Занятие 9. Индивидуальная работа.
Синтезы соединений азота и фосфора

♦  I. Оксиды и кислоты азота

Азотистый ангидрид (способ 1)  ­

В небольшую колбу или пробирку Вюрца поместить 3-4 г крахмала и снабдить ее капельной воронкой с 10 мл конц. HNO3. Присоединить к колбе две U-образные трубки, в первую из которых поместить осушитель, а вторую погрузить в охладительную смесь.

Приливать по каплям азотную кислоту к крахмалу. Если реак­ция не идет, осторожно нагреть колбу.

 

Вылить часть жидкого азотистого ангидрида в стакан с ледяной водой. Доказать, какие ионы присутствуют в растворе.

Задания

1. Для чего нужен крахмал?

2. Что следует использо­вать в качестве осушителя?

3. Какую охладительную смесь следует использовать?

4. Где собирается продукт?

5. Чем отличается состав газа от состава жидкого продукта?

6. Что получается при выливании продукта в холодную и горячую воду? Как это доказать?

Азотистый ангидрид (способ 2)  ­

К холодному концентрированному раствору нитрита натрия прибавлять по каплям 5 М раствор серной кислоты. Наблюдать происходящие изменения.

N2O3 Рязанова 1 N2O3 Рязанова 2 N2O3 Рязанова 3

Задания

1. Почему раствор нитрита натрия нужно охлаждать?

2. Чем следует охлаждать раствор нитрита натрия?

3. Почему используют серную кислоту именно такой концентрации (не концентрированную и не разбавленную)?

Оксид азота (IV)  ­

Поместить в пробирку 5-7 г нитрата свинца, смешан­ного с чистым песком в объемном соотношении 1:1. Закрыть пробирку пробкой с газоотводной трубкой. Соединить ее с двумя U-образными труб­ками, в первую из которых поместить осушитель, а вторую погрузить в охладительную смесь.

Нагреть пробирку с нитратом свинца.

получ N2O4 Воробьева 2 продукт

Часть жидкого оксида азота вылить в ледяную воду. Проверить, какие ионы находятся в растворе.

получ N2O4 Воробьева 3 вылили продукт в воду

Задания

1. Что следует использовать в качестве осушителя?

2. Какую охладительную смесь следует использовать?

3. Где собира­ется продукт?

4. Чем отличается состав газа от состава жидкого продукта?

5. Что образуется при взаимодействии оксида азота (IV) с холодной и горячей водой? Как это проверить?

6. Для чего к нитрату свинца добавляют песок?

«Дымящая» азотная кислота 

В реторту поместить 15 г нитрата натрия и прилить через воронку, вставленную в тубус, столько конц. H2SO4, чтобы она покрыла соль. Закрыть тубус асбестовой пробкой и опустить горло реторты в сухой приемник, охлаждаемый снегом. Осторожно нагреть реторту.

 

Перелить отогнанную азотную кислоту во взвешенную колбоч­ку с пробкой и определить выход.

Налить немного полученной кислоты в фарфоровую чашечку и бросить в нее кусочек раскаленного угля.

Задания

1. Почему тубус нельзя закрывать резиновой пробкой?

2. Почему берут кристаллический нитрат натрия и концентрированный раствор серной кис¬лоты, а не разбавленные растворы этих веществ?

3. Почему реакцию проводят при слабом нагревании?

4. Почему полученная кислота может быть окрашена?

5. Какие еще свойства «дымящей» азотной кислоты Вы могли бы продемонстрировать? Напишите 2-3 реакции.

♦  II. Соединения с катионом нитрозила

Нитрозилгидросульфат (нитрозилсерная кислота) 

Пропустить смесь осушенных оксидов азота (II) и (IV) в стакан с концентрированной серной кислотой. Наблюдать происходящие изменения.

NOHSO4 Александрова 3

Задания

1. Нарисуйте узел для получения смеси осушенных оксидов азота.

2. Напишите уравнение реакции получения смеси оксидов азота.

3. Нарисуйте узел для пропускания оксидов азота в серную кислоту.

Нитрозилпиросульфат  ­­

Пропустить ток сухого SO2 в разборную ловушку с жидким N2O4. Наблюдать происходящие изменения.

получ N2O4 1 (NO)2S2O7

Задания

1. Нарисуйте узел для получения сухого SO2.

2. Напи­шите не менее двух уравнений реакций получения SO2.

3. Что использу­ется в качестве охлаждающей смеси для сжижения оксида азота (IV)?

4. Нарисуйте узел для получения сухого оксида азота (IV).

5. Напишите уравнение реакции получения оксида азота (IV).

Нитрозилхлорид  ­­

В пробирке Вюрца к твердому нитриту натрия прилить POCl3, сразу закрыть пробкой и слегка нагреть. Пропустить образующийся газ через охлаждаемую пробирку Вюрца, имею­щую на выходе хлоркальциевую трубку с осушителем. Наблюдать происходящие изменения.

   

Часть продукта вылить в стакан с холодной водой. Определить, какие ионы присутствуют в стакане.

Задания

1. Что следует использовать в качестве осушителя?

2. Чем охлаждать вторую пробирку Вюрца?

3. Что происходит при реакции продукта с водой? Как определить, какие ионы находятся в растворе?

(NO)2[SnCl6] и аналогичные соединения  ­

Налить в пробирку Вюрца столько раствора тетрахлорида олова (хлорида алюминия, трихлорида железа, пента­хлорида фосфора) в CCl4, чтобы подводящая газ трубка немного не доходила до поверхности раствора. Выходное отверстие изолировать хлоркальциевой трубкой с осушителем. Пропустить через пробирку Вюрца сухой NOCl. Наблюдать происходящие изменения.

NOAlCl4:

 

NOAlCl4 Антропов 3

NOPCl6:

NOFeCl4 (продукт вверху):

NOFeCl4 Архипин 11 продукт вверху

Задания

1. Нарисуйте узел для получения сухого NOCl.

2. Напи­шите уравнение реакции получения NOCl.

3. Что следует использовать в качестве осушителя?

4. Раствор SnCl4 в CCl4 готовят, смешивая равные объемы компонентов. Рассчитайте молярную концентрацию раствора.

5. Рассчитайте массу AlCl3 (FeCl3, PCl5), необходимую для приготовления раствора той же молярной концентрации, что и в пункте 4, исходя из 3 мл CCl4.

♦  III. Соединения фосфора с хлором

Трихлорид фосфора  ­

В колбу Кляйзена поместить 0,5 г очищенного сухого красного фосфора и 5 г пентахлорида фосфора. Присоединить холодильник и приемник, изолировать от влаги воздуха хлоркальцие­вой трубкой. Продуть систему СО2. Нагреть колбу. Продукт перелить во взвешенную оттянутую пробирку и запаять. Определить выход.

Растворить в воде немного продукта и пентахлорида фосфора. Доказать, какие ионы присутствуют в растворах.

Провести рН-метрическое титрование водного раствора продукта стандартным раствором гидроксида натрия. Установить с его помощью соотношение фосфора и хлора в продукте.

Задания

1. Нарисуйте прибор.

2. Чем может быть загрязнен продукт?

3. Как «на глазок» оценить чистоту продукта?

4. Почему нельзя допускать в прибор влагу воздуха?

5. Что получается при растворении PCl3 и PCl5 в воде? Как это доказать?

6. Опишите методику рН-метрического титрования.

7. Как по данным титрования установить соотношение фосфора и хлора в продукте?

Оксохлорид фосфора (V) POCl3 

В перегонную колбу с дефлегматором поместить 5 г пентахлорида фосфора и оксид фосфора (V). Присоединить холодиль­ник с приемником, изолировать от влаги воздуха хлоркальциевой трубкой. Нагреть колбу. Продукт перелить во взвешенную оттянутую пробирку и запаять. Определить выход.

  POCl3 Фарыгин продукт

Растворить в воде немного продукта. Доказать, какие ионы присут­ствуют в растворе.

Провести рН-метрическое титрование водного раствора продукта стандартным раствором гидроксида натрия. Установить с его помощью соотношение фосфора и хлора в продукте.

Задания

1. Нарисуйте прибор.

2. Почему нельзя допускать в прибор влагу воздуха?

3. Что получается при растворении PОCl3 в воде? Как это доказать?

4. Опишите методику рН-метрического титрования.

5. Как по данным титрования установить соотношение фосфора и хлора в продукте?