А.И. Жиров - Практические работы по курсу Химия элементов (1114429), страница 16
Текст из файла (страница 16)
127.Приготовить 16 г зажигательной смеси (см. 22.3) (достаточно 2 – 3 г). В углубление,сделанное пробиркой, вставить ленту магния и засыпать отверстие зажигательнойсмесью. Тигель поставить в баню с песком. Опыт проводить на полу близ вытяжногошкафа (надеть очки!) (лучше проводить эксперимент в вытяжном шкафу). Осторожноподжечь ленту магния горящей лучинкой, вставленной в длинную стеклянную трубку(в присутствии преподавателя). После вспышки дать остыть расплавленной массе,разбить ее и вынуть “королек” металла.Как относится ванадий к кислотам и щелочам? Кусочки полученного металла броситьв пробирки с концентрированными и разбавленными растворами азотной, соляной исерной кислот.◦ Получение тетрахлорида ванадия из простых веществ ◦ Металлический ванадий ( ~3 г), имеющий размер зерен ~ 2 мм (но не порошок!), в фарфоровой лодочке поместитьв трубку 1 прибора (рис.
114).Вытеснить воздух из прибора током сухого хлора и проводить нагревание притемпературе 300 – 350оС в течение 1 – 1.5 часа. В качестве приемника использоватькруглодонную колбу с аллонжем, соединенную со шлифом 3. К аллонжу присоединитьхлоркальциевую трубку с осушителем. Приемником может быть пробирка Вюрца схлоркальциевой трубкой.Очистить полученный продукт перегонкой в приборе (рис. 75, б). Собрать фракцию,кипящую при 155оС, определить выход продукта, отметить его цвет.Несколько капель хлорида ванадия (IV) растворить в небольшом количестве воды.Каков цвет водного раствора, почему изменилась окраска исходного продукта? Записатьуравнения реакций.◦ Получение сольвата хлорида ванадия (III) – VCl3·L ◦ Полученный тетрахлорид ванадиярастворить в сухом предельном углеводороде (гексан, гептан).
К полученному растворудобавить полуторный избыток ацетонитрила. Раствор оставить для кристаллизации взакрытой посуде. Выпавшие темно-зеленые кристаллы отфильтровать на стеклянномфильтре, промыть сухим гексаном.2.5.2. VOCl3 (гидролиз, рН-метрическое титрование продуктов гидролиза).[6] с. 196Поместить 5 г ванадата аммония в фарфоровый тигель. Прокалить вещество допостоянной массы при температуре 500 – 600оС в тигельной печи, пропуская туда черезстеклянную трубку кислород из газометра (можно прокалить в фарфором тигле нагазовой горелке на воздухе, постоянной помешивая порошок).Собрать прибор (рис.
25). Поместить полученный оксид ванадия (V) в колбу идобавить 10 мл свежеперегнанного хлорида тионила. Нагревать колбу на водяной бане(или слабым пламенем горелки через асбестовую сетку. Осторожно!) 1.5 – 2 ч. Заменитьобратный холодильник на дефлегматор с наклонным холодильником (рис. 24).Отогнать фракцию, кипящую при температуре 126 – 127оС, острожно нагреваяколбу открытым пламенем горелки.
Перенести собранную жидкость во взвешеннуюоттянутую пробирку. (Надеть очки, вещество запаять в присутствии преподавателя!)Взвесить ампулу с веществом и остаток пробирки. Рассчитать выход в процентах.Гидролиз оксид-трихлорид ванадия (V). (Опыт проводить под тягой!) Налить вчашку 3 – 4 мл воды и прилить несколько капель оксид-трихлорид ванадия (V). Что приэтом происходит?Отобрать пипеткой 1 мл VOCl3 и перенести в мерную колбу на 100 мл с водой.
Раствордовести до метки. Отобрать мерной пипеткой аликвоту для титрования в химическийстаканчик. Поместить его на рН-метр и провести титрование 0.1 М раствором KOH. Изполученных данных определить состав вещества. Отметить при каких значениях рНпроисходят цветовые переходы в растворе.2.5.3. Гексагидрат хлорида ванадия (III) [VCl2(H2O)4]Cl·3H2O.◦ Способ 1 ◦ Длительно хранившийся электролитический ванадий засыпают вконцентрированный раствор соляной кислоты. В результате реакции оксидов,образовавшихся на поверхности металла с соляной кислотой и дальнейшеговзаимодействия металла с образовавшимися продуктами растворения получается темнозеленый раствор, при охлаждении которого выделяются кристаллы зеленого цвета.
Еслиобразование кристаллов не происходит, то можно провести высаливание растворомконцентрированной соляной кислоты или насыщением раствора газообразнымхлористым водородом. Полученные кристаллы отделяются фильтрованием настеклянном фильтре.◦ Способ 2 ◦ по [4], т. 5, с. 15147.5 г V2O3, полученного восстановлением V2O5 водородом (методика на с. 1522),растворяют путем многочасового кипячения в 200 мл концентрированной HCl. Растворупаривают до объема 50 мл, охлаждают (-10 ÷ -20оС) и насыщают газообразным HCl.Выпавший VCl3⋅6H2O зеленого цвета отсасывают на пористом стеклянном фильтре,растворяют в небольшом количестве воды и заново, осаждают при охлаждении инасыщении газообразным HCl (см. также гл.
22, получение TiCl3⋅6H2O).2.5.4. K3[V(C2O4)3]·3H2O5 г VCl3·6H2O (получение: см. 2.5.3.) растворить в 20 мл воды, добавить раствораммиака до полноты осаждения гидроксида. Полученный гидроксид промытьдекантацией. К осадку добавить 3.6 г щавелевой кислоты и 5.2 г моногидрата оксалатакалия и нагреть смесь на водяной бане до полного растворения осадка. Если объемобразовавшегося раствора велик, его можно упарить на водяной бане до объема ~ 30– 40 мл. Раствор охладить.
Выпавшие кристаллы отделить на стеклянном фильтре.iСвойства. Темно-зеленые призматические кристаллы. В электронном спектрефиксируются полосы d-d переходов: 16 000 см-1 (3T1g → 3T2g); 23099 см-1 (3T1g → 3T1g(P)).При нагревании на воздухе выше 300оС образуется K3VO4.2.5.5. Триванадат калия KV3O8. [4] т. 6, с. 1892Эту соль получают из раствора монованадата калия (KVO3) при добавлении уксуснойкислоты в количестве 1.4 моль на 1 моль ванадата.В стакане, помещенном в водяную баню при 75оС, растворяют 7 г монованадата калияв 25 мл воды. К горячему раствору , имеющему концентрацию по ванадию ~2 M, присильном перемешивании прибавляют из бюретки 70 мл 1 М раствора CH3COOH, причемносик бюретки должен быть погружен в раствор. Скорость прибавления растворакислоты составляет 1 мл/мин.Раствор красного цвета выдерживают в горячей бане и затем в течение ~ 15 чохлаждают до комнатной температуры. Для кристаллизации раствор охлаждают до 0оС.Кристаллы отсасывают, промывают небольшим количеством ледяной воды, а затемацетоном.iСвойства.
Оранжево-красные кристаллы в форме ромбов или шестиугольныхпластинок, а иногда в виде более крупных бипирамид.Если исходить из монованадата аммония, таким же образом можно получитьтриванадат аммония NH4V3O8.2.5.6. Исследование спектров поглощения V2+, V3+, V4+ и V5+На соединениях ванадия удобно рассмотреть характерные спектры для электронныхконфигураций d3, d2, d1 и d0. Для этого необходимо восстанавливать цинком солянокислыйраствор VO43- отбирая пробы разных цветов. Снимать оптические спектры следуетс использованием соляной кислоты (а не воды) в качестве эталона. Кюветы нужнозакрыть Parafilm’ом для предотвращения взаимодействия паров HCl с деталямиспектрофотометра. Получив спектры, можно определить, какие пробы отвечают“чистым” соединениям ванадия, а какие – их смесям.
Общий вид спектров приведенниже.2.6. Хром, молибден, вольфрам2.6.1. Получение хромкалиевых (хромаммониевых) квасцов. [6] с. 202В стакан емкостью 50 мл налить 25 мл воды и растворить в ней 2.5 г бихромата калия.К смеси прилить раствор концентрированной серной кислоты (в полуторном избыткепо сравнению с теоретическим расчетом).
Смесь охладить сначала до комнатнойтемпературы, а затем поставить в воду со льдом и по каплям из капельной воронкиприливать этиловый спирт до тех пор, пока раствор не примет фиолетовую окраску (вкачестве восстановителя можно также использовать сернистый газ). Следить за тем,чтобы температура не доходила до 40оС. Почему? По окончании приливания спиртараствор оставить до следующего занятия. Написать уравнения реакции.Выпавшие кристаллы отфильтровать и высушить на фильтровальной бумаге.Выбрать хорошо образованный кристалл, прикрепить его с помощью тонкой нити иливолоса к стеклянной палочке и опустить в маточный раствор.
В течение несколькихдней наблюдать, как растет кристалл. Рассмотреть форму кристаллов хромкалиевыхквасцов под микроскопом и сравнить с кристаллами алюмокалиевых квасцов. Чтопроизойдет, если кристаллы алюмокалиевых квасцов опустить в насыщенных растворхромкалиевых квасцов?Что называется изоморфизмом?Аналогичным способом, учитывая растворимость, исходя из дихромата аммонияможно получить хромаммонийные квасцы. Для полученных соединений можно снятьспектры видимой области: пропускания для растворов или диффузного отражения дляпорошка.
В случае хромкалиевых квасцов можно провести рН-метрическое титрованиераствора квасцов 0.1 М раствором KOH.2.6.2. Получение триоксалатохрома (III) калия. [6] c. 208Растворить 3 г оксалата калия и 7 г щавелевой кислоты 100 мл воды. К растворудобавить небольшими порциями при сильном перемешивании 2.5 г дихромата калия.По окончании реакции раствор упарить почти досуха и оставить для кристаллизации.Выпавшие кристаллы отфильтровать и рассмотреть их в отраженном и проходящемсвете. Написать уравнение реакции.Для полученного соединения можно снять спектр поглощения раствора, сравнитьрасчетные спектральные параметры с аналогичными для гесаакваиона Cr(III) – квасцы.2.6.3.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
