Malachit a azurit

Chémia
Výtvarná výchova
8. ročník ZŠ

Vzdelávacia oblasť: VÝZNAMNÉ CHEMICKÉ PRVKY A ZLÚČENINY; CHEMICKÉ VÝPOČTY

Tematický celok: NÁZVOSLOVIE A VLASTNOSTI VYBRANÝCH ANORGANICKÝCH CHEMICKÝCH ZLÚČENÍN; LÁTKOVÉ MNOŽSTVO, MOLÁRNA HMOTNOSŤ

Téma: OXIDY, HYDROXIDY, KYSELINY, SOLI; LÁTKOVÉ MNOŽSTVO, MOLÁRNA HMOTNOSŤ

Malachit a azurit sú minerály, ktoré sa v prírode nachádzajú spolu, často v tých istých kameňoch.

Farba azuritu sa mení od tmavej modrej až po bledomodrú so zelenkastým podtónom. Hoci jeho výskyt v prírode bol známy už dávno pred našim letopočtom, príležitostné používanie azuritu ako farebného pigmentu začalo u Egypťanov v časoch egyptských dynastií. Azuritová nebeská modrá sa až v období renesancie stala obľúbenou medzi umelcami. V podobe tempery a neskôr aj olejovej farby sa používala do 18. storočia, kedy ju nahradila synteticky vyrobená Pruská alebo Berlínska modrá.

Azuritový pigment sa získaval mletím prírodného kameňa a podľa hrúbky častíc nadobúdal tóny modrej od tmavých hrubo mletých zrniek až po svetlejší jemne mletý prášok. Na svetle je stabilný, ale citlivosť na teplo, vlhkosť a alkalické prostredie spôsobuje jeho premenu na malachitovú zeleň. To vysvetľuje farebnú zmenu oblohy na mnohých renesančných obrazoch z nebeskej modrej časom na zelenkastú.

Zaujímavé je pozorovať, ako sa mení farba azuritu na zelené tóny po pridaní vaječno-olejového pojiva pri príprave tempery (Temperová farba).

Malachit sa vyskytuje v prírode vo forme zeleného minerálu, ktorého farba sa môže meniť od svetlozelenej až po čiernozelenú. Podobne ako azurit aj malachit už poznali starí Egypťania. Okrem v náhrobných maľbách našiel tento farebný pigment využitie i v očných tieňoch Egypťanov. Od obdobia stredoveku sa v maľbách európskych maliarov vyskytuje spoločne s azuritom, a to približne do konca 18. storočia, kedy ho postupne vytlačili syntetické zelené pigmenty. Hoci je malachit chemicky podobný azuritu, je stabilný na svetle, v teple aj vo vlhkom a alkalickom prostredí.

Chemický vzorec AZURITU:     2CuCO3Cu(OH)2 alebo Cu3(CO3)2(OH)2

Chemický vzorec MALACHITU: CuCO3Cu(OH)2

Z chemického hľadiska sú oba minerály kombináciou uhličitanu meďnatého a hydroxidu meďnatého. Odlišujú sa však v ich množstve a pomere. Malachit aj azurit majú svoju typickú farbu vďaka meďnatým katiónom. To, že je ich farba odlišná, súvisí s jedinečným štruktúrnym spojením a usporiadaním katiónov medi s uhličitanovými (CO32-) a hydroxidovými (OH) iónmi v priestore. Štruktúra azuritu pohlcuje a odráža svetlo inej vlnovej dĺžky ako štruktúra malachitu, čo my v konečnom dôsledku vnímame ako rôznu viditeľnú farbu pigmentov.

Chemickú reakciu premeny azuritu na malachit vo vlhkom a alkalickom prostredí môžeme napísať nasledovne:

2CuCO3Cu(OH)2 → CuCO3Cu(OH)2 + Cu2+ + CO32-

Príprava Azuritu a malachitu

Pomôcky:

kadičky vyššia a širšia, hodinové sklíčko, Petriho misky, váhy, trecia miska, trojnožka, sieťka, kahan alebo varič, chemická lyžička, sklená tyčinka, odmerný valec, aparatúra na filtráciu

Chemikálie:

pentahydrát síranu meďnatého,  hydrogenuhličitan sodný , destilovaná voda

Postup – AZURIT: 

  1. Do vyššej kadičky odmeraj 50ml vody, neohrievaj.
  2. 6,3 g CuSO4.5H2O spolu so 4,8 g NaHCO3 zosyp do trecej misky, premiešaj a najemno rozotri.
  3. Zmes postupne po malých dávkach pridávaj do vody v kadičke.
  4. Vzniknutú modrú zrazeninu prefiltruj cez hladký filter (nepremývaj vodou).

Postup – MALACHIT: 

  1. Do vyššej kadičky odmeraj 50ml vody a ohrej na cca 50°C.
  2. 6,3 g CuSO4.5H2O spolu so 4,8 g NaHCO3 zosyp do trecej misky, premiešaj a najemno rozotri.
  3. Zmes postupne po malých dávkach pridávaj do zohriatej vody v širokej kadičke.
  4. Zmes v kadičke prikrytú hodinovým sklíčkom nechaj variť niekoľko minút, až kým sa nevytvorí zelená zrazenina.
  5. Vzniknutú zelenú zrazeninu prefiltruj cez hladký filter a premy horúcou vodou.

CuSO4.5H2O + NaHCO3CuCO3Cu(OH)2 + Na2SO4 + CO2 + H2O

TIPY:

  • Vodu v postupe prípravy azuritu nezohrievaj, pretože azurit je citlivý na teplotu a skôr by sa premenil na malachit.
  • Azurit počas filtrácie nepremývaj vodou, pretože väčšie množstvo vody by tiež mohlo spôsobiť premenu azuritu na malachit.
  • Po pridaní celého množstva zmesi modrej skalice a sódy bikarbóny do reakčnej zmesi je potrebné modrý azurit čím skôr prefiltrovať, pretože jeho dlhšie ponechanie vo vodnom prostredí by mohlo spôsobiť premenu na zelený malachit.
  • Obsah kadičky s reakčnou zmesou môžeš po každom vsypaní zmesi modrej skalice a sódy bikarbóny premiešať a následne prikryť hodinovým sklíčkom (aby reakčná zmes nevyšumela von).
  • Pokiaľ sa ti podarí zmes v kadičke zohriať až príliš a stmavne, nič to, získaš ďalší odtieň pigmentu sivozelenej farby
  • Vzájomným miešaním pigmentov získaš nové farebné odtiene.

POPREMÝŠĽAJ, VYHĽADAJ, ZISTI a POPÍŠ…

1. Reakciu prípravy pigmentu MALACHITU zapíšeš chemickou rovnicou, ktorú je potrebné vyrovnať.

CuSO4.5H2O + NaHCO3CuCO3Cu(OH)2 + Na2SO4 + CO2 + H2O

2. Z vyššie uvedenej chemickej rovnice vypíš všetky reaktanty. Napíš ich chemický aj triviálny názov (ak taký majú).

3. Z vyššie uvedenej chemickej rovnice vypíš všetky produkty. Napíš ich chemický aj triviálny názov (ak taký majú).

4. Z chemického hľadiska sú malachit aj azurit tvorené dvoma chemickými zlúčeninami medi. Uveď ktorými – chemický názov aj chemický vzorec.

5. Popremýšľaj čím sú typické zrážacie reakcie, čo je ich produktom. Pozoroval si v rámci prípravy pigmentov zrážaciu reakciu? Opíš.

6. V procese prípravy si použil hydrogensoľ aj hydrát soli. Napíš, ktoré chemické zlúčeniny to boli – chemický názov aj chemický vzorec.

7. Počas prípravy pigmentov azuritu aj malachitu si v kadičke mohol pozorovať tvorbu a únik bubliniek z reakčnej zmesi. Vysvetli pôvod bubliniek a ich chemické zloženie – uveď chem. názov a chem. vzorec.

8. Chemickú reakciu premeny azuritu na malachit môžeš znázorniť nasledovne:

Cu3(CO3)2(OH)2 → CuCO3Cu(OH)2 + Cu2+ + CO32-

Vypočítaj molárnu hmotnosť azuritu a tiež molárnu hmotnosť malachitu.
Koľko gramov malachitu vznikne z 5 g azuritu?

9. Pomenuj častice Cu2+ a CO32-.

10. Uveď ktorá častica je primárnou príčinou typickej farby azuritu rovnako ako aj malachitu.

11. Vysvetli, prečo je farba azuritu odlišná od farby malachitu.

12. Opíš čo spôsobuje, urýchľuje premenu azuritu na malachit.

13. Vysvetli, prečo je obloha na mnohých renesančných maľbách zelenkastej farby a aká bola jej pôvodná farba.

14. Uveď aké iné využitie malachitu ako pigmentu okrem maľby poznali Egypťania.

Mohlo by vás zaujímať

Anglický jazyk
Základná škola
Anglický jazyk
Základná škola