0: Вот пытался навести порядок на складе и нашёл вот такие винтажные весы. Понятное дело, что в лаборатории они, чтобы взвешивать реактивы. Но мне почему-то вспомнилась фемида, богиня правосудия. И тут мне в голову пришла идея. А что если
1: Взять этот прибор какой-то химический элемент и оценить, чего больше он нам приносит пользы или вреда, а подумав, ещё, решил пусть это будет целая группа элементов.
2: Сегодня вы узнаете, может ли вода гореть.
3: Как выглядит Твёрдый хлор?
4: Чем йод помогает криминалистам?
5: И какое простое вещество, кроме ртути, в нормальных условиях является жидкостью?
6: Морская вода и живые организмы, минералы и горные породы элементы, о которых сегодня пойдёт речь, в природе, встречаются повсеместно, но, как правило, не в чистом виде, а в виде соединений все дело в их высокой реакционной способности при этом.
7: Они все не металлы в периодической таблице, они находятся в 17 группе, это фтор, хлор, бром и йод. Общее название галогены к этой группе также относятся астат и tennessee.
8: Если элементы стоят в 1 группе, значит, их химические свойства похожи это обусловлено электронной структурой, точнее, тем, что строение внешних электронных оболочек у них одинаковое.
9: Их конфигурацию можно записать вот такой общей формулой максимум на п уровне может быть 6 электронов, а у галогенов их 5, то есть каждому из них не хватает всего 1 электрона, чтобы завершить под уровень, говоря образно.
10: Все галогены очень хотят заполучить этот недостающий электрон и поэтому проявляют очень сильную химическую активность. В самом простом случае они находят его у себе подобного, образуют общую электронную пару и, как следствие, двухатомную молекулу таким образом,
11: При получении галогенов в виде простого вещества образуются молекулы фтор 2, хлор 2, бром 2 и так далее.
12: 1 в ряду галогенов стоит фтор в обычном состоянии это газ бледно жёлтого цвета, чрезвычайно токсичный и является самым сильным окислителем в таблице Менделеева в свободном виде, в очень небольших количествах встречается в вулканических.
13: Газов, однако, в основном фтор на земле находится в виде фторсодержащих минералов.
14: Среди них, к примеру, вот такой полудрагоценный топас более распространён криолит, его используют в качестве составной части электролита при получении алюминия путём электролиза. Ну а чаще всего на планете встречается
15: Плавиковый шпат или флюорит, природный фторид кальция образцы флюорита бывают совершенно разного цвета жёлтого, зелёного, синего, даже фиолетово чёрного все эти окраски вызваны дефектами кристаллической структуры флюорит.
16: Ярко люминисцирует в ультрафиолете и светится при нагревании это так называемая термолюминесценция 1 из крупнейших месторождений минерала находится в забайкалье рядом с Читой, а применяют его прежде всего в металлургии.
17: В качестве Флюса для производства стали и чугуна он понижает температуру плавления руды. Заметили это давным давно, и само название флюорита происходит от латинского флюо, то есть теку в 1771 году.
18: Шведский химик Карл шееле взял флюорит или плавиковый шпат и получил из него соединение фтора с водородом фтористоводородную или по другому, плавиковую кислоту.
19: Для демонстрации этого эксперимента возьмём измельчённый фторид кальция, поместим в керамический тигель. Следом добавим сюда концентрированную серную кислоту. Теперь начнём нагревать. В результате реакции образуется очень так.
20: Токсичная фтористоводородная кислота.
21: Чтобы продемонстрировать, насколько она опасна, возьмём стекло, нанесём слой парафина, затем выскоблим 1 букву слова наука н и поместим над тигелем все это следует делать в специальных неопреновых перчатках при попадании.
22: На кожу плавиковая кислота в 1 момент не вызывает сильной боли, но легко и незаметно всасывается, чтобы после вызвать сильнейшие химические ожоги, а вот что происходит со стеклом снимаем его с тигеля, очищаем от парафина.
23: И видим, поверхность материала протравилась, и надпись уже не смыть узнав об опытах шейле, французский химик антуан лавуазье предположил, что в состав плавиковой кислоты входит ранее неоткрытый химический элемент 1.
24: Однако получить его в чистом виде никому не удавалось ещё 100 с лишним лет попытки заканчивались инвалидностью и даже смертью вот почему элемент в результате назвали фтором от греческого фторис разрушительный.
25: Ну a1 газообразный фтор получил соотечественник луазье анри муссан. Это произошло в 1886 году. Учёный воспользовался электролизом. Сейчас мы сделаем примерно тоже самое. Будем воздействовать током.
26: На бифторид калия.
27: Это вещество мы поместим вот в такой электролизёр, закроем крышкой и нагреем примерно до 300 градусов цельсия. Теперь подаём электрический ток на электроды. В результате на катоде выделяется водород, а на аноде газообразный.
28: Ни в коем случае нельзя допустить их смешивания, иначе они бурно прореагируют со взрывом.
29: Теперь возьмём воду и поднесём к ней трубку, по которой выходит втор, так как этот газ является сильнейшим окислителем, вода в нём начинает гореть, как тут не вспомнить строки чуковского, а лисички взяли спички, море синее зажгли.
30: Фтор самый электроотрицательный элемент, значит, его окислительные свойства сильнее даже, чем у кислорода, и сейчас он замещает его в воде фтор настолько активный химический элемент, что способен бурно реагировать почти со всеми остальными веществ.
31: Простыми и сложными в большинстве случаев с горением и взрывами, например, вот так ярко в парах фтора загорается сера.
32: Странно было бы, если бы люди не использовали это качество и его применяют как окислитель ракетного топлива, а ещё каждый знает фтор в небольших количествах входит в состав зубных паст.
33: Там он, разумеется, не в чистом виде, а в составе солей для профилактики кариеса, ведь этот элемент необходим для построения зубной эмали ещё втор входит в состав фторопластов в качестве примера тифлон нам он знаком как антипригарное покрытие.
34: Другие соединения фтора называют фреонами и применяют в холодильниках в качестве хладогентов, правда, сегодня учёные обвиняют их в причастности к образованию озоновых дыр и ищут, чем заменить. Итак.
35: Токсичность, взрывоопасность, пагубное влияние на атмосферу, на 1 чашу весов, на другую помощь покорителям космоса, металлургам, стоматологам и даже домохозяйкам и это как минимум.
36: И как видите, пользы больше, а мы рассмотрим следующий в ряду галогенов хлор.
37: Как и фтор, хлор при обычных условиях тоже является газом, но более насыщенного жёлто зелёного цвета в свободном состоянии в природе не встречается, уж слишком химически активен на земле представлен в основном в виде различных хлоридов.
38: Например, минерал, галит, хлорид натрия такая соль, к слову, есть на каждой кухне мы называем её поваренной ещё 1 полезное ископаемое сильвин, хлорид, калия, помимо того, что эти соли целыми пластами залегают.
39: Земной коре они ещё растворены в морской воде есть места, где из за их высокой концентрации вода настолько плотная, что в ней невозможно утонуть, это всем известное мёртвое море, а ещё озеро баскунчак в астраханской области.
40: Сейчас мы можем взять обычную поваренную соль и получить из неё чистый хлор, однако исторически этот газ был получен из другого соединения все тем же шейле.
41: Он взял двоись марганца и прилил к ней концентрированную соляную кислоту аш хлор. Мы делаем тоже самое. Чтобы реакция шла интенсивнее. Смесь необходимо нагреть. В результате можно наблюдать образование Пузырьков. Это и есть газообразный хлор ещё.
42: Его можно получить окислением концентрированной Соляной кислоты, перманганатом калия. Данную реакцию проводим в установке состоящей из колбы бунзена и делительной воронки хлор тяжелее воздуха в 2 с половиной раза, так что его можно собрать.
43: Пока.
44: У этого Газа резкий и удушливый запах, как и фтор, он губителен для живых организмов. Сейчас мы это докажем, возьмём розу, поместим в стакан и будем наблюдать за происходящим. Все эти опыты с галогенами необходимо проводить вытяжн.
45: Шкафу.
46: Буквально 15 минут, и Роза увядает. Листья постепенно обесцвечиваются. Это разрушаются органические красители. Вот почему хлор годится в качестве отбеливателя для ткани и бумаги. Но это свойство проявляется только в присутствии молекул воды. Дело в том,
47: Что отбеливает не сам хлор, а атомарный кислород, который образуется при распаде хлорноватистой кислоты. А ещё хлор его соединения используют для дезинфекции воды и помещений. Это очевидная польза, правда, от того, что этот газ способен убить.
48: Все живое его применяли против человека в 1 мировую войну как боевое отравляющее вещество. Ничего хорошего я в этом не вижу, чтобы защитить дыхательные пути от этого вредного воздействия ещё в 1915 году.
49: Русский химик Николай Зелинский изобрёл 1 противогаз в нём он использовал активированный уголь.
50: Возьмём чёрные таблетки, бросим в колбу с зелёным газом и как следует взболтаем. Насыщенная окраска исчезает. Активированный уголь имеет огромную удельную поверхность примерно 1000 квадратных метров на 1 грамм. Хлору есть где спрятаться. Иными словами, активирован.
51: Уголь его сорбирует. Этот же процесс происходит в фильтре противогаза. Отмечу, что вот так в угле можно хранить газ. Когда он понадобится, нужно просто нагреть таблетку, но, как правило, хлор держат в баллонах.
52: Виде, но мы сейчас переведём его в твёрдое состояние с помощью жидкого азота. Он, напомню, кипит при - 196 градусах, а хлор плавится при - 101 градусе по цельсию, что гораздо выше
53: Возьмём жидкий азот и с его помощью охладим стеклянную колбу, теперь опустим в неё шланг, по которому будем пропускать газообразный хлор. Через некоторое время на стенках сосуда сконденсируется Твёрдый хлор ярко жёлтого цвета.
54: Извлечём колбу из холодной жидкости, и он начинает плавиться. Теперь вы видели хлор в 3 агрегатных состояниях?
55: Как и любой другой галоген хлор окислитель, чтобы продемонстрировать это, нам потребуется горячая железная вата.
56: Процесс протекает красиво, но медленно.
57: Теперь возьмём полученный в предыдущем опыте жидкий хлор, выльем на вату.
58: Наблюдаем бурную реакцию с образованием хлорида железа.
59: Для следующих опытов с горением возьмём не жидкий, а газообразный хлор, наполним им колбу и опустим в неё нагретую медную пластину она сгорает, и образовавшийся хлорид меди стекает на Дно.
60: Хлор взаимодействует со всеми металлами. Например, вот так ярко горит стружка металлического циркония в атмосфере хлора. И во всех этих реакциях образуются хлориды, то есть соли Соляной кислоты. Кстати, с греческого слово галогены переводится как
61: Sole, рождающие в атмосфере хлора, горят не только металлы, но и органические соединения. Чтобы это продемонстрировать. Возьмём карбит.
62: Если бросить его в цилиндр с водой, образуются пузырьки ацетилена.
63: Рядом будем пропускать поток хлора. В момент, когда пузырьки, наполненные разными газами, сталкиваются, мы видим яркие вспышки над поверхностью воды может даже возникнуть пламя. При этом образуется большое количество сажи. Это выделяется
64: Углерод 2 продукт реакции соляная кислота аш хлор это соединение для химической промышленности 1 из самых важных, ну a1 1 из способов его производства ещё в 17 веке.
65: Описал алхимик и аптекарь иоганн Рудольф глаубер в своих экспериментах он добавлял концентрированную серную кислоту хлориду натрия, в этом процессе происходит выделение газообразного бесцветного хлороводорода.
66: Он немного дымит и резко пахнет, обнаружить его можно поднеся смоченную лакмусовую бумажку, она краснеет.
67: Хотя у этого Газа формула аш хлор это все ещё не конечный продукт под Соляной кислотой принято принимать раствор хлороводорода в воде, и сейчас мы его получим.
68: Наполним полученным газом сухую колбу, закроем пробкой с 2 трубками и закрепим в штативе длинный отвод, опустим в кристаллизатор со слабым раствором универсального индикатора в нейтральной среде он зелёного цвета, а в кислой красного
69: Во 2 трубку аккуратно нальём немного воды, закроем пипеткой и теперь впрыснем эту жидкость внутрь. Хлороводород тут же в ней растворится, в результате в колбе резко понижается давление, можно сказать, образуется вакуум, и сюда начинает заса.
70: Раствор из кристаллизатора. Как видите, он окрашивается в красный цвет, что свидетельствует об образовании Соляной кислоты. Данный опыт химики называют хлороводородной фонтаном глаубер называл полученное вещество не кисло.
71: А соляным спиртом и рекомендовал употреблять его внутрь при несварении, быть может, аптекарь догадывался, что внутри каждого из нас постоянно образуется немного Соляной кислоты в желудочном соке человека, её содержание, состав.
72: Составляет примерно полпроцента. Она как раз позволяет нам переваривать пищу. И, кстати, слабый раствор хлороводорода сейчас можно найти в аптеках, в промышленных масштабах. Соляную кислоту. Сегодня получают прямой реакции хлора с водородом в специальных
73: В лаборатории мы проведём этот опыт несколько иначе.
74: Возьмём цилиндр и наполовину заполним хлором методом вытеснения воды.
75: Оставшаяся часть для водорода.
76: Теперь, когда оба Газа оказались внутри, закроем сосуд резиновой пробкой, чтобы хлор провзаимодействовал с водородом достаточно яркой вспышки света, реакция протекает бурно, в лучшем случае отлетает пробка в худшем.
77: Цилиндр может взорваться, но применяют соляную кислоту для травления очистки металлов, а ещё для получения всевозможной хлорсодержащей органики это пластмасса, синтетический каучук, красители и медикаменты.
78: Вот сколько пользы. Ну а за хлором в ряду галогенов идёт бром. 1 из его первооткрывателей является французский химик антуан жером балар, который в 1826 году выделил его из золы морских водорослей. Как
79: Остальные галогены бром химически активен, так что встречается на планете только в виде соединений морская вода содержит бромиды, калия и магния, в вулканических газах есть бромистый водород, а ещё бром входит в состав минералов, их название бром ар герит.
80: Йода бромит и эмболит все это нерастворимые в воде соединения брома с серебром. Нам, химикам, получить бром в свободном состоянии не сложно. Есть несколько способов, и мы воспользуемся 1 из них.
81: К смеси бромида, калия, бромата, калия добавим концентрированную серную кислоту в результате реакции выделяется бром, причём здесь on буквально всюду и в виде Паров, и растворённой в воде, которая образовалась в ходе реакции.
82: А красно Чёрная субстанция на Дне это жидкий бром. Если фтор и хлор при нормальных условиях это газы, то бром как раз жидкость, правда, очень летучая и с сильным неприятным запахом недаром.
83: С греческого бром переводится как зловонный, и хранить его надо в плотно закупоренной ёмкости.
84: Вообще бром единственный не металл, что при обычных условиях находится в жидком состоянии, а у металлов такое свойство только у ртути все остальные простые вещества либо твёрдые, либо газообразные.
85: Температура замерзания брома чуть ниже - 7 градусов, так что его легко охладить и получить вот такие кристаллы во избежание болезненных химических Ожогов все это следует делать строго в перчатках.
86: Бром не такой активный, как хлор, однако реакции с ним не менее эффектны.
87: Чтобы продемонстрировать это, нальём в пробирку немного брома, затем бросим небольшой шарик из алюминиевой фольги, через некоторое время увидим самую настоящую грозу в пробирке вслед за молниями, когда алюминий раскаляется, происходит его возгорание.
88: Образованием бромида алюминия.
89: Также бурно с бромом реагирует нагретая медная пластина, образуя бромид меди.
90: Несмотря на то, что в свободном состоянии бром весьма опасен в виде различных соединений, он находит широкое применение бром органикой пропитывают древесину для того, чтобы защитить её от Грибков и плесен.
91: Для окраски хлопчатобумажных и вискозных тканей используют яркий устойчивый краситель броминдиго, причём в зависимости от положения атомов брома в молекуле этот краситель может быть и красно фиолетовым, и зеленовато синим, а в медицине
92: Производные брома применяются в качестве антимикробных средств, успокоительных и лекарств от кашля, и снова наши весы склонились в сторону пользы, и я ещё больше упрочу это положение, ведь пришло время поговорить о йоде оо его.
93: Есть в каждой аптечке, ведь это отличный антисептик, открыл этот элемент французский химик бернар куртуа. В 1811 году история овеяна множеством Баек, согласно 1 из них по лаборатории.
94: Прогуливалась кошка, которая случайно опрокинула банку с серной кислотой, та пролилась на золу из морской капусты, от неё поднялось облако великолепного фиолетового цвета, что привлекло внимание химика. Присмотревшись, он увидел форель осаждает.
95: В виде тёмных блестящих пластинчатых кристаллов позже выяснилось это новый химический элемент йод с греческого можно перевести как фиолетовый, получить его можно и другим путём, например, действуя газообразным хлором на рас.
96: Йодида калия хлор, как более активный галоген, вытесняет йод из его соединений, в отличие от предыдущих представителей группы йод, как вы уже наверняка поняли, при нормальных условиях находится в твёрдом состоянии. Вот.
97: Так выглядят его кристаллы если поместить их в стакан и попробовать расплавить ничего не получится из твёрдого состояния йод сразу переходит в газообразное. Такой переход называется сублимацией или возгонкой.
98: Но все же получить этот галоген в жидком виде можно для этого насыплем его в пробирку и закроем ватой в этом случае при нагревании над кристаллами создаётся избыточное давление насыщенных Паров йода, и он становится жидким, если же сейчас
99: Его резко вылить на белый лист бумаги, он моментально кристаллизуется.
100: История знает единичные случаи, когда люди находили свободный йод в виде минерала, но, как правило, он существует в составе солей иодидов, их месторождение есть в Чили и Японии там сосредоточены.
101: 99% всех минералов йода на земле в растворённом виде он присутствует в морской воде 30 миллиграммов на тонну, а самый богатый источник йода для человека морская капуста, недаром она фигурирует в истории про куртуа йод.
102: Необходим для нормальной работы щитовидной железы, и медики советуют включать её в свой рацион. Что касается химических свойств, то, как и положено галогенам, йод также реагирует с металлами, если вы
103: С порошком алюминия, а затем добавить капельку воды, которая выступает в Роли катализатора, то произойдёт бурная реакция образования йодида алюминия.
104: Отметим, что в воде йод растворяется плохо, а вот в спирте делает это отлично, в том числе и поэтому в наших аптечках спиртовой, а не водный раствор йода если смешать йод и водный раствор аммиака, то получит.
105: Иодит азота. Это вещество интересно тем, что оно крайне неустойчиво.
106: Итак, делаем смесь йода и нашатырного спирта, точнее, аммиака. Теперь отфильтровываем.
107: И прямо на бумаге оставляем сушиться. Спустя несколько часов, когда юдит азота высох, дотронемся до него пёрышком, он с грохотом взрывается.
108: В былые времена школьники раскладывали такие мины по полу и пугали своих учителей. Склонит ли этот факт чашу весов в сторону вреда? Похоже, что нет, что же касается пользы, то медики применяют йод не только для обработки ран и.
109: В качестве биологически активной добавки он входит в состав рентгеноконтрастных веществ и с его помощью диагностирует заболевания, а ещё йод помогает криминалистам обнаружить отпечатки пальцев на тех предметах, которые нельзя разрушать сейчас.
110: Покажем как.
111: Нам снова потребуется лист белой бумаги, такой, что точно побывал в руках человека и на нём остались его потожировые следы. Проявить их можно с помощью Паров йода. Это вещество просто оседает на них в виде мелких.
112: Надо сказать, рисунок этот быстро обесцвечивается, поэтому его необходимо закрепить с помощью раствора крахмала получается соединение синего цвета.
113: Эту реакцию, кстати, часто используют, когда в продуктах питания нужно обнаружить крахмал. Вот, скажем, картофель, капнем на него раствор йода и сразу увидим характерные изменения, окраски. Все правильно за высокое содержание.
114: Крахмала. Мы и ценим этот клубнеплод. А вот варёная колбаса и кетчуп тоже, бывает, становятся синими, и это совсем не радует. А могут ли галогены реагировать друг с другом? Давайте проверим за
115: Высокий стакан газообразным хлором, затем в пробирке нагреем йод и выльем его пары в стакан. В результате образуется хлорид йода, он также является сильным окислителем, если опустить в стакан горящую железную
116: Vata то она вступит в бурную реакцию.
117: Как вы уже знаете, галогены, о которых мы до сих пор говорили, в природе найти не трудно. Следующий элемент, напротив, самый редкий на земле, и это астат. Его существование предсказывал ещё менделеев и.
118: Называл элемент эко йодом. Было это в конце 19 века. Впервые же астат смогли получить в 1940 году. Увы, показать опыты с ним мы не сможем. Мало того, что на всей планете его примерно 1 грамм. Астат чрезвычайно радиоактивен, если
119: Мы обзаведёмся его видимым количеством. Нас просто убьёт излучение. Само название астат с греческого переводится как неустойчивый, с последним представителем группы теннисном похимичить не выйдет, тем более в природе он вообще не встречается уже в
120: Веке его синтезировали физики из Дубны, причём было получено всего 6 ядер элемента в общем, говорить о пользе или вреде этих галогенов как минимум преждевременно, а вот фтор, хлор, бром и йод точно уверенно стоят.
121: На службе у человека в самых разных сферах. И все благодаря химикам увидимся на канале наука. Пока