Epänormaali sademäärä: "värillisiä" sateita ja "suklaa" lumi. Viite. Värillinen sade Ruskea sade
Värilliset sateet ovat usein pelottavia ulkonäöllään: kun hämmästyttävän väristä vettä valuu maahan, ihmiset alkavat yleensä heti kiihkeästi muistaa, onko lähistöllä sijaitsevasta teollisuusyrityksestä viime aikoina ollut kemiallisia päästöjä (erittäin pelottavaa tulee, jos on kadulla, kun musta satoi kaatamalla). Itse asiassa punainen, valkoinen, keltainen ja vihreä sade ei aina liity ihmisen antropogeeniseen toimintaan, ja se on usein luonnollista.
Värilliset sateet koostuvat tavallisimmista vesipisaroista, jotka sekoittuvat luonnollisiin epäpuhtauksiin ennen kuin ne valuvat maahan. Nämä voivat olla lehtiä, kukkia, pieniä jyviä tai hiekkaa, jotka voimakas tuuli tai tornado tuo ilmakehän yläkerroksiin, mikä antoi pisaroille mielenkiintoisen ja epätavallisen sävyn, esimerkiksi liituhiukkaset luovat valkoista sadetta.
Mustaa, suklaata, punaista, vihreää, keltaista ja valkoista sadetta voi sataa kaikkialla – sekä Euroopan mantereella että muualla maapallolla. Ihmiset ovat tienneet oudoista värillisistä sateista jo pitkään, Plutarch ja Homer muistelivat niitä kirjoituksissaan. Heidän kuvauksensa löytyy usein myös keskiaikaisesta kirjallisuudesta.
Sade punaisella sävyllä
Sateita tulee eri sävyisinä, mutta punainen sade tekee ihmisiin erityisen järkyttävän vaikutuksen. Tämän värisiä suihkuja on pitkään pidetty epäystävällisenä merkkinä ja lähestyvän sodan saarnaajana. Sellainen sade on aina ollut varovainen sekä tavallisille ihmisille että merkittäville antiikin filosofeille. Esimerkiksi Plutarch, kun hän kirjoitti punaisesta sateesta, joka putosi maan pinnalle germaanisten heimojen kanssa käytyjen taistelujen jälkeen, väitti, että sadepisarat saivat varjonsa juuri taistelukentän veristen savujen vuoksi. Hänen mukaansa he kyllästivat ilman ja antoivat vesipisaroille ruskean sävyn.
On mielenkiintoista, että maan pinnalle sataa useimmiten punaista sadetta (yleensä joko Euroopassa tai Afrikan mantereen lähellä). Miksi näin tapahtuu - nykyaikaisille tiedemiehille ei ole pitkään ollut mysteeri, eivätkä he näe tässä ilmiössä mitään mystiikkaa.
Punaisen sateen syynä on tavallinen Afrikan aavikon pöly (se tunnetaan myös nimellä kaupan tuulen pöly), joka sisältää valtavan määrän punaisia mikro-organismeja:
- Voimakas tuuli tai tornado nostaa punahiukkasista pölyä yläilmakehään, josta ilmavirrat kuljettavat sen Euroopan mantereelle.
- Euroopan mantereella pöly sekoittuu vesipisaroiden kanssa ja värjää niitä.
- Sen jälkeen sadepisaroita putoaa alas, mikä yllättää ja hämmästyttää paikallista väestöä.
Tämä ei suinkaan ole ainoa selitys tälle ilmiölle. Esimerkiksi muutama vuosi sitten Intiassa satoi punaista kahden kuukauden ajan (mikä ei voinut muuta kuin hälyttää paikallista väestöä) - eikä afrikkalaisella pölyllä ollut mitään tekemistä sen kanssa. Koska tänä aikana sekä sää että tuuli muuttivat toistuvasti suuntaaan, kun taas sateet eivät melkein lakanneet.
Punaisella sateella oli myös negatiivinen vaikutus lehtiin, ne eivät nopeasti kuivuneet helposti, mutta saivat myös likaisen harmaan sävyn, minkä jälkeen ne putosivat - ilmiö, joka ei ole tyypillistä Intialle tähän aikaan vuodesta.
Syitä tähän ilmiöön, tutkijat ovat esittäneet erilaisia. Esitettiin ehdotuksia, että sateen punaiseksi värjäävät epäpuhtaudet ovat maan ulkopuolista alkuperää ja liittyvät yläilmakehän räjähtävään meteoriittiin, jonka mikrohiukkaset sekoittuvat sateen kanssa. Toinen versio, jota seurasivat skeptisemmät tiedemiehet ja heidän kanssaan Intian hallitus, sanoi, että sateen väriin vaikuttivat melko voimakkaasti jäkäläperheen levissä kasvaneet itiöt, joten sateen punainen väri on täysin vaaraton eläviä organismeja.
Sade mustana
Mustaa sadetta sataa paljon harvemmin kuin punaista. Se johtuu vesipisaroiden sekoittumisesta vulkaaniseen tai kosmiseen (meteoriittiräjähdys) pölyyn. Musta sade on usein vaarallista - jos sen esiintymisen syynä ovat teollisuusyritykset, joiden toiminta liittyy esimerkiksi hiilen polttamiseen tai öljytuotteiden käsittelyyn.
Esimerkiksi 90-luvun lopulla Jugoslavian vihollisuuksien aikana useita petrokemian yrityksiä tuhottiin, minkä jälkeen satoi musta sade, joka sisälsi paljon ihmisten terveydelle ja elämälle haitallisia raskasmetalleja ja orgaanisia yhdisteitä. Mustalla sateella oli myös negatiivinen vaikutus ympäristöön, sillä maaperä, pohjavesi ja yksi Euroopan suurimmista joista, Tonava, saastuivat.
lumivalkoinen sade
Liitukivialueilla maitosade (valkoinen sade) on melko yleinen ilmiö, koska täällä sadepisarat sisältävät usein pieniä liidun ja valkoisen saven hiukkasia. Samaan aikaan valkoista sadetta voi hyvinkin sataa muualla planeetallamme.
Esimerkiksi erään eurooppalaisen kaupungin pääkaupungissa muutama vuosi sitten oli maitosade, jonka jälkeen teille ei ilmestynyt vain valkoisia lätäköitä, vaan myös paljon vaahtoa, mikä pelotti paikalliset erittäin paljon.
Asiantuntijat eivät ole pystyneet täysin määrittämään, mikä tarkalleen aiheutti tällaisen ilmiön. Jotkut olivat yhtä mieltä siitä, että valkoinen sade satoi johtuen aktiivisesta talojen ja teiden rakentamisesta, jota juuri tapahtui kaupungissa tänä aikana. Toiset ovat ehdottaneet, että maitosade johtui tuoksuruohon itiöistä, jotka vain lensivät ilmassa.
Kaikki asiantuntijat olivat yksimielisesti yhtä mieltä siitä, että valkoinen sade on vaarallista paikallisten asukkaiden, erityisesti allergikoiden, astmaatikoiden sekä keuhko- ja keuhkoputkisairauksista kärsivien, terveydelle.
Keltaista ja vihreää sadetta
Vihreän tai keltaisen sateen alle voi joutua, kun eri kasvien (sekä kukkien että puiden) siitepöly sekoittuu vesipisaroiden kanssa. Esimerkiksi kun se sekoitetaan koivuhiukkasten kanssa, vihreää sadetta sataa usein. Mutta Omskin ja Arkangelin alueilla vesipisarat sisältävät hiekan ja saven epäpuhtauksia, joten keltaista sadetta valuu usein täällä.
Mielenkiintoisemmat tapaukset voivat aiheuttaa samanlaisen ilmiön. Esimerkiksi kerran keltainen sade satoi yhteen heidän kylään Intiassa, Sangrampurissa, aiheuttaen paniikkia paikallisessa väestössä. Peläten myrkyllisten aineiden esiintymistä sedimenteissä suoritettiin testejä, joiden tulos järkytti tutkijoita. Kävi ilmi, että vihreä, paikoin - keltainen sade - nämä ovat tavallisia mehiläisten ulosteita (tällä alueella lensi useita mehiläisparvia kerralla), joista löytyi jälkiä hunajasta, kukkien siitepölystä ja mangoista.
Vihreä sade voi usein sataa kemikaalien sekoittumisen vuoksi. Esimerkiksi muutama vuosi sitten Krasnojarskin alueella satoi vihreää. Sen jälkeen tällä alueella asuvat ihmiset alkoivat valittaa kovasta päänsärystä ja repeytymisestä.
Huolimatta siitä, että värilliset sateet ovat mielenkiintoinen, yllättävä ja vaikuttava ilmiö, on parempi olla jäämättä niiden alle: koskaan ei tiedä, mihin vesipisarat kussakin tapauksessa sekoittuivat. No, jos luonto osoittautui tällaisen ilmiön aiheuttajaksi, niin värillinen sade voi olla jopa hyväksi terveydelle. Mutta jos olet epäonninen ja joudut esimerkiksi ihmisen aiheuttaman tekijän aiheuttaman valkoisen tai mustan sateen alle, tämä ei varmasti näy parhaalla mahdollisella tavalla terveydessä.
Lähes kaikki kromiyhdisteet ja niiden liuokset ovat voimakkaan värisiä. Värittömän liuoksen tai valkoisen sakkauksen ansiosta voimme suurella todennäköisyydellä päätellä, että kromia ei ole. Kuusiarvoisen kromin yhdisteet ovat useimmiten värjättyjä keltaisia tai punaisia, kun taas kolmiarvoiselle kromille on ominaista vihertävän sävyt. Mutta kromi on myös altis monimutkaisten yhdisteiden muodostumiselle, ja ne on maalattu useilla väreillä. Muista: kaikki kromiyhdisteet ovat myrkyllisiä.
Kaliumdikromaatti K 2 Cr 2 O 7 on ehkä tunnetuin kromiyhdisteistä ja se on helpoin saada. Kaunis puna-keltainen väri osoittaa kuudenarvoisen kromin esiintymisen. Tehkäämme useita kokeita sillä tai sen kanssa hyvin samankaltaisella natriumdikromaatilla.
Kuumennamme Bunsen-polttimen liekissä posliininsirpaleella (upokkaanpalalla) sen verran kaliumdikromaattia, että se mahtuu veitsen kärkeen. Suola ei vapauta kiteytysvettä, mutta sulaa noin 400 ° C: n lämpötilassa muodostaen tummaa nestettä. Lämmitetään vielä muutama minuutti vahvalla liekillä. Jäähtymisen jälkeen sirpaleeseen muodostuu vihreä sakka. Liuotamme osan siitä veteen (se muuttuu keltaisiksi) ja jätämme toisen osan sirpaleen päälle. Suola hajosi kuumennettaessa, jolloin muodostui liukoista keltaista kaliumkromaattia K 2 CrO 4, vihreää kromioksidia (III) ja happea:
2K 2 Cr 2 O 7 → 2K 2 CrO 4 + Cr 2 O 3 + 3/2O 2
Koska kaliumdikromaatti on taipumus vapauttaa happea, se on voimakas hapetin. Sen seokset hiilen, sokerin tai rikin kanssa syttyvät voimakkaasti joutuessaan kosketuksiin polttimen liekin kanssa, mutta eivät aiheuta räjähdystä; palamisen jälkeen muodostuu tilava vihreä kerros - kromioksidi (III)-tuhkan läsnäolon vuoksi.
Huolellisesti! Polta posliinisirpaleella enintään 3-5 g, muuten sulate voi alkaa roiskua. Pidä etäisyyttä ja käytä suojalaseja!
Kaavimme tuhkan pois, pesemme sen vedellä kaliumkromaatista ja kuivaamme jäljellä olevan kromioksidin. Valmistetaan seos, joka koostuu yhtä suuresta osasta kaliumnitraattia (kaliumnitraattia) ja kalsinoitua soodaa, lisätään se kromioksidiin suhteessa 1:3 ja sulatetaan saatu koostumus sirpale- tai magnesiumtikulla. Liuottamalla jäähtynyt sulate veteen, saadaan keltainen natriumkromaattia sisältävä liuos. Siten sula salpeteri hapetti kolmiarvoisen kromin kuusiarvoiseksi. Fuusiossa soodan ja salpeterin kanssa kaikki kromiyhdisteet voidaan muuttaa kromaateiksi.
Seuraavaa koetta varten liuotetaan 3 g jauhettua kaliumdikromaattia 50 ml:aan vettä. Lisää yhteen osaan liuosta hieman kaliumkarbonaattia (kalium). Se liukenee CO2:n vapautuessa ja liuoksen väri muuttuu vaaleankeltaiseksi. Kromaatti muodostuu kaliumdikromaatista. Jos lisäämme nyt 50-prosenttista rikkihappoliuosta annoksittain (Varoitus!), Silloin bikromaatin puna-keltainen väri ilmestyy jälleen.
Kaada 5 ml kaliumdikromaattiliuosta koeputkeen, keitä vedon alla tai ulkona 3 ml:n kanssa väkevää suolahappoa. Liuoksesta vapautuu kellanvihreää myrkyllistä kloorikaasua, koska kromaatti hapettaa HCl:n klooriksi ja vedeksi. Kromaatti itsessään muuttuu vihreäksi kolmiarvoiseksi kromikloridiksi. Se voidaan eristää haihduttamalla liuos ja muuntaa sitten kromaatiksi sulattamalla soodan ja nitraatin kanssa.
Lisää toiseen koeputkeen varovasti 1-2 ml väkevää rikkihappoa kaliumdikromaattiin (veitsen kärkeen sopiva määrä). (Varoitus! Seos voi roiskua! Käytä suojalaseja!) Kuumennamme seosta voimakkaasti, jolloin vapautuu ruskehtavankeltaista kuusiarvoista kromioksidia CrOz, joka liukenee huonosti happoihin ja hyvin veteen. Se on kromihapon anhydridi, mutta joskus sitä kutsutaan kromihapoksi. Se on voimakkain hapettava aine. Sen seosta rikkihapon kanssa (kromiseos) käytetään rasvanpoistoon, koska rasvat ja muut vaikeasti poistettavat epäpuhtaudet muuttuvat liukoisiksi yhdisteiksi.
Huomio! Kromiseoksen kanssa työskennellessä on oltava erittäin varovainen! Roiskeet voivat aiheuttaa vakavia palovammoja! Siksi kokeissamme kieltäydymme käyttämästä sitä puhdistusaineena.
Harkitse lopuksi kuusiarvoisen kromin havaitsemisreaktioita. Laita muutama tippa kaliumdikromaattiliuosta koeputkeen, laimenna se vedellä ja suorita seuraavat reaktiot.
Kun lyijynitraattiliuosta lisätään (Varoitus! Myrkkyä!) Keltainen lyijykromaatti (krominkeltainen) saostuu; kun se on vuorovaikutuksessa hopeanitraattiliuoksen kanssa, muodostuu punaruskea hopeakromaattisakka.
Lisää vetyperoksidia (asianmukaisesti säilytetty) ja tee liuos happamaksi rikkihapolla. Liuos saa syvän sinisen värin kromiperoksidin muodostumisen vuoksi. Peroksidi muuttuu eetterin kanssa ravisteltuna orgaaniseksi liuottimeksi ja siniseksi.
Jälkimmäinen reaktio on spesifinen kromille ja on erittäin herkkä. Sitä voidaan käyttää kromin havaitsemiseen metalleista ja seoksista. Ensinnäkin metalli on liuotettava. Mutta esimerkiksi typpihappo ei tuhoa kromia, minkä voimme helposti varmistaa käyttämällä vaurioituneen kromipinnoitteen palasia. Pitkään keitettäessä 30 % rikkihapolla (suolahappoa voidaan lisätä) kromi ja monet kromipitoiset teräkset liukenevat osittain. Saatu liuos sisältää kromi(III)sulfaattia. Voidaksemme suorittaa havaitsemisreaktion neutraloimme sen ensin kaustisella soodalla. Harmaanvihreä kromi(III)hydroksidi saostuu, joka liukenee NaOH-ylimäärään ja muodostaa vihreää natriumkromiittia.
Suodata liuos ja lisää 30 % vetyperoksidia (Varoitus! Myrkky!). Kuumennettaessa liuos muuttuu keltaiseksi, koska kromiitti hapettuu kromaatiksi. Happamoittaminen aiheuttaa liuoksen sinisen värin. Värillinen yhdiste voidaan uuttaa ravistamalla eetterin kanssa. Edellä kuvatun menetelmän sijaan metallinäytteen ohuet viilaa voidaan seostaa soodalla ja nitraatilla, pestä ja suodatettu liuos testata vetyperoksidilla ja rikkihapolla.
Lopuksi testataan helmillä. Kromiyhdisteiden jäämät antavat kirkkaan vihreän värin ruskean kanssa.
Kuvitellaanpa seuraava tilanne:
Työskentelet laboratoriossa ja päätät tehdä kokeen. Avasit tätä varten kaapin reagensseineen ja näin yhtäkkiä seuraavan kuvan yhdellä hyllystä. Kahden reagenssipurkin etiketit irrotettiin, ja ne jätettiin turvallisesti makaamaan lähelle. Samaan aikaan ei ole enää mahdollista määrittää tarkasti, mikä purkki vastaa mitäkin etikettiä, ja aineiden ulkoiset merkit, joiden perusteella ne voidaan erottaa, ovat samat.
Tässä tapauksessa ongelma voidaan ratkaista käyttämällä ns laadullisia reaktioita.
Laadulliset reaktiot kutsutaan sellaisiksi reaktioiksi, joiden avulla voit erottaa aineen toisesta sekä selvittää tuntemattomien aineiden laadullisen koostumuksen.
Tiedetään esimerkiksi, että joidenkin metallien kationit, kun niiden suolat lisätään polttimen liekkiin, värjäävät sen tietyllä värillä:
Tämä menetelmä toimii vain, jos erotettavat aineet muuttavat liekin väriä eri tavoin tai jokin niistä ei muuta väriä ollenkaan.
Mutta sanotaanpa, onnen sattuessa määrittämäsi aineet eivät värjää liekin väriä tai värjää sitä samalla värillä.
Näissä tapauksissa on tarpeen erottaa aineet käyttämällä muita reagensseja.
Missä tapauksessa voimme erottaa yhden aineen toisesta minkä tahansa reagenssin avulla?
Vaihtoehtoja on kaksi:
- Yksi aine reagoi lisätyn reagenssin kanssa, kun taas toinen ei. Samalla on nähtävä selvästi, että yhden lähtöaineen reaktio lisätyn reagenssin kanssa on todella mennyt, eli siitä havaitaan jokin ulkoinen merkki - sakka saostui, kaasua vapautui, värin muutos tapahtui. , jne.
Esimerkiksi on mahdotonta erottaa vettä natriumhydroksidiliuoksesta kloorivetyhapolla, vaikka emäkset reagoivat täydellisesti happojen kanssa:
NaOH + HCl \u003d NaCl + H 2 O
Tämä johtuu ulkoisten reaktion merkkien puuttumisesta. Läpinäkyvä väritön suolahapon liuos, kun se sekoitetaan värittömään hydroksidiliuokseen, muodostaa saman läpinäkyvän liuoksen:
Mutta toisaalta vesi voidaan erottaa alkalin vesiliuoksesta esimerkiksi magnesiumkloridiliuoksella - tässä reaktiossa muodostuu valkoinen sakka:
2NaOH + MgCl 2 = Mg(OH) 2 ↓+ 2NaCl
2) Aineet voidaan myös erottaa toisistaan, jos ne molemmat reagoivat lisätyn reagenssin kanssa, mutta reagoivat eri tavoin.
Esimerkiksi natriumkarbonaattiliuos voidaan erottaa hopeanitraattiliuoksesta käyttämällä suolahappoliuosta.
kloorivetyhappo reagoi natriumkarbonaatin kanssa vapauttaen väritöntä, hajutonta kaasua - hiilidioksidia (CO 2):
2HCl + Na 2 CO 3 \u003d 2NaCl + H 2 O + CO 2
ja hopeanitraatilla valkoisen juustomaisen saostuman muodostamiseksi AgCl
HCl + AgNO 3 \u003d HNO 3 + AgCl ↓
Alla olevissa taulukoissa on erilaisia vaihtoehtoja tiettyjen ionien havaitsemiseen:
Kationien laadulliset reaktiot
| kationi | Reagenssi | Reaktion merkki |
| Ba 2+ | SO 4 2- | Ba 2+ + SO 4 2- \u003d BaSO 4 ↓ |
| Cu2+ | 1) Sinisen värin sademäärä: Cu 2+ + 2OH - \u003d Cu (OH) 2 ↓ 2) Mustan värin sademäärä: Cu 2+ + S 2- \u003d CuS ↓ |
|
| Pb 2+ | S2- | Mustan värin sademäärä: Pb2+ + S2- = PbS↓ |
| Ag+ | Cl- | Valkoisen, HNO 3:een liukenemattoman, mutta ammoniakkiin NH 3 H 2 O liukenevan sakan saostuminen: Ag + + Cl − → AgCl↓ |
| Fe2+ | 2) Kaliumheksasyanoferraatti (III) (punainen veren suola) K 3 | 1) Valkoisen sakan saostuminen, joka muuttuu vihreäksi ilmassa: Fe 2+ + 2OH - \u003d Fe (OH) 2 ↓ 2) Sinisen sakan saostuminen (turnbull blue): K + + Fe 2+ + 3- = KFe↓ |
| Fe3+ | 2) Kaliumheksasyanoferraatti (II) (keltainen veren suola) K 4 3) Rodanidi-ioni SCN − | 1) Ruskean värinen sade: Fe 3+ + 3OH - \u003d Fe (OH) 3 ↓ 2) Sinisen sakan (Preussin sininen) saostuminen: K + + Fe 3+ + 4- = KFe↓ 3) Voimakkaan punaisen (verenpunaisen) värjäytymisen esiintyminen: Fe3+ + 3SCN- = Fe(SCN)3 |
| Al 3+ | Alkali (hydroksidin amfoteeriset ominaisuudet) | Alumiinihydroksidin valkoisen sakan saostuminen, kun lisätään pieni määrä alkalia: OH - + Al 3+ \u003d Al (OH) 3 ja sen purkaminen lisäyksen jälkeen: Al(OH)3 + NaOH = Na |
| NH4+ | OH − , lämmitys | Kaasupäästöt, joilla on pistävä haju: NH 4 + + OH - \u003d NH 3 + H 2 O Sinistä märkää lakmuspaperia |
| H+ (hapan ympäristö) | Indikaattorit: − lakmus - metyylioranssi | Punainen värjäys |