Дихромат калію: отримання, застосування, чарівні реакції за участю реагенту

  1. Фізичні властивості
  2. Отримання і очищення
  3. окисні властивості
  4. Досвід "Виверження вулкана"
  5. "Фараоновий змія"
  6. вирощування кристалів
  7. Застосування в промисловості

Хімічні елементи, з яких складається все суще, можуть утворювати неймовірні з'єднання. Вони володіють унікальними властивостями і беруть участь в синтезі найважливіших речовин, що застосовуються в промисловості. Одним з таких з'єднань є Дихромат калію, про який розповість ця стаття. Хімічні елементи, з яких складається все суще, можуть утворювати неймовірні з'єднання

Фізичні властивості

Дихромат калію багатоликий. Хімічна формула даної речовини - K2Cr2O7. Воно має кількох імен. Технічне назву реактиву - хромпик. Іноді K2Cr2O7 зустрічається під найменуванням "калій діохромат".

При кімнатній температурі речовина являє собою помаранчеві кристали з питомою щільністю 2,68 г / см3. Якщо придивитися уважніше, то ви помітите їх тріклінную структуру. Як і багато інших з'єднань, при підвищенні температури кристалічна решітка хромпика видозмінюється - так утворюються моноклінна форма. Це можна спостерігати після проходження порогу в 257 градусів Цельсія.

З'єднання може похизуватися непоганою розчинність в воді. З ростом температури вона підвищується. При 20 ⁰C в рідкий стан перейде 12,5 грамів речовини, а при кипінні - 100 г. У спирті і аміаку хромпик не розчиняється, а з фтороводень вступає в реакцію.

Температура плавлення задоволена низька і становить всього 396 ⁰C. При 610 ⁰C відбувається повне термічне розкладання з утворенням K2CrO4, трехокиси хрому (III) і кисню.

Отримання і очищення

Для отримання K2Cr2O7 використовується розчин натрієвої хромпика і хлориду калію. Їх змішують і піддають сильному нагріванню до температурі 1200 ⁰C. В таких умовах протікає реакція обміну:

2KCl + Na2CR2O7 → K2Cr2O7 + 2NaCl

Для очищення кристалів в лабораторних умовах використовують метод перекристалізації. Готують розчин, розводячи 100 грамів дихромата калію в 1 літрі гарячої води. Його ретельно перемішують, фільтрують і піддають упарювання так, щоб від початкового об'єму залишилося близько 1/7. Залишок охолоджують при постійному перемішуванні. Таким шляхом утворюються дрібні кристали, які слід відфільтрувати під тягою за допомогою воронки Бюхнера. У процесі потрібно провести три промивання дуже холодною водою.

Триразова перекристалізація дозволить отримати зразок із вмістом реагенту Дихромат калію від 99,92 до 100%. Щоб добитися такої чистоти готують розчин з 100 грамів препарату і 150 мл окропу. Його добре перемішують і виливають тонкою цівкою в ексикатор або фарфорову чашку. У міру охолодження утворюються кристали, які фільтрують на пористої скляній воронці або платиновому конусі. Проводиться сушка при 100 ⁰C протягом 2-2,5 годин. Отримане тверде освіту дроблять і продовжують прогрівати при 200 ⁰C ще протягом 12 годин. Таку послідовність дій повторюють 3 рази.

окисні властивості

Одним з найсильніших окислювачів є Дихромат калію. Хімічні властивості цієї речовини можна спостерігати в наступних дослідах:

    При сильному нагріванні порцелянової чашки з невеликою кількістю реагенту його кристали перетворюються в розплав темного кольору. Після охолодження прожарений залишок набуває зелений відтінок, а розчин цієї речовини забарвлений в жовтий. Те, що залишилося на черепку, є триокиси хрому, а рідка фаза - K2CrO4.В лужному середовищі відбувається відновлення реагенту до оксидів. Розчиніть 3 грами кристалів в 50 мл дистильованої води. Долийте трохи K2CO3. Відбудеться реакція з виділенням CO2, розчин забарвиться в жовтий відтінок - утворився K2CrO4. При додаванні кислоти знову утворюється біхромат червоно-оранжевого цвета.Реагент здатний відновлювати галогени із з'єднань. Прокип'ятіть 5 мл K2Cr2O7 і 3 мл соляної кислоти. В результаті реакції виділиться газоподібний вільний хлор. Хромпік перетвориться в зелену трехокись. Досвід проводиться тільки під сильною тягою! Хромокисле солі свинцю і срібла нерозчинні. Якщо до K2Cr2O7 додати AgNO3, відбудеться реакція обміну з випаданням червоно-коричневого осаду Ag2CrO4. Той же механізм відновлення відбувається при реакції з нітратом свинцю, який дає жовтий нерозчинний остаток.Самі кристали хромпика також володіють окисними властивостями. Якщо їх нагріти з сіркою, то реагент відновить її до сульфіду калію і трехокиси. Провівши ту ж маніпуляцію з вуглецем, отримаєте K2CO3, CO2 і оксид хрому (III).

Досвід "Виверження вулкана"

Одним з найбільш вражаючих хімічних дослідів є «виверження вулкана». Його демонстрація потребують спеціального обладнання, націленого на захист органів дихання. Для експерименту доведеться прикрити шкірні покриви і надіти респіратор, адже продуктом реакції стане отруйна трехокись хрому, яка шкідлива для людини.

На неспалену підкладку, в якості якої можна використовувати азбестове полотно, кахель або кристалізатор, поміщається невелика купка двухромовокислого калію (альтернативний реагент (NH4) 2Cr2O7). У центрі зробіть поглиблення, капніть спирт і підпаліть його. У міру горіння відбувається розкладання хромпика з утворенням кисню. Газ включається в реакцію і забезпечує ефект синього полум'я. На лабораторному столі бушує справжній вулкан! Рештою продуктами горіння стануть K2CrO4, трехокись хрому (III). Ці речовини дуже токсичні, при попаданні на шкіру викликають опіки і виразки.

"Фараоновий змія"

Не менш цікавим є досвід під назвою «фараонові змії» з використанням реактиву Дихромат калію. Реакції з його участю виглядають вражаюче: розчини змінюють колір, кристали розкладаються з утворенням забарвленого в зелений відтінок оксиду Cr2O3.

Щоб отримати «змію», розітріть в ступці суміш з рівних частин хромпика і цукру, додайте половину порції нітрату натрію. Всі компоненти зволожите і підмішати трохи коллодия. Візьміть скляну трубочку і запресуйте туди кашку. Підпаліть один кінець судини, і ви побачите, як з іншого почне виповзати чорна «змійка». Коли вона охолоне, то забарвиться в зелений колір. При цьому сахароза згорає до вуглецю, нітрат натрію розкладеться з утворенням O2 і NaNO2, а хромпик утворює трехокись.

вирощування кристалів

Якщо приготувати насичений розчин біхромату калію, можна виростити фантастичні кристали. Виглядають вони дуже вражаюче, а зробити таку красу дуже просто. Досить поставити склянку з гарячим розчином в місце, захищене від світла, вібрації і протягу. Всередину ємності опустіть мотузочку і закріпіть її на краю. Потрібно почекати кілька днів, і ви побачите, як на нитці утворюються червоно-помаранчеві кристали.

Потрібно почекати кілька днів, і ви побачите, як на нитці утворюються червоно-помаранчеві кристали

Застосування в промисловості

Дихромат калію знайшов застосування відразу в декількох галузях промисловості. Його використовують у виробництві пігментів для лакофарбових виробів, для дублення шкіри, дезінфекції насіння. Окисні властивості дозволяють застосовувати хромпик для створення сірникових головок, боротьби з корозією металів, виготовлення піротехнічних виробів і сухих електролітів.

Суміш реагенту з концентрованої сірчаної кислотою - ідеальний засіб для миття хімічного посуду.

джерело