Kalijev dikromat: proizvodnja, uporaba, magične reakcije koje uključuju reagens
Kemijski elementi koji čine sve stvari mogu oblikovati nevjerojatne spojeve. Oni imaju jedinstvena svojstva i uključeni su u sintezu najvažnijih tvari koje se koriste u industriji. Jedan od tih spojeva je kalijev dikromat, koji opisuje ovaj članak.
Fizička svojstva
Kalijev dikromat ima mnogo lica. Kemijska formula ove tvari je K 2 Cr 2 O 7 . Ima nekoliko imena. Tehnički naziv reagensa je chrompeak. Ponekad se K 2 Cr 2 O 7 nalazi pod nazivom "kalijev bikromat".
Na sobnoj temperaturi, tvar je kristal naranče sa specifičnom težinom od 2.68 g / cm3. Ako bolje pogledate, primijetit ćete njihovu triclinsku strukturu. Poput mnogih drugih spojeva, s porastom temperature kristalna rešetka Kromatski modificiran - tako nastaje monoklinski oblik. To se može uočiti nakon što je prošao prag od 257 stupnjeva Celzija.
Spoj ima dobru topljivost u vodi. S porastom temperature, ona raste. Pri 20 ° C, 12,5 grama tvari prolazi u tekuće stanje, a 100 g pri kuhanju, u alkoholu i amonijaku, krom je netopljiv i reagira s fluorovodikom.
Točka taljenja je prilično niska i iznosi samo 396 ° C. Na 610 ° C dolazi do potpunog toplinskog raspadanja s formiranjem K2CrO4, kromovog trioksida (III) i kisika.
Primanje i čišćenje
Za dobivanje K 2 Cr 2 O 7 koristi se otopina natrijevog broma i kalijev klorid. Miješaju se i podvrgavaju jakom zagrijavanju na temperaturu od 1200 ° C. U takvim uvjetima, reakcija izmjene se nastavlja:
2KCl + Na2CR2O7 → K2Cr2O7 + 2NaCl
Za pročišćavanje kristala u laboratoriju pomoću metode rekristalizacije. Pripremite otopinu, razrijedite 100 grama kalijevog dikromata u 1 litri vruće vode. Temeljito se promiješa, filtrira i podvrgne isparavanju tako da ostane oko 1/7 izvornog volumena. Ostatak se ohladi uz stalno miješanje. Na taj način nastaju mali kristali koji se trebaju filtrirati ispod Buchnerovog lijevka. U tom procesu morate izvesti tri ispiranja s vrlo hladnom vodom.
Trostruka rekristalizacija omogućit će dobivanje uzorka sa sadržajem reagensa kalijevog dikromata od 99,92 do 100%. Da bi se postigla takva čistoća, pripremiti otopinu od 100 grama lijeka i 150 ml kipuće vode. Dobro je izmiješana i izlivena u tanku struju u eksikator ili porculansku šalicu. Budući da se hladi, oblikuju se kristali, koji se filtriraju na poroznom staklenom lijevku ili platinastom konusu. Sušenje se provodi pri 100 ° C 2-2,5 sata. Nastala čvrsta tvar je smrvljena i nastavlja se zagrijavati na 200 ° C još 12 sati. Ovaj slijed postupaka ponavlja se 3 puta.
Oksidirajuća svojstva
Jedan od najjačih oksidanata je kalijev dikromat. Kemijska svojstva ove tvari mogu se uočiti u sljedećim pokusima:
- Kada se porculanska šalica zagrije s malom količinom reagensa, njegovi kristali se pretvaraju u tamno obojen talinu. Nakon hlađenja, kalcinirani ostatak dobiva zelenu nijansu, a otopina te tvari je žuta. Na krhotinama ostaje kromov trioksid, a tekuća faza je K2CrO4.
- U alkalnom mediju reagens se reducira u okside. Otopiti 3 grama kristala u 50 ml destilirane vode. Nadopunite K 2 CO 3 . Bit će reakcije s otpuštanjem CO 2 , otopina će se pretvoriti u žutu boju formiranu K 2 CrO 4 . Dodavanje kiseline ponovno formira bikromat crveno-narančaste boje.
- Reagens može reducirati halogene iz spojeva. Kuhati 5 ml K 2 Cr 2 O 7 i 3 ml. klorovodična kiselina. Kao rezultat reakcije, oslobađa se plinoviti slobodni klor. Chrompic će se pretvoriti u zeleni trioksid. Iskustvo se provodi samo pod jakim teretom!
- Kromove soli olova i srebra su netopive. Ako se u K2Cr207 doda AgNO 3 , doći će do reakcije izmjene taloženja crveno-smeđeg taloga Ag 2 CrO 4 . Isti mehanizam redukcije javlja se kada reagira s olovnim nitratom, koji daje žuti netopivi ostatak.
- Kromni kristali također imaju oksidativna svojstva. Ako se zagriju sa sumporom, reagens će ga vratiti u kalijev sulfid i trioksid. Provođenjem iste manipulacije ugljikom dobivaju se K2C03, CO2 i kromov oksid (III).
Doživite "vulkansku erupciju"
Jedan od najimpresivnijih kemijskih eksperimenata je "erupcija vulkana". Njegova demonstracija zahtijevat će posebnu opremu za zaštitu dišnog sustava. Za pokus ćete morati pokriti integume i staviti na respirator, jer će reakcijski proizvod biti otrovni krom trioksid, koji je štetan za ljude.
Mala gomila kalijevog bikromata (alternativni reagens (NH 4 ) 2 Cr 2 O 7 ) nalazi se na negorivoj podlozi, kao što možete koristiti tkaninu od azbesta, pločice ili kalup. U sredini napravite utor, kapajte alkohol i zapalite ga. Kako dolazi do gorenja, nastaje kromna razgradnja s formiranjem kisika. Plin je uključen u reakciju i osigurava efekt plavog plamena. Na laboratorijskom stolu bijesan pravi vulkan! Preostali proizvodi izgaranja bit će K 2 CrO 4 , krom trioksid (III). Te su tvari vrlo toksične, uzrokujući opekline kože i ulceracije nakon kontakta s kožom.
"Faraonova zmija"
Ništa manje zanimljivo je iskustvo koje se naziva "faraonove zmije" koristeći reagens kalijev dikromat. Reakcije njegovim sudjelovanjem izgledaju impresivno: otopine mijenjaju boju, kristali se razgrađuju s formiranjem Cr 2 O 3 oksida obojenog u zeleno.
Da biste dobili "zmiju", razbijte smjesu jednakih dijelova kroma i šećera u mort, dodajte polovicu porcije natrijeva nitrata. Navlažite sve sastojke i pomiješajte u nekom kolodijumu. Uzmite staklenu cijev i pritisnite kašu tamo. Osvijetlite jedan kraj posude i vidjet ćete crnu "zmiju" koja će početi puzati iz druge. Kada se ohladi, postat će zelena. U ovom slučaju, saharoza gori do ugljika, natrijev nitrat se razgrađuje s formiranjem O2 i NaN02, a kromovi pikovi tvore trioksid.
Uzgoj kristala
Ako pripremite zasićenu otopinu kalijevog dikromata, možete odrasti fantastične kristale. Izgledaju vrlo impresivno i čine takvu ljepotu vrlo jednostavnom. Dovoljno je staviti čašu s vrućom otopinom na mjesto zaštićeno od svjetla, vibracija i propuha. Unutar spremnika spustite konopac i osigurajte ga do ruba. Morate pričekati nekoliko dana, i na strunama ćete vidjeti crveno-narančaste kristale.
Industrijske primjene
Kalijev dikromat je primijenio u nekoliko industrija odjednom. Koristi se u proizvodnji pigmenata za boje i lakove, za štavljenje kože i za dezinfekciju sjemena. Oksidirajuća svojstva omogućuju korištenje chrompeaka za stvaranje glava za šibice, za borbu protiv korozije metala, za izradu pirotehničkih proizvoda i suhih elektrolita.
Mješavina reagensa s koncentriranom sumpornom kiselinom idealno je sredstvo za pranje kemijskog stakla.