Забарвлення полум’я як один із методів аналітичної хімії, Соціальна мережа працівників освіти

Полум'я може мати різний колір, все залежить лише від солі металу, яку додають до неї.

Фарбування полум'я як із методів аналітичної хімії.

9г кл., МАОУ ЗОШ № 40

Гуркіна Світлана Михайлівна,

Вчитель біології та хімії.

Вступ.
Глава 1. Аналітична хімія.
Глава 2. Методи аналітичної хімії.
Розділ 3 Реакції фарбування полум'я.
Висновок.

З раннього дитинства мене зачаровувала робота вчених-хіміків. Вони здавалися чарівниками, які пізнавши якісь приховані закони природи, творили невідоме. У руках цих чарівників речовини змінювали колір, спалахували, нагрівали або охолоджувалися, вибухали. Коли я прийшла на уроки хімії, то завіса почала підніматися, і я почала розуміти, як відбуваються хімічні процеси. Пройденого курсу хімії мені виявилося замало, тож я вирішила попрацювати над проектом. Хотілося, щоб тема, над якою я працюю, була змістовною, допомогла краще підготуватися до іспиту з хімії та задовольнила мою потяг до гарних та яскравих реакцій.

Фарбування полум'я іонами металів у різні кольори ми вивчаємо ще під час уроків хімії, коли проходимо лужні метали. Коли я зацікавилася цією темою, виявилося, що в цьому випадку вона не розкрита до кінця. Я вирішила вивчити її детальніше.

Ціль: за допомогою даної роботи я хочу навчитися визначати якісний склад деяких солей.

Ознайомитись з аналітичною хімією.
Вивчити методи аналітичної хімії та вибрати найбільш прийнятний для моєї роботи.
За допомогою експерименту визначити, який метал входить до складу солі.

Аналітична хімія - розділ хімії, що вивчаєхімічний склад та частково структуру речовин.

Мета цієї науки полягає у визначенні хімічних елементів або груп елементів, що входять до складу речовин.

Предмет її вивчення є вдосконалення існуючих та розробка нових методів аналізу, пошук можливостей їх практичного застосування, дослідження теоретичних засад аналітичних методів.

Залежно від завдання методів розрізняють якісний та кількісний аналіз.

Якісний аналіз - сукупність хімічних, фізико-хімічних та фізичних методів, що застосовуються для виявлення елементів, радикалів та сполук, що входять до складу аналізованої речовини або суміші речовин. У якісному аналізі можна використовувати легко здійсненні, характерні хімічні реакції, при яких спостерігається поява або зникнення фарбування, виділення або розчинення осаду, утворення газу та ін. Такі реакції називають якісними і за допомогою них можна легко перевірити склад речовини.

Якісний аналіз найчастіше проводять у водних розчинах. Він заснований на іонних реакціях і дозволяє виявити катіони або аніони речовин, що містяться там. Засновником такого аналізу вважається Роберт Бойль. Він ввів це уявлення про хімічні елементи як про не розкладаються основні частини складних речовин, після чого він систематизував всі відомі в його час якісні реакції.

Кількісний аналіз - сукупність хімічних, фізико-хімічних та фізичних методів визначення співвідношення компонентів, що входять до складу

аналізованої речовини. За результатами цього можна визначити константи рівноваги, твори розчинності, молекулярні та атомні маси. Такий аналіз виконувати складніше, оскільки він вимагаєакуратного і більш ретельного підходу, в іншому випадку результати можуть давати високі похибки і робота буде зведена до нуля.

Кількісному аналізу зазвичай передує якісний аналіз.

Методи хімічного аналізу.

Методи хімічного аналізу ділять на 3 групи.

Хімічні методи ґрунтуються на хімічних реакціях.

В даному випадку для аналізу можна використовувати тільки такі реакції, які супроводжуються наочним зовнішнім ефектом, наприклад, зміною забарвлення розчину, виділенням газів, випаданням або розчиненням опадів і т. п. Ці зовнішні ефекти і послужать у цьому випадку аналітичними сигналами. Хімічні зміни, що відбуваються, називають аналітичними реакціями, а речовини, що викликають ці реакції, — хімічними реагентами.

Усі хімічні методи ділять на дві групи:

Реакцію проводять у розчині, так званим «мокрим шляхом».
Спосіб виконання аналізу з твердими речовинами без використання розчинників такий спосіб називають «сухим шляхом». Він поділяється на пірохімічний аналіз та аналіз методом розтирання. При пірохімічному аналізі та досліджувану речовину нагрівають у полум'ї газового пальника. При цьому леткі солі (хлориди, нітрати, карбонати) ряду металів надають полум'ю певного забарвлення. Інший прийом піротехнічного аналізу-отримання забарвленого перла (скла). Для отримання перлів солі та оксиди металів сплавляють з тетраборатом натрію (Na2 В4О7' 10Н2О) або гідрофосфатом натрію-амонію (NaNH4HP04 • 4Н20) і спостерігають забарвлення скла, що утворюється (перлів).
Метод розтирання було запропоновано 1898 р. Ф. М. Флавицьким. Тверду досліджувану речовину розтирають із твердим реагентом, при цьому спостерігають зовнішній ефект. Наприклад, солі кобальту з тіоціанатом амонію можуть датисинє фарбування.

При аналізі фізичними методами вивчають фізичні властивості речовини за допомогою приладів, не вдаючись до хімічних реакцій. До фізичних методів можна віднести спектральний аналіз, люмінесцентний, рентгеноструктурний та інші методи аналізів.
За допомогою фізико-хімічних методів вивчають фізичні явища, що відбуваються у хімічних реакціях. Наприклад, при колориметричному методі вимірюють інтенсивність забарвлення залежно від концентрації речовини, кондуктометричному аналізі вимірюють зміну електричної провідності розчинів .

Реакція фарбування полум'я.

Мета: Вивчити фарбування полум'я спиртування іонами металів.

У роботі я вирішила скористатися методом піротехнічного аналізу фарбування полум'я іонами металів.

Досліджувані речовини: солі металів (фторид натрію, хлорид літію, сульфат міді, хлорид барію, хлорид кальцію, сульфат стронцію, хлорид магнію, сульфат свинцю).

Обладнання: порцелянові чашки, етиловий спирт, скляна паличка, концентрована соляна кислота.

Летючі солі багатьох металів фарбують полум'я у різні кольори, характерні для цих металів. Забарвлення залежить від розжареної пари вільних металів, які виходять в результаті термічного розкладання солей при внесенні їх в полум'я пальника. У моєму випадку до таких солей належали фторид натрію і хлорид літію, вони дали яскраві насичені кольори.

Реакції фарбування полум'я добре вдаються добре тільки з летючими солями, наприклад з хлоридами, карбонатами і нітратами, а нелеткі солі, такі як борати, силікати або фосфати, перед горінням слід змочити концентрованою соляною кислотою для переведення їх у леткі хлориди. У моєму випадку це виявилосясульфат міді, змочений концентрованою соляною кислотою, він дав яскраво зелене полум'я.
Багато солі металів дають фарбування полум'я в різні кольори, але іноді це фарбування не є яскравим і насиченим.

Хімічний аналіз використовується людиною в багатьох областях, на уроках хімії ми знайомимося лише з невеликою областю цієї складної науки. Прийоми, що використовуються у пірохімічному аналізі, використовуються в якісному аналізі як попереднє випробування при аналізі суміші сухих речовин або як перевірочні реакції. У якісному аналізі реакції «сухим» шляхом грають лише допоміжну роль, їх використовують зазвичай як первинні випробування та проведення перевірочних реакцій.

З іншого боку, дані реакції застосовуються людиною та інших галузях, наприклад у феєрверках. Як ми знаємо, феєрверк це декоративні вогні різноманітних кольорів та форм, які отримують при спалюванні піротехнічних складів. До складу феєрверку піротехніки додають різноманітні горючі речовини, серед яких широко представлені неметалеві елементи (кремній, бір, сірка). У процесі окислення бору та кремнію виділяється велика кількість енергії, але не утворюються газові продукти, тому ці речовини застосовуються для виготовлення підривників уповільненої дії (щоб спалахнути інші склади у певний час). Багато сумішей включають органічні вуглецевмісні матеріали. Наприклад, деревне вугілля (застосовується в димному пороху, снарядах для феєрверків) або цукор (димові гранати). Використовуються хімічно активні метали (алюміній, титан, магній), горіння яких при високій температурі дає яскраве світло. Це їхня властивість стали використовувати для запуску феєрверків.

У процесі роботи, я зрозуміла наскільки складно і важливо працювати зречовинами, не все вдалося повною мірою, як би хотілося. Як правило, під час уроків хімії не вистачає практикою роботи, завдяки якій відпрацьовуються теоретичні навички. Проект допоміг мені розвинути цю навичку. Крім того, я з великим задоволенням познайомила своїх однокласників з результатами своєї роботи. Це допомогло їм закріпити теоретичні знання.