Dichromian potasu: produkcja, zastosowanie, reakcje magiczne z udziałem odczynnika
Pierwiastki chemiczne, które tworzą wszystko, mogą tworzyć niesamowite związki. Mają unikalne właściwości i są zaangażowane w syntezę najważniejszych substancji stosowanych w przemyśle. Jednym z tych związków jest dwuchromian potasu, który opisano w tym artykule.
Właściwości fizyczne
Dwuchromian potasu ma wiele twarzy. Wzór chemiczny tej substancji to K 2 Cr 2 O 7 . Ma kilka nazw. Techniczna nazwa odczynnika to chrompeak. Czasami K 2 Cr 2 O 7 występuje pod nazwą "dwuchromian potasu".
W temperaturze pokojowej substancją są pomarańczowe kryształy o ciężarze właściwym 2,68 g / cm3. Jeśli przyjrzysz się uważnie, zauważysz ich strukturę trójskrzydłową. Podobnie jak wiele innych związków, wraz ze wzrostem temperatury sieć krystaliczna Zmodyfikowany chromatycznie - tak powstaje monokliniczna forma. Można to zaobserwować po przekroczeniu progu 257 stopni Celsjusza.
Związek ma dobrą rozpuszczalność w wodzie. Wraz ze wzrostem temperatury wzrasta. W temperaturze 20 ° C, 12,5 gramów substancji przejdzie w stan ciekły, a 100 g we wrzące, w alkoholu i amoniaku, chrom jest nierozpuszczalny i reaguje z fluorowodorem.
Temperatura topnienia jest raczej niska i wynosi tylko 396 ° C. W temperaturze 610 ° C następuje całkowity rozkład termiczny z tworzeniem się K 2 CrO 4 , trójtlenku chromu (III) i tlenu.
Odbieranie i czyszczenie
W celu otrzymania K 2 Cr 2 O 7 stosuje się roztwór bromku sodu i chlorek potasu. Są mieszane i poddawane silnemu ogrzewaniu do temperatury 1200 ⁰C. W takich warunkach reakcja wymiany przebiega:
2KCl + Na 2 CR 2 O 7 → K 2 Cr 2 O 7 + 2NaCl
Do oczyszczania kryształów w laboratorium metodą rekrystalizacji. Przygotuj roztwór, rozcieńczając 100 gramów dwuchromianu potasu w 1 litrze gorącej wody. Jest dokładnie wymieszany, przefiltrowany i poddany odparowaniu, tak że pozostaje około 1/7 początkowej objętości. Pozostałość chłodzi się ciągle mieszając. W ten sposób powstają małe kryształy, które należy odfiltrować pod lejkiem Buchnera. W trakcie tego procesu należy przeprowadzić trzy płukania bardzo zimną wodą.
Trzykrotna rekrystalizacja pozwoli na uzyskanie próbki o zawartości odczynnika dichromianu potasu od 99,92 do 100%. Aby osiągnąć taką czystość, przygotuj roztwór 100 gramów leku i 150 ml wrzącej wody. Jest dobrze wymieszany i wylany cienkim strumieniem do eksykatora lub porcelanowego kubka. W miarę ochładzania tworzą się kryształy, które są filtrowane na porowatym szklanym lejku lub stożku platynowym. Suszenie prowadzi się w temperaturze 100 ° C przez 2-2,5 godziny. Otrzymany stały preparat kruszy się i ogrzewa w temperaturze 200 ° C jeszcze przez 12 godzin. Ta sekwencja czynności jest powtarzana 3 razy.
Właściwości utleniające
Jednym z najsilniejszych utleniaczy jest dwuchromian potasu. Chemiczne właściwości tej substancji można zaobserwować w następujących eksperymentach:
- Gdy kubek porcelanowy jest ogrzewany niewielką ilością odczynnika, jego kryształy zamieniają się w stopiony kolor ciemnego koloru. Po schłodzeniu, kalcynowana pozostałość uzyskuje zielony odcień, a roztwór tej substancji ma zabarwienie żółte. To, co pozostaje na odłamie, to trójtlenek chromu, a faza ciekła to K 2 CrO 4 .
- W środowisku alkalicznym odczynnik redukuje się do tlenków. Rozpuść 3 gramy kryształów w 50 ml wody destylowanej. Uzupełnij trochę K 2 CO 3 . Nastąpi reakcja z uwolnieniem CO 2 , w wyniku czego powstanie żółto zabarwiony K 2 CrO 4 . Dodanie kwasu powoduje ponowne utworzenie dwuchromianu o barwie czerwono-pomarańczowej.
- Odczynnik jest zdolny do redukcji halogenów ze związków. Zagotować 5 ml K 2 Cr 2 O 7 i 3 ml. kwas chlorowodorowy. W wyniku reakcji uwolniony zostanie gazowy wolny chlor. Chrompic zamieni się w zielony trójtlenek. Doświadczenie odbywa się tylko pod dużym obciążeniem!
- Sole chromu z ołowiu i srebra są nierozpuszczalne. Jeśli do K 2 Cr 2 O 7 dodaje się AgNO 3, zachodzi reakcja wymiany z wytrąceniem czerwono brązowego osadu Ag 2 CrO4. Ten sam mechanizm redukcji występuje w reakcji z azotanem ołowiu, który daje żółtą nierozpuszczalną pozostałość.
- Same kryształy chromowe mają również właściwości utleniające. Jeżeli są one podgrzewane siarką, odczynnik przywróci go do siarczku potasu i trójtlenku. Robiąc taką samą manipulację węglem, uzyskaj K 2 CO 3 , CO 2 i tlenek chromu (Iii)
Doświadczenie "erupcja wulkanu"
Jednym z najbardziej imponujących eksperymentów chemicznych jest "erupcja wulkanu". Jego demonstracja będzie wymagać specjalnego wyposażenia mającego na celu ochronę układu oddechowego. Do eksperymentu trzeba będzie przykryć powłokę i założyć respirator, ponieważ produktem reakcji będzie toksyczny trójtlenek chromu, który jest szkodliwy dla ludzi.
Niewielką kupkę dwuchromianu potasu (alternatywny odczynnik (NH 4 ) 2 Cr 2 O 7 ) umieszcza się na niepalnym podłożu, w którym można użyć tkaniny, płytki lub formy z azbestu. Na środku wyrób rowek, ociekaj alkoholem i podpal go. W miarę spalania następuje rozkład chromu z tworzeniem się tlenu. Gaz jest zawarty w reakcji i zapewnia efekt niebieskiego płomienia. Na stole laboratoryjnym wściekły prawdziwy wulkan! Pozostałe produkty spalania to K 2 CrO 4 , trójtlenek chromu (III). Substancje te są bardzo toksyczne, powodując oparzenia skóry i owrzodzenie w kontakcie ze skórą.
"Wąż faraona"
Nie mniej interesujące jest doświadczenie zwane "wężami faraona" przy użyciu odczynnika dichromianu potasu. Reakcje z jego udziałem wyglądają imponująco: roztwory zmieniają kolor, kryształy rozkładają się z tworzeniem tlenku Cr 2 O 3 zabarwionego na zielono.
Aby uzyskać "węża", ubić mieszaninę równych części chromu i cukru w moździerzu, dodać połowę porcji azotanu sodu. Zwilżyć wszystkie składniki i wymieszać w jakiejś kolodzie. Weź szklaną rurkę i wciśnij tam kleik. Rozświetl jeden koniec statku, a zobaczysz, jak czarny "wąż" zaczyna czołgać się z drugiego. Gdy się ochłodzi, zmieni kolor na zielony. W tym przypadku sacharoza spala się do węgla, azotan sodu rozkłada się z utworzeniem O 2 i NaNO 2 , a piki chromu tworzą trójtlenek.
Crystal Growing
Jeśli przygotujesz nasycony roztwór dichromianu potasu, możesz wyhodować fantastyczne kryształy. Wyglądają bardzo efektownie i sprawiają, że takie piękno jest bardzo proste. Wystarczy umieścić szklankę z gorącym roztworem w miejscu chronionym przed światłem, wibracjami i przeciągami. Wewnątrz zbiornika opuść sznurek i przymocuj go do krawędzi. Musisz poczekać kilka dni, a zobaczysz czerwono-pomarańczowe kryształy tworzące się na sznurku.
Zastosowania przemysłowe
Dwuchromian potasu znalazł zastosowanie w wielu branżach jednocześnie. Stosuje się go w produkcji pigmentów do farb i lakierów, do garbowania skór i dezynfekcji nasion. Właściwości utleniające pozwalają na użycie chrompeak do tworzenia główek meczowych, do zwalczania korozji metali, do wytwarzania produktów pirotechnicznych i suchych elektrolitów.
Mieszanina odczynnika ze stężonym kwasem siarkowym jest idealnym środkiem do mycia naczyń chemicznych.