Fluorowce
W pierwszym eksperymencie dokonamy trawienia szkła za pomocą związków fluoru. Do przeprowadzenia próby potrzebne będą fluorek sodu NaF i roztwór kwasu siarkowego(VI) H2SO4. Na szkiełko zegarkowe wsypujemy nieco fluorku sodu i polewamy go roztworem H2SO4 (fotografia 1). Po około godzinie zmywamy szkiełko (fotografia 2), zachowując ostrożność podczas obchodzenia się z roztworem H2SO4 (gumowe rękawiczki). Na powierzchni można dostrzec ślady zniszczenia (fotografia 3), spowodowane działaniem związków fluoru. Mechanizm trawienia szkła jest następujący:
a) mocny kwas siarkowy(VI) powoduje rozkład fluorku sodu z wydzieleniem fluorowodoru
b) fluorowodór reaguje z zawartą w szkle krzemionką
Związków fluoru do otrzymywania obrazów na szkle jako pierwszy użył w początkach XIX wieku polski chemik Antoni Hann.
W drugim doświadczeniu otrzymamy wolny brom. Potrzebne będą roztwory bromku potasu KBr, nadmanganianu potasu KMnO4, kwasu siarkowego(VI) H2SO4 oraz rozpuszczalnik organiczny (np. rozpuszczalnik nitro). Po wlaniu do kolby z roztworem KBr niewielkiej objętości roztworu KMnO4 i zakwaszeniu środowiska reakcji za pomocą H2SO4, zawartość zmienia barwę na żółtą – zjawisko spowodowane jest wydzielaniem wolnego bromu (fotografia 4):
Po dodaniu niewielkiej ilości rozpuszczalnika organicznego (fotografia 5) i zamieszaniu cieczy (fotografia 6), następuje ekstrakcja bromu z wody do fazy organicznej (brom lepiej rozpuszcza się w cieczach niepolarnych). Po przelaniu zawartości kolby do probówki można zauważyć dwie warstwy: górną, którą stanowi roztwór bromu w rozpuszczalniku organicznym i dolną – wodę z resztą powstałego w reakcji bromu (fotografia 7). Większość bromu przeszła do fazy organicznej.
Wolny jod otrzymamy w analogicznej reakcji, do której potrzebne będą roztwory: jodku potasu KI, nadmanganianu potasu KMnO4, kwasu siarkowego(VI) H2SO4 oraz rozpuszczalnik organiczny. Dodanie do kolby z roztworem jodku potasu roztworu nadmanganianu potasu oraz kwasu siarkowego powoduje zmianę barwy jej zawartości ciemnobrązową (fotografia 8), co spowodowane jest wydzielaniem wolnego jodu:
Po wprowadzeniu niewielkiej ilości cieczy organicznej wstrząsamy kolbą w celu dokładnego wymieszania zawartości, a następnie przelewamy ciecz do probówki. Również w tym przypadku ciecze się rozwarstwiają (fotografia 9): na górze znajduje się roztwór jodu w rozpuszczalniku organicznym, a na dole woda z resztą wolnego fluorowca.
Ostatni eksperyment pozwoli zaobserwować przemiany jodu zachodzące pod wpływem ogrzewania. Zlewkę z jodem przykrytą szkiełkiem zegarkowy ogrzewamy nad płomieniem palnika (fotografia 10). Po chwili możemy zauważyć unoszące się w naczyniu fioletowe opary (fotografia 11). Stanowi je jod, sublimujący (ciało stałe przechodzi w gaz z pominięciem fazy ciekłej) w temperaturze niewiele przekraczającej 100ºC. Na chłodnych ściankach zlewki osadzają się igiełkowate kryształy jodu (fotografia 12) – jest to resublimacja, czyli przejście substancji gazowej w postać ciała stałego z pominięciem fazy ciekłej. Osadzone kryształki znajdują się również na zamykającym zlewkę szkiełku zegarkowym (fotografia 13). Zjawisko łatwej sublimacji i resublimacji jodu wykorzystuje się do oczyszczania tego pierwiastka.
Obejrzyj filmy:
