Презентація до курсу "Хімія у побуті" "Селітра. Колчедан. Ляпис"

Селітра. Колчедан. Ляпис

Селітра (англ. Nitrate) — назва мінералів, що містять нітрати лужних і лужноземельних металів (в тому числі їх кристалогідратів). Селітрами називають нітрати амонію, лужних та лужноземельних металів.

Селітри використовуються як азотні добрива, при цьому калієва селітра є також джерелом необхідного рослинам калію. Нітрат калію також є одним із інгредієнтів чорного пороху. Амонійна селітра використовується для приготування таких вибухових речовин як амонал і амотол. Додаються у цигарковий папір, щоб цигарка не гасла під час паління.

Першим представником вибухових речовин був димний порох — механічна суміш калієвої селітри, вугілля й сірки, зазвичай у співвідношенні 15:3:2. Існує стійка думка, що подібні суміші з'явилися ще в стародавності й застосовувалися головним чином як запальні й руйнівні засоби. Однак матеріальних або надійних документальних підтверджень цього не знайдено. У природі родовища селітри зустрічаються доволі рідко.

Існують стійкі численні думки, що порох був винайдений у Китаї. До середини першого століття нашої ери селітра була відома в Китаї і є переконливі докази використання селітри й сірки в різних комбінаціях в основному для готування ліків. Китайський алхімічний текст, датований 492 роком, описує практичний і надійний спосіб відрізнити калійну селітру від інших неорганічних солей, яка служить алхімікам для оцінки й порівняння методів очищення — при спалюванні селітри утвориться фіолетове полум'я.

Чисту гранульовану аміачну селітру важко запалити – вона плавиться, розтікається, але не горить. На сильні стусани та потужні поштовхи вона теж зазвичай не реагує. Бий, штовхай – не вибухає! Гарантовано «розбудити» її небезпечний темперамент вдається лише за допомогою потужного детонатора. Але «пацифізм» селітри може закінчитися при зберіганні у «неправильних» умовах. Тривале зберігання у спекотну погоду та забруднення (щільний контакт з деякими органічними та неорганічними речовинами) різко підвищують її чутливість до нагрівання. А також до детонації.

Селітра – сильний окислювач, її молекула містить 60% кисню. Тому якщо замикається так званий «трикутник вогню» (окислювач + паливо + нагрів), селітра відмінно підтримує горіння. Але в чистому вигляді при нагріванні вона не горить, а розкладається. Тобто рве зв’язки між атомами у своїй молекулі. Якщо на початку процесу термічний розпад потребує зовнішнього тепла (це ендотермічна реакція), при підвищенні температури та «запуску» ланцюгової реакції селітра, навпаки, виділяє чимало тепла. Та вільний кисень на додачу.

З аміачної селітри з «додатками» виробляють промислові вибухові речовини для використання у кар’єрах і шахтах. Їх використовують також при зйомках фільмів – відсутність бризантної дії дозволяє зробити гарний кадр вибуху з мінімальним ризиком. Якщо змішати селітру з будь-якою легко займистою речовиною, суміш перетвориться на дешеву фугасну вибухівку. Рослинна олія, скипидар, дизельне паливо, бензин, дрібна тирса, відходи борошномельного виробництва – список добавок можна продовжити до кінця сторінки. Саме доступність хімікату зробила селітру «учасником» цілого ряду терористичних атак. Найбільш відомою з них є теракт у Оклахома-Сіті (США) у 1995 році, внаслідок якого було зруйновано федеральну будівлю і загинули 168 осіб. У вибуховому пристрої було використано лише 2 тони селітри у суміші з дизельним пальним.

Найчастіше до селітри додають тротил (амоніти) або тротил разом з алюмінієвою пудрою (амонали). Але існують і більш «бюджетні» види вибухівки: суміш селітри з дизельним паливом (ігданіти, ANFO) та взагалі суміші селітри з подрібненої корою, торфом, макухою або тирсою (дінамони). Тобто фактично з легкозаймистим «сміттям».

  Калієва селітра Це сіль, яка використовується для виготовлення вибухівки, сушіння м’яса, для удобрення посівів, охолоджуючих напоїв, а наприкінці 1800-х років навіть для лікування артеріального тиску. У багатьох відношеннях селітра була предметом гонки озброєнь між націями в середні віки, коли вони боролися за перевагу в питаннях, що стосуються боєприпасів і сільського господарства. Селітра була ключовим інгредієнтом обох. На початку 1600-х років європейські держави знайшли способи збирання селітри, як правило, покриваючи великі площі гнилою рослинною речовиною. Процес тривав два роки, і пороху було недостатньо. І ось від того, хто отримає доступ до природних покладів селітри, залежала доля народів.

Першими переможцями в цій грі були Іспанія та Британія. Іспанія висунула претензії на Чилі, де були величезні сухі селітрові площі поблизу пустелі Атакама. Вони забезпечували військові потреби імперії. Пізніше їх вважали такими ж критично важливими для потреб країни. Одна з найстрашніших трагедій в історії Чилі, різанина в школі Санта-Марія, сталася в 1907 році через страйк шахтарів селітри. Чилійська армія атакувала, убивши 2000 осіб, зірвавши страйк і забезпечивши постачання селітри. Багато людей, у тому числі сучасний чилійський уряд, досі оплакують і вшановують цю бійню.

Англія заволоділа Індією. В Індії були такі величезні печери селітри, що вона все ще була основним постачальником селітри в 1900-х роках, коли був винайдений процес виробництва. Ресурси Індії та панування на ринку вивели інших добувачів селітри з виробництва. Це означало, що коли країна опинилася у стані війни, хід війни частково визначався тим, чи могла країна торгувати з Індією. Сполучені Штати усвідомили це в 1812 році, коли війна з Англією припинила постачання селітри в країну. Далі була неефективна і непрактична, але шалена спроба видобути селітру з природних родовищ у Кентуккі та інших печерах на півдні Америки. (Велика соляна печера Петре зараз є національним парком.)

Ситуація повторилася під час громадянської війни. Заблокований південь повернувся до видобутку багатих на селітру ґрунтів навколо печер. Коли це не дало достатньої кількості селітри, втрутилися вчені, намагаючись розгорнути низовий хімічний рух. Вони поширювали документи, в яких навчали людей, як виділяти селітру з місцевих печер і виробляти її, накопичуючи власні органічні відходи. Епоха селітри як важливого природного ресурсу закінчилася, коли німецький хімік Фріц Хабер знайшов спосіб збирати азот з атмосфери. Сьогодні процес Габера найбільш відомий тим, що забезпечує людей у всьому світі готовими запасами азотних добрив. Це виправдана слава, оскільки вона збільшила врожайність достатньо, щоб прогодувати сотні мільйонів людей. Але процес Габера також змінив політичний і науковий устрій світу. Це перетворило селітру на нудну хімію, а не на те, за що можна було б воювати

Калійна селітра широко застосовується в різних галузях, виконуючи в кожній з них специфічні функції: піротехніка (незамінна складова димного пороху, використовується при виробництві карамельного ракетного палива); електровакуумна промисловість і оптичне скловаріння (робить світлішим або знебарвлює технічне кришталеве скло, збільшує міцність скляних виробів); металургія (є сильним окисником); виробництво зубної пасти (є допоміжним компонентом у пастах для чутливих зубів); сільське господарство (виступає в якості цінного мінерального калій-азотного добрива, поєднуючи два елементи, які в інших випадках, тобто в складі різних підживок, погано засвоюються рослинами; а також підвищує їхню морозостійкість). Особливо активно калій азотнокислий як консервант і фіксатор кольору використовується в харчовій промисловості. При взаємодії з м'ясними та рибними продуктами він чудово виконує антибактеріальну обробку. Застосовуваний при виробництві сирів, уповільнює здуття.

Тепер ви можете використовувати селітру, якщо хочете, щоб старий пень у вашому дворі швидше розклався, але протягом тисячоліття це було причиною війн, масових вбивств і великих масових наукових зусиль. Це змінило історію світу.

Колчедани (від прикметника др.-грец. χαλκηδόνιος — халкедонський, від Халкедон (др.-грец. Χαλκηδών) — др.-греч колонія в Малій Азії; через пор.-лат. calcidonius, chalcedonius lapis і фр. - застаріла збірна назва, що застосовувалася щодо мінералів із групи сульфідів та арсенідів, що містять залізо, олово, мідь, нікель. Найбільш відомий сірчаний або залізний колчедан (пірит, Fe. S2), який застосовують для отримання сірки та сірчаної кислоти. Відомі також променистий колчедан (орторомбічний дисульфід заліза Fe. S2, або марказит), магнітний колчедан (Fe7 S8, або пірротин), миш'яковистий колчедан (мінерал лолінгіт) Fe. As2, що застосовуються для отримання миш'яку, мідний колчедан Cu. Fe. S2 (халькопірит). Рудні поклади використовуються: для виробництва сірчаної кислоти – залізний колчедан та магнітний колчедан. Для вилучення металів - залізо-нікелевий колчедан, нікелевий колчедан, мідний колчедан. Колчедани

Пірит. Назва «пірит» грецького походження й перекладається як «вогняний камінь», що пов'язано з властивістю піриту давати іскри при ударі.

Залізний колчедан – це мінерал із хімічною формулою Fe. S2. Це найпоширеніший сульфід на землі. Інші варіанти назви - пірит, сірчаний колчедан. Термін «пірит» перекладається з грецької як «камінь, що висікає вогонь» — люди ще в давнину помітили, що при ударі сірчаний колчедан дає іскри. Пізніше у залізного колчедану з'явилися й інші назви – золото інків, золото дурнів. Важкий камінь жовтого кольору з сильним металевим блиском часто плутали з золотом, і це не дивно. Головна відмінність піриту від шляхетного металу - твердість, на відміну від золота, його неможливо подряпати ножем.

Сірчаний колчедан використовується як джерело сірки, сірчаної кислоти та залізного купоросу, а його недогарки як залізна руда. Рідше застосовують як коригуючу добавку при виробництві цементів. Красиві кристали і друзи піриту — цінний колекційний матеріал.

Кіновар (давн.-грец. κιννάβαρι, лат. cinnabari) - Hg. S - мінерал, сульфід ртуті (II). Найпоширеніший ртутний мінерал, що має яскраво-червоне забарвлення і на свіжому сколі нагадує плями крові. На повітрі поступово окислюється на поверхні, покриваючись тонкою плівкою (Hg. О). Кіновар'ю також називають неорганічний пігмент, який у минулому отримували з цього мінералу, і відповідний відтінок червоного кольору. Кіновар

Ще в Стародавньому Єгипті та Візантії кіновар служила джерелом яскраво-червоної фарби, і досі кіноварний пігмент застосовують в іконописі. З кіноварної руди видобували ртуть, а в медицині, аж до винаходу антибіотиків, кіновар використовувався як ефективний, хоч і небезпечний засіб для лікування хвороб. Перше використання цього мінералу в китайській кераміці датується приблизно 5000 до н.е. У 3000 рр. до н.е. китайські знахарі з'єднаннями ртуті лікували безліч хвороб: проказу, люес, а даоські алхіміки вводили кіновар у склад своїх «зіль безсмертя».

Азотна кислота на кіновар не діє, як і сірчана. Кіновар розчиняється лише у царській горілці. При обережному нагріванні порошку з содою в колбі дає краплі ртуті. Розкладається у розчині сульфіду калію або натрію. Небезпечна для здоров'я!

Кіновар - єдина руда отримання ртуті; використовується також для приготування червоної фарби (кіновар). Ртуть - «живий метал» - застосовується при виготовленні термометрів, барометрів, вибухових речовин (гримуча ртуть), в електротехніці (випрямлячі, ртутні ванни, акумулятори), при видобуванні золота та срібла, у виробництві нафтових мастил, у хімічній промисловості та в медицині (каломель), у дзеркальному та фарбовому виробництві (для фарбування морських суден), у ртутних лампах для вуличного освітлення.

Ювеліри теж не обходять своєю увагою камінь, оскільки його пластичність дозволяє не просто обробляти виріб, а буквально створювати з нього шедеври тонкого різьблення

Ті́осульфа́т на́трію  неорганічна сполука, натрієва сіль тіосульфатної кислоти складу Na2 S2 O3. Можна припустити, що честь відкриття тіосульфату натрію може належати Андреасу Лібавію, який займався вивченням властивостей сірчаної кислоти. Вже тоді тіосульфат натрію приймали при отруєннях. Він виводить з організму отруйні солі важких металів (ртуті, свинцю, міді, кобальту, кадмію), а також сполуки миш'яку, переводячи їх у малорозчинні та нешкідливі сульфіди та сульфати. Подальша згадка про тіосульфат натрію пов'язана з ім'ям Джона Гершеля. У 1819 році Джон Гершель відкрив розчинну дію тіосульфату натрію на галоїдне срібло, тобто сучасний спосіб фіксації фотографічних зображень.

Застосування для видалення слідів хлору після відбілювання тканин; для вилучення срібла із руд;фіксаж у фотографії ; протиотруту при отруєнні: As, Br, Hg та іншими важкими металами, ціанідами (переводить їх у роданіди) та ін; для дезінфекції кишківника; для лікування корости (разом із соляною кислотою); протизапальний та протиопіковий засіб; у харчовій промисловості зареєстрований як харчова добавка E539; добавки для бетону; для очищення тканин від йоду; марлеві пов'язки, просочені розчином тіосульфату натрію, використовували для захисту органів дихання від отруйної речовини хлору у Першу світову війну;в акваріумістиці для підготовки водопровідної води до вмісту риб (миттєво зв'язує метали та видаляє хлор)

Амо́нію хлори́д — хімічна сполука, амонієва сіль соляної кислоти. Інші назви — нашатир, хлористий амоній, амоніак, сальм'я́к, сальміак, саламоніак, саламоніт. Хімічна формула хлористого амонію координаційної будови — NH4 Cl. Амоній хлорид був відомий ще у давні часи. Його використовували як лікувальний засіб та для різноманітних технічних потреб. Також він зустрічається у природі у вигляді мінералів.

Застосування - харчопром. Ця сполука зареєстрована як харчова добавка під кодом Е510. У Фінляндії та деяких країнах Скандинавії також використовується в якості харчової приправи і є інгредієнтом лакричних солодощів; - металообробка. В процесі пайки задіюється в ролі флюсу, що сприяє вилученню оксидної плівки з металевої поверхні; - гальванотехніка. Вводиться в гальваноелементи як складова частина електроліту;

медицина. Застосовується з подвійною метою: для усунення серцевих набряків і інтенсифікації дії діуретиків. Оскільки нашатир оперативно надходить в шлунково-кишковий тракт і повною мірою виводяться через нирки, то позбавляє організм від зайвої рідини. Раніше хлористий амоній використовували в лікуванні бронхіальної астми, бронхіту та інших хвороб дихальної системи, а також як відхаркувальний засіб. - Його використовують у виробництві різноманітних продуктів, від добрив до фарб та полімерів.

Аргентум нітрат (ляпіс) Ag. NO3 Широко використовується в аналітичній хімії. В медицині використовувався як препарат ляпіс для припікання ранок. А також для виготовлення дзеркал, барвників для бавовняних тканин, як каталізатор. Як і всі сполуки срібла, нітрат срібла(I) має досить високу ціну. 1 кг Ag. NO3 коштує 9950 грн. Висока ціна зумовлена високою ціною на срібло, яка постійно росте. Відповідно до вимог ISO вміст чистого металу в нітраті срібла має бути не менше 62%.

Нітрат срібла – це хімічна речовина, до якої не можна торкатися, оскільки вона обпікає шкіру та є сильним подразником. Однак під час розведення нітрат срібла стає нешкідливим і навіть може використовуватися як дезінфікуючий засіб або консервант. У великих кількостях нітрат срібла може спричинити смерть від зупинки серця та задухи. Нітрат срібла зазвичай використовується в багатьох побутових продуктах.

Нітрат срібла є білою або кремовою кристалічною речовиною, яка легко розчиняється у воді. Медицина: Нітрат срібла має антисептичні властивості і широко використовувався у медицині до появи антибіотиків. Він використовувався для лікування ран, опіків та інших шкірних ушкоджень. Проте, через тенденцію до темного забарвлення на світлі і ризику аргірії (відкладення срібла у тканинах), його застосування обмежене в сучасній медицині.

Фотографія: У фотографії нітрат срібла використовується для приготування світлочутливих матеріалів, таких як плівки та папір. Він використовується як складова частина хімічних розчинів для фіксації зображень, що дозволяє зробленим фотографіям залишатися стійкими до впливу світла.Інші застосування: Нітрат срібла також може використовуватися у виробництві дзеркал, хімічних реакціях для виявлення хлоридів, у виробництві косметичних засобів тощо. Лабораторна практика: У лабораторіях нітрат срібла часто використовується для хімічного аналізу, особливо для виявлення присутності хлоридів у розчинах.

Карбона́т ка́лію (нім. Pottasche, від Pott — горщик і Asche — зола) (поташ; вуглекислий калій; калієва сіль вугільної кислоти) K2 CO3 — безбарвна кристалічна речовина.

Поташ — калієва сіль вугільної кислоти, біла порошкоподібна речовина з властивостями лугу; застосовувався при відбілюванні і фарбуванні тканин, у миловарні, виробництві скла тощо. Поташ отримували, виварюючи з дерев'яного попелу, який у процесі виробництва розрізнявся на фальбу (поташний напівфабрикат, випалений, але ще не смальцьований попіл) і смальцюгу. Останню отримували після перепалення вже заготовленої золи (фальби) у спеціальних печах — гартах, що входили до виробничого комплексу поташної буди. Фальба, смальцюга і готовий поташ нарівні зі збіжжям були головними предметами експорту з Польщі, України і Білорусі наприкінці XVI — у першій половині XVII ст.

Поташ застосовується при виробництві синтетичних мийних засобів – для виготовлення рідкого зеленого мила. Ефективно поглинає сірководень у системах очистки газів. У пожежній справі вуглекислим калієм обробляють дерев'яні будинки та конструкції, а також використовують як джерело вуглекислого газу у вогнегасниках. Попіл рослин містить велику кількість калію вуглекислого (найбільше у соняшнику, гречці соломі), тому його можна застосовувати як калійне добриво. Зараз у сільському господарстві, щоб забезпечити культури калієм, замість попелу застосовується поташ. У харчовій промисловості карбонат калію зареєстровано в якості харчової добавки E501. Використовується як харчовий емульгатор, може застосовуватись як регулятор кислотності та стабілізатор у безалкогольних напоях. Цей реактив застосовується у медицині як гомеопатичний засіб. Калій вуглекислий додають у мазі, для посилення лікувального ефекту протипаразитарних лікарських препаратів.

У будівництві карбонат калію застосовується, як морозостійка добавка, а у легкій промисловості поташ активно використовується для вичинки шкір. Також, вже давно є відомим, що унікальні властивості карбонату калію є одним з важливих елементів подовження життєвого циклу у рослин. Саме тому у сільському господарстві цей реактив є більш ніж популярним як мінеральне добриво. У легкій промисловості карбонат калію застосовують для вичинки шкір, у хімічній промисловості - як сировину для виготовлення фарб. У скляній промисловості поташ служить сировиною для виробництва оптичного скла та кришталю. У будівництві вуглекислий калій застосовують як протиморозну добавку до цементів.

Пермангана́т ка́лію — неорганічна сполука з формулою , що складається з іонів калію та перманганату. У розчині перманганат-іони мають яскраво-фіолетовий колір, а тверда речовина має вигляд пурпурово-чорних кристалів. Сполука має сильні властивості окисника, а ступінь окиснення мангану в перманганаті дорівнює +7. В Україні перманганат калію внесено до переліку прекурсорів, що обмежує його продаж в аптеках.

Застосування цієї солі найчастіше засноване на високій окиснювальної здатності перманганат-йона, що забезпечує антисептичну дію. Розбавлені розчини (близько 0,1 %) перманганату калію знайшли найширше застосування в медицині як антисептичний засіб, для полоскання горла, промивання ран, обробки опіків. Як блювотний засіб для прийому всередину при деяких отруєннях використовують розведений розчин.

Лужний розчин перманганату калію добре відмиває лабораторний посуд від жирів і інших органічних речовин. Розчини (концентрації приблизно 3 г/л) широко застосовуються для тонування фотографій. У піротехніці застосовують як сильний окислювач. Застосовують як каталізатор розкладу перекису водню в космічних рідинно-ракетних двигунах. Водний розчин перманганату калію використовується для травлення дерева, як морилки.

Водний розчин застосовується також для виведення татуювань. Результат досягається за допомогою хімічного опіку, при якому відмирають тканини, в яких міститься барвник. Цей метод мало чим відрізняється від простого зрізання шкіри, зазвичай він менш ефективний і неприємніший, оскільки опіки гояться набагато довше. Татуювання не видаляється повністю, на його місці залишаються шрами. Перманганат калію або біхромат натрію використовуються як окислювач при отриманні метану, і парафталевих кислот з мета- і пара-ксилолу відповідно.

Очищення води: У водопостачанні перманганат калію використовується для очищення води від забруднень та мікроорганізмів. Він може бути застосований для видалення органічних речовин, бактерій, вірусів та навіть деяких хімічних сполук. Фільтр чайних чашок: У деяких країнах перманганат калію використовується для очищення фарфорових та скляних чашок від осадів чаю на них. Він допомагає видалити плями та відновити вигляд посуду.