Za analizo cinka moramo pri nastavitvi aparature uporabiti naslednje parametre:
Valovna dolžina [nm] 213,9
Širina reže [nm] 0,7
Tok oksidanta [L/min] 10
Tok C2H2 [L/min] 2,5
Delovno območje [mg/L] 1
Preglednica 11: Parametri za AAS analizo cinka [27, 28].
AAS metoda je uporabna za zaznavanje širokih spektrov koncentracij, vendar je manj natančna v primerjavi z ICP-MS. Obseg le-teh je med 1 ppb do 103 ppb [23].
3.8.2 Razklop vzorcev
Uporabili pripravljene raztopine po kislinskem razklopu vzorcev (Glej točko 3.7.2).
3.8.3 Priprava raztopin
3.8.3.1 Priprava raztopin za umeritveno krivuljo
Nato smo v 100-mililitrskih bučkah pripravili štiri standardne raztopine. V vsako smo dodali tudi 1 mL dušikove(V) kisline. V prvi merilni bučki smo 0,3 mL razredčene raztopine razredčili na 100 mL. Koncentracija je znašala 0,3 mg/L. V drugi merilni bučki smo 0,5 mL razredčene raztopine razredčili na 100 mL. Koncentracija je znašala 0,5 mg/L. V tretji merilni bučki smo 0,7 mL razredčene raztopine razredčili na 100 mL. Koncentracija je znašala 0,7 mg/L. V četrti merilni bučki smo 1 mL razredčene raztopine razredčili na 100 mL. Koncentracija je znašala 1 mg/L.
Dobili smo umeritveno krivuljo z enačbo y = 0,17388x + 0,00345.
3.8.3.2 Priprava vzorcev
Za AAS smo uporabili razklopljene raztopine vzorcev, ki smo jih uporabili pri ICP-MS analizi. Te raztopine smo dodatno redčili tako, da so njihove koncentracije ustrezale v spekter umeritvene krivulje. Vzorec 1 smo redčili 200-krat, Vzorec 2 100-krat, Vzorec 3 2500-krat in Vzorec 4 50-krat. Vzorca 5 nismo dodatno redčili.
3.8.4 Računi in rezultati
VZOREC x [mg/L] y [mg/L]
Preglednica 12: Meritve koncentracij vzorcev.
Vzorec 1a: 𝑍𝑛 = 𝛾𝑍𝑛∙𝑉𝑟
𝑚 = 1,107 𝑔∙0,03 𝐿∙200
𝐿∙0,2588∙1000 𝑔 = 2,566 ∙ 10−2 𝑜𝑧. 2,556 %
Vzorec 1b: 𝑍𝑛 = 𝛾𝑍𝑛∙𝑉𝑟
𝑚 = 1,199 𝑔∙0,03 𝐿∙200
𝐿∙0,2587∙1000 𝑔 = 2,781 ∙ 10−2 𝑜𝑧. 2,781 %
Povprečje: 𝑍𝑛 = 2,674 ∙ 10−2 𝑜𝑧. 2,674 %
Vzorec 2a: 𝑍𝑛 = 𝛾𝑍𝑛∙𝑉𝑟
𝑚 = 0,5058 𝑔∙0,03 𝐿∙100
𝐿∙0,258∙1000 𝑔 = 5,88 ∙ 10−3 𝑜𝑧. 0,588%
Vzorec 2b: 𝑍𝑛 = 𝛾𝑍𝑛∙𝑉𝑟
𝑚 = 0,5086 𝑔∙0,03 𝐿∙100
𝐿∙0,2515∙1000 𝑔 = 6,07 ∙ 10−3 𝑜𝑧. 0,607%
Vzorec 2c: 𝑍𝑛 = 𝛾𝑍𝑛∙𝑉𝑟
𝑚 = 0,4987 𝑔∙0,03 𝐿∙100
𝐿∙0,2545∙1000 𝑔 = 5,89 ∙ 10−3 𝑜𝑧. 0,589%
Povprečje: 𝑍𝑛 = 5,95 ∙ 10−3 𝑜𝑧. 0,595 %
Vzorec 3a: 𝑍𝑛 = 𝛾𝑍𝑛∙𝑉𝑟
𝑚 = 0,4573 𝑔∙0,03 𝐿∙2500
𝐿∙0,2824∙1000 𝑔 = 0,1215 𝑜𝑧. 12,15 %
Vzorec 3b: 𝑍𝑛 = 𝛾𝑍𝑛∙𝑉𝑟
𝑚 = 0,4392 𝑔∙0,03 𝐿∙2500
𝐿∙0,2803∙1000 𝑔 = 0,1175 𝑜𝑧. 11,75 %
Povprečje: 𝑍𝑛 = 0,1195 𝑜𝑧. 11,95 %
Vzorec 4a: 𝑍𝑛 = 𝛾𝑍𝑛∙𝑉𝑟
𝑚 = 0,3163 𝑔∙0,03 𝐿∙50
𝐿∙0,295∙1000 𝑔 = 1,608 ∙ 10−3 𝑜𝑧. 0,1608 %
Vzorec 4b: 𝑍𝑛 = 𝛾𝑍𝑛∙𝑉𝑟
𝑚 = 0,3053 𝑔∙0,03 𝐿∙50
𝐿∙0,2935∙1000 𝑔 = 1,560 ∙ 10−3 𝑜𝑧. 0,1560 %
Povprečje: 𝑍𝑛 = 1,585 ∙ 10−2 𝑜𝑧. 0,1585 %
Vzorec 5a: 𝑍𝑛 = 𝛾𝑍𝑛∙𝑉𝑟
𝑚 = 0,8665 𝑔∙0,03 𝐿
𝐿∙0,2411∙1000 𝑔= 1,078 ∙ 10−4 𝑜𝑧. 0,01078 %
Vzorec 5b: 𝑍𝑛 = 𝛾𝑍𝑛∙𝑉𝑟
𝑚 = 0,892 𝑔∙0,03 𝐿
𝐿∙0,248∙1000 𝑔= 1,079 ∙ 10−4 𝑜𝑧. 0,01079 %
Vzorec 5c: 𝑍𝑛 = 𝛾𝑍𝑛∙𝑉𝑟
𝑚 = 0,8759 𝑔∙0,03 𝐿
𝐿∙0,2425∙1000 𝑔= 1,084 ∙ 10−4 𝑜𝑧. 0,01084 %
Povprečje: 𝑍𝑛 = 1,08 ∙ 10−4 𝑜𝑧. 0,0108 %
vzorec koncentracija [g/kg] povprečna
Preglednica 13: Rezultati AAS za cink.
3.8.5 Komentar
AAS analiza se je izkazala za najbolj primerno analizo. Primerna je bila za vseh pet vzorcev. Malo odstopanja je bilo tudi pri vzorcih 4 in 5, kjer je bilo prisotnega zelo malo cinka. V primerjavi z ICP-MS je bila enostavnejša. Meritve sem lahko izvajal sam.
4 ZAKLJUČKI
ICP-MS
koncentracija Zn v vzorcu [g/kg]
AAS
koncentracija Zn v vzorcu [g/kg]
Vzorec 1 (A) 26,9 25,66
Preglednica 14: Kvantitativna analiza cinka z vsemi štirimi metodami.
Najbolj natančna metoda je po teoriji ICP-MS. Vendar se je izkazalo, da lahko pride do občutnejših odstopanj pri vzorcih z zelo nizko vsebnostjo cinka. Metodo je zahtevno izvesti, zato je nisem izvajal sam. AAS se je izkazala za metodo z manj odstopanji. Primerna je bila za analizo vseh mojih vzorcev, tudi tistih z zelo nizko vsebnostjo cinka. Izvedba je bila dokaj enostavna, saj sem jo lahko izvajal sam.
5 PEDAGOŠKI DEL - UČNA ENOTA O CINKU S POSKUSI
5.1 Umestitev učne vsebine v pouk kemije
PREDMET Poskusi v kemiji
TEMA/VSEBINSKI periodnem sistemu elementov in njegovimi lastnostmi.
• Uporabljajo eksperimentalno raziskovalni pristop oziroma laboratorijske spretnosti.
PREDLAGANE VSEBINE IZ UN
• Izbrani prehodni elementi.
PREDZNANJE • Učenci znajo prepoznavati kemijske spremembe.
• Učenci opredelijo reaktante in produkte kemijske reakcije.
• Učenci spoznajo kemijske enačbe kot zapise kemijskih reakcij in poznajo pravila za urejanje kemijskih enačb.
• Učenci poznajo osnovne značilne lastnosti in uporabo alkalijskih kovin, zemeljskoalkalijskih kovin, izbranih prehodnih elementov, halogenov in žlahtnih plinov.
NOVI KLJUČNI POJMI • kvalitativna analiza
• indikator cinkovih ionov
• kompleks oz. koordinacijska zvrst
5.2 Priprava na učno enoto
Predmet: Poskusi v kemiji Zaporedno število ure:
Po predelanem vsebinskem sklopu "Elementi v periodnem sistemu"
Učitelj: Primož Trontelj Učna tema/vsebinski sklop po UN:
Elementi v periodnem sistemu
Razred: 8. in 9. Naslov učne ure: Odkrijmo cink na več načinov.
Učila in učni pripomočki: Tabla, projektor.
Literatura in viri za učence:
Obvezna:
• Graunar, M. (2015). Kemija danes 1. Učbenik. DZS, Ljubljana.
Dodatna:
• https://melscience.com/US-en/articles/qualitative-reactions-zinc/, spletni vir, 09.07.2019.
Navodila za poskuse (kvalitativna analiza z ditizonom, OH– in S2–) Medpredmetne povezave in kemija (družbenonaravoslovni kontekst):
Biologija, gospodinjstvo.
Didaktična struktura učne ure (stopenjski in časovni načrt izvedbe učne ure) Učna
ura Čas Metoda in
oblika Aktivnost učitelja Aktivnost učencev
1/3 vrsti eksperiment tj.
kvalitativna določitev cinka.
• Učitelj razdeli delovne liste. Učence razdeli v
• Učitelj učence pri delu opazuje ter jim pomaga.
• Učitelj na koncu šolske ure naključno iz vsake skupine izbere enega učenca ter mu orodja Plickers izdela kviz z 20 vprašanji.
Namen kviza je ponovitev in utrditev snovi na bolj sproščen individualno, v parih ali skupinsko. To je tistemu, ki bo pri kvizu zbral največ točk.
• Učenci odgovarjajo na vprašanja s pomočjo kartic individualno, v parih ali skupinsko.
5.3 Predstavitev cinka
Cink je kovina sive barve s kemijskim simbolom Zn. Njegovo vrstno število je 30, masno pa 65,38.
Najbolj pogost izotop ima v atomskem jedru ima 30 protonov in 25 nevtronov. V elektronski ovojnici se nahaja 30 elektronov s konfiguracijo 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2. V prvi lupini sta 2 elektrona, v drugi 8, v tretji 18 in v četrti 2 elektrona. Cink se stali pri 420 °C, zavre pa pri 907 °C.
Njegova gostota pri 25 °C znaša približno 7,14 g/mL. Odkril ga je nemški kemik Andreas Sigismund Marggraf leta 1746 [30].
Slika 28: Elektronska konfiguracija cinka. (Velikost jedra ni v pravilnem razmerju z velikostjo elektronske ovojnice) [31].
Cink je 23. najpogostejši element v zemeljski skorji. Najpogosteje ga pridobivamo s kopanjem v podzemnih in odprtih rudnikih cinkovega sulfida oziroma sfalerita. V svetovni proizvodnji je cink četrta najbolj proizvajana kovina. Višje na lestvici so le železo, aluminij in baker [30].
Njegova uporaba je zelo široka. Uporablja se kot zaščitni premaz železa za preprečevanje korozije. Je tudi sestavni del zlitin brona in medenine. Sicer pa ga najdemo v raznih električnih aparatih, gospodinjskih pripomočkih, gradbenih materialih in delih za avtomobilski industriji. V mnogih baterijah ga najdemo v vlogi negativne elektrode tj. elektroda, na kateri poteka oksidacija [30].
Cink pri laboratorijskem delu ne predstavlja nevarne snovi. Kljub temu pa je obvezna uporaba zaščitnih očal in rokavic. Ne smemo ga uživati, vdihavati ali bližati svojim očem. V
Cink je zelo pomemben element za normalno delovanje človeškega telesa, pa čeprav ga najdemo le v sledovih. Ima ključno vlogo pri strukturi beljakovin, pomemben je tudi za katalitsko aktivnost več kot 200 encimov. Pomanjkanje cinka v človeškem telesu negativno vpliva na imunski in endokrini sistem. Pomanjkanje lahko povzroča tudi možganske motnje. V človeškem telesu ga je nekje med 2–4 g. Dnevni priporočljiv vnos je okrog 10 mg. Z uravnoteženo prehrano ga dobimo dovolj. Če se ne prehranjujemo s hrano, ki je bogata s cinkom, je priporočljivo posegati po prehranskih dodatkih, ki vsebujejo cink. Takšne dodatke lahko kupimo v vseh bolje založenih živilskih trgovinah in lekarnah. Hranila, ki vsebujejo cink, so ostrige, rdeče meso, perutnina, morski sadeži in žitarice, fižol, polnovredno zrnje in mlečni izdelki. Kot prehranski dodatek ga najdemo v multivitaminskih prehranskih dopolnilih [33].
5.4 Navodila za poskuse: Kvalitativna določitev cinka z ditizonom, OH
–in S
2–5.4.1 Navodila za poskuse (za učitelja)
Naslov eksperimenta: Odkrijmo cink na več načinov
1. Namen eksperimenta
S poskusom bodo učenci spoznali pojme, kot so kvalitativna analiza, indikator cinkovih ionov in kompleks. Glede na to, da v učnem načrtu ni predvideno obravnavanje navedenih pojmov, lahko eksperiment izvedemo pri izbirnih predmetih Poskusi v kemiji ali Kemija v življenju.
2. Teoretična izhodišča
Kvalitativna analiza je vrsta analize, s katero ugotavljamo ali je raziskovana snov prisotna v vzorcu.
Pri kvalitativni analizi količine raziskovane snovi ne določamo. Kvalitativne kemijske reakcije so specifične reakcije, ki nam z vizualno spremembo pokažejo prisotnost neke snovi v vzorcu. V veliko primerih je potrebna separacija podobnih ionov, saj reakcije z njimi dajejo podobne ali enake vizualne rezultate [34, 35].
Raztopine cinkovih soli so brezbarvne [36].
Zn2+ ioni z ditizonom (C13H12N4S) tvorijo kompleks rdeče barve.
Slika 29: Tvorba kompleksa Zn2+ z ditizonom.
Raztopino ditizona pripravimo tako, da zatehtamo 50 mg ditizona in ga raztopimo v 100 mL 95 % etanola v 250 mL čaši. Raztopina ditizona je temno modre barve in je neobstojna. Zato moramo reakcije z njo opraviti v istem dnevu. Potrebno število filtrirnih papirjev pomočimo do polovice v raztopino in jih položimo na papirnato brisačo za približno 2 minuti, da se posušijo. Ko posušen
Pravimo, da ti ioni prikrijejo reakcijo ditizona s cinkovimi ioni. Co2+, Pb2+ in Cd2+ ioni dajo drugačne odtenke rdeče barve v primerjavi z Zn2+ ioni. Sn2+ ioni dajo popolnoma enak rezultat kot Zn2+ ioni. Zaradi tega reakcija z ditizonom ni povsem nedvoumen dokaz za prisotnost cinka v vzorcu [36–38].
Zn2+ ioni s hidroksidnimi ioni (OH–) tvorijo belo amorfno oborino, cinkov hidroksid [36].
Zn2+ (aq) + 2OH– (aq) → Zn(OH)2 (s)
Zn2+ ioni s sulfidnimi ioni (S2–) tvorijo belo amorfno oborino, cinkov sulfid. Vizualno enaka amorfna oborina nastane tudi s Sn2+ ioni. Zato ne moremo z gotovostjo trditi, ali smo potrdili prisotnost cinkovih ali kositrovih ionov [36].
Zn2+ (aq) + S2– (aq) → ZnS (s) 3. Naloga
Cink bomo določali v treh vzorcih, slepem vzorcu (vodi) in v kontrolnem vzorcu (cinkov(II) klorid) na tri načine:
1. z ditizonskimi papirčki,
2. z reakcijo s hidroksidnimi ioni (OH–) in, 3. z reakcijo s sulfidnimi ioni (S2–).
4. Potrebščine in kemikalije
POTREBŠČINE KEMIKALIJE
stojalo za epruvete ditizonski papirčki
15 epruvet 0,05 M Na2S
merilni valj 2 M NaOH
4 čaše (200 mL) Kontrolni vzorec - ZnCl2
Vzorec 1 - cinkove kapsule Vzorec 2 - magnezijeva tableta
5 a. Zaščita in varnost pri delu
Snov Znak za
nevarnost Pomen znaka Ravnanje s snovjo Jedko. Lahko je jedko za
kovine. Povzroča hude
Pri zaužitju izprati usta, ne izzvati bruhanja.
Jedko. Lahko je jedko za kovine. Povzroča hude
5 b. Ravnanje z odpadki (način odstranjevanja posameznih reagentov)
Ker je natrijev hidroksid izjemno močna baza, odpadnih raztopin z natrijevim hidroksidom ne smemo zliti v odtok, saj lahko pride do izlitja v podtalnico in s tem do velike škode. Shranjujemo jih v posebni posodi.
5 c. Varnost pri delu (posebnosti - varnostna opozorila) Pri delu so obvezna zaščitna očala, halja in rokavice.
6 a. Potek dela po stopnjah - priprava raztopin
1. Odtehtamo približno 2 g vseh treh vzorcev in kontrolnega vzorca. Vsak vzorec posebej raztopimo v 100 mL vode v čaši. Čaše označimo.
2. V stojalu za epruvete pripravimo 15 epruvet. V vsako odmerimo po 5 mL ustrezne raztopine z vzorci. Vsak vzorec odmerimo v tri epruvete. V preostale tri epruvete odmerimo 5 mL vode. To je slepi vzorec.
6 b. Potek dela po stopnjah - poskusi
1. poskus: V vsako raztopino pomočimo ditizonski papirček in v tabelo vpišemo opažanja.
2. poskus: V vsako raztopino odmerimo 5 mL NaOH in v tabelo vpišemo opažanja.
3. poskus: V vsako raztopino odmerimo 5 mL Na2S in v tabelo vpišemo opažanja.
7. Opažanja
8. Sklepi
Test z ditizonskimi papirčki: Cinkovi ioni z ditizonom tvorijo kompleks rdeče barve.
Poskus z OH–: Cinkovi ioni s hidroksidnimi ioni tvorijo belo amorfno snov, cinkov hidroksid.
Poskus z S2–: Cinkovi ioni s hidroksidnimi ioni tvorijo belo amorfno snov, cinkov sulfid.
9. Vprašanja
1. Katera snov se izloči, ko zmešamo Vzorec 1 in natrijev hidroksid? Cinkov hidroksid.
2. Katera snov se izloči, ko zmešamo Vzorec 2 in natrijev sulfid? Oborina se ni izločila..
3. Ali poteče kemijska reakcija, ko ditizonski papirček pomočimo v Vzorec 1? Da.
4. Kakšna je vloga slepega vzorca? Da vidimo, kako izgleda raztopina, kjer kemijska reakcija ne potekla.
5. Kakšna je vloga kontrolnega vzorca? Da vidimo, kako izgleda raztopina, kjer kemijska reakcija poteka.
10. Nivo izobraževanja
Poskus je primeren za osnovne in srednje šole.
11. Vrednotenje eksperimentalnega dela
Opažanja Sklepanja Vprašanja ŠTEVILO TOČK/OCENA
5.4.2 Navodila za poskuse (za učenca)
Naslov eksperimenta: Odkrijmo cink na več načinov
1. Namen eksperimenta
S poskusom boste spoznali pojme, kot so kvalitativna analiza, indikator cinkovih ionov in kompleks.
2. Teoretična izhodišča
Kvalitativna analiza je vrsta analize, s katero ugotavljamo ali je raziskovana snov prisotna v našem vzorcu. Pri kvalitativni analizi količine raziskovane snovi ne določamo. Kvalitativne kemijske reakcije so specifične reakcije, ki nam z vizualno spremembo pokažejo prisotnost neke snovi v vzorcu [34, 35].
Raztopine cinkovih soli so brezbarvne. Lahko ga odkrijemo z različnimi reakcijami:
• Cinkovi ioni z ditizonom (C13H12N4S) tvorijo kompleks rdeče barve. Ditizon tvori komplekse tudi z drugimi kovinskimi ioni: Cu2+, Hg2+, Hg22+, Ag+, Au3+ in Pd2+. Ti ioni z ditizonom tvorijo komplekse podobnih barv, kot s cinkom. Pravimo, da ti ioni prikrijejo reakcijo ditizona s cinkovimi ioni. Zato reakcija z ditizonom ni povsem nedvoumen dokaz za prisotnost cinka v vzorcu.
Slika 30: Tvorba kompleksa Zn2+ z ditizonom.
• Cinkovi ioni s hidroksidnimi ioni (OH–) tvorijo belo amorfno oborino, cinkov hidroksid.
2+ – (aq)→ Zn(OH)
• Cinkovi ioni s sulfidnimi ioni (S2–) tvorijo belo amorfno oborino, cinkov sulfid. Vizualno enaka amorfna oborina nastane tudi s Sn2+ ioni. Zato ne moremo z gotovostjo trditi, ali smo potrdili prisotnost cinkovih ali kositrovih ionov [36].
Zn2+ (aq) + S2– (aq) → ZnS (s) 3. Naloga
Kvalitativna analiza cinka bo potekala na treh vzorcih, slepem vzorcu (voda) in kontrolnem vzorcu (ZnCl2) na tri različne načine: z ditizonskimi papirčki, OH– ioni in S2– ioni.
4. Potrebščine in kemikalije
POTREBŠČINE KEMIKALIJE
stojalo za epruvete ditizonski papirčki
15 epruvet 0,05 M Na2S
merilni valj 2 M NaOH
4 čaše (200 mL) Kontrolni vzorec - ZnCl2
Vzorec 1 - cinkove kapsule Vzorec 2 - magnezijeva tableta Vzorec 3 - cinkov šampon
5 a. Zaščita in varnost pri delu
Snov Znak za
nevarnost Pomen znaka Ravnanje s snovjo Jedko. Lahko je jedko za
kovine. Povzroča hude
Pri zaužitju izprati usta, ne izzvati bruhanja.
Jedko. Lahko je jedko za kovine. Povzroča hude
5 b. Ravnanje z odpadki (način odstranjevanja posameznih reagentov)
Ker je natrijev hidroksid izjemno močna baza, odpadnih raztopin z natrijevim hidroksidom ne smemo zliti v odtok, saj lahko pride do izlitja v podtalnico in s tem do velike škode. Shranjujemo jih v posebni posodi.
5 c. Varnost pri delu (posebnosti - varnostna opozorila) Pri delu so obvezna zaščitna očala, halja in rokavice.
6 a. Potek dela po stopnjah - priprava raztopin
• Odtehtamo približno 2 g vseh treh vzorcev in kontrolnega vzorca. Vsak vzorec posebej raztopimo v 100 mL vode v čaši. Čaše označimo.
• V stojalu za epruvete pripravimo 15 epruvet. V vsako odmerimo po 5 mL ustrezne raztopine z vzorci. Vsak vzorec odmerimo v tri epruvete. V preostale tri epruvete odmerimo 5 mL vode. To je slepi vzorec.
6 b. Potek dela po stopnjah - poskusi
1. poskus: V vsako raztopino pomočimo ditizonski papirček in v tabelo vpišemo opažanja.
2. poskus: V vsako raztopino odmerimo 5 mL NaOH in v tabelo vpišemo opažanja.
3. poskus: V vsako raztopino odmerimo 5 mL Na2S in v tabelo vpišemo opažanja.
7. Opažanja
8. Sklepi
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
9. Vprašanja
1. Katera snov se izloči, ko zmešamo Vzorec 1 in natrijev hidroksid?___________________
_____________________________________________________________________________.
2. Katera snov se izloči, ko zmešamo Vzorec 2 in natrijev sulfid?______________________
_____________________________________________________________________________.
3. Ali poteče kemijska reakcija, ko ditizonski papirček pomočimo v Vzorec 1?_______________.
4. Kakšna je vloga slepega vzorca?__________________________________________________
_____________________________________________________________________________.
5. Kakšna je vloga kontrolnega vzorca?_______________________________________________
_____________________________________________________________________________.
10. Vrednotenje eksperimentalnega dela
Na dan izvedbe eksperimenta za učence vnaprej pripravimo raztopino ditizona. To storimo tako, da zatehtamo 50 mg ditizona in ga raztopimo v 100 mL 95 % etanola. Raztopina ditizona je temno modre barve in je neobstojna. Zato morajo učenci reakcije z njo opraviti v istem dnevu. Vsaj 30 trakov filtrirnega papirja namočimo v raztopino ditizona in jih položimo na papirnato brisačo za približno 2 minuti, da se posušijo. Raztopino ditizona ter papirčke moramo preizkusiti. To storimo tako, da ditizon zmešamo z raztopinami, ki vsebujejo cinkove ione ter raztopino brez cinkovih ionov. Prvi dve raztopini morata dati z ditizonom enak ali podoben rezultat, medtem ko mora tretja dati očitno različen rezultat.
Slika 31: Testiranje različnih raztopin z ditizonom.
Test z ditizonskimi papirčki opravimo še z vzorci, za katere vemo, da imajo zelo nizko koncentracijo cinkovih ionov. Rezultat primerjamo z raztopino z visoko koncentracijo cinkovih ionov. Ditizonski papirčki se v raztopinah z manjšo koncentracijo cinka obarvajo svetlo rdeče.
Slika 32: Testiranje različno koncentriranih raztopin cinka z ditizonskim papirčkom.
Preizkusiti je potrebno še reakcije med raztopinami, ki vsebujejo cinkove ione z raztopino, ki vsebuje OH– ione in raztopino, ki vsebuje S2– ione. Ugotovimo, da je reakcija cinka(II) z ioni OH– bolj izrazita.
Slika 33: Nastanek oborine pri reakciji hidroksidnih (leva) in sulfidnih ionov (desna) s cinkovimi ioni.
5.6 Primer preverjanja znanja
Preverjanje znanja izvedemo kot kviz s pomočjo interaktivnega orodja Plickers. Orodje omogoča izdelavo kviza z vprašanji izbirnega tipa štirih možnosti z enim pravilnim odgovorom. Učenci odgovarjajo na vprašanja s pomočjo kartic. Vsaka kartica je različne oblike in učence identificira.
Zamudni del kviza je vpisovanje imen učencev namesto številk kartic. Če želimo preko orodja Plickers ustvariti kviz, moramo najprej ustvariti brezplačen uporabniški račun ter natisniti kartice, s katerimi učenci odgovarjajo na vprašanja. Na svoj mobilni telefon moramo naložiti aplikacijo Plickers. Ko učenci s karticami pokažejo svoje odgovore, učitelj s pomočjo mobilnega telefona z aplikacijo Plickers s skeniranjem kartic dobi odgovore učencev, ki se zbirajo na internetni strani Plickers. Učenci pokažejo svoj odgovor tako, da kartico zasučejo v različnih smereh. Smeri so označene z odgovori A, B, C ali D. Ker imajo vsi učenci različne kartice, ne morejo goljufati. Ko je kviz končan, učitelj dobi vpogled v učenčeve odgovore. Poročila vsebujejo odstotek pravilnih
Slika 34: Primer dveh kartic Plickers [42].
1. Kakšen je simbol cinka in kakšno je njegovo masno število?
A. Zn, 30.
B. Ci, 65,38.
C. Zn, 65,38.
D. Ci, 30.
2. Kdo je odkril cink?
A. Alessandro Volta.
B. Luigi Galvani.
C. Paracelsus.
D. Andreas Sigismund Marggraf.
3. Katerega leta je bil odkrit cink?
A. Pred našim štetjem.
B. 785.
C. 1746.
D. 1981.
4. Katere tri kovine so bolj proizvajane od cinka?
A. Zlato, srebro in platina.
B. Železo, aluminij in baker.
C. Titan, krom in mangan.
D. Volfram, tantal in molibden.
5. Kaj je značilno za kvalitativno analizo?
A. Ugotavljanje mase neke snovi.
B. Ugotavljanje prisotnosti neke snovi.
C. Ugotavljanje prisotnosti določenih vezi.
D. Ugotavljanje nevarnosti, ki jih povzroča neka kemikalija.
6. Kateri varnostni pripomočki so obvezni pri delu s kemikalijami?
A. Zaščitna halja in rokavice.
B. Gasilni aparat in tekoči dušik.
C. Zaščitna halja, rokavice in očala.
D. Dobra volja in talent za izvajanje eksperimentov.
7. Kaj je produkt reakcije cinkovih ionov z ditizonom?
A. Kompleks rdeče barve.
B. Kovinski cink.
C. Reakcija ne poteče.
D. Cinkov hidroksid.
8. Kakšne barve je usedlina, ki nastane pri reakciji med cinkovimi in hidroksidnimi ioni?
A. Črna.
B. Rumena.
C. Zelena.
D. Bela.
9. Katera ionska oblika cinka je najpogostejša?
A. Zn2–
B. Zn– C. Zn+ D. Zn2+
10. Kateri je pravilen zapis reakcije med cinkovimi in hidroksidnimi ioni?
A. Zn2+ (aq) + OH– (aq) → ZnOH (s) B. Zn (aq) + 2OH (aq) → Zn(OH)2 (s) C. Zn2+ (aq) + 2S2– (aq) → Zn(OH)2 (s) D. Zn2+ (aq) + 2OH– (aq) → Zn(OH)2 (s)
11. Katera trditev se nanaša na spodnji piktogram?
A. Jedko. Povzroča hude opekline kože in poškodbe oči.
B. Strupeno pri zaužitju ali v stiku s kožo.
C. Zdravju škodljivo pri zaužitju. Lahko povzroča draženje dihalnih poti.
D. Nevarno za okolje. Zelo strupeno za vodne organizme.
12. Kakšne barve je raztopina ditizona?
A. Rdeče.
B. Brezbarven.
C. Bela.
D. Temno modre.
13. Kako se obarva ditizon v prisotnosti cinkovih ionov?
A. Rdeče.
B. Ostane enake barve kot prej.
C. Postane brezbarven.
D. Temno modre.
14. S katerimi ioni tvori ditizon komplekse rdečih barv?
A. Z ioni nekaterih kovin.
B. Z ioni vseh kovin.
C. Le s cinkovimi ioni.
D. Z ioni nekaterih nekovin.
15. Kaj je značilno za slepi vzorec?
A. Vsebuje vse dodatke, ki jih dodamo ostalim vzorcem. Obvezno vsebuje preiskovano snov.
B. Vsebuje vse dodatke, ki jih dodamo ostalim vzorcem. Ne vsebuje preiskovane snovi.
C. Ne vemo, kaj vsebuje.
D. Z njim reakcij ne izvajamo.
16. Katero snov lahko uporabimo kot kontrolni vzorec za kvalitativno analizo cinka?
A. Na2S B. Mg(OH)2
C. ZnSO4
D. Al2(SO4)3
17. Katero snov lahko uporabimo kot slepi vzorec za kvalitativno analizo cinka?
A. ZnCl2
B. ZnSO3
C. MgSO4
D. Zn(OH)2
6 LITERATURA
[1] Lazarini, F., Brenčič, J. (1989). Splošna in anorganska kemija. Visokošolski učbenik, 2. izdaja.
Ljubljana: DZS.
[2] Housecroft, C. E. in Sharpe, A. G. (2012). Inorganic Chemistry. Harlow: Pearson Education Limited.
[3] https://ods.od.nih.gov/factsheets/Zinc-Consumer/#disc, spletni vir, 20. februar 2018.
[4] Marriott, B.M. (1998). Zinc: What Role Might Supplements Play? National Institutes of Health.
[5] Osredkar, J. in Sustar, N. (2011). Copper and Zinc, Biological Role and Significance of Copper/Zinc Imbalance. OMICS Publishing Group.
[6] Akes, L. K. in Cournoyer, M. E. (2002). Zinc Oxide Compositions for Dermatheraputics. Patent Application Publication, US.
[7] Vodopivec, Š. (2015). Varnost uporabe anorganskih ultravijoličnih filtrov v kozmetičnih izdelkih. Diplomsko delo. Ljubljana: Fakulteta za farmacijo.
[8] Brandrup, F. in Menne, T. (1985). Zinc Pyrithione (Zinc Omadine) Allergy. Department of Dermatology, Odenese University Hospital, DK-5000 Odense C; Department of Dermatology, Bispebjerg Hospital, DK-2400 Copenhagen NV, Denmark.
[9] Reeder, N. L., Xu, J., Youngquist, R. S., Schwartz, J. R., Rust, R. C., Saunders, C. W. (2011).
The Antifungal Mechanism of Action of Zinc Pyrithione. British Journal of Dermatology, Volume 165, Issue 2.
[10] Allen, L. H. (1998). Zinc and Micronutrient Supplements for Children. The American Journal
[11] Wegmüller, R., Tay, F., Zeder, C., Brnić, B., Hurrell, R. F. (2014). Zinc Absorption by Young Adults from Supplemental Zinc Citrate Is Comparable with That from Zinc Gluconate and Higher than from Zinc Oxide. The Journal of Nutrition, Volume 144, Issue 2.
[12] https://www.sigmaaldrich.com/, spletni vir, 19.06.2019.
[13] https://www.glentham.com, spletni vir, 21.11.2018.
[14] https://www.dm-drogeriemarkt.si/si_homepage/otrok/lbz-izdelki/babylove/babylove-nega/1045694/174705-babylove-krema-za-ritko-ajb.html, spletni vir, 15. avgust 2018.
[15] https://www.fishersci.co.uk, spletni vir, 21.11.2018.
[16] N. B. Colthup, L. H. Daly, S. E. Wimberley: Introduction to Infrared and Raman Spectroscopy. Academic Press, 1964.
[17] Thermogravimetric Analysis (TGA) A Beginner’s Guide. (2010). PerkinElmer, Inc.
[18] Strnad, J. (1978). Fizika, II. del, Elektrika, Optika. Ljubljana.
[19] Menič, S. (2013). Karakterizacija kristaliničnih materialov z rentgensko praškovno difrakcijo.
Seminar pri predmetu Farmacevtsko-tehnološka analitika. Ljubljana.
Seminar pri predmetu Farmacevtsko-tehnološka analitika. Ljubljana.