Burdin Aroa - 3. zatia

Gure zibilizazioaren lehen metalari eta bere harremanei buruzko azken alea. Orain arte egindako esperimentuek erakutsi dute etxeko laborategian ikertzeko objektu interesgarria dela. Gaurko esperimentuak ez dira gutxiago interesgarriak izango eta kimikaren alderdi batzuei beste begirada bat emateko aukera emango dizute.

Artikuluaren lehen zatiko esperimentuetako bat burdina (II) hidroxidoaren hauspeatu berdexka burdin marroi (III) hidroxidoa H-ren disoluzio batekin oxidatzea izan zen.₂O₂. Hidrogeno peroxidoa faktore askoren eraginez deskonposatzen da, burdinaren konposatuak barne (esperimentuan oxigeno burbuilak aurkitu ziren). Efektu hau erakusteko erabiliko duzu...

… Nola funtzionatzen duen katalizatzaile batek

noski erreakzioa bizkortzen du, baina -gogoratzea komeni da- baldintza jakinetan gerta daitekeena bakarrik (batzuetan oso astiro bada ere, nahiz eta oharkabean). Bada, ordea, katalizatzaile batek erreakzio bat bizkortzen duela, baina ez duela horretan parte hartzen. Hmm... zergatik gehitu? Kimika ez da magia (batzuetan hala iruditzen zait, eta "beltza" hasteko), eta esperimentu sinple batekin katalizatzailea martxan ikusiko duzu.

Lehenik eta behin, prestatu zure posizioa. Erretilu bat beharko duzu mahaia uholdeak ez izateko, eskularru babesgarriak eta betaurrekoak edo bisera bat. Erreaktibo kaustiko batekin ari zara: perhidroloa (% 30 hidrogeno peroxidoaren soluzioa H₂O₂) eta burdina (III) kloruro disoluzioa FeCl₃. Jokatu zentzuz, batez ere begiak zaindu: pehidrolarekin erretako eskuen azala birsortzen da, baina begiak ez. (1).

2. Ezkerreko lurrungailuak ura bakarrik dauka, eskuinean - ura perhidrolaren gehikuntzarekin. Burdina (III) kloruroko disoluzio bat isurtzen duzu bietara

3. Erreakzioaren ibilbidea, amaitu ondoren, katalizatzailea birsortzen da

Portzelanazko lurrungailu batera bota eta bi aldiz ur gehiago gehitu (erreakzioa hidrogeno peroxidoarekin ere gertatzen da, baina %3ko disoluzioaren kasuan, efektua ez da ia nabaritzen). Gutxi gorabehera H-ren % 10eko soluzioa jaso duzu₂O₂ (perhidrol komertziala urarekin 1:2 diluitua). Isuri nahikoa ur bigarren lurrungailura, ontzi bakoitzak likido kopuru bera izan dezan (hau izango da zure erreferentzia-esparrua). Orain gehitu 1-2 cm bi lurrunetan.³ % 10 FeCl disoluzioa₃ eta arretaz behatu probaren aurrerapena (2).

Kontrol-lurrungailuan, likidoak kolore horixka du Fe ioi hidratatuen ondorioz.³⁺. Aldiz, gauza asko gertatzen dira hidrogeno peroxidoa duen ontzi batean: edukia marroi bihurtzen da, gasa intentsiboki askatzen da eta lurrungailuko likidoa oso berotzen da edo are irakiten da. Erreakzioaren amaiera gasaren eboluzioa etetea eta edukiaren kolorea horia aldatzeak adierazten du, kontrol sisteman bezala (3). Lekuko bat besterik ez zinen bihurgailu katalitikoen funtzionamendua, baina ba al dakizu zer aldaketa gertatu diren ontzian?

Kolore arrea erreakzioaren ondorioz sortzen diren konposatu ferrosoetatik dator:

Lurrungailutik intentsiboki kanporatzen den gasa, noski, oxigenoa da (likidoaren gainazalean su distiratsu bat erretzen hasten den egiaztatu dezakezu). Hurrengo urratsean, goiko erreakzioan askatzen den oxigenoak Fe katioiak oxidatzen ditu.²⁺:

Fe ioiak birsortutakoak³⁺ berriro parte hartzen dute lehen erreakzioan. Prozesua hidrogeno peroxido guztia agortu denean amaitzen da, kolore horixka lurrungailuaren edukietara itzultzen den heinean nabarituko duzu. Lehenengo ekuazioaren bi aldeak biderkatu eta bigarrenari albo batera gehitzen dizkiozunean eta, ondoren, termino berdinak kontrako aldeetan ezeztatzen dituzunean (matematikako ekuazio normal batean bezala), banaketa-erreakzio-ekuazioa lortzen duzu H.₂O₂. Kontuan izan ez dagoela burdin ioirik, baina eraldaketan duten zeregina adierazteko, idatzi geziaren gainean:

Hidrogeno peroxidoa ere berez deskonposatzen da goiko ekuazioaren arabera (jakina burdin ioirik gabe), baina prozesu hau nahiko motela da. Katalizatzaile bat gehitzeak erreakzio-mekanismoa inplementatzeko errazagoa den batera aldatzen du eta, beraz, bihurketa osoa bizkortzen du. Beraz, zergatik katalizatzaileak erreakzioan parte hartzen ez duen ideia? Seguruenik, prozesuan birsortzen delako eta produktuen nahasketan aldatu gabe geratzen delako (esperimentuan, Fe(III) ioien kolore horia erreakzioaren aurretik eta ondoren gertatzen da). Beraz, gogoratu hori katalizatzaileak erreakzioan parte hartzen du eta zati aktiboa da.

Harekin arazoengatik.₂O₂

4. Katalasak hidrogeno peroxidoa deskonposatzen du (ezkerreko hodia), EDTA disoluzioa gehituz entzima suntsitzen da (eskuineko hodia)

Entzimak ere katalizatzaileak dira, baina izaki bizidunen zeluletan jarduten dute. Naturak burdin ioiak erabiltzen zituen entzimen zentro aktiboetan, oxidazio eta murrizketa erreakzioak azkartuz. Lehen aipatu ditugun burdinaren balentziaren aldaketa txikien ondorioz gertatzen da (II-tik III-ra eta alderantziz). Entzima horietako bat katalasa da, zelulak oxigeno zelulen eraldaketaren produktu oso toxikotik - hidrogeno peroxidotik babesten dituena. Katalasa erraz lor dezakezu patata purea eta ura gehituz patata pureari. Utzi esekidura hondoraino hondoratzen eta bota gainditzailea.

Bota 5 cm entsegu-hodira.³ patata ateratzea eta gehitu 1 cm³ hidrogeno peroxidoa. Edukia oso aparra da, probetatik "irte" daiteke, beraz, proba ezazu erretilu batean. Katalasa oso entzima eraginkorra da, katalasa molekula batek milioi bat H molekularaino hautsi ditzake minutu batean.₂O₂.

Estraktua bigarren probetara bota ondoren, gehitu 1-2 ml³ EDTA disoluzioa (azido edetikoa sodiokoa) eta edukia nahasten dira. Orain hidrogeno peroxidoaren tiro bat gehitzen baduzu, ez duzu hidrogeno peroxidoaren deskonposiziorik ikusiko. Arrazoia EDTArekin burdin ioi konplexu oso egonkorra eratzea da (erreaktibo honek ioi metaliko askorekin erreakzionatzen du, eta horiek ingurunetik zehaztu eta kentzeko erabiltzen da). Fe ioien konbinazioa³⁺ EDTArekin entzimaren gune aktiboa blokeatu eta, ondorioz, katalasa desaktibatu (4).

Burdinazko ezkontza eraztuna

Kimika analitikoan, ioi askoren identifikazioa gutxi disolbagarriak diren prezipitatuen eraketan oinarritzen da. Hala ere, disolbagarritasun-taulari begirada azkar batean nitrato (V) eta nitrato (III) anioiak (lehenengo gatzak nitrato deitzen dira, eta bigarrenak - nitritoak) ia ez dutela prezipitaziorik sortzen.

Burdina (II) sulfatoa FeSO erreskatatu egiten da ioi hauek detektatzeko.₄. Prestatu erreaktiboak. Gatz honetaz gain, azido sulfurikoaren (VI) H disoluzio kontzentratua beharko duzu₂SO₄ eta azido honen % 10-15 disoluzio diluitua (kontuz diluitzean, noski, "azidoa uretara" botaz). Horrez gain, detektatutako anioiak dituzten gatzak, hala nola KNO₃,NaNO₃,NaNO₂. Prestatu FeSO disoluzio kontzentratua.₄ eta bi anioien gatzen disoluzioak (gatz koilarakada laurden bat 50 cm ingurutan disolbatzen da³ ura).

5. Eraztun-probaren emaitza positiboa.

Erreaktiboak prest daude, esperimentatzeko garaia da. Bota 2-3 cm bi hoditan³ FeSO soluzioa₄. Ondoren, gehitu N disoluzio kontzentratuaren tanta batzuk.₂SO₄. Pipeta erabiliz, bildu nitrito-disoluzioaren alikuota bat (adibidez, NaNO₂) eta bota hodiaren horman behera joan dadin (hau garrantzitsua da!). Modu berean, bota saltpeter disoluzioaren zati bat (adibidez, KNO₃). Bi disoluzioak arretaz isurtzen badituzu, zirkulu marroiak agertuko dira gainazalean (hortik proba honen izen arrunta - eraztun erreakzioa) (5). Efektua interesgarria da, baina etsita egoteko eskubidea duzu, agian haserretzeko ere (Hau proba analitikoa da, azken finean? Emaitzak berdinak dira bi kasuetan!).

Hala ere, egin beste esperimentu bat. Oraingoan gehitu H diluitua.₂SO₄. Nitratoen eta nitritoen soluzioak sartu ondoren (lehen bezala), emaitza positiboa nabarituko duzu saio-hodi bakarrean - NaNO soluzioa duenean.₂. Oraingoan, ziurrenik, ez duzu eraztun-probaren erabilgarritasunaz kezkarik izango: medio azido xamar batean erreakzioak bi ioiak argi eta garbi bereiztea ahalbidetzen du.

Erreakzio-mekanismoa nitrogeno oxidoa (II) NO askatzen duten bi nitrato-ioien deskonposizioan oinarritzen da (kasu honetan, burdin-ioia bi zifratik hiru zifra oxidatzen da). Fe(II) ioiarekin NOrekin konbinatzeak kolore marroia du eta eraztunari kolorea ematen dio (proba ondo egiten bada, soluzioak nahastuz gero, saiakuntza-hodiaren kolore iluna besterik ez duzu lortuko, baina - behar duzu onartu - ez da hain efektu interesgarria izango). Dena den, nitrato ioien deskonposizioak erreakzio-medio biziki azidoa behar du, nitritoak, berriz, azidotze arina besterik ez du behar, hortik proban ikusitako aldeak.

Burdina Zerbitzu Sekretuan

Jendeak beti izan du zerbait ezkutatzeko. Aldizkariaren sorrerak transmititutako informazioa babesteko metodoak garatzea ere ekarri zuen: enkriptatzea edo testua ezkutatzea. Azken metodo honetarako hainbat tinta jatorra asmatu dira. Hauek egin dituzun substantziak dira inskripzioa ez da ikustenhala ere, beste substantzia batekin (garatzailea) berotzearen edo tratamenduaren eraginpean agertzen da, adibidez. Tinta polita eta bere garatzailea prestatzea ez da zaila. Nahikoa da koloretako produktu bat sortzen den erreakzioa aurkitzea. Hobe da tinta bera koloregabea izatea, orduan haiek egindako inskripzioa ikusezina izango da edozein koloretako substratu batean.

Burdinaren konposatuek tinta erakargarriak ere egiten dituzte. Aurretik deskribatutako probak egin ondoren, burdina (III) eta FeCl kloruroaren disoluzioak proposa daitezke tinta jatorra gisa.₃, potasio tiozianuroa KNCS eta potasio ferrozianiuroa K₄[Fe(CN)₆]. FeCl erreakzioan₃ zianuroarekin gorritu egingo da, eta ferrozianuroarekin urdindu egingo da. Tinta gisa hobeak dira. tiozianato eta ferrozianuroaren disoluzioakkoloregabeak direnez (azken kasu honetan, disoluzioa diluitu egin behar da). Inskripzioa FeCl disoluzio horixka batekin egin zen.₃ paper zurian ikus daiteke (txartela ere horia ez bada).

6. Bi tonuko mascara ona da

7. Azido saliciliko tinta jatorra

Prestatu gatz guztien disoluzio diluituak eta erabili eskuila edo pospoloa txarteletan zianuro eta ferrozianiro disoluzio batekin idazteko. Erabili bakoitzerako eskuila desberdina, erreaktiboak ez kutsatzeko. Lehortuta dagoenean, jantzi eskularru babesgarriak eta hezetu kotoia FeCl soluzioarekin.₃. Burdina (III) kloruro-disoluzioa korrosiboa eta denborarekin marroi bihurtzen diren orban horiak uzten ditu. Hori dela eta, saihestu azala eta ingurunea horrekin zikindu (egin esperimentua erretilu batean). Erabili kotoizko zapi bat paper zati bat ukitzeko bere gainazala hezetzeko. Garatzailearen eraginez, letra gorriak eta urdinak agertuko dira. Paper orri batean bi tintarekin idaztea ere posible da, orduan agerian dagoen inskripzioa bi kolorekoa izango da (6). Alkohol salizilikoa (% 2 azido salizilikoa alkoholean) tinta urdin gisa ere egokia da (7).

Honekin bukatzen da burdina eta bere konposatuei buruzko hiru ataletako artikulua. Elementu garrantzitsu bat dela jakin zenuen, eta, horrez gain, esperimentu interesgarri asko egiteko aukera ematen dizu. Hala ere, oraindik "burdina" gaian zentratuko gara, hilabete batean bere etsairik okerrena ezagutuko duzulako - korrosioaren.

Ikusi ere: