قبل از شروع آزمایش دستکش های محافظ بپوشید.

آزمایش را روی سینی انجام دهید.

قوانین ایمنی عمومی

• اجازه ندهید مواد شیمیایی با چشم یا دهان شما تماس پیدا کند.
• افراد را از محل آزمایش بدون عینک محافظ و همچنین کودکان کوچک و حیوانات دور نگه دارید.
• کیت آزمایشی را دور از دسترس کودکان زیر 12 سال نگهداری کنید.
• تمام تجهیزات و وسایل را پس از استفاده بشویید یا تمیز کنید.
• اطمینان حاصل کنید که تمام ظروف معرف محکم بسته شده و پس از استفاده به درستی نگهداری می شوند.
• مطمئن شوید که تمام ظروف یکبار مصرف به درستی دور ریخته شده اند.
• فقط از تجهیزات و معرف های ارائه شده در کیت یا توصیه شده توسط دستورالعمل های فعلی استفاده کنید.
• اگر از ظرف غذا یا ظروف شیشه ای برای آزمایش استفاده کرده اید، بلافاصله آن را دور بیندازید. آنها دیگر برای نگهداری مواد غذایی مناسب نیستند.

اطلاعات کمک های اولیه

• اگر معرف ها با چشمان شما تماس پیدا کرد، به طور کامل با آب بشویید و در صورت لزوم چشم را باز نگه دارید. بلافاصله با پزشک خود تماس بگیرید.
• در صورت بلعیده شدن، دهان را با آب بشویید و مقداری آب تمیز بنوشید. استفراغ را تحریک نکنید. بلافاصله با پزشک خود تماس بگیرید.
• در صورت استنشاق معرف ها، مصدوم را به هوای تازه ببرید.
• در صورت تماس با پوست یا سوختگی، ناحیه آسیب دیده را با آب فراوان به مدت 10 دقیقه یا بیشتر بشویید.
• اگر شک دارید، فوراً با پزشک مشورت کنید. معرف شیمیایی و ظرف آن را با خود ببرید.
• در صورت آسیب، همیشه به دنبال مراقبت های پزشکی باشید.

• استفاده نادرست از مواد شیمیایی می تواند باعث آسیب و آسیب به سلامتی شود. فقط آزمایش های مشخص شده در دستورالعمل ها را انجام دهید.
• این مجموعه از تجربیات فقط برای کودکان 12 سال و بالاتر در نظر گرفته شده است.
• توانایی های کودکان حتی در گروه های سنی به طور قابل توجهی متفاوت است. بنابراین، والدینی که با فرزندان خود آزمایش می کنند، باید از اختیار خود استفاده کنند تا تصمیم بگیرند که کدام آزمایش برای فرزندانشان مناسب و ایمن است.
• والدین باید قبل از آزمایش قوانین ایمنی را با کودک یا فرزندان خود در میان بگذارند. توجه ویژه ای باید به جابجایی ایمن اسیدها، قلیایی ها و مایعات قابل اشتعال شود.
• قبل از شروع آزمایش، محل آزمایش را از اشیایی که ممکن است با شما تداخل داشته باشند پاک کنید. از نگهداری مواد غذایی در نزدیکی محل آزمایش خودداری کنید. منطقه آزمایش باید به خوبی تهویه شود و نزدیک به یک شیر آب یا دیگر منبع آب باشد. برای انجام آزمایشات به یک جدول پایدار نیاز دارید.
• مواد موجود در بسته بندی یکبار مصرف باید به طور کامل استفاده شوند یا پس از یک آزمایش دور ریخته شوند. پس از باز کردن بسته

سوالات متداول

نقاشی تار به نظر می رسد. چگونه می توانم آن را واضح تر بیان کنم؟

اگر سواب پنبه ای بیش از حد با محلول سولفات آهن مرطوب شود، نقاشی ممکن است "شناور" شود: هنگام طراحی، کاغذ به سادگی زمان جذب تمام مایع را ندارد و مقداری از آن مانند آبرنگ بسیار رقیق شده روی سطح باقی می ماند. رنگ کردن در این مورد، آزمایش باید دوباره انجام شود: یک ورق کاغذ دیگر بردارید و تمام مراحل دستورالعمل را تکرار کنید و تعداد قطرات محلول FeSO 4 را با دقت بشمارید.

آزمایشات دیگر

آموزش گام به گام

یک سواب پنبه ای را با 2-3 قطره از محلول 0.1 مولار سولفات آهن FeSO 4 مرطوب کنید. چیزی را روی کاغذ بکشید.

2-3 قطره از محلول 0.4 مولار پتاسیم هگزاسیانوفرات K 3 را به جاذب بمالید. طرح را با قسمت خیس جاذب لکه دار کنید.

کاغذ را با آب بشویید.

نقاشی را با یک پد پنبه ای خشک کنید.

10 قطره محلول تانن 1 درصد را به طور مساوی روی کاغذ پخش کنید. 1 دقیقه صبر کنید.

10 قطره از محلول 0.3 مولار بی کربنات سدیم NaHCO 3 را به طور مساوی روی کاغذ پخش کنید. 2 دقیقه صبر کنید.

کاغذ را با آب بشویید.

دسترس

زباله های جامد آزمایشی را با زباله های خانگی دور بیندازید. محلول ها را داخل سینک تخلیه کنید و با آب اضافی بشویید.

چی شد

چرا نقاشی آبی می شود؟

دو محلول روی کاغذ می زنیم: ابتدا سولفات آهن FeSO 4 و سپس نمک قرمز خون K 3. آنها با هم یک ترکیب نامحلول در آب تشکیل می دهند - آبی پروس Fe 4 3:

4FeSO 4 + 4K 3 → Fe 4 3 ↓ + K 4 + 4K 2 SO 4

نمک قرمز اضافی را با آب می شوییم، اما آبی پروس را نه، زیرا روی کاغذ محکم می نشیند.

آبی پروس در آغاز قرن 18 کشف شد. رنگ غنی و حلالیت ضعیف آن در آب، این ترکیب را به جزء اصلی رنگ روغن آبی تبدیل کرد که تا اواسط قرن نوزدهم به طور فعال در نقاشی استفاده می شد. می توانید در این بخش بیشتر بخوانید.

برای کسب اطلاعات بیشتر:

آبی پروس Fe 4 3 ساختار پیچیده ای دارد. حاوی پنج اتم آهن و هیچ فلز دیگری نیست. و مهمترین چیز این است که این اتم های آهن تکرار نمی شوند!

آهن دارای سه حالت اکسیداسیون 0، +2 و +3 است. این یعنی چی؟ Fe 0 یک اتم آهن بدون بار است. این یک فلز واقعی است: اجسام و مواد آهنی، مانند میخ، از چنین اتم هایی (با افزودنی های مختلف) ساخته شده اند. اگر از اتم آهن 2 الکترون بگیریم، یون Fe 2+ و اگر 3 الکترون بگیریم، یون Fe 3+ به دست می آید:

Fe – 2e - → Fe 2+

Fe – 3e - → Fe 3+

Fe 2+ – e - → Fe 3+

بنابراین، برای آهن، همه ترکیبات به دو صورت هستند: دو کلرید (FeCl 2 و FeCl 3)، دو سولفات (FeSO 4 و Fe 2 (SO 4) 3) و دو نمک خون (K 4 زرد با Fe 2 + داخل و قرمز K 3، حاوی Fe 3+).

برای راحتی، ترکیبات دارای Fe 2+ ترکیبات آهن (II) و ترکیبات دارای Fe 3+ ترکیبات آهن (III) نامیده می شوند. آبی پروس حاوی هر دوی این یون های آهن است.

قبلاً آبی پروس به دو روش اصلی به دست می آمد:

از نمک آهن (III) Fe 3 + و نمک خون زرد K 4 (این ماده "آبی پروس" نامیده می شود).

از نمک Fe 2 + و نمک خون قرمز K 3 (ماده "آبی Turnbull" نامیده شد).

تا مدت ها دانشمندان نمی دانستند که این همان ماده است! آنها تنها زمانی به این نتیجه رسیدند که چینش اتم ها را در کریستال آن با استفاده از تجهیزات آزمایشی پیچیده دیدند.

یون‌های Fe 2+ و Fe 3+ در کریستال آبی پروس به طور متناوب تغییر می‌کنند. آنها توسط پل های ساخته شده از قطعات CN به یکدیگر متصل می شوند. در هواپیما یک شبکه و در حجم انبوهی از مکعب های خالی یکسان دریافت می کنید. این حفره ها توسط باقی مانده یون های Fe 3 + و مولکول های آب H 2 O اشغال می شوند.

به دلیل تناوب یون های Fe 2 + و Fe 3 + و CN - پل بین آنها، آبی پروس جریان الکتریسیته را هدایت می کند. جریان الکتریکی یک جریان هدایت شده از الکترون ها است. آنها آزادانه از یک یون آهن به یون دیگر می پرند و این ماده جریان را هدایت می کند.

تانن چیست؟

تانن ها- این گروه بزرگی از مواد با منشاء طبیعی است. آنها در برگ های چای، آجیل، پوست بلوط و سایر درختان یافت می شوند.

این مواد طعمی قابض و کمی بوی مطبوع دارند. محلول تانن معمولاً زرد مایل به قهوه ای است. در آزمایش از محلول اسید تانیک استفاده کردید - در دسترس ترین تانن.

برای کسب اطلاعات بیشتر:

چای پررنگ، پوست انار، خرمالوی نارس و مقداری آجیل زبان را می بندد. اگر یک برش تازه از پوست بلوط را روی زبان خود امتحان کنید، همان طعم را احساس خواهید کرد. همه اینها به دلیل تانن است.

این مواد به شدت به پروتئین های موجود در زبان متصل می شوند که طعم گس می دهد. مولکول های تانن حاوی گروه های هیدروکسیل OH هستند که به روشی خاص با مولکول های پروتئین تعامل دارند. به طور جداگانه، هر یک از این تعاملات بسیار ضعیف است، اما گروه‌های OH زیادی در تانن‌ها وجود دارد و همه با هم روی زبان می‌نشینند. چنین فرآیندهایی از طریق اتم هیدروژن رخ می دهد و نامیده می شود هیدروژناتصالات

چرا رنگ عکس از آبی به قهوه ای تغییر می کند؟

تحت تأثیر بی کربنات سدیم NaHCO 3، آبی پروس به سرعت از بین می رود. در نتیجه یون های Fe 2+ و Fe 3+ در محلول ظاهر می شوند. آنها بلافاصله توسط مولکول های تانن متصل می شوند و مجتمع های قوی زرد مایل به قهوه ای را تشکیل می دهند.

به هر حال، این فرآیند پردازش تصویر نامیده می شود رنگی. این اصطلاح از کلمه "تن" گرفته شده است، زیرا کل نقاشی با رنگ خاصی رنگ آمیزی شده است. و به طرز عجیبی، این ربطی به تانن ندارد.

برای کسب اطلاعات بیشتر:

کاتیون های آهن Fe 2 + و Fe 3 + با اتم های اکسیژن از گروه های OH تانن برهم کنش می کنند. نتیجه یک کمپلکس قوی است: هر اتم آهن یک پیوند با دو اتم اکسیژن در آن واحد تشکیل می دهد.

آبی آهنی، آبی تورنبول، میلوری، نیبلاو، پاریسی، چینی، پروس، آبی استیل، آبی گازی، آبی ساکسون. این یک فروسیانید مخلوط از آهن و یک فلز قلیایی یا آمونیوم 3+ Me2Fe(CN) 6]xnH 2 0 است.

توسط سازنده برلینی Diesbach در سال 1704 کشف شد. اولین گزارش از یک رنگدانه در سال 1710 ساخته شد. این رنگدانه از سال 1724 به صورت تجاری تولید شد. در پایان قرن 18 به رنگ رایج در استفاده عمومی تبدیل شد. از قرن نوزدهم در روسیه استفاده می شود. رنگ تحت نام "آبی پروس" با ترکیبی از ترکیبات سفید (به عنوان مثال، آلومینا آبدار، گچ، نشاسته، اسپار سنگین و غیره) فروخته شد. در روسیه، روش تهیه آبی پروس در مجموعه ای از دستور العمل ها توضیح داده شده است (ترجمه میخائیل عاملتوف، 1768)، اگرچه در آن زمان گسترده نبود.

رنگ آبی آهنی شدید از آبی تا آبی تیره، تقریبا سیاه، با سایه هایی از قرمز تا سبز است. رنگ آبی آهنی تا حدی به ترکیب بستگی دارد - هر چه آب کمتر باشد، رنگ روشن تر است. با این حال، سایه لعاب آهن و توانایی آن در برنزه کردن نه تنها به ترکیب، بلکه به وضعیت فیزیکی ذرات - پراکندگی و ساختار کلان آنها بستگی دارد. اخیراً روش هایی برای تولید لعاب هایی ابداع شده است که مقاومت خاصی در برابر قلیایی های ضعیف و رقیق دارند. لازورهای حاوی کاتیون های K یا NH 4 + رنگ روشن و اشباع دارند، در حالی که لعاب های سدیم محو می شوند. لعاب های آمونیاکی روشن تر هستند، اما دوام کمتری دارند. قدرت رنگ دهی بالایی دارند. در حال حاضر تقریبا تمام تولید کنندگان لعاب پتاسیم تولید می کنند.

اگر در هنگام تولید لعاب، دمای رسوب و اسیدیته محیط افزایش یابد، لعاب تیره با براق برنزی به لعاب روشن با خاصیت رنگدانه بالاتر تبدیل می شود.

ویژگی های لعاب آهن تیره و روشن

مشخصات
اندازه ذرات، میکرون
سطح خاص، متر 2 / گرم
تراکم، کیلوگرم بر متر ثانیه
مقاومت در برابر حرارت، T7
قدرت پنهان کردن، گرم در متر
ظرفیت روغن، گرم / 100 گرم
PH عصاره آب، نه کمتر
ضریب شکست، Nd°

در لایه های نازک، لعاب لعاب دار است و قدرت رنگ دهی بسیار بالایی دارد، نزدیک به رنگدانه های آلی. گونه های آبی روشن لاجورد دارای پراکندگی و رنگ آمیزی بالاتری نسبت به گونه های آبی تیره هستند.

در برابر آب و اسیدهای رقیق مقاوم است (با جوشاندن با اسید سولفوریک از بین می‌رود)، اما حتی با بازهای ضعیف تجزیه می‌شود و هیدروکسید آهن و نمک زرد خون را تشکیل می‌دهد. رنگ در ابتدا قهوه ای و سپس تقریبا سیاه می شود. در نتیجه، لعاب آهن را نمی توان در رنگ های امولسیونی، سیلیکات و آهک، برای نقاشی روی گچ و بتن (به عنوان مثال در نقاشی های دیواری)، و همچنین در مخلوط هایی با رنگدانه ها، پرکننده ها و فیلم سازها که واکنش قلیایی دارند استفاده کرد. هنگامی که در مخلوطی با سفید ZnO روی استفاده می شود، لعاب رنگ مایل به سبزی پیدا می کند؛ هنگامی که با دی اکسید تیتانیوم TiCb استفاده می شود، می تواند در نور تغییر رنگ دهد. در نور خود به خود روشن می شود اما در تاریکی رنگ اولیه خود را به دست می آورد. رنگدانه هاگروسکوپیک است و در اثر رطوبت از بین می رود. لاجورد مستعد لخته شدن است و در رنگ ها شناور است.

هنگام پردازش لعاب با محلول های آبی اسیدهای اگزالیک و تارتاریک و همچنین محلول های نمک های سولفید آهن، محلول های کلوئیدی تشکیل می شود که به عنوان "لعاب محلول" شناخته می شود. مقاومت در برابر حرارت تا 180 درجه سانتیگراد، در بالاتر از آن، تجزیه با تشکیل اکسید آهن قرمز قهوه ای (III) - "آبی پروس سوخته" آغاز می شود. در دمای 280 درجه سانتیگراد، تجزیه بلافاصله با آزاد شدن HCN (اسید هیدروسیانیک - قوی ترین سم) اتفاق می افتد. هنگامی که لعاب با روکش های سرب و روی مخلوط می شود، طیف وسیعی از سبزی های سرب و روی از سبز تا زیتونی (رنگدانه های مخلوط سبز) تولید می کند.

تحت نام "آبی معدنی" یا "آبی آنتورپ" در قرن 18 - 19. مخلوط های آبی پروس با سایر نمک های گوگرد آهن با محتویات آلومینا متفاوت مواجه شد. مخلوط لاجورد با رنگ زرد "سبز پروس" نامیده می شد.

آبی پروس با شدت بالا و قدرت پنهان نسبتا کم مشخص می شود. برای به دست آوردن رنگ آبی، تنها 1 قسمت از لاجورد برای 200 قسمت سفید گرفته شد. با رنگ سفید، رنگ آبی بسیار خوبی می دهد، اما نه سریع، اما در نور به راحتی محو می شود، اما در تاریکی رنگ دوباره رنگ اصلی را بازیابی می کند.

با روغن، رنگدانه خشک به سختی از بین می رود، اما به خوبی در عمق خشک می شود. وقتی در لوله ها ذخیره می شود ضخیم می شود و کشیده می شود.

پراکندگی بالای ذرات رنگدانه اولیه منجر به تجمع آنها در طول خشک شدن می شود. سنگدانه های تشکیل شده در این مورد بسیار سخت است و به سختی در فیلم سازها پراکنده می شوند.

آبی آهنی نمی تواند مخلوط با رنگ خالدار، سینابر کوهی، همه سایه های زرد کادمیوم، سفید سربی، استخوان سوخته، خاک طبیعی، رنگ های سربی، سبز زمردی، سینا سوخته و اخر را تحمل کند.

این رنگدانه در روغن، آبرنگ و جوهرسازی استفاده می‌شد، اما امروزه بسیار کم استفاده می‌شود و با نام «لعاب آهن» تولید می‌شود.

برلین آزور.یک رنگ آبی شگفت انگیز با چنین نام شاعرانه ای حدود دویست سال پیش در آلمان ظاهر شد. اطلاعات دقیقی در مورد زمان و نویسنده کشف آن حفظ نشده است: هیچ انتشار علمی در مورد آن وجود نداشت و روش به دست آوردن ماده جدید مخفی نگه داشته شد. اعتقاد بر این است که آبی پروس به طور تصادفی در اوایل قرن 18 به دست آمده است. در برلین توسط رنگرز دیزباخ. او در تولید خود از پتاس (کربنات پتاسیم K 2 CO 3) استفاده کرد و یک روز محلول پتاس به طور غیرمنتظره ای رنگ آبی زیبا با نمک های آهن داد. در بازرسی مشخص شد که پتاس این دسته قبلاً در ظرفی حاوی خون گاو کلسینه شده است. رسوبی که این پتاس با نمک های آهن می داد، پس از خشک شدن، توده ای آبی تیره با جلای فلزی مسی متمایل به قرمز بود. تلاش برای استفاده از این ماده برای رنگرزی پارچه ها موفقیت آمیز بود. رنگ نسبتاً ارزان، غیر سمی، مقاوم در برابر اسیدهای ضعیف و مهمتر از همه، رنگ فوق العاده شدیدی داشت. به عنوان مثال، برای به دست آوردن رنگ آبی، فقط یک قسمت از رنگدانه جدید برای 200 قسمت سفید کافی بود، یعنی. نه برابر کمتر از اولترامارین سنتی. رنگ جدید که آبی پروس نامیده می شود و مزایای زیادی را برای صاحبان خود نوید می دهد، به سرعت جایگزین اولترامارین قدیمی شد؛ این رنگ در رنگرزی و چاپ، برای ساخت جوهر آبی، رنگ های روغنی و آبرنگ استفاده می شد و هنگامی که با رنگدانه های زرد مخلوط می شد، یک رنگ عریض استفاده می شد. طیف رنگ های سبز را می توان به دست آورد. جای تعجب نیست که روش به دست آوردن آبی پروس برای مدت طولانی مخفی نگه داشته شد.

این راز دو دهه بعد توسط جان وودوارد، پزشک، طبیعت شناس و زمین شناس انگلیسی فاش شد. حالا هر کسی می توانست رنگ را دریافت کند: برای انجام این کار، لازم بود خون خشک به دست آمده از کشتارگاه ها را با کربنات پتاسیم کلسینه کرد، مذاب را با آب تصفیه کرد، سولفات آهن را با زاج پتاسیم به محلول اضافه کرد و در نهایت، مخلوط را با اسید کلریدریک تصفیه کرد. . بعدها، شیمیدان فرانسوی پیر ژوزف ماسور کشف کرد که می توان از شاخ، پوست، خز و سایر بقایای حیوانات به جای خون استفاده کرد، اما آنچه در این مورد اتفاق افتاد نامشخص باقی ماند.

مکانیسم فرآیندهای شیمیایی که منجر به تشکیل رنگ آبی پروس شد، خیلی بعدتر، در قرن نوزدهم، به لطف کار بسیاری از دانشمندان، که در میان آنها برجسته ترین شیمیدان آلمانی، یوستوس لیبیگ بود، آشکار شد. بقایای حیوانات، و این از قبل به خوبی شناخته شده بود، حاوی نیتروژن و گوگرد است. برای به دست آوردن رنگ، کربنات پتاسیم در دمای بالا در ظروف چدنی بزرگ شروع به کلسینه کردن کرد، که براده ها یا براده های آهن نیز به طور خاص به آن اضافه می شد. در این شرایط کربنات پتاسیم تا حدی به سیانید پتاسیم تبدیل شد و گوگرد با آهن سولفید تولید کرد. اگر چنین مذابی را با آب داغ درمان کنید، سیانید پتاسیم با سولفید آهن واکنش می دهد و محلولی از نمک زرد خون (هگزاسیانوفرات پتاسیم(II)) تشکیل می شود: 6KCN + FeS ® K 4 + K 2 S. استفاده از بقایای حیوانات در این فرآیند نام بی اهمیت را توضیح می دهد ( سانتی متر. نامهای بی اهمیت مواد) این ترکیب پیچیده آهن - "نمک خون"؛ شیمیدان آلمانی قرن هجدهم. آندریاس زیگیزموند مارگگراف آن را "آلوده، مشتعل شده از خون گاو" نامید. و در نام "سیانید" از ریشه یونانی استفاده شد (از یونانی کیانوس - آبی، لاجوردی). متعاقباً روش‌های "بی خون" برای تولید آبی پروس توسعه یافت.

عملیات بیشتر برای به دست آوردن آبی پروس بسیار ساده و آسان برای تولید مثل بر اساس نمک خون زرد بود. اگر محلولی از سولفات آهن به محلول آبی داغ آن اضافه شود، رسوب سفید رنگی تشکیل می شود که در اثر اکسیداسیون توسط اکسیژن اتمسفر، به سرعت در هوا آبی رنگ می شود. برای سرعت بخشیدن به اکسیداسیون از کلر یا اسید نیتریک نیز استفاده شد. بدست آوردن رنگ آبی پروس با مخلوط کردن مستقیم محلول‌های نمک خون زرد و نمک‌های Fe 3+ آسان‌تر بود. در این مورد، نیازی به انجام اکسیداسیون اضافی وجود نداشت.

بسته به روش انجام این واکنش، رنگ یا به صورت رسوب نامحلول یا به صورت محلول کلوئیدی به دست می آمد که مثلاً با شستشوی رسوب با مقدار زیادی آب یا در وجود اسید اگزالیک محلول کلوئیدی "آبی پروس محلول" نامیده شد. این رنگ نام های دیگری نیز داشت. بنابراین، ماده خالص در قرن 19th. با نام "آبی پاریس" به فروش رفت ، مخلوط آن با رنگ زرد "سبز پروس" نامیده شد و با تکلیس "آبی پروس سوخته" به دست آمد - یک پودر قهوه ای مایل به قرمز که از نظر ترکیب با اکسید آهن ساده متفاوت است. 2 O 3. همچنین می‌توان نام‌های تجاری دیگری برای آبی پروس یافت: آبی پروس، آبی آهنی، آبی هامبورگ، نیبلاو، میلوری و غیره، اما همه آنها اساساً حاوی یک ماده بودند.

با این حال، با گذشت زمان مشخص شد که رنگ های مبتنی بر آبی پروس آنقدرها که در ابتدا به نظر می رسید خوب نیستند: آنها در رابطه با مواد قلیایی بسیار ناپایدار هستند که تحت تأثیر آنها با انتشار هیدروکسید آهن Fe(OH) 3 تجزیه می شوند. و بنابراین برای رنگهای با واکنش قلیایی و برای نقاشی روی گچ آهکی مناسب نیستند. بنابراین، در حال حاضر، آبی پروس فقط کاربرد عملی محدودی دارد - به عنوان مثال، برای تولید جوهر چاپ، کاغذ کربن آبی و پلیمرهای بی رنگ مانند پلی اتیلن از آن استفاده می شود. اما خود واکنش برای تشکیل آبی پروس بیش از 200 سال است که با موفقیت در شیمی تجزیه استفاده می شود. در سال 1751، A.S Marggrafff با استفاده از این واکنش حساس، آهن را در ترکیبات مختلف فلزات قلیایی خاکی موجود در طبیعت کشف کرد: سنگ آهک، فلوریت، مرجان ها، استخوان ها و حتی ... در سنگ های صفراوی گاو. و در سال 1784، ریچارد کیروان، شیمیدان ایرلندی، برای اولین بار استفاده از محلول آبی هگزاسیانوفرات پتاسیم (II) با غلظت کاملاً شناخته شده را به عنوان محلول استاندارد برای تعیین آهن پیشنهاد کرد.

در سال 1822، شیمیدان آلمانی لئوپولد گملین، نمک قرمز خون K3 را با اکسید کردن نمک زرد خون با کلر به دست آورد (بر خلاف نمک زرد، حاوی آهن در حالت اکسیداسیون +3 است). قبلاً این ماده را نمک گملین یا نمک رنگرزی قرمز می نامیدند. مشخص شد که محلول این نمک نیز ماده ای به رنگ آبی شدید تولید می کند، اما فقط در واکنش با نمک های Fe 2+. محصول واکنش آبی Turnbull نام داشت (قبلاً آنها هر دو "Turnbull's" و "Turnbull's" را می نوشتند و در مبانی شیمی D.I. مندلیف و در دایره المعارف بروکهاوس و افرون می توان "ترنبول آبی" را یافت). این "آبی" اولین بار تنها پس از کشف Gmelin به دست آمد و به نام یکی از بنیانگذاران شرکت "Arthur and Turnbull" نامگذاری شد که در پایان قرن 18th. در یکی از حومه گلاسکو (اسکاتلند) به تولید محصولات شیمیایی برای رنگرزان مشغول بود. شیمیدان مشهور انگلیسی، ویلیام رمزی، کاشف گازهای بی اثر، برنده جایزه نوبل، فرض کرد که آبی ترنبول توسط پدربزرگش، رنگرز ارثی و شریک شرکت آرتور و ترنبول، کشف شده است.

آبی تورنبول از نظر ظاهری بسیار شبیه آبی پروس بود و همچنین می‌توانست به اشکال نامحلول و محلول (کلوئیدی) تولید شود. این سنتز کاربرد خاصی پیدا نکرد، زیرا نمک قرمز خون گرانتر از نمک زرد است. به طور کلی، برای چندین سال اثربخشی روش برای به دست آوردن "نمک های خون" بسیار کم بود. هنگام کلسینه کردن بقایای آلی، نیتروژن موجود در پروتئین ها و اسیدهای نوکلئیک به شکل آمونیاک، اسید هیدروسیانیک فرار، ترکیبات آلی مختلف از دست رفت و تنها 10-20٪ از آن به محصول واکنش - K4 منتقل شد. با این حال، این روش برای تقریبا 150 سال تنها باقی ماند، تا دهه 1860، زمانی که آنها آموختند که ترکیبات سیانید را از کوره بلند و گازهای کوره کک جدا کنند.

فروسیانیدهای پیچیده آهن کاربرد گسترده ای برای تجزیه و تحلیل کیفی محلول ها برای حضور حتی مقادیر بسیار کمی از یون های Fe 2+ و Fe 3+ پیدا کرده اند: حتی اگر یک لیتر محلول فقط 0.7 میلی گرم آهن داشته باشد، رنگ آبی دیده می شود! واکنش های مربوطه در تمام کتاب های درسی شیمی تجزیه آورده شده است. قبلا (و گاهی اوقات اکنون) آنها به این صورت نوشته می شدند: واکنش به یون های Fe 3 +: 4FeCl 3 + 3K 4 ® Fe 4 3 + 12KCl (آبی پروس تشکیل می شود). واکنش به یون های Fe 2+: 3FeCl 2 + 2K 3 ® Fe 3 2 + 6KCl (رنگ آبی Turnboole تشکیل می شود). با این حال، در قرن بیستم. مشخص شد که آبی پروس و آبی ترنبول یک ماده هستند! چگونه به دست می آید و ترکیب آن چیست؟

در قرن نوزدهم. در نتیجه تجزیه و تحلیل های شیمیایی متعدد نشان داده شد که ترکیب محصولات می تواند هم به نسبت معرف های شروع کننده و هم به روش انجام واکنش بستگی داشته باشد. واضح بود که تعیین تنها ترکیب عنصری رنگ‌ها به این سؤال پاسخ نمی‌دهد که واقعاً از برهمکنش یون‌های آهن با حالت‌های مختلف اکسیداسیون با دو هگزاسیانوفرات پتاسیم نتیجه می‌شود. استفاده از روش های مدرن برای تعیین ترکیبات ترکیبات معدنی ضروری بود. در این مورد، اشکال عمدتا محلول هر دو رنگ از ترکیب KFe مورد مطالعه قرار گرفت که خالص‌سازی آنها آسان‌تر بود. هنگامی که گشتاورهای مغناطیسی در سال 1928 اندازه‌گیری شد و الگوهای پراش پرتو ایکس پودرها در سال 1936 به دست آمد، مشخص شد که آبی پروس خالص و آبی تورنبول در واقع ترکیب مشابهی هستند که حاوی دو نوع اتم آهن در حالت‌های مختلف اکسیداسیون هستند. ، +2 و +3. با این حال، در آن زمان تشخیص ساختارهای KFe II و KFe III و در نتیجه ایجاد ساختار واقعی ماده غیرممکن بود. این تنها در نیمه دوم قرن بیستم امکان پذیر بود. با استفاده از روش‌های نوین تحقیق فیزیکوشیمیایی: طیف‌سنجی نوری، طیف‌سنجی مادون قرمز و طیف‌سنجی رزونانس گاما (Mössbauer). در مورد دوم، رسوبات نشاندار شده با هسته آهن 57Fe به طور خاص به دست آمد. در نتیجه، مشخص شد که در سیانیدهای مختلف آهن، اتم های Fe II توسط شش اتم کربن احاطه شده اند و در مجاورت اتم های Fe III فقط اتم های نیتروژن وجود دارد. این بدان معنی است که شش یون سیانید موجود در رنگ همیشه با اتم های آهن (II) مرتبط هستند، یعنی فرمول صحیح KFe III برای شکل محلول و Fe 4 III 3 برای شکل نامحلول "لاجوردی" یا "آبی" است. ، صرف نظر از اینکه آنها از FeCl 2 و K 3 یا FeCl 3 و K 4 ساخته شده اند یا خیر.

چگونه می توان این نتایج را توضیح داد؟ به نظر می رسد که هنگام تولید آبی Turnbull، هنگامی که محلول های حاوی یون های Fe 2 + و 3- مخلوط می شوند، یک واکنش ردوکس رخ می دهد. این واکنش ساده ترین فرآیند ردوکس است، زیرا در طی آن حرکت اتم ها وجود ندارد، بلکه به سادگی یک الکترون از یون Fe 2+ به یون 3– می رود و در نتیجه یون های Fe 3+ و 4 به دست می آید. . شکل نامحلول آبی پروس یک شگفتی دیگر را به همراه داشت: نیمه هادی بودن، هنگامی که به شدت سرد شود (زیر 5.5 کلوین)، به فرومغناطیس تبدیل می شود - یک ویژگی منحصر به فرد در میان ترکیبات هماهنگ کننده فلز.

چه واکنش هایی در روش قدیمی تولید آبی پروس رخ داد؟ اگر محلول های سولفات آهن و نمک خون زرد را در غیاب عوامل اکسید کننده مخلوط کنید، یک رسوب سفید - نمک Everitt به دست خواهید آورد که ترکیب آن با فرمول K 2 Fe II مطابقت دارد. این نمک به راحتی اکسید می شود و بنابراین حتی در هوا به سرعت آبی می شود و به آبی پروس تبدیل می شود.

قبل از معرفی نامگذاری مدرن ترکیبات معدنی، بسیاری از آنها نام های زیادی داشتند که به راحتی می توانست گیج کننده باشد. بنابراین، ماده ای با فرمول K4 نمک خون زرد، و سولفید آهن پتاسیم، و فروسیانید پتاسیم، و هگزاسیانوفرات پتاسیم (II) نامیده می شود، در حالی که K 3 نمک خون قرمز، یا سولفید آهن پتاسیم، یا فریسیانید پتاسیم، یا هگزاسیانوفرات (III) پتاسیم نامگذاری سیستماتیک مدرن در هر سری از نام های خانوادگی استفاده می کند.

هر دو نمک خون در حال حاضر در مبدل های زنگ موجود هستند (آنها محصولات خوردگی را به ترکیبات نامحلول تبدیل می کنند). نمک های قرمز خون به عنوان یک عامل اکسید کننده ملایم استفاده می شود (به عنوان مثال، در غیاب اکسیژن، فنل ها به رادیکال های آروکسیل آزاد اکسید می شوند). به عنوان یک شاخص در تیتراسیون ها، در فرمول های عکاسی و به عنوان یک معرف برای تشخیص یون های لیتیوم و قلع. نمک زرد خون در تولید کاغذ رنگی، به عنوان جزئی از پوشش های بازدارنده، برای سیانید شدن فولاد (در عین حال سطح آن از نیتروژن اشباع شده و تقویت می شود)، به عنوان معرف برای تشخیص یون های روی و مس استفاده می شود. خواص ردوکس این ترکیبات را می توان با استفاده از این مثال جالب نشان داد. نمک زرد خون به راحتی با محلول های پراکسید هیدروژن به رنگ قرمز اکسید می شود: 2K 4 + H 2 O 2 + 2HCl ® 2K 3 + 2KCl + 2H 2 O. اما معلوم شد که با استفاده از همان معرف می توانید دوباره نمک قرمز را به حالت اولیه برگردانید. زرد (اگرچه این بار - در یک محیط قلیایی): 2K 3 + H 2 O 2 + 2KOH ® 2K 4 + 2H 2 O + O 2. آخرین واکنش نمونه ای از تجزیه به اصطلاح تقلیل کننده پراکسید هیدروژن تحت تأثیر عوامل اکسید کننده است.

ایلیا لینسون

آبی پروس یک رنگدانه آبی روشن است که به عنوان رنگ استفاده می شود و نام های مختلفی دارد که هر کدام زیباتر از قبلی است. آبی پاریسی و آهنی، آبی آهنی و هامبورگ، آبی پروس، میلوری. این تنها بخش کوچکی از نام هایی است که این ماده تحت آن یافت می شود.

تاریخچه نام

به طور قطعی در مورد محلی که آبی پروس برای اولین بار به دست آمد مشخص نیست. احتمالاً این اتفاق در آغاز قرن 18 در شهر برلین رخ داده است. از این رو نام این ماده است. و توسط استاد آلمانی دیزباخ که رنگ ها را توسعه داد، دریافت شد. او با کربنات پتاسیم آزمایش کرد و روزی محلولی از نمک‌های آهن و پتاس (نام دوم کربنات) رنگ آبی غیرمنتظره و به سادگی شگفت‌انگیز به دست آورد.

کمی بعد، دیزباخ متوجه شد که از پتاس کلسینه شده استفاده کرده است، که در ظرفی آغشته به خون گاو بود. روش ارزان تولید لعاب آهن و همچنین مقاومت آن در برابر اسیدها، غنای رنگ و وسعت استفاده سود زیادی را برای سازنده نوید می داد. جای تعجب نیست که دیزباخ نحوه تولید آبی پروس را مخفی نگه داشته است. رسید آن 20 سال بعد توسط جان وودوارد فاش شد.

روش های به دست آوردن

دستور جان وودوارد: خون حیوان را با کربنات پتاسیم کلسینه کنید، آب و محلولی از سولفات آهن اضافه کنید، که قبلاً آلومینیم در آن حل شده است. کمی اسید به مخلوط اضافه کنید، سپس آبی پروس شکل می گیرد. بعداً شیمیدان پیر جوزف ماسور از فرانسه ثابت کرد که هر قسمت از بقایای بقایای کاملاً جایگزین خون می شود، نتیجه یکسان است.

اکنون می توانید آبی پروس را با استفاده از روش دیگری، "بی خون" تولید کنید. سولفات آهن به شکل محلول به نمک زرد خون گرم حل شده در آب اضافه می شود. یک ماده سفید رنگ در معرض هوا رسوب می کند و آبی می شود. این آبی پروس است. برای تسریع فرآیند آبی شدن رسوب سفید، می توانید کمی اسید یا کلر اضافه کنید.

در سال 1822، لئوپولد گملین، شیمیدان آلمانی، نمک خون قرمز را به دست آورد که فرمول تجربی آن K 3 است که در آن حالت اکسیداسیون آهن 3+ است و مانند نمک زرد خون 2+ نیست. هنگامی که با سولفات آهن واکنش نشان می دهد، رنگ آبی شدید نیز می دهد. ماده ای که از این طریق به دست می آید به افتخار موسس شرکت آرتور و ترنبول آبی Turnbull نامیده شد.

تنها در قرن بیستم آنها ثابت کردند که یک ماده، که به روش های مختلف به دست می آید، تحت نام های مختلف پنهان است. چه آن را آبی Turnboole یا آبی پروس بنامید، فرمول یکسان خواهد بود:

KFe III H 2 O،

جایی که در شبکه کریستالی اتم های Fe 2 + بین اتم های کربن و Fe 3 + - بین اتم های نیتروژن قرار دارند.

خواص

آبی پاریسی سایه های زیادی از لاجوردی تا آبی تیره و پررنگ دارد. علاوه بر این، هر چه تعداد یون های پتاسیم موجود بیشتر باشد، رنگ روشن تر خواهد بود.

قدرت پنهان کردن لعاب آهن متفاوت است و به سایه بستگی دارد. از 10 (برای نور) تا 20 گرم در هر متر مربع متغیر است.

آبی پروس در آب حل نمی شود، حاوی یک گروه سیانید است، اما برای سلامتی کاملا بی خطر است و حتی اگر وارد معده شود غیر سمی است. قابلیت رنگ آمیزی بسیار بالاست و تحت تاثیر نور خورشید محو نمی شود. تا 180 درجه سانتیگراد گرما را تحمل می کند و در برابر اسیدها مقاوم است. اما تقریباً فوراً در یک محیط قلیایی تجزیه می شود.

آبی پروس به دو شکل کلوئیدی و نامحلول وجود دارد. نامحلول یک نیمه هادی است. یکی دیگر از ویژگی های جالب کریستال اخیرا کشف شده است: وقتی تا دمای 5.5 درجه کلوین سرد شود، فرومغناطیسی می شود.

کاربرد

در قرن 18 و 19، آبی هامبورگ در تولید رنگ های آبی استفاده می شد. اما معلوم شد که آنها ناپایدار هستند و تحت تأثیر یک محیط قلیایی نابود شدند. به همین دلیل است که رنگ آبی پروس برای نقاشی گچ مناسب نیست.

امروزه از milori به طور گسترده استفاده نمی شود. اغلب از آن در چاپ استفاده می شود؛ پلیمرها، به ویژه پلی اتیلن، نیز با آن رنگ آمیزی می شوند.

در پزشکی از این ماده به عنوان پادزهر برای مسمومیت با رادیونوکلئیدهای سزیم و تالیوم استفاده می شود.

در دامپزشکی نیز کاربرد دارد. اگر حیوانات هر روز مقدار کمی رنگ آبی دریافت کنند، رادیونوکلئیدها در شیر، گوشت و جگر رسوب نمی‌کنند. این ملک پس از چرنوبیل در روسیه، اوکراین و بلاروس مورد استفاده قرار گرفت.

---