Dichromát draselný: výroba, použití, magické reakce zahrnující činidlo
Chemické prvky, které tvoří všechny věci, mohou tvořit neuvěřitelné sloučeniny. Mají jedinečné vlastnosti a podílejí se na syntéze nejdůležitějších látek používaných v průmyslu. Jednou z těchto sloučenin je dichroman draselný, který tento článek popisuje.
Fyzikální vlastnosti
Dikromát draselný má mnoho tváří. Chemický vzorec této látky je K 2 Cr 2 O 7 . Má několik jmen. Technickým názvem činidla je chrompeak. Někdy se K 2 Cr 2 O 7 nachází pod názvem "dvojmocný draselný".
Při pokojové teplotě je látka oranžovými krystaly o měrné hmotnosti 2,68 g / cm3. Pokud se podíváte pozorněji, uvidíte jejich tříčlennou strukturu. Stejně jako mnoho jiných sloučenin se zvyšující se teplotou krystalová mřížka Chromatická modifikace - tak se vytváří monoklinická forma. To lze pozorovat po překročení hranice 257 stupňů Celsia.
Sloučenina se vyznačuje dobrou rozpustností ve vodě. S rostoucí teplotou stoupá. Při teplotě 20 ° C přechází 12,5 gramu látky do kapalného stavu a 100 g při varu. V alkoholu a amoniaku je chróm nerozpustný a reaguje s fluorovodíkem.
Teplota tání je poměrně nízká a je pouze 396 ° C. Při 610 ° C dochází k úplnému tepelnému rozkladu při tvorbě K 2 CrO 4 , oxidu chromitého (III) a kyslíku.
Příjem a čištění
K získání K 2 Cr 2 O 7 se použije roztok bromu sodného a chlorid draselný. Jsou smíchány a vystaveny silnému zahřátí na teplotu 1200 ° C. Za takových podmínek probíhá výměnná reakce:
2KCl + Na2CR2O7 → K2Cr2O7 + 2NaCl
Pro čištění krystalů v laboratoři metodou rekrystalizace. Připravte roztok, zředíte 100 g dvojchromanu draselného v 1 litru horké vody. Je důkladně promícháván, filtrován a podroben odpaření, takže zůstává přibližně 1/7 původní objemové hmotnosti. Zbytek se ochladí za stálého míchání. Tímto způsobem se vytvoří malé krystaly, které by měly být odfiltrovány pod Buchnerovou nálevkou. Během tohoto procesu je třeba provést tři máchání s velmi studenou vodou.
Trojnásobná rekrystalizace umožní získat vzorek s obsahem činidla dichroman draselný od 99,92 do 100%. K dosažení takové čistoty připravte roztok 100 g léčiva a 150 ml vroucí vody. Je dobře smíchán a nalit do tenkého proudu do exsikátoru nebo porcelánového šálku. Při ochlazování se vytváří krystaly, které se filtrují na porézním skleněném lávovacím lanu nebo na platinovém kuželu. Sušení se provádí při teplotě 100 ° C po dobu 2 až 2,5 hodin. Výsledná pevná forma je drcena a dále se zahřívá při teplotě 200 ° C dalších 12 hodin. Tato sekvence akcí se opakuje třikrát.
Oxidační vlastnosti
Jedním z nejsilnějších oxidačních činidel je dichroman draselný. Chemické vlastnosti této látky lze pozorovat v následujících experimentech:
- Když se pohár porcelánu zahřeje s malým množstvím činidla, jeho krystaly se změní na tmavě zbarvenou taveninu. Po ochlazení získává kalcinovaný zbytek zelený odstín a roztok této látky je zbarven žlutě. Co zůstává na střevě je oxid chrómu a kapalná fáze je K 2 CrO 4 .
- V alkalickém prostředí se činidlo redukuje na oxidy. 3 g krystalů se rozpustí v 50 ml destilované vody. Doplňte některé K 2 CO 3 . Dojde k reakci s uvolněním CO 2 , roztok se změní na žlutý odstín tvořený K 2 CrO 4 . Přidáním kyseliny dochází k re-tvorbě dvojchromatu červeno-oranžové barvy.
- Reagens je schopen redukovat halogeny ze sloučenin. Vroucí se 5 ml K2Cr2O7 a 3 ml. kyselina chlorovodíková. V důsledku reakce se uvolní plynný volně chlór. Chrompic se změní na zelený oxid. Zkušenosti jsou prováděny pouze pod silným zatížením!
- Chromové soli olova a stříbra jsou nerozpustné. Pokud se AgNO3 přidá do K 2 Cr 2 O 7 , dojde k výměnné reakci se srážením červené hnědé sraženiny Ag2CrO4. Stejný redukční mechanismus nastává při reakci s dusičnanem olovnatým, což poskytuje žlutý nerozpustný zbytek.
- Samotné chromové krystaly mají také oxidační vlastnosti. Pokud se zahřívají sírou, reakční činidlo je obnoví na sulfid draselný a oxid křemičitý. Tím, že provedete stejnou manipulaci s uhlíkem, získáte K 2 CO 3 , CO 2 a oxid chrómu (Iii)
Zkušenosti "Sopečná erupce"
Jedním z nejpůsobivějších chemických experimentů je "sopečná erupce". Jeho demonstrace bude vyžadovat zvláštní vybavení zaměřené na ochranu dýchacího systému. Při experimentu budete muset zakrýt příslušenství a dát na respirátor, protože reakčním produktem bude toxický oxid chrómu, který je škodlivý pro lidi.
Na nehořlavý substrát se umístí malá hromada dvojchromanu draselného (alternativní reagencie (NH 4 ) 2 Cr 2 O 7 ), kterou můžete použít azbestovou látku, dlaždici nebo plísní. Ve středu vytvořte drážku, odkapávejte alkohol a zapalte ho. Při spalování dochází k rozkladu chromu při tvorbě kyslíku. Plyn je zahrnut v reakci a poskytuje efekt modrého plamene. Na laboratorním stole zuřící skutečný sopka! Zbývající produkty spalování budou K 2 CrO 4 , oxid chromitý (III). Tyto látky jsou velmi toxické a způsobují poleptání kůže a vředy při styku s kůží.
"Faraonův had"
Neméně zajímavá je zkušenost nazvaná "Faraonoví hadi" pomocí činidla dichromanu draselného. Reakce s jeho účastí vypadají impozantně: roztoky mění barvu, krystaly se rozkládají s tvorbou oxidu křemičitého zbarveného do zelené.
Chcete-li získat "had", libru směsi stejných částí chrómu a cukru v maltě, přidejte polovinu části dusičnanu sodného. Navlhče všechny přísady a promícháme v nějaké kolodi. Vezměte skleněnou trubku a zatlačte na ní kazetu. Osvětlete jeden konec plavidla a uvidíte, že černý "had" začne plazit z druhého. Když ochladí, bude zeleně. V tomto případě sacharóza spaluje na uhlík, dusičnan sodný rozkládá se s tvorbou O2 a NaNO2 a chrómovými vrcholy za vzniku trioxidu.
Pěstování krystalů
Pokud připravíte nasycený roztok dvojchromanu draselného, můžete růst fantastické krystaly. Vypadají velmi působivě a taková krása je velmi jednoduchá. Stačí na sklo s horkým roztokem na místě chráněném před světlem, vibracemi a průvany. Uvnitř nádoby spodku nasaďte a zajistěte ji k okraji. Musíte počkat několik dní a uvidíte červené-oranžové krystaly, které se tvoří na řetězci.
Průmyslové aplikace
Dikromát draselný nalezl uplatnění v několika odvětvích najednou. Používá se při výrobě pigmentů pro barvy a laky, pro opalovací kůže a dezinfekci osiva. Oxidační vlastnosti umožňují použití chrompeaku k vytváření zápasových hlav, k boji proti kovové korozi, k výrobě pyrotechnických výrobků a suchých elektrolytů.
Směs reakčního činidla s koncentrovanou kyselinou sírovou je ideálním prostředkem pro mytí chemického skla.