Төмөр зэвсгийн үе - 3-р хэсэг

Манай соёл иргэншлийн номер нэг металл, түүний харилцааны тухай сүүлийн дугаар. Энэ бол гэрийн лабораторид судалгаа хийх сонирхолтой объект болохыг өнөөг хүртэл хийсэн туршилтууд харуулсан. Өнөөдрийн туршилтууд үүнээс дутахааргүй сонирхолтой байх бөгөөд химийн зарим талыг өөрөөр харах боломжийг танд олгоно.

Өгүүллийн эхний хэсэгт хийсэн туршилтуудын нэг нь төмрийн (II) гидроксидын ногоон өнгөтэй тунадасыг Н-ийн уусмалаар хүрэн төмрийн (III) гидроксид болгон исэлдүүлэх явдал байв.₂O₂. Устөрөгчийн хэт исэл нь төмрийн нэгдлүүд зэрэг олон хүчин зүйлийн нөлөөн дор задардаг (туршилтанд хүчилтөрөгчийн бөмбөлөг олдсон). Та энэ эффектийг харуулахын тулд ашиглах болно...

… Катализатор хэрхэн ажилладаг

Мэдээж хэрэг урвалыг хурдасгадаг, гэхдээ - энэ нь санаж байх нь зүйтэй юм - зөвхөн нэг нь өгөгдсөн нөхцөлд тохиолдож болно (хэдийгээр заримдаа маш удаан, бүр үл мэдэгдэх). Үнэн бол катализатор нь урвалыг хурдасгадаг боловч өөрөө үүнд оролцдоггүй гэсэн баталгаа байдаг. Хмм... яагаад ерөөсөө нэмээд байгаа юм бэ? Хими бол ид шид биш (заримдаа надад тийм юм шиг санагддаг, ачаалахад "хар" байдаг), энгийн туршилтаар та катализатор ажиллаж байгааг харах болно.

Эхлээд байр сууриа бэлтгэ. Ширээг үерт автуулахаас хамгаалах тавиур, хамгаалалтын бээлий, нүдний шил эсвэл халхавч хэрэгтэй болно. Та идэмхий урвалжтай ажиллаж байна: пергидрол (30% устөрөгчийн хэт ислийн уусмал H₂O₂) ба төмрийн (III) хлоридын уусмал FeCl₃. Ухаалаг үйлд, ялангуяа нүдээ арчлаарай: пегидролаар шатсан гарны арьс нөхөн төлжиж, харин нүд нь сэргэдэггүй. (1).

2. Зүүн талд байгаа ууршуулагч нь зөвхөн ус, баруун талд - пергидролын нэмэлттэй ус агуулдаг. Та төмрийн (III) хлоридын уусмалыг хоёуланд нь хийнэ

3. Урвалын явц, дууссаны дараа катализатор дахин сэргээгддэг

Шаазан ууршуулагч руу юүлж, хоёр дахин их ус нэмнэ (устөрөгчийн хэт исэл нь мөн урвалд ордог, гэхдээ 3% -ийн уусмалын хувьд үр нөлөө нь бараг мэдэгдэхүйц биш юм). Та H-ийн 10% орчим уусмал хүлээн авсан₂O₂ (арилжааны пергидролыг 1: 2 харьцаагаар усаар шингэлнэ). Хоёр дахь ууршуулагч руу хангалттай хэмжээний ус хийнэ, ингэснээр сав бүр ижил хэмжээний шингэнтэй байх болно (энэ нь таны лавлагааны хүрээ байх болно). Одоо хоёр уурын зууханд 1-2 см нэмнэ.³ 10% FeCl уусмал₃ мөн шалгалтын явцыг анхааралтай ажигла (2).

Хяналтын ууршуулагчид шингэн нь усжуулсан Fe ионуудаас болж шаргал өнгөтэй байна.³⁺. Нөгөөтэйгүүр, устөрөгчийн хэт исэл бүхий саванд маш олон зүйл тохиолддог: агууламж нь хүрэн болж, хий нь эрчимтэй ялгарч, ууршуулагч дахь шингэн нь маш халуун эсвэл бүр буцалж эхэлдэг. Урвалын төгсгөл нь хийн ялгаралт зогсох ба агуулгын өнгө нь хяналтын систем (3) шиг шар болж өөрчлөгдсөнөөр тэмдэглэгдсэн байдаг. Та зүгээр л гэрч байсан катализаторын үйл ажиллагаа, гэхдээ хөлөг онгоцонд ямар өөрчлөлт гарсныг та мэдэх үү?

Хүрэн өнгө нь урвалын үр дүнд үүсдэг төмрийн нэгдлүүдээс үүсдэг.

Ууршуулагчаас эрчимтэй ялгардаг хий нь мэдээж хүчилтөрөгч (шингэний гадаргуугаас дээш гэрэлтдэг дөл шатаж эхэлсэн эсэхийг шалгаж болно). Дараагийн алхамд дээрх урвалын үед ялгарах хүчилтөрөгч нь Fe катионуудыг исэлдүүлдэг.²⁺:

Сэргээгдсэн Fe ионууд³⁺ Тэд дахин эхний хариу үйлдэлд оролцдог. Бүх устөрөгчийн хэт исэл дууссаны дараа процесс дуусдаг бөгөөд ууршуулагчийн агууламж руу шаргал өнгөтэй болж буцаж ирэхэд та анзаарах болно. Эхний тэгшитгэлийн хоёр талыг хоёроор үржүүлээд хоёр дахь дээр нь хажуу тийш нь нэмээд эсрэг талын ижил нөхцлүүдийг (ердийн математикийн тэгшитгэлийн адил) хүчингүй болгосноор H тархалтын урвалын тэгшитгэл гарч ирнэ.₂O₂. Үүнд төмрийн ион байхгүй гэдгийг анхаарна уу, гэхдээ тэдгээрийн өөрчлөлтөд гүйцэтгэх үүргийг зааж өгөхийн тулд сумны дээр бичнэ үү.

Устөрөгчийн хэт исэл нь дээрх тэгшитгэлийн дагуу аяндаа задардаг (мэдээж төмрийн ионгүй), гэхдээ энэ үйл явц нэлээд удаан байдаг. Катализатор нэмэх нь урвалын механизмыг хэрэгжүүлэхэд хялбар механизм болгон өөрчилдөг тул бүх хувиргалтыг хурдасгадаг. Яагаад катализатор нь урвалд оролцдоггүй гэсэн санаа вэ? Магадгүй энэ нь процессын явцад нөхөн төлжиж, бүтээгдэхүүний хольцод өөрчлөгдөөгүй хэвээр байгаа учраас (туршилтаар Fe(III) ионы шар өнгө нь урвалын өмнө болон дараа аль алинд нь тохиолддог). Тиймээс үүнийг санаарай катализатор нь урвалд оролцдог бөгөөд идэвхтэй хэсэг юм.

X-тэй холбоотой асуудлын төлөө.₂O₂

4. Каталаза нь устөрөгчийн хэт ислийг задалдаг (зүүн талд байгаа хоолой), EDTA уусмал нэмбэл ферментийг устгадаг (баруун талд байгаа хоолой)

Ферментүүд нь мөн катализатор боловч амьд организмын эсүүдэд үйлчилдэг. Байгаль нь төмрийн ионуудыг ферментийн идэвхтэй төвүүдэд ашигладаг бөгөөд энэ нь исэлдэлт, бууралтын урвалыг хурдасгадаг. Энэ нь төмрийн валентийн бага зэрэг өөрчлөгдсөнтэй холбоотой (II-ээс III ба эсрэгээр). Эдгээр ферментүүдийн нэг нь эсийг хүчилтөрөгчийн хувиргах маш хортой бүтээгдэхүүн болох устөрөгчийн хэт исэлээс эсийг хамгаалдаг каталаз юм. Та каталазыг амархан авч болно: нухсан төмс, нухсан төмс дээр ус хийнэ. Суспензийг ёроолд нь шингээж, хэт шингэнийг хаяна.

Туршилтын хоолойд 5 см-ээр хийнэ.³ төмсний ханд болон 1 см нэмнэ³ устөрөгчийн хэт исэл. Агуулга нь маш их хөөстэй, тэр ч байтугай туршилтын хоолойноос "гарч" магадгүй тул тавиур дээр туршиж үзээрэй. Каталаза бол маш үр дүнтэй фермент бөгөөд каталазын нэг молекул минутанд хэдэн сая H молекулыг задалдаг.₂O₂.

Хоёр дахь туршилтын хоолойд хандыг юүлсний дараа 1-2 мл нэмнэ³ EDTA уусмал (натрийн едетик хүчил) ба агууламжийг холино. Хэрэв та одоо устөрөгчийн хэт исэл нэмбэл устөрөгчийн хэт ислийн задрал харагдахгүй. Үүний шалтгаан нь EDTA-тай маш тогтвортой төмрийн ионы цогцолбор (энэ урвалж нь олон металлын ионуудтай урвалд ордог бөгөөд тэдгээрийг хүрээлэн буй орчноос тодорхойлох, зайлуулахад ашигладаг) юм. Fe ионуудын нэгдэл³⁺ EDTA нь ферментийн идэвхтэй хэсгийг хааж, улмаар каталазыг идэвхгүй болгосон (4).

Төмөр хуримын бөгж

Аналитик химийн хувьд олон ионыг тодорхойлох нь бага уусдаг тунадас үүсэхэд суурилдаг. Гэсэн хэдий ч уусах чадварын хүснэгтийг харвал нитрат (V) ба нитрат (III) анионууд (эхний давсыг энгийн нитрат гэж нэрлэдэг, хоёр дахь нь - нитритүүд) бараг тунадас үүсгэдэггүй.

Эдгээр ионуудыг илрүүлэхэд төмрийн (II) сульфат FeSO нь аврах ажилд ирдэг.₄. Урвалжуудыг бэлтгэ. Энэ давсаас гадна танд хүхрийн хүчил (VI) H-ийн төвлөрсөн уусмал хэрэгтэй болно₂SO₄ ба энэ хүчлийн 10-15% -ийн шингэрүүлсэн уусмал (шингэрүүлэх, асгах, мэдээжийн хэрэг "ус руу хүчил" хийхдээ болгоомжтой байгаарай). Үүнээс гадна KNO зэрэг илэрсэн анионуудыг агуулсан давсууд₃, NaNO₃, NaNO₂. Төвлөрсөн FeSO-ийн уусмал бэлтгэнэ.₄ ба хоёр анионуудын давсны уусмал (цайны халбага давсны дөрөвний нэгийг 50 см орчим уусгана)³ ус).

5. Бөгжний сорилын эерэг үр дүн.

Урвалж бэлэн болсон тул туршилт хийх цаг боллоо. 2-3 см-ээр хоёр хоолойд хийнэ³ FeSO шийдэл₄. Дараа нь хэдэн дусал төвлөрсөн N уусмал нэмнэ.₂SO₄. Пипетк ашиглан нитритийн уусмалаас нэг хэсгийг (жишээ нь NaNO₂) ба туршилтын хоолойн ханыг урсгахаар хийнэ (энэ нь чухал!). Үүнтэй адил давсны уусмалын нэг хэсгийг хийнэ (жишээлбэл, KNO₃). Хэрэв хоёр уусмалыг сайтар асгавал гадаргуу дээр хүрэн дугуйнууд гарч ирнэ (тиймээс энэ туршилтын нийтлэг нэр, цагирагийн урвал) (5). Үр нөлөө нь сонирхолтой боловч та урам хугарах, магадгүй бүр уурлах эрхтэй (Эцсийн эцэст энэ бол аналитик тест юм уу? Үр дүн нь хоёуланд нь ижил байна!).

Гэсэн хэдий ч өөр туршилт хий. Энэ удаад шингэрүүлсэн H нэмнэ.₂SO₄. Нитрат, нитритийн уусмалыг тарьсны дараа (өмнөх шиг) зөвхөн нэг туршилтын хоолойд эерэг үр дүн гарах болно - NaNO уусмалтай.₂. Энэ удаад та цагираган тестийн ашиг тусын талаар ямар ч тайлбар өгөхгүй байх магадлалтай: бага зэрэг хүчиллэг орчинд үзүүлэх урвал нь хоёр ионыг тодорхой ялгах боломжийг олгодог.

Урвалын механизм нь азотын исэл (II) NO ялгаруулж хоёр төрлийн нитратын ионуудын задралд суурилдаг (энэ тохиолдолд төмрийн ион нь хоёроос гурван оронтой тоогоор исэлддэг). Fe(II) ионы NO-тэй нэгдэл нь бор өнгөтэй бөгөөд цагирагт өнгө өгдөг (туршилтыг зөв хийсэн тохиолдолд үүнийг хийдэг, уусмалуудыг холих замаар та зөвхөн туршилтын хоолойн бараан өнгийг авах болно. - та хүлээн зөвшөөрч байна - тийм сонирхолтой нөлөө байхгүй болно). Гэсэн хэдий ч нитратын ионуудын задралын хувьд хүчтэй хүчиллэг урвалын орчин шаардлагатай бол нитрит нь зөвхөн бага зэрэг хүчиллэгийг шаарддаг тул туршилтын явцад ажиглагдсан ялгаа бий.

Нууц албаны Төмөр

Хүмүүс үргэлж нуух зүйлтэй байдаг. Сэтгүүлийг бүтээх нь ийм дамжуулагдсан мэдээллийг хамгаалах аргыг боловсруулахад хүргэсэн - текстийг шифрлэх эсвэл нуух. Сүүлчийн аргын хувьд янз бүрийн симпатик бэхийг зохион бүтээсэн. Эдгээр нь таны хийсэн бодис юм бичээс харагдахгүй байнаГэсэн хэдий ч энэ нь жишээлбэл, халаах эсвэл өөр бодисоор эмчлэх (хөгжүүлэгч) нөлөөн дор илэрдэг. Сайхан бэх, түүний хөгжүүлэгч бэлтгэх нь тийм ч хэцүү биш юм. Өнгөт бүтээгдэхүүн үүсэх урвалыг олоход хангалттай. Бэх нь өөрөө өнгөгүй байх нь хамгийн сайн арга юм, тэгвэл тэдний хийсэн бичээс нь ямар ч өнгийн субстрат дээр үл үзэгдэх болно.

Төмрийн нэгдлүүд нь бас сэтгэл татам бэх үүсгэдэг. Өмнө нь тайлбарласан туршилтыг хийсний дараа төмөр (III) ба FeCl хлоридын уусмалыг симпатик бэх болгон санал болгож болно.₃, калийн тиоцианид KNCS ба калийн ферроцианид К₄[Fe(CN)₆]. FeCl урвалд₃ цианид бол улаан болж, ферроцианид бол хөх өнгөтэй болно. Тэдгээр нь бэхийн хувьд илүү тохиромжтой. тиоцианат ба ферроцианидын уусмалтэдгээр нь өнгөгүй тул (сүүлийн тохиолдолд уусмалыг шингэлэх шаардлагатай). Бичлэгийг FeCl-ийн шаргал уусмалаар хийсэн.₃ үүнийг цагаан цаасан дээрээс харж болно (хэрэв карт шар биш бол).

6. Хоёр өнгийн сормуусны будаг сайн

7. Симпатик салицилийн хүчлийн бэх

Бүх давсны шингэрүүлсэн уусмалыг бэлтгэж, сойз эсвэл шүдэнз ашиглан цианид ба ферроцианидын уусмалаар картон дээр бичнэ. Урвалжийг бохирдуулахгүйн тулд тус бүрдээ өөр өөр сойз хэрэглээрэй. Хуурай бол хамгаалалтын бээлий өмсөж, хөвөнг FeCl уусмалаар чийгшүүлнэ.₃. Төмрийн (III) хлоридын уусмал идэмхий мөн цаг хугацааны явцад бор өнгөтэй шар толбо үлдээдэг. Энэ шалтгааны улмаас арьс болон хүрээлэн буй орчныг будахаас зайлсхийх хэрэгтэй (туршилтыг тавиур дээр хийх). Гадаргууг чийгшүүлэхийн тулд цаасан дээр хүрэхийн тулд хөвөн арчдас ашиглана. Хөгжүүлэгчийн нөлөөн дор улаан, цэнхэр үсэг гарч ирнэ. Мөн нэг хуудсан дээр хоёр бэхээр бичих боломжтой, дараа нь илчлэгдсэн бичээс нь хоёр өнгөтэй болно (6). Салицилийн спирт (архинд агуулагдах 2% салицилийн хүчил) нь хөх бэхний хувьд тохиромжтой (7).

Төмөр ба түүний нэгдлүүдийн тухай гурван хэсгээс бүрдсэн нийтлэл үүгээр өндөрлөв. Энэ нь чухал элемент гэдгийг та олж мэдсэн бөгөөд үүнээс гадна олон сонирхолтой туршилтуудыг хийх боломжийг олгодог. Гэсэн хэдий ч бид "төмөр" сэдэвт анхаарлаа хандуулах болно, учир нь сарын дараа та түүний хамгийн муу дайсантай уулзах болно - зэврэлт.

Мөн үзнэ үү: