Az Orosz Föderáció Szövetségi Oktatási Ügynöksége

Állami felsőoktatási intézmény

Tula Állami Egyetem

Kémia Tanszék

Tanfolyam munka

szervetlen kémiában

"Higany-tiocianát szintézise (ΙΙ)"

Befejezett hallgató gr. 430 481:

Rodicheva A.S.

Témavezető:

egyetemi docens, Kémia Tanszék, Borodina L.P.

Tula 2009

1. Bevezetés

2. Irodalmi áttekintés

3. 2.1. A higany általános jellemzői

4. 2.1.1. Alapvető higanyjellemzők

5. 2.1.2. Higanytermelés

6. 2.1.3. Higanyfelhasználás

7. 2.1.4. Mérgezés higanyval és vegyületeivel

8. 2.2. Rodan (SCN) 2

9. 2.3. Tiociansav

10. 2.3.1. A tiociansav legfontosabb jellemzői

11. 2.3.2. HCSN megszerzése

12. 2.3.3. Sósav használata

13. 2.4. A tiocianátok nem organikusak

14. 2.4.1. Egyes tiocianátok általános jellemzői

15. 2.4.2. Tiocianátok előállítása

16. 2.4.3. Tiocianátok komplex vegyületei

17. 2.4.4. A tiocianátok használata

18. 2.5. Tiocianát (tiocianát) higany (ΙΙ

19. 2.5.1. Történelmi háttér

20. 2.5.2. Hg (SCN) elérése 2

21. 2.5.3. A Hg-re (SCN) jellemző reakciók

22. 2.5.4. Higany-tiocianát (ΙΙ

23. 2.6 Toxikológiai szempont

3. A kísérleti rész.

5. A felhasznált irodalom felsorolása

1. Bevezetés

Ez a tantárgy célja a tiocianátok, különösen a higany-tiocianát (ΙΙ) szintézisének tanulmányozása. A higany (II) vegyületek tulajdonságai specifikusak, ezért érdekesek tanulmányozni.

Munkám célja a higany (II) tiocianát szintézise és tulajdonságainak vizsgálata.

Az alkálifém- és az ammónium-tiocianátokat úgy kapjuk, hogy a kokszolókemence gázjában lévő cianidvegyületeket a megfelelő poliszulfidok oldattal csapdázzuk. Ezen túlmenően az NH4 NCS előállítása során az NH3-t CS2-vel reagáltatják, a KNCS-t és a NaNCS-t KCN vagy NaCN kénnel történő olvadásával állítják elő. Más tiocianátokat fém-szulfátok, nitrátok vagy halogenidek Ba, K vagy Na-tiocianáttal való cseréjével vagy fém-hidroxidok vagy -karbonátok és HNCS reakciójával szintetizálnak. A CuSCN-k alkálifém-tiocianátokból, nátrium-hidroszulfitból és réz-szulfátból származnak. Ca (SCN) 2 * 3H 2 O-t kalcium-oxid ammónium-tiocianáttal történő reakciójával nyerik.

2. Irodalmi áttekintés

2.1. A higany általános jellemzői

A higany az ókorból ismert hét fémek egyike. Fémes állapotban a Hg ezüstfehér színű, szobahőmérsékleten folyékony állapotban van, kevés hevítéssel könnyen gőzzé alakul.

A higany az egyik nagyon ritka elem (4,5 * 10–6% a Föld kéregében. Kb. Ugyanolyan mennyiségű Hg van az idegen kőzetekben.) A Föld kéregében a Hg főleg szétszórt; kicsapódik a forró vizekből, higanyérceket képezve (higanytartalmuk körülbelül 5-7%), 35 érc ásványi anyag ismert. Szabad formájában a sziklákban lévő zárványok formájában található meg, de nagyon ritkán emelkedik ki a tengervízből.

2.1.1 Alapvető higanyjellemzők

A higanyatom elektronikus szerkezetének egyik jellemzője a teljesen kialakított „külső” d 10 héj. A zárt és ezért nagyon stabil d10 elektronhéj jelenlétét az okozza, hogy a higany nem hajlandó nagyobb oxidációs állapotot mutatni heterogén vegyületeiben, mint 2+. Ugyanakkor a higany vegyértékképessége nagyon széles, ugyanazon d10 elektronhéj könnyű deformálhatósága miatt. A deformáció eredményeként létrejövő további polarizációs hatás lehetővé teszi kovalens kötések kialakulását, amely drasztikusan meghosszabbítja a reakciók és a vegyületek körét.

2.1.2 Higanytermelés

Ipari módon az oxidált égetés során nyerik a fő ásványi anyagból - szulfidból (cinnabar):

HgS + O 2 \u003d Hg + SO 2

A tüzelőgázok, a porkamrán haladva, rozsdamentes acélból vagy monel-fémből készült cső alakú hűtőbe lépnek. A folyékony higany a vasvevőkbe áramlik. A tisztításhoz a nyers higanyt vékony áramban vezetjük át egy magas (1–1,5 m) edényen 10% HN03-dal, vízzel mossuk, szárítjuk és vákuumban desztilláljuk.

Lehetséges az is, hogy a higanyt ércből és koncentrátumból hidrometallurgiai úton extrahálják, a HgS-ot nátrium-szulfidban oldva, majd a higanyt alumíniummal helyettesítve. Kialakítottak módszereket a higany extrahálására szulfid oldatok elektrolízisével.

2.1.3 A higany felhasználása

A higanyt széles körben használják. Például: a krómsav higanysója - csodálatos zöld festék a kerámiákra; Erős mérgező higany-klorid, HgCl 2, rendkívül szükséges galvanizáláshoz, finom szerkezetű ón- és cinkötvözetek előállításához, a metszet és a litográfia folyamataihoz, még a fényképezéshez is. Az ipari katalízis nem jár higanyvegyületek nélkül is. Az ecetsav és az etil-alkohol előállításának egyik módszere az M.G. orosz tudós felfedezett reakcióján alapul. Kucherov. A nyersanyag acetilén. Katalizátorok - kétértékű higany sói - jelenlétében a reakció vízgőzzel reagál és ecetsav-aldehiddé alakul. Az anyag oxidálásával ecetsavat kapunk, és az alkohol redukálódik. Ugyanezek a sók segítenek a ftálsav eljuttatásában a naftalinból - amely a fő szerves szintézis fontos terméke. A higanyfestékek fedik a hajók fenekét úgy, hogy ne növekedjenek a kagyló felett. Ellenkező esetben a hajó csökkenti a sebességet, üzemanyagot fogyaszt. A leghíresebb ilyen típusú festék a HgHAsO 4 arzénsav savas higanysóján alapul. Bár az összes higansó toxikus, sok közülük gyógyszert használ, és talán ez az egyik legrégebbi felhasználásuk. A HgCl 2 higany-klorid méreg, de egyben az első fertőtlenítő szerek. A higany-cianidot fertőtlenítő szappanok előállításához használták. A sárga higany-oxidot továbbra is használják a szem- és bőrbetegségek kezelésére. A Calomel Hg2Cl2 jól ismert hashajtó. A higany alapú szerves antiszeptikumok alkalmasak még a nyálkahártyák kezelésére is. A higanyt tudományos műszerek (barométerek, hőmérők stb.) Létrehozására, valamint az arany és ezüst összeolvadására használják. Az összes higanysó mérgező, és ezek kezelése során nagy körültekintést igényel.

2.1.4 Mérgezés higanyval és vegyületeivel

Mérgezés a higanyval és annak vegyületeivel lehetséges higanybányákban és gyárakban, egyes mérőműszerek, lámpák, gyógyszerek, rovarirtóirtók stb. Előállításánál.

A fő veszély a fémhiganygőz, amelynek kibocsátása a nyitott felületektől a levegő hőmérsékletének növekedésével növekszik. Belélegezve a higany bekerül a véráramba. A testben a higany kering a vérben, kapcsolódva a fehérjékhez; részben késik a májban, a vesékben, a lépben, az agyszövetben stb. A toxikus hatás a szövetfehérjék szulfhidrilcsoportjainak blokkolásával, a károsodott agyi aktivitással (elsősorban a hipotalamuszlal) kapcsolatos. A testből a higany kiválasztódik a vesén, a bélben, az izzadság mirigyén keresztül stb.

Akut mérgezés higanyval és gõzével ritka. Krónikus mérgezés esetén érzelmi instabilitást, ingerlékenységet, csökkent teljesítményt, alvászavarokat, ujjak remegését, csökkent szaglégzést, fejfájást figyelnek meg. A mérgezés jellegzetes jele az, hogy az íny szélén kék-fekete szegély jelenik meg; ínybetegség (meglazulás, vérzés) ínygyulladáshoz és szájgyulladáshoz vezethet. Szerves higanyvegyületekkel (dietil-higany-foszfát, dietil-higany, etil-higany-klorid) történő mérgezés esetén a központi idegrendszer (encephalo-polyneuritis) és a kardiovaszkuláris rendszer, a gyomor, a máj és a vesék egyidejű károsodásának jelei dominálnak. [ 5]

2.2 Rodan

A Rodan, Dirodanum, (SCN) 2-t először szabad állapotban, 1919-ben állította elő Soderbeck, hidrogén-szulfidban és ezüst-rodanidon oldott bróm hatására:

2 AgSCN + Br 2 = 2 AgBr + ( SCN ) 2

(SCN) 2 csak alacsonyabb hőmérsékleten stabil. Az olvadék hamarosan spontán módon lebomlik sárga füst képződésével és tégla-vörös amorf szilárd anyag képződésével. Kissé stabilabb rodan az oldatokban. Oldódik szén-diszulfidban és szén-tetrakloridban. Szerves oldószerekben bomlás lassan alakul ki alacsony hőmérsékleten, azonnal szobahőmérsékleten. Ugyanakkor egy amorf anyag szabadul fel, amelyet Liebig kapott, és igyekszik szabad rodanot előállítani azzal, hogy a cianidokat klórral vizes oldatokban oxidálja. (SCN) 2 azonnal bomlik a vízre.

3( SCN ) 2 + 4 H 2 O = HCN + 5 HNCS + H 2 SO 4

Kémiai szempontból a szabad rodán nagyon hasonlít a jódra. Fémekkel reagál. (SCN) 2 képes kiszabadítani a jódot a jodidoktól, és önmagában egy jódfelesleggel helyettesíthető:

én 2 + 2 SCN - = 2 én - + ( SCN ) 2

A fáraó kígyók számos olyan reakciót neveznek el, amelyet egy kis térfogatú reakcióba lépő anyagból porózus termék képződik. Ezeket a reakciókat a gáz gyors fejlődése kíséri. Végül a reakció úgy néz ki, mint egy nagy kígyó kúszik ki a reagensek keverékéből és az asztal körül mászik, mint egy igazi.

Ezen az oldalon megismerkedhet a „fáraó kígyók” kialakulásával járó reakciókkal, megismerheti ezen reakciók egyenleteit, és nézhet lenyűgöző videókat, amelyek bemutatják az ilyen reakciók menetét. Ezen reakciók némelyike \u200b\u200breprodukálható akár otthon, akár az iskolai laboratóriumban - természetesen az összes biztonsági szabály betartásával. És a reakciók másik része szerencsére olyan reagensek jelenlétét követeli meg, amelyeket csak speciális laboratóriumokban találhat meg. Szerencsére, mivel ezek közül sok nagyon mérgező, és velük való kísérletezés erősen elriasztott.

1. Higany-tiocianát (tiocianát) - Hg (CNS) bomlása

A higany-tiocianát termikus lebomlása a következő egyenletet követi:

2 Hg (SCN) 2 \u003d 2 HgS + CS 2 + C 3 N 4

CS 2 + 3 O 2 \u003d CO 2 + 2SO 2

Hevítéskor a higany-tiocianát fekete sót képez - higany-szulfidot, sárga szén-nitridet és CS 2 szén-diszulfidot. Ez utóbbi meggyullad és ég a levegőben, széndioxidot és kén-dioxidot képezve.

A képződött gázok által a szén-nitrid megduzzad, mozgás közben elfogja a fekete higany (II) -szulfidot, és sárga-fekete porózus masszát kap.

Ennek eredményeként egy nagy, fekete-sárga színű „kígyó” jön létre egy higany-rodaniddarabból, amely hasonló egy kígyóhoz, vagy akár egynél is. A kék láng, amelyből a kígyó kicsapódik, az égő CS 2 szén-diszulfid lángja. 1 g ammónium-tiocianátból és 2,5 g higany-nitrátból képzett kezekből 20-30 cm hosszú kígyó nyerhető.

A higany-tiocianát bomlása az első ilyen típusú reakció. Felfedezője a Heidelbergi Egyetem hallgatója, Friedrich Wöhler (1800-1882). Egy nap 1820 őszén, ammónium-tiocianát NH4 NCS és Hg (nitrát) 2 higany-nitrát vizes oldatának keverésével azt találta, hogy az oldatból fehér csapadék képződik. Wöhler az oldatot kiszűri, és a kapott Hg (tiocianát) Hg (NCS) 2 csapadékát szárítja. A kíváncsiságból a kutató tüzet készített. Az üledék felgyulladt, és csoda történt: egy sima fehér csomóból kicsavarodott, kúszott és hosszú fekete-sárga "kígyót" kezdett nevelni.

A higanysók mérgezőek, és ezek kezelése óvatosságot és figyelmet igényel. Biztonságosabb a dikromát kígyót megjeleníteni.

2. Dikromatikus kígyó

1. módszer 10 g kálium-dikromát K 2 Cr 2 O 7, 5 g kálium-nitrát KNO 3 és 10 g cukor (szacharóz) C 12 H 22 O 11 összekeverednek. Ezután őrölje meg a keveréket habarcsban, és nedvesítse meg C 2 H 5 OH etil-alkohollal vagy kollodionnal (ezt gyógyszertárban kapják). Ezután ezt a keveréket egy 5-8 mm átmérőjű üvegcsőbe préselik.

A kapott oszlopot kiszorítják a csőből, és egyik végén tüzet gyújtanak. Alig észrevehető fény villog, ahonnan egy fekete, majd egy zöld "kígyó" kúszik ki. Egy 4 mm átmérőjű keverékoszlop másodpercenként 2 mm sebességgel ég. Égéskor tízszer meghosszabbodhat!

A szacharóz égetésének reakciója két oxidálószer - kálium-nitrát és kálium-dikromát - jelenlétében meglehetősen bonyolult. A reakciótermékek fekete koromrészecskék, zöld króm (III) -oxid Cr 2 O 3, olvadt kálium-karbonát K 2 CO 3, szén-dioxid CO 2 és kálium-nitrit KNO 2. A szén-dioxid a szilárd termékek keverékét duzzasztja és mozgatja.

2. módszer   Keverjen össze 1 g ammónium-dikromátot (NH4) 2 Cr 2 O 7 2 g ammónium-nitrát NH 4 NO 3 és 1 g porcukorral. Nedvesítse meg a keveréket vízzel, formázjon belőle egy botot, és szárítsa meg. Ha egy pálcát tüzet gyújtanak, akkor a fekete-zöld "kígyók" különböző irányokba másznak belőle.

Ha egy keveréket meggyújtanak, a következő reakciók lépnek fel:

(NH4) 2 Cr 2 O 7 \u003d Cr 2 O 3 + N 2 + 4 H 2 O,

NH4NO3 \u003d N2O + 2H20,

C 12H 22 O 11 + 6 O 2 \u003d 6 CO 2 + 11 H 2 O + 6 C.

Az ammónium-dikromát bomlásakor nitrogén N2, vízgőz és zöld króm-oxid (III) Cr 2 O 3 képződik. A reakció hőfelszabadulással folytatódik. Az ammónium-nitrát termikus bomlásának reakciója során színtelen gáz szabadul fel - diazot-oxid N 2 O, amely még gyenge hevítéssel is bomlik oxigén-oxiddá és nitrogénté. A cukor elégetése újabb gázt eredményez - széndioxid CO 2, emellett a karbonizáció - a szén fejlődése. A keverék „kígyó” viselkedésének titka egy nagy mennyiségű gáz plusz szilárd oxidációs termékek.

3. Szóda és cukorból készült vipera

A kísérlet elvégzéséhez 3-4 evőkanál száraz, szitált folyami homokot öntünk egy tányérra, és csúszdát készítünk róla, a csúcsban depresszióval. Ezután keveréket készítünk, amely 1 teáskanál porcukorból és 1/4 teáskanál nátrium-hidrogén-karbonát-NaHCO 3-ból (szódabikarbóna) áll. A homokot 96–98% -os etanol-C 2 H 5 OH oldattal impregnálják, és az elkészített reakcióelegyet a hegy mélyedésébe öntik. Aztán tüzet gyújtott a hegyre.

Az alkohol kigyullad. 3-4 perc múlva fekete golyók jelennek meg a keverék felületén, és fekete folyadék jelenik meg a lemezen. Amikor szinte az összes alkohol kiég, a keverék feketévé válik, és egy ráncos vastag fekete „vipera” lassan kúszik ki a homokból. Az alaprészben haldokló alkohol „gallérja” veszi körül.

Ebben a tömegben a következő reakciók lépnek fel:

2NaHCO 3 \u003d Na 2 CO 3 + H 2 O + CO 2,

C 2 H 5 OH + 3 O 2 \u003d 2 CO 2 + 3 H 2 O

A nátrium-hidrogén-karbonát lebomlása és az etil-alkohol elégetése során felszabaduló széndioxid-szén-dioxid, valamint a vízgőz megduzzadja az égő anyagot, és kígyóként kúszik. Minél hosszabb ideig ég az alkohol, annál hosszabb a „kígyó”. Nátrium-karbonát-nátrium-karbonátból áll, összekeverve a cukor égetése során képződött legkisebb szénrészecskékkel.

Nátrium-hidrogén-karbonát helyett ammónium-nitrát NH 4 NO 3 használható. 3-4 evőkanál rostált folyami homokot öntünk egy tányérra, készítünk egy tetejét egy depressziós tejjel, és 1/2 teáskanál ammónium-nitrátból és 1/2 teáskanál porcukorból álló reakcióelegyet készítünk, amelyet óvatosan habarcsban őrölnek. Ezután 1/2 evőkanál etil-alkoholt öntünk a domb alá és 1 teáskanál készített nitrát-cukor keveréket öntünk. Most, ha alkoholt tüzet gyújt, azonnal elszenesedett granulált cukor fekete golyói jelennek meg a keverék felületén, és utána fekete fényes és vastag "féreg" nő. Ha a nitrát-cukor keveréket legfeljebb 1 teáskanállal vették, akkor a féreg hossza nem haladhatja meg a 3-4 cm-t, vastagsága pedig a tárgylemez mélyedésének átmérőjétől függ.

A féreg megjelenését az ammónium-nitrát és a cukor kölcsönhatása okozza, amelyet a következő egyenlet fejez ki:

2NH 4 NO 3 + C 12 H 22 O 11 \u003d 11 C + 2 N 2 + CO 2 + 15 H 2 O.

A "férget" gázok hajtják: nitrogén N 2, szén-dioxid CO 2 és vízgőz.

5. "Fekete boa-szűkítő" egy pohárból

Ez az élmény lenyűgöző látvány. 75 g porcukrot helyezünk egy magas üvegpohárba, 5-7 ml vízzel megnedvesítjük és hosszú üvegrúddal összekeverjük. Ezután 30–40 ml tömény kénsav H2S04-t öntünk a nedves cukorra ezen a boton. Ezután az elegyet üvegrudakkal gyorsan keverjük, és egy pohárba hagyjuk.

1-2 perc elteltével az üveg tartalma feketedni kezd, duzzadni kezd, és hatalmas, laza és orrtömeg formájában emelkedik fel, az üvegrudat húzva. Az üveg keveréke nagyon meleg, kissé is dohányzik - és lassan kúszik az üvegből.

A kénsav eltávolítja a vizet a cukorból (szacharóz C 12 H 22 O 11), megsemmisítve molekuláris szerkezetét, és oxidálja azt, kén-dioxiddá alakulva. A cukor oxidációjával széndioxid keletkezik. Ezek a gázok megduzzadják a keletkező szenet, és a pálcával együtt kinyomják az üvegből.

Az ezeket a kémiai átalakításokat közvetítő egyenlet így néz ki:

C 12H 22 O 11 + 2H 2SO 4 \u003d 11 C + 2SO 2 + CO 2 + 13 H 2 O.

A szén- és a kén-dioxid, valamint a vízgőz együtt növeli a reakciótömeg térfogatát, és egy keskeny üvegben felmelegszik.

Ennek a tapasztalatnak a lebonyolításához türelmesnek kell lennie, de megéri!

A kísérlethez urotropinra (hexametilén-tetramin - (CH2) 6 N4) lesz szüksége. Az Urotropin tablettákat gyógyszertárban lehet megvásárolni - ez egy antiszeptikus gyógyszer. A „kemény alkohol” (száraz üzemanyag) szintén megfelelő - hardverüzletben megvásárolható. Csak győződjön meg arról, hogy a vásárolt száraz tüzelőanyag urotropint tartalmaz - ennek számos formája van. Egy egyszerű kísérlettel ellenőrizze, hogy a száraz tüzelőanyag urotropint tartalmaz-e. Szakítson le néhány darab száraz üzemanyagot, tegyen egy kémcsőbe és kicsit melegítse. Ha urotropint tartalmaz, ammónia szaga lesz.

"Kígyó" készítéséhez a következő lépéseket kell végrehajtania. Helyezzen egy tablettát „kemény alkoholt” vagy gyógyszertári urotropint egy csészealjra, és 3-4-szer áztassa az ammónium-nitrát koncentrált vizes oldatával, ammónium-nitrátot, csepegtetve a pipettából, majd szárítva. Minden alkalommal 5-10 cseppet (0,5 ml oldat) kell felvinni.

A tabletták szárítása a kísérlet legfárasztóbb része: szobahőmérsékleten, levegőben, túl sokáig tart. A hőmérséklet nem emelhető fel a folyamat felgyorsítása érdekében - az urotropin magas hőmérsékleten bomlik. Ezenkívül a tablettákat nem száríthatja nyílt tűzön: felgyulladhatnak.

Egy csészealj impregnált és szárított tablettáját egyik oldalán tűzre kell állítani. És akkor csodák kezdődnek: forrásban lévő folyadék fekete golyói jelennek meg, amelyek összeolvadnak és képezik a növekvő „farok” hasonlóságát. Meghajlik, és utána a tűzből megnő a „kígyó” vastag teste. A „kígyó” növekszik, a farkát a csészealjban pihenteti, meghajlik.

Az urotropin (CH 2) 6 N 4 bomlása ammónium-nitráttal NH4N03 keverékben porózus tömeg képződéséhez vezet, amely szénből és nagy mennyiségű gázból - széndioxid CO 2, nitrogén N2 és vízből áll:

(CH2) 6N4 + 2NH4N03 + 7O2 \u003d 10C + 6N2 + 2CO 2 + 16H 2 O

Érdekes, hogy ha vegyileg tiszta urotropint és ammónium-nitrátot kevernek össze, akkor bomlanak anélkül, hogy szilárd termékeket képeznének. A kötőanyagokat, a paraffint és a talkumot a tablettákhoz adják a kialakulásuk szakaszában. Ezért jelenik meg a „kígyó teste”. És a kibocsátott gázok duzzadnak és mozgatják.

Ez a legegyszerűbb és legbiztonságosabb módja annak, hogy glukonát kígyót szerezzen - ehhez csak hozjon egy pirulát a lángba glükonátkalciumamelyet minden gyógyszertárban kapnak. Feltehet egy tablettát kalcium-glükanátot egy száraz alkoholt tartalmazó tablettára, és tüzet tehet. A tablettából kicsúszik a fehér foltokkal rendelkező világosszürke „kígyó”, amelynek térfogata sokkal nagyobb, mint az eredeti anyag térfogata - elérheti a 10–15 cm hosszúságot.

A Ca 2 · H 2 O összetételű kalcium-glükonát bomlása kalcium-oxid, szén, szén-dioxid és víz képződéséhez vezet.

A világos árnyalatú "kígyó" kalcium-oxidot ad.

A kapott kígyó hátránya a törékenység - elég könnyen összeomlik.

8. A fáraó kígyója a szulfanilamidból

A "fáraó kígyók" előállításának nagyon egyszerű módja a szulfanilamid-gyógyszerek oxidatív bomlása (ezek magukban foglalják például a sztreptocidot, szulginot, szulfadimetoxint, etazolt, szulfadimezinet, ftalazolt, biseptolt). A szulfonamid készítmények oxidációja során sok gáznemű reakciótermék (SO 2, H 2 S, N 2, vízgőz) szabadul fel, amelyek megduzzadják a tömeget és porózus "kígyót" képeznek.

A tapasztalatokat csak vontatás alatt lehet elvégezni!

1 gyógyszertablettát helyezünk egy száraz üzemanyag-tablettára, és az üzemanyagot felgyújtják. Ugyanakkor egy ragyogó „fáraó kígyó” szürke színben van kiemelve.

Szerkezete szerint a "kígyó" a kukorica botokra hasonlít. Ha a kiemelkedő „kígyót” finoman felszedik csipesszel és óvatosan kihúzzák, akkor meglehetősen hosszú „másolatot” kaphat.

9. A nitroacetanilid bomlása

A tapasztalatokhoz szüksége lesz: porcelán tégely, háromszög, állvány, égő, üvegrúd, spatula. Kövesse a tömény kénsavval végzett munka szabályait. A kísérlet végrehajtásakor ne hajlítsa meg a tégelyt. A tapasztalatokat vontatás alatt végzik.

Összekeverünk egy porcelán tégelyben egy fehér szerves anyagot - nitroacetanilidet és kénsavat. Melegítsük a keveréket. Néhány másodperc múlva egy tömeg fekete lő ki a tégelyből. A kibocsátott gázok miatt a tömeg nagyon porózus és laza.

A fekete tömeg adja a képződött szént nagy mennyiségben. Még nagyobb mennyiségekben a reakció során SO 2, NO 2 és CO 2 gázok képződnek, amelyek habzik a szénből.

Mellesleg ...

És miért a "fáraó kígyók"? A kígyók érthetőek, de miért fáraósak? A következő magyarázat található az irodalomban: "Az egyik bibliai hagyomány szerint Mózes próféta, miután kimerítette az összes többi érvet a fáraóval folytatott vitában, csodát hajtott végre, és a rúdot egy ráncos kígyóvá tette. és a világ új rejtvényt kapott. " Kimerítőnek hangzik, de csak akadály van: a Biblia ("Exodus" könyv) szerint Mózes próféta sok erőteljes érv felhasználásával rábeszélte a fáraót, hogy engedje szabadon a zsidókat a rabszolgaságból; őket Egyiptom tíz kivégzésének hívták. Ezek voltak a különféle bajok, amelyeket az Úr küldött Egyiptomba, miután a fáraó a következő alkalommal megtagadta a zsidó nép szabadon bocsátását. Mellesleg egyikük semmi esetre sem volt kapcsolatban kígyókkal. Néhány ilyen szörnyű csodát valóban a híres rúd hintái kísérték. És azért híres, hogy valóban kígyónak kellett lennie, de ez a csoda Mózesnek egyáltalán nem működött, hanem maga az Úr, amikor egy nagy küldetést adott neki, és Mózes kezdett gyávaságot mutatni.
   Ezért továbbra sem világos, miért nevezték a kémiai kígyókat „fáraónak”. Talán csak azért, mert egy ilyen név szilárdnak hangzik - hogy megfeleljen az ilyen típusú reakció hatékonyságának.

Az anyag elkészítése során felhasznált információk a webhelyről

  Soda Viper

Ez egy nagyon egyszerű és elegáns élmény. Ennek végrehajtásához öntsünk 3-4 teáskanálnyi száraz, szitált folyami homokot egy tányérra, és csúsztassuk le a tetejét egy depresszióval. Ezután készítse el a reakcióelegyet, amely 1 teáskanál porcukorból és 1/4 teáskanál nátrium-hidrogén-karbonátból (szódabikarbóna) áll. A homokot 96-98% etanollal impregnálják, és az elkészített reakcióelegyet a tárgylemez nyomására öntik, majd az alkoholt meggyújtják. 3-4 perc múlva fekete golyók jelennek meg a keverék felületén, és fekete folyadék jelenik meg a lemezen. Amikor majdnem az összes alkohol kiég, a keverék feketévé válik, és egy ráncos vastag fekete "vipera" lassan kúszik ki a homokból. A bázison haldokló alkoholos gallér veszi körül.

A nátrium-hidrogén-karbonát bomlása és az etil-alkohol elégetése során a reakciónak megfelelően felszabaduló széndioxid CO 2:

2NaHCO3 \u003d Na2C03 + H2O + CO 2

Megduzzad az égő tömeget, és úgy kúszik, mint egy kígyó. Minél hosszabb ideig ég az alkohol, annál hosszabb ideig kígyódik a nátrium-karbonát és a legkisebb szénrészecske keveréke, amely a cukor oxidációja során képződik.

  Sóstos kígyó

Egy ilyen kígyó megfigyelhető, ha ammónium-nitrátot használnak a kísérlethez cukor és alkohol égésével. Ebben az esetben a reakciókeveréknek 1/2 teáskanál ammónium-nitrátból és 1/2 teáskanál granulált cukorból kell állnia, amelyet óvatosan habarcsban őrölnek. Ezt az elegyet etil-alkoholban átitatott homoklemez nyomására öntjük, majd az alkohol meggyullad. Miután csaknem teljesen kiégett, egy "vipera" kezd dombogni a hegy tetejéről.

A fényben való megjelenését az ammónium-nitrát cukorral történő reakciója okozza:

2NH4N03 + C12H22O11 \u003d 11C + 2N2 + CO 2 + 15H20

A "vipera" -ot ismét a képződött gázok hajtják: N2 nitrogén, szén-dioxid CO 2 és vízgőz.

  Fekete "boa constrictor" egy pohárból

Ez az élmény látványos látvány. 75 g porcukrot helyezünk egy magas üvegpohárba, 5-7 ml vízzel megnedvesítjük és hosszú üvegrúddal összekeverjük. Ezután 30-40 ml tömény kénsavat, H2S04-et öntünk erre a pálcára a nedves cukorra. (Vigyázat)

Ezután a tartalmat gyorsan összekeverik egy üvegpálcával, amelyet a keverékkel töltött üvegbe hagynak. Egy vagy két perc elteltével az üveg tartalma feketedni kezd, duzzadni kezd és térfogati, morzsolódó és orrlyukak formájában növekszik, az üvegrudat felfelé húzva. A pohárban levő keverék nagyon forró, és még egy kicsit is dohányzik. Lassan kúszik az üvegből.

A kénsav oxidálja a C 12 H 22 O 11 szacharózt, és kén-dioxiddá alakul. Ugyanakkor széndioxidot kapunk. Ezek a gázok megduzzadják a keletkező szenet, és a pálcával együtt kinyomják az üvegből. Az ezeket a kémiai átalakításokat közvetítő egyenlet a következő:

C 12H 22 O 11 + 2H 2SO 4 \u003d 11 C + 2SO 2 + CO 2 + 13 H 2 O

A szén- és a kén-dioxid, valamint a vízgőz növeli a reakciótömeg térfogatát, és megmozgatja. Hozzáadhat kénsavat egy pohár szárított cukorhoz. Az anyagokat összekeverik egy üvegpálcával, majd az üveget egy jar forró vízbe helyezik. Kevesebb, mint egy perc alatt erőszakos reakció kezdődik. Egy fekete tömeg oszlop "lő" egy pohárból.

Egy másik kiviteli alakban a forró savat óvatosan öntjük egy pohár cukorba. Ezt a tapasztalatot már a magazin előző számában leírtuk.

A képen - az úgynevezett "fáraó kígyó", a bomlási reakció eredménye (Hg (NCS) 2). Általában számos kémiai átalakulást fáraó kígyóknak neveznek, amelyeket kis mennyiségű kiindulási anyagból nagy mennyiségű porózus reakciótermék képződése kísér. Ezeket gyakran demonstrációs kísérletként használják annak egyértelmű szemléltetésére, hogy a reagáló anyagok térfogatának többszöri megváltozása történhet egy kémiai reakció eredményeként. Az ilyen kémiai folyamatokat gyors gázfejlődés kíséri, és úgy néz ki, mintha egy nagy kígyó kúszna ki a példátlan idegen reagensek keverékéből vagy csápjaiból.

A kísérlet neve az Ószövetség szövegére utal. Az Exodus hetedik könyvének fejezetében ezt írják: „És Áron [Mózes idősebb testvére és társa meghúzta a rúdját a fáraó elé, amikor a zsidókat felszabadították az egyiptomi rabszolgaságból, és ő [rúd] kígyó lett. És hívta a fáraó a bölcs embereket és a varázslókat; és ezek az egyiptomi varázslók ugyanúgy cselekedtek a varázslatukkal: mindegyikük dobta a rúdját, és kígyókká váltak, de Áron botja elnyelte a rúdot. "

Wöller-féle lelet - a Pharaoschlange nevű tűzijáték - egy ideje népszerű volt a németországi tudományos kiállításokon, ám ezt később tiltották a kémiai laboratóriumok falán kívüli, bárhol másutt való megjelenítésnek. A fáraó kígyók tilalmát akkor vezették be, amikor tragikus körülmények között felfedezték a Hg (NCS) 2 toxikus tulajdonságait - több gyermeket meghaltak megmérgezve, ha higany (II) tiocianátot fogyasztottak édességhez, és azt megették.

A higany (II) tiocianát fehér, szilárd anyag, gyakorlatilag vízben nem oldódik (20 ° C-on 0,069 g Hg (NCS) 2 feloldódik 100 ml vízben). Nagyjából ugyanolyan módon állítják elő, mint amit Wöhler kapott - higany (II) -nitrát vagy -klorid és kálium-tiocianát oldatok reakciójával. Amikor a higany (II) -tiocianátot 165 ° C-ra hevítik, az hővel spontán lebomlik, és a fehér por ömlesztett és porózus barna masszává válik, amely nem oldódik fel a vízben. Alapvetően a kígyó szén-nitridből (C 3 N 4) áll. A higany (II) tiocianát fő bomlási reakcióját a következő egyenlet írja le:

2Hg (NSC) 2 → 2HgS + CS2 + C3N4

Hevítés közben a C3N4 részlegesen bomlik cianogén és molekuláris nitrogén képződésével:

3C3N4 → 3 (CN) 2 + N2

A higany (II) tiocianát bomlásából származó higany (II) -szulfid tovább reagálhat a légköri oxigénnel, fémhigany képződéséhez vezetve, amelynek gőze illékony. Ezért a biztonság érdekében a demonstrációs kísérlet elvégzésekor a bomló higany (II) -tiocianátot általában üvegkupolával borítják.

HgS + O 2 → Hg + SO 2

A higany-tiocianát bomlásából származó szén-diszulfid (CS 2) nagyon gyúlékony, és légköri oxigénben is éghet, szén-dioxid és kén-dioxid (SO 2) gázok képződésével:

CS 2 + 3O 2 → CO 2 + 2SO 2

Mint minden higanysó, a tiocianát mérgező. Félhalálos adagja (LD 50) 46 mg / kg (patkányoknak szájon át adva), ez az anyag különösen gyorsan a nyálkahártyán keresztül jut a szervezetbe, és a bőrön keresztül felszívódik. Ezért, valamint a higanygőz esetleges felszabadulása miatt a kísérletre való felkészülés és végrehajtása nemcsak óvatosságot és figyelmet igényel, hanem biztonsági óvintézkedéseket is igényel - a Hg (NCS) 2 kígyó csak speciális laboratóriumi helyiségben mutatható be jó kipufogógáz segítségével szellőztetés. Ez az élmény nagyon látványos: 0,5 gramm Hg (NCS) 2-től akár 30 cm hosszú kígyót kaphat.

Ha meg akarja nézni a fáraó kígyóját a konyhában, vagy megmutatja az iskola vagy óvoda előcsarnokában a matinán, akkor a legbiztonságosabb a glukonát fáraó kígyója. Egy ilyen kígyó előállításához elegendő egy gyógyszertárban megvásárolható kalcium-glükonát-tablettát 120 ° C-ra melegíteni (a kísérletek során a kalcium-glükonátot leggyakrabban egy tűzálló száraz üzemanyag-tablettára helyezik). A kalcium-glükonát elbomlik, és fehér foltokkal rendelkező világosszürke kígyó kúszik ki a tablettából. Egy 0,5 grammos tablettából 10-15 cm hosszú kígyót kaphat.

A kalcium-glükonát bomlása kalcium-oxid, szén, szén-dioxid és víz képződéséhez vezet:

Ca 2 + O 2 → 10 C + 2 CO 2 + CaO + 10 H 2 O

A fáraó kígyó világos árnyalata kalcium-glükonátból kalcium-oxidot eredményez. A kapott kígyó hátránya a törékenység: könnyen morzsolódik.

Arkadi Kuramshin

Sokak számára a kémia órák valódi gyötrelmet jelentenek. De ha még egy kicsit megérti ezt a témát, akkor szórakoztató kísérleteket végezhet, és élvezheti azt. Igen, és a tanárok nem bántják a hallgatóikat. Az úgynevezett fáraó kígyók ideálisak erre.

Név eredete

Senki sem tudja a „fáraó kígyók” név eredetét, ám bibliai eseményekre korlátozza. Annak érdekében, hogy lenyűgözze a fáraót, Mózes próféta az Úr tanácsára a földre dobta munkatársait, és kígyóvá vált. A kiválasztott kezében tartva a hüllő ismét személyzet lett. Noha a valóságban nincs semmi közös ezeknek a kísérleteknek a megszerzésének módja és a bibliai események között.

Mit lehet kapni "fáraó kígyók"

A kígyók leggyakoribb anyaga a higany-tiocianát. Kísérleteket azonban csak jól felszerelt kémiai laboratóriumban végezhetnek. Az anyag mérgező és kellemetlen tartós szaggal rendelkezik. Az otthoni "fáraó kígyó" készíthető tablettákból, amelyeket recept nélkül kapnak gyógyszertárakban, vagy ásványi műtrágyákból, amelyeket egy vasáru üzlettől kapnak. A kísérlethez kalcium-glükonátot, urotropint, szódat, porcukrot, nitrátot és sok más anyagot használnak, amelyeket gyógyszertárban vagy üzletben lehet megvásárolni.

"Kígyók" szulfanilamid tablettákból

A kísérlet legegyszerűbb módja otthon a fáraó kígyói a gyógyszercsoportból. Ezek olyan gyógyszerek, mint a Streptocid, Biseptol, Sulfadimezin, Sulfadimetoxin és mások. szinte mindenkinek van ház. A szulfanilamidokból származó "fáraó kígyók" ragyogó szürke színűek, szerkezetükben hasonlítanak a kukoricapálcákra. Ha óvatosan megragadja a kígyó fejét szorítóval vagy csipesszel, akkor egy tablettából meglehetősen hosszú hüllőt húzhat.

A „fáraó kígyója” végrehajtásához égőre vagy a fenti gyógyszerekre van szüksége. Több tablettát fektettek le, amelyeken tüzet gyújtanak. A reakció során olyan anyagok szabadulnak fel, mint a nitrogén, a hidrogén-szulfid és a vízgőz. A reakció képlete a következő:

C 11 H 12 N 4 O 2 S + 7 O 2 \u003d 28 C + 2 H 2 S + 2SO 2 + 8 N 2 + 18 H 2 O

Egy ilyen kísérletet nagyon óvatosan kell elvégezni, mivel a kénes gáz és a hidrogén-szulfid nagyon mérgező. Ezért, ha a kísérlet alatt nem lehetséges a helyiség szellőztetése vagy a motorháztető bekapcsolása, akkor ezt jobb az utcán vagy egy speciálisan felszerelt laboratóriumban megtenni.

Kalcium-glükonát kígyók

A legjobb a biztonságos anyagokkal kísérletezni, még akkor is, ha azokat speciálisan felszerelt laboratóriumon kívül használják. A kalcium-glükonátból származó "fáraó kígyó" meglehetősen egyszerű.

Ehhez 2-3 tabletta gyógyszert és egy kocka száraz üzemanyagot kell igénybe vennie. A láng hatására reakció kezdődik, és egy szürke „kígyó” kúszik ki a tablettából. Az ilyen kalcium-glükonáttal végzett kísérletek meglehetősen biztonságosak, ám mindig óvatosnak kell lennie azok elvégzésekor. A kémiai reakció képlete a következő:

C 12H 22 CaO 14 + O2 \u003d 10 C + 2CO 2 + CaO + 11 H 2 O

Mint láthatja, a reakció víz, szén-dioxid, szén és kalcium-oxid felszabadulásával jár. A növekedést a gázfejlődés okozza. A "fáraó kígyók" hosszúságát legfeljebb 15 centiméterre állítják elő, de rövid élettartamúak. Amikor megpróbálja őket felvenni, szétesnek.

"A fáraó kígyója" - hogyan lehet elkészíteni műtrágyából?

Ha van kertje egy személyes telken vagy egy nyári tartózkodási hely, akkor minden bizonnyal vannak különféle műtrágyák. A nitrát vagy ammónium-nitrát a leggyakoribb, amelyet bármely nyári lakos és gazda kamrájában megtalálnak. A kísérlethez szüksége lesz rostált folyami homokra, fél teáskanál sóslére, fél teáskanál porcukorra, egy kanál etil-alkoholra.

A homok csúszdainál depressziót kell készíteni. Minél nagyobb az átmérő, annál vastagabb lesz a "kígyó". A sósav és a cukor alaposan őrölt keverékét öntsük a mélyedésbe, és etanollal öntjük. Ezután az alkoholt felgyújtják, fokozatosan "kígyó" képződik.

A reakció ebben az esetben a következő:

2NH 4 NO 3 + C 12 H 22 O 11 \u003d 11 C + 2 N 2 + CO 2 + 15 H 2 O.

A mérgező anyagoknak a kísérlet során történő kibocsátása megköveteli a biztonsági óvintézkedések betartását.

Élelmiszer fáraó kígyó

A "fáraó kígyók" nem csak gyógyszerekből vagy műtrágyákból származnak. A tapasztalat kedvéért olyan termékeket használhat, mint például cukor és szóda. Ilyen alkatrészek megtalálhatók bármilyen konyhában. A mélyedésű domb folyami homokból képződik és alkohollal impregnálható. A porcukor és a szódabikarbóna 4: 1 arányban összekeverednek, és mélyedésbe öntik. Tűzoltott alkoholt.

A keverék feketedik és lassan megduzzad. Amikor az alkohol gyakorlatilag megszűnik, több hullámos "hüllő" kúszik ki a homokból. A reakció a következő:

2NaHCO 3 \u003d Na 2 CO 3 + H 2 O - + CO 2,

C 2 H 5 OH + 3 O 2 \u003d 2 CO 2 + 3 H 2 O

Az elegy széndioxiddá és vízgőzzé bomlik. Azok a gázok, amelyek a szóda hamu felhalmozódnak és növekednek, és nem reagálnak a reakció során.

Egy másik "hüllő" a tablettából

Van egy másik egyszerű módszer a „fáraó kígyó” megszerzésére a drogoktól. Ehhez meg kell vásárolnia az "Urotropin" gyógyszert a gyógyszertárban. Tabletta helyett száraz üzemanyagot is használhat, amely ezt az anyagot tartalmazza. Még mindig ammónium-nitrát oldatra van szüksége. Az "Urotropin" gyógyszert impregnálni kell velük. A teljes oldatot azonban nem lehet azonnal felvinni a kiindulási anyagra, ezért néhány csepp hozzá kell adnia és megszárítania kell. Ebben az esetben a szárítást szobahőmérsékleten kell végrehajtani.

Ezután a pirulát tüzet égették. Ennek eredményeként kiderül, hogy nem annyira "kígyó", mint "sárkány". Ha viszont megnézzük, ez ugyanaz a „fáraó kígyók” élménye. Az alkotóelemek tulajdonságai miatt azonban hevesebb reakció lép fel, amely háromdimenziós alak kialakulásához vezet.

Higany Rodanide kígyó

A fáraó kígyójának kémiai kísérletét először 1820-ban egy orvostanhallgató végezte. Friedrich Weller higany-nitrát és ammónium-tiocianát oldatát keverte, és fehér kristályos csapadékot kaptunk. A hallgató megszárította a kapott higany-rodanid csapadékot, és csak a kíváncsiság kedvéért tüzet gyújtott. Fekete-sárga szerpentin tömeg kezdett kúszni az égő anyagból.

A higany-tiocianátból származó "fáraó kígyók" egyszerűen előállíthatók. Az anyagot hőálló felületen meg kell gyújtani. A reakció a következőképpen alakul:

2Hg (NCS) 2 \u003d 2HgS + C3N4 + CS2

CS 2 + 3 O 2 \u003d CO 2 + 2SO 2

Hőhatás alatt a higany-rodanid bomlik higany-szulfiddá (ez adja a hüllő feketét), szén-nitridré (amely a kígyó sárga színéért felelős) és szén-diszulfiddá (szén-diszulfid). Ez utóbbi meggyullad és bomlik gázokká - szén-dioxiddá és kén-oxiddá, amelyek megduzzadják a szén-nitridet. Ő viszont fekete-sárga "fáraó kígyókat" fog el és fordít.

Ezt az élményt soha nem szabad otthon elvégezni! A mérgező gázok kibocsátása mellett a higanygőz is felszabadul. A higany önmagában mérgező és súlyos kémiai mérgezést okozhat.

Biztonság a kísérletek során

Annak ellenére, hogy a "fáraó kígyók" előállításához szükséges legtöbb anyag biztonságosnak tekinthető, a kísérleteket nagyon óvatosan kell elvégezni. A fenti képletekből kitűnik, hogy a bomlás meglehetősen mérgező összetevőket eredményez, amelyek súlyos mérgezéshez vezethetnek. Minden kísérletet otthon végezhet, csak szellőztetett helyiségben vagy nagy teljesítményű motorháztető jelenlétében. A higany-tiocianáttal végzett kísérleteket csak egy speciálisan felszerelt laboratóriumban lehet elvégezni, az összes biztonsági előírást betartva.

Összegzésként elmondhatjuk, hogy azáltal, hogy a fáraó kígyók kémiai tapasztalatait az osztályteremben végzi, a tanár érdeklődik a hallgatók számára a saját tárgyukban. Az óra valószínűleg még azokat is érdekli, akik nem értik és nem szeretik a kémiát. És azok, akik az unalmas elméleti számítások helyett a gyakorlatot részesítik előnyben, további ösztönzést kapnak a természettudomány tanulmányozására.