有色离子

更新时间:2023-07-26 13:07

颜色是物体发出或反射不同波长的电磁波决定的,是人类的视觉的感受,某些离子呈现出不同的颜色,是其内在化学特性决定的。

常见离子

有色离子(Colored ion)

水溶液中,有些离子是有色的。

常见的有色离子有:

Cu2+ 铜离子——蓝色

Fe2+ 亚铁离子——浅绿色

Fe3+ 铁离子——淡紫色(溶液中一般呈现棕黄色)

Mn2+ 锰离子——浅粉色

Co2+ 钴离子——粉色

Ni2+镍离子——绿色

Cr2+亚铬离子——蓝绿色

Cr3+铬离子——绿色

Cd2+ 镉离子——蓝绿色

Au3+ 金离子——金黄色

MnO4- 高锰酸根离子 ——紫红色

MnO42- 锰酸根离子 ——墨绿色

CrO42-铬酸根离子 ——黄色

Cr2O72-重铬酸根离子 ——橙色

[Fe(SCN)]2+ 硫氰合铁络离子——血红色

[CuCl4]2- 四氯合铜络离子——黄色

Fe3+遇到SCN-时的颜色——血红色

铁氰化钾遇二价铁离子——蓝色沉淀

有色物质

1. 有色气体:Cl2(黄绿色)、NO2、Br2(气)红棕色

2. 液体:Br2(红棕色)

3. 有色固体:红色Cu、Cu2O、Fe2O3

红褐色:Fe(OH)3

绿色:Cu2(OH)2CO3,FeSO4·7H2O

蓝色:Cu(OH)2,CuSO4·5H2O

黑色:CuO,FeS,CuS,MnO2,C,FeO,Ag2S

浅黄色:S,AgBr

黄色:AgI,Ag3PO4

4. 有色溶液:Cu2+(蓝色)、Fe2+(浅绿色)、Fe3+(黄色)、MnO4-(紫红色)、溴水(橙色)。

5. 焰色反应:Na+(黄色)、K+(紫色)

6. 使品红褪色的气体:SO2(加热后又恢复到红色)、Cl2(加热后不恢复红色)

颜色变化的反应:

1.蛋白质硝酸变黄(如做实验时,被某液体溅到皮肤上,皮肤变黄)

2.酚类遇Fe3+显紫色

3.Fe3+遇SCN-呈现血红色

4.Fe2+(浅绿色或灰绿色)遇比较强的氧化剂变成Fe3+(黄色)

5.Fe(OH)2(白色),在空气或溶液中会迅速变为灰绿色沉淀,最后变为Fe(OH)3红褐色沉淀.

6.白色无水硫酸铜溶于水会变蓝

7.淀粉遇碘变蓝

8.氧化漂白:次氯酸HClO(氯气通到湿润的有色布条,使有色布条褪色,其实是氯气与水生成 次氯酸HClO,而次氯酸HClO具有强氧化性使布条褪色),臭氧O3,双氧水H2O2等都可使高锰酸钾溶液褪色

9.二氧化硫通入品红溶液,品红溶液褪色,但非氧化漂白,再加热品红溶液,颜色恢复.

10.不饱和烃(如烯烃炔烃等)会使溴水高锰酸钾溶液褪色(与溴发生加成反应,还原高锰酸钾)

11.苯酚(固体)在空气中露置被氧气氧化变为粉红色

12.2NO(无色)+O2=2NO2(红棕色)

13. NO2(红棕色)=N2O4(无色) (由于技术有限,这里的等号应为可逆号)(正反应条件是加压,逆反应条件反之)

14.黑色氧化铜CuO会与还原性物质(如氢气H2,一氧化碳CO,碳C等)反应生成红色的铜Cu。

15.醛基与银氨溶液反应生成光亮的银镜 (反应要在水浴中进行)

16.醛基与新制氢氧化铜悬浊液反应,反应现象是蓝色絮状沉淀(Cu(OH)2)到砖红色沉淀(Cu2O)

17.无机反应(沉淀或有色离子) CH3COO-与 Pb2+ Ba2+与SO42-Ba2+与SO32-Sn2+与SO42- Ag+与Cl- Hg+(Hg2Cl2) 与Cl- 等等都是生成白色沉淀

18. Cu2+与碱生成Cu(OH)2蓝色沉淀.

19.Fe2+与碱生成Fe(OH)2,但它易被氧化,所以实验现象中没有我们期望的白色沉淀,而是灰绿色沉淀,过一段时间最终形成Fe(OH)3红褐色沉淀.

20.Fe3+与碱生成Fe(OH)3红褐色絮状沉淀

21.溴蒸气呈红棕色

22.液溴呈深红色

23.溴的四氯化碳呈橙红色

24.碘单质呈紫黑色

25.碘蒸气呈紫红色

26.碘的四氯化碳呈紫红色

27.氯气呈黄绿色

28.氟气呈淡黄色

亚铁离子

物质特性

在化学上面叫亚的物质化合价一定比其最高化合价低,但是不一定是处于中间的化合价(如氯的化合价就有-1 0 +1 +3 +5 +7,+7为它的最高化合价 只有+3才被称为亚)。

注意:亚铁盐水溶液大多为浅绿色,但是氢氧化亚铁[Fe(OH)2]为难溶于水的白色固体。

成熟滤层接触氧化除铁速率

水中的亚铁离子在成熟滤层中被去除,经历以下诸步骤:亚铁离子由水中向滤料表面扩散;亚铁离子被滤料表面的活性滤膜吸附;被吸附的亚铁离子水解并被氧化,生成高铁氢氧化物——铁质活性滤膜。上述诸步骤中,反应速度最慢者将成为除铁速率的控制步骤。实验表明,亚铁离子向滤料表面扩散可能是除铁速率的控制因素。实验还表明,滤料上活性滤膜只以外表面吸附水中的亚铁离子。

根据菲克定律,亚铁离子向滤膜表面扩散时,扩散速率与水中和滤膜表面的亚铁离子浓度差(C-C’)成正比,与滤膜表面的边界层厚度σ成反比。如果将扩散速率作为除铁速率,并认为C’很小可忽略不计,则

-dc/dt=DS/D(C-C’)≈DS/σC (1)

式中 t——时间,t=ml/u;

l——滤层的厚度;

m——滤层孔隙度

u——滤速

D——扩散系数

S——单位体积滤层中滤膜的外表面积,S=6a(1-m)/d;

d——滤料粒径;

a——滤料的形状系数

σ——边界层厚度

C’——滤膜表面上的亚铁离子浓度。

将上列各参数代入式(1)得

-dc/dl=βC (2)

β=6Dam(1-m)/σdu (3)

式中β称为滤层的接触催化活性系数

当水在滤层中呈层流状态流动时,可以认为边界层厚度为一定值(σ=const)。

Fe(OH)2沉淀时的pH:Fe2+从开始沉淀到沉淀完全时溶液的pH(常温下)=7.6~9.6。

Fe(OH)2氧化为为Fe(OH)3的颜色变化:Fe(OH)2沉淀氧化为为Fe(OH)3时颜色变化为白色到灰绿色再到红褐色。

Fe(OH)2实验:

在实验室中如果想制取Fe(OH)2,可以以FeCl2和NaOH为原料。先煮沸FeCl2和NaOH溶液,再用长滴管吸入NaOH溶液并将其伸入FeCl2溶液液面以下,就可制得Fe(OH)2。

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