kilka zdań o solwato chemia w szkole, Inżynieria materiałowa pwr, Solwatochromia solwatochromizm

[ Pobierz całość w formacie PDF ]
//-->-Kształcenienauczycieli chemiiBarwa a strukturazwiązkuchemicznegoW tymartykulepokaże my,jak za zjawiska powstawania barw substancji jestodpowiedzialna ich budowa chemiana.•MARIUSZGAGOŚ,GRZEGORZ KARWASZIXJpr.rednim artykule opisane zo-stałyzjawiskazwiązanez barwarni-transmisja~wiatla,jegoabsorpcja,rozproszenieorazemisjainnejdługościfalipod\'lpi)WCillwzbudzenia za(Xltnocą ~wiatła(czylitzw.fotoluminescencja).Cowięcej,jakwprqpadku rubinu lub"berlińskiego'' szkła.widma absorpcjiifotoluminescencji bardziejskomplikowanychcząstec-t:ckzazwyczaj siynicJX>krywaj<!-innedługościfali~wictlncj sąab-Wsorhowanc,a inneemitowane.Wtejcz~i(X)każemy,jak zatewszystkie zjawiskajestod-powiedzialna struktura chemicznazwiązków.Dlaczego papierek lakmusowy, herbatalubsok zkapustyzmieniajązabarwicnicpo dodaniucytryny?Spróbujemyopowie-dzieć,jakzmiana struktury chemicznejzmieniaobserwowanąbarwęsubstancji.F<lt.la.LffilfiOra mura/ito popularny porostrosnącynapodłożachwapiennych (nazdjęciumurek betonowyprzystacjikolejowejwNancy,aleidentyunyporostro·śnieteżwPolsce)lakmusikapustaNajpopularniejszym wskaLnikiem pH po-chodzenianaturalnegojestlakmus.Jesttoniebieski barwnikotrzymywany z porostówRocecellaiLecanorawystępującychnawy-bncżuMorzaŚródziemnegoiAtlantyku.Misecznica murowa (Lecanoramuralis)ro-~nierównieżwPo lscc,naskałachwapien-nych, betonie, drewnie.Nazwa "lakmus"pochodzi odholenderskiegosłowalacmoes(odmoes-papka, pulpa). Jakwiadomo,roztwórlakmusu wśrodowisku;wsadowymbarwisięna niebiesko, natomiastw obecno-ścikwasów naczcnvono.Najwi((ksze wizu-alnic zmianyharwy,odżółtegodo :óclonc-go.prqpadająna pHok. 5-8,Fot.Ib...~'.l'',.----=~-.-'fot.lb.Zakreszmianba.wypapierkówlakmusowychJakowskai:ników kwasowo-zasadowychtciinnych produktów natu-ralnych. Nawet zwyklaherbatastajesięciemnobrązowapo dosypaniu odrobinymożna używaćChemiawSzkoleKształcenienauczycieli chemii-DoświadC7cni~.:l.Radanie odczynuzapomocąsoku z czcrn-oncjkapustyW tymcelunależyrozdrobnićblende-remczerwoną kapustę.douzyskanego so-kudodaćtak<!samą ubjyt~wody unvprqgotować: 1-łCI(cw. oc-etlubsok z l:ytry·ny),KOiłlubNaOII(cw. wodnyroztwórsody oc.cyszc-.wncj).Poprl)'gotowaniukil-kuszklanek zrozcieńczonymsokiem z ka-pusty dodajemy do nich kwas lub zasady.Na Fot. 2. zaprezentowano naczynkawodnych roztworów soku '- kapu<;tydlaw;1rtościpl-iz zakresu od 1-13. Z..'l.kreszmianbarwyjestnieoczekiwanieszeroki- od czerwonego.poprzezniebieski,dożółtego.Zapomocąsoku z kapusty(plus OC!.:tisoda)możnawięcnawet two-rzyćmałedziełasztuki.Fot.3.-·137,576Fot. 2.Barwyronworów M>ku z aeiWoneJ kapusty dlaróżnych wartościpHroztworów (Fot M_Gagoś)Fot.lNamoaona w sokulkapustybibułafiltracyjna podwpływemkwasu (HCIIub ocet) lub zasady (KOH lubroz-puszaona w wodzie M>da oayszaona) stajesię dziełemsztuki. Obrazek namalawala dr Marta Araewska-ZakładBiof1zykiUPw Lublinie(FotM.Gagoś)tzw.sotly oczyszcwncj, czyli Na!IC01.lłortcnsja,popularny kwiat w ogródkachjest czerwony, gdyro~nicna glebie zasado-wej iniebieskina glebiekwaśnej.Wszclkjcrekordy jednakbije,jaktopokazujemy po-niżej,t.wykly sok z czerwonej kapusty.Z obserwowanej gamybaiWmożemyoczekiwać, żewidmaabsorpcjiifotolumi-2012-Kształcenienauczycieli chemiincsccncjisoku zkapusty majqskompliko-wany charakteriznacznie sili! zmieniaj<!wratzpił.Takjestrtcczywiścic-widmaabsorpcjiprl.cdstawioncs<!naRys.l.pH13r0.4dlugośćfali[nm)---107,5620,0-',--.~~~~~~~-.......,250300350400450500550600650700750Rys.1.Widmaabsorpcji(czylizależno~(absorbanqioddługo~dlali)w zakresie widzialnyminadfioletusokuz czerwonej kapustydlawybranychwartościpH.Różnew1dmaprze<inają sięwdwóch punktach, coświadczyo przynajmmejdwó<:hformach chemicznych barwnika,pozostałącychwrównowadzedlaróżnychpH. Widma zo-stałyzmier2one zapomocąspektrolotomet/U (;ny 300Bio(Varian)wZakładzieBiofizykiUPwtubliniePo równajmywidma absorpcji zobserwo-wanymi barwami roztworów. Roztwórsokuzkapusty absorbujezarównownadfiolecie,jakwzakresiewidzialnym. Dla pil=6ob-serwujemy ai.:tr.eymaksima:dladługościfa-li280nm i320nm (obawnadfiolecie) oraz530nm(kolorzielony).W miarifwaostupHmaksinut absorpcjiw zakresie widzial-nymprzesuwająsięw kicrunkuczerwieni.Dla pH=10-13pojawiasięnowe,szerokieisilnema ksimumprzy380nm,czyli w za-kresiefiole tu.Jakprzclożyćwidmaabsorpcji naobscr-wowan:Jbarwęroztworu'! Podobniejakw innych przypadkach,tworzysiiftzw. bar-wa dopclniaj:Jca (podobnie jak w kolebarw).Wdruku obrazów, kolorróżowy(mat:ema)powstaje w wynikupołączeniaczerwicniiniebieskiego.czyliz calego za-kresuwidmowegoświatła białegobrakujewnimkoloru zicloncgo1Podobnicw soku zkapusty-absorbowa-nyzakresświatla..znika'' z widma.ltak,czerwony roztwór(pH=2)pochlaniaświa­t lozielone. roztwór zielony (pH=10)po-chlaniaświatłopomara!lczowe ifioletowe,roztwórżólty(pH=13)pochłania światłofioletowe. Dlapli=6nic jest pochlanianykolorniebieskiiczerwony, a roztwórnaj-bardziej przypominabarwę magema~.CzarnymikropkaminaRys.l.zaznaczo-no punktyizosbestyczne,któreświadcz:!oobecnościwroztworzeprzynajmniejdwóchformspektralnychantocyjanów(np.kationówiCZ<!'>ICC'.zck obojytnych elektrycz-nie). TeUwicformy,o skomplikowanychwidmach absorpcji. pozostaj<J we wzajem-nej równowadzechemicznej. Zmianapilprzesuwarównowagęw kicrunkujednej lubtlrugiejformy.Różnestężeniadwóchró-żnychform (barwników) daj'! obserwowanebogactwo barw.Stądpowiedzenie: "Lak-mus dolamusa,kapustazalakmusa."PelargonieimarchewkaZazmianębarwsoku z czerwonej kapu-sty wzależnościodpHśrodowiskaodpo-wiedzialnesąbarwniki anlocyj:.tnowc(antocyjany,Rys.2.).Antocyjanynadaj:!zabarwicnic wielujagodom(np. czarnaja-goda, aronia)ikwiatom (np. pelargonia ,dalia,róże,fiolki i inne).Nazwa antocyja-nówwywodzisięodgreckiego slowaantltos-barwaikyaneos-niebieski.Antocyjanywystypuj<J w postaciglikozydówi w wodziedysocjująnaczyśćcukrOW<) i tZ\v,aglikon,wlaściwą substancję barwną /wanąantocy-janidym,.Zasadnic-.zc cztery antocyjanidynyileTVnicma kolorufiuletov.·cgu(h~·ćgulamni~mnie.hokolorywTV~k!adamyznichic~kicgo,crcN·oncgoi~.ic­loncgu).l'onic"a.i.wdli'leJszych cza<,ach kolory<,ąkodowanew~posóhcyfrov-).h!~dyzjednego S)"\ICmu (np. apara-tucyfrowcgo)pr7cnosząsicnainnc~ ~~~~~i~-~~~j"~i:·~::;;~~~~;~~ :n~~Z~.'·J~rmnnitorkomputera nicoddaJąpopm..·nic haN.wmonitu-ChemiawSzkoleKształcenienauczycieli chemiiOliliORtOliNlal~:lHOR,R, Rt=H, OH, OCHJRys.2.Kationflawuliowymacierzysta strukturaantocyjanidyn,aglikonowychskładnikówantocyJanówi1egorówno-wagoweformy.Pokazanolokalizacjępodstawników spotykanych naturalnie (R, R="H, OH, OCHJ. Roztwóro niskim1pH przyjmuJebarwę aerwoną.W wynikuali:alizaqi wpH 8 roztwórstajesięniebieskito:pclargonidyna. cyjanidyna,delfinidynaiapigcnidyna.Wi~ccjo an10cyjanach(ifla-.wonoidach)znajdzie Czytelnikwpracy121ChromoforyPowstajepytanie.dlac-zegowiele sub-stancji,jak naprt:yldad hcnzcn, alko ho l,wygiowodanyitd..je'>!bezbarwnych,tzn.nicabsorbujewzakresiewidzialnym. Wyja-śnicnicpodanewpicJ'W<;ZCjCZ'Y~iartykułuelektronyzpodwójnychwiązań.Itak,naprzykład,absorpcja promieniowaniaprzezwiązaniepodwójneC=C,powodujewzbudzenie elektronównnaorbita!amy-wiąŻ<jcyn:·Wiązanietojestwięcmiejscem,które pochlania(i emituje)światło,czylijestchromoforem.Zwhjzkipochłaniająświatłodtiękiobecnościwichcz:jsteczkachwi<jZ<rrl chemicznych(chromoforów), takichjak:dla kwarcuidiamentunależyterazuwpcł·nić.Nic wystarczyobecnośćodpowiednichpoziomów energetycznych.Wskompliko-wanychcząst eczkachorganicznychjest tychpoziomówcalemnóstwo.Niczbędnes:1jeszcze dwawarunki.Popierwsze,nicktóreelektronymusz<Jbyćgotowedopr.wjścianawyiszy poziom. Nicmog<JIObyćelektro-nytwortącepojedynczewiązaniachemicz-ne,hozazwyczaj skmlczylobysiętodysocja-cją c-ląsteczki.Dobrymikandydatami"lC=C, C= O. N=N, CEC, CEN.jcszc-.tc drugiistotnywarunek: ener-musizostaćskuteczniepoclrlo-nirw.ltu problem!Światłojestfal:1 clck-tromagnctyczn<J, czyli zmiennympolemelektromagnetycznym. Zmienne poledo-brzejestpochłanianeprzezdrobiny(lubich fragmenty)mająceelektrycznymomentdipolowy. Benzennic mamomentudipqlo-wegoiabsorbuje dopierownadfiolecie~.giaświatłaJe~t·'Dokładniej mOY.iąc, ulcł:noi.ć nutęleniaa!J•,orpqi od momcnrudipolo~<cgoJCSInieco llardlicJ~komplikowana-i~rornyjest moment dipolov.y pncji.ciami~dzy początk<m)'mikolioowym sranem k"'antowym.Sąto~<iclkO<>citrud-ne do obliczenia. jakożeza~<icra,ąrunkeje falo1<c"-~lludz,my~h ~tanów clcktrono~<Jch.alew~lczcsnachemiakwan-tOIIaradzisohicztymwpcłnicnióJcl/2012 [ Pobierz całość w formacie PDF ]
  • zanotowane.pl
  • doc.pisz.pl
  • pdf.pisz.pl
  • klobuckfatima.xlx.pl