Растворы солей зеленого цвета



Цвет химикатов — Color of chemicals

Цветом химических веществ является физическим свойством химических веществ , которые в большинстве случаев происходит от возбуждения электронов из — за поглощение энергии , выполняемое химическим веществом. Глаз видит не поглощенный цвет, а дополнительный цвет от удаления поглощенных длин волн . Эта спектральная перспектива впервые была отмечена в атомной спектроскопии .

Изучение химической структуры посредством поглощения и высвобождения энергии обычно называют спектроскопией .

Содержание

Теория

Все атомы и молекулы способны поглощать и выделять энергию в виде фотонов , что сопровождается изменением квантового состояния. Количество поглощенной или высвобожденной энергии — это разница между энергиями двух квантовых состояний. Существуют различные типы квантовых состояний, включая, например, вращательные и колебательные состояния молекулы. Однако выделение видимой человеческим глазом энергии, обычно называемой видимым светом, охватывает длины волн приблизительно от 380 нм до 760 нм, в зависимости от человека, и фотоны в этом диапазоне обычно сопровождают изменение атомного или молекулярного орбитального квантового состояния. Восприятие света регулируется тремя типами цветовых рецепторов в глазу, которые чувствительны к различным диапазонам длин волн в этом диапазоне.

Связь между энергией и длиной волны определяется соотношением Планка-Эйнштейна :

E знак равно час ж знак равно час c λ <\ displaystyle E = hf = <\ frac <\ lambda>> \, \!>

Отношения между энергиями различных квантовых состояний рассматриваются с помощью атомной орбитали , молекулярной орбитали , теории поля лигандов и теории кристаллического поля . Если фотоны определенной длины волны поглощаются веществом, тогда, когда мы наблюдаем свет, отраженный от этого вещества или проходящий через него, мы видим дополнительный цвет , состоящий из оставшихся видимых длин волн. Например, бета-каротин имеет максимальное поглощение при 454 нм (синий свет), следовательно, то, что остается видимым светом, кажется оранжевым.

Цвета по длине волны

Ниже представлена ​​приблизительная таблица длин волн, цветов и дополнительных цветов. При этом используются научные цветовые круги CMY и RGB, а не традиционное цветовое колесо RYB .

Это можно использовать только в качестве очень приблизительного ориентира, например, если поглощается узкий диапазон длин волн в диапазоне 647-700, тогда синие и зеленые рецепторы будут полностью стимулироваться, делая голубой, а красный рецептор будет частично стимулироваться. , разбавляя голубой до сероватого оттенка.

По категориям

Подавляющее большинство простых неорганических (например, хлорид натрия ) и органических соединений (например, этанола) бесцветны. Соединения переходных металлов часто окрашиваются из-за переходов электронов между d-орбиталями разной энергии. (см. Переходный металл # Цветные соединения ). Органические соединения имеют тенденцию к окрашиванию при обширном конъюгации , вызывая уменьшение энергетической щели между ВЗМО и НСМО , переводя полосу поглощения из УФ в видимую область. Точно так же цвет возникает из-за энергии, поглощаемой соединением, когда электрон переходит из ВЗМО в НСМО. Ликопин — классический пример соединения с обширной конъюгацией (11 конъюгированных двойных связей), дающей интенсивный красный цвет (ликопин отвечает за цвет томатов ). Комплексы с переносом заряда по разным причинам имеют очень интенсивный цвет.

Примеры

Однако важно отметить, что цвета элементов будут варьироваться в зависимости от того, с чем они входят в комплекс, часто также как и от их химического состояния. Пример с ванадием (III); VCl ₃ имеет характерный красноватый оттенок, тогда как V ₂ O ₃ выглядит черным.

Предсказать цвет соединения может быть чрезвычайно сложно. Вот некоторые примеры:

• Хлорид кобальта бывает розового или синего цвета в зависимости от степени гидратации (синий сухой, розовый от воды), поэтому он используется в качестве индикатора влажности в силикагеле.
• Оксид цинка имеет белый цвет, но при более высоких температурах становится желтым, а по мере охлаждения становится белым.

Ионы в пламени

Бисерные тесты

При испытании шариков, которое является качественным испытанием для определения металлов, получают различные цвета, часто похожие на цвета, обнаруженные при испытании на пламя. Платиновая петля увлажняет и погружает в виде мелкого порошка вещества в вопросе и буры . Затем петлю с налипшими порошками нагревают в пламени до тех пор, пока она не расплавится, и не будет наблюдаться цвет полученного шарика.

Источник

Раздел. 5. Cоли кислородных кислот

К этой группе относится большое количество минералов (около двух третей всех известных минералов) являющихся солями различных кислородных кислот. Главенствуют среди них силикаты. Многочисленны сульфаты, карбонаты и фосфаты. Все эти минералы встречаются в земной коре только в твердом состоянии и возникают в различных условиях. Характерная особенность кислородных солей – наличие у них в кристаллохимической структуре комплексных анионов – кислотных радикалов: [CO₃] 2- , [SO₄] 2- , [PO₄] 3- и т.д. Катионы, находящиеся в центре этих групп, обладают малыми размерами ионных радиусов и высокими зарядами. Комплексные анионы – очень прочные ионные группировки, они не разрушаются даже при растворении соединений. Анионы в кристаллохимической структуре играют роль самостоятельных структурных единиц. Установлено, что среди солей кислородных кислот наиболее устойчивыми являются соединения с крупными катионами. Такие соединения труднорастворимы, высокоплавки и труднолетучи. Например, минералы барит BaSO₄, англезит PbSO₄, циркон Zr[SiO₄]. У всех этих минералов катионы Ва 2+ , Pb 2+ ,Zr 4+ крупные. То же можно сказать о минерале монаците, являющимся устойчивым фосфатом редких земель церия и лантана. Известно, что этот минерал, так же как и циркон, при разрушении горных пород, содержащих их, переходит в россыпи.

Катионы с малыми ионными радиусами обычно образуют водные соединения. Они, как правило, легко растворимы, неустойчивы, обезвоживаются. Например, водные соединения сульфатов, фосфатов и др.

Среди минералов, относящихся к солям кислородных кислот, выделяются следующие классы:1) нитраты; 2) карбонаты; 3) сульфаты; 4) хроматы; 5) молибдаты и вольфраматы; 6) фосфаты, арсенаты и ванадаты; 7) бораты и 8) силикаты. Рассмотрим наиболее распространенные из них.

Класс 3. Карбонаты

К этому классу относятся минералы – соли угольной кислоты. На долю карбонатов в земной коре приходится около 2 % от ее веса, причем 1,5% из этой части приходится на долю широко распространенного карбоната – кальцита. Общее количество карбонатов – более 60. Карбонаты слагают мощные толщи осадочных и метаморфических горных пород – известняки, доломиты, мел и мрамор. Для карбонатов характерна небольшая твердость (3-4), стеклянный блеск. Многие карбонаты обладают способностью «вскипать» при взаимодействии с соляной кислотой с выделением двуокиси углерода.

Cреди карбонатов выделяют две подгруппы: карбонаты с крупными катионами ( с радиусом больше 1А), кристаллизующиеся в ромбической сингонии, и карбонаты с малыми катионами

КАЛЬЦИТ— название дано по составу.

Встречаются зернистые агрегаты, натеки в виде сталактитов и сталагмитов, кристаллические массы, друзы, жеоды. Облик кристаллов – разнообразный. Нередко наблюдаются выколки в виде ромбоэдров.

Спайность совершенная в трех направлениях.

Бесцветный, молочно-белый, желтый, розовый, голубой, бурый, черный (с примесью органического вещества).

Разновидности: исландский шпат – прозрачный, бесцветный.

Бумажный шпат – листоватые, пластинчатые агрегаты.

Антраконит-черный, с примесью битумов.

Особ.св-ва: Обладает двойным лучепреломлением, вскипает в холодной разбавленной соляной кислоте.

Значение: исландский шпат используется в оптических приборах.

Известняки-в химической, металлургической (флюсы) и строительной промышленности, в сельском хозяйстве, для известкования кислых почв. Мрамор – облицовочный материал.

МАГНЕЗИТ— MgCO3. Название происходит от области Магнезия в Греции.

Встречаются крупнозернистые агрегаты, метаколлоидные фарфоровидные массы, кристаллы ромбоэдрического облика.

Спайность совершенная по ромбоэдру

Излом раковистый (для плотных разностей)

Цвет белый, желтоватый.

По морфологии можно выделить кристаллически-зернистый и метаколлоидный (фарфоровидный), скрытокристаллический магнезит.

Особые св-ва: Растворяется в горячей соляной кислоте. Иногда при ударе молотком светится желтым цветом.

Значение: для изготовления огнеупорных кирпичей, в строительстве (штукатурка), цементном производстве, для производства электроизоляторов.

ДОЛОМИТ— горький шпат.

Встречаются кристаллически-зернистые массы. Пористые и мучнистые образования.

Облик кристаллов ромбоэдрический. Часто грани искривлены.

Спайность совершенная по ромбоэдру.

Цвет белый, серый, желтый.

Разновидности: Выделяют кристаллическую (серо-белого и светло-коричневого цвета) и мучнистую (ярко-желтого цвета) разности.

Особ.св-ва: В катодных лучах светится оранжево-красным цветом. Реагирует с соляной кислотой только в тонком порошке.

Значение: используется как флюс и огнеупор в металлургии, как стройматериал, в сельском хозяйстве (доломитовая мука).

СИДЕРИТ— (железный шпат) –FeCO3. Название от «сидерос»-железо.

Встречаются кристаллически-зернистые агрегаты. Шаровые конкреции (сферосидериты). ООлиты. Кристаллы ромбоэдрические.

Цвет желтовато-бурый, темно-бурый, серый.

Особ.св-ва: при взаимодействии с холодной соляной кислотой не вскипает, образуется зеленовато-желтое пятно FeCl3.

Важная руда на железо.

МАЛАХИТ –(медная зелень). Название происходит от греческого слова «малахе» -мальва (очевидно, назван по цвету зелени этого растения).

Встречаются натечные формы, корки, почки с концентрически-зональным строением, землистые массы. Кристаллы призматические, очень редки.

Спайность средняя по (001)

Блеск стеклянный, алмазный, шелковистый, матовый.

Сульфаты

-соли серной кислоты. Составляют около 0,5 % от веса земной коры. Их насчитывается более 130. Они разнообразны по по своему происхождению и свойствам.

БАРИТ — BaSO4. Тяжелый шпат. Назван от греческого слова «барос»-тяжелый. Из-за большого удельного веса.

Встречаются зернистые, плотные агрегаты. Кристаллы таблитчатой формы, реже — призматические, столбчатые.

Спайность по <010>совершенная, по <201>средняя, по <001>несовершенная.

Цвет бесцветный, желтый, серый, красный, бурый, голубой.

Разновидности: Баритоцелестин (с повышенным содержанием стронция).

Особые св-ва: Большой удельный вес. Не растворяется в горячей соляной кислоте – хорошее отличие от карбонатов.

Значение: используется при бурении скважин в качестве утяжелителя глинистых растворов, в лакокрасочной, химической, резиновой и бумажной промышленности. В медицине и сельском хозяйстве (для борьбы с вредителями).

ЦЕЛЕСТИН – SrSO4. Название дано по цвету. «Целестис» — небесный (лат.), т.к. кристаллы имеют нередко небесно – голубой цвет.

Встречаются зернистые, натечные формы. Кристаллы таблитчатого, призматического, пирамидального облика.

Спайность совершенная по <010>, по <201>– средняя. Блеск стеклянный, перламутровый.

Цвет небесно-голубой, серый, иногда прозрачен.

Особые св-ва: Хрупок, после прокаливания и смачивания HCl окрашивает пламя в карминно-красный цвет (реакция на стронций).

Значение: Основная руда на стронций, используемый в пиротехнике (фейерверки), в сахарной, стекольной и керамической промышленности.

АНГИДРИТ – CaSO4. Название минерала говорит об отсутствии в нем воды в отличие от гипса. Хим.состав: CaO – 41,2 %, SO3 – 58,8 %. Часто присутствует стронций.

Встречаются мелкозернистые, шестоватые агрегаты. Толстотаблитчатые и призматические кристаллы. Спайность совершенная по <001>.

Блеск стеклянный, перламутровый.

Цвет белый, серый, голубой, красноватый.

Особые св-ва: Переходит в гипс в присутствии воды и увеличивается в объеме на 30%. От гипса отличается по твердости (не царапается ногтем),от карбонатов – не вскипает в HCl. Является важным породообразующим минералом.

Значение: Используется в производстве цемента, как удобрение, в химической промышленности. Поделочный камень.

ГИПС – (легкий шпат) – CaSO4 . 2H2O. Химический состав: CaO – 32,5%, SO3 – 46,6 %, H2O – 20,9%. Химически обычно чист.

Сингония моноклинная. Твердость 2

Встречаются зернистые и тонкокристаллические массы. Волокнистые агрегаты. Кристаллы таблитчатые, столбчатые, призматические. Двойники в форме ласточкина хвоста.

Спайность весьма совершенная по <010>.

Излом мелкозернистый, занозистый (уволокнистых разностей).

Блеск стеклянный, перламутровый, шелковистый.

Цвет белый. Отдельные кристаллы – водяно- прозрачные. Бывает окрашен в серый, желтый, розовый, голубой, бурый, черные цвета.

Разновидности: Алебастр – мелкозернистый гипс.

Селенит – волокнистые агрегаты.

Крупнокристаллические, прозрачные кристаллы – шпатовый гипс.

Значение: Используется в строительном деле, медицине, бумажном производстве, для производства цемента. Поделочный камень (селенит). Удобрение.

Вольфраматы

ВОЛЬФРАМИТ – (волчец – старое русское название) – (Mn,Fe)WO4. Название дано по составу. Волчец – название происходит от слов «волчья пена» — накипь, появлявшаяся при выплавке оловянных руд, когда минерал еще не был открыт. Минерал представляет собой смесь двух крайних членов изоморфного ряда: ферберита FeWO4 и гюбнерита MnWO4. Содержание WO3 в вольфрамите составляет 75 %. Примеси: Mg CaO Ta2O5 Nb2O5 SnO2 и др.

Отмечается в форме кристаллов толстотаблитчатого или призматического облика и крупнозернистых агрегатов.

Блеск алмазный, полуметаллический (на плоскостях спайности), жирный (на изломе).

Ферберит – черный. Гюбнерит имеет красноватый или фиолетовый оттенок.

Черта буро-черная (ферберит), желтая, светло-бурая (гюбнерит).

Особые св-ва: Хрупок. Наблюдается штриховка.

Значение: Главная руда на вольфрам.

Фосфаты

– минералы этого класса являются солями фосфорной кислоты. Фосфаты и их аналоги слагают 0,75 % по весу от земной коры и представлены более чем 300 минералами. Далее рассматриваются представители фосфатов, играющих огромную роль в жизнедеятельности растительных и животных организмов.

АПАТИТ – Ca5[PO4]3(F, Cl, OH). Название происходит от греческого слова «апатао» — обманываю, за сходство с рядом минералов (бериллом, турмалином и др.). Состав минерала сложный. Ионы фтора, хлора и гидроксила могут замещать друг друга вплоть до образования чистых членов ряда – фторапатита, хлорапатита, гидроксилапатита. Фторапатит пользуется большим распространением.

Встречаются зернистые. Мелко- и крупнокристаллические массы.

Широко распространены конкреционные образования апатита:
ФОСФОРИТЫ – в осадочных породах – с примесью посторонних минералов: кварца, кальцита, глауконита, глинистых частиц и др.

Кристаллы апатита имеют облик шестигранных призм, иногда короткостолбчатых и таблитчатых форм.

Излом неровный, раковистый.

Блеск стеклянный (на гранях) и жирный (на изломе).

Цветголубой, зеленый, белый, розовый, бурый, черный, иногда – бесцветный.

Разновидности: фторапатит, хлорапатит и гидроксилапатит.

Особые св-ва: Порошок, смоченный H2SO4 окрашивает пламя в голубовато-зеленый цвет. При трении кусков фосфорита друг о друга – запах жженой кости.

Значение: Основная руда для получения фосфора и его соединений. Удобрения. Химическая промышленность.

Класс 10. Силикаты.
Класс силикатов объединяет большую группу минералов, включающих около одной трети всех известных минералов. По подсчетам А.Е.Ферсмана , силикаты составляют 75 % от веса земной коры. Большинство силикатов является породообразующими минералами. Силикаты представляют интерес для ряда отраслей народного хозяйства. Многие силикаты –ценные полезные ископаемые: руды на медь, никель, цинк, железо, литий, сырье для извлечения редких и радиоактивных элементов (торит, циркон, ортит и др.), большая группа силикатов используется в керамическом и огнеупорном производстве (каолинит, полевые шпаты, асбест, оливин), в ювелирном деле (топаз, гранат, берилл, аквамарин), в строительстве (лабрадор), сельском хозяйстве как удобрения (глауконит, нефелин), в электротехнике и радиопромышленности (слюды) и др.

Силикаты имеют различное происхождение, они возникают в различных участках земной коры как при эндогенных, так и при экзогенных процессах минералообразования. Многие силикаты образуются главным образом, в эндогенных условиях (оливин, роговая обманка, полевые шпаты и т.д.),другие же возникают при экзогенном минералообразовании и являются продуктами изменения первичных (эндогенных) минералов – каолинит, глауконит, монтмориллонит и др.

Главнейшие элементы, входящие в состав силикатов: Si, Na, Ca, K, Mg, Al, Fe, Li, O и др. Раньше считалось, что силикаты являются солями различных кремневых кислот – метакремневой, ортокремневой и т.д. Но успехи рентгеноструктурного анализа силикатов позволили по-новому построить классификацию силикатов. Было выяснено, что в основе структуры силикатов лежит тесная связь ионов кремния и кислорода. В любом силикате каждый ион кремния окружен четырьмя ионами кислорода, располагающимися по вершинам тетраэдра. Т.е. в каждом силикате присутствуют комплексные анионы [SiO4]4-, называемые кремнекислородными тетраэдрами. Все разнообразие силикатов основывается на различном сочетании таких кремнекислородных тетраэдров. В некоторых силикатах часть ионов кремния замещается алюминием и образуются алюмокислородные тетраздры. В этом случае имеют дело с алюмосиликатами.

Все силикаты по структуре подразделяются на следующие типы:

1.ОСТРОВНЫЕ силикаты с изолированными тетраэдрами [SiO4]4- и изолированными группами тетраэдров, так называемые двойные силикаты с радикалом [Si2O7]6- (два кремнекислородных тетраэдра соединены вершинами, имея общий ион кислорода) и кольцевые силикаты с радикалами [Si3O9]6-, [Si4O12]8- , [Si6O18]12- (тетраэдры образуют кольцо, состоящее из 3, 4 или 6- кремнекислородных тетраэдров.

2.ЦЕПОЧЕЧНЫЕ силикаты (кремнекислородные тетраэдры образуют непрерывную цепочку) с радикалом [Si2O6]4-.

3.ЛЕНТОЧНЫЕ (поясные) силикаты (цепочки объединены в ленты, пояса) с радикалом [Si4O11]6-.

4.ЛИСТОВЫЕ (слоевые) силикаты (ленты объединены в листы, или слои, связанные катионами). Они имеют радикал [Si2O5]2-.

5.КАРКАСНЫЕ силикаты (алюмо- и кремнекислородные тетраэдры образуют сложный каркас). Каркасные силикаты очень разнообразны в связи с присутствием алюмокислородных тетраэдров. Радикал каркасных силикатов [AlmSinO2(m+n)]m-.

Далее рассмотрены главнейшие представители выделенных структурных типов.

Подкласс А. ОСТРОВНЫЕ СИЛИКАТЫ

ОЛИВИН (перидот, хризолит) – (Mg, Fe)₂[SiO₄]. Назван по оливково-зеленому цвету. Представляет собой изоморфную смесь Mg2[SiO4] – форстерита и Fe2[SiO4] – фаялита. Химический состав: MgO – 45-50%, FeO – 8-20%, NiO – 0,1-0,3%, СоО до 0,01%. Иногда присутствует марганец.

Морфология. Сплошные зернистые массы, кристаллы.

Цвет оливково-зеленый, желтый, темно-зеленый, черный.

Разновидности. Хризолит – прозрачная желто-зеленая разность, используемая в ювелирном деле.

Происхождение и парагенезис. Магматическое, связан с ультраосновными породами. Ассоциирует с пироксенами, хромшпиелидами (хромитом), магнетитом, платиной, основными плагиоклазами. При воздействии на оливин гидротермальных растворов образуются серпентин (змеевик) и асбест, называемый также хризотил-асбестом. Эти минералы имеют одинаковую формулу Mg6[Si4O10](OH)8.

Месторождения. Урал, Кавказ, Сибирь.

Значение. Используется как огнеупорное сырье, оливиновая мука – удобрение, хризолит – драгоценный камень.

ГРАНАТ – R2 3+ R3 2+ [SiO₄]₃ , где R 2+ — Ca, Mg. Mn. Fe, а R 3+ — Al, Fe, Cr. Название происходит от латинского слова «гранум» — зерно. Кристаллы граната по форме, а иногда и по цвету напоминают зерна плодов гранатового дерева. Гранаты представляют собой изоморфный ряд. Конечными членами этого ряда являются: пироп Mg3Al2[SiO4]3, альмандин Fe3Al2[SiO4]3, спессартин Mn3Al2[SiO4]3, гроссуляр Са3Al2[SiO4]3, андрадит Ca3Fe2[SiO4]3, уваровит Ca3Cr2[SiO4]3.

Эти минералы в чистом виде в природе редко встречаются. Обычно они образуют друг с другом твердые растворы. В составе граната нередко отмечаются примеси калия, натрия, циркония, бериллия, ванадия, титана, иттрия и других химических элементов. Средний химический состав гранатов:

Источник