(CN) 6] до Fe 4 3 . Одержувана іншими способами турнбулева синь, на яку слід було б очікувати формули Fe 3 2 , насправді є таку ж суміш речовин.
| Прусська Синь | |
|---|---|
| HEX | 003153 |
| RGB ¹ ( , , ) | (0, 49, 83) |
| CMYK ( , , , ) | (63, 35, 14, 72) |
| HSV ² ( , , ) | (205 °, 100%, 43%) |
|
|
Історія та походження назви[ | ]
Точна дата отримання берлінської блакиті невідома. Згідно з найпоширенішою версією, вона була отримана на початку вісімнадцятого століття (1706) в Берліні барвником Дисбахом. У деяких джерелах його називають Йоганном Якобом Дісбахом (нім. Johann Jacob Diesbach).
За версією, опублікованою в 1731 році лікарем і хіміком Шталем, ключову роль у винаході та просуванні на ринок берлінської лазурі, поряд з Дисбахом, зіграв Йоган Конрад Діппель - німецький лікар, алхімік та авантюрист. За однією версією, Дисбах просто створив новий пігмент, коли працював у лабораторії Діппеля у Берліні. За іншою, що викладається сучасним французьким істориком Мішелем Пастуро, Дісбах, аптекар і торговець фарбами, купив у Діппеля неякісний поташ, що використовується для осадження настою кошенілі. Поташ, проданий Діппелем, вже був раніше використаний ним для очищення кістяної олії, в результаті чого замість звичного червоного у Дисбаха вийшов чудовий синій осад. Дісбах звернувся до Діппеля з питаннями, а той уже налагодив виробництво нового пігменту, і десять років приховував його склад, завдяки чому нажив стан. У 1724 році рецепт розкрив і опублікував англійський хімік Джон Вудворт, після чого берлінська блакит стала вироблятися по всій Європі.
Інтенсивний яскраво-синій колір з'єднання та місце отримання дали початок назві. З сучасної точки зору, отримання берлінської блакиті полягало в осадженні гексаціаноферату (II) заліза (II) шляхом додавання до «жовтої кров'яної солі» солей заліза (II) (наприклад, «залізного купоросу») та подальшого окислення до гексаціаноферату (II) ІІІ). Можна було обійтися без окислення, якщо відразу додавати до «жовтої кров'яної солі» солі заліза (III).
Під назвою «паризька блакить» у свій час пропонувалася очищена «берлінська блакить».
Отримання [ | ]
Метод приготування тримався в секреті досі публікації способу виробництва англійцем Вудвордом в 1724 р.
Берлінську блакит можна отримати, додаючи до розчинів гексаціаноферату (II) калію («жовтої кров'яної солі») солі тривалентного заліза. При цьому залежно від умов проведення реакція може йти за рівняннями:
Fe III Cl 3 + K 4 → KFe III + 3KCl,
або, в іонній формі
Fe 3+ + 4− → Fe −
Гексаціаноферрат(II) калію-заліза(III), що виходить, розчинний, тому носить назву «розчинна берлінська блакить».
У структурній схемі розчинної берлінської блакиті (кристаллогідрата виду KFe III · H 2 O) атоми Fe 2+ і Fe 3+ розташовуються в кристалічній решітці однотипно, проте по відношенню до ціанідних груп вони нерівноцінні, переважає тенденція до розміщення між атомами вуглецю, а + - між атомами азоту.
4Fe III Cl 3 + 3K 4 → Fe III 4 3 ↓ + 12KCl,
або, в іонній формі
4Fe 3+ + 3 4− → Fe III 4 3 ↓
Нерозчинний (розчинність 2⋅10 −6 моль/л), що утворюється, осад гексаціаноферату (II) заліза (III) носить назву «нерозчинна берлінська блакить».
Наведені вище реакції використовуються в аналітичній хімії для визначення наявності іонів Fe3+
Ще один спосіб полягає у додаванні до розчинів гексаціаноферату (III) калію («червоної кров'яної солі») солей двовалентного заліза. Реакція йде також з утворенням розчинної та нерозчинної форми (див. вище), наприклад, за рівнянням (в іонній формі):
4Fe 2+ + 3 3− → Fe III 4 3 ↓
Раніше вважалося, що при цьому утворюється гексаціаноферрат (III) заліза (II), тобто Fe II 3 2 саме таку формулу пропонували для «турнбулевої сині». Тепер відомо (див. вище), що турнбулева синь і берлінська блакитна - одна і та ж речовина, а в процесі реакції відбувається перехід електронів від іонів Fe 2+ до гексаціаноферрат (III)- іону (валентна перебудова Fe 2+ + до Fe 3 + + відбувається практично миттєво, зворотну реакцію можна здійснити у вакуумі при 300 °C).
Ця реакція також є аналітичною і використовується відповідно для визначення іонів Fe 2+ .
При старовинному методі одержання берлінської блакиті, коли змішували розчини жовтої кров'яної солі та залізного купоросу, реакція йшла за рівнянням:
Fe II SO 4 + K 4 → K 2 Fe II + K 2 SO 4 .
Білий осад, що вийшов гексаціаноферрата (II) калію-заліза (II) (сіль Еверітта) швидко окислюється киснем повітря до гексаціаноферату (II) калію-заліза (III), тобто берлінської блакиті.
Властивості [ | ]
Термічне розкладання берлінської блакиті йде за схемами:
при 200 °C:
3Fe 4 3 →(t) 6(CN) 2 + 7Fe 2
при 560 °C:
Fe 2 →(t) 3N 2 + Fe 3 C + 5C
Цікавою властивістю нерозчинної форми берлінської блакиті є те, що вона, будучи напівпровідником, при дуже сильному охолодженні (нижче 5,5 К) стає феромагнетиком – унікальна властивість серед координаційних сполук металів.
Застосування [ | ]
Як пігмент[ | ]
Колір залізної блакиті змінюється від темно-синього до світло-синього у міру збільшення вмісту калію. Інтенсивний яскраво-синій колір берлінської лазурі обумовлений, ймовірно, одночасною наявністю заліза в різних ступенях окислення, так як наявність у сполуках одного елемента різних ступеняхокислення часто дає появу чи посилення кольоровості.
Темна блакитна жорстка, важко змочується і диспергується, в фарбуваннях лесує і, спливаючи, дає дзеркальне відображення жовто-червоних променів («бронзує»).
Залізна блакить, завдяки гарній покриваності та гарному синьому кольору знаходить широке застосування як пігмент для виготовлення фарб та емалей.
Також її застосовують у виробництві друкарських фарб, синій копірки, підфарбовування безбарвних полімерів типу поліетилену.
Застосування залізної лазурі обмежене її нестійкістю стосовно лугам, під впливом яких розкладається із гідроксиду заліза. Вона не може використовуватися в композиційних матеріалах, що мають у своєму складі лужні компоненти, і для фарбування вапняної штукатурки.
У таких матеріалах як синій пігмент, як правило використовують органічний пігмент.
Лікарський засіб[ | ]
Також використовується як антидот (таблетки Ферроцин) при отруєнні солями талію і цезію, для зв'язування радіоактивних нуклідів, що надходять у шлунково-кишковий тракт, і тим самим перешкоджає їх всмоктування. Код АТХ V03AB31. Фармакопейний препарат Ферроцин був дозволений Фармкомітетом та МОЗ СРСР у 1978 році для застосування при гострому отруєнні людини ізотопами цезію. Ферроцин складається з 5% залізо-гексаціаноферату калію KFe та 95% залізо-гексаціаноферату Fe43.
Ветеринарний препарат[ | ]
Для реабілітації земель, забруднених після Чорнобильської катастрофи, було створено ветеринарний препарат на основі медичного активного компонента Ферроцин-Біфеж. Внесено до Державного реєстру лікарських засобівдля ветеринарного застосування під номером 46-3-16.12-0827 № ПВР-3-5.5/01571.
Інші сфери застосування[ | ]
До того, як мокре копіювання документів і креслень було витіснене сухим, берлінська блакитність була основним пігментом, що утворюється в процесі світлокопіюванні(так звані «синьки», процес ціанотипії).
У суміші з маслянистими матеріалами використовується для контролю густини прилягання поверхонь та якості їх обробки. Для цього поверхні натирають зазначеною сумішшю, потім з'єднують. Залишки нестертої синьої суміші вказують глибші місця.
Також використовується як комплексоутворюючий агент, наприклад, для отримання.
У XIX столітті використовувалася в Росії та Китаї для підфарбовування спитої заварки, а також для перефарбування чорного чаю в зелений.
Токсичність[ | ]
Не є токсичною речовиною, хоча в її складі і є ціанідний аніон CN − , оскільки він міцно пов'язаний у стійкому комплексному гексаціанофераті 4 аніоні (цього аніону становить лише 4⋅10 −36).
Барвник чудового синього кольору з такою назвою з'явився в Німеччині близько двохсот років тому. Точних даних про час і автор його відкриття не збереглося: про це не було жодних наукових публікацій, зберігався в таємниці і спосіб отримання нової речовини. Вважають, що берлінська блакит була випадково отримана на початку 18 ст. у Берліні мальовничим майстром Дізбахом. У своєму виробництві він використав поташ (карбонат калію 2 3 ) і одного разу розчин ташу несподівано дав із солями заліза гарне синє фарбування. Під час перевірки виявилося, що поташ із цієї партії був раніше прожарений у посудині, в якій була бичача кров. Осад, який давав цей поташ із солями заліза, був після висушування темно-синю масу з червонувато-мідним металевим блиском. Спроба використовувати цю речовину для фарбування тканин виявилася вдалою. Фарба була відносно дешевою, неотруйною, стійкою до слабких кислот, а головне вона мала виключно інтенсивний колір. Наприклад, щоб одержати блакитної фарби досить було на 200 частин білил взяти лише одну частину нового пігменту, тобто. у дев'ять разів менше, ніж традиційного ультрамарину. Нова фарба, названа берлінською блакить і обіцяла великі вигоди її власникам, швидко витіснила колишній ультрамарин, її використовували в фарбувальній і друкарській справі, для виготовлення синіх чорнил, масляних і акварельних фарб, а в суміші з жовтими пігментами можна було отримати широку гамму. Не дивно, що спосіб отримання блакитної блакиті довгий час тримали в секреті.Секрет був розкритий через два десятиліття англійським лікарем, натуралістом і геологом Джоном Вудвордом. Тепер фарбу міг отримати кожен бажаючий: для цього треба було прожарити з карбонатом калію суху кров, отриману з боєн, обробити плав водою, додати до розчину залізний купорос з алюмокалієвими галуном і, нарешті, подіяти на суміш соляною кислотою. Пізніше французький хімік П'єр Жозеф Макер встановив, що замість крові можна використовувати ріг, шкіру, шерсть та інші тваринні залишки, але що при цьому відбувається залишалося нез'ясованим.
Механізм хімічних процесів, що призводять до утворення берлінської блакиті, загальних рисахстав зрозумілим набагато пізніше, у 19 ст., завдяки роботам багатьох учених, серед яких був найвизначніший німецький хімік
Юстус Лібіх. Тварини залишки, і це було вже добре відомо, містять азот і сірку. Для отримання барвника карбонат калію почали прожарювати при високій температурі у великих чавунних судинах, в які ще спеціально додавали тирсу або стружки. У цих умовах карбонат калію частково перетворювався на ціанід калію, а сірка давала із залізом сульфід. Якщо обробити такий плав гарячою водою, то ціанід калію прореагує з сульфідом заліза і утворюється розчин жовтої кров'яної солі (гексаціаноферрата(II) калію): 6KCN + FeS® K 4 + K 2 S. Використання в цьому процесі тваринних залишків пояснює тривіальну назву (см . ТРИВІАЛЬНІ НАЗВИ РЕЧОВИН) цієї комплексної сполуки заліза «кров'яна сіль»; німецький хімік 18 ст. Андреас Сигізмунд Маргграф назвав її «лугом, запаленим бичачою кров'ю». А в назві «ціанід» був використаний грецький корінь (від грец. kyanos, блакитний, блакитний). Згодом були розроблені «безкровні» методиотримання берлінської блакиті.Подальші операції з одержання берлінської блакиті були досить простими, і їх легко відтворити, виходячи з жовтої кров'яної солі. Якщо до її гарячого водного розчину додати розчин залізного купоросу, випаде білий осад, який швидко синіє на повітрі в результаті окислення киснем повітря. Щоб прискорити окиснення, застосовували також хлор чи азотну кислоту. Ще простіше було отримати берлінську блакит безпосереднім змішуванням розчинів жовтої кров'яної солі та солей
Fe 3+ . У такому разі не було необхідності проводити додаткове окиснення.Залежно від способу проведення цієї реакції барвник отримували або у вигляді нерозчинного осаду або у вигляді колоїдного розчину, який виходить, наприклад, при промиванні осаду великою кількістю води або в присутності щавлевої кислоти. Колоїдний розчин отримав назву «розчинної берлінської блакиті». Були у барвника та інші назви. Так, очищена речовина у 19 ст. надходило у продаж під назвою «паризька блакить», його суміш з жовтою фарбою називали «прусською зеленню», а прожарюванням отримували «палену берлінську блакить» ¦ червонувато-коричневий порошок, що мало відрізняється за складом від простого оксиду заліза Fe
2 O 3 . Можна було зустріти й інші торгові назви берлінської блакиті: прусська блакитна, залізна блакитна, гамбурзька синь, нейблау, милорі та інші, але всі вони в своїй основі містили одну і ту ж речовину.Однак згодом з'ясувалося, що фарби на основі берлінської блакиті не такі вже й хороші, як здавалися спочатку: вони дуже нестійкі по відношенню до лугів, під дією яких розкладаються з виділенням гідроксиду заліза Fe(OH)
3 і тому не придатні для фарб, що мають лужну реакцію, і для фарбування по вапняній штукатурці. Тому в даний час берлінська блакит має лише обмежене практичне застосуванняЇї використовують, наприклад, для отримання друкарської фарби, синьої копірки, підфарбовування безбарвних полімерів типу поліетилену. Натомість сама реакція утворення берлінської блакиті вже понад 200років успішно використовується в аналітичній хімії. Ще в 1751 А.С.Маргграф за допомогою цієї чутливої реакції виявив залізо в різних сполуках лужноземельних металів, що зустрічаються в природі: вапняку, флюориті, коралах, кістках і навіть...жовчного каміння биків. А в 1784 р. ірландський хімік Річард Кірван вперше запропонував використовувати водний розчин гексаціаноферрата(II) калію з точно відомою концентрацією як стандартний розчин для визначення заліза.У 1822 р. німецький хімік Леопольд Гмелін окисленням жовтої кров'яної солі хлором отримав червону кров'яну сіль.
3 (на відміну від "жовтої солі", вона містить залізо в ступені окислення +3). Раніше цю речовину називали сіллю Гмеліна або червоною фарбою сіллю. Виявилося, що розчин цієї солі теж дає речовину, забарвлену в інтенсивний синій колір, але тільки реакції з солями Fe 2+ . Продукт реакції назвали турнбулевою синьою (раніше писали і «турнбульова», і «турнбулова», а вОснови хімії Д.І.Менделєєваі в енциклопедії Брокгауза та Єфрона можна зустріти «турнбульську блакить»). Вперше ця «синь» була отримана лише після відкриття Гмеліна та названа на ім'я одного із засновників фірми «Артур і Турнбуль», яка наприкінці 18 ст. займалася виготовленням хімічних продуктів для барвників в одному з передмість Глазго (Шотландія). Знаменитий англійський хімікВільям Рамзай, першовідкривач інертних газів, лауреат Нобелівської премії, припускав, що турнбулеву синь відкрив його дід, спадковий барвник і компаньйон фірми «Артур і Турнбуль».за зовнішньому виглядутурнбулева синь була дуже схожа на берлінську блакить, і її теж можна було отримувати у вигляді нерозчинної та розчинної (колоїдної) форми. Особливого застосуванняцей синтез не знайшов, тому що червона кров'яна сіль дорожча за жовту. Взагалі довгі роки ефективність способу отримання кров'яних солей була дуже низькою. При прожарюванні органічних залишків азот, що міститься в білках і нуклеїнових кислотах, губився у вигляді аміаку, летючої синильної кислоти, різних органічних сполук, і лише 10?20% його переходило в продукт реакції K
4 . Проте цей спосіб залишався єдиним протягом майже 150 років, до 1860-х, коли навчилися виділяти ціаністі сполуки з доменного та коксового газів.Комплексні фероціаніди заліза знайшли широке застосування для якісного аналізу розчинів на наявність навіть дуже малої кількості іонів Fe
2+ та Fe 3+ : синє фарбування можна помітити, навіть якщо в літрі розчину міститься лише 0,7 мг заліза! Відповідні реакції наводяться у всіх підручниках аналітичної хімії. Раніше (а іноді й зараз) їх записували так: реакція на іони Fe 3+ : 4FeCl 3 + 3K 4 ® Fe 4 3 + 12KCl (утворюється берлінська блакить); реакція на іони Fe 2+ : 3FeCl 2 + 2K 3 ® Fe 3 2 + 6KCl (утворюється турнбулева синь). Однак у 20 ст. було встановлено, що берлінська блакит і турнбулева синь це одна і та ж речовина! Як воно виходить, і який його склад?Ще 19 в. в результаті численних хімічних аналізів було показано, що склад продуктів може залежати від співвідношення вихідних реагентів, так і від способу проведення реакції. Було ясно, що визначення лише елементного складу барвників не дасть відповіді на питання, що ж виходить насправді при взаємодії іонів заліза різного ступеня окиснення з двома гексаціанофератами калію. Потрібно було застосувати сучасні методивстановлення складу неорганічних сполук. При цьому переважно досліджувалися розчинні форми обох барвників складу KFe, які легше було очистити. Коли в 1928 були виміряні магнітні моменти, а в 1936 отримані рентгенограми порошків, стало ясно, що очищені берлінська блакит і турнбулева синь це дійсно одна і та ж сполука, яка містить два типи атомів заліза в різних ступенях окислення, +2 і +3 . Однак розрізнити на той час структури KFe
II та KFe III і встановити таким чином справжню будову речовини було неможливо. Це вдалося зробити лише у другій половині 20 ст. за допомогою сучасних фізико-хімічних методів дослідження: оптичної спектроскопії, інфрачервоної спектроскопії та гамма-резонансної (месбауерівської) спектроскопії. У разі були спеціально отримані опади, мічені нуклідами заліза 57 Fe. В результаті було встановлено, що в різних ціанідах заліза атоми Fe II оточені шістьма атомами вуглецю, а в найближчому сусідстві з атомами Fe III знаходяться лише атоми азоту. Це означає, що шість ціанідних іонів у барвнику пов'язані завжди з атомами заліза(II), тобто правильні формули KFe III для розчинної форми та Fe 4 III 3 для нерозчинної форми «блакиті» або «сині», незалежно від того, чи отримані вони з FeCl 2 і K 3 або FeCl 3 і K 4 . Як можна пояснити ці результати? Виявляється, при отриманні турнбулевої сині, коли змішуються розчини, що містять іони Fe 2+ та 3 відбувається окислювально-відновна реакція; реакція ця найпростіша з усіх окислювально-відновних процесів, оскільки в ході її не відбувається переміщення атомів, а просто один електрон з іона Fe 2+ переходить до іона 3 , і в результаті виходять іони Fe 3+ та 4 . Нерозчинна форма берлінської блакиті піднесла ще один сюрприз: будучи напівпровідником, вона при дуже сильному охолодженні (нижче 5,5 К) стає феромагнетиком - унікальна властивість серед координаційних сполук металів.А які реакції йшли за старовинного способу отримання берлінської блакиті? Якщо змішати за відсутності окислювачів розчини залізного купоросу і жовтої кров'яної солі, то вийде білий осад - сіль Еверітта, склад якої відповідає формулі K
2 Fe II. Ця сіль дуже легко окислюється і тому швидко синіє навіть на повітрі, перетворюючись на берлінську блакить.До запровадження сучасної номенклатури неорганічних сполук багато хто з них мали безліч назв, у яких можна було заплутатися. Так, речовина з формулою K
4 називали і жовтою кров'яною сіллю, і залізистосинеродистим калієм, і фероціанідом калію, і гексаціаноферратом(II) калію, тоді як K 3 називали червоною кров'яною сіллю, або залізосинеродистим калієм, або ферриціанідом калію, або гесаціаноферрат (III) калію. Сучасна систематична номенклатура використовує останні назви у кожному ряду.Обидві кров'яні солі нині входять до складу перетворювачів іржі (вони перетворюють продукти корозії на нерозчинні сполуки). Червону кров'яну солі застосовують як м'який окислювач (наприклад, відсутність кисню феноли окислюються до вільних ароксильних радикалів); як індикатор при титруванні, у фотографічних рецептурах та як реагент для виявлення іонів літію та олова. Жовту кров'яну сіль застосовують при виробництві кольорового паперу як компонент інгібуючих покриттів для ціанування сталі (при цьому її поверхня насичується азотом і зміцнюється), як реагент для виявлення іонів цинку та міді. Окисно-відновні властивості цих сполук можна продемонструвати на такому цікавому прикладі. Жовта кров'яна сіль легко окислюється до червоного розчину пероксиду водню: 2K
4 + H 2 O 2 + 2HCl ® 2K 3 + 2KCl + 2H 2 O. Але, виявляється, що за допомогою цього ж реактиву можна знову відновити червону сіль до жовтої (щоправда, цього разу в лужному середовищі): 2K 3 + H 2 O 2 + 2KOH ® 2K 4 + 2H 2 O + O 2 . Остання реакція - приклад так званого відновного розпаду пероксиду водню під дією окислювачів.Ілля Леєнсон ЛІТЕРАТУРА Хімія фероціанідів . М., "Наука", 1971І.А.Леєнсон. 100 питань та відповідей з хімії . М., «АСТ ¦ Астрель», 2002
Однією з епохальних подій в історії сучасних фарб є відомий у світі винахід - берлінська блакить. Роком виготовлення сьогодні прийнято вважати 1704, а винахідником - барвника з Берліна Бізбаха. Його відкриття дозволило отримати воістину насичений і виразний синій колір, який без жодних сумнівів відразу ж завоював велику популярність і повагу не тільки у художників, а й у кравців, а також будівельників.
Своєю появою берлінська блакить надала широкі можливості для різних галузей ремісництва: від виробників меблів до архітекторів.
Безсумнівно, дана цьому відтінку назва якнайкраще описує його зміст. Адже за глибиною тону, оригінальності, насиченості та яскравості і справді дуже багато спільного з блакитом, проте можна його назвати спокійнішим і врівноваженим. Колір по-справжньому став « візитною карткою» Берліна свого часу, який відрізнявся тоді холодною та похмурою атмосферою у своїй досконалості образів та форм.
Це напевно найяскравіший відтінок, який будь-коли асоціювався б з елітою та аристократією, саме з цієї причини берлінська блакить - це ідеальний тондля вітальні, яка набуває з нею дуже багатий та презентабельний вигляд. Безсумнівно, за рахунок того, що дана фарба має досить стриману яскравість, що несе умиротворення, а також затишок і спокій, цей колір стане найкращим рішенням для оформлення спальних кімнат, при цьому строгість і піднесеність дозволить зробити інтер'єр будь-якого кабінету або, наприклад, бібліотеки. солідним і значним. Як уже було сказано, використання берлінської лазурі має широке застосування у будівництві, сьогодні дуже популярним стало проводити роботи з декорування вікон. І це зрозуміло, адже берлінська блакитна - це чудова фарба для скла, а не тільки для стін або меблів.
Сьогодні існують фарби, які нерідко можна сплутати з цим відтінком. Наприклад, турнбулева синь. Однак вона має низку своїх особливостей, які часто значно відрізняються від берлінської блакиті. Адже за рахунок своїх ніжних та унікальних відтінків вона дуже добре гармонує практично з будь-якими іншими відтінками. Неймовірну свіжість приміщенню зможе надати малюнок, що зроблений кольором зеленого чаю або, припустимо, м'яти на тлі блакитної блакиті. Якщо для створення інтер'єру необхідно, щоб він мав більш вишуканий і аристократичний вигляд, можливе додавання ніжно-рожевого. Для ефектного і яскравого інтер'єру - додавання сомону, а лимонно-кремовий тон дозволить дещо охолодити обстановку. Для акцентування можливе поєднання із приглушеними грушевими або кавово-молочними фарбами. Інтерес створює залучення в інтер'єр поєднань із апельсиновим, бірюзовим або аквамариновим кольорами.
В цілому колись винайдений в Берліні барвником Бізбахом відтінок і сьогодні має величезний успіх, адже він здатний кардинально змінити звичний інтер'єр і обстановку сучасності.
Однією з епохальних подій в історії сучасних фарб є відомий у світі винахід - берлінська блакить. Роком виготовлення сьогодні прийнято вважати 1704, а винахідником - барвника з Берліна Бізбаха. Його відкриття дозволило отримати воістину насичений і виразний синій колір, який без жодних сумнівів відразу ж завоював велику популярність і повагу не тільки у художників, а й у кравців, а також будівельників.
Своєю появою берлінська блакить надала широкі можливості для різних галузей ремісництва: від виробників меблів до архітекторів.
Безсумнівно, дана цьому відтінку назва якнайкраще описує його зміст. Адже за глибиною тону, оригінальності, насиченості та яскравості і справді дуже багато спільного з блакитом, проте можна його назвати спокійнішим і врівноваженим. Колір по-справжньому став «візитною карткою» Берліна свого часу, який відрізнявся тоді холодною та похмурою атмосферою у своїй досконалості образів та форм.
Це напевно найяскравіший відтінок, який коли-небудь асоціювався б з елітою та аристократією, саме з цієї причини берлінська блакитність - це ідеальний тон для вітальні, яка набуває з нею дуже багатого та презентабельного вигляду. Безсумнівно, за рахунок того, що дана фарба має досить стриману яскравість, що несе умиротворення, а також затишок і спокій, цей колір стане найкращим рішенням для оформлення спальних кімнат, при цьому строгість і піднесеність дозволить зробити інтер'єр будь-якого кабінету або, наприклад, бібліотеки. солідним і значним. Як уже було сказано, використання берлінської лазурі має широке застосування у будівництві, сьогодні дуже популярним стало проводити роботи з декорування вікон. І це зрозуміло, адже берлінська блакитна - це чудова фарба для скла, а не тільки для стін або меблів.
Сьогодні існують фарби, які нерідко можна сплутати з цим відтінком. Наприклад, турнбулева синь. Однак вона має низку своїх особливостей, які часто значно відрізняються від берлінської блакиті. Адже за рахунок своїх ніжних та унікальних відтінків вона дуже добре гармонує практично з будь-якими іншими відтінками. Неймовірну свіжість приміщенню зможе надати малюнок, що зроблений кольором зеленого чаю або, припустимо, м'яти на тлі блакитної блакиті. Якщо для створення інтер'єру необхідно, щоб він мав більш вишуканий і аристократичний вигляд, можливе додавання ніжно-рожевого. Для ефектного і яскравого інтер'єру - додавання сомону, а лимонно-кремовий тон дозволить дещо охолодити обстановку. Для акцентування можливе поєднання із приглушеними грушевими або кавово-молочними фарбами. Інтерес створює залучення в інтер'єр поєднань із апельсиновим, бірюзовим або аквамариновим кольорами.
В цілому колись винайдений в Берліні барвником Бізбахом відтінок і сьогодні має величезний успіх, адже він здатний кардинально змінити звичний інтер'єр і обстановку сучасності.
3 K 4 + 4FeCl 3 →Fe 4 3 ↓ + 12KCl
Якщо надлишку взяти комплексну сіль K 4 , то потенциалопределяющими іонами будуть іони 4– , а протиіонами –K + . Гранула в цьому випадку матиме негативний заряд:
(m 3 ]n 4– (4n–x)K + ) – x xK +
При отриманні даного золю в умовах надлишку FeCl 3 потенціаловизначальними іонами стануть іони Fe 3+ , а протиіонами -Cl - . Гранула при цьому набуде позитивного заряду:
(m 3 ]nFe 3+ (3n–x)Cl – ) + x xCl –
2. Одержання гідролізу FeCl3 золю гідроксиду заліза (III).
FeCl 3 + 3H 2 OFe(OH) 3 ↓ + 3HCl
Частина Fe(OH) 3 в умовах проведення реакції прореагує з соляною кислотою:
Fe(OH) 3 + HCl → FeOCl + 2 H 2 O
У зв'язку з цим у ролі стабілізатора виступатиме FeOCl:
FeOCl↔FeO + +Cl –
т.к. хлорид заліза (III) витрачається повністю, то потенциалопределяющими будуть іони FeO + , т.к. саме вони, а не іони Fe 3+ стануть присутніми в розчині в надлишку.
Формула міцели (рис. 60а) при цьому запишеться таким чином:
(m · nFeO + (n – x) Cl – ) + x xCl –
3. Отримання золю As2s3:
2H 3 AsO 3 + 3H 2 S → As 2 S 3 ↓ + 6 H 2 O
Двоосновна сірководнева кислота є слабким електролітом, в розчині дисоціює переважно по першій стадії
H 2 S↔HS – +H + ,
тому потенциалопределяющими іонами у разі виступатимуть іони HS – . У зв'язку з цим формулу міцели, що утворилася (рис. 60б) можна представити наступним чином:
(mn HS – (n – x) H + ) – x xH +
Мал. 60. Схема будови: a- міцели гідроксиду заліза (III); б – міцели сульфіду миш'яку – число молекул, що утворюють ядро; δ - адсорбційний шар (щільний); Q – дифузний шар протиіонів
Як приклад утворення ДЕС шляхом поверхневої дисоціації можна розглянути будову міцели кремнієвої кислоти, частина молекул якої, перебуваючи на поверхні ядра, дисоціює за рівнянням:
H 2 SiO 3 ↔H + +HSiO 3 –
Причому іони HSiO 3 - , міцно пов'язані з ядром, є визначальними. Роль протиіонів виконують рухливі іони Н + , які розподіляються як в адсорбційному, так і дифузному шарах (рис. 61). Схематичну будову колоїдної частки даного золю можна представити так:
(mn HSiO 3 – (n – x) H + ) xH +
Мал. 61. Дисоціація поверхневих силанольних груп
Слід зазначити, що міцели в золях не мають строго певного складу і мають більш складну будову, яку запропоновані нами формули відображають зі значним ступенем умовності. Тим не менш, вони дозволяють інтерпретувати багато властивостей золів як в якісному, так і в кількісному плані, і тому становлять певний інтерес.
Електрокінетичні властивості золів
Доказ того, що колоїдні частинки в золях складаються з двох різноіменно заряджених частин, здатних переміщатися відносно один одного, можна отримати, якщо впливати на дисперсну систему зовнішнім електричним полем.
Вперше це явище 1809 р. спостерігав професор Московського університету Ф. Рейс (рис. 62). У його дослідах у шматок вологої глини (1) були вставлені дві скляні трубки без дна (2), які до однакового рівня наливали воду. У трубки було опущено електроди, приєднані до відповідних полюсів джерела постійного струму. Через деякий час під впливом електричного поля частинки глини, відриваючись від поверхні, почали рухатися у скляну трубку з позитивно зарядженим електродом (3), утворюючи в ній добре помітну суспензію (у вигляді каламуті) (рис. 62). Це свідчить у тому, що самі частинки глини заряджені негативно.
Мал. 62. Схема установки для проведення електрофорезу та електроосмосу
Рівень рідини в трубці з частинками глини при цьому знизився, натомість у другій трубці (з негативно зарядженим електродом) (4), навпаки, збільшився на величину h(5). Сама рідина при цьому залишилася прозорою і, очевидно, набула позитивного заряду.
При подальшому вивченні цих явищ виявилося, що вони характерні для багатьох колоїдно-дисперсних систем.
Рух твердих частинок дисперсної фази у зовнішньому електричному полі до одного з електродів отримав назвуелектрофорезу.
Відповідно, переміщення рідкого дисперсійного середовища до протилежно зарядженого електрода назвали електроосмосом.
Обидва ці явища належать до так званих електрокінетичним явищамі спостерігаються при виникненні різниці потенціалів у дисперсній системі .
Подальші дослідження показали, що електрокінетичні явища у золях спостерігаються не тільки при внесенні їх до зовнішнього електричного поля. У 1859 р. Квінке виявив, що різницю потенціалів у дисперсних системах виникає при механічному проштовхуванні води через пористу діафрагму чи через капіляр, тобто. під час руху дисперсійного середовища щодо нерухомої дисперсної фази (рис. 63а). При цьому перебіг рідини не може.
Мал. 63. Схеми установки для спостереження за: а – потенціалом протікання б – потенціалом седиментації
Це явище (зворотне електроосмосу) отримало назву ефекту протіканняабо ефекту закінчення, А різниця потенціалів, що виникає - потенціалу протікання.
У 1878 р. Дорн виявив інше електрокінетичне явище, яке полягало у виникненні різниці потенціалів при механічному пересуванні твердих частинок щодо нерухомої рідкої фази(Наприклад, при осіданні крупинок піску у воді) (рис. 63б). Дане явище назад електрофорез і отримало назву ефекту седиментації, що виникає різниця потенціалів -потенціалу седиментації.
Утворення потенціалів протікання та седиментації спостерігається у виробництвах, у яких здійснюється транспортування рідини (перекачування технологічних розчинів, рідкого палива), осадження суспензій та емульсій при поділі фаз. На кінцях трубопроводів та апаратів виникають при цьому високі різниці потенціалів, які часто є причиною іскрових розрядів, що викликають пожежі та вибухи.
Електрокінетичні явища можна пояснити існуванням поверхні частинок дисперсної фази подвійного електричного шару, тобто. виникненням різниці потенціалів між гранулою та дифузним шаром міцели.
Так як при цьому гранули в золі мають заряди одного знака, а їх дифузні шари - іншого знака, то під дією зовнішнього електричного поля ці складові міцели починають рухатися один щодо одного (рис. 64).
Мал. 64. Схема руху гранули та дифузного шару міцели у зовнішньому електричному полі
Наприклад, якщо гранула заряджена негативно, то у зовнішньому електричному полі вона переміщатиметься до анода, позитивно заряджені протиіони дифузного шару разом зі своїми гідратними оболонками будуть накопичуватися біля катода.
При русі твердої та рідкої фаз міцели один щодо одного ковзання та розрив їх відбувається не по поверхні гранули, а на деякій відстані від неї, за межами адсорбційного шару по площині АВ (рис. 65). Тому протиіони, що знаходяться в адсорбційному шарі, будуть нерухомі щодо гранули і при електрофорезі переміщатимуться разом з нею, захоплюючи за собою свої гідратні оболонки. Потенціал, що виникає на площині ковзання є дзета-потенціалом (ζ-потенціалом), він визначає швидкість переміщення гранули і дифузного шару один щодо одного при накладенні електричного поля, тобто. є причиною електрокінетичних явищ. У зв'язку з цим він і отримав свою другу назву електрокінетичний потенціал.
Рис 65. Будова подвійного електричного шару: 1 – потенціалозначні іони; 2 - Адсорбційний шар протиіонів; 3 – дифузний шар протиіонів; АВ – площина ковзання
Вимірюючи швидкість руху заряджених гранул у зовнішньому електричному полі, можна розрахувати величину їх ζ-потенціалу і цим оцінити рівень стійкості золя.
Виникнення потенціалу протікання (течії), пояснюється тим, що рідина, що рухається, захоплює за собою іони дифузного шару колоїдних частинок, що знаходяться в нерухомому твердому середовищі, і виявляється тим самим носієм електричного заряду, внаслідок чого в ній виникає струм, званий струмом течії.
Потенціал седиментації утворюється через те, що в процесі осадження іони дифузного шару в силу молекулярного тертя і різниці в масах відстають від більш важких гранул, що рухаються. При цьому різні частини системи набувають електричних зарядів протилежного знака.
Явища електрофорезу та електроосмосу широко використовуються у промисловості, біологічних дослідженнях, медицині.
Електрофоретичне осадження частинок золів на металеві поверхні застосовують для нанесення захисних та декоративних покриттів. Так отримують міцні та красиво забарвлені поверхні при електрофоретичному осадженні фарб та лаків, електроізоляційні гумові плівки при осадженні частинок каучуку з його водних дисперсій, плівки оксидів лужноземельних металів на вольфрамових нитках радіоламп. Електрофорез використовують для очищення диму в заводських трубах від частинок сажі та пилу.
Метод електроосмосу має велике практичне застосування у процесах зневоднення та сушіння пористих матеріалів, опадів, або концентрованих (кашицеподібних) колоїдних систем. З цією метою застосовують, наприклад, спеціальні електрофільтри – преси (рис. 66).
Мал. 66. Схема сушіння методом електроосмосу
Основну частину їх представляють 2 металеві пластини (П), розташовані одна над одною горизонтально. Нижня пластина має багато отворів. Підлягаючу зневоднення кашкоподібну масу поміщають між цими пластинами, які підключають до різних полюсів джерела постійного струму.
При цьому верхня пластина повинна мати заряд, що збігається за знаком із зарядом дифузного шару колоїдних частинок, а нижня - протилежний. Внаслідок електроосмосу рідина прямує до нижньої платівки і видаляється через її отвори.
Електроосмос широко застосовується зниження рівня грунтових вод, для осушення глинистих осадових шарів (рис. 67). Частинки колоїдно-дисперсних ґрунтів заряджені, як правило, негативно. Якщо в такий ґрунт ввести два металеві електроди, один з яких (негативно заряджений) опустити в спеціально пробурену свердловину (1), то вода під дією електричного поля буде переміщатися в свердловину, звідки її можна відкачувати спеціальними насосами.
Мал. 67. Схема установки для зневоднення ґрунтів методом електроосмосу: 1 – свердловина із вставленим у неї металевим фільтром; 2 – глибинний насос; 3 - генератор постійного струму; 4 – металевий стрижень
Електрофорез є ефективним засобомвивчення фракційного складу складних біологічних рідин (особливо крові), що містять білкові молекули, ензими, віруси, бактерії, різні інші клітинні структури (формні елементи крові). Всі ці частинки мають у біологічних рідинах, як правило, негативний заряд різної величини. Отже, вони матимуть неоднакову електрофоретичну рухливість у зовнішньому електричному полі і їх можна розділити на різні фракції.
У медицині для діагнозу та контролю за перебігом хвороб таким чином одержують електрофореграми білків сироватки крові. Вони мають специфічні розбіжності кожного захворювання, проти такими у здорових організмів.
Електрофоретичні методи знаходять широке застосування в імунологічних дослідженнях (зокрема, для оцінки клітинного імунітету в онкологічних хворих), визначення ізоелектричної точки білків.
У фармацевтичній промисловості електрофорез застосовують для очищення лікарських препаратів, виділених із тварин та рослинних клітин, а також для контролю ступеня їхньої чистоти та однорідності.
У практичній медицині широко використовується електрофоретичний метод місцевого введення через нерухому шкіру лікарських препаратів при лікуванні різних захворювань. При цьому проникність клітин шкіри зростає. У багатьох випадках як побічний ефект спостерігається зменшення больових відчуттів, ослаблення почуття тривоги та втоми.