07 Z reakcijami v mavrični svet kemije 2019

Z DVOJNO ZAMENJAVO DO ČISTE VODE

Žan Arsov Mentorica: Marija Premrl Osnovna šola Brezovica pri Ljubljani

Povzetek

V prikazanem poskusu spojinam s prehodnimi elementi dodajamo bazi natrijev hidroksid ali amonijak v vodni raztopini. Pri tem se tvorijo oborine kot posledica ionske reakcije, imenovane dvojna zamenjava. To lastnost lahko izkoriščamo pri čiščenju odpadnih vod a , saj tvorba večjih netopnih delcev povzroči posedanje oziroma omogoči lažjo filtracijo.

Posnetek poskusa

Povezava do spletne strani objave poskusa na Youtubu: https://youtu.be/3iYpx8rj7nY

Teoretske osnove

Prehodni elementi (tudi prehodne kovine) so elementi, ki se nahajajo na sredini periodnega sistema. Zanje je značilno, da imajo veliko gostoto, visoko temperaturo tališča (razen živega srebra), da prevajajo električni tok ter da se posamezni elementi lahko pojavljajo v oblikah z različnimi oksidacijskimi števili. To število označujemo z rimskimi števili za imenom elementa, npr. železov(II), ali z nadpisom, Fe 2+ , ki pomenita število elektronov, ki jih je oddal (kat)ion. Posamezne oblike lahko tvorijo spojine z zelo različnimi barvami. Bakrov(II) sulfat (modra galica) je svetlo moder kristal s formulo CuSO 4 . Železov(II) sulfat (zelena galica) je modro zelen kristal s formulo FeSO 4 . Železov(III) klorid je spojina s formulo FeCl 3 . Njegovi kristali so v odbiti svetlobi temno zeleni, v prepuščeni pa škrlatno rdeči (Double replacement reactions, b.d.). Te spojine se uporabljajo kot koagulanti pri čiščenju odpadnih vod a . V bazični raztopini tvorijo hidrokside, ki so netopni v vodi. To povzroči tvorbo večjih kosmičev, kamor se ujamejo majhni delci nečistoč v vodi, ki so sami premajhni, da bi potonili ali da bi jih odfiltrirali. Kosmiči pa se skupaj z nečistočami posedejo oziroma jih lažje odstranimo (Coagulation and flocculation in water and wastewater treatment, 2019). Vodna raztopina natrijevega hidroksida NaOH(aq) je močna baza. Vodna raztopina amonijaka NH 4 OH(aq) je šibka baza. Pri poskusu poteče ionska reakcija , dvojna zamenjava med prehodnimi elementi in indikatorjema (natrijev hidroksid in amonijak). Shema dvojne zamenjave: AB + CD → AD + BC. Nastanejo netopni hidroksidi kot oborina. Reakcija pa ne p oteče enako pri vseh snoveh. Ko bakrovemu(II) sulfatu dodamo večjo količino vodne raztopine amonijaka, se oborina za čne raztapljati, v epruveti pa se tvori moder kompleks. To pomeni, da v primeru več možnih reakcij določena reak cija lahko prevlada nad drugimi (Aluminij v kopalni vodi, 2018; Double replacement reactions, b.d.; Elements for kids. Transition metals, 2019; Pub Chem, , b.d.; Smrdu, 2011).

126