Калиев дихромат: производство, употреба, магически реакции, включващи реагента

Химичните елементи, които съставляват всички неща, могат да образуват невероятни съединения. Те имат уникални свойства и участват в синтеза на най-важните вещества, използвани в промишлеността. Едно от тези съединения е калиев дихромат, който се описва в тази статия.

Физични свойства

Калиев дихромат има много лица. Химичната формула на това вещество е K ₂ Cr ₂ O ₇ . Има няколко имена. Техническото име на реагента е chrompeak. Понякога K ₂ Cr ₂ O ₇ се намира под наименованието "калиев бихромат".

При стайна температура веществото е оранжеви кристали със специфично тегло от 2,68 g / cm3. Ако се вгледате внимателно, ще забележите тяхната триклинна структура. Подобно на много други съединения с повишаване на температурата кристална решетка Хроматично модифицирана - така се формира моноклинната форма. Това може да се наблюдава след преминаване на прага от 257 градуса по Целзий.

Съединението има добра разтворимост във вода. С увеличаване на температурата, тя се издига. При 20 ° С, 12,5 грама от веществото ще премине в течно състояние и 100 g при кипене.В алкохол и амоняк, хром е неразтворим и реагира с флуороводород.

Точката на топене е доста ниска и е само 396 ° С. При 610 ° С се осъществява пълно термично разлагане с образуването на K2CrO4, хромов триоксид (III) и кислород.

Получаване и почистване

За получаване на K ₂ Cr ₂ O _{7 се} използва разтвор на натриев бром и калиев хлорид. Те се смесват и се подлагат на силно нагряване до температура от 1200 ° С. При такива условия реакцията на обмен продължава:

2KCl + Na2CR2O7 → K2Cr2O7 + 2NaCl

За пречистване на кристали в лабораторията се използва методът на рекристализация. Приготвя се разтворът, разреждайки 100 грама калиев дихромат в 1 литър гореща вода. Тя се смесва старателно, филтрира се и се изпарява, така че остава около 1/7 от първоначалния обем. Остатъкът се охлажда при постоянно разбъркване. По този начин се образуват малки кристали, които трябва да се филтрират под фуния на Бюхнер. В процеса трябва да извършите три изплаквания с много студена вода.

Трикратната рекристализация ще позволи да се получи проба със съдържание на реагент калиев дихромат от 99.92 до 100%. За да се постигне такава чистота, се приготвя разтвор от 100 грама от лекарството и 150 ml вряща вода. Той се смесва добре и се излива в тънък поток в ексикатор или порцеланова чаша. Тъй като се охлажда, се образуват кристали, които се филтрират върху пореста стъклена фуния или платинен конус. Изсушаването се извършва при 100 ° С за 2-2.5 часа. Получената твърда форма се раздробява и продължава да се загрява при 200 ° С за още 12 часа. Тази последователност от действия се повтаря 3 пъти.

Оксидиращи свойства

Един от най-силните окислители е калиев дихромат. Химичните свойства на това вещество могат да бъдат наблюдавани при следните експерименти:

• Когато порцелановата чаша се нагрява с малко количество реагент, кристалите й се превръщат в тъмно оцветена стопилка. След охлаждане калцинираният остатък придобива зелен оттенък и разтворът на това вещество е оцветен в жълто. Това, което остава на парчето е хром триоксид, а течната фаза е K2CrO4.
• В алкална среда реагентът се редуцира до оксиди. Разтварят се 3 грама кристали в 50 ml дестилирана вода. Долейте малко K ₂ CO ₃ . Ще има реакция с отделянето на CO ₂ , разтворът ще се превърне в жълт оттенък - образуван K ₂ CrO ₄ . Добавянето на киселина възстановява бихромата с червено-оранжев цвят.
• Реагентът може да редуцира халогени от съединения. Сварете 5 ml K ₂ Cr ₂ O ₇ и 3 ml. солна киселина. В резултат на реакцията ще се освободи газообразен свободен хлор. Chrompic ще се превърне в зелен триоксид. Опитът се извършва само под силно бреме!
• Хромните соли на оловото и среброто са неразтворими. Ако към K ₂ Cr 2O _{7 се} добави AgN03, ще се получи реакция на обмен с утаяването на червено-кафявата Ag ₂ CrO ₄ утайка. Същият механизъм на редукция се наблюдава при взаимодействие с оловен нитрат, който дава жълт неразтворим остатък.
• Самите хромови кристали също имат окислителни свойства. Ако те се загреят със сяра, реагентът ще го възстанови до калиев сулфид и триоксид. Чрез извършване на същото манипулиране на въглерода се получават К2СО3, СО2 и хромов оксид (III).

Опитът "Вулканично изригване"

Един от най-впечатляващите химически експерименти е „вулканичното изригване“. Неговата демонстрация ще изисква специално оборудване, насочено към защита на дихателната система. За експеримента ще трябва да покриете кожата и да поставите респиратор, защото продуктът на реакцията ще бъде токсичен хромов триоксид, който е вреден за хората.

Малка купчина калиев бихромат (алтернативен реагент (NH ₄ ) ₂ Cr ₂ O ₇ ) се поставя върху негорим субстрат, като можете да използвате азбестова кърпа, плочки или плесен. В центъра направете жлеб, капнете алкохол и го запалете. С настъпването на изгарянето се получава хромово разлагане с образуването на кислород. Газът е включен в реакцията и осигурява ефект на синия пламък. На лабораторната маса бушува истински вулкан! Останалите продукти на горене ще бъдат K ₂ CrO ₄ , хромов триоксид (III). Тези вещества са много токсични, причинявайки изгаряния на кожата и язви при контакт с кожата.

"Змията на фараона"

Не по-малко интересен е опитът, наречен "фараонови змии", използващ реагент калиев дихромат. Реакциите с участието му изглеждат впечатляващи: разтворите променят цвета си, кристалите се разлагат с образуването на Cr ₂ O ₃ оксид, оцветен в зелено.

За да получите "змия", мелене в хаван смес от равни части хром и захар, добавете половин порция натриев нитрат. Навлажнете всички съставки и разбъркайте в някакъв коладий. Вземете стъклената тръба и натиснете там кашата. Осветете единия край на кораба и ще видите че черната “змия” ще започне да пълзи от другата. Когато се охлади, ще стане зелено. В този случай захарозата изгаря до въглерод, натриев нитрат Разлага се с образуването на О2 и NaN02 и пиковете на хром образуват триоксид.

Отглеждане на кристали

Ако приготвите наситен разтвор на калиев дихромат, можете да отглеждате фантастични кристали. Изглеждат много впечатляващи и правят такава красота много проста. Достатъчно е да поставите чаша с горещ разтвор на място, защитено от светлина, вибрации и течения. Вътре в резервоара, снижете шнура и го закрепете към ръба. Трябва да изчакате няколко дни и ще видите червено-оранжеви кристали, които се оформят на низ.

Промишлени приложения

Калиев дихромат е намерил приложение едновременно в няколко индустрии. Използва се при производството на пигменти за бои и лакове, за дъбене на кожа и дезинфекция на семена. Оксидиращите свойства позволяват използването на chrompeak за създаване на комбинирани глави, за борба с корозията на метали, за производство на пиротехнически продукти и сухи електролити.

Смес от реагент с концентрирана сярна киселина е идеално средство за измиване на химически стъклени съдове.