, tj. u ovom slučaju, faktor boje je struktura supstance.

Šta se dešava sa bojom supstanci kada se struktura uništi, na primer, tokom disocijacije molekula soli, ako su ti rastvori obojeni.

CuS0 4 (plava) Cu 2+ + SO 4 2-

NiS0 4 (zeleno) Ni 2+ + SO 4 2-

CuCI 2 (plava) Cu 2+ + 2CI -

FeCI 3 (žuta) Fe 3+ +3CI -

U ovim rastvorima, isti anjoni, različiti kationi daju boju.

Sljedeća otopina imaju isti kation, ali različite anjone, tako da su anioni odgovorni za boju:

K 2 Cr 2 O 7 (narandžasta) 2K + +Cz 2 O 4 2-

K 2 Cr0 4 (žuta) 2K + + Cz0 4 2-

KMnO 4 (ljubičasta) K + + Mn04 -

Treći faktor u pojavi boje je jonsko stanje tvari.

Boja takođe zavisi od okruženja oko obojenih čestica. Kationi i anioni u rastvoru su okruženi omotačem rastvarača koji utiče na ione.

Izvodimo sljedeći eksperiment. Postoji rastvor soka od cvekle (grimizne boje). Ovom rješenju dodajte sljedeće:

1. iskustvo. Rastvor soka cvekle i sirćetne kiseline
2. iskustvo. Rastvor soka cvekle i rastvor NH 4 0H
3. iskustvo. Rastvor soka od cvekle i vode.

U eksperimentu 1, kiseli medij uzrokuje promjenu boje u ljubičastu, u eksperimentu 2, alkalni medij mijenja boju cvekle u plavu, a dodavanje vode (neutralni medij) ne uzrokuje promjenu boje.

Dobro poznati indikator za određivanje alkalne sredine je fenolftalein, koji mijenja boju alkalnih otopina u grimiznu.

Stječe se iskustvo:

NaOH + fenolftalein -> grimizna boja

Zaključujemo: 4. faktor promjene boje je okruženje.

Razmotrimo slučaj okruženja atoma jednog elementa različitim kompleksima.

Izvodi se eksperiment: kvalitativna reakcija na ion Fe 3+:

FeCl 3 + KCNS -> crvena boja

FeCl 3 + K 4 (Fe(CN) 6) -> p-p tamnoplava

Istorijska činjenica povezana je s promjenom boje iona željeza kada je okružen kalijum tiocijanatom u krvavoj boji.

Studentske poruke.

Godine 1720. politički protivnici Petra I iz sveštenstva organizovali su "čudo" u jednoj od peterburških katedrala - ikona Majke Božije počela je da roni suze, što je komentarisano kao znak njenog neodobravanja Petrovih reformi. . Petar I pažljivo je pregledao ikonu i primetio nešto sumnjivo: pronašao je male rupe u očima ikone. Pronašao je i izvor suza: to je bio sunđer natopljen rastvorom željeznog tiocijanata, koji ima krvavocrvenu boju. Težina ravnomjerno pritiska na sunđer, istiskujući kapljice kroz rupu na ikoni. "Ovdje je izvor čudesnih suza", reče car.

Eksperimentiramo.

Pišemo riječi na papir otopinama CuS0 4 (plavo) i FeSI 3 (žuto), a zatim obrađujemo list žutom krvnom soli K 4 (Fe (CN) 6). Riječ CuSO 4 (cijan) postaje crvena, a riječ FeCI 3 (žuta) postaje plavo-zelena. Nema promjene u oksidacijskom stanju metala, samo se promijenila okolina:

2CuS0 4 + K 4 (Fe(CN) 6) Cu 2 (Fe(CN) 6) + 2K 2 SO 4

4FeCl 3 + 3 K 4 (Fe(CN) 6) Fe 4 (Fe(CN) 6) 3 +12 KCI

5. faktor boje - okruženje jona po kompleksima.

Zaključak.

Identifikovali smo glavne faktore koji utiču na ispoljavanje boje supstanci.

Shvatili smo da je boja rezultat apsorpcije određenog dijela vidljivog spektra sunčeve svjetlosti od strane neke supstance.

Kvalitativna reakcija je posebna reakcija koja detektuje ione ili molekule po boji.

Poruke učenika na temu "Boja služi ljudima".

Životinjska krv i lišće imaju slične strukture, ali krv sadrži ione željeza - Fe, a biljke - Mg. Time se osigurava boja: crvena i zelena. Inače, izreka "plava krv" važi za dubokomorske životinje, čija krv sadrži vanadijum umesto gvožđa. Takođe, alge koje rastu na mestima gde ima malo kiseonika imaju plavu boju.

Biljke sa hlorofilom su u stanju da formiraju organomagnezijumske supstance i koriste energiju svetlosti. Boja fotosintetskih biljaka je zelena.

Hemoglobin koji sadrži željezo koristi se za prijenos kisika kroz tijelo. Hemoglobin sa kiseonikom boji krv u svetlo crveno, a bez kiseonika daje krvi tamnu boju.

Boje i boje koriste umjetnici, dekorateri i tekstilni radnici. Harmonija boja sastavni je dio umjetnosti "dizajna". Najstarije boje bile su ugljen, kreda, glina, cinober i neke soli kao što je bakar acetat (verdigris).

Fosforne boje se koriste za putokaze i reklame, čamce za spašavanje.

U svrhu izbjeljivanja u sastav praškova za pranje rublja se unose tvari koje daju tkanini plavkastu fluorescenciju.

Površina svih metalnih predmeta pod uticajem okoline je uništena. Njihova zaštita je najefikasnija kod obojenih pigmenata: aluminijumskog praha, cinkove prašine, crvenog olova, hrom-oksida.

Refleksija.

1. Koji faktori uzrokuju boju hemikalija?

2. Koje se tvari mogu odrediti kvalitativnim reakcijama promjenom boje?

3. Koji faktori određuju boju soli kalijuma i bakra?

Priroda, čiji su dio hemikalije, okružuje nas misterijama, a pokušaj njihovog rješavanja je jedna od najvećih životnih radosti.

Danas smo pokušali da priđemo istini "Hemija boja" s jedne strane, a možda ćete otkriti i drugu. Najvažnije je da je svijet boja prepoznatljiv.

Čovek je rođen
Stvarati, usuditi se - i ništa drugo,
Da ostavim dobar trag u životu
I riješiti sve teške probleme.
Za što? Potražite svoj odgovor!

Zadaća.

Navedite primjere kvalitativnih reakcija na ione željeza promjenom boje.

Zamislimo sljedeću situaciju:

Radite u laboratoriji i odlučujete se za eksperiment. Da biste to učinili, otvorili ste ormarić s reagensima i odjednom na jednoj od polica ugledali sljedeću sliku. Dvije tegle s reagensima su oguljene naljepnice, koje su bezbedno ostavljene da leže u blizini. Istovremeno, više nije moguće tačno odrediti koja tegla odgovara kojoj etiketi, a spoljni znakovi supstanci po kojima se mogu razlikovati su isti.

U ovom slučaju problem se može riješiti korištenjem tzv kvalitativne reakcije.

Kvalitativne reakcije nazivaju takve reakcije koje vam omogućavaju da razlikujete jednu tvar od druge, kao i da saznate kvalitativni sastav nepoznatih tvari.

Na primjer, poznato je da katjoni nekih metala, kada se njihove soli dodaju u plamen plamenika, oboje ga u određenu boju:

Ova metoda može funkcionirati samo ako tvari koje treba razlikovati mijenjaju boju plamena na različite načine ili jedna od njih uopće ne mijenja boju.

Ali, recimo, na sreću, supstance koje odredite ne boje plamen u boju, niti ga boje u istu boju.

U tim slučajevima bit će potrebno razlikovati tvari pomoću drugih reagensa.

U kom slučaju možemo razlikovati jednu tvar od druge uz pomoć bilo kojeg reagensa?

Postoje dvije opcije:

• Jedna supstanca reaguje sa dodatim reagensom, dok druga ne. Pritom se mora jasno vidjeti da je reakcija jedne od polaznih tvari s dodanim reagensom zaista prošla, odnosno uočen je neki njen vanjski znak - taložen je talog, oslobođen je plin, došlo je do promjene boje , itd.

Na primjer, nemoguće je razlikovati vodu od otopine natrijevog hidroksida pomoću klorovodične kiseline, unatoč činjenici da lužine savršeno reagiraju s kiselinama:

NaOH + HCl \u003d NaCl + H 2 O

To je zbog odsustva bilo kakvih vanjskih znakova reakcije. Prozirna bezbojna otopina hlorovodonične kiseline, kada se pomeša sa bezbojnim rastvorom hidroksida, formira istu prozirnu otopinu:

Ali s druge strane, voda se može razlikovati od vodene otopine alkalija, na primjer, pomoću otopine magnezijevog klorida - u ovoj reakciji nastaje bijeli talog:

2NaOH + MgCl 2 = Mg(OH) 2 ↓+ 2NaCl

2) Supstance se takođe mogu razlikovati jedna od druge ako obe reaguju sa dodatim reagensom, ali to rade na različite načine.

Na primjer, otopina natrijevog karbonata može se razlikovati od otopine srebrnog nitrata pomoću otopine klorovodične kiseline.

hlorovodonična kiselina reagira s natrijevim karbonatom i oslobađa bezbojni plin bez mirisa - ugljični dioksid (CO 2):

2HCl + Na 2 CO 3 \u003d 2NaCl + H 2 O + CO 2

i sa srebrnim nitratom da bi se formirao bijeli sirasti talog AgCl

HCl + AgNO 3 \u003d HNO 3 + AgCl ↓

Tablice u nastavku pokazuju različite opcije za detekciju specifičnih jona:

Kvalitativne reakcije na katjone

Kvalitativne reakcije na anjone