А.И. Жиров - Практические работы по курсу Химия элементов (1114429), страница 15
Текст из файла (страница 15)
Tпл 193оС (под давлением); Tвозг 180оС; пл. 2.465 г/см3 (17oC), пл.ж 1.31 г/см3(200оС).◦ Тетрахлороалюминат натрия NaAlCl4 ◦Для синтеза используют стеклянный прибор, схематически представленный на рис.282, хорошо вымытый, высушенный и плотно закрытый.В грушевидный сосуд с расширением (в потоке сухого N2) помещают NaCl высокойчистоты и свежевозогнанный AlCl3, взятые в стехиометрических количествах.
Внормальный шлиф вставляют трубку, оттянутую в капилляр. Прибор откачивают надиффузионном насосе и отпаивают, затем погружают по возможности полностью вмасляную баню с температурой 200 – 240оС. Хлорид алюминия, конденсирующийся наболее холодной части прибора, отгоняют, нагревая открытым пламенем горелки. Когдареакционная масса превратится почти в прозрачный расплав, его горячим (через трубку)переливают в боковую колбу. При охлаждении продукт затвердевает.Тетрахлороалюминат натрия можно получить в небольшой открытой ампуле,приготовленной из стеклянной трубочки ( ~ 100 мм). На дно ампулы помещается хлоридалюминия и сверху засыпается стехиометрическим количеством сухого хлорида натрия.Ампула закрывается ватным тампоном и помещается в песчаную баню (заполненнаявеществом часть ампулы целиком погружается в песок).
Баня нагревается газовойгорелкой до образования прозрачного расплава (температуру можно фиксироватьтермометром, помещенным в песок рядом с ампулой).iСвойства. Бесцветное вещество. Структура ромбическая ( a = 10.36 Å; b = 9.92 Å; c= 6.21 Å); Al – Cl в тетраэдре 2.12 Å. Tпл 156оС.2.3.3. K3[Al(C2O4)3]·3H2O.
Inorg.Synth. v. 1, p. 36Гидроксид алюминия, полученный осаждением избытка раствора аммиака на раствор,содержащий 5 г гексагидрата хлорида алюминия (или нитрата алюминия), тщательноотмыть от образовавшихся ионов декантацией. Полученный гидроксид перенести вфарфоровую чашку, помещенную на водяную баню. Осадок растворить при нагреваниидобавлением кислого оксалата калия (~ 7.7 г).
Раствор упарить до объема 15 – 20 мл ипри охлаждении закристаллизовать. Кристаллы отфильтровать на стеклянном фильтреи высушить на воздухе.2.3.4. Ацетилацетонат алюминия. [4] т. 3, с. 912, Inorg.Synth. v. 2, p. 36К водному раствору нитрата алюминия при перемешивании приливают ацетилацетонв небольшом избытке, а затем постепенно – разбавленный раствор аммиака.
При этом сколичественным выходом выпадают кристаллы ацетилацетоната алюминия.В 30 мл воды растворяют 5 г алюмокалиевых квасцов, 4 г мочевины и полученныйраствор помещают в 50 мл колбочку со стандартным шлифом (14.5 мм). Добавляют 3 млацетилацетона (d 0.976 г/см3). К колбе присоединяют обратный холодильник.
Растворкипятить 30 – 40 минут. Образовавшийся ацетилацетонат алюминия отфильтровать настеклянном фильтре, промыть дистиллированной водой и высушить.Небольшое количество (~ 0.5 г) высушенного ацетилацетоната алюминия поместитьв пробирку, закрепить ее в наклонном состоянии в штативе над асбестовой сеткой иосторожно нагреть горелкой. Кристаллы возогнанного ацетилацетоната алюминияможно рассмотреть под микроскопом.iСвойства. Кристаллизуется в форме табличек или призм с перламутровым блеском.Tпл192 – 194оС; Tвозг 140оС (10 мм рт.ст.); пл.
1.27 г/см3 (20оС). При нагревании на воздухеразлагается. Не растворяется в воде; легко растворяется в спирте, эфире, бензоле. Можетбыть перекристаллизован из ацетона.2.4. Титан2.4.1. Тетрахлорид титана. (TiCl4 → H2TiCl6→ (NH4)2TiCl6). [6] с. 191 – 192◦ Получение тетрахлорида титана хлорированием титановой губки ◦ (Опыт проводитсяпод тягой!) Собрать прибор (рис. 114).
В реакционную трубку из кварцевого стеклапоместить 2 г титановой губки. Пропустить через систему ток тщательно осушенногохлора с такой скоростью, чтобы был возможен счет пузырьков газа, проходящего черезпромывную склянку 5. После заполнения прибора хлором начать осторожно обогреватьреакционную трубку в том месте, где лежит металл, при помощи газовой горелкисо щелевой насадкой. Реакция идет с сильным раскаливанием металла. Необходиморегулировать пламя горелки. Чтобы тепло не рассеивалось, следует прикрыть трубку наметаллом куском асбеста. Что наблюдается? Записать уравнение реакции.После того как весь титан прореагировал, собравшуюся в приемнике жидкостьперенести в прибор для перегонки (рис. 24), опустив в колбу несколько стружекмеди.
Отогнать, нагревая колбу пламенем газовой горелки, фракцию, кипящую притемпературе 136оС, в предварительно взвешенную колбу с пробкой. Взвесить колбу свеществом, рассчитать выход продукта. Изменился ли цвет продукта после перегонки?Испытать отношение тетрахлорида титана (в отдельных стаканчиках) к воде иконцентрированному раствору соляной кислоты. Что наблюдается? Написать уравнениереакций.Предлагаемое исходное количество титана дает возможность получить только 7.9 гпродукта или 4.6 мл, что явно недостаточно для выполнения этой работы.iСвойства.
Бесцветная или светло-желтая дымящая на воздухе жидкость. Tпл = 23оС; Tкип= 136.5 – 138.1оС. Пл. 1.726 г/см3.◦ Получение гексахлортитаната (IV) аммония ◦ К 0.5 мл полученного в предыдущемопыте тетрахлорида титана прилить 5 мл хлористоводородной кислоты (1 : 1). Растворохладить до 0оС и добавить к нему 0.4 г хлорида аммония. Не прекращая охлаждения,через раствор в течение 20 мин пропустить газообразный хлорид водорода.
После этогоперемешать реакционную смесь до прекращения образования осадка. Осадок быстроотсосать с помощью стеклянного фильтра No3 (без заключительного просасываниявоздуха). Кристаллы высушить фильтровальной бумагой, поместить в стеклянный бюкс.Для длительного хранения смочить кристаллы несколькими каплями концентрированнойхлористоводородной кислоты и поместить в закрытый сосуд.Используемое количество TiCl4 слишком мало: максимальный выход – 1.35 гпродукта.
Растворять удобнее приливая TiCl4 к концентрированной соляной кислоте(меньше разбрызгивание). Хлорид аммония лучше вносить в раствор до охлаждения,количество хлорида аммония необходимо увеличить (молярное соотношение впредлагаемой методике – 1 : 1.64). Для полноты осаждения можно использовать растворуротропина в концентрированной соляной кислоте без дополнительного высаливанияхлороводородом.
Полученный осадок необходимо тщательно профильтровать ивысушить в эксикаторе. Высушенный продукт хранится хорошо.2.4.2. [TiCl2(H2O)4]Cl·2H2OТитановую губку (3 – 4 г) растворить в минимальном количестве соляной кислоты.Из полученного раствора гидрат трихлорида титана (III) высолить газообразнымхлороводородом при охлаждении стакана с раствором водой со льдом (снегом).Полученные кристаллы тщательно отфильтровать на стеклянном фильтре.2.4.3. K3[Ti(C2O4)3(H2O)]·nH2O. Acta Chim.Inorg., 1990, v.
174 (2), p. 205 – 208К 12 мл воды добавить 1.6 г мочевины. В полученный раствор внести 0.8 г гексагидрататрихлорида титана (III). Раствор нагреть до ~ 60oC. Растворить 2.8 г моногидратаоксалата калия в 8 мл воды и добавлять его по каплям в раствор соли титана. Полученныйраствор охладить до комнатной температуры. Выпавшие красно-коричневые кристаллыотфильтровать на стеклянном фильтре. (СДО 9 600 см-1; 12 200 см-1. XR – a = 20.746(3)Å; b = 11.532(2) Å; c = 7.328(7) Å; Pnma; z = 4)Для полученного продукта можно снять оптический спектр поглощения и сравнитьего со спектрами, снятыми с растворов мочевинного и аква-комплексов Ti3+. Нижеприведен вид этих спектров, а также вид кривых, описывающих эти спектры.2.5. Ванадий2.5.1. Тетрахлорид ванадия (V2O5 → V → VCl4 → VCl3·L) [6] с.
195, 197◦ Получение ванадия алюмотермическим методом ◦ Оксид ванадия (V) тщательнопросушить в сушильном шкафу при 120 – 130оС (прокалить в фарфоровом тиглена газовой горелке, не доводя до температуры плавления). Приготовить смесь из 10г оксида ванадия (V) с 6.5 г алюминия в крупинках (алюминия лучше брать дажеменьше стехиометрии – на 10 г V2O5 – 4.9 г Al; избыток алюминия может даватьинтерметаллические соединения). Смесь поместить в шамотовый тигель, как указанона рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
