Главная » Файлы » Для учня/студента » Хімія [ Добавить материал ]
«Сам собі радар». дослідження
[ · Скачать удаленно (20 кв) ] 28.10.2009, 21:33
1. «Сам собі радар». Запропонуйте суміш для покриття автомобілів, яка могла б змінювати свій колір в залежності від швидкості автомобіля. Припустіть можливість регулювання швидкості, за яку відбуватиметься кольоровий перехід.
Відповідь
Так звані термоіндикаторні фарби застосовують і для таких, на перший погляд, незвичайних цілей: для визначення темпера¬тури нагріву машини або якихось певних її частин. Такі фарби міняють свій колір залежно від температури.
Фіолетова фарба при температурі 200° С стає синьою, кремова при 240° С змінює колір на коричневий, зелена при 360° С став чорною, біла при 455° С перетвориться на жовту, світло-зелена при температурі 475° С стане темно-зеленою. Фарба виступає, тут у ролі своєрідного термометра.
Надзвичайно чутливі до температурних змін подвійні солі йодистоводневої кислоти, наприклад сіль срібла і ртуті: Ag2HgI4.
Ця сіль жовта на колір, але після невеличкого нагрівання вoна стає яскраво-червоною. Червоний окис ртуті при нагріванні чор¬ніє, сірчистий кадмій — жовтий при кімнатній температурі — при нагріванні стає буро-червоним.
Білий окис цинку при нагріванні жовтіє, окис заліза, черво¬ний на колір, при нагріванні чорніє. Коли нагріти до 500°С окис молібдену, то він змінить свій колір з білого на жовтий.
На основі перелічених вище речовин готують спеціальні фар¬би, які наносять на поверхню двигунів, шарикопідшипників, па¬рових котлів тощо. Найчастіше для цього застосовують ком¬плексні сполуки кобальту і нікелю з уротропіном. Вони змінюють колір при нагріванні, втрачаючи при цьому кристалізаційну воду, і відновлюють свій колір через дві-три години після охо¬лодження.
Для визначений високих температур (від 150 до 950° С) застосовують речовини, що змінюють колір при нагріванні. Такими речовинами є деякі солі нікелю, кобальту, міді та деяких інших елементів.
Так, наприклад, сіль нікелю NiNH4PO4 • 6Н2О змінює колір із світло-зеленого на сіро-зелений при 120° С, сіль кобальту CoNH4PO4 • Н2О змінює колір при 140° С з пурпурно-червоного на темно-блакитний, сіль міді СuСОз світло-зеленого кольору при 400° С змінює колір на темно-коричневий.
Там, де є небезпека перегріву або вибуху, хімічні речовини вчасно подадуть сигнал про небезпеку.

2. «Універсальна фарба». Запропонуйте склад нетоксичної суміші для фарбування стін усередині приміщень, що могла б за необхідності змінювати свій колір при обробці безбарвним розчином або при іншому фізичному впливі. Відповідь
Відомо, що хамелеон від подразнення чи зміни зовнішнього се¬редовища змінює колір своєї шкіри. У хімії мінеральним «хамелеоном» називають метал марганець, сполуки якого залежно від умов реакції швидко змінюють своє забарвлення. Так, солі марганцю (II), наприклад, МnС12 • 4Н20,
Мn(М03)2 • 6Н20,
Мп504 • 7Н20, світло-рожевого кольору. Якщо ж до їх розчинів добавити ЛУГУ, випадає білий осад гідроксиду марган¬цю (II):
Мn2++ 20Н- = Мn (ОН)2 ,
який на повітрі швидко буріє:
2Мn (0Н)2 + 02 + 2Н20 = 2Мn (0Н)4
Дослід. У хімічний стакан наливають розведеного розчину якої-небудь солі марганцю (II), підкислюють його концентрованою HNO3, всипають невелику кількість коричневого РЬ02 і нагрівають. При цьо¬му майже безбарвний розчин стає фіалковим: 2Мn2+ + 5РЬ02 + 4Н+ = 2МnО-4 + 5РЬ2+ + 2Н20
Дослід. У три стакани наливають фіалкового розчину КМn04. У перший добавляють розведеної Н2S04, у другий — дистильованої води, а в третій — концентрованого розчину КОH. Потім у кожний стакан добавляють розчину К2S03 або NaN02. При ньому фіалкове за¬барвлення аніона МnО2 скрізь зникає, проте в першому стакані роз¬чин знебарвлюється:
2Мn04- + 5SO2-3 + 6Н+ = 2Мn2+ + 5S042- + ЗН20
у другому — випадає бурий осад:
2Мn04 - + 3S02-3 + 5Н20 = 2Мn (0Н)4 \ + 3S02 + 20Н- у третьому — розчин вмить зеленіє:
2Мn04- + N02- + 20Н- = 2МnО2- 4+ NO3- + Н20
Дослід. Якщо висипати твердий залишок після прожарювання КМn04 у воду, то спочатку утворюється розчин зеленого кольору, який швидко переходить у синьо-фіалковий, потім у фіалковий і, на¬решті, у малиновий. Одночасно випадає бурий осад:
ЗМnО42- + 4Н20 = 2МnО4 + Мn (0Н)4 \ + 40Н-
ЗМn043- + 8Н20 = Мn04 - + 2Мп (0Н)4 \ + 80Н-
Якщо ж всипати залишок після прожарювання КМn04 у концентро¬ваний луг, то зелений колір лишається незмінним, бо манганати (VI) і манганати (V) стійкі лише в сильнолужному середовищі. Після під¬кислення розчину аніони Мn04 2- і Мп043- вмить самоокислюються самовідновлюються:
6Н+ + ЗМnО2-4= (2Н2Мn04 + Н2Мп04) = 2Н+ + 2Мn04 + Мn (0Н)4
9Н+ + 3МnО3-4 = (Н3Мn04 + 2Н3Мn04) = Н+ + МnО4 + 2Мn (0Н)4
Дослід. До лужного розчину К2Мn04 і К3Мn04 в циліндрі обереж¬но вливають по його стінці концентровану Н2S04. При цьому розчин змінює зелене забарвлення на малиново-фіалкове, починаючи знизу, поступово, набираючи різноманітних відтінків.

Категория: Хімія | Добавил: referatwm
Просмотров: 413 | Загрузок: 153 | Рейтинг: 0.0/0