Název: Barvy chromu Autor: Mgr. Jiří Vozka, Ph.D. Název školy: Gymnázium Jana Nerudy, škola hl. města Prahy Předmět, mezipředmětové vztahy: chemie, biologie Ročník: 3. Tématický celek: Systematická anorganická chemie – Chrom, Oxidačně-redukční pochody Stručná anotace: Pracovní list je tvořen dvěma částmi. První teoretická část slouţí jako podklad pro frontální výuku a obsahuje text týkající se různých oxidačních stavů chromu. Druhá část je prakticky zaměřena a vhodná pro laboratorní práci. Ţáci pracující ve skupinách po 2 aţ 3 na základě experimentu výsledné produkty reakce a chemickou rovnici. Časová dotace: Samotná laboratorní práce je časově nenáročná, koncipovaná na 1 vyučovací hodinu v laboratoři.
Tento výukový materiál byl vytvořen v rámci projektu Přírodní vědy prakticky a v souvislostech ‒ inovace výuky přírodovědných předmětů na Gymnáziu Jana Nerudy (číslo projektu CZ.2.17/3.1.00/36047) financovaného z Operačního programu Praha - Adaptabilita.
Pomůcky (seznam potřebného materiálu) Viz pracovní list Teorie Viz pracovní list Postup práce Viz pracovní list Výsledky Rovnice reakce (NH4)2Cr2O7 → Cr2O3 + N2 + 4 H2O Návodné otázky: Proč pokus vypadá jako sopka? Co zapříčiňuje soptění? Jaké stabilní plyny můţou vznikat?
1)
Přídavkem amoniaku do roztoku chromitého se vysráţí nerozpustný hydroxid chromitý, šedomodrá amfoterní látka, která se dalším přídavkem amoniaku rozpustí. Zahřatím roztoku vzniká růţovo fialový komplex [Cr(NH3)6]3+.
Fotodokumentace
Obrázek 1: Základní uspořádání experimentu (foto vlastní).
Obrázek 2: Tepelný rozklad dichromanu amonného (foto vlastní).
Další aplikace, možnosti, rozšíření, zajímavosti, … Laboratorní práce můţe být rozšířena o biologické souvislosti. Ţáci mohou vyhledat funkci chromu, přesněji Cr3+, v ţivých organismech, stejně jako podrobnější informace o účinku CrVI. Velmi zajímavým tématem, které však přesahuje rámec střední školy je princip barevnosti anorganických látek.
Zdroje: MIČKA, Z., LUKEŠ, I.: Anorganická chemie I Teoretická část. 2. vydání, Praha: Karolinum, 2003. LUKEŠ I., MIČKA, Z.: Anorganická chemie II Systematická část, 2. vydání, Praha: Karolinum, 1999.
Pracovní list pro žáka
Barvy chromu Laboratorní práce číslo:……….
Jméno…………………………… Třída……… Datum………
Teorie Chrom je lesklý bílý kov, který vyniká svojí tvrdostí. Na vzduchu je stálý a za zvýšené teploty reaguje zvolna a to jen na povrchu. Rozpouští se ve zředěné kyselině chlorovodíkové a sírové. Ve sloučeninách se vyskytuje v mnoha oxidačních stavech a to především jako CrIII a CrVI. Sloučeniny s CrII jsou silnými redukčními činidly a za normálních podmínek jsou oxidovány vzdušným kyslíkem na trojmocné. Některé jeho sloučeniny mají oxidační číslo Cr IV. Jednotlivé sloučeniny chromu bývají často barevné. Biologické účinky chromu závisí na oxidačním čísle chromu. Trojmocný chrom patří mezi mikrobiogenní látky a je pro lidský organismus prospěšný (ovlivňuje metabolismus sacharidů a tuků), na druhé straně šestimocný chrom je vysoce toxický a karcinogenní.
Tepelný rozklad dichromanu amonného. Chemikálie Dichroman amonný, ethanol. Pomůcky Keramická síťka, filtrační papír, špejle, zapalovač. Postup práce Na velký list filtračního papíru poloţte keramickou síťku. Na keramické síťce vytvořte z dichromanu amonného kuţelovitou hromádku (cca 1 lţička). Vrchol dichromanového kuţele ovlhčete ethanolem a poté jej zapalte hořící špejlí. Odstupte a pozorujte průběh reakce. Navržená chemická rovnice: Na základě pozorování se pokuste navrhnout chemickou rovnici pro průběh experimentu.
………………….→
Cr2O3
+
………………..
+
…………………..
Kvalitativní důkaz Cr3+ Chemikálie 1) 5% roztok chromité soli (síran, chlorid), konc. roztok amoniaku 2) 5% roztok chromité soli (síran, chlorid), 10% roztok hydroxidu sodného, koncentrovaný peroxid vodíku.
Pomůcky 1) Zkumavky, drţák na zkumavky, kahan, zápalky Postup práce 1) Ke 2 ml roztoku chromité soli přidáme stejné mnoţství koncentrovaného roztoku amoniaku. Vysráţí se nerozpustný hydroxid chromitý. Následné zkumavku zahřejeme nad kahanem v digestoři. Pozorujeme změnu zabarvení. 2) Ke 2 ml roztoku chromité soli přidáme stejné mnoţství 10% roztoku hydroxidu sodného. V případě, ţe se tvoří sraţenina, přidáme ještě více hydroxidu sodného. Dále přidáme několik kapek peroxidu vodíku. Směs opatrně zahřejeme nad kahanem (bublá). Pozorujte změnu zabarvení.
Pozorování
Rovnice
Závěr
