登陆注册
15662600000065

第65章 变色涂料的制取

以下介绍的变色涂料制作实验,不仅阐述了制作方法,并引导学生进行了“指示液体温度”、“物体超常温报警”等各种应用设计实验,既丰富了生活化学实验课(选修)的教学内容,开阔了学生的视野,也培养了学生的创造性思维能力,体现了把化学带到生活中去的宗旨。

一、可逆性变色涂料

1.实验所需药品和仪器

(1)药品:硝酸汞、碘化钾、硝酸银、硝酸铜、明胶。

(2)仪器:小烧杯,试剂瓶、搅拌棒、温度计、水浴锅、滤纸、刷子。

2.原理及其化学反应

(1)在溶液中硝酸汞与碘化钾反应,首先产生红色碘化汞沉淀、然后沉淀溶于过量的碘化钾中,生成无色的碘配离子。

反应式:

Hg2++2I-=HgI2↓

HgI2↓+2I-=[HgI4]2-

(2)再使无色的碘配离子分别与硝酸银溶液和硝酸铜溶液反应,生成了黄色的四碘合汞酸银与砖红色的四碘合汞酸铜沉淀。

反应式:

[HgI4]2-+2Ag+=Ag2[HgI4]↓[HgI4]2-+Cu2+=Cu[HgI4]↓(3)四碘合汞酸银与四磺合汞酸铜在低温时两者的晶体都属于四方晶系结构,当温度升高时它们的晶体结构变成了立方晶系,由于晶体结构的变化引起了颜色的变化,而化学组成并没有变化,因而是可逆性变色涂料。

3.操作步骤

(1)酸制下述溶液。02mol/L硝酸汞溶液30ml,05mol/L碘化钾溶液40ml,02mol/L硝酸银溶液60ml,05mol/L硝酸铜溶液15ml,明胶液体:取明胶2克,置于30ml水中,把烧杯放在水浴锅中加热,不断搅拌直至明胶溶化即可。

(2)把硝酸汞溶液置于小烧杯中,再把碘化钾溶液慢慢倒入烧杯中,边加边搅拌,直至不再产生红色沉淀为止,然后加入碘化钾粉末,边加边搅拌至红色沉淀消失,然后把溶液分成A、B两份。

(3)在A溶液中加入硝酸银溶液,并不断搅拌即产生黄色四碘合汞酸银沉淀。在B溶液中加入硝酸铜溶液,并不断搅拌即产生砖红色四碘合汞酸铜沉淀(干燥后红色沉淀)。将两支产生沉淀的烧杯静止,倾去上层清液或过滤,再分别把沉淀用清水先涤两次。

(4)将两种沉淀物取出,分别加入适量明胶液体,也可适量加入添加剂如羧甲基纤维素钠等,两种随温度变化而颜色变化的可逆性变色涂料制成了。

二、不可逆性变色涂料

1.实验所需药品和仪器

(1)药品:硫酸铜,磷酸钠,氯化钴,碳酸钠,明胶。

(2)仪器:烧杯,搅拌棒等。

2.原理及其化学反应

(1)在溶液中磷酸钠与氯化钴反应,生成了磷酸钴的玫瑰紫色沉淀,受热后可分解成深灰色的氧化钴。

反应式:

2PO3-4+3Co2+CO(PO4)2↓Co3(PO4)23CO+P2O5

(2)在溶液中硫酸铜与碳酸钠反应,生成了蓝绿色的碱式碳酸铜沉淀,受热后分解成黑色氧化铜。

反应式:

2Cu2++CO2-3+2H2OCuCO3·Cu(OH)2↓+2H+CuCO3·Cu(OH)2△2CuO+H2O+CO2↑3.操作步骤(1)酸制下述溶液。02mol/L磷酸钠溶液30ml,02mol/L氯化钴溶液50ml,01mol/L硫酸铜溶液50ml,02mol/L碳酸钠溶液30ml。

(2)把磷酸钠溶液置于小烧怀中,加入少量氯化钴溶液,产生了鲜艳的玫瑰紫色磷酸钴沉淀,将沉淀洗涤并过滤。

(3)把硫酸铜溶液置于小烧杯中,再加入碳酸钠溶液,产生了蓝绿色碱式碳酸铜沉淀,将沉淀洗涤并过滤。

(4)将两种沉淀物取出,分别加入适量明胶液或添加剂,制成了两种不可逆性变色涂料。

三、涂料的变色及其温度的测试

1.把上述黄色和红色两种变色涂料分别涂在标签纸上(或纸上),黏在烧杯外壁上,待其干燥后把沸水倒入烧杯中,观察到黄色和红色的涂料,因其温度的升高而分别变成了橙红色和绛紫色,然后把温度计放入烧杯中,再测其温度下降时涂料恢复原色的温度,从而测出两种可逆性变色涂料的变色温度,然后试验该涂料的用途,同学们设计出多项应用小实验,如自动报温壶(杯),吸尘器过热报警等,这些实验进一步验证了所测定变色温度的准确性。

2.把上述玫瑰紫色和蓝绿色两种涂料分别涂在金属器物上,然后加热,当温度升高时,玫瑰紫色的涂料变成了深灰色,蓝绿色的涂料变成了黑色。当温度下降时,它们不能恢复原色,是不可逆性变色涂料,其变色温度都在100℃以上,可用作指示温度的信号,防止发生事故,确保生产安全。

注[1]黄色和红色涂料的变色温度分别为40℃~50℃和71℃。

注[2]玫瑰紫色和蓝色涂料的变色温度分别为450℃~500℃和200℃。

同类推荐
热门推荐
  • 耀世灵神

    耀世灵神

    一位废物少年,过着欺辱的生活,偶然间解开封印之迷,得到天威圣麟决,觉醒过亿圣龙之力,自此,他开始潜心修炼,一路过关斩将,最终成为万众瞩目的耀世灵神。
  • 我和月魔比魔法..

    我和月魔比魔法..

    血月日食之日,月魔借助血月之光修炼成魔,为了一统三界,不断扩充势力,建立血影神宗,准备与天庭一决高下,谁知遇到她的一生敌人,雅冰公主,从这以后她刻意安排一系列冤假错案,幸而被雅冰一一化解,但,这两位的斗争何时是个尽头呢?她们能否化敌为友呢?让我们拭目以待......
  • 被美女诱惑的日子

    被美女诱惑的日子

    人经不起诱惑是一种麻烦,当各式各样的美女突然出现在身旁以后,原本波澜不惊的生活也因此宣告了结束……
  • 重生之网游女王忠犬竹马

    重生之网游女王忠犬竹马

    她上辈子是游戏里的隐形高手,这辈子她高调回归,堂堂正正的嚣张的做她的网游女王,谁也无法撼动她的地位。盛秋歌重生回来除了玩游戏,还有就是虐白莲花,拯救家人。重生的同时还被附赠了一个二货宠物。身边有忠犬竹马总裁,爱干什么干什么,除了……找奸夫。。。
  • 上海1943

    上海1943

    乱世之中,青天白日何在?上海风云,沉浮谁主?苍茫天地,何人与我共创一生?
  • 诸天伐者

    诸天伐者

    诸天之上是万界。前世他是诸天之主,为了她,他竟以诸天之力血染万界,只为博她回眸。而她,为了他。甘愿弃万界之主,与他在一起。自此,诸天伐他,万界诛她。他不甘心,他不甘心,他今日要湮诸天,灭万界!重生之后的潇霄,竟为废人?生无武心的他,受尽屈辱。一段破碎的记忆。一颗隔了一世的心,在此刻为他而醒。觉醒之后的潇霄,怀神秘武心,悟隔世神通,忆前世佳人。续前世执念,主宰这万界诸天!
  • 火影之忍者传

    火影之忍者传

    火影忍者改写为文字版10年前九尾在鸣人出生时破印......
  • 妃疑所思

    妃疑所思

    她,扮猪吃老虎,却被他打得丢盔弃甲,节节败退;他,冷酷残暴,却甘愿被她百般挑逗。当她遇上他,当她遇上仇恨,是否还能再续那段得之不易的缘?
  • 医生,我老婆失忆了

    医生,我老婆失忆了

    某日,失忆的乐小姐遇到了失忆的闻先生,然后他们发现,两人除了是病友关系之外,居然还是……夫妻?!乐意:卧槽?!闻先生:离婚吧。女主每天在暴走,男主外表高冷内心住着小公举。
  • 如果一生只爱你

    如果一生只爱你

    “你……还爱我么?”“不爱了。再也不会爱了。”我好像就是这么口是心非呢,明明那么爱却只能说不爱。