А.И. Жиров - Практические работы по курсу Химия элементов (1114429), страница 4
Текст из файла (страница 4)
HCl составляет 67,4 г HCl.Выходящий из прибора HCl осушают пропусканием через промывалку с конц. H2SO4(P4O10 применять нежелательно из-за образования летучих соединений фосфора), азатем в приемник, охлаждаемый жидким воздухом. Дальнейшая очистка заключается вфракционной перегонке, причем собирают только среднюю фракцию.Смотри также [6] с. 83iСвойства. М 36.36. Сильнопахнущий газ. Tпл. -112оС; Tкип. -85оС; Tкрит. 51.5оС; pкрит.83.2 бар; пл. 1.189 (-85оС). Растворимость в воде: 1 об.ч. (15 оС) растворяет 450 об.ч. HCl(концентрация 42.7 масс. %).HCl разъедает резину и смазку для кранов. Шлифы полезно смазывать фторированнойсмазкой или конц. H2SO4. Газ можно собирать над Hg и конц. H2SO4.1.1.10. Получение бромоводорода.
[4] т. 2, с. 332 – 335◦ Способ 1 ◦ Получение безводного HBr из тетралина (тетрагидронафталин) и Br2.В круглодонную колбу на шлифе с капельной воронкой и газоотводной трубкойпомещают тетралин, к которому добавлены железные опилки, медленно добавляетсяBr2 (тетралин придварительно высушивают плавленным Na2SO4 и перегоняют; Tкип.тетралина 207оС; pпар 0.3 мм рт. ст. (15оС); применяют бром чистоты “ч.д.а.”). Так какс самого начала необходимо охлаждение, то колбу помещают на водяную баню.
Еслиреакция протекает вяло, баню нагревают до 30 – 40оС. Образующийся газ пропускаютдля очистки от малых количеств Br2 через промывалку с тетралином (опять-такипредварительно высушенным и перегнанным), а для очистки от следов влаги – черезловушку, охлаждаемую до -60оС. В дальнейшем ловушку с HBr замораживаютжидким воздухом, а по окончании реакции присоединяют к перегонной аппаратуре ирасплавляют.Для связывания следов H2O ловущку лучше охлаждать до -70 оС; при этом некотороеколичество HBr остается в ловушке в виде жидкости и новые порции газообразного HBrбудут проходить через слой жидкого HBr.Сконденсированный HBr очищают, собирая часть твердого продукта в ловушку,охлаждаемую жидким воздухом, а затем перегоняя его с отбором средней фракции.При получении и перегонке необходимо следить за соотношением давления поприсоединенному к системе манометру.◦ Способ 2 ◦ Для получения HBr используется прибор, изображенный на рис.
164.Водород проходит через промывалку 1, служащую для контроля скорости потока, ипоступает в колбу 2, куда порциями из капельной воронки 3 добавляют Br2. Выходящаяиз 1 трубка должна доходить до самого дна 2. Тройник между 1 и 2 служит длявыравнивания давления.Пары Br2 увлекаются потоком H2 в трубку 4 длиной 40 – 50 см и диаметром 2 – 4 см,содержащую платинированный асбест или платинированный силикагель, заткнутуюпробками из стеклянной ваты и помещенную в электрическую печь 5. Колонка 6,следующая за трубкой 4 (из иенского стекла), заполнена стеклянными шариками иликольцами Рашига с красным фосфором, после чего следует промывалка 7 с несколькимимл H2O для поглощения летучих соединений фосфора. Смесь HBr/H2 проходит черезосушительную трубку 8 с CaCl2 (или, лучше, с CaBr2), а затем ловушку 9, охлаждаемуюжидким воздухом.Отдельные части аппаратуры припаяны друг к другу или соединены шлифами.
Вкрайнем случае используют резиновые пробки, а для соединения стеклянных частейаппаратуры – резиновые или полихлорвиниловые шланги. Включение в системупромывалок предохраняет перебрасывание жидкости при избыточном давлении.Ход синтеза HBr. Сначала необходимо вытеснить воздух из прибора потоком H2.После этого нагревают печь 5 до 350оС, а в сосуд 2 добавляют первые 50 мл Br2.Водород должен энергично пробулькивать через Br2, температура которого равна ~25оС,так, чтобы был обеспечен постоянный избыток H2. Показателем того, что катализаторотработан, является поступление брома в трубку 4 и далее в 6.Надо следить за тем, чтобы из-за спекания катализатора в трубке 4 не образовалсяканал, через который смесь H2/Br2 будет легко проходить без взаимодействия.Собранный в приемнике 9 замороженный HBr можно, как указано описании способа1, окончательно очистить фракционной перегонкой.В целях безопасности сосуд 2 не следует выставлять на свет.
Полезно выкрасить всюколбу 2 в черный цвет, хотя при этом не будет видно уровня Br2.◦ Способ 3 ◦ Обезвоживание конецентрированного раствора HBr с помощью P4O10.Часть круглодонной колбы заполняют P4O10, а затем при охлаждении добавляют изкапельной вороки раствор HBr. Очистку полученного таким образом газа проводят, какуказано в описании способа 2.Смотри также [6] с. 83 – 84.iСвойства.
М 80.92. Бесцветный газ. Tпл. -87оС; Tкип. -67оС; пл. 2.27 (-68оС).Насыщенный водный раствор: 68.85% (0 оС), 66% (25оС), HBr.Сухой HBr можно сохранять некоторое время над Hg в темноте.1.1.11. Получение иодоводорода. [4] т. 2, с. 335 – 337◦ Способ 1 ◦ Водород пропускают над I2 (рис. 165), котрый нагревают в термостойкойколбе 1 на 250 мл. Из колбы 1 выходит термостойкая трубка 3 (длиной 90 см и диаметром1.8 – 2.0 см), которая либо припаяна к трубке 1, либо вставлена на шлифе, специальноукрепленном асбестом с клеем.
Трубка 3 на 10 – 20 см заполнена катализатором– платинированным асбестом или смесью асбеста с губчатой платиной, – и эта частьее часть помещена в трубчатую печь 2 с температурой 500 оС. За трубкой 3 следуют Uобразные трубки 4 и 5 соотвественно с CaI2 (для высушивания HI) и с KI (для удаленияостатков I2), а затем ловушка 6 при -78 оС. На выходе ставят трубку 7 с P4O10 длязащиты от влаги воздуха. Целесообразно ставить от трубки 3 обходную трубку для H2,чтобы в случае скопления в 3 непрореагировавшего или образовавшегося в результатеразложения HI иода перегнать его обратнов колбу 1. Для этого открывают кран на 180о,охлаждают катализатор и перегоняют I2 в токе H2, подогревая трубку 3 бунзеновскойгорелкой.Исходные вещества.
Водород, поступающий из баллона, очищают пропусканием надPd и через осушительную колонку. Необходимо использовать I2 высокой чистоты, длячего его сушат в вакууме над P4O10, а затем для удаления следов Cl2 и Br2 добавляютKI в количестве 5% от массы исходного I2. В данном случае 3 г асбестового волокнасмачивают 7 мл 10%-ного раствора H2PtCl6, выпаривают досуха и прокаливают докрасна.Ход синтеза. После того как в колбу 1 помещают I2, необходимо (во избежание взрывагремучего газа в каталитической трубке) вытеснить из прибора воздух током сухого N2.Затем нагревают катализатор, а иод в колбе 1 подогревают до тех пор, пока пары I2 нестанут поступать небольшими порциями в каталитическую трубку 3.
Опытным путемнайдено, что нужная температура в колбе 1 достигается тогда, когда зона конденсациив колбе 1 поднимается выше отвода в трубку 3. Некоторое количество I2 частоконденсирующееся в соединительной трубке между 1 и катализатором, необходимовремя от времени осторожно перегонять бунзеновской горелкой обратно.
Особенноследить за тем, чтобы нигде не образовывались пробки из твердого I2.После пропускания через очистительные трубки 4 и 5 (которые можно исключить,если не требуется HI особой чистоты) образовавшийся HI замораживают в 7 и несколькораз перегоняют. По окончании синтеза катализатор прокаливают в токе H2.◦ Способ 2 ◦ Равномерный ток сухого HI можно получить аналогично HBr поописанному для него способу 1: раствор I2 в тетралине добавляют к кипящему тетралину,а образующийся HI током N2 перегоняют в приемник.
Очистку HI от ничтожныхколичеств тетралина проводят, как указано в описании способа 1 (в этом разделе). Выходсоставляет 90% в расчете на исходный I2в отличие от аналогичного способа с Br2.◦ Способ 3 ◦ Еще один способ получения безводного HI основан на обезвоживаниивысококонцентрированного раствора HI с помощью P4O10. Для этого в охлаждаемуюкруглодонную колбу с P4O10 добавляют из капельной воронки раствор HI. Выделяющийсягаз окончательно сушают, пропуская через трубку с P4O10.
Дальнейшую очисткуполученного HI проводят также, как указано в описании способа 1.Смотри также [6] с. 84.iСвойства. М 127.91. Бесцветный газ. Tпл. -50.9оС; Tкип. -35.4оС; пл. 5.66 (0оС).Конденсированный HI хранят при низкой температуре. HI светочувствителен.Растворимость: в 100 г H2O растворяется 900 г HI (0оС).При работе с HI надо по возможности избегать использования резиновых шлангов ипробок. Краны и шлифы следует смазывать специальной фторированной смазкой.1.1.12. Получение хлорида иода (I), хлорида иода (III).
[4] т. 2, с. 339 – 341(Хлорирование иода)◦ Монохлорид иода ◦◦ Способ 1 ◦ Взвешенную колбу на 500 мл помещают в охлаждающую смесь (сухойлед с эфиром) и собирают в нее (при отсутствии влаги) 300 мл Cl2 из баллона. Затемдобаляют половину эвивалентного количества I2 (с учетом того, что 300 мл хлора весят468 г и требуют 1674 г I2, а половинное количество – 837 г). После добавления иода смесьзатвердевает, поэтому охлаждающую смесь убирают и реакционный сосуд нагревают докомнатной температуры. Непрреагировавший Cl2 при этом испаряется.Взвешивают колбу с содержимым, вычитают массу пустой колбы и добавленного I2и получают массу хлора. Это количество больше, чем требуется для образования IClиз данной массы I2, так как образуется немного ICl3, и поэтому требуется добавитьэквивалентое количество иода. Целесообразно добавлять избыточное количество I2 (0.5моль.
%), так как I2 растворим в ICl лучше, чем ICl3.Колбу закрывают стеклянной пробкой и оставляют на сутки или дольше прикомнатной температуре. Образовавшийся продукт (по крайней мере 1070 г) один илидва раза “перекрислаллизовывают”, охлаждая жидкий ICl, причем 80% его застывает втвердую массу. Жидкую фракцию отсасывают.◦ Способ 2 ◦ Менее чистый, но вполне пригодный для обычных целей ICl получаютвзаимодействием I2 с газообразным Cl2 в стеклянной колбе-приемнике. В короткоегорло взвешенной колбы в 250 мл вставляют термометр, а в другое горло – длиннуюТ-образную трубку, которая опущена ниже поверхности находящегося в колбе иода.Один отвод Т-образной трубки соединяют с баллоном с Cl2 через промывалку с H2SO4,а другой, загнутый вниз, служит “запасным вентилем” в системе, так как трубка, черезкоторую вводят газ может забиваться ICl3.
Эту трубку в ходе синтеза необходимо покрайней мере дважды опускать в конц. H2SO4 на ту же глубину, что и трубку, вводящуюCl2 в реакционную смесь.Сначала в 127 г тонкоизмельченного I2 пропускают умеренный ток Cl2; затем, когдареакционная смесь станет жидкой, скорость пропускания можно повысить. Не следуетдопускать, чтобы температура реакционной массы поднималаь выше 70 оС, чтобыжидкость не разбрызгивалась. Когда прорпущено 35.5 г Cl2, то закрытый реакционныйсосуд взвешивают и добавляют столько I2, чтобы избыток I2 (по отношению к составуреагентов 1 : 1) был равен 0.5 моль.
%. Затем охлаждают сосуд с ~3/4 жидкого продуктареакции льдом, вращая сосуд осторожными круговыми движениями, добиваютсякристаллизации на стенках; затем отсасывают жидкую фазу. Если ICl загрязнен заметнымколичеством ICl3, имеющим окраску от светло-коричневой до желтой, то продуктреакции снова осторжно расплавляют на водяной бане и повторяют кристаллизацию.Выход 70 – 75%.iСвойства. М 163.36. При обычной температуре красно-коричневая жидкость; втвердом состоянии 2 модификации: β-ICl, красно-коричневые пластинки (Tпл. 13.9оС),лабильная форма; α-ICl, рубиновые иглы (Tпл. 27.19оС).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
