Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Villanások a kémia világából Műszaki Anyagtudomány Kari Nyílt Nap 2008. December 05.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Villanások a kémia világából Műszaki Anyagtudomány Kari Nyílt Nap 2008. December 05."— Előadás másolata:

1 Villanások a kémia világából Műszaki Anyagtudomány Kari Nyílt Nap December 05.

2 VILLOGÓ ALKOHOL Alkoholok és mangán(VII)-oxid reakciója A kálium-permanganát (”hipermangán“) rendkívül erős oxidálószer. Tömény kénsav hatására olajos, zöld színű mangán(VII)-oxid képződik belőle, amely a szerves anyagokat spontán meggyújtja. A kísérletben a tömény kénsavra óvatosan metanolt rétegezünk és ebbe szórunk néhány kristály kálium- permanganátot. A képződő mangán(VII)-oxid a két réteg határfelületén villanások kíséretében oxidálja az alkoholt: 2 KMnO 4 + H 2 SO 4 = K 2 SO 4 + Mn 2 O 7 + H 2 O Mn 2 O 7 + CH 3 OH = 2 MnO 2 + CO H 2 O A reakciót akkor is láng kíséri, ha a KMnO4 és H 2 SO 4 reakcióelegy fölött alkohollal átitatott égő vattacsomót húzunk keresztül.

3 GLICERIN OXIDÁCIÓJA KÁLIUM- PERMANGANÁTTAL A kálium-permanganát erős oxidálószer, (melyben a mangán oxidációs száma +7) a glicerint szén- dioxiddá, és vízzé oxidálja, miközben maga +4 oxidációs számú mangán-dioxiddá (barnakő néven ismert) és +6 oxidációs számú kálium-manganáttá alakul. A reakciót a következő általánosított egyenlettel írhatjuk fel: 14KMnO 4 + 2C 3 H 8 O 3 = 7K 2 MnO 4 + 7MnO 2 + 6CO 2 + 8H 2 O

4 ÉGŐ KOCSONYA Gélképzés kadmium-acetát és etanol segítségével A szilárd, folyadék és gáz halmazállapotok mellett számos olyan ún. kolloid halmazállapot létezik, amelyekkel gyakran találkozhatunk. Ilyenek a habok, gélek, emulziók, diszperziók. A legtöbb élelmiszer kolloid halmazállapotú. Ebben a kísérletben egy egyszerű gélképzés látható: telített vizes kadmium-acetáthoz néhány csepp 50 tömeg%-os nátrium-hidroxid oldatot és fenolftalein indikátort adva és reagáltatva alkohollal egy kocsonyás anyag képződik, amelyet meggyújthatunk. Ez biztonságosabban szállítható, mint a folyékony alkohol, ezért kempingfőzőkben is használják.

5 VILÁGÍTÓ UBORKA Ha egy kovászos vagy sósvizes uborkába két elektródot szúrunk, majd fokozatosan egyre növekvő váltóáramot kapcsolunk rá egy transzformátor segítségével, akkor egy bizonyos értéknél a savanyított uborkában levő nátriumionok gerjesztődnek és nátriumlámpák jellegzetes sárga színét látjuk, az uborka elkezd világítani. A lángfotometria és az atomabszorpciós spektroszkópia ugyanezen az elven alapul. Vigyázat! A nagy feszültség elektromos áram veszélyes, csak megfelel óvatossággal dolgozhatunk!

6 GYÜMÖLCSLÁMPA Két különböző tulajdonságú fémet (pl. réz és cink) megfelelő oldatba merítve, köztük elektromos áram termelődhet, ez a galvánelemek és akkumulátorok működésének alapja. A kísérleteinkben ez a közvetítő közeg az elektrolit oldat (gyümölcsök nedve), de a ténylegesen végbemenő átalakulás a fémek között játszódik le. Az áramtermelés egy világító leddel is bemutatható. Két sorba kapcsolt alma- elem működteti az órát Az áramforrás lelke nem az alma, hanem a két fémelektród!

7 Az így kapott galvánelem lényege a két fémelektród. Amikor a fémek az elektrolit oldattal érintkeznek, fémionok kerülnek az oldatba. Lassú kémiai reakciók indulnak meg ezután. Az egyikben a rézionok a rézlemezre igyekeznek kiválni, míg a másikban a cinklemez oldódni kezd. Cu e - = Cu (redukció) KATÓD (+) Zn = Zn e - (oxidáció) ANÓD (-) A két fenti folyamat egy redoxireakcióval fejezhető ki: Cu 2+ + Zn = Cu + Zn 2+ A redoxi folyamat két lépése azonban térben nem egy helyen zajlik és sebességét tekintve lassú. A térbeli elrendezés miatt a fenti két folyamat mellett ionvándorlás is zajlik a rendszerben. Ezek az ionok igyekeznek kiegyenlíteni a töltéskülönbséget, hiszen a rézlemez környezetében csökken, a cinklemez környezetében viszont nő a pozitív ionok száma. A két lemezt vezetékekkel kötöttük össze egy feszültségmérőn keresztül. Ezekben a vezetékekben az elektronok is elmozdulhatnak, hiszen a rézlemez pozitív, a cinklemez pedig negatív töltésű. Ezek a mozgások mind egyirányúak és elektromos áram indulna meg, ha a voltmérő nem lenne nagy ellenállású. Így körülbelül 1 V feszültséget mérhetünk. A zöldségekből vagy gyümölcsökből épített galvánelemek kb. 1V elektromos feszültséget szolgáltatnak, de persze sorba is köthetők. Ez a feszültség elegendő lehet például egy egyszerű elektronikus óra működtetéséhez.GYÜMÖLCSLÁMPA

8 GALVÁNELEMEK TÖRTÉNETÉRŐL Amikor Luigi Galvani laboratóriumában 1790-ben a békacombokat rézkampóra akasztották és acélkésekkel értek hozzá, azok összerándultak. Az olasz tudós ezt valamiféle bioelektromossággal magyarázta és nem vette észre, hogy a jelenség csak akkor lép fel, ha a békacombokhoz különböző anyagi minőségű fémek érnek hozzá ben Galvani nagy tisztelője és honfitársa Alessandro Volta ismerte fel a jelenség lényegét és készítette el az első kémiai áramforrást, amelyet Galvani tiszteletére galvánelemnek nevezünk.

9 DANIELL-ELEM (1835)

10 Nem villan de érdekes PUR HAB ÖNTÉS

11 A PUR RENDSZEREK FELÉPÍTÉSE Mi is a pur hab? A poliuretánok rendkívül sokoldalú műanyag termékcsaládot képeznek. A PUR rendszerek izocianátok és a poliolok poliaddíciós reakciójával állíthatók elő. A reakcióelegyek általában térhálósító szereket, habosítóanyagokat, lánchosszabbítókat, vízmegkötő szereket, töltő- és erősítő anyagokat, égésgátlókat, stb. tartalmaznak az előállítandó végterméktől függően. A folyékony puffasztó anyagok a hő és a vegyi reakció hatására gázosodnak. Ez a gáz a reakció során zárt mikroszkópikus sejtstruktúrát hoz létre az anyagban. Az így keletkezett pur-habnak kiváló hő-és vízszigetelő tulajdonságai vannak. A rendszer kémiai összetételétől függ a vegyi folyamat időtartama, a feldolgozás módja, de főként a végső mechanikai tulajdonságok-testsűrűség és egyéb paraméterek. A PUR rendszerek túlnyomó többsége habtermék, de vannak elasztomerek és gumiszerűen viselkedő anyagok, öntőgyanták és bevonatok is. A kémiai felépítés változtatásával hőre keményedő és hőre lágyuló PUR rendszerek egyaránt előállíthatók óta a pur-habok nem tartalmaznak freonokat.

12 A PUR RENDSZEREK FELÉPÍTÉSE Az uretán rendszerek az alábbi egységekből épülnek fel: C O NHR’NHC O OR’’O n Ahol R’ az aromás izocianátok –NCO csoport nélküli része, R’’ a poliészter vagy poliéter poliolok, vagy kis molekulasúlyú többértékű alkoholok, pl. glikolok, glicerinek, bután-diol, stb. –OH csoportok nélküli része. Az aromás izocianátok két fő csoportra oszthatók: Difenil-metán-diizocianátok és származékaik (metilén-difenil- izocianát: MDI család Toluilén-diizocianátok és származékaik:TDI család

13 13 Az MDI gyártás lépései I Kondenzációs reakció: Átrendeződési reakcióegyenlet: NH HCHO NH CH 2 NH 2 HCl, H 2 O 30 o C + H2OH2O P-amino-benzil-anilin (PABA) PABA metilén-difenil-diamin vagy 4,4'-difenil-metán-diamin (MDA) H 2 N C H 2 N H 2 H + / H 2 O 45, 60, 80, 90, 100 °C N H C H 2 N H 2

14 14 Az MDI gyártás lépései II. 4 3.

15 15 NO 2 NO 2 CH 3 NH 2 NH 2 3 CH NCO NCO 3 CH toluol dinitro-toluol toluilén-diamin toluilén-diizocianát nitrálás hidrogénezés foszgénezés A TDI-gyártás lépései + 4 HCl sósavgáz

16 A PUR -hab tulajdonságai: kitűnő hőszigetelési paraméterek zárt mikroszkópikus sejtstruktúrájának köszönhetően hézagmentes vízszigetelés maradó alakváltozás stabil paraméterek fokozott kémiai ellenálló képesség biológiai környezettel szembeni ellenáll képesség kiváló páradiffúziós ellenállás egészségre nem ártalmas szublimáció kizárása a munkafolyamatok hőmérsékletének széles skáláját öleli át alacsony térfogatsúly magas szilárdság mellett a felhasználás széles palettája Minden háztartásban található hűtő, vagy fagyasztó szekrény, melynek belső hőmérséklete közel –18 0 C. A lakásban nem ritka a C fok a nyári hónapokban. Ezt a közel 50 0 C fokos hőmérsékletkülönbséget a hűtőnk falán lévő 5 cm vastagságú PUR- hab játszva megtartja. Több éve szolgál tehát háztartásainkban a PUR-hab anélkül, hogy tudomásunk lenne róla. A PUR-hab alkalmazásának területe igen széles sprektrumú:

17 Forrás PRózsahegyi Márta-Wajand Judit: 575 kísérlet a kémia tanításához. Nemzeti Tankönyvkiadó, Budapest, 1991


Letölteni ppt "Villanások a kémia világából Műszaki Anyagtudomány Kari Nyílt Nap 2008. December 05."

Hasonló előadás


Google Hirdetések