Pravo snimanje promjene boje boje kose pod vrućim zrakom

Neviđeno / Vimeo

Termokromni pigmenti su tvari ili smjese tvari koje mijenjaju boju ovisno o temperaturi. Mnoge tvari imaju tu sposobnost, ali u pravilu promjene boje zahtijevaju vrlo visoke temperature i povezane su s faznim promjenama ili kemijskim reakcijama. Postoji nekoliko klasa tvari kod kojih su termokromna svojstva dobro izražena i pojavljuju se na niskim temperaturama. Zahvaljujući njima u trgovinama možete pronaći šalice, čiji se dizajn mijenja pod utjecajem tople vode, termometara, pa čak i tkanina.

Tekući kristali često se koriste kao termokromi - tvari čije su molekule poredane u stupce ili ploče, čak i unatoč tekućem agregatnom stanju. Promjene temperature utječu na dimenzije konstrukcija, poput širine limova. To se odražava na optička svojstva materijala. Druga klasa termokroma su organska bojila koja mogu reverzibilno promijeniti svoju boju uslijed kemijskih transformacija. Primjer takvih spojeva su spiropirani - u strukturi njihovih molekula nalaze se dva prstena atoma spojena na jednom mjestu. Kada se promijeni temperatura ili kiselost medija, prstenovi se mogu otvoriti, uvelike mijenjajući svojstva i boju tvari. Međutim, u pravilu su takve boje otrovne za kožu, što ograničava njihovu upotrebu.

Autori razvoja bili su nadahnuti pozornici iz filma "The Craft", u kojem junakinje filma čarolijom mijenjaju boju kose jednoj od njih. Kako bi smanjili toksičnost boje, programeri su koristili polimerna veziva. "Možemo spriječiti njihove štetne učinke kemijski spojevi"pomoću procesa koji se zove stabilizacija polimera, u kojem se lančane molekule (polimeri) omotavaju oko iritanta", kaže Lauren Boker, osnivačica tvrtke.

Boker je razvio nekoliko boja koje mijenjaju boju u različitim temperaturnim rasponima. Prijelazne točke odgovaraju prijelazu između sobne i ulične temperature ili odgovaraju temperaturi ljudskog tijela. Među razvijenim sastavima ima crne boje koja pod utjecajem vrućeg zraka mijenja boju u crvenu, postoje boje koje se mijenjaju iz crne u bijelu, iz srebrne u blijedoplavu, iz plave u bijelu i iz crne u žutu.

Postoje i druge vrste pigmenata koji mijenjaju boju pod utjecajem vanjskih utjecaja. Na primjer, fotokromi mijenjaju boju pod utjecajem svjetlosti, mehanokromi - kada se deformiraju, elektrokromi - pod utjecajem električne struje. Osim što ove tvari koriste za dekoraciju, znanstvenici također koriste transformacije spojeva u temeljne svrhe. Tako su prije godinu dana kemičari iz Njemačke i Japana razvili nanovelike “škare” koje se mogu reverzibilno otvarati i zatvarati pod utjecajem svjetlosti. Temeljili su se na molekuli DNA modificiranoj fotokromnim azobenzenom.

Vladimir Koroljov

Kada kisela sredina, otopina ima kiselkast okus i sadrži suvišak kationa vodika (oksonij), kada alkalni- u otopini postoji višak hidroksidnih aniona. Ako otopina sadrži jednake količine oksonijevih kationa i hidroksidnih aniona, tada se medij smatra neutralnim. Kationi H+ i anioni OH − Stalno se bore za primat, a “suci” ove “Olimpijade” nam pomažu da brzo odredimo tko je pobjednik u njihovoj konkurenciji. acidobazni indikatori.

Indikatori- znači "pokazivači". To su tvari koje mijenjaju boju ovisno o tome nalaze li se u kiseloj, lužnatoj ili neutralnoj sredini. Najčešći pokazatelji lakmus, fenolftalein i metiloranž.

Pojavio se prvi acidobazni indikator lakmus. Lakmus- vodena infuzija lakmusovog lišaja koji raste na stijenama u Škotskoj. Ovaj indikator slučajno je otkrio 1663. engleski kemičar i fizičar Robert Boyle. Kasnije je filtar papir natopljen lakmusovom infuzijom; sušena je i na taj način su dobiveni indikatorski “lakmus papiri”, plava u alkalnim i crvena u kiselim otopinama.

Fenolftalein, koji se koristi u obliku alkoholne otopine, stječe u alkalnoj sredini ima grimiznu boju, a u neutralnoj i kiseloj sredini je bezbojan. Što se tiče indikatora metiloranž, ili inače "metiloranž", to je stvarno narančasta u neutralnom okruženju. U kiselinama njegova boja postaje ružičasto-grmizna, a u lužinama postaje žuta..

Ako nema pravih kemijskih pokazatelja, za određivanje kiselosti okoliša uspješno se može koristiti... kućno, samoniklo i vrtno cvijeće pa čak i sok mnogih bobičastog voća – trešnje, aronije, ribiza. Ružičasta, grimizna ili crvena cvjetovi geranija, latice božur ili grašak u bojiće postati plav ako se stavi u alkalnu otopinu. Sok će također postati plav u alkalnom okruženju. trešnje ili ribizle. Naprotiv, u kiselini će isti "reagensi" poprimiti ružičasto-crvenu boju. Biljni kiselo-bazni indikatori ovdje su bojila antocijanini . Točno antocijanini daju razne nijanse ružičaste, crvene, plave i ljubičaste mnogim cvjetovima i plodovima.

Boja repe betain u alkalnoj sredini gubi boju, a u kiseloj postaje crven. Zato boršč s kiselim kupusom ima tako ukusnu boju.

Svi radimo trikove. Mnogi od nas znaju nekoliko jednostavnih trikova kojima možemo iznenaditi prijatelje tijekom zabave ili ih pokazati svojoj djeci i nasmijati ih. Danas ćemo napraviti svojevrsni kemijski eksperiment, koji također može postati prekrasan mađioničarski trik.

Prvo pogledajmo video:

Dakle, da biste pripremili našu čudotvornu tekućinu, možda ćete morati otići u apoteku, ali uvjeravamo vas da se isplati.

Trebat će nam:
- Dvije čaše iste veličine;
- Dvije male čaše (mogu biti izrađene od plastike);
- Posuda u koju ćemo sipati toplu vodu;
- Žlica kojom ćemo miješati;
- krumpirov ili kukuruzni škrob;
- jedan gram vitamina C;
- tinktura joda;
- Vodikov peroksid (3%);
- Šprice za točnije doziranje svih komponenti.

Ako je vitamin C u obliku tableta, potrebno ih je samljeti u prah. Prije svega trebamo dodati gram vitamina u plastičnu čašu i dodati 60 ml tople vode.

Sljedeći korak je priprema tekućeg škroba tako da se jedna čajna žličica škroba umiješa u 150 ml hladna voda. Zatim dodajte još 150 ml vruće vode i dobro promiješajte.

Uzmite dvije jednake čaše i u njih ulijte 60 ml tople vode.

U prvu čašu dodajte 5 ml tinkture joda i 10-12 ml tekućine s vitaminom C. Nakon dodavanja tekućine s vitaminom, jod će se potpuno obezbojiti.

U drugu čašu dodajte 15 ml vodikovog peroksida i 7 ml tekućeg škroba.

Pripremna faza je gotova, što znači da možete prijeći na sam trik. Uzimamo čaše i prelijevamo tekućinu iz jedne u drugu.

Nakon toga ostaje nam samo staviti jednu čašu na stol i čekati. Tekućina će uskoro promijeniti boju u tamnu. U kemiji je ovaj eksperiment poznat kao jodni sat. Ako najpristupačnije predstavimo bit eksperimenta, možemo reći da se radi o svojevrsnom sukobu škroba, koji jod pretvara u tamnu tekućinu, i vitamina C, koji sprječava da se to dogodi. Na kraju se vitamin potpuno potroši i tekućina momentalno promijeni boju. Čarolija je uspjela. Usput, ako u tamnu tekućinu dodate još malo vitamina C u prahu, tekućina će opet na neko vrijeme promijeniti boju.

Novi način za minimiziranje štete od kvarova u različitim strukturama bio bi razvoj poboljšanih metoda za otkrivanje štete prije nego što postane kritična. I tu u pomoć mogu priskočiti materijali koji pri oštećenju mijenjaju boju.

Dodavanje posebnih nanočestica prozirnoj polimernoj smoli rezultira stvaranjem "pametnog" materijala koji mijenja boju kada je oštećen ili kada je blizu uništenja. Takvi materijali se nazivaju “materijali s promjenjivim karakterom” (engleski). materijali za prsten raspoloženja ", doslovno - materijali za prsten raspoloženja koji mijenja boju ovisno o temperaturi osobe", objasnio je Cole Brubaker, doktorand u Laboratoriju za sustave pouzdanosti (LASIR) na Sveučilištu Vanderbilt.

Materijal mijenja boju kao odgovor na mehanički stres.

Inteligentne tehnologije nadzora trenutno su jedno od najproučavanijih pitanja u civilnom, strojarskom i zrakoplovnom inženjerstvu. Ovi problemi se uglavnom rješavaju razvojem mreža fizičkih senzora koji su pričvršćeni na strukture od interesa. Ali ovaj pristup ima nedostatke kao što su visoka cijena opreme i složena obrada dobivenih podataka.
Istraživači LASIR-a krenuli su drugim putem i ugradili luminescentne nanočestice u sam materijal, koje reagiraju na mehanički stres promjenom svojih optičkih svojstava. Ovaj pristup omogućuje stvaranje nove vrste sustava praćenja koji je učinkovit i isplativ.

"Trenutno postoje dva načina da se sva infrastruktura, od mostova do zrakoplova, održi sigurnom", kažu istraživači. “Jedan od njih je kada ljudi stalno pregledavaju strukture s ovim ovu metodu je radno intenzivan i ljudi ne mogu vidjeti vrlo male pukotine. Drugi način je implementacija složenih mreža senzora u nadzirani objekt koji kontinuirano procjenjuju stanje konstrukcije i traže male pukotine te ih detektiraju prije nego što postanu prevelike i počnu utjecati na sigurnost konstrukcije. Problem je što su takve mreže vrlo skupe i, u slučaju zrakoplova, dodaju veliku težinu. Dakle, moramo nekako promijeniti materijale koje koristimo za otkrivanje tih sitnih pukotina."

Početne studije tima pokazale su da dodavanje malih koncentracija posebnih nanočestica (1 do 5 posto težine) u optički prozirnu polimernu matricu rezultira karakterističnom promjenom optičkih svojstava materijala kada je izložen širokom rasponu tlačnih i vlačnih opterećenja.

Grupa istraživača sa Sveučilišta Vanderbilt nisu jedini koji koriste nanočestice za stvaranje pametnih materijala, ali imaju prednost. Oni koriste posebnu vrstu nanočestica zvanu kvantna točka bijele svjetlosti. Ove kvantne točke su jedinstvene jer emitiraju bijelu svjetlost dok druge kvantne točke emitiraju samo svjetlost na određenim valnim duljinama.

Ove posebne kvantne točke slučajno su otkrivene 2005. godine na Sveučilištu Vanderbilt dok su proučavali kvantne točke kadmij selenida.

Kvantne točke bijele svjetlosti imaju jedinstvena optička svojstva u usporedbi s drugim nanočesticama jer je emisija bijele svjetlosti površinski fenomen. Kada se takve nanočestice stave u materijal, one reagiraju na ono što se događa oko njih.

U preliminarnim testovima, staklena vlakna i aluminijske trake presvučene su polimernim premazom koji sadrži kvantne točke bijele svjetlosti i podvrgnute vanjskim opterećenjima različitog intenziteta. Otkrili su da se intenzitet spektra zračenja koje emitiraju kvantne točke smanjuje kako raste opterećenje.

Grafikon pokazuje da se spektar bijelog svjetla kvantnih točaka u epoksidnoj smoli na aluminijskim trakama smanjuje kako raste vlačno opterećenje trake.

(LASIR Lab/Vanderbilt)

"Još uvijek postoji mnogo nepoznanica o mehanizmu koji stoji iza ovog fenomena, ali smo pokazali da dodavanje ovih kvantnih točaka ultratankim polimernim premazima na metalnim površinama može pružiti rano upozorenje kada metal koji leži ispod pretrpi bilo kakvu štetu", rekli su istraživači.

Istraživači vjeruju da kvantne točke emitiraju svjetlost u širokom spektru jer više od 80 posto atoma leži na površini. Oni također znaju da je veza između površinskih atoma i molekula oko njih kritična.

Tako su istraživači potvrdili da materijal može djelovati kao nova vrsta mjerača naprezanja koji stalno bilježi mehanički stres na njemu.

Istraživači su se također susreli s brojnim poteškoćama. Na primjer, u nizu testova, epoksidni cilindri su se deformirali u oblik bačve kada su se stisnuli, a spektar emisije zapravo se povećao, a ne smanjio. Istraživači nagađaju da se to dogodilo jer je deformacija stisnula nanočestice bliže jedna drugoj i njihova koncentracija u području deformacije se povećala.

Osim ovoga, postoji još jedan problem koji će morati riješiti kako bi napravili funkcionalan sustav detekcije oštećenja. Kvantne točke pate od izloženosti svjetlu. Odnosno, kada su izloženi svjetlu, s vremenom postupno smanjuju svoj sjaj. Kao rezultat toga, takav materijal mora biti zaštićen od vanjskog svjetla.

"Mnogi su izazovi koje treba riješiti prije nego što možemo stvoriti pametan materijal koji je spreman za primjenu u stvarnom svijetu, ali trend je pozitivan", kažu istraživači.

Pantelejev Pavel Aleksandrovič

Rad daje objašnjenja za pojavu boje u različitim spojevima, a također ispituje svojstva kameleonskih tvari.

preuzimanje:

Pregled:

Kemija boje. Kameleonske tvari

Sekcija: prirodne znanosti

Izvršio: Pantelejev Pavel Nikolajevič,

Učenik 11 "A" razreda

Prosjek srednje škole №1148

ih. F. M. Dostojevskog

Učiteljica: Karmatskaya Lyubov Aleksandrovna

1. Uvod. stranica 2

2. Priroda boje:

2.1. organske tvari; stranica 3

2.2. anorganske tvari. stranica 4

3. Utjecaj okoliša na boju. Stranica 5

4. Kameleonske tvari. Stranica 7

5. Eksperimentalni dio:

5.1. Prijelaz kromata u dikromat i obrnuto; Stranica 8

5.2. Oksidirajuća svojstva kromovih (VI) soli; Stranica 9

5.3. Oksidacija etanola smjesom kroma. Stranica 10

6. Fotokromizam. Stranica 10

7. Zaključci. Stranica 13

8.Popis korištenih izvora. stranica 14

1. Uvod.

Na prvi pogled može se činiti da je teško objasniti prirodu boje. Zašto tvari imaju različite boje? Kako nastaje boja?

Zanimljivo je da u dubinama oceana žive stvorenja u čijim tijelima teče plava krv. Jedan od tih predstavnika su holoturijanci. Štoviše, krv riba ulovljenih u moru je crvena, poput krvi mnogih drugih velikih stvorenja.

Što određuje boju raznih tvari?

Prije svega, boja ne ovisi samo o tome kako je tvar obojena, već i o tome kako je osvijetljena. Uostalom, u mraku sve izgleda crno. Boja je također određena kemijskim strukturama koje prevladavaju u tvari: na primjer, boja lišća biljaka nije samo zelena, već i plava, ljubičasta itd. To se objašnjava činjenicom da u takvim biljkama, osim klorofila , koji daje zelenu boju, prevladavaju ostali spojevi.

Plava krv u morskim krastavcima objašnjava se činjenicom da sadrže vanadij umjesto željeza u pigmentu koji daje boju krvi. Njegovi spojevi daju plavu boju tekućini koju sadrže holoturiji. U dubinama gdje žive, sadržaj kisika u vodi je vrlo nizak i moraju se prilagoditi tim uvjetima, pa su u organizmima nastali spojevi koji su potpuno drugačiji od onih stanovnika zračnog okoliša.

Ali još nismo odgovorili na gore postavljena pitanja. U ovom ćemo radu pokušati dati cjelovite, detaljne odgovore na njih. Da bi se to postiglo, potrebno je provesti niz studija.

Svrha ovog rada bit će objasniti pojavu boje u različitim spojevima, kao i istražiti svojstva kameleonskih tvari.

Zadaci se postavljaju u skladu s ciljem

Općenito, boja je rezultat interakcije svjetlosti s molekulama tvari. Ovaj rezultat se objašnjava nekoliko procesa:
* interakcija magnetskih vibracija svjetlosnog snopa s molekulama tvari;

* selektivna apsorpcija određenih svjetlosnih valova od strane molekula različitih struktura;

* izloženost zrakama koje se odbijaju ili prolaze kroz tvar na mrežnici oka ili na optičkom uređaju.

Osnova za objašnjenje boje je stanje elektrona u molekuli: njihova pokretljivost, njihova sposobnost da se pomaknu s jedne energetske razine na drugu, da se pomaknu s jednog atoma na drugi.

Boja je povezana s pokretljivošću elektrona u molekuli tvari i s mogućnošću pomicanja elektrona na još slobodne razine kada apsorbiraju energiju kvanta svjetlosti (elementarna čestica svjetlosnog zračenja).

Boja nastaje kao rezultat interakcije svjetlosnih kvanta s elektronima u molekulama tvari. No, s obzirom na to da je stanje elektrona u atomima metala i nemetala, organskih i anorganskih spojeva različito, različit je i mehanizam nastanka boje u tvarima.

2.1 Boja organskih spojeva.

U organskim tvarimaImajući boju (a nemaju sve to svojstvo), molekule su slične strukture: u pravilu su velike, sastoje se od desetaka atoma. Za pojavu boje u ovom slučaju nisu važni elektroni pojedinih atoma, već stanje sustava elektrona cijele molekule.

Obična sunčeva svjetlost je tok elektromagnetskih valova. Svjetlosni val karakterizira njegova duljina - udaljenost između susjednih vrhova ili dva susjedna dna. Mjeri se u nanometrima (nm). Što je val kraći, njegova energija je veća i obrnuto.

Boja tvari ovisi o tome koje valove (zrake) vidljive svjetlosti apsorbira. Ako tvar uopće ne apsorbira sunčevu svjetlost, već se reflektira i raspršuje, tvar će izgledati bijela (bezbojna). Ako tvar apsorbira sve zrake, tada se čini crnom.

Proces apsorpcije ili refleksije određenih zraka svjetlosti povezan je sa strukturnim značajkama molekule tvari. Apsorpcija svjetlosnog toka uvijek je povezana s prijenosom energije na elektrone molekule tvari. Ako molekula sadrži s elektrona (tvoreći sferni oblak), tada je za njihovo uzbuđenje i prijenos na drugu energetsku razinu potrebno mnogo energije. Stoga spojevi koji imaju s elektrona uvijek izgledaju bezbojni. U isto vrijeme, p-elektroni (tvoreći oblak osmice) se lako uzbuđuju, budući da je veza koju ostvaruju manje jaka. Takvi se elektroni nalaze u molekulama koje imaju konjugirane dvostruke veze. Što je duži lanac konjugacije, to je više p-elektrona i manje energije je potrebno za njihovo pobuđivanje. Ako je energija valova vidljive svjetlosti (valne duljine od 400 do 760 nm) dovoljna za pobuđivanje elektrona, pojavljuje se boja koju vidimo. Zrake utrošene na pobuđivanje molekule ona će apsorbirati, a neapsorbirane ćemo percipirati kao boju tvari.

2.2 Boja anorganskih tvari.

U anorganskim tvarimaboja je posljedica elektroničkih prijelaza i prijenosa naboja s atoma jednog elementa na atom drugog. Vanjska elektronska ljuska elementa ovdje igra odlučujuću ulogu.

Kao iu organskim tvarima, pojava boje ovdje je povezana s apsorpcijom i refleksijom svjetlosti.

Općenito, boja tvari je zbroj reflektiranih valova (ili onih koji prolaze kroz tvar bez odlaganja). U ovom slučaju, boja tvari znači da ona apsorbira određene kvante iz cijelog raspona valnih duljina vidljive svjetlosti. U molekulama obojenih tvari, energetske razine elektrona nalaze se blizu jedna drugoj. Na primjer, tvari: vodik, fluor, dušik - čine nam se bezbojnima. To je zbog činjenice da oni ne apsorbiraju kvante vidljive svjetlosti, jer ne mogu prenijeti elektrone na višu razinu. Odnosno, ultraljubičaste zrake prolaze kroz te tvari, koje ljudsko oko ne opaža, pa stoga same tvari za nas nemaju boju. U obojenim tvarima, na primjer, kloru, bromu, jodu, elektroničke razine nalaze se bliže jedna drugoj, tako da kvanti svjetlosti u njima mogu prenijeti elektrone iz jednog stanja u drugo.

Iskustvo. Utjecaj metalnog iona na boju spojeva.

Instrumenti i reagensi: četiri epruvete, voda, soli željeza (II), kobalta (II), nikla (II), bakra (II).

Izvođenje pokusa. U epruvete uliti 20-30 ml vode, dodati 0,2 g soli željeza, kobalta, nikla i bakra i miješati dok se ne otopi. Boja otopine željeza postala je žuta, kobalta - ružičasta, nikla - zelena, a bakra - plava.

Zaključak: Kao što je poznato iz kemije, struktura ovih spojeva je ista, ali imaju različit broj d-elektrona: željezo - 6, kobalt - 7, nikal - 8, bakar - 9. Ovaj broj utječe na boju d-elektrona. spojevi. Zato je razlika u boji vidljiva.

3. Utjecaj okoliša na boju.

Ioni u otopini okruženi su omotačem otapala. Sloj takvih molekula neposredno uz ion naziva sesolvatna ljuska.

U otopinama ioni mogu utjecati ne samo jedni na druge, već i na molekule otapala koje ih okružuju, a one zauzvrat utječu na ione. Kada se otopi i kao rezultat otapanja, boja se pojavljuje u prethodno bezbojnom ionu. Zamjena vode amonijakom produbljuje boju. Molekule amonijaka se lakše deformiraju i povećava se intenzitet boje.

Sada Usporedimo intenzitet boje bakrenih spojeva.

Pokus br. 3.1. Usporedba intenziteta boje bakrenih spojeva.

Instrumenti i reagensi: četiri epruvete, 1% otopina CuSO 4, voda, HCl, otopina amonijaka NH 3, 10% otopina kalijevog heksacijanoferata(II).

Izvođenje pokusa. Stavite 4 ml CuSO u jednu epruvetu 4 i 30 ml H 2 O, u druga dva - 3 ml CuSO 4 i 40 ml H 2 O. U prvu epruvetu dodajte 15 ml koncentrirane HCl - pojavi se žuto-zelena boja, u drugu - 5 ml 25% otopine amonijaka - pojavi se plava boja, u treću - 2 ml 10% otopine. kalijevog heksacijanoferata(II) – vidimo crveno smeđi talog. U posljednju epruvetu dodajte otopinu CuSO 4 i ostaviti za kontrolu.

2+ + 4Cl - ⇌ 2- + 6H 2 O

2+ + 4NH 3 ⇌ 2+ + 6H 2 O

2 2 + 4- ⇌ Cu 2 + 12 H 2 O

Zaključak: Kada se smanjuje količina reagensa (tvar uključena u kemijsku reakciju), potrebnih za nastanak spoja, povećava se intenzitet boje. Kada se formiraju novi spojevi bakra, dolazi do prijenosa naboja i promjene boje.

4. Kameleonske tvari.

Pojam "kameleon" poznat je prvenstveno kao biološki, zoološki termin koji značigmaz koji ima sposobnost mijenjanja boje kože kada je nadražen ili mijenja boju okruženje itd.

No, “kameleoni” se mogu pronaći iu kemiji. Pa kakva je to veza?

Okrenimo se kemijskom konceptu:
Kameleonske tvari su tvari koje mijenjaju svoju boju u kemijskim reakcijama i ukazuju na promjene u okolini koja se proučava. Istaknimo opću stvar - promjenu boje (boje). To je ono što povezuje ove pojmove. Tvari kameleona poznate su od davnina. Stari priručnici o kemijskoj analizi preporučuju korištenje "kameleonske otopine" za određivanje sadržaja natrijevog sulfita u uzorcima nepoznatog sastava. 2 SO 3 , vodikov peroksid H 2 O 2 ili oksalne kiseline H 2 C 2 O 4 . “Kameleon otopina” je otopina kalijevog permanganata KMnO 4 , koji tijekom kemijskih reakcija, ovisno o okolini, mijenja boju na različite načine. Na primjer, u kiselom okruženju, svijetloljubičasta otopina kalijevog permanganata postaje obezbojena zbog činjenice da iz permanganatnog iona MnO 4 - nastaje kation tj.pozitivno nabijen ion Mn 2+ ; u jako alkalnoj sredini od svijetloljubičastog MnO 4 - proizvodi zeleni manganatni ion MnO 4 2- . A u neutralnom, blago kiselom ili blago alkalnom okruženju, konačni produkt reakcije bit će netopljivi crno-smeđi talog mangan dioksida MnO 2 .

Dodajemo da zbog svojih oksidacijskih svojstava,one. sposobnost doniranja elektrona ili njihovog preuzimanja od atoma drugih elemenata,i vizualne promjene boje u kemijskim reakcijama, kalijev permanganat našao je široku primjenu u kemijskoj analizi.

Dakle, u u ovom slučaju kao indikator se koristi "kameleon otopina" (kalijev permanganat) tj.tvar koja ukazuje na prisutnost kemijske reakcije ili promjene koja se dogodila u mediju koji se proučava.
Postoje i druge tvari koje se nazivaju "kameleoni". Razmotrit ćemo tvari koje sadrže element krom Cr.

Kalijev kromat - anorganski spoj, sol metalakalij I kromna kiselina s formulom K 2 CrO 4 , žuti kristali, topljivi u vodi.

Kalijev dikromat (kalijev dikromat, kalijev krom) - K 2 Cr 2 O 7 . Anorganski spoj, narančasti kristali, topiv u vodi. Vrlo otrovno.

5. Eksperimentalni dio.

Pokus br. 5.1. Prijelaz kromata u dikromat i natrag.

Instrumenti i reagensi: otopina kalijevog kromata K 2 SrO 4 , otopina kalijevog dikromata K 2 Cr 2 O 7 , sumporna kiselina, natrijev hidroksid.

Izvođenje pokusa. Dodamo sumpornu kiselinu u otopinu kalijevog kromata, zbog čega se boja otopine mijenja iz žute u narančastu.

2K 2 CrO 4 + H 2 SO 4 = K 2 Cr 2 O 7 + K 2 SO 4 + H 2 O

Dodao sam lužinu u otopinu kalijevog dikromata, zbog čega se boja otopine mijenja iz narančaste u žutu.

K 2 Cr 2 O 7 + 4NaOH = 2Na 2 CrO 4 + 2KOH + H 2 O

Zaključak: U kiseloj sredini kromati su nestabilni, žuti ion prelazi u Cr ion 2 O 7 2- narančasta, a u alkalnoj sredini reakcija se odvija u suprotnom smjeru:
2 Kr 2 O 4 2- + 2H + kiseli medij - alkalni medij Cr 2 O 7 2- + H 2 O.

Oksidirajuća svojstva kromovih (VI) soli.

Instrumenti i reagensi: otopina kalijevog dikromata K 2 Cr 2 O 7 , otopina natrijeva sulfita Na 2 SO 3 , sumporna kiselina H 2SO4.

Izvođenje pokusa. Za rješenje K 2 Cr 2 O 7 zakiseliti sumpornom kiselinom, dodati otopinu Na 2 SO 3. Promatramo promjenu boje: narančasta otopina postaje zeleno-plava.

Zaključak: U kiseloj sredini krom se reducira natrijevim sulfitom iz kroma (VI) u krom (III): K 2 Cr 2 O 7 + 3 Na 2 SO 3 + 4H 2 SO 4 = K 2 SO 4 + Cr 2 (SO 4 ) 3 + 3 Na 2 SO 4 + 4H 2 O.

Pokus br. 5.4. Oksidacija etanola smjesom kroma.

Instrumenti i reagensi: 5% otopina kalijevog dikromata K 2 Cr 2 O 7 , 20% otopina sumporne kiseline H 2 SO 4 , etilni alkohol (etanol).

Izvođenje pokusa: U 2 ml 5% otopine kalijevog dikromata dodajte 1 ml 20% otopine sumporne kiseline i 0,5 ml etanola. Promatramo snažno zamračenje otopine. Razrijedite otopinu vodom kako biste bolje vidjeli njezinu nijansu. Dobivamo žuto-zelenu otopinu.
DO 2 Cr 2 O 7 + 3C 2 H 5 OH+ H 2 SO 4 → 3CH 3 -COH + Cr 2 O 3 + K 2 SO 4 + 4H 2 O
Zaključak: U kiseloj sredini etilni alkohol se oksidira kalijevim dikromatom. Ovo proizvodi aldehid. Ovaj eksperiment pokazuje interakciju kemijskih kameleona s organskim tvarima.

Pokus 5.4. jasno ilustrira princip po kojem indikatori rade na otkrivanju alkohola u tijelu. Princip se temelji na specifičnoj enzimskoj oksidaciji etanola, praćenoj stvaranjem vodikovog peroksida (H 2 O 2 ), uzrokujući stvaranje obojenog kromogena,one. organska tvar koja sadrži kromofornu skupinu (kemijska skupina koja se sastoji od atoma ugljika, kisika i dušika).

Dakle, ovi pokazatelji vizualno (na ljestvici boja) pokazuju sadržaj alkohola u slini osobe. Koriste se u zdravstvenim ustanovama pri utvrđivanju činjenica konzumacije alkohola i alkoholiziranosti. Opseg primjene indikatora je svaka situacija u kojoj je potrebno utvrditi činjenicu konzumacije alkohola: provođenje pregleda vozača vozila prije putovanja, identificiranje pijanih vozača na cestama od strane prometne policije, korištenje za hitnu dijagnostiku, kao sredstvo samokontrole. kontrola, itd.

6. Fotokromizam.

Upoznajmo se sa zanimljivom pojavom, gdje također dolazi do promjene boje tvari, fotokromizam.

Danas naočale s kameleonskim lećama vjerojatno nikoga neće iznenaditi. No, vrlo je zanimljiva povijest otkrića neobičnih tvari koje mijenjaju boju ovisno o svjetlu. Godine 1881. engleski kemičar Phipson primio je pismo od svog prijatelja Thomasa Griffitha u kojem je opisao svoja neobična zapažanja. Griffith je napisao da ulazna vrata pošte, koja se nalaze nasuprot njegovih prozora, mijenjaju boju tijekom dana - potamne kada je sunce u zenitu, a posvijetle u sumrak. Zanimajući se porukom, Phipson je pregledao litopon, boju kojom su obojana vrata pošte. Opažanje njegova prijatelja bilo je potvrđeno. Phipson nije mogao objasniti uzrok fenomena. Međutim, mnogi istraživači su se ozbiljno zainteresirali za reverzibilnu reakciju boja. A početkom dvadesetog stoljeća uspjeli su sintetizirati nekoliko organskih tvari nazvanih "fotokromi", odnosno "fotoosjetljive boje". Od Phipsonovog vremena znanstvenici su naučili mnogo o fotokromima -tvari koje mijenjaju boju kad su izložene svjetlosti.

Fotokromizam ili tenebrescencija je pojava reverzibilne promjene boje tvari pod utjecajem vidljive svjetlosti i ultraljubičastog zračenja.

Izloženost svjetlosti uzrokuje u fotokromatskoj tvari, atomske reorganizacije, promjene u naseljenosti elektroničkih razina. Paralelno s promjenom boje, tvar može promijeniti svoj indeks loma, topljivost, reaktivnost, električnu vodljivost i druga kemijska i fizikalna svojstva. Fotokromizam je svojstven ograničenom broju organskih i anorganskih, prirodnih i sintetskih spojeva.

Postoji kemijski i fizički fotokromizam:

• kemijski fotokromizam: intramolekularne i intermolekularne reverzibilne fotokemijske reakcije (tautomerizacija (reverzibilna izomerija), disocijacija (cijepanje), cis-trans izomerizacija itd.);
• fizički fotokromizam: rezultat prijelaza atoma ili molekula u različita stanja. Promjena boje u ovom je slučaju posljedica promjene naseljenosti elektroničkih razina. Takav se fotokromizam opaža kada je tvar izložena samo snažnim svjetlosnim tokovima.

Fotokromi u prirodi:

• Mineral tugtupit sposoban promijeniti boju od bijele ili blijedoružičaste do svijetloružičaste.

Fotokromatski materijali

Postoje sljedeće vrste fotokromatskih materijala: tekuće otopine i polimerni filmovi (spojevi visoke molekulske mase), koji sadrže fotokromatske organske spojeve, stakla s mikrokristalima srebrnog halida ravnomjerno raspoređenim po svom volumenu (spojevi srebra s halogenima), fotoliza ( propadanje svjetlošću) koji je uzrokovan fotokromizmom; kristali halogenida alkalnih i zemnoalkalijskih metala, aktivirani raznim dodacima (na primjer, CaF 2/La,Ce; SrTiO3/Ni,Mo).

Ovi se materijali koriste kao svjetlosni filteri promjenjive optičke gustoće (tj. reguliraju protok svjetlosti) u sredstvima zaštite očiju i uređaja od svjetlosnog zračenja, u laserskoj tehnici itd.

Fotokromatske leće

Fotokromatična leća izložena svjetlu, djelomično prekrivena papirom. Druga razina boje vidljiva je između svijetlih i tamnih dijelova, jer se fotokromatske molekule nalaze na objema površinama leće polikarbonat i drugi plastike . Fotokromatske leće obično potamne u prisutnosti ultraljubičastog svjetla i posvijetle u odsutnosti za manje od jedne minute, ali potpuni prijelaz iz jednog stanja u drugo događa se za 5 do 15 minuta.

Zaključci.

Dakle, boja različitih spojeva ovisi o:

*od međudjelovanja svjetlosti s molekulama tvari;

*u organskim tvarima boja nastaje kao rezultat ekscitacije elektrona elementa i njihovog prijelaza na druge razine. Važno je stanje elektronskog sustava cijele velike molekule;

*u anorganskim tvarima, boja je posljedica elektroničkih prijelaza i prijenosa naboja s atoma jednog elementa na atom drugog. Vanjska elektronska ljuska elementa igra glavnu ulogu;

*na boju spoja utječe vanjski okoliš;

*Broj elektrona u spoju igra važnu ulogu.

Popis korištenih izvora

1. Artemenko A. I. “Organska kemija i čovjek” ( teorijske osnove, napredni tečaj). Moskva, “Prosvjetljenje”, 2000.

2. Fadeev G. N. “Kemija i boja” (knjiga za izvannastavna lektira). Moskva, “Prosvjetljenje”, 1977.