Iron Age - Fizarana 3

Ny laharana farany momba ny metaly laharana voalohany amin'ny sivilizasiona sy ny fifandraisany. Ny fanandramana natao hatreto dia naneho fa zavatra mahaliana ho an'ny fikarohana ao amin'ny laboratoara an-trano izany. Tsy latsa-danja amin'izany ny andrana anio ary ahafahanao mijery ny lafiny sasany amin'ny simia.

Ny iray amin'ireo andrana ao amin'ny tapany voalohany amin'ny lahatsoratra dia ny fandotoana ny entona maitso maitso amin'ny hydroxide vy (II) ho hydroxide vy (III) volontsôkôlà miaraka amin'ny vahaolana H.₂O₂. Ny peroxyde hydrogène dia mivadika eo ambany fitaoman'ny lafin-javatra maro, anisan'izany ny fitambarana vy (misy bubbles oksizenina hita tao amin'ny fanandramana). Hampiasa ity vokatra ity ianao mba hampisehoana...

… Ny fomba fiasan'ny catalyst

Mazava ho azy manafaingana ny fanehoan-kevitra, fa - tokony hotsaroana - iray ihany no mety hitranga amin'ny toe-javatra nomena (na dia miadana aza indraindray, eny fa na dia tsy hita maso aza). Marina fa misy ny filazana fa ny catalyst dia manafaingana ny fanehoan-kevitra, fa tsy mandray anjara amin'izany. Hmm... maninona no ampiana mihitsy? Ny simia dia tsy majika (indraindray dia toa izany amiko, ary "mainty" ny boot), ary miaraka amin'ny fanandramana tsotra dia ho hitanao fa miasa ny catalyst.

Omano aloha ny toerana misy anao. Mila lovia ianao mba tsy ho tondraka ny latabatra, fonon-tanana fiarovana ary solomaso na visor. Miady amin'ny reagent caustic ianao: perhydrol (30% hydrogen peroxide solution H₂O₂) ary vahaolana vy (III) klôro FeCl₃. Manaova amim-pahendrena, indrindra fa ny masonao: ny hoditry ny tanana may amin'ny pehydrol dia mitsangana indray, fa ny maso tsy manao izany. (1).

2. Ny evaporator eo ankavia dia tsy misy afa-tsy rano, eo ankavanana - rano miaraka amin'ny perhydrol. Arotsakao ny chloride vy (III) amin'izy roa

3. Ny fizotran'ny fanehoan-kevitra, aorian'ny fahavitan'izany, dia averina indray ny catalyst

Araraka ao anaty evaporator porcelain ary ampio rano avo roa heny (miseho amin'ny peroxyde hydrogène koa ny fanehoan-kevitra, fa raha ny vahaolana 3% dia zara raha tsikaritra ny vokany). Nahazo vahaolana 10% eo ho eo amin'ny H₂O₂ (perhydrol ara-barotra voatsatso 1: 2 amin'ny rano). Araraka rano ampy ao amin'ny evaporator faharoa mba hitovy ny habetsahan'ny ranon'ny sambo tsirairay (io no ho firafitry ny references). Amin'izao fotoana izao, ampio 1-2 sm ny etona roa.³ 10% FeCl vahaolana₃ ary diniho tsara ny fizotry ny fitsapana (2).

Ao amin'ny evaporator fanaraha-maso, ny ranon-javatra dia manana loko mavo noho ny hydrated Fe ion.³⁺. Amin'ny lafiny iray, zavatra maro no mitranga ao anaty sambo misy peroxyde hydrogène: mivadika volontsôkôlà ny ao anatiny, mivoaka mafy ny entona, ary lasa mafana be ny rano ao amin'ny evaporator na mangotraka mihitsy aza. Ny fiafaran'ny fanehoan-kevitra dia voamariky ny fampitsaharana ny fivoaran'ny gazy sy ny fiovan'ny lokon'ny atiny ho mavo, toy ny ao amin'ny rafitra fanaraha-maso (3). Vavolombelona fotsiny ianao catalytic mpanova asa, fa fantatrao ve hoe inona no fiovana nitranga tao amin'ilay sambo?

Ny loko volontany dia avy amin'ny fitambarana ferrous izay miforona vokatry ny fanehoan-kevitra:

Ny entona mivoaka avy ao amin'ny evaporator dia mazava ho azy fa oksizenina (azonao atao ny manamarina raha manomboka mirehitra eo ambonin'ny tampon'ny rano ny lelafo mirehitra). Amin'ny dingana manaraka, ny oksizenina navoaka tamin'ny fanehoan-kevitra etsy ambony dia mamadika ny Fe cation.²⁺:

Regenerated ion Fe³⁺ mandray anjara amin'ny fanehoan-kevitra voalohany indray izy ireo. Mifarana ny dingana rehefa lany avokoa ny peroxyde hydrogène rehetra, izay ho hitanao rehefa miverina amin'ny votoatin'ny evaporator ilay loko mavo. Rehefa ampitomboinao roa ny sisiny roa amin'ny equation voalohany ary ampianao mitsivalana amin'ny faharoa, ary avy eo manafoana ireo teny mitovy amin'ny lafiny mifanohitra (toy ny amin'ny equation matematika ara-dalàna), dia mahazo ny equation H₂O₂. Mariho tsara fa tsy misy ion vy ao, fa mba hampisehoana ny anjara asany amin'ny fiovana, soraty eo ambonin'ny zana-tsipìka:

Ny peroxyde hydrogène ihany koa dia mipoitra ho azy araka ny equation etsy ambony (mazava ho azy fa tsy misy ion vy), fa ity dingana ity dia miadana. Ny fampidirana catalyst dia manova ny mekanika fanehoan-kevitra ho mora kokoa ny fampiharana ary noho izany dia manafaingana ny fiovam-po manontolo. Koa nahoana ny hevitra fa ny catalyst dia tsy tafiditra amin'ny fanehoan-kevitra? Angamba noho izy nohavaozina ao anatin'ny dingana ary tsy miova amin'ny fifangaroan'ny vokatra (ao amin'ny fanandramana, ny loko mavo amin'ny ion Fe(III) dia miseho mialoha sy aorian'ny fanehoan-kevitra). Ka tsarovy izany ny catalyst dia mandray anjara amin'ny fanehoan-kevitra ary izy no ampahany mavitrika.

Ho an'ny olana amin'ny X.₂O₂

4. Ny katalase dia manimba ny peroxyde hydrogène (tavoahangy eo ankavia), ny fampidirana vahaolana EDTA dia manimba ny enzyme (fantsona eo ankavanana)

Ny enzymes koa dia mpanangona, fa miasa ao amin'ny selan'ny zavamananaina. Nature nampiasa ion vy ao amin'ny foibe mavitrika anzima izay manafaingana ny oxidation sy ny fampihenana fanehoan-kevitra. Izany dia noho ny efa voalaza fiovana kely amin'ny valency vy (avy amin'ny II ny III sy ny mifamadika amin'izany). Iray amin'ireo enzymes ireo ny catalase, izay miaro ny sela amin'ny vokatra tena misy poizina avy amin'ny fiovan'ny oksizenina sela - peroxyde hydrogène. Afaka mahazo catalase mora ianao: ovy nopotsehina ary rarahana rano ny ovy voatoto. Avela hilentika any ambany ny fampiatoana ary ario ny supernatant.

Araraka ao anaty fantsona 5 sm ny halavany.³ ovy nalaina ary ampio 1 sm³ peroxyde hydrogène. Ny atiny dia tena mavomavo, mety "hivoaka" ao amin'ny fantsona fitsapana, koa andramo amin'ny lovia. Catalase dia anzima tena mahomby, ny molekiolan'ny katalase iray dia afaka mamotika molekiola H an-tapitrisany maro ao anatin'ny iray minitra.₂O₂.

Rehefa avy nandraraka ny nalaina tao amin'ny fantsona fitsapana faharoa, ampio 1-2 ml³ Vahaolana EDTA (asidra edetika sodium) sy ny ao anatiny dia mifangaro. Raha ampiana tifitra peroxyde hydrogène ianao izao, dia tsy ho hitanao ny fahasimban'ny peroxyde hydrogène. Ny antony dia ny fananganana komplex ion vy tena marin-toerana miaraka amin'ny EDTA (ity reagent ity dia mihetsika amin'ny ion metaly maro, izay ampiasaina hamaritana sy hanesorana azy ireo amin'ny tontolo iainana). Ny fitambaran'ny ion Fe³⁺ miaraka amin'ny EDTA dia nanakana ny toerana mavitrika amin'ny anzima ary noho izany dia nanakana ny catalase (4).

Peratra mariazy vy

Ao amin'ny simia analytika, ny famantarana ny ion maro dia mifototra amin'ny fiforonan'ny enta-mavesatra tsy mety levona. Na izany aza, ny fijery tampoka eo amin'ny latabatra solubility dia hampiseho fa ny nitrate (V) sy ny nitrate (III) anion (antsoina hoe nitrate fotsiny ny sira voalohany, ary ny faharoa - nitrite) dia saika tsy mamorona entona.

Ny FeSO sulfate vy (II) dia tonga hamonjy amin'ny fahitana ireo ion ireo.₄. Omano ny reagents. Ho fanampin'ity sira ity dia mila vahaolana asidra solifara (VI) H₂SO₄ ary vahaolana 10-15% amin'ity asidra ity (tandremo rehefa manondraka, mandrotsaka, mazava ho azy, "asidra ao anaty rano"). Ankoatra izany, sira misy anion hita, toy ny KNO₃, NaNO₃, NaNO₂. Manomàna vahaolana FeSO mivondrona.₄ ary vahaolana sira amin'ny anion roa (ny ampahefatry ny sira eran'ny sotrokely dia levona amin'ny 50 sm eo ho eo.³ rano).

5. Vokatra tsara tamin'ny fitsapana peratra.

Efa vonona ny reagents, fotoana hanaovana fanandramana. Araraka ao anaty fantsona roa ny 2-3 sm³ FeSO solution₄. Avy eo dia asiana vahaolana N mitete vitsivitsy.₂SO₄. Amin'ny fampiasana pipette, manangona aliquot amin'ny vahaolana nitrite (oh: NaNO₂) ary aidino izany mba hidina eny amin'ny rindrin'ny fantsona (zava-dehibe izany!). Toy izany koa, aidino ny ampahany amin'ny vahaolana saltpeter (ohatra, KNO₃). Raha arotsaka tsara ireo vahaolana roa ireo, dia hisy boribory volontsôkôlà hiseho eo amin'ny tany (noho izany ny anarana mahazatra ho an'ity fitsapana ity, fanehoan-kevitry ny peratra) (5). Ny vokany dia mahaliana, saingy manan-jo ho diso fanantenana ianao, mety ho tezitra mihitsy aza (Fitsapana famakafakana izany? Mitovy ny vokatra amin'ireo tranga roa ireo!).

Na izany aza, manaova fanandramana hafa. Amin'ity indray mitoraka ity dia ampio ny H.₂SO₄. Aorian'ny fanindronana vahaolana nitrate sy nitrite (toy ny teo aloha), dia ho hitanao fa misy vokatra tsara amin'ny fantsona iray ihany - ilay misy vahaolana NaNO.₂. Amin'ity indray mitoraka ity ianao dia mety tsy manana ahiahy momba ny maha-zava-dehibe ny fitsapana ny peratra: ny fanehoan-kevitra amin'ny fitaovana misy asidra kely dia mamela ireo ion roa ho fantatra mazava.

Ny mekanika fanehoan-kevitra dia mifototra amin'ny fahapotehan'ireo karazana ion nitrate roa miaraka amin'ny famoahana oksizenina (II) NO (amin'ity tranga ity, ny ion vy dia oxidized amin'ny isa roa ka hatramin'ny telo). Ny fitambaran'ny ion Fe(II) miaraka amin'ny NO dia manana loko volontsôkôlà ary manome loko ny peratra (vita raha vita tsara ny fitsapana, amin'ny fampifangaroana fotsiny ny vahaolana dia tsy ho azonao afa-tsy ny loko maizina amin'ny fantsom-panadinana, fa - miaiky ianao - tsy hisy vokany mahaliana toy izany). Na izany aza, ny fahapotehan'ny ion nitrate dia mitaky fampihetseham-po mahery vaika, fa ny nitrite kosa dia mila asidra kely, noho izany ny fahasamihafana hita mandritra ny fitsapana.

Iron ao amin'ny Secret Service

Nanana zavatra nafenina foana ny olona. Ny famoronana ny diary ihany koa dia mitaky ny fampandrosoana ny fomba hiarovana ny vaovao nampitaina toy izany - encryption na manafina ny lahatsoratra. Karazana ranomainty mangoraka no noforonina ho an'ity fomba farany ity. Ireo no akora nanaovanao azy ireo tsy hita ny soratrana izany aza, dia miseho eo ambany fitarihan'ny, ohatra, fanafanana na fitsaboana amin'ny zavatra hafa (developer). Tsy sarotra ny manomana ranomainty tsara tarehy sy ny mpamorona azy. Ampy ny mahita ny fanehoan-kevitra izay miforona vokatra miloko. Ny tsara indrindra dia ny ranomainty dia tsy misy loko, avy eo ny soratra nataon'izy ireo dia tsy hita maso amin'ny substrate misy loko.

Manao ranomainty manintona koa ny fitambarana vy. Rehefa avy nanao ireo fitsapana voalaza teo aloha dia azo atolotra ho ranomainty mangoraka ny vahaolana amin'ny vy (III) sy ny klôro FeCl.₃, potassium thiocyanide KNCS ary potassium ferrocyanide K₄[Fe(CN)₆]. Ao amin'ny fanehoan-kevitra FeCl₃ miaraka amin'ny cyanide dia ho mena izy, ary amin'ny ferrocyanide dia ho manga. Izy ireo dia mety kokoa ho toy ny ranomainty. vahaolana amin'ny thiocyanate sy ferrocyanidesatria tsy misy loko izy ireo (amin'ny tranga farany, ny vahaolana dia tsy maintsy alevina). Ny soratra dia natao tamin'ny vahaolana mavo FeCl.₃ hita amin'ny taratasy fotsy izany (raha tsy mavo ihany koa ny karatra).

6. Tsara ny mascara roa tononkalo

7. ranomainty asidra salicylic mangoraka

Manomàna vahaolana voaloto amin'ny sira rehetra ary ampiasao borosy na lalao hanoratana eo amin'ny karatra misy vahaolana cyanide sy ferrocyanide. Mampiasà borosy hafa ho an'ny tsirairay mba tsy handoto ny reagents. Rehefa maina dia asio fonon-tanana fiarovana ary atsobohy amin'ny vahaolana FeCl ny landihazo.₃. Vahaolana chloride vy (III). manimba tsikelikely ary mamela tasy mavo mivolontsôkôlà rehefa mandeha ny fotoana. Noho izany antony izany, aza mandoto ny hoditra sy ny tontolo iainana miaraka aminy (ataovy eo ambony lovia ny andrana). Mampiasà tady landihazo hikasika tapa-taratasy iray mba handemana ny amboniny. Eo ambany fitarihan'ny mpamorona dia hiseho ny litera mena sy manga. Azo atao koa ny manoratra amin’ny ranomainty roa amin’ny taratasy iray, dia ho loko roa (6) ilay soratra nambara. Salicylic alcohol (2% salicylic acid amin'ny alikaola) dia mety ho toy ny ranomainty manga (7).

Izany no mamarana ny lahatsoratra misy fizarana telo momba ny vy sy ny fitambarany. Hitanao fa singa manan-danja io, ary ankoatra izany, dia mamela anao hanao fanandramana mahaliana maro. Na izany aza, mbola hifantoka amin'ny lohahevitra "vy" isika, satria ao anatin'ny iray volana dia hihaona amin'ny fahavalony ratsy indrindra ianao - harafesiny.

Hitanisa ity pejy ity