چند آزمایش شیمی معدنی

. تهیه کرومات سدیم

٢. بررسی تاثیر اسید ها و باز ها بر فلزات و شناسایی گاز های تشکیل شده

٣. تهیه زرد کروم و نارنجی کروم

نام آزمایش : تهیه کرومات سدیم

هدف از آزمایش : تهیه کرومات سدیم

وسایل مورد نیاز : لوله آزمایش ، جا لوله ، گیره ، شعله ، پی پت ، سانتی فیوژ

مواد مورد نیاز : آب مقطر ، کلروید کرومیک ، سود سوزآور 1 مولار ، آب اکسیژنه ، ماده زرد کرومات ، اسید سولفوریک 2 نرمال .

شرح آزمایش :

ابتدا لوله آزمایش تمیزی را انتخاب می نماییم کرده و حدود 10cc آب مقطر به آن می ریزیم تا محلول حل شود . در نتیجه محلول سبز رنگی به وجود می آید سپس بر روی آن سود سوزآور 1 مولار می افزاییم تا رسوب هیدرکسید 3 تشکیل شود که ماده ای به رنگ سبز خاکستری یا آبی خاکستری بدست می آید .

بعد از اینکه رسوب حاصل شد محلول را در داخل سانتری فیو‍ژ گذاشته تا رسوب را از محلولمان جدا می کنیم . سپس روی رسوب دو مرتبه سود سوزآور اضافه می کنیم تا رسوب کاملا حل شود بعد از حل شدن رسوب محلول را به دو قسمت تقسیم می کنیم یکی از لوله های را می جوشانیم ملاحظه می کنیم که کدر می شود و رسوب نیز تولید می شود . رسوب حاصل شده به رنگ سبز می باشد که هیدروکسید کروم(3) است . در لوله ی آزمایش دوم مقداری آب اکسیژنه 10% حجمی ریخته و حدود 2cc محلول سود نرمال به آن اضافه می کنیم . محلول زرد رنگ کرومات سدیم حاصل میشود روی آن دوقطره محلول اسید سولفوریک 2 نرمال می افزاییم محلول نارنجی رنگی تشکیل می شود که دی کرومات است .

واکنش های آزمایش :

Crcl3 (aq) + Naoh Cr(oH3) ↓ + 3NaCl

Cr(oH3) ↓+NaoH Cr(oH)4- . Na+ Nacro3 + H2o + Q

Cr(OH)4- Na+ + H2O + NaoH Na2Co4 + H2So4 + Na2Cr2 + Na2So4 + H2o

منابع و خطاها :

در مورد خطای آزمایش می توان گفت که در آزمایش خطا بوده است که از جمله می توان در وزن کردن مواد و همچنین در اضافه کردن آب اکسیژنه به محلول که مقدار آن زیاد بوده و رنگ زرد کرومات سدیم مقداری تیره تر از حالت اولیه خود بود .

نتیجه گیری :

با توجه به مطالب گفته شده و مواد موجود در اختیار ما توانستیم با استفاده از دستور کار محلول مورد نظر را که همان تهیه کرومالت سدیم بود را تهیه کردیم .

بسمه تعالی

موضوع آزمایش : بررسی تاثیر اسید ها و باز ها بر فلزات و شناسایی گاز های تشکیل شده

هدف از آزمایش : بررسی تاثیر اسید ها و بازهای معروف بر فلزات و حالت سرد و گرم و شناسایی گازهای آزاد شده.

وسایل مورد نیاز : جا لوله - لوله آزمایش (3) - گیره لوله آزمایش - پیست

مواد مورد نیاز : آب مقطر - پودر آهن - پودر مس- اسید سولفوریک غلیظ و رقیق - هیدروکلریک اسید غلیظ و رقیق - اسید نیتریک غلیظ و رقیق

مقدمه و تئوری : در این آزمایش ما میخواهیم اثر اسید ها و بازهای محتلف روی فلزات را در حالت رقیق و غلیظ و سرد و گرم بررسی کنیم و گاز تولیدی ( احتمالی) آنها را بررسی کنیم .

نوع اسید و غلظت و سرد و گرم بودن ان روی محصول تاثیر دارد.

برای شناسایی گاز هیدورژن از کبریت استفاده میکنیم که در صورت آزاد شدن هیدوژن صدای انفجار میدهد و برای شناسایی SO2 از کاغذ آغشته به محلول پرمنگنات پتاسیم استفاده میکنیم که رنگ بنفش آن را زایل میکند.

اثر اسیدها بر روی مس

محلولهای رقیق «اسید هیدرو کلریک» و «اسید سولفوریک» بر مس که در سری الکتروشیمیایی در زیر هیدروژن قرار دارد ، اثر نمی کنند ، اما مس در «اسید نیتریک» رقیق و غلیظ و همچنین «اسید سولفوریک» غلیظ به واسطه اثر اکسید کنندگی آنها حل می شود. یک نکته جالب توجه این است که مس می تواند از «اسید هیدرو سیانیک» غلیظ ، HCN ، هیدروژن آزاد می کند و احتمالا عامل انجام این واکنش ، تمایل زیاد مس (I) برای تشکیل کمپلکس با یون سیانید است.

واکنش های هر مرحله :

واکنش اسید کلرید غلیظ و رقیق با مس

Cu + 2 HCL2 no Reaction

واکنش اسید نیتریک غلیظ و رقیق با مس

غلیظ 3cu + 4No3 3Cu(No3)2 + 2No2↑+2H2O

رقیق NO3 (aq) + 3H (aq) + Cu(s) → no Reaction

واکنش اسید سولفوریک غلیظ و رقیق با مس

HSO4-(aq) ↔ SO42-(aq) + H+

واکنش اسید سولفوریک غلیظ و رقیق با آهن

غلیظ 2H2SO4(aq) + Fe(s) → H2(g) + Fe(HSO4)2 رقیق H2SO4(aq) + Fe(s) → no Reaction

واکنش اسید کلریک غلیظ و رقیق با آهن

2HCl(aq) + Fe(s) → H2(g) + FeCl2

واکنش اسید نیتریک غلیظ و رقیق با آهن

2HNO3(aq) + Fe(s) → H2(g) + Fe(NO3)2

غلیظ 2Fe(NO3)3(aq) + Fe(s) → 3Fe(NO3)2

رقیق 2HNO3(aq) + Fe(s) → H2(g) + Fe(NO3)2

روش کار :

ابتدا مقداری cu را در داخل لوله ی آزمایش می ریزیم و بعد اسید HCL رقیق را به آن اضافه می کنیم واکنش انجام نمی شود .

و در لوله ی آزمایش دوم دوباره Cu ریخته و بعد اسید نیتریک HNO3غلیظ را به آن اضافه می کنیم و گازی خرمایی رنگ از آن خارج می شود و محصول واکنش Cu(NO3)2 +H2O است .

در آزمایش سوم HNO3 رقیق را به روی Cu اضافه می کنیم که گاز بی رنگی از آن خارج می شود و محصول واکنش Cu(NO3) است .

آزمایش سری دوم با Fe است که اول با اسید کلریک HCL رقیق آزمایش را انجام می دهیم به رقیق بودن اسید واکنش خیلی آرام صورت می گیرد به خاطر همین مثله محلول در معرض حرارت قرار می دهیم که بعد از حرارت دادن واکنش به خوبی انجام می شود و برای شناسایی گاز هیدروژن حاصل از واکنش آهن با اسید کلریک کبریت نیمه روشن را کاملاً خاموش می کند .

در مرحله دوم با محلول H2SO4 رقیق آزمایش را انجام می دهیم که واکنش انجام نمی شود .

در مرحله سوم با محلول H2SO4 غلیظ آزمایش را انجام می دهیم گاز SO2حاصل از این واکنش کاغذ حاوی پرمنگنات پتاسیم را که به رنگ بنفش است بی رنگ می کند .

نتیجه گیری : تولید گاز SO2 توسط سولفوریک اسید و H2 توسط HCL و NO2 توسط HNO3 را مشاهده کردیم .

سوالات مطرح شده :

1- محصولات احتمالی حاصل از اثر اسید ها به به فلزات مورد استفاده را در قالب واکنش شیمیایی بنویسید ( از داخل مواد اولیه در داخل آزمایش گونه اکسنده ، کاهنده را مشخص کنید ؟

2- تولید و عدم تولید هریک از محصولات مورد انتظار را بر اساس E0( پتانسیل کاهش ) توصیح دهید ؟

3- چرا آلومینیوم با اینکه از نظر الکترو شیمیایی فلز فعالی است (E0=-1/66 ) ولی به راحتی مورد مصرف قرار می گیرد ؟

به دلیل اینکه آلومینیوم زمانی که در برابر هوای آزاد اکسید می شود این اکسید باعث می شود یک ورقه مقاوم بروی سطح آلومینیوم ایجاد می شود و در برابر هوا و عوامل جوی مقاومت نشان میدهد .

4- سرعت واکنش را برای 2 حالت که در یک فلز مورد استفاده به شکل جامد غیر پودر و دیگری فلز به شکل پودر باشد بررسی کنید ؟

سرعت واکنش در فلز ی که به شکل پودر می باشد بیشنر از فلز به حالت غیر پودری می باشد به دلیل اینکه در این حالت ( حالت پودری) سطح تماس بیشتری وجود دارد و واکنش با سرعت زیادی انجام می شود .

موضوع آزمایش : تهیه زرد کروم و نارنجی کروم

هدف از آزمایش : آشنایی با طرز تهیه رنگدانه های معدنی زردکروم(Chrome yellow) ونارنجی کروم(Chrome orange)

وسایل مورد نیاز : ارلن ، بشر ، پی پت ، آب فشان ، دماسنج ، هیتر .

مواد مورد نیاز : استات سرب یا نیترید سرب ، آب مقطر ، دی کرومات پتاسیم ، سود 4 نرمال

مقمه و تئوری : کروم یکی از عناصر جدول تناوبی است که دارای نشان Cr و عدد اتمی 24 می‌باشد.کروم به شکل سنگ معدن کرومیت (H2CrO4 ) استخراج می شود.این عنصررابصورت تجاری با حرارت دادن این سنگ معدن در حضور آلومینیوم یا سلیکون تهیه می کنند.تقریبا" نیمی از سنگ معدن کرومیت جهان در آفریقای جنوبی تولید می شود.البته قزاقستان ، هند و ترکیه نیز از تولید کنندگان عمده آن هستند.مقدار کرومیت اسخراج نشده بسیار زیاد است اما از نظر جغرافیایی در قزاقستان و آفریقای جنوبی متمرکز هستند.درسال 2000تقریبا" 15 میلیون تن سنگ معدن کرومیت قابل فروش تولید شد و تقریبا" به 4 میلیون تن آهن- کروم به ارزش تقریبی 5/2 میلیارددلار امریکا تبدیل شد.

اگرچه وجود کروم خالص بسیار نادر است ، مقادیری کروم خالص کشف شده است. معدن Udachnaya در روسیه نمونه هایی از کروم خالص تولید می کند. این معدن یک استوانه کیمبرلیت غنی از الماس است ،وهم کروم عنصری وهم الماس تولید می کند.

موارد استفاده کروم:

در متالوژی برای مقاوم کردن در مقابل پوسیدگی و در براقی نهائی:

بعنوان یک جزء در آلیاژها ،مثلا"در فولاد ضدزنگ،

در آب کاری با کروم ،

در آلومینیوم آنادایز ،

بعنوان یک کاتالیزور.

از کرومیت برای ساخت قالبهای پخت آجر استفاده می شود.

نمکهای کروم باعث سبز شدن رنگ شیشه می شود.

کروماتها واکسیدها در رنگ مو و رنگهای معمولی بکارمی روند.

دی کرومات پتاسیم یک معرف شیمیایی است که درتمیز کردن ظروف شیشه ای آزمایشگاهی و بعنوان یک عامل تیترات مورد استفاده قرار می گیرد.این عنصر همچنین بصورت دندانه(مثلا ،عامل ثابت نگه دارنده) در رنگرزی بکار می رود.

دی اکسید کروم(CrO2) در تولید نوارهای مغناطیسی مصرف می شود این نوارها نسبت به نوارهای اکسید آهن دارای مقاومت در برابر میدانهای مغناطیسی بیشتری ،بوده لذا موجب کارآئی بهتر می شوند.

ترکیبات کروم:

دی کرومات پتاسیم عامل اکسید کننده بسیار قوی است و این ترکیب برای تمیز کردن ظروف آزمایشگاهی ، ارجح تر از سایر ترکیبات آلی است.اکسید کرومیک همان اکسید کروم سبز است (Cr2O3)که در نقاشی لعابی و رنگ کردن شیشه مورد استفاده قرار می گیرد.زردینه کروم رنگدانه زرد درخشانی است ( PbCrO4) که مورد استفاده نقاشان قرار می گیرد.
اسید کرومیک دارای ساختار فرضی H2CrO4 است. نه اسید کرومیک و نه اسید دی کرومیک در طبیعت یافت نمی شوند اما آنیونهای آنها در ترکُبات متنوعی یافت می شود.تری اکسید کروم CrO3 ،-اسید بدون آب اسید کرومیک - بصورت تجاری ،بعنوان اسید کرومیک بفروش می رسد.

تاریخچه کرومات سرب:

Johann Gottlob Lehmann در سال در سال 1761 در کوههای اورال ماده معدنی نارنجی-قرمز رنگی پیدا کرد که نام آنرا سرب قرمز سیبریایی نهاد.گرچه او به اشتباه آنرا ترکیب سرب با آهن و سلنیم انگاشت ، آن ماده معدنی در حقیقت کرومات سرب (PbCrO4) بود .

Peter Simon Pallas در سال این1770 ماده معدنی سربی قرمز رنگ (سرب قرمز سیبریایی) را در همان مکانی که Lehmann قبلا" دیده بود مشاهده کرد که خصوصیات مفید زیادی داشت از جمله این خصوصیات کاربرد آن بعنوان رنگدانه در تولید رنگ بود که استفاده از این ویژگی به سرعت توسعه یافت.رنگ زرد درخشانی که از کروکوئیت ساخته شد به یک رنگ بسیار رایج تبدیل گشت.

سال 1797 Nicolas-Louis Vauquelin نمونه هایی از سنگ معدن کروکوئیت را پیدا کرد.او با مخلوط کردن کروکوئیت و اسید هیدرو کلریک موفق به تهیه اکسید کروم( CrO3) گشت.سال 1798 Vauquelin متوجه شد که با حرارت دادن این اکسید در کوره های ذغالی می توان کروم فلزی بدست آورد.او موفق به شناسایی مقدار کمی کروم در سنگهای قیمتی از جمله یاقوت و زمرد شد.

در طول دهه اول قرن نوزدهم از کروم بیشتر بعنوان سازه ای در رنگها استفاده می شد اما امروزه عمده کاربرد آن (85%) در آلیاژهای فلزی است و مابقی موارد استفاده آن در صنایع شیمیایی ، موادنسوز و صنایع پایه می باشد.

بررسی قدرت رنگی رنگدانه های کرومات سرب:

مهمترین مشخصه های رنگدانه های کرومات سرب درخشندگی فام ، قدرت رنگ زنندگی و قدرت پوشانندگی بالا می باشد . این رنگدانه ها در رنگها و پلاستیکها کاربرد دارند . عیب این رنگدانه ها در مورد کاربرد در پلاستیکها این است که در دمای بالا تیره می شوند . بنابراین باید عملیاتی برروی این رنگدانه ها انجام گیرد تا پایداری حرارتی آنها را افزایش دهد . علاوه برآن از لحاظ زیست محیطی مقدار سرب قابل حل این رنگدانه ها باید کمتر از 2درصد باشد .

شرح آزمایش : طرز تهیه نارنجی کروم به این شکل است که در حدود 5/6 گرم استات سرب یا نیترات سرب را در cc60 آب مقطر حل می کنیم و سپس 5/1 گرم دی کرومات پتاسیم به محلول حاصل اضافه می کنیم . در هنگام جوشیدن حدود cc20 محلول سود 4 نرمال به آن اضافه می کنیم و سپس رسوب قرمز نارنجی را به مدت 20 دقیقه در درجه حرارت 90 درجه سانتی گراد می گذاریم و بعد از اتمام 20 دقیقه محلول را صاف کرده و پس از خشک کردن آن را وزن می کنیم و راندمان عمل را گزارش می کنیم .

واکنش تهیه نارنجی کروم :

Pb(NO3)2 + 2KOH + K2CrO5 → PbCrO5 + 4KNO3 + H2O

واکنش تهیه زرد کروم :

Pb(NO3) + K2CrO4 → PbCrO4 + 2KNO3

ثبت نتایج و دادها:

جرم کاغذ صافی
جرم زرد کروم با احتساب جرم کاغذ صافی
جرم نارنجی کروم با احتساب جرم کاغذ صافی

منابع خطا:

خطای روشی:حل شدن رسوب وجذب مواد خارجی به وسیله رسوب و...

خطای شخصی :بی دقتی در توزین موادو...

خطای تصادفی: ارتعاش ساختمان و...

نتیجه گیری:

هرچه محیط بیشتر قلیایی باشد رنگ نارنجی پررنگ تر می شود.

چند آزمایش شیمی معدنی

مطالب مشابه :

بازی آشپزخانه دوست داشتنی Lovely Kitchen

دانلود رایگان جزوه عناصر و جزییات ساختمان

خواب بزرگ - پس، از “دن ویتو” چی یاد گرفتیم؟

دانلود PDF طیف سنجی IR و رامان

بیوگرافی دکتر حسین آقابزرگ

بیماری وبا

مردم شناسی،موقعیت اقتصادی،راه های ارتباطی

چند آزمایش شیمی معدنی