Text
                    

ю. в. КАРЯКИН и И. И. АНГЕЛОВ ЧИСТЫЕ ХИМИЧЕСКИЕ РЕАКТИВЫ РУКОВОДСТВО ПО ПРИГОТОВЛЕНИЮ НЕОРГАНИЧЕСКИХ РЕАКТИВОВ И ПРЕПАРАТОВ В ЛАБОРАТОРНЫХ УСЛОВИЯХ ГОСУДАРСТВЕННОЕ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО ХИМИЧЕСКОЙ ЛИТЕРАТУРЫ Москва 1955
542 К—21 15-5-4 \i » Книга является справочником по приготовлению чистых химических реактивов, необходимых для лабораторных, работ. В ней приводятся краткие сведения о химических и фи- зических свойствах неорганических веществ, а также требования, предъявляемые к препаратам различной чи- стоты. Материал книги изложен в доступной форме и может быть полезным широкому кругу читателей. /< ЧИТАТЕЛЮ Издательство просит присылать Ваши замечания и отзывы об этой книге по адресу: Москва, К 12, Новая площадь, 10, подъезд 11, Госхимиздат
СОДЕРЖАНИЕ Указатель соединений • 4 Предисловие . Ю Принятые сокращения 11 Дзот и его соединения 13 Алюминия соединения .............18 Аммиак ... 29 Аммония соединения 33 Ангидриды .......................64 Хсбест для тиглей Гуча 83 Бария соединения 84 Бор фтористый 97 Бром ... . 98 Бумаги индикаторные 100 Ванадия пятнокпсь . . . 103 Висмут и его соединения . . 104 Вода 109 Водород и его соединения 116 Гидразин и его соли 126 Гидроксиламина соли 131 Гопкалит ...................... 133 Железо и его соединения ... 134 Золото 153 Известь 154 Под........................... .156 Кадмий п его соединения . .158 Калия соединения 167 Кальция соединения . 215 Карбосилпкагель............... 227 Квасцы . . . 228 Кизельгур . 233 Кислород 234 Кислоты . . . 237 Клейстер ............ ' 308 Кобальта соединения 309 Крахмал . . . 318 Лития соединения .' 319 Магнезиальная смесь ... 321 Магния соединения ... 321 Марганца соединения . . .330 Медь и ее соединения ..... 340 Мышьяк п его соединения . . . 357 Натрий и его соединения .... 359 Никеля соединения . 425 Озон ........................... 432 Олово и его соединения . 435 Палладий хлористый . . . . 444 Пемза для лабораторных работ . . 444 Песок кварцевый..................445 Платина и ее соединения ... 446 Реактив Несслера . 450 Ртуть и ее соединения 450 Рубидий хлористый ... . 467 Свинец и его соединения 467 Селен .......................... 48! Сера и ее соединения . . 483 Серебро и его соединения 488 Смесь Эшка . . . 500 Соль Мора .501 Сплавы............... . 502 Стронция соединения . 503 Сульфурил хлористый . 508 Сурик свинцовый ... .510 Сурьма и ее соединения . 511 Таллий азотнокислый . 518 Теллур .......... .518 Тионил хлористый . ... 519 Титана соединения . 520 Тория соединения . . . 524 Углерод и его соединения . 526 Урана соединения . . .531 Уранила соединения . 533 Фосген ....................... . . 536 Фосфоний йодистый . . . 537 Фосфор и его соединения . 538 Хлор................. . 550 Хром и его соединения . 554 Царская водка ...................563 Церия соединения . . 564 Цинк и его соединения . . . . 568
указатель соединений Аммоний персульфат 47 перхлорат 62 пироуранат 533 полисульфид 44 роданид 48 роданистый 48 серннстокислый 488 сернистый 50 — кислый 51 сернокислый 52 сульфат 52 сульфид 50 сульфит 488 тартрат 39 углекислый 53 — кислый 54 фосфат 58 фосфорнокислый ‘ дву- замещенный 56 — однозамещенный 57" —трехзамещенный 58 фторид 58 фтористый 58 хлорид 60 хлористый 60 хлорнокислый 62 хромат 63 хромовокислый 63 щавелевокислый 63 Ангидрид борный 64 ванадиевый 103 вольфрамовый 65 йодноватый 66 кремневый 254 молибденовый 66 мышьяковистый 68 мышьяковый 69 оловянный 436 селенистый 70 сернистый 71 — водный раствор 73 — газообразный 71 — жидкий 71 — твердый 72 серный 74 сурьмянистый 75 сурьмяный 76 теллуристый 77 теллуровый 77 титановый 520 угольный 77 урановый 532 фосфористый 546 фосфорный 79 хромовый 82 Ангидрон 329 Аитимонил-калий винно- кислый 198 Асбест для тиглей Гуча 83 Азот 13 двуокись 15 закись 16 окись 17 четырехокись 15 Алюминий азотнокислый 18 бромид 19 бромистый 19 — безводный 19 — кристаллогидрат 20 гидрат окиси (гидро- окись) 21 нитрат 18 окись 23 сернистый 24 сернокислый 24 сульфат 24 сульфид 24 хлорид 25 хлористый 25 — безводный 25 — кристаллогидрат 28 Альгаротов порошок 517 Аммиак 29 водный раствор 31 газообразный 30 Аммоний азотистокислый 33 азотнокислый 34 бикарбонат 54 битартрат 39 бихромат 41 бромид 35 бромистый 35 ванадиевокислый 38 виннокислый 39 — кислый 39 вольфрамовокислый 40 гидрат окиси (гидро- окись) 31 гидросульфид 51 гидрофосфат 56 двууглекислый 54 двухромовокислый 41 ди гидрофосфа г 57 иодид 42 иодистый 42 карбонат 53 метаванадат 38 многосернистый 44 молибдат 45 молибденовокислый 45 — кристаллическая соль 45 — раствор 46 надсернокислый 47 нитрат 34 нитрит 33~ оксалат 63 паравольфрамат 40 Барий азотнокислый 84 ацетат 92 бромноватокислый 247 гидрат окиси (гидро окись) 85 гипофосфит 295 карбонат 91 кремневольфрамат 258 нитрат 84 окись 87 перекись 88 сернистый 89 сернокислый 90 сульфат 90 сульфид 89 углекислый 91 уксуснокислый 92 фосфорноватистокис- лый 295 хлорат 95 хлорид 93 хлористый 93 хлорноватокислый 95 хромат 96 хромовокислый 96 Барит едкий 85 Бор трехокнсь ь4 фторид 97 фтористый 97 Бром 98 Бумага иодокра хмалышя 100 конго 101 куркумовая 101 лакмусовая 101 свинцовая 102 тропеолнновая 102 фенолфталеиновая 103 Бура 365 жженая 367 Ванадия пятиокись 103 Веселящий газ 16 Висмут металлический 104 коллоидальнораство- римый 105 азотнокислый 105 • — основной 106 нитрат 105 окись 107 хлорид 108 хлористый 108 Вода 109 бромная 100 известковая 219 сероводородная 125 хлорная 550
Указатель соединений 5 Водород 116 бромистый 243 _ водный раствор 245 — газообразный 244 иодистый 249 _ многосернистыи 120 перекись 121 сернистый 124 —газообразный 124 —раствор в воде 125 фтористый 298 хлористый 280 —водный раствор 284 —газообразный г,о° Вольфрама трехокись 283 6S “° .. . - веселящий Ю сернистый 71 углекислый 77 1 идразин 126 -гидрат 127 сернокислый 128 солянокислый 130 -сульфат 128 !нДроксиламин сернокислый 131 солянокислый 132 I ипс 220 Гипосульфит» 401 1 лет 474 Глинозем 23 Гопкалит 133 Ди амид 126 [натомит 233 Железо 134 азотнокислое окисное 136 [2] бромид 138 13] бромид 139 бром истое 138 — безводное 138 -гидрат 138 бромное 139 [3J гидрат окиси (гид- роокись) 140 —активный гель 140 —золь 141 —4’улонДньп”1 раствор —обыкновенный 140 —ферригель 140 закись-окнсь 141 иодное 43 [3] нитрат 136 окись 142 ернистое 143 сернокислое закисное 145 - двойная соль с сер- нокислым аммонием 501 — окисное 147 (2] сульфат 145 [31 сульфат 147 сульфид 143 [2] хлорид 149 13] хлорид 151 хлористое 149 безводное 149 — гидрат 149 хлорное 151 безводное 151 — гидрат 151 Золото 153 коллоидный раствор 154 металлическое 153 Известь белильная 155 гашеная 217 натронная 154 негашеная 219 хлорная 155 Иод 156 однохлористый 1 58 пятпокись 66 треххлористый 158 Кадмий 158 азотнокислый 159 ацетат 164 карбонат 163 нитрат 159 окись 161 сернокислый 161 сульфат 161 углекислый 163 уксуснокислый 164 хлорнд 165 хлористый 165 Кали едкое 173 Калиевые селитра 169 хромпик 175 Калий азотистокислый 167 азотнокислый 169 антимонил виннокис- лый 1 98 антим с нилтартрат 198 бииодат 184 бикарбонат 201 бисульфат 197 би фтор ид 206 бихромат 175 бромат 172 бромид 170 бромистый 170 бр ом н ов аток и ел ы й 1 7 2 гекса цианоферр [2]-ат 177 гексацианоферр [3]-ат 178 гидрат окиси (гидро- окись) 173 гидрофосфат 202 двууглекислый 201 двухромовокислый 175 дигидрофосфат 203 железистое ин ер о ди- стый 177 жел езоси нер одисты й 178 иодат 182 иодид 179 иодистый 179 йодноватокислый 182 —кислый 184 иоднокислый 185 карбонат 199 манганат 187 марганцовистокислый 187 марганцовокислый 187 метабисульфит 191 надсернокислый 188 -натрин виннокислый 189 — углекислый 191 Калий нитрат 169 нитрит 167 оксалат 214 перйодат 185 перманганат 187 персульфат 18б перхлорат 210 пироантимонат 193 пиросернистокислый 191 пиросернокислый 192 пиросульфат 192 пиросульфит 191 пиросурьмянокислый кислый 193 роданид 194 роданистый 194 сернокислый 196 — кислый 197 сульфат 196 су р ьм я н ов и н н ок и с л ы й 198 тиокарбонат 199 тиоуглекислый 199 углекислый 199 —кислый 201 феррицианид 178 ферроцианид 177 фосфорнокислый кис- лый двузамещенный. 202 — — однозамещен- ный 203 фторид 204 фтористый 204 —кислый 206 хлорат 209 хлорид 207 хлористый 207 хлорноватокислый 209 хлорнокислый 210 хромат 211 хромовокислый 211 цианид 213 цианистый 213 щавелевокислый 214 Каломель 463 Кальций азотнокислый 215 ацетат 223 гидрат окиси (гидро- окись) 217 карбонат 221 нитрат 215 окись 219 сернистый 220 сернокислый 2201 сульфат 220 сульфид 220 углекислый 221 уксуснокислый 223 фторид 224 фтористый 224 хлорид 225 хлористый 225 Карбонил хлористый 53& Карбосиликагель 227 Квасцы алюмо-аммоцийные 228 алюмо-калневые 229 железо-аммонийные (железо-аммиачные) 231 калиевые 229 хромо-калиевые 232 Кварцевый песок 415
€ Указатель соединений Кизельгур 233 Киноварь 460 Кислород 234 Кислота азотная 237 борная 241 бромистоводородная 243 бромноватая 246 вольфрамовая 247 золотохлористоводо- родная 248 иодистоводородная 249 иодная 251 йодноватая 252 Каро 253 кремневая 254 —ангидрид 254 —активный силика- гель 256 —водная 254 —коллоидальный рас- твор 256 кремневольфрамовая 257 кремнемолибденовая 258 к р ем н ефтор и стов одо- родная 260 марганцоватистая 333 метаборная 243 метакремневая 254 метаоловянная 266 метафосфорная 261 молибденовая 262 —кристаллическая 262 — растворимая 262 мононадсерная 253 мышьяковая 263 нитрозилсерная 264 оловянная 265 — а-оловянная 265 — р-оловянная 266 — коллоидальная 266 ортоборная 242 ортофосфорная 291 пироборная 243 пиросерная 267 пирофосфор на я 269 плавиковая 298 платинохлористоводо- родная 270 селенистая 271 селеновая 272 серная 274 синильная 306 соляная 230 теллуровая 286 тетраборная 243 уксусная 287 урановая 290 фосфористая 290 фосфорная 291 фосфорноватая 293 фосфор новатистая 294 фосфорновольфрамо- вая 295 фосфорномолибденовая 297 фтористоводородная 298 хлористоводородная 280 хлорная 300 хлорноватая 304 хлорноватистая 304 хлорсульфоновая 305 цианистоводородная 306 Кислота щавелевая 307 Клейстер иодцинккрахмальный 308 крахмальный 308 Кобальт азотнокислый 309 ацетат 315 гидрат закиси 310 [2] гидроокись 310 карбонат 314 нитрат 308 окись 311 сернокислый 312 сульфат 312 углекислый 3 14 уксуснокислый 315 [2] хлорид 315 хлористый 315 хлорпентамм и н хлорид 317 Колларгол 491 Крахмал 318 Купорос медный 351 цинковый 577 Литий сернокислый 319 сульфат 319 хлорид 320 хлористый 320 Ляпис 492 Магнезиальная смесь 321 Магнезия белая 326 жженая 323 Магнетит 141 Магний азотнокислый 321 ацетат 327 карбонат 326 — нормальный 326 — основной 326 нитрат 321 окись 323 перекись 324 перхлорат 329 сернокислый 325 сульфат 325 углекислый 326 уксуснокислый 327 хлорид 328 хлористый 328 хлорнокислый 329 Марганец азотнокислый 330 двуокись 332 — активная 333 — безводная 332 — водная 333 — коллоидальная 334 закись 334 [2] карбонат 337 [2] нитрат 330 [2] окись 334 [4] окись 332 «перекись» 332 — тидрат 333 сернокислый 334 [2] сульфат 334 углекислый 337 [2] хлорид 338 хлористый 338 Массикот 474 Медь 340 азотнокислая 342 -аммоний хлористый 343 [21 ацетат 353 [1] бромид 344 [2] бромид 345 бромистая 344 бромная 345 гидрат окиси (гидро- окись) 345 двубромистая 345 двухлористая 355 закись 347 иодиД 348 иодистая 348 карбонат основной 352 [2] нитрат 342 однобромистая 344 однохлористая 354 [2] окись 349 коллоидальная 341 порошок 340 сернокислая 351 [2] сульфат 351 углекислая основная 352 уксуснокислая 353 [11 хлорид 354 [2} хлорид 355 хлористая 354 хлорная 355 — двойная соль с хло- ристым аммонием 343 Металл Вуда 502 Молибден трехокись 66 Молибденовая жидкость 46 Мышьяк 357 пятиокись 69 [31 сульфид 357 трехокись 68 трехсернистый 357 — коллоидальный 358 — обыкновенный 357 треххлористый 358 [3] хлорид 358 Натр едкий 374 Натрий 359 азотистокислый 360 азотнокислый 361 амальгама 363 амид 364 -аммоний фосфорно- кислый 364 арсенат 388 арсенит 387 ацетат 409 бикарбонат 407 бисульфат 404 бисульфит 397 битартрат 371 бихромат 378 борнокислый 365 — безводный 367 — кристаллический 365 — моногидрат 367 бромид 367 бромистый 367 ванадиевокислый (ме- та) 369 — (орто) 370 виннокислый 371 кислей 371
Указатель соединений 7 Натрий 359 ВИСМУТаГ 3/2 висмутовокислый д/2 вольфрамовокислый 373 вольфрамат 373 вольфрам ат-фосфат 412 гек са н итр ок оба л ьт- [31-ат 332 гидрат окиси (гидро- окись) 374 гидросер и и стокислый 377 гидросульфит 377 гиДрофосфат 414 гипофосфат 293 гипофосфит 410 гипохлорит 421 двууглекислый 407 двухромовокислый 1378 дигидрофосфат 413 иодид 380 йодистый ЗоО иодноватокислый 381 иоднокислый 251 карбонат 405 кобальтинитрит 382 к оба л ьто аз от и ст ок и с- лый 382 кремнекислый 383 кремнефторид 384 кремнефтористый 384 метаванадат 369 метафосфат 385 метафосфорнокислый 385 м олибда т-фосфат 416 муравьинокислый 386 мышьяковистокислый 387 мышьяковокислый трехзамещенный 388 надборнокислый ..>389 надсернокислый 390 нитрат 361 нитрит 360 нитрозопента циано- ферриат 391 нитропруссид 391 нитропруссидный 391 оксалат 424 ортованадат 370 ортофосфат третичный пентасульфид 395 перборат 389 перекись 392 перйодат 251 персульфат 390 перхлорат 423 пиросернокислый 393 пиросульфат 393 пиросульфит 397 пироуранат 533 пирофосфат 394 пирофосфорнокислый 394 пятисернистый 395 серн исто кислый 395 — кислый 397 сернистый 398 серноватистокислый 401 сернокислый 402 —кислый 404 силикат 383 сульфат 402 сульфид 398 Натрий 359 сульфит 395 сульфоантимонат 405 тартрат 371 тетраборат 365 тетраборнокислый 365 тиосульфат 401 тиосурьмянокислый (орто) 405 углекислый 405 --кислый 407 уксуснокислый 409 формиат 386 фосфат мета 413 —орто 414 — пара 415 фосфорноватистокис- лый 410 фосфорноватокислый 293 фосфорновольфрамово- кислый 412 фосфорнокислый кис- лый — — двузамещенный 414 — — однозамещен- ный 413 — трехзамещенный 415 фосфорномолибденово- кислый 416 фторид 418 фтористый 418 хлорат 422 хлорид 419 хлористый 419 — коллоидный 420 — кристаллический 420 хлорноватистокислый 421 хлорноватокислый 422 хлорнокислый 423 щавелевокислый 424 Нашатырный спирт 31 Никель азотнокислый 425 -аммоний сернокислый 427 карбонат 430 нитрат 425 окись 428 [3} оксид 428 сернокислый 429 сульфат 429 углекислый основной 430 хлорид 431 хлористый 431 Озон 432 Олово 435 439 438 439 437 двуокись 436 закись 437 (2) окись 437 [4] окись 436 серное 437 сернокислое 438 — окисное сульфат сульфат сульфид хлорид 439 t . хлорид 441 хлористое 439 — безводное 439 закисное (2 (4. [4' [2 Н Олово — гидрат 439 — солянокислый рас- твор 440 хлорное 441 — безводное 441 — кристаллическое 443 «Оловянная соль» 439 Палладий хлористый 44 4 Пемза 444 Пергидроль 121 Песок кварцевый 445 Платина 446 губчатая 447 коллоидальная 447 [2] хлорид 449 хлористая 449 хлорная 449 чистая 446 Поташ 199 Рвотный камень 198 Реактив Беттендорфа 440 Зонненштейна 416 Каро 253 Несслера 450 Ртуть 450 азотнокислая закисная 454 — окисная 455 [21 ацетат 463 [1] бромид 456 [21 бромид 456 бромистая 456 бромная 456 закись ,457 [ 11 иодид 45 8 [2J иодид 458 иодистая 458 — коллоидальная 458 — обыкновенная 458 иодная 458 коллоидальная 453 [ 1J нитрат 4 54 [21 нитрат 455 обыкновенная 450 [ 11 окись 457 [2j окись 459 сернистая 460 — коллоидальная 461 — обыкновенная 460 сернокислая закисная 461 — окисная 462 [1} сульфат 461 [2] сульфат 462 [2] сульфид 460 уксуснокислая 463 [1] хлорид 463 [2] хлорид 464 хлористая 463 —- коллоидальная 464 — кристаллическая 454 хлорная 464 [2] цианид 466 циановая 466 Рубидий хлористый 467 Сахар-сатурн 478 Свинец 467 азотнокислый 469 амальгама 470 ацетат 478 гидрат окиси (гидро- окись) 4 71
8 Указатель соединений Свинец гипофосфат 293 губчатый 468 двуокись 472 иодид 473 иодистый 473 [2] карбонат 476 коллоидальный 468 [2] нитрат 469 [2] окись 474 [4] окись 472 ортоплюмбат 510 перекись 472 сернистый 475 — коллоидальный 475 — обычный 475 сернокислый 476 [2] сульфат 476 [2] сульфид 475 углекислый 476 — основной 477 — средний 476 уксуснокислый 478 фосфорноватокислый 293 [2J хлорид 479 хлористый 479 [2] хромат 480 хромовокислый 480 чистый 467 Свинцовый сахар 478 Селен 481 аллотропические видо- изменения 482 Двуокись 70 коллоидальный 483 Селитра калиевая 169 Сера 483 бромистая (одноброми- стая) 487 двуокись 71 коллоидальная 486 модификации 485 осажденная 485 очищенная 483 трехокись 74 хлористая (однохло- ристая) 487 чистейшая 484 Серебро 488 азотистокислое 492 азотнокислое 492 бихромат 495 бромид 494 бромистое 494 — коллоидальное 495 — обыкновенное 495 двухромовокислое 495 иодид 495 нодистое 495 — коллоидальное 496 — обыкновенное 495 коллоидальное 491 молекулярное 490 нитрат 492 нитрит 492 окись 496 перйодат 251 сернокислое 497 сульфат 497 фторид 498 фтористое 498 хлорид 498 хлористое 498 z — коллоидальное^ 499 — обыкновенное 499 хромат 499 Серебро хромовокислое 499 цианид 500 цианистое 500 чистое 488 Серебряное зеркало 491 Сернистый газ 71 Серный цвет 485 Сероводород 124 Сероводородная вода 125 Сероуглерод 529 Силикагель 256 Смесь магнезиальная 321 Пааля 341, 468 Эшка 500 Сода 405 Соль бертолетова 209 Гейне 343 глауберова 402 горькая 325 желтая кровяная 177 красная кровяная 178 Мора 501 «оловянная» 439 поваренная 419 сегнетова 189 Шлиппе 405 Спирт нашатырный 31 Сплав Вуда 502 Деварда 502 * Стекло растворимое 383 Стронций азотнокислый 503 гидрат окиси (гидро- окись) 505 нитрат 503 окись 506 хлорид 506 хлористый 506 Сулема 464 Сульфонил хлористый 305 Сульфурил хлористый 508 Сурик свинцовый 510 Сурьма 51 1 коллоидальная 512 обыкновенная 511 пятиокись 76 пятисернистая 513 пятихлористая 513 [3] сульфид 514 [5] сульфид 513 трехокись 75 трехсернистая 514 — аморфная 514 — коллоидальная 515 — кристаллическая 515 треххлористая 515 [3] хлорид 515 [5] хлорид 513 хлористая основная 517 хлорокись 517 «Сусальное золото» 437 Таллий азотнокислый 518 нитрат 518 Теллур 518 двуокись 77 коллоидальный 519 обыкновенный 518 трехокись 77 Тетрахлорметан 530 Тиснил хлористый 519 Титан двуокись 520 [4[ окись 520 серпокислый закисный 521 [3] сульфат 521 треххлористый 522 четыреххлористый 523 [3] хлорид 522 [4] хлорид 523 Торий азотнокислый 524 двуокись 525 нитрат 524 окись 525 сернокислый 526 сульфат 526 Угарный газ 528 Углекислота 77 Углекислый газ 77 Углерод 526 двуокись 77 [2] окись 528 сернистый 529 хлорокись 536 четыреххлористый 531 Уголь активированный 528 древесный 526 кровяной 527 сахарный 527 Ура п закись-окись 531 (61 окись 532 трехокись 532 Уранил азотнокислый 533 ацетат 535 гидрат окиси 290, 532 нитрат 533 окись 532 сернокислый 535 уксуснокислый 535 Ферригель 140 Фосген 536 Фосфоний иодистый 537 Фосфор 538 белый 538 [3] бромид 544 [5[ бромид 542 бромокись о41 [3] иодид 545 коллоидальный 540 красный 540 [3] окись 546 __ оксибромид 541 пятибромистый 542 пятиокись 79 пятихлорнстый 543 сульфид 547 трехбромистый 544 трехиодистый 545 трехокись о4б трехсернистый 547 треххлористый 547 [3] хлорид _547 [ 5] хлорид 543 хлорокись 519 Хлор 550 Хром 554 азотнокислый 555 гидрат окиси (гидро- окись) 556 нитрат 555 [3] окись '558
Указатель соединений 9 Хром , сернокислый 558 Г2] сульфат 79 ГЗ] сульфат 558 тр ехокись 82 [2] хлорид 560 ГЗ] хлорид 561 хлористый 560 — безводный 560 — гидрат _ 560 хлорный 561 — безводный 561 — гидрат 562 Хромпик натриевый Царская водка 563 Церий -аммоний азотнокнслый 564 двуокись 565 [4] окись 565 378 Церий сернокислый закис- ный 566 ' — окисный 567 [3] сульфат 566 [4] сульфат 567 Цинк J 568 азотнокислый 570 амальгама 571 -аммоний хлористый ацетат 579 — и уранила ацега1 580 гидрат окиси (гидро- окись) 572 — аморфный 572 кристаллический 573 иодид 573 иодистый 573 Цинк карбонаг 57b нитрат 570 окись 574 сернистый 575 — коллоидальный 577 — обык новен н ы й 57 5 сернокислый 577 сульфат 577 сульфид 575 углекислый 578 — нормальный 578 —основной 579 уксуснокислый 579 -уранил-ацетат 580 -уранил уксуснокис- лый 580 хлорид 581 хлористый 581 — безводный 581; — гидрат 583
ПРЕДИСЛОВИЕ Реактивами обычно называют химические вещества высокой чистоты, что позволяет применять их в химическом анализе, а также для научных и учебных экспериментов, не опасаясь вредного влияния примесей. Вполне по- нятно, что методики получения веществ, предназначенных для менее ответст- венных целей, должны существенно отличаться от методик приготовления чистых реактивов, допустимые примеси в которых строго лимитируются ГОСТ. Вещества реактивной чистоты могут быть получены только при точном соблю- дении специально разработанных условий синтеза, и даже незначительные отклонения от этих условий могут, в отдельных случаях, привести к недопу- стимо высокому содержанию примесей в препарате. Это обстоятельство опре- деляет собой некоторую специфику руководства; в нем более подробно описаны рекомендуемые условия работы, чем в обычных руководствах по препаратив- ной химии. Книга «Чистые химические реактивы» была написана одним из авторов в 1936 г. и вышла вторым изданием в 1947 г. В третьем издании книга значи- тельно переработана и дополнена; обновлены устаревшие методики. В зна- чительной мере уточнены по новейшим литературным данным физические и физико-химические константы, характеризующие отдельные препараты, об- делены таблицы растворимостей и удельных весов растворов. Авторы надеются, что книга окажется полезной для широкого круга хи- миков-экспериментаторов. За все замечания по содержанию книги авторы за- ранее приносят читателям свою благодарность. Авторы
ПРИНЯТЫЕ СОКРАЩЕНИЯ 1. Русская и переводная литература Дна гит химия—Т редвелл (Tredwell). Kvpc аналитической химии, Г11ТИ, 1931. ЖАХ—Журнал аналитической химии. ЖОХ—Журнал общей химии. ЖПХ—Журнал прикладной химии. ЖРФХО—Журнал Русского Физико-Химического Общества, часть химиче- ская. ЖФХ—Журнал Физической химии. ЖХП—Журнал Химической Промышленности. Зав. лаб.—Журнал «Заводская лаборатория,.'. Изв. ПРЕД—Известия Института Чистых Химических Реактивов. Испытание хим. реактивов—Химические реактивы (Свойства, применение, испытание), под общ. ред. А. II. Зильберберга, Е. С. Прже- вальского и М. С. Рождественского, М., Гл. ред. хим. лит.х 1935. Коллоиды—Т. Сведберг, Образование коллоидов, (АХТИ, 1927. Колл, химия—В. Оствальд, Краткое практическое руководство по кол- лоидной химии, Гос. Научно-Техн. Изд., Ленхимсектор, Л., 1931 Лабор. практика—Журнал «Лабораторная Практика». Неорг. практ.—Е. Р изевфельд (Е. Riesenfeld), Качественный анализ и неорганический практикум, Госиздат, М.—Л., 1930. Неорг. преп.—Г. Борнеман, Неорганические препараты, Госхимтехиздат, Л., 1934. Объемный анализ—Н. А. Т а н а и а е в, Объемный анализ, ГОНТИ, 1939. П"акт. работы по химии защиты—Е. В. А л е к с е е в с к и й, Г. М. Б е л о- Ц е р к о в с к и й, Т. Г. П л а ч е н о в, Практические работы по хи- мии защиты, Оборонгиз, Г940. Ееакт. и преп.—Реактивы и препараты лабораторного назначения. Сбор- ник ИРЕАпод ред. проф. Б. В. Лонгинова, вып. I, ГОНТИ, М.-Л., 1938. олп редких и цветных металлов—Н. С и н г а л о в с к и й, Соли редких и цветных металлов, Госхимтехиздат, Л., 1932. *' :мпя защиты—Е. В. А л е к с е е в с к и н, Общий курс химии защиты, ОНТИ. Т. I, 1935; т. II. 1939. ' < преп.—Г. Эрдман (Н. Erdmann), Руководство к приготовлению и исследованию химических препаратов, Пер. с нем., М., 1899. *• реактивы—А. И. К о р е н б л и т, Химические реактивы, их приготов- ление, свойства, испытание и употребление. 2-е изд., М., 1902. реактивы—В. А. П а л а у з о в, Химические реактивы, их свойства, получение, методы испытания и применение, ГНТИ, Харьков—Киев, К: 1935‘ 1 с того, в книге использована справочная литература (без соответствующих ссылок): сборники ОСТов; L'a п d о 1 t—В е г п s t е i п, Physikalisch- cnemische Tabellen, V Aufl., J. Spr i nger, Berlin; Справочник хими- ка> т- 1, II и III, Госхимиздат, 1953 г. Хим.
12 Принятые сокращения II. Иностранная литература Am. Chem. J.—American Chemical Journal, Baltimore. Ann.—Annalen der Chemie und Pharmazie. Ber.—Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft, Berlin. Bull. Soc. Chisi. Belg.—Bulletin de la Societe chimique de Belgique. Bull. Soc. chim. France—Bulletin de la Societe chimique de France, Paris. C.—Chemisches Zentralblaft, Leipzig und Berlin. C. A.—Chemical Abstracts. Chem. Ztg.—Chemiker Zeitung, Cothen. Helv. chim. acta—Helvetica chimica acta. Zurich. Herat. koll. Lsgg.—T he S ved berg, Die Methoden zur Herstellung kolloi- der Losungen anogranische Stoffe, издательство: T. Steinkopf, Dresden und Leipzig, 1920. Ind. Eng. Chem., Anal. Ed.—Industrial and Engineering Chemistry, Analitical Edition. J. Am. Chem. Soc.—Journal of the American chemical Society, New-York. J. Chem. Educ.—Journal of Chemical Education. J. Chem. Soc.—Journal of the Chemical Society, London. J. phys. Chem.-—The Journal of Physical Chemistry. J. prakt. Chem.—Journal fiir praktische Chemie, Leipzig. J. Res. Nat. Bur. Stand.—Journal of Research of the National Bureau of Stan- dards. Prap. Chem.-—L. Vanino, Handbuch d. praparativ. Chemie, 3 Aufl., 1925. St. u. Eisen—Stahl und Eisen. Z. anal. Chem.—Zeitschrift fur analytische Chemie, Wiesbaden. Z. ang. Chem.—Zeitschrift fiir angewandte Chemie, Berlin. Z. anorg. Chem.—Zeitschrift fiir anogranische Chemie., Hamburg und Leipzig, начиная c 1915 г. выходит под названием Zeitschrift fiir anorganische und allgemeine Chemie, изд. S. Voss, Hamburg—Leipzig. Z. Elektrochem.—Zeitschrift fiir Elektrochemie und angewandte physikalische Chemie, Leipzig. Z. phys. Chem.—Zeitschrift fiir physikalische Chemie, Stochiometrie und Ver- wandtschaftslehre. Akad. Verlagsgesellschaft, Leipzig. III. Краткие обозначения df (отв. в.) относительный вес* об. объем уд- в. удельный вес**, г/см3 ч. вес. ч. часть весовые части ат. в. атомный вес МОЛ. в. ч. молекулярный вес чистый КОНЦ. ПР концентрирован ныи произведение раствори- ч.д.а. чистый для анализа мости х.ч. химически чистый т. кип. температура кипения т. пл. » плавления т. разл. » разложения Иностранные названия реактивов приводятся в подзаголовке в такой после- довательности: латинское—английское—немецкое. . 17 17 * Относительный вес может быть приведен и для других температур, например: «17 и т. д. ♦* Уд. в. приводится в тексте без указания размерности.
АЗОТ Nitrogenium Nitrogen Stickstoff Ns At. b. 14,008; мол. в. 28,016 Свойства N„—бесцветный газ, без запаха и вкуса. Мало растворим в воде (1 об. воды ьри 20° и 760 мм растворяет 0,0154 об. N2), несколько лучше в спирте. Т. пл. _210,52е, т. кип. —195,67°. 1 л азота весит 1,25056 г (при нормальных условиях). Азот при комнатной температуре химически инертен; при температуре свыше 560 поглощается магнием, кальцием, литием и некоторыми др. ме- талла" Приготовление 1. Азот, содержащий примесь инертных газов, однако пригодный для большинства работ, может быть получен из атмосферного воздуха путем уда- гния из него кислорода и углекислого газа. Б тугоплавкую трубку для сжигания помещают зерненую окись меди*, вытесняют воздух из прибора водородом (проба на полноту вытеснения) и, на- гревая окись в струе водорода до 200—250°, восстанавливают ее до металли- '•ггкой меди. Над полученной тонко раздробленной медью пропускают воздух, накаливая трубку до яркокрасного каления**. Выходящий из трубки газ, почти не содержащий кислорода, пропускают через 50%-ный раствор КОН Для улавливания СО2, а затем для осушения—через колонку, наполненную СгС12. и, наконец, через концентрированную H2SO4. Для получения еще более чистого азота рекомендуется вторично пропу- стить газ через трубку с раскаленной медью. Этот метод может также приме- няться для удаления небольших количеств кислорода из 95—99%-ного техни- ч-'ского азота. 2. Азот, совсем не содержащий кислорода, получают из воздуха (или тех- нического азота), пропуская его в смеси с избытком водорода через железную трубку, куда помещается тампон из платинированного асбеста, обернутый в Ледную сетку. Под действием платины (катализатор) весь кислород вступает в реакцию с в°Дородом, образуя воду. Для удаления избыточного водорода газовую смесь пропускают через железную трубку с окисью меди, нагретую до красного ка- л нця. После такой очистки азот содержит только примесь инертных г'азов ' В0ДЯных паров. Последние можно почти полностью удалить, пропустив К через колонки с осушителями. 3. Азот, не содержащий инертных газов, можно получить по реакции (NI [4)2804 4- 2NaNO2 = 2N2 4- Na2SO4 4- 4П2О Можно пользоваться туго свернутой медной сеткой. Некоторые авторы рекомендуют для удаления остатков водорода нагреть восстанов- ную медь в вакууме.
14 Азмг В круглодонную колбу наливают насыщенный растгор БО г (NHa^SOa и закрывают колбу пробкой, через которую проходят капельная воронка и газоотводная трубка. Колбу нагревают на водяной бане, после чего из капель- ной воронки приливают по каплям насыщенный раствор[ NaNO2. Скорость выделения газа можно регулировать, изменяя скорость прили- вания раствора NaNO2. Собирать газ в газометр следует только после полного вытеснения воз- духа из прибора. Для очистки азота от кислорода и от небольших количеств окислов азота его пропускают над раскаленной медью, как описано в методе 1. Пары воды и окислы азота можно отделить от азота при сильном охлаж- дении газа в особой ловушке—стеклянном сосуде, погруженном в жидкий воздух*. 4. Очень хорошим методом очистки технического азота (в баллонах) от примеси кислорода является следующий. Газ пропускают через насыщенный раствор хлористого аммония ЫН4С1 в водном аммиаке (уд. в. 0,95) в при- сутствии металлической меди. Для этого в три соединенные последова- тельно стеклянные колонки высотой 1 м и диаметром 8 см каждая встав- ляют спирали из медной проволоки (рис. 1) и наполняют колонки рабо- чим раствором. По мере поглощения кислорода раствор синеет вследствие окисления меди до Си++. Обычно раствор в последней колонке остается почти бесцветным, так как кислород полностью задерживается в первых' двух поглотителях. После прекраще-1 ния работы синий раствор самопро! извольно н быстро регенерируется вследствие восстановления Сп++ мс( таллической медью до Сц+. При ежедневной очистке нескольких де Рис. 1. Колонки для очистки азота сятков литров N2 нужно менять co- ot примеси кислорода. держимое колонок один раз в месяц, Газ, выходящий из последней ко лонки, следует пропустить чере склянку Тищенко с разбавленной H.JFO4 (для поглощения увлеченного газо! аммиака) и через колонку с твердым КОН (для осушения). Последние следы кислорода можно поглотить свежеприготовленной су спензией Мп(ОН)2 в воде. Для ее получения добавляют к 100 мл воды в атма сфере азота 5 мл 0,1 н. раствора МпС12 и 5 мл 0,1 н. раствора КОН. Светлорозовая окраска суспензии темнеет по мере поглощения кислород 2Мп(ОН)2 + О2 = 2Н2МпО3 5. Азот можно очищать, пропуская его через насыщенный раствор пиро галлола в 10%-ном КОН (пли NaOH) или через кислый раствор СгС12 (приго товление—см. стр. 560). Если требуется получить азот, совершенно не содержащий кислород! его после очистки восстановленной медью (п. 1) пропускают через эфирны раствор трифенилметилнатрия, охлаждаемый жидким воздухои!**. • Н. С. Руденко, ЖФХ, 12, 668 (1938). “О. Н. Голова и В. И. Иванов, О молекулярном весе целлюлозы, из! АН СССР, 1949, стр. 64.
Азота двуокись и четырехокись 15 АЗОТА ДВУОКИСЬ И ЧЕТЫРЕХОКИСЬ Nitrogenium peroxydatum NO2 N2O4 Nitrogen peroxide Nitrogen dioxide Мол. rec 46,008 Мол. eec 92,016 Stickstoffdioxyd Stickdioxyd существует лишь равновесная смесь NO-2 и Свойства При средних температурах . . . , q представляющая собой красно-бурый, чрезвычайно ядовитый газ с резким - тихом. Равновесие N2O4^±2NO2 зависит от температуры. Ниже 0е суще- ствует почти исключительно N2O4. Степень диссоциации N2O4 при других тем- пературах приведена в табл. 1. ' н Таблица 1 Степень диссоциации N2O4 в зависимости от температурьь ГС Степень диссоциации % ГС Степень диссоциации % ГС Степень диссоциации % 26,7 19,96 60,2 52,84 100,1 89,23 35,4 25,65 70,0 65,57 111,3 92,67 39,8 29,23 80,6 76,61 121,5 96,23 49,6 40,04 90,5 84,83 135,0 98,69 N2O4—бесцветные кристаллы.jT. пл. —9,3°, т. кип. -}-21,4с (с разложением на NO»). Уд. вес—1,491 г/см3 при 0е. С небольшим количеством воды дает ярко- зеленый раствор; при избытке воды образуются N2O3 и HNO3. Пары N2O4 (следовательно, и NO2) удушливы, вызывают кашель, а при длительном вды- хании—воспаление легких. N2O4—очень сильный окислитель, со многими органическими соединениями реагирует бурно, иногда со взрывом. Приготовление Двуокись азота—ядовитый газ', работу с ним следует проводить под тягой 1. 2Pb(NO3)2 = 4NO2 4- 2РЬО + О2 Тонко растертый азотнокислый свинец высушивают, нагревая в фарфо- ровой чашке (под тягойГ) при перемешивании до момента, когда прекратится потрескивание и начнется выделение бурого газа. Высушенный Pb(NO3)s- охлаждают в эксикаторе, смешивают с равным по весу количеством предва- рительно прокаленного кварцевого песка и смесь помещают в реторту. Горло реторты, поднятое вверх, соединяют «встык» со стеклянной трубкой* осуши- тельной колонки, наполненной безводным хлористым кальцием. Осушитель- ную колонку соединяют с сухим приемником, на отвод которого наде- нется хлоркальциевая трубка. Реторту с реактивной смесью осторожно на- Ревают. При ЭТОм азотнокислый свинец разлагается и выделяется красно-бу- Р я двуокись азота, сгущающаяся в приемнике в зеленоватую жидкость оХ*Таска обусловлена образованием небольших количеств N2O3). Приемник ЖрПаждак)т смесью льда и соли. Через некоторое время жидкость становится' Лен °"®УР°®> затем желтой и, наконец, почти бесцветной. При сильном охлаж- ии Жидкость затвердевает в белую кристаллическую массу (твердый N2O4). Лучше всего соединять части прибора на шлифах или спаях, резины следует избегать.
!6 Азот 2. Для получения сравнительно больших количеств чистой N2O4 можно использовать реакцию взаимодействия HNOS и NaNO2 2HNO3 + 2NaNO2 = 2NaNOs + Н2О + N2O3 с последующим окислением N2O3 кислородом*. АЗОТА ЗАКИСЬ (ВЕСЕЛЯЩИЙ ГАЗ) Nitrogenium Nitrous oxide Stickoxydul oxydulatum Lachgas N20 Мол. вес 44,016 Свойства N2O- —102,4е, Рас —бесцветный газ со слабым сладковатым запахом и вкусом. Т. пл. т. кип.—88,5е. Плотность N»O—1,5299 (по воздуху) при 0е и 760 мм. Уд. в. жидкой N2O 1,226 при Таблица 2 —89°. Растворим в воде и еще творпмость N2O в воде лучше, в спирте (1 об. спирта растворяет 4 об. N2O). При (в 1 л воды при 760 мм) нагревании свыше 500° N,0 ГС Растворимость n2o л t°c Растворимость разлагается по реакции Nj° 2N2O = 2N2 + О2 0 10 Вды 1 ,2469 1,0480 0.8778 хание N2O, р 15 20 25 избавлен! и поэтому в сухом газе тлею- 0 7378 щая лучинка горит ярким 0 6294 пламенем. Вдыхание N2O вы] 0*5443 зывает шум в ушах и потерю сознания. Эти явления быстро проходят на свежем воздухе. -юй 4 об. воздуха, в течение нескольких ми- нут вызывает состояние опьянения. Пригото вление 1. Закись азота удобнее всего получать нагреванием сухого азотнокис- лого аммония при температуре около 200° NH4NO3 = N2O + 2Н2О Поскольку азотнокислый аммоний сильно гигроскопичен, его предва- рительно обезвоживают осторожным нагреванием в фарфоровой чашке до плавления, но не выше 170°. Охлажденный плав порциями дробят на мелкие кусочки. При обезвоживании и дроблении соли необходимо следить за тем, чтобы в нее не попали органические вещества (уголь, бумага и т. д.). С этими веще-i ствами соль образует взрывчатую смесь. В небольшую реторту загружают необходимое количество безводной соли из расчета 4 г на 1 л получаемой закиси азота. При этом общее количество соли не должно превышать 100 г. Реторту нагревают небольшим пламенем, следя за равномерностью нагрева. При 170е соль плавится, а свыше 190°—разлагается. Не следует нагревать выше 200°, так как при перегреве может произойти бур- ное разложение соли; кроме того, при этом частично образуется NO2. Из этих же соображений нагревание прекращают прежде, чем разложится вся соль. Выделяющийся газ для очистки от примеси NO и, возможно, С12 (в случае если исходная соль содержала NH4C1) пропускают последовательно через промыв- * И. Е. Ношпа и О. П. Спиридонова, ЖПХ, 12 (6), 951 (1939).
Азота закись и окись 17 нЫе склянки с 20%-ным раствором КОН и 10%-ным раствором FeSO4. Ввиду значительной растворимости N2O в воде газ собирают в газометре, заполнен- ноы насыщенным раствором поваренной соли или теплой водой. 2. Для получения N2O вместо NH4NO3 можно также применять смесь 17 вес. ч. безводной NaNO3 (или 20 вес. ч. KNO3) и 13—14 вес. ч. безвод- ного (NH4)aSO4. Смесь помещают в реторту и нагревают сначала при 230 , затем при 300°. Реакция протекает более гладко, чем по способу 1; поэтому допустимы боль- шие загрузки. В остальном надо следовать указаниям, данным ранее. АЗОТА ОКИСЬ Nitrogenium oxydatum Nitric oxide Stickoxyd, Sticks toff monoxyd, Salpetergas NO Мол. в. 30,008 Свойств a NO—бесцветный газ, с кислородом образует бурые лары NO2. Т. ,пл. —163,7°, т. кип,—151,8°. 1 л NO весит при нормальных условиях 1,340 г. В воде растворим плохо, в спирте несколько лучше. Таблица 3 Растворимость NO в воде (в 1 л воды при 760 мм} «°C Растворимость NO ГС Растворимость NO 0 0,0738 15 0,0515 5 0,0646 20 0,0471 10 0,0571 25 0,0432 Приготовление 1. 3Cu + 8HNO3 = 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4Н2О Обрезки меди (проволока, стружка) помещают в двугорлую склянку или аппарат Киппа и медленно через капельную воронку приливают HNO3, уд. вес 1,1—1,15. Не следует допускать заметного разогревания смеси во избежание обра- зования других окислов азота. Рекомендуется поэтому охлаждать реакцион- ную склянку холодной водой (рис. 2). Вначале в склянке появляются бурые пары NO2, образующиеся при окис- лении NO кислородом воздуха, находящимся в байке. 2NO + О2 = 2NO2 Для очистки от высших окислов азота и брызг HNOs окись азота про пускают через промывную склянку с 5%-ным раствором NaOH и собирают «ад водой. В случае необходимости газ сушат, пропуская через трубку с твер- дым КОН. ‘ ' 2. 3FeCl2 + KNO3 + 4НС1 = 3FeCl3 + КС1 + NO + 2H2O В 50 мл соляной кислоты (уд. в. 1,19) помещают стальные стружки и го- |'овят насыщенный раствор FeCl3: к раствору добавляют еще 50 мл соляной 2 и Чистые химические реактивы
18 Алюминий кислоты (уд. в. 1,19), 20—30 мл 20%-него раствора KNO3, и смесь нагре- вают. После вытеснения из системы NOz полученную окись азота для очистки пропускают через 20%-ный раствор КОН. 3. FeCk + NaNO2 + 2НС1 = FeCl3 + NaCl + NO + H2O Рис. 2. Прибор для по- лучения окиси азота. Очень равномерная струя окиси азота по- лучается при приливании из капельной воронки ,40%-ного раствора NaNO2 к 30%-ному раствору FeCl2 (или к 20%-ному раствору FeSO4), сме- шанному с равным объемом соляной кислоты, уд. в. 1,18. Газ очищают пропусканием через 10%-ный раствор NaOH. 4. Из газовой смеси, содержащей NO, по- следнюю можно выделить при пропускании газа медленной струей через 20%-ный раствор FeSOd, слабо подкисленный H2SO4. Окись азота поглощается раствором и мо- жет быть вновь выделена при нагревании FeSO4 + NO [Fe(NO)]SO4 Первые порции выделяющегося газа содер- жат примесь NOz. АЛЮМИНИЙ АЗОТНОКИСЛЫЙ (НИТРАТ АЛЮМИНИЯ) Aluminium nitricum Aluminium nitrate Aluminium nitrat Al(N03)3 • 9H2O Мол. в. 375,15 Свойства |A1(NO3)3-9H2O—ромбические или моноклинические кристаллы, легко растворимые в воде и спирте. Во влажном воздухе кристаллы расплываются. При 70° A1(NOS)S 9Н2О плавится и переходит в AI(NO3)3-6H2O, при 140е об- разуется основная соль 4A12O3-3N2O8 14Н2О, при 200°—А12О3. Таблица 4 Растворимость A1(NO3)3 в воде Таблица 5 Относительные веса водных растворов A1(NO3)3 ГС AI(NO3)3 % AI(NO3)3 % 18 64 A1(NO3)3 /О .18 сЦ 0 37,8 1 1,0065 18 1,1549 10 40,2 2 1,0144 20 1,1745 20 43,0 4 1,0305 22 1,1946 30 44,9 6 1,0469 24 1,2153 40 46,3 8 1,0638 26 1,2365 50 49,1 10 1,0811 28 1,2582 60 50,9 12 1,0989 30 1,2805 70 54,6 14 1,1171 32 1,3036 16 1,1357
Алюминий азотнокислый и бромистый 19 Требования к продажному реактиву Наибольшие количества допустимых примесей (%) в A1(NO3)3-9H2O раз- личных квалификаций согласно ГОСТ 3757—47. Примеси ч. д- а. ч. Вещества, нерастворимые в подкисленной воде 0,01 0,02 Хлориды (С1) . . 0,002 0,005 Сульфаты (SO4).............................. 0,01 0,03 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пе- ресчете на РЬ) .... 0,0005 0,001 Железо (Fe) .... ............ 0,002 0,005 Щелочные, и щелочноземельные металлы (в виде сульфатов) . . . . ... 0,2 0,5 Приготовление 1. А1(ОН)3 + 3HNO3 = A1(NO3)S + ЗН2О Для приготовления* препарата квалификации ч. д. а. в фарфоровую чашку помещают 875 г влажной пасты А1(ОН)3 (см. Алюминия гидроокись, стр. 22) и добавляют небольшими порциями 370 мл HNOs (уд. в. 1,34), помешивая массу стеклянной палочкой. Образовавшийся мутный раствор выпаривают на водя- ной бане до уд. в. 1,52 (при 50°). По охлаждении раствор полностью за- кристаллизовывается. Добавляют 500 мл воды, перемешивают до полного растворения кристаллов и фильтруют. Раствор снова упаривают на водяной бане до уд. в. 1,52 (при 50°) и охлаждают. При медленном охлаждении образуются крупные кристаллы, которые отделяют на воронке для отсасыва- ния (без фильтра) и промывают 2 раза небольшими порциями воды (10—15 мл). Маточный раствор подвергают кристаллизации, как описано выше. Обе фракции кристаллов сохраняют в течение суток в эксикаторе над твердым NaOH и затем переносят в банки с притертыми пробками. Выход око- ло 450 г. 2. Можно получать A1(NO3)3 9Н2О, сливая горячие растворы 130 г Al^SO^s в 600 мл воды и 140 г Ba(NO3)2 в 600 мл воды. Выпавший осадок BaSO4 отфильтровывают и фильтрат обрабатывают, как указано в методе 1. АЛЮМИНИЙ БРОМИСТЫЙ (БРОМИД АЛЮМИНИЯ) Aluminium bromatum Aluminium bromide Aluminium bromid А. Безводный А1Вг3 Мол. в. 266,73 Свойства AlBr3—бесцветные блестящие листочки моноклинической системы. Уд. в. в Расплавленном состоянии 2,745 г!слР. При 97° плавится в прозрачную (как °да) подвижную жидкость, кипящую при 260—270°. Дымит на воздухе. Рас- ворим в CS2 и ацетоне. При взаимодействии с водой происходит чрезвычайно и Реакция’ сопровождающаяся выделением большого количества тепла Разбрызгиванием реакционной массы. Метод ИРЕА (В. В. Полянский и И. И. Ангелов). 2*
20 Алюминий Требования к продажному реактиву По ВТУ № ЕУ-79—55 препарат ч. д. а. должен содержать не менее 99% чистый 98% А1Вг3. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в А1Вг3 различных ква лификаций: Примеси ч. д. а. ч. Железо (Fe) . . 0,003 0,005 Хлориды (С1) 0,2 0,3 Приготовление Операцию следует проводить под тягой, в защитных очках и резиновых перчатках. 2А1 + ЗВг2 = 2А1Вг3 В совершенно сухую колбу (из химически стойкого стекла) емкостью 1,5 л помещают 100 г алюминиевой стружки или гранулированного алюминия. Колбу закрывают пробкой, через которую проходят газоотводная трубка, заканчивающаяся хлор кальциевой трубкой, и капельная воронка, оттянутая на конце в капилляр. В капельную воронк}' помещают 250 мл (800 г) брома (чистый) и медленно приливают его по каплям к алюминиевой стружке. Первые капли брома вы зывают сильное местное разогревание. Когда в колбе образуется слой броми- стого алюминия, приливание брома можно ускорить, следя за тем, чтобы слой А1Вг3 оставался жидким (в противном случае колбу осторожно подогревают). Небольшое количество алюминия остается непрореагировавшим; это необхо димо для связывания всего брома. Полученный А1Вг3 перегоняют из сухой короткогорлой реторты в приемник, защищенный от влаги хлор кальциевой трубкой. Первую, окрашенную фрак- цию отбрасывают и добавляют ее к алюминиевой стружке при повторении синтеза. Следующую фракцию дестиллата, перегоняющуюся при 260—270°, со- бирают непосредственно в банку, предназначенную для хранения препарата, где она застывает в кристаллы. Банку закрывают хорошей пробкой и зали- вают парафином. Выход 715 а (80% по брому). Б. Кристаллогидрат А1Вг3-6Н2О Мол. в. 374,824 Свойства А1Вг3-6Н2О—бесцветные кристаллы, легко растворимые в воде. При на- гревании разлагается на А12О3, НВг и Н»О. Таблица б Относительные веса водных растворов А1Вг3 А1Вга % ,20 d4 А1Вга % 20 d4 А1Вг= % ,20 С14 1 1,0057 8 1,0619 16 1,1336 2 1,0138 10 1,0792 18 1,1528 4 1,0289 12 1,0969 20 1,1725 6 1,0451 14 1,1150 22 1,1928
Алюминий бромистый. Алюминия гидроокись 21 Приготовление Операцию проводят под тягой. В колбу на 5 л помещают 30 г зерненого алюминия и 3 л теплой (35—40°) воды, а затем осторожно прибавляют из капельной воронки 240 г брома (чистый). После того как реакция закончится и жидкость обесцветится, содержи- мое колбы фильтруют, фильтрат упаривают до сиропообразного состояния и оставляют для кристаллизации на несколько дней в эксикаторе над HgSOa или СаС1г- Розовато-коричневатые кристаллы (окрашены за счет частичного разло- жения соли) отсасывают и сушат иа пористой глиняной тарелке. Выход около 170 г (45% по брому). АЛЮМИНИЯ ГИДРООКИСЬ (ГИДРАТ ОКИСИ АЛЮМИНИЯ) Aluminium hydroxydatum Alumina hydrata, Argilia pura Aluminium hydroxide Aluminiumhydroxid Tonerdehydrat Al(0H)3 Мол. в. 78.004 Свойства А1(ОН)з—белый кристаллический порошок уд. в. 2,423, почти совер- шенно нерастворим в воде (при 20° насыщенный раствор содержит 1,5-10~4% А1[ОН]3). ПР*=),]-10—15 при 18°. Свежеосажденный А1(ОН)3, долго находив- шийся под водой, теряет способность растворяться в щелочах и кислотах. Подобное изменение наблюдается и при высушивании А1(ОН)3 при температу- ре выше 130°. Из раствора в КОН иногда выделяется А1(ОН)3 в виде мелких кристаллов. А1(ОН)3 имеет амфотерный характер и может вести себя как очень слабая кислота НА1О2 с константой диссоциации К=4,1-10~13 при 25°. Требования к продажному реактиву По ТУ МХП 2661—51 потери при прокаливании препарата ч. д. а. должны составлять 33%, препарата чистый—36,5%. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в А1(ОН)3 различных квалификаций: Примеси ч.д.а. ч. Хлориды (С1) 0,005 0,01 Сульфаты (SO4) 0,02 0,05 Железо (Fe) ... 0,002 0,005 Щелочные и щелочноземельные металлы (в виде сульфатов) ... . . 0,2 1,0 Кремнекислота (SiO2) 0,05 0,25 Приготовление ско ^РепаРат реактивных квалификаций можно получить как из техниче- °го сернокислого алюминия, так и из металлического алюминия. И. М. Коренман рКОХ. 20. 17 (1951)] считает более правильной величиной ПР=1-10—32.
22 Алюминий I. AI2(SO4)3 + 8NaOH = 2Na[Al(OH)4] + 3Na2SO4 2Na[Al(OH)4] + (NH4)2CO3 = 2A1(OH)3 + Na2CO3 ф- 2NH3 + 2HaO Готовят раствор 100 г A12(SO4)3-18H2O (техн.) в 150 мл дестиллирован- ной воды*, фильтруют, нагревают до 75—80° и приливают тонкой струей при перемешивании в горячий раствор 63 г NaOH в 150ллводы. Полученный рас- твор выдерживают при 70—80° в течение 20—30 мин. и фильтруют через двой- ной складчатый фильтр, добиваясь полной прозрачности фильтрата. Остав- шийся на фильтре осадок промывают 30—50 мл горячей дестиллированной воды. Фильтрат снова нагревают до 80—85°. Затем добавляют к нему профиль- трованный раствор 32—35 г (NH4)2CO3 (чистый) в 120 мл дестиллированной воды, предварительно насыщенный (в течение часа) СО2. Следует добиваться возможно более полного осаждения А1(ОН)3, но и избытка осадителя следует избегать, для чего раствор (NH4)2CO3 надо добавлять вначале быстро, тонкой струей, при постоянном перемешивании, а под конец порциями. Затем смесь нагревают еще 20 мин. при 80—85°, дают отстояться в течение часа, после чего раствор сливают, а осадок отсасывают, промывают три раза декантацией и, наконец, снова отсасывают и промывают 8—10 раз горячей дестиллированной водой до полного удаления SOJ (проба с ВаС12). Полученную пасту чистого А1(ОН)3 можно использовать для получения раз- личных солей алюминия. Если же требуется приготовить сухой А1(ОН)3, то пасту высушивают прн температуре не выше 110°. Выход около 18 г (около 90%). 2. 2А1 + 2NaOII + 6Н2О = 2Na[Al(OH)4] + ЗН2 Na[Al(OH)4] + HNO3 = А1(ОН)3 + NaNO3 ф- Н2О В фарфоровом стакане емкостью 2 л готовят** раствор 65 г NaOH (чистый) в 500 мл воды и к нему постепенно, небольшими порциями, добавляют 50 г стружек металлического алюминия. Жидкость сильно разогревается и бур- но вскипает вследствие выделения водорода. Операцию необходимо про- водить под тягой, вдали от огня. От брызг щелочи следует защитить глаза очками! По окончании реакции жидкость фильтруют, фильтрат разбавляют до 2 л и при перемешивании добавляют постепенно HNO3 уд. в. 1,185 до нейтраль- ной реакции (проба с метиловым красным). Расход HNO3 составляет около 275 мл. Выпавший осадок А1(ОН)3 отсасывают и промывают, как указано в методе 1. 3. Для получения*** коллоидного раствора А1(ОН)3 на дно стеклянного цилиндра емкостью 100—250 мл наливают 3—5 мл чистейшей ртути, туда же помещают полоску чистого алюминия (еще лучше — пучок проволоки диам. 0,1 мм) и прижимают ее ко дну стеклянной палочкой. В цилиндр наливают свежеперегнанную воду, прибор закрывают и оставляют в покое на 12—24 часа. По прошествии этого времени на дне выделяются хлопья А1(ОН)3, в то время как верхняя часть цилиндра занята почти прозрачным золем. При проведении опыта в первый раз золь может и не образоваться, выпа- дают только хлопья А1(ОН)3, увлекающие с собой все загрязнения. В этом слу- чае жидкость с осадком осторожно спивают и поверхность ртути промывают (декантацией) дестиллированной водой. Затем заливают новую порцию воды и оставляют на сутки. * Метод ИРЕА (Е. М. Малаховская). ** Метод ИРЕА (И. И. Ангелов, В. В. Полянский) *** К И. Шейд т, Ж.РФХО, 60. 617 (1928).
Алюминия окись 23 Полученный золь можно отфильтровать, но удобнее центрифугировать отобрать верхний, прозрачный слой центрифугата декантацией или с по- мощью пипетки. Концентрация золя 0,8—2,4 г/л. Размер частиц 20—340 р-р. Золь чувствителен к электролитам: сохранять его можно только в тщательно закрытом сосуде из высококачественного химически стойкого стекла. АЛЮМИНИЯ ОКИСЬ (ГЛИНОЗЕМ) Aluminium Alumina Aluminiumoxyd oxydatum Aluminium oxide Tonerde A12O8 Мол. в. 101,96 Свойства АКОз—белый порошок уд. в. 3,5—4,1, жадно поглощающий воду. Влаж- ный воздух, пропущенный через трубку с А12О3 (при 20°), по выходе содержит лишь 0,003 мг/л Н2О. Растворимость А12Оз в кислотах зависит ст температуры, при которой по- лучался препарат: сильно прокаленный практически не растворяется в мине- ральных кислотах и может быть переведен в раствор только сплавлением в тоикоизмельченном виде с КОН или KHSO4. Т. пл. 2050°. Т. кип. 2980°. Требования к продажному реактиву По ТУ МХП 2063—50 препарат ч. д. а. должен содержать не менее 98,5% АКОз, препарат чистый—ие менее 96%. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в AI2O3 различных ква- лификаций: Примеси ч.д.а. ч. Потери при прокаливании 1 2 Кремнекислота (SiO2) 0,1 0,25 Железо (Fe) ... 0,05 0,15 Соли щелочных металлов (в пересчете на Na2O) 0,1 0,2 Сульфаты (SO4) - 0,2 0,5 Хлориды (С1) . 0,05 0,1 Приготовление 1 • 2NH4A1(SO4)2 = A12Os + 2NHS + 4SO3 + Н2О Для получения препарата* квалификации ч. д. а. алюмоаммонийные квас- «ы (ч. д. а.) обезвоживают нагреванием в фарфоровой чашке при 100—200° До получения рыхлой пористой массы. Последнюю растирают, переносят в ти- гель и прокаливают сначала при 800°, а затем повышают температуру и выдер- гивают 4 часа при 1250—1300°. Еще лучше вести прокаливание в трубчатой печи с электрообогревом. Выход—10% от веса взятых квасцов. Если прокаливание проводить при температуре 1000°, то препарат не бу- дет отвечать квалификации ч. д. а., так как будет содержать 2,0—2,5% SO4 . Метод ИРЕА (И. И. Ангелов» С. И. Хаинсон).
24 Алюминий 2 . Можно также получить А12О3 прокаливанием А1(ОН)з соответствующей квалификации при 850—900° в течение 3 час. АЛЮМИНИЙ СЕРНИСТЫЙ (СУЛЬФИД АЛЮМИНИЯ) Aluminium Aluminium sulfide Aluminiumsulfid sulfuratum Al2Ss Мол. в. 150,16 Свойства AI2S3—желто-серая плотная масса уд. в. 2,37 с запахом Сероводорода. AI2S3, очищенный возгонкой, представляет собой белые иглы с т. пл. 1100°. При действии горячей воды происходит бурное выделение H2S, так как водой AI2S3 практически полностью разлагается на A1(OH)S и H2S. Требования к продажному препарату По ТУ МХП 3189—53 препарат квалификации чистый должен содержать не менее 60% A12Ss. Приготовление Опыт проводить в очках и перчатках. Смесь 1 вес. ч. порошка алюминия и 2 вес. ч. «серного цвета» помещают в объемистый тигель и зажигают при помощи ленты магния. Когда начнется бурная реакция (сопровождающаяся большим выделением тепла), тигель за- крывают крышкой н оставляют на несколько минут. Еще расплавленную мас- су выливают на железный лист, по охлаждении дробят на куски и помещают в плотно закрывающиеся банки. Препарат содержит примесь А1 и S, но при- годен для большинства целей. АЛЮМИНИЙ СЕРНОКИСЛЫЙ (СУЛЬФАТ АЛЮМИНИЯ) Aluminium Aluminium sulfate Aluminiumsulfat sulfuricum A12(SO4)3-18H2O Мол. в. 666,45 Свойства В чистом виде A12(SO4)s- 18Н2О образует белые гексагональные чешуйки или иглы уд. в. 1,62. Легко растворим в воде, очень трудно—в спирте. При на- гревании соль сильно вспучивается и превращается в губчатую массу. При красном калении разлагается с образованием SO3 и А12О3. Таблица 7 Растворимость А1г(5О4)з в воде «°C AI2(SO4)s % «°C AI2(SO4)s % «°C Al2(SO4)s % 0 23,8 30 28,8 60 37,1 10 25,1 40 31,4 80 42,2 20 26,6 50 34.3 100 47.1
Алюминий сернистый, сернокислый и хлористый 25 Таблица 8 Относит ел ьные веса водных растворов AI2(SO4)3 Al2(SO4)s % J9 Cl 4 AI2(SO4)3 % J9 «4 A12(SO4)3 % J9 €14 1 1,009 10 1,105 20 1,226 2 1,019 12 1,129 22 1,252 4 1,040 U 1,152 24 1,278 6 1,061 16 1,176 26 1,306 8 • 1,083 18 1,201 Требования к продажному реактиву Наибольшие количества допустимых примесей (%) в Al2(S04)s-18H2O различных квалификаций по ГОСТ НКТП 3758—47: Примеси ч.д. а. ч. Вещества, нерастворимые в воде 0,02 0,05 Хлориды (С1) 0,002 0,01 Аммонийные соли (NH4) . 0,005 0,02 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пе- ресчете на РЬ) 0,001 0,002 Железо (Fe) 0,003 0,01 Щелочные и щелочноземельные металлы (в виде сульфатов) . . ... .... 0,25 0,5 Пригото вление 1. 2А1(ОН)3 + 3H2SO4 + 12Н2О = AI2(SO4)3 • 18Н2О Постепенно прибавляют 100 г сухой А1(ОН)3 к раствору 189 г H2SO® (уд. в. 1,84) в 140 мл воды. Реакция протекает с сильным разогреванием. После окончания реакции и охлаждения образуется белая пористая масса A12(SO4)3-18H2O. Выход, около 425 г. 2. Для приготовления препарата в виде хорошо образованных кристаллов к кипящему раствору 36 мл H2SO4 (уд. в. 1,84) в 340 мл воды добавляют А1(ОН)3 до полного связывания H2SO4. (При добавлении к 3 мл раствора 0,5 мл I н. раствора Na2S2Os жидкость в течение 2 мин. должна оставаться прозрач- ной.) Затем раствор фильтруют, фильтрат упаривают до уд. в. 1,38 и охлаж- дают. Выпавшие кристаллы отсасывают. АЛЮМИНИЙ ХЛОРИСТЫЙ (ХЛОРИД АЛЮМИНИЯ) Aluminium chloratum Aluminium chloride Aluminiumchlor id А. Безводный I A1C13 Мол. в. 133,351 в о й с т в a А1С13—бесцветные прозрачные гексагональные таблички уд. в. 2,41. Пла- б„ТСя ПРИ ^90° (при 2,5 атм}. При кристаллизации расплавленного А1С13 на- юДается необыкновенно резкое уменьшение объема (почти вдвое) и падение ктР°проводности почти до нуля. При атмосферном давлении возгоняется,.
26 Алюминий не плавясь, при 183°. На воздухе притягивает влагу, частично гидролизуясь и выделяя НС1. Растворим в воде (с образованием АКЛз-бНзО), спирте и эфире с выделением значительного количества тепла. Приготовление 1. Препарат с содержанием А1С1з выше 9Q% можно получить из алюми- ния и хлора*. Всю операцию проводить под тягой\ В трехгорлую колбу 1 (рис. 3) стойкого стекла помещают слой стеклянной ваты высотой 2—3 см, остальной объем колбы заполняют алюминиевыми** стружками. Колбу нагревают до 100—200° и пускают ток сухого хлора (тяга\) Рис. 3. Прибор для получения безводного хлористого алюминия из алюминия и хлора: !—трехгорлая колба; 2—приемник; 3—форштосс; 4— стек- лянная палочка; 5—электронагревательная обмотка; 6—теп- лоизоляция из асбеста. через фарфоровую газоподводящую трубку. Реакция сопровождается сильным раскаливанием алюминия. Возгоняющийся А1С1з поступает через форштосс 3 в колбу-приемник 2, на отвод которого надета хлоркальциевая трубка. Во из- бежание закупорки форштосс обогревают (до 20(Т) и теплоизолируют. Кроме того, время от времени прочищают форштосс при помощи стеклянной палочки 4. Несмотря на эти предосторожности, форштосс может забиться возгоном AlCls и в приборе может возникнуть повышенное давление. Необходимо поэтому на линии подвода хлора установить гидравлический затвор. Иногда в результате сильного разогревания смеси при реакции реакцион- ная колба лопается. Однако установка может работать даже при небольшой трещине. Пробки прибора делаются из асбестового волокна. Препарат получается в виде светложелгой массы, содержащей 99,3% А1С13. • В. В. Корша к, Н. Н. Лебедев и С. Д. Фе д ос еев, ЖОХ 17 (3), •'-sl (1947). *• Вместо алюминия можно применять его сплавы (например, дюраль).
Алюминий хлористый 27 2. Примерно такого же качества получают А1С13 из алюминия и хлористого 3одор°Да 2А1 4- 6НС1 = 2А1С13 + ЗН2 В качестве реактора используют тугоплавкую трубку 1 для сжигания <пцс. 4) диам. 20—25 мм. Один, несколько оттянутый, конец трубки соединяют с промывными склянками 3, а другой—с приемником 2. Приемником может служить широкогорлая банка, снабженная трубкой диам. 10 мм для отвода избыточного ИС1 в тягу. В трубку 1 загружают от 10 до 40 г так называемой алюминиевой «крупы» (или стружек) и пропускают через аппарат довольно сильную струю сухого хлористого водорода, предварительно пропущенного для осушения через две склянки с H2SO4. Рис. 4. Прибор для получения безводного хлористого алюминия из алюминия и хлористого водорода: /—реактор (тугоплавкая трубка); 2—приемник; 3—промывные склян- ки с конц. H2SO4; 4—лист асбестового картона (теплоизоляция). Когда весь воздух из прибора будет вытеснен, трубку 1 нагревают (в трубчатой печи или с помощью газовых горелок) по всей длине, но не выше 600°, чтобы алюминий не сплавился При постепенном увеличении нагрева в приемник начинает возгоняться хлористый алюминий. Выступающую из печи часть реакционной трубки следует делать возможно короче, чтобы избежать оседания в ней А1С1з, иначе может произойти забивание трубки. Чтобы пробка приемника не обугливалась, между приемником н печью помещают толстый лист асбеста 4. После того как почти весь алюминий прореагирует, трубку для сжи- гания охлаждают в токе хлористого водорода и только по охлаждении вытес- няют НС1 сухим воздухом. 3. Иногда бывает необходимо очистить А1С13 (техн.) от примеси FeCI3. падежным методом* очистки является нагревание продукта с металлическим алюминием в запаянной трубке при 200° с последующей возгонкой продукта. При этом FeClg восстанавливается до Fe: FeCl3 t Al = A1C13 + Fe Работу следует вести осторожно, так как запаянные трубки могут разор наться. Недостатком метода является также его длительность**. Полученный тем или иным методом А1С13 тотчас же переносят в сухую ।°Рячую банку и плотно закрывают резиновой пробкой. Еще лучше сохранять Ч1з в запаянных ампулах. .1Д-И- Крягова. ЖОХ, 9, 1755 (1939). И д тг очистке А1С1з электролизом см. В. П. Котов, М. М. Константинов. Казарновский, ЖФХ, 4 (5), 745 (1933).
28 Алюминий Б. Кристаллогидрат Д1С13-6Н2О Мол. в. 241,45 t Свойства А1С13-6Н2О—белый кристаллический сильно гигроскопичный порошок. Хорошо растворим в воде. При нагревании разлагается, теряя одновремен- но Н2О и НС1. Таблица 10 Таблица У Относительные веса* Растворимость А1С13 в воде водных растворов А1С1з /°C AlClg У» ГС AlClg % AlClg % J9 04 А1С1В % 19 «4 0 31,03 60 31 ,73 5 1,0433 25 1,2391 20 40 31,36 31,63 80 32,32 10 15 20 1,0888 1,1374 1,1887 30 31,21 1,3016 1,3184 Требования к продажному реактиву По ГОСТ 3759—47 реактивный препарат должен содержать не менее 90% А1С13-6Н2О. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в A1C1S-6H2O различ- ных квалификаций: Примеси ч.д.а. ч. Вещества, нерастворимые в воде 0,025 0,05 Сульфаты (SO4) .... . . 0,01 0,03 Аммонийные соли (NH4) . ......... 0,002 0,005 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пе- ресчете на РЬ) .................... 0,001 0,002 Железо (Fe) ... .............. 0,002 0,005 Щелочные и щелочноземельные металлы (в виде сульфатов) ... . . 0,2 0,5 Кремнекислота (SiO2) 0,05 0,2 Приготовление А1(ОН)3 + ЗНС1 + ЗН2О = А1С13-6Н2О К раствору 750 мл соляной кислоты (уд. в. 1,19) в 200 мл воды, нагретому в фарфоровой чашке до 70°, добавляют при размешивании 260 г сухой Al(OH)s и постепенно повышают температуру до 110—115°. При этом протекает бурная реакция и большая часть А1(ОН)з растворяется. Нагревание при этой темпера- туре продолжают до тех пор, пока раствор не будет показывать нейтральную реакцию на конго красный. К полученному раствору добавляют 400 мл воды, дают отстояться, фильтруют, а затем фильтрат упаривают иа водяной (или масляной) бане до получения кристаллической кашицы. По охлаждении кри- сталлы отсасывают и промывают 2—3 раза небольшими порциями холодной дестиллированной воды. Получается около 600 г препарата ч. или ч. д. а. М. М. Константинов и И. Л. Казарновский. 7КФХ, 4 (5). /42 (1933).
Аммиак 29 АММИАК Ammonia Ammoniak Ammoniak NHS Мол. в. 17,032 Двойства [<rpj3_бесцветный газ с сильным характерным запахом (в совершенно чи- том виде обладает острым запахом, мало похожим на запах обычного аммиака). 1 л NHs весит при нормальных условиях 0,7708 г. Плотность по воздуху 0,5962. ______11,1°, т. кип. —33,4°. При комнатной температуре может быть переведен в жидкое состояние при давлении 6—7 ат. Уд. в. жидкого NH3 при 0° равен 0,638. В атмосфере кислорода аммиак горит зеленоватым пламенем, образуя азот и воду. Смесь 4 об. NH3 и 3 об. О3 сильно взрывает при зажигании. Аммиак очень хорошо растворим в воде с большим выделением тепла. В значительном количестве NH3 растворяется в этиловом спирте и других спиртах. Таблица 11 Рас творимость NHS в воде в зависимости от температуры при нормальном давлении Г’С NH3 г в 1 г воды NH3 об. в 1 об. воды ГС NH3 г в 1 г воды NH3 об. в 1 об. воды ГС NHS г в 1 г воды 0 0,875 1176 20 0,526 702 40 0,307 2 0,833 22 0,499 42 0,290 4 0,792 1047 24 0,474 639 44 0,275 6 0,751 26 0,449 46 0,259 8 0,713 947 28 0,426 586 48 0,244 К) 0,679 30 0,403 50 0,229 12 0,645 857 32 0,382 52 0,214 14 0,612 34 0,362 54 0,200 16 0,582 775 36 0,343 56 0,186 18 0,554 38 0,324 Таблица 12 Относительные веса водных растворов NH3 при 15° J5 d15 NH3 % NH3 0 в 1 л раствора Поправка на ± 1° 15 «15 NH3 % NH3 г в 1 л раствора Поправка на ± 1° 1,000 0,00 0,0 0,00018 0,980 4,80 47,0 0,00023 0,998 0,45 4,5 0,00018 0,978 5,30 51,8 0,00023 0,996 0,91 9,1 0,00019 0,976 5,80 56,6 0,00024 0,994 1,37 13,6 0,00019 0,974 6,30 61,4 0,00024 0,992 1,84 18,2 0,00020 0,972 6,80 66,1 0,00025 0,990 2,31 22,9 0,00020 0,970 7,31 70,9 0,00025 0,988 2,80 27,7 0,00021 0,968 7,82 75,7 0,00126 0,986 3,30 32,5 0,00021 0,966 8,33 80,5 0,00026 0,984 3,80 37,4 0,00022 0,964 8,84 85,2 0,00027 0,982 4,30 42,2 0,00022 0,962 9.35 89,9 0,00028
30 Аммиак Продолжение табл. 12 .15 d15 . NH3 % NHg г в 1 л раствора Поправка на ±1° я15 d15 NH3 % NH3 г на 1 л раствора Поправка на ± 1° 0,960 9,91 95,1 0,00029 0,920 21,75 200,1 0,00047 0,958 10,47 100,3 0,00030 0,918 22,39 205,6 0,00048 0,956 11,03 105,4 0,00031 0,916 23,03 210,9 0,00049 0,954 11,60 110,7 0,00032 0,914 23,68 216,3 0,00050 0,952 12,17 115,9 0,00033 0,912 24,33 221 ,9 0,00051 0,950 12,74 121,0 0,00034 0,910 24,99 227,4 0,00052 0,948 13,31 126,2 0,00035 0,908 25,65 232,9 0,00053 0,946 13,88 131,3 0,00036 0,906 26,31 238,3 0,00054 0,944 14,46 136,5 0,00037 0,904 26,98 243,9 0,00055 0,942 15,04 141,7 0,00038 0,902 27.65 249,4 0.00056 0,940 15,63 146,9 0,00039 0,900 28,33 255,0 0,00057 0,938 16,22 152,1 0,00040 0,898 29,01 260,5 0,00058 0,936 16,82 157,4 0,00041 0,896 29,69 266,0 0,00059 0,934 17,42 162,7 0,00041 0,894 30,37 271,5 0,00060 0,932 18,03 168,0 0,00042 0,892 31,05 277,0 0,00060 0,930 18,64 173,4 0,00042 0,890 31,75 282,6 0,00061 0,928 19,25 178,8 0,00043 0,888 32,50 288,6 0,00062 0,926 19,87 184,2 0,00044 0,886 33,25 294,6 0,00063 0,924 20,49 189,3 0,00045 0,884 34,10 301,4 0,00064 0,922 ' 21,12 194,7 0,00046 0,882 34,95 308,3 0,00065 Таблица 13 Растворимость NH3 вводе (количество г NH3 в 1 мл воды при 0° в зависимости от давления, мм рт. ст.) Давление NH3 а Давление NH3 а Давление NH3 г Давление NH3 2 0 0,000 228 0,515 684 0,968 1140 1,526 38 0,175 304 0,607 760 1,037 1216 1,645 76 0,275 380 0,690 836 1,117 1292 1,779 114 0,351 456 0,768 912 1,208 1368 1,906 152 0,411 532 0,840 988 1,310 1444 2,046 190 0,465 А.608 0,906 1064 1,415 1520 2,195 А. Газообразный аммиак Приготовление 1. Газообразный NH3 удобнее всего получать из технического концентри рованного водного аммиака путем медленного нагревания. При этом получает ся ровная и сильная струя газа. Аппарат* для получения большого количества NH3 изображен на рис. 5 Железный резервуар 1 делают из куска трубы выс. 11 см и диам. 9 см, к которо) приваривают дно и верхнюю крышку с тремя горловинами. В горловины встав М. А. Попов, ЖПХ, 11, 1238 (1938).
Аммиак 31 NH3 ВлЗнЬ/й ам/чиан термометр 7, доходящий почти до диа, обратный холодильник 2 и стек- "|Я hVK> трубку 3, служащую для наблюдения за скоростью подачи водного ЛЯНцака из бутыли (на чертеже не изображена). Скорость регулируется вин- аММыМ зажимом 4. Сбоку аппарата имеется водомерное т0В.„, 4 а внизу отвод, снабженный зажимом 6. резервуар 1 наполовину заполняют водой и ягревают до 98°. Открывая зажим 4, прибавляют о каплям водный аммиак так, чтобы NH3 выделялся % аппарата с требуемой скоростью. Зажим 6 при этом приоткрывают настолько, чтобы уровень жид- кости в резервуаре оставался постоянным. Выделяю- щийся аммиак проходит через склянку Тищенко с дестиллированной водой и затем осушается в ко- лонке с твердым КОН. Отрегулированный прибор может работать часами, причем в отходящей жид- кости остается не более 2% NHS. Для обеспечения равномерной работы аппарата полезно покрыть ре- зервуар слоем асбеста. 2. Если нужно получить NHg без примеси пи- ридиновых оснований, то к исходному водному аммиаку прибавляют 1% КМпОа и полученную мутную жидкость, не отфильтровывая осадка, ис- пользуют дпя получения NH3 по способу I. NH3, свободный от пиридиновых оснований, мож- но получить иначе. Водный аммиак предварительно нейтрализуют чистой соляной кислотой и выпари- вают полученный раствор Nf 14С1 До начала выделе- ния кристаллов, а затем добавляют 10% по объем}' HNO3 (уд. в. 1,14) и кипятят смесь до прекращения выделения хлора. Раствор охлаждают, выпавшие кристаллы отсасывают, растворяют в мин-имальном количестве воды, вновь добавляют 10% по объему HNO3 (уд. в 1,4) и кипятят до исчезновения запаха хлора. Раствор выпаривают, и полученный NH4CI разлагают по способу 3. 3. Смешивают в колбе 5 вес. ч. измельченного NH4CI с 7 вес. ч. технической свежегашеной из- вести. К смеси добавляют 10 вес. ч. воды и хорошо перемешивают. При нагревании колбы на песчаной бане получается равномерная струя газа, который затем промывается в склянке Тищенко небольшим количеством воды и осушается твердым КОН. Вместо NH4CI можно употреблять (NH4)2SO4, а вместо Са(ОН)2—КОН или NaOH. 4. Очистить аммиак от кислорода можно по способу, описанному на СТР- 14 (Азот, п. 4). Рис. 5. Аппарат По- пова для получения аммиака: 1—железный резервуар; 2—обратный холодиль- ник; 3—стеклянная труб- ка для наблюдения за скоростью подачи водно- го аммиака; 4—винто- вой зажим; 5—водомер- ное стекло; 6—отводная трубка с зажимом; 7— термометр. Б. Водный раствор аммиака (водный аммиак, гидрат окиси аммония, гидроокись аммония, нашатырный спирт) Свойства Водный раствор аммиака представляет собой бесцветную жидкость легче ОДы с характерным запахом аммиака и сильнощелочной реакцией. Константа ™*сс°циации К’ЩОН К=1,8!0~5. При нагревании до кипения весь аммиак Является в виде газа.
32 Аммиак Раствор NHs ведет себя во всех отношениях, как раствор гидрата окиси аммония NH40H, но попытки получить это соединение в чистом виде, при обыч- ной температуре, не увенчались успехом. Однако исследование кривой плавкости системы НаО—NHs указало па существование соединений 2NHSH2O или (NH4)jO— окиси аммония с т. пл. —78,9° и NHs-H2O (или NH4OH)—гидрата окиси аммония с т. пл.—79°, кри- сталлизующихся в бесцветных кристаллах. Требования к продажному реактиву По ГОСТ 3760—47 водный аммиак ч. д. а. должен содержать от 25 до 27% NHS. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в NH4OH ч. д. а. Тяжелые металлы серово- 0,003 дородной группы (в пе- Остаток после прокалива- ния ................. Углекислые соли (СО3) Хлориды (С1) ... Сера общая (в пересчете на SO4) 0,002 ресчете на РЬ) . . 0,0001 0,0001 Железо (Fe) . . 0,00002 Кальций (Са) 0,0001 0,0003 Магний (Mg) . 0,0001 Кроме того, препарат должен выдерживать следующее испытание на со- держание веществ, восстанавливающих КМпО&. К 3 мл препарата прибавляют 5 мл воды, 40 мл H2SO4 (х. ч.) уд. в. 1,11 и 2 капли 0,1 н. КМпО4. Раствор нагревают до кипения и выдерживают при этой температуре 5 мин. По сравнению с водой испытуемый раствор должен иметь заметное розовое окрашивание. Приготовление 1. Газообразный аммиак пропускают через дестиллированную иоду, хо- рошо охлаждаемую льдом. Аммиак хорошо растворим в воде, вследствие чего раствор может засосать в газоподводящую трубку. Поэтому поглощение целе- сообразно вести в склянке Тищенко и разъединять прибор как только пре- кратится подача газа. При употреблении в качестве исходного продукта для получения газооб- разного NHs технического сернокислого аммония получающийся водный аммиак всегда содержит пиридин. 2. Для приготовления водного раствора аммиака, не содержащего угле кислоты*, в колбу емкостью 1 л, снабженную холодильником, помещают 500 мл концентрированного раствора NH4OH, добавляют около 10 г свежега- шенон извести, закрывают холодильник трубкой с натронной известью и дают смеси стоять в течение суток, часто помешивая. Отдельно готовят 300—400 мл воды, не содержащей СО2, для чего свеже- прокипяченную дестиллированную воду охлаждают продуванием воздуха Для освобождения от СОз воздух предварительно пропускают через концентри- рованный раствор КОН и через колонку с натронной известью. Колбу с NH4OH ставят на водяную баню так, чтобы холодильник был на- правлен косо вверх, и соединяют верхний конец холодильника с приемником— колбой, содержащей 300—400 мл воды, свободной от СО2. При нагревании на водяной бане аммиак переходит в приемник и здесь полностью поглощается водой. Ф. П. Тредвелл, Аналигическач химия, i. II, I ч., (66 (1935).
Аммоний азотистокислый 33 АММОНИЙ АЗОТИСТОКИСЛЫЙ (НИТРИТ АММОНИЯ) Ammonium nitrosum Ammonium nitrite Ammoniumnitrit Salpetrigsaures Ammonium NH4NO2 Мол. в. 64,048 Свойства NH4NO2—мелкие призматические бледножелтые кристаллы уд. в. 1,69 При хранении, особенно в теплом месте, соль постепенно разлагается на азот и воду NH4NO2 = Ns + 2Н2О поэтому NH4NO2 нельзя хранить в плотно закрытых сосудах. Концентрированный водный раствор разлагается значительно быстрее cvxoii соли, особенно при температуре выше 33°. Сухая соль при нагревании на водяной бане несколько мгновений остается без изменений, затем при 60— 70° взрывает с большой силой. NH4NOs хорошо растворим в воде, метиловом й этиловом спиртах; плохо растворим в эфире. Таблица 14 Растворимость NH4NO2 вводе Г NH4NOa % NH.NO.. % —11,15 + 1,4 50,05 56 19,15 33,45 64,3 75,0 Приготовление Для приготовления водного раствора NH4NO2 смешивают теплые (40— 15°) растворы 70,5 г NH4C1O4 в 200 мл воды и 57 г KNO2 в 100 мл воды. NH4C1O4 + KNOs = КС1О4 + NH4NO2 Смесь быстро охлаждают холодной водой и оставляют на сутки. Раствор Декантируют с осадка труднорастворимого КСЮ» и сохраняют в’ темном и хо- лодном месте. Концентрация полученного раствора около 2 н. Испытания 1. Содержание NH4NO2- 25 мл раствора, полученного по описанной ме додике, разбавляют до 200 мл и полученным разбавленным раствором NH4NOs итруют смесь 5о мл о,1 н. КМпО4, 25 мл воды и 10 мл HsSO4 (уд. в. 1,84) 1 лм КМпО4=0,003202 г NH4NO2. Реакц'н^0^62 Раств0Ра Должна иметь нейтральную или очень слабо щелочную _ 3- Нелетучий остаток. 20 лгл раствора выпаривают во взвешенной чашке О 015°/’ остаток прокаливают и взвешивают. Вес остатка не должен превышать испь? Хлориды, сульфаты и барий. Отдельные порции раствора (по 5 лл) но пТЬ1вают соответственно растворами AgNO2, ВаС12 и H2SO4. причем не долж роисходить помутнения раствора. Чистыр химические реактивы
г 34 Аммоний АММОНИЙ АЗОТНОКИСЛЫЙ (НИТРАТ АММОНИЯ) Ammonium nitricum Ammonium nitrate Ammoniumnitrat Salpetersaures Ammonium NH4NO3 Мол. в. 80,048 Свойства NH4NO3—бесцветные прозрачные шестигранные призмы уд. в. 1,73, т. пл. 169,6°. При осторожном нагревании при 190° и выше разлагается на воду и за- кись азота (быстрое нагревание может повести к взрыву). Соль хорошо рас- творяется в воде с поглощением большого количества тепла (при смешивании 1 вес. ч. соли с 1 вес. ч. воды при 15° температура смеси падает до —10°). Рас- творим в спирте (4% при 20°). Так как препарат гигроскопичен, его сле- дует сохранять в банках с притертыми пробками. Таблица 15 Растворимость NH4NO^ в воде и относительные веса насыщенных растворов ГС NH4NO3 % 4° ГС NH4NO3 % 4° 0 54,2 80 85,9 1,3940 20 63,9 1,3115 90 88,1 30 70,8 100 91,0 1,4145 40 74,8 1,3415 120 94,7 1,4260 50 78,0 140 97,4 1.4320 60 80,2 1,3519 70 83,7 Таблица 1S Относите льные веса растворов NH4NO3 NH.1NO3 % .20 d4 nh4no8 % ,20 «4 NH/NOg % 4° 1 1,0023 14 1,0567 28 1,1186 2 1,0064 16 1,0653 30 1,1277 4 1,0147 18 1,0740 35 1,1512 6 1,0280 20 1,0828 40 1,1754 8 1,0313 22 1,0916 45 1,2003 10 1,0397 24 1,1005 50 1,2258 12 1,0482 26 1,1095 55 1,2520 | Требования к продажному реактиву По ГОСТ 376!—47 препараты всех квалификаций должны содержать не менее 98% NH«NOs.
Аммоний авотнокислый и бромистый 35 Наибольшие количества допустимых примесей (%) в NH4NO3 различных квалификаций: Примеси X. ч. ч. 0. а. ч. Вещества, нерастворимые в воде 0 002 0,005 0,01 Нелетучий остаток ..... 0,005 0,02 0,06 Фосфаты (РОД 0,0005 0,001 0,002 Хлориды (С1) 0,0005 0,002 0,004 Сульфаты (SO4) 0,005 0,02 0,04 Роданиды (CNS) ... .... 0,001 0,005 0,01 Мышьяк (As) . . 0,00001 0,00005 0,0001 Тяжелые металлы сероводородной груп- пы (в пересчете на РЬ) ...... 0,0003 0,0005 0,001 Железо (Ге) .... 0,0001 0,0002 0,001 Нитриты (NO2) . . . . . 0,0005 0,0005 0,001 «роме 'ого, препарат должен выдерживать следующие испытания. 1. Органические вещества. Навеску 1 ±0,01 г препарата растворяют в 5 мл х. ч. HNOs уд. в. 1,4 и выпаривают досуха в фарфоровой чашке на водя- ной бане под тягой. Полученный остаток должен быть чисто белого цвета. 2. Реакция водного раствора. Навеску 5±0,01 г препарата растворяют в 50 мл свежепрокппяченной охлажденной воды; к раствору прибавляют 1 кап- лю 2% кого спиртового раствора метилового красного; появившаяся красная окраска должна переходить в желтую при добавлении 0,01 н. раствора NaOH в количестве не более: к препарату х. ч. и ч. д. а.................... 2 мл к препарату ч. ............................... 4 мл Приготовление 1. Препарат квалификации х. ч. или ч. д. а. можно получить нейтрализа- цией азотной кислоты аммиаком. К раствору 45 мл HNOs (уд. в. 1,4) квалификация х. ч. или ч. д. а. в 60 мл воды добавляют понемногу NH4OH (чистый уд. в. 0,91) до ясно ощутимого запаха NH3 (около 58 мл). Раствор нагревают, фильтруют, упаривают фильтрат на водяной бане до образования тонкой пленки кристаллов и охлаждают льдом. Выпавшие кристаллы помещают на воронку, дают стечь маточному рас- твору и сушат препарат при 40—50°. Выход около 30 г (60%). Упариванием и кристаллизацией маточника можно получить еще некоторое количество пре- парата. 2. Реактивный NH4NO3 можно получить очисткой технического продукта. Для этого растворяют 200 г последнего в 100 мл воды при 80—90°, добавляют •0 г ВаСОз и нагревают смесь почти до кипения в течение двух часов до пол- ного осаждения чатый фильтр; сульфатов и железа. Горячий раствор фильтруют через склад,- дальнейшие операции проводят, как указано прн методе 1. АММОНИЙ БРОМИСТЫЙ (БРОМИД АММОНИЯ) Ammonium bromatum Ammonium bromide Ammoniumbromid A NHJBr Мол. в. 97,956 Свой сГт в а На NH4Br—бесцветные призматические кристаллы уд. в. 2,327. На свету и и Возлухе устойчив лишь в чистом состоянии. При нагревании разлагается. ко Растворим в воде, мало растворим ь спирте.
36 Аммоний Таблица 17 Растворимость NH4Br в в о д ё ГС NH4Br % t°C NH4Br % t°C NH,Br % -17 32,1 25 43,9 55 50,4 0 37,3 30 44,8 75 53,6 10 39,8 40 47,3 100 57,4 15 41,1 50 48,5 Таблица 18 Относительные веса водных растворов NH4Br NH4Br % 16 d4 NHjBr % 18 «4 NH4Br % 18 d4 1 1,0043 8 1.0451 22 1,1352 2 1.0100 10 1,0572 26 1,1635 4 1,0215 14 1,0822 30 1,1933 6 1,0332 18 1,1081 34 1,2247 Требования к продажному реактиву По ГОСТ 4454—48 препарат должен содержать не Наибольшие количества допустимых примесей (%) квалификаций: Примеси х. ч. Вещества, нерастворимые в воде 0,002 Нелетучий остаток....................... 0,01 Сульфаты (SO4)........................ 0,005 Хлориды (С1)................ ... 0,05 Йодиды (J).................... . . 0,02 Железо (Fe)............................. 0.0002 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пересчете на РЬ)......................... 0,0005 Кислотность (в пересчете на НВг) . . 0.01 менее 96,5% NH«Br. в NH4Br различных 4. d. a. 0,005 0,01 0,05 0,2 0,01 0,02 0.2 0,8 0,05 0,1 0,0005 0.001 0,0005 0,001 0,03 0,05 Приготовление 1. Препарат реактивной чистоты можно получить из технического бромно- го железа. FeBrs + ЗКН4ОН = 3NH4Br + Fe(OH)3 Для этого к раствору 600 г технического 62%-ного бромного железа в !50 мл горячей воды добавляют 50—70 мл водного аммиака (уд. в. 0,91). Смесь на- гревают до кипения, прибавляют раствор 0,5 г Ва(ОН)2 в 5 мл воды и провей ряют полноту удаления сульфатов (отфильтрованная проба раствора при до- бавлении НС1 уд. в. 1,12 и 5%-кого ВаСК может давать лишь слабую опалес- ценцию). Дают жидкости отстояться, фильтруют, промывают осадок 2—3 раза водой и упаривают фильтрат на водяной бане до уд. в. 1.20—1,26 (при SO0)-
Аммоний бромистый 37 раствор охлаждают до 40—45° и добавляют к нему водный аммиак до слабо- ,елочной реакции на фенолфталеин, а затем 0,5 мл 30%-ной Н2О2. Проверяют 1ЯоЛНоту осаждения железа: 5 мл профильтрованного раствора не должны да- п ть сйнего окрашивания ни с K4Fe(CN)6, ни с КзРе(СМ)6. Если в растворе ®исутствует Са++ [обнаруживаемый качественной пробой с (NEUJ^OjJ, то добавляют 10 мл 10%-ного раствора (КН^гСОз- Добавляя к пробе раствора (NHahS, убеждаются в отсутствии тяжелых металлов; в случае их обнаруже- ния приливают ко всему раствору 1 мл (NHi)2S и тщательно перемешивают. Затем добавляют к раствору 1,5—2 г активированного угля, размешивают и через 30—40 мин. фильтруют. Н Прозрачный фильтрат упаривают до тех пор, пока над слоем выпавших кристаллов не останется лишь небольшой слой жидкости. Смесь охлаждают, отсасывают кристаллы, промывают их. 5 мл дестиллированиой воды, сушат 2 часа при 100—110°, растирают и помещают в плотно закрывающиеся банки. Выход около 300 a NHjBr (ч. д. о.) (80%). Если к препарату не предъявляется требований, ограничивающих содержание в нем Са, тяжелых металлов и суль- фатов, то методику можно сильно упростить, исключив операции, связанные с очисткой от SO4 , Са++ и ионов тяжелых металлов. 2. Препарат такой же квалификации, что и в предыдущем способе, можно получить из аммиака и брома. 8NH4OH + ЗВг2 = 6МН4Вг -I- N2 + 8Н2О В двухлитровую колбу 1 (рис. б), находящуюся'в баке’с'холо.тпой водой и снабженную капельной воронкой 2 и отводной трубкой <?, наливают 570— 580 мл 20%-ного NHjOH (чистый, уд. в. 0,923). Трубку 3 соединяют с промывной склянкой 4, напол- ненной водой, и из капельной воронки начинают медленно при- капывать бром (350 al. Попадание в раствор каждой капли брома со- провождается шипением, причем колба наполняется туманом бро- мистого аммония, часть которого вместе с аммиаком увлекается вы- деляющимся азотом в промывную склянку 4. По окончании приливания брома жидкость должна иметь сильнощелочную реакцию, в про- тивном случае добавляют еще NH4OH. Избыток брома недопу- стим, так как при этом образуется взРЫвчатый бромистый азот. Со- держимое промывной склянки 4 переливают в колбу 1 и дают Раствору стоять 2—3 суток. Если при этом образуются кристаллы, то их растворяют, прибавляя немного °ды. Надо следить за тем, чтобы жидкость была прозрачна и содержала из- быточный аммиак. Такая выдержка необходима для того, чтобы достигнуть полного разло- жения, образующегося в некотором количестве бесцветного комплекса брома бромистым аммонием, который с аммиаком реагирует только медленно. Реак- ию считают законченной, когда проба раствора при подкислении H2SO4 Рестанет окрашиваться в желтый цвет. Раствор фильтруют, упаривают на Рис. 6. Прибор для получения бро- мистого аммония: 1 — реактор (круглодонная колба); 2—ка- пельная воронка; 3—отводная трубка; 4 — промывная склянка.
38 Аммоний водяной бане до тех пор, пока над слоем выпавших кристаллов не останется лишь немного жидкости, охлаждают и отсасывают кристаллы. 3. Можно получить NH4Br, добавляя осторожно избыток NH4OH к чистой НВг и упаривая раствор до кристаллизации. АММОНИЙ ВАНАДИЕВОКИСЛЫЙ (МЕТА) (МЕТАВАНАДАТ АММОНИЯ] Ammonium vanadicum Ammonium vanadate Ammoniumvanadat (meta) NH4VO;, Мол в. 116.99 Свойства NH4VO3—белые нчи слабожелтоватые кристаллы, мало растворимые в воде и спирте. Растворимость в воде 0,65% при 18‘ и 6,3% при 70°. Водные растворы NH4VO3 быстро желтеют. При нагревании в вакууме начинает раз- лагаться уже при 135°, выше 210° образуются низшие окислы ванадия. При про- каливании на воздухе переходит в ванадиевый ангидрид VzOj-NHtVOa (ядовит). Требования к продажному реактиву По ТУ МХП 124—49 препарат ч д. а. должен содержать не менее 99% NH4VO3, а препарат чистый—не менее 98%. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в NH4VO3 различных квалификаций: Примеси ч.д.а. ч. Вещества, нерастворимые в воде 0,02 0,05 Хлориды (С1) 0,02 0,05 Сульфаты (SO4)................................. 0,02 0,05 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пере- счете на РЬ) ................................. 0,005 0,05 Щелочные и щелочноземельные металлы (в виде сульфатов) ............................... ... 0,3 0,5 Кроме того, препарат должен выдерживать следующее испытание. 2,3 г препа- рата взвешивают с точностью до 0,01 г, растворяют в 500 мл горячей воды, при- бавляют 20 мл HNO3 (уд. в. 1,15) и разбавляют водой до 1 л (раствор А). 10 г молибденовокислого аммония ч. д. а. растворяют в 100 мл воды и отфильтровы- вают от нерастворившихся примесей (раствор Б). В коническую колбочку бе. рут 50 мл воды, прибавляют 10 мл расгвора А и 0,3 мл 0,01 н. раствора Н3РО4 (содержит 0,1 мг POJ ). В другую такую же колбочку берут только 50 мл воды и 10 мл раствора А. Затем в обе колбочки прибавляют по 10 мл раствора Б. Через 2—3 мин. окраска во второй (контрольной) колбочке должна быть заметно слабее, чем в первой- Приготовление Технический препарат обычно содержит примесь солей щелочных метал- лов, алюминия, хрома, меди и др. Для очистки растворяют 100 г NH4VO3 в смеси 1500 мл воды и 60 мл NH4OH (ч. д. а., уд. в. 0,91), при нагревании до 60—70° добавляют 2 г активированного угля, дают постоять 30 мин. и филь- труют через складчатый фильтр. К фильтрату добавляют 150 г NH4NO3 (ч. д. а.), выпавший осадок NEUVOs отсасывают, промывают 300 мл дестиллированной воды и затем небольшим ко- личеством спирта. Препарат сушат при температуре не выше 20—25". Выход около 70 г препарата квалификации ч. д. а.
Аммоний ванадиевокислый, виннокислый и виннокислый кислый 39 АММОНИЙ ВИННОКИСЛЫЙ (ТАРТРАТ АММОНИЯ) Ammonium tartaricum Ammonium tartrate Ammoniumtartrat (NH4)2C4H4O6 Мол. в. 184,156 Свойства (NH^sQHiOe—белые кристаллы моноклинической системы. Уд. в. 1,60. Хорошо растворим в воде. При лежании на воздухе постепенно теряет NHS. переходя в NH4HC4II4O6. Водные растворы плесневеют при хранении. Таблица 19 Относительные веса водных растворов (NH4)2H,C1O„ % Л8 «4 (NH^HAQ, % л18 d4 0,6 1,0020 9,2 1,0411 1,15 1,0045 18,4 1,0802 2,3 1,0099 35,8 1.1545 4,6 1,0209 Требования к продажному реактиву По ГОСТ 4951—51 препарат ч. д. а. должен содержать не менее 99% (NH4)2C4H4O6, а препарат чистый—не менее 98%. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в (NH4)2C4H4O6, различных квалификаций: Примеси ч. д. а. ч. Вещества, нерастворимые в воде . 0,005 0,01 Остаток после прокаливания 0,02 0,05 Хлориды (С1).............................. 0,002 0,005 Сульфаты (SOj)............................ 0,01 0,02 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пе- ресчете на РЬ).......................- . . 0,0005 0,001 Железо (Fe)................ 0,0005 0,001 Приготовление Растворяют 90 г винной кислоты НгС4Н4Ов (чистой) в 100 мл дестиллиро ванной воды при 50—60°. К раствору постепенно добавляют (NHaJaCOs (ч. д. а.) До слабощелочной реакции на фенолфталеин (около 115 а). Кипятят 20— 30 мин., упаривают на водяной бане до появления кристаллической пленки, затем быстро фильтруют и фильтрат охлаждают. Выпавшие кристаллы отса- сывают и сушат при 40е. Выход около 85 г (80%) препарата реактивной чистоты. АММОНИЙ ВИННОКИСЛЫЙ КИСЛЫЙ (БИТАРТРАТ АММОНИЯ) Ammonium bitartaricum Ammonium bitartrate Ammoniumbitartrat NH4HC4H4Oc Мол. в. 167,124 Свойства NH4HC4H4O6—бесцветные ромбические кристаллы. Ул. в. 1,68. Мало рас т«орим в воде (2% при 20°).
40 Аммоний Требования к продажному реактиву По ГОСТ 5537—51 препарат ч. д. а. должен содержать не менее 99,5% (NH4)HC4H4Oe, а препарат чистый—не менее 99%. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в (NH4)HC4H4Oe раз- личных квалификаций: Примеси ч. 0. а. ч. Вещества, нерастворимые в соляной кислоте 0,005 0,01 Остаток после прокаливания .......... . 0,05 0,15 Хлориды (С!)........................... 0,001 0,002 Сульфаты (SO4) . . ... 0,005 0,01 Фосфаты (РО4).................................. 0,005 0,01 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пересчете на РЬ)............................... 0,001 0,002 Железо (Fe) ... 0,001 0,002 Приготовление Сначала готовят раствор виннокислого аммония, как указано выше (стр. 39). Фильтрат, содержащий (NH4)2C4H4Oe, не охлаждая, разбавляют 80 мл горячей воды. К полученному раствору приливают тонкой струей при перемешивании теплый (40—50°) раствор 90 г винной кислоты в 270 мл воды. Сразу же начинает выпадать белый кристаллический осадок NH4HC4H4O6. После охлаждения осадок отсасывают, промывают 150 мл холодной дестилли- рованной воды и высушивают при комнатной температуре, изредка перемеши- вая. Выход 150—160 г (75—80%) препарата реактивной чистоты. АММОНИЙ ВОЛЬФРАМОВОКИСЛЫЙ (ПАРАВОЛЬФРАМАТ АММОНИЯ) Ammonium wolframicum Ammonium tungstate Ammoniumparawolframat (NH4)eHe [H2(WO4)e] . H2O Мол. в. 1602,79 Свойства (NH4)8H5 [H2(WO4)e]-II2O—бесцветные моноклинические призмы. Рас- творим в воде. При нагревании разлагается; потеря аммиака начинается уже при 60° Таблица 20 Растворимость паравольфрамата аммония в воде t°c (NH,)5Hr,[H2(WO1)e] % t°c (NH«)5H5|H2(WO1)e) % 17 1,06 49 4,34 25 1,59 62 6,14 35 2,42 70 7,97 Требования к продажному реактиву По ТУ МХП 2076—49 препарат ч. д. а. и чистый должен содержать не менее 85% и не более 89% WOS (остаток после прокаливания).
Аммоний вольфрамовокислый и двухромовокислый. 41 Наибольшие количества допустимых примесей (%) в препарате различных квалификаций: Примеси ч. д. а. ч. Вещества, нерастворимые в воде 0,01 0,02 Сульфаты (SO4) . .......................... 0,02 0,05 Хлориды (С1) ............................ 0,01 0,02 Вещества, не осаждаемые сероводородом в уксуснокислой среде ....................... 0,05 0,05 Приготовление H2WO4 -д- 2NH4OH — (NH4)2WO4 2112О 6(NH4)2WO4 -L 7НС1 = (NH4)6H6[H2(WO4)e] + 7NH4C1 В фарфоровой чашке, помещенной под тягой, растворяют 60 г II2WO4 (техн.) (~75% WOS) в 155 мл NHjOH (уд. в. 0,91). Растворение ведут при пе- ремешивании и подогревании до 60—70°, раствор фильтруют через складчатый фильтр и упаривают до уд. в. 1,18—1,20. Затем раствор переливают в фарфоро- вый стакан и при энергичном размешивании осаждают паравольфрамат, при- ливая тонкой струей соляную кислоту (около 60 мл) уд. в. 1,19 до слабощелоч- ной реакции на лакмус. После отстаивания (в течение 2—3 час.) раствор сли- вают, а кристаллы паравольфрамата отсасывают. Для очистки паравольфрамат вносят (при перемешивании) в нагретую до 75—80° смесь 10 г HNOS (ч. д. а., уд. в. 1,4) и 80 г соляной кислоты (ч. д. а., уд. в. 1,19). Продолжают нагревать еще 2—3 часа прн частом перемешивании. Осадок H2WO4 тщательно промывают горячей водой до удаления С1~ (около 6 л воды), отсасывают и растворяют в 130 мл NH4OH (уд. в. 0,91) при нагре- вании до 50—60°. Фильтруют, упаривают фильтрат до уд. в. 1,18—1,20 и осаж- дают паравольфрамат, добавляя соляную кислоту (х. ч., уд. в. 1,19) до слабо- щелочной реакции на лакмус (расход НС! около 30 мл). Через 10—12 час. от- сасывают кристаллы паравольфрамата, промывают 30 мл дестиллированной воды и сушат при 40°. Выход около 40 г (80%). АММОНИЙ ДВУХРОМОВОКИСЛЫЙ (БИХРОМАТ АММОНИЯ) Ammonium bichromicum Ammonium bichromate Ammoniumbichromat Bichromsaures Ammonium (NH4)2Cr2O7 Мол. в. 252,10 Свойства (NH4)2Cr2O7—оранжево-красные моноклинические кристаллы. Уд. в. 2,15. Хорошо растворим в воде и спирте. При 168° разлагается (реакция сопровож- дается появлением пламени), образуя рыхлый порошок Cr2Os. (NI 14)2Сг2О7 — Сг2Оз -|- N2 4Н2О Таблица 21 Растворимость (NH4)2Cr2O7 в воде /°C (МН,)2Сг2О7 % гс (NH,)2Cr2O7 % ГС (NH,)2Cr2O7 % t°c (NH,)"Cr2O, % 0 20 30 15,3 26,1 31.7 40 50 60 36,9 41,6 46.2 75 80 52,1 53,5 100 60,9
42 Аммоний Требования к продажному реактиву По ГОСТ 3763—47 препарат ч. д. а. должен содержать не менее 99,6% (NH4)2Cr2O7, чистый—99,0%. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в (NII4)2Cr2O7 различ- ных квалификаций: . Примеси ч. 8. а. ч. Вещества, нерастворимые в воде 0,003 0,005 Щелочные металлы (в виде сульфатов) . . 0,5 1,0 Хлориды (С1) ... ... . . 0,004 0,01 Сульфаты (SOj) .............. . . 0,015 0,05 Металлы, осаждаемые аммиаком (Al, Fe и др. в пере- счете на А1) .... ................. . . 0,005 0,01 Кальций (Са) 0,01 0.02 Пригот овление Для получения препарата квалификации ч. д. а. разработана следующая методика*. Растворяют 156 г СгОз в 200мл воды при 45—50°, дают отстояться и осторож но сливают раствор с осадка. 120 мл прозрачного раствора помещают в ста- кан или фарфоровую чашку, охлаждаемую льдом, дают охладиться до 8—10’ и добавляют небольшими порциями при непрерывном помешивании NH«OH (уд. в. 0,91) до нейтральной реакции на конго красный, следя за тем, чтобы температура ни в коем случае не поднималась выше 15°. Расход NH4OH со- ставляет около 60 мл. Дают раствору охладиться до 10°, отсасывают выпавшие кристаллы, про- мывают их 10—15 мл ледяной воды и высушивают при 50°. Выход около 50 г препарата квалификации ч. д. а. Маточный раствор после упаривания при 70° до образования пленки кри- сталлов и последующего охлаждения до 10° дает еще 30 г соли квалификации ч. д. а. или чистый. Если препарат из маточников не выдерживает испытания (по нераствори мому остатку), то его перекристаллизовывают, растворяя 50 г соли в 70 мл воды при 70—75°. Раствор фильтруют, упаривают фильтрат при 70° до обра- зования пленки и охлаждают до 10°. Выход 30 г. АММОНИЙ ИОДИСТЫЙ (ИОДИД АММОНИЯ) Ammonium jodatum Ammonium iodide Ammoniumjodid NH4J Мол. в. 144,95 Свойства NH«J—чрезвычайно гигроскопичные бесцветные (иногда слегка желтова тые) кубические кристаллы. Уд. в. 2,50. Очень хорошо растворим в воде и в спирте (20%). Водный раствор легко разлагается на свету, окрашиваясь вы- деляющимся иодом в желтый цвет Метод ИРЕА (А. А. Ильин)..
Аммоний иодистый 43 Таблица 22 Растворимость NH4J в воде (°C nh4j % t°C NH4J % t°C NH4J % -27,5 55,6 25 . 63,7 70 68,6 -20 57,5 30 64,4 80 69,6 -10 59,2 40 65,6 100 71,5 0 60,6 50 66,6 120 73,3 410 62,0 60 67.6 140 74,5 420 62,8 Таблица 23 Относительные веса водных растворов NH4J NH4J % 18 «4 NH4J % Д8 04 NH4J % ,18 d4 1 1,0050 14 1,0942 28 1,2084 2 1,0114 16 1,1093 30 1,2265 4 1,0244 18 1,1248 35 1,2745 6 1,0377 20 1,1407 40 1,3264 8 1,0513 22 1,1577 45 1,3823 10 1,0652 24 1,1737 12 1,0795 26 1.1908 Требования к продажному реактиву По ГОСТ 3764—47 препарат ч. д. а. должен содержать не менее 99% NH4J, а препарат чистый—96%. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в NH4J различных квалификаций: Примеси ч. в. а. ч. Вещества, нерастворимые в воде............... 0,005 0,01 Остаток после прокаливания (в виде сульфатов) 0,01 0,02 Хлориды (С1) ................................ 0,01 0,02 Железо (Fe)................. . . 0,0001 не нормируется Иодаты и иод (в пересчете на JO3) . . 0,003 0,01 Щелочность [в пересчете на (NH4)2CO3] 0,0005 0,003 Приготовление 1- Для получения препарата квалификации ч. д. а. разработана следующая методика.* 3Fe 4J2 = FesJ8 Fe3Js -г 4(NH4)2COs 4- 4HSO = 8NH4J 4- 2Fe(OH)3 4- Fe(OH)2 + 4CO2 10А,^елезные стружки промывают бензолом, выдерживают 20—30 минут в /о-ной H2SO4 для удаления ржавчины, промывают водой, заливают 30%-ным * Метод ИРЕА (Н. А. Барилко).
44 Аммоний раствором NaOH и оставляют на сутки для удаления жира. После тщательного промывания водой 40 г стружек помещают в фарфоровую чашку емкостью 0,5 л, добавляют 250 мл воды и постепенно присыпают 120 г иода порциями по 15 г (через 10—15 мин.). Каждый раз после добавления иода смесь перемеши- вают, следя за тем, чтобы температура не поднималась выше 30—35°. Жид- кость оставляют на несколько часов, изредка перемешивая. Получается около 270 мл раствора Fe3J8, уд. в. 1,5. Раствор сливают с непрореагнровавших стружек в стакан, нагревают под тягой до 45—50° и затем добавляют к раствору при перемешивании 46 г растертого (МН4)2СОз. Для проверки полноты реакции к отфильтрованной пробе жидкости добавляют NH4OH, причем не должен выпадать осадок; в про- тивном случае добавляют еще немного (NH4)2CO3. Дают смеси отстояться, после чего раствор осторожно фильтруют и промывают осадок 2—3 раза горячей дестиллированной водой. К фильтрату добавляют NH4OH до ясного запаха аммиака, нагревают при 80—85° 10—15 мин., добавляют 3 г порошка активированного угля, нагревают еще час и фильтруют. Фильтрат упаривают в фарфоровой чашке на водяной бане при темпера- туре не выше 80°, перемешивая палочкой и добавляя изредка немного NH4OH; нужно следить за тем, чтобы все время чувствовался запах аммиака. Когда содержимое чашки превратится в кристаллическую массу, над которой останется только незначительный слой раствора, чашку охлаждают. Кристаллы отсасывают и промывают 5—8 мл спирта для удаления следов свободного иода. Препарат выдерживают над твердым КОН до побеления в защищенном от света эксикаторе, при комнатной температуре, а затем по-' мещают в темные банки с притертыми пробками, которые следует залить па- рафином. Выход около 65 г (50% ио иоду). Из маточного раствора можно выделить при упаривании еще 20—30 а менее чистого препарата. 2. Препарат такой же чистоты можно получить значительно проще*, если использовать в качестве сырья иодистоводородную кислоту. В фарфоровую чашку наливают 160 мл иодистоводородной кислоты (уд. в. 1,31), добавляют при помешивании 145 мл Ь1Н4ОН (чистый, уд. в. 0,91), филь- труют, и фильтрат упаривают, как указано в предыдущем методе. Первая фрак- ция кристаллов NH4J отвечает квалификации ч. д. а. Выход 85 г. АММОНИЙ МНОГОСЕРНИСТЫЙ (ПОЛИСУЛЬФИД АММОНИЯ) Ammonium polysulfide Ammoniumpolysulfid (NH,)^ Свойства (М 1Т4)25Л. известен только в растворе. В зависимости от величины х раствор имеет цвет от желтого до красного. При длительном стоянии на воздухе разла- гается с выделением серы. При действии кислот выделяются H2S и S. Требования к продажному реактиву По ВТУ У-19-51 препарат чистый должен содержать не более 6% NHs и не менее 16,5% серы. * Метод ИРЕ А (А. А. Ильин).
Аммоний многосернистый и молибденовокислый 45 0,02 0,25 Наибольшее количество допустимых примесей (%) в препарате квалифй к алии чистый. Хлориды (С!) ............ Нелетучий остаток ....... Приготовление 2NH4OH + H2S = (NH4)2S -L H2O (NH4)2S 4- (x- 1)S = (NH4)2Sx Для получения препарата квалификации чистый насыщают сероводородом 220 мл NH4OH (чистый, уд. в. 0,91) до тех пор, пока проба желтоватого рас- твора не перестанет давать осадок Mg(OH)2 с 5%-ным раствором MgCl2. К полу- ченному раствору добавляют 30 г мелко раздробленной серы (или «серного цве- та») и дают стоять 1—2 суток до почти полного растворения серы (время от времени взбалтывая). АММОНИЙ МОЛИБДЕНОВОКИСЛЫЙ (МОЛИБДАТ АММОНИЯ) Ammonium Ammonium molybdate Ammonium molybdat molybdaenicum Molybdansaures Ammonium А. Кристаллическая соль (NH4)6MO7O24 4H2O Мол. в. 1235,92 Свойства (NH4)e-Mo7O24-4H2O—бесцветные или слегка зеленоватые призматические кристаллы. Уд. в. 3,31. При лежании на воздухе выветривается, теряя часть NH3; при нагревании до 150° разлагается на NHS, Н2О и МоО3. Растворим в воде, сильных кислотах и щелочах. Требования к продажному реактиву По ГОСТ 3765—53 препарат х. ч. должен содержать не менее 81% MoOs ч- о. а.—80,5% и чистый—80%. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в (NH4)eMo7O24 - 4Н2О различных квалификаций: Примеси X. ч. ч. д. а. ч. Вещества, нерастворимые в МН4ОН 0,005 0.01 0,03 Хлориды (С1) Тяжелые металлы сероводородной группы (в 0,0025 0,005 0,01 пересчете на РЬ) 0,001 0,002 0,005 Фосфаты (РО4) 0,0002 0,0005 0,001 Сульфаты (SO4) 0,01 0,025 0,05 Приготовление 6NH4OH + 7МоО? = (NI WeMojOa! + ЗНзО >,,, Растирают в фарфоровой ступке 125 г МоО3 (техн.) с 220 мл воды и 100 мл Н4ОН (уд. в, 0.91). Полученный раствор фильтруют, и остаток на фильтре
4b Аммоний промывают водным аммиаком. К фильтрату добавляют 5 мл 2 н. раствора (NH4)2S, подогревают,-фильтруют, упаривают до уд. в. 1,41, после чего до- бавляют NH4OH (уд. в. 0,91) до сильного запаха аммиака и охлаждают при частом перемешивании. Образовавшиеся кристаллы отсасывают. Выход препа- рата «. д. а. составляет 60%. Из маточного раствора можно выделить при упаривании еще некоторое количество менее чистого препарата. Б. Раствор молибдата аммония—„молибденовая жидкость*• (I риг отопление 1. Растворяют 150 г молибдата аммония квалификации ч. д. а. в 1 л-де стиллированной воды и вливают этот раствор в 1 л HNOs уд. в. 1,2 (не наоборот!), причем выпадающий вначале белый осадок молибденовой кислоты затем рас- творяется. Раствор оставляют стоять в течение 48 час. Если при этом выпал осадок, то раствор осторожно декантируют. 2. Молибденовую жидкость можно получить регенерацией лаборатор ных молибденовых остатков, получаемых при аналитическом определении фос- фора. а) Фильтраты, оставшиеся от определений фосфора (без промывных вод), упаривают в фарфоровой чашке до небольшого объема*. Жидкость сливают, а к остатку, состоящему главным образом из азотнокислых и молибденовокис- лых солей, приливают небольшое количество горячей дестиллированной воды и, слегка растирая пестиком, переносят в коническую колбу, в которой обра- батывают 25%-ным NH4OH (чистый), избегая его избытка. При этом молибда- ты растворяются; выпавший осадок Fe(OH)s отфильтровывают через бумаж- ный фильтр и промывают 2—3 раза горячей водой. К фильтрату для осаждения молибденовой кислоты прибавляют HNOS (уд. в. 1,4) до прекращения образования белого осадка. Дают отстояться, фильтруют, промывают осадок и растворяют его на фильтре небольшим коли- чеством 25%-ного NH4OH, избегая избытка последнего. По окончании раство- рения промывают фильтр 1—2 раза холодной водой, после чего полученный раствор молибденовокислого аммония разбавляют водой до уд. в. 1,1 и медлен- но вливают его в равный объем HNO3(чистая, уд. в. 1,2). Полученная молибде- новая жидкость вполне пригодна для аналитических работ. б) Фильтраты от определений фосфора переливают** в стеклянную бутыль, нагревают паром жидкость до 70° и переводят весь молибден в осадок, добавляя до полноты осаждения Н3РО4 (техн.) или раствор Na2HPO4 (избегая большого избытка осадителя). Через 12 час. снова проверяют полноту' осаждения, добав- ляя к прозрачной жидкости еще немного раствора N?2HPO4. Раствор сливают, осадок переносят в фарфоровую или фаянсовую чашу, взмучивают сильной струей воды и дают отстояться. Слнв жидкость, повторяют промывание (удале- ние Fe+++), пока проба осадка не будет почти полностью растворяться в раз бавленном NH4OH. Промытый осадок высушивают в фарфоровой чашке на во- дяной бане. 325 г осадка растворяют в 1100 мл водного аммиака (полученного из 485 мл NH4OH уд. в. 0,91 и 615 мл воды). Не обращая внимания на муть, осаждают РО4—— добавлением 190 мл «магнезиальной жидкости» (приготовленной растворением 300 г MgCl2 • 6Н2О и 300 г NH4C1 в 1 л воды). Осадку дают от стояться, после чего фильтруют жидкость через двойной складчатый фильтр Вливая 535 мл полученного фильтрата в 2000 мл HNO3 (уд. в. 1,2), получают «молибденовую жидкость», которая должна перед употреблением постоять несколько дней. * Предложение В. М. Мирошниченко. •• D i с t е п s, St. u. Eisen, 58, М> 49, 1403 (1938)
Аммоний надсернокислый 47’ АММОНИЙ НАДСЕРНОКИСЛЫЙ (ПЕРСУЛЬФАТ АММОНИЯ) Ammonium persulfuricum Ammonium persulfate Ammoniumpersulfat Ueberschwelelsaures Ammonium' (NH4)3S2O8 Мол. в. 229,212 Свойства (N'H4)2S2O8—бесцветные, иногда слегка зеленоватые пластинчатые кри- сталлы. При нагревании превращается с выделением кислорода в пиросерно- кислый аммоний (NH4)2S2O7. Вполне сухая соль сохраняется неограниченное время без разложения; влажная—постепенно разлагается, выделяя кислород и озон. Водные растворы разлагаются уже при комнатной температуре и осо- бенно при нагревании. Разложение водных растворов замедляется при раз- бавлении, а также при добавлении сульфатов щелочных металлов или алюмо- калиевых квасцов. Растворимость соли при 0°—36,7%; при 15,5°—42,7%. Требования к продажному реактиву По ГОСТ 3766—47 препарат ч. д. а. должен содержать не менее 85% (Ь!Н4)г52О8, а препарат чистый—не менее 75%. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в (NII4)2S2O8 различ- ных квалификаций: Прнмеси ч. д. а. ч. Вещества, нерастворимые в воде 0,005 0,02 Остаток после прокаливания . 0,05 0,1 Хлорилы (С1) 0,002 0,005 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пересчете на РЬ) 0,001 0,002 Железо (Fe) ... 0,001 0,003 Марганец (Мп) 0,0001 0,0003 Приготовлен ие (NH4)2SO4 -Г H2SO4 — (NH4)2S2O8 -р- н2 Для приготовления препарата квалификации ч. д. а. поступают следующим образом. В двухлитровую банку диам. 15—20 см, охлаждаемую снаружи во- дой, помещают 1700 мл насыщенного раствора (NH4)2SO4 (ч. д. а.) и 5 мл H2SO4. (х. ч., уд. в. 1,84). Раствор подвергают электролизу, применяя электроды из платиновой проволоки диам. 0,75 мм (длина анода 150 мм, длина катода 70 мм), причем расстояние между ними должно быть около 100 мм. Сила тока 6—7 а, напряжение 10—11 в. Температура раствора во время электролиза не должна превышать 25—27°. Если в процессе электролиза раствор начинает пахнуть NHS, то добавляют несколько миллилитров насыщенного раствора (NH4)2SO4 вНг5О4. В процессе электролиза через каждые 3—4 часа выключают ток, про- тирают электроды и снимают шпателем пленку загрязнений с раствора. После 24 час. электролиза добавляют 90 г растертого (NH4)2SO4 и продолжают элект- ролиз еще 60—70 час., время от времени перемешивая. Выпавшие кристаллы (NH4)2S2O8 отделяют, раствор снова насыщают (NH4)2SO4, подкисляют H2SO4 и подвергают дальнейшему электролизу. Осадок (NH4)2S2O8 (350—400 е) от- сасывают и сушат при температуре не выше 40°. Выход по току 60—70% (с уче- том (NH4)2S2O8, оставшегося в растворе). Обычно в препарате содержится более 90% (NH4)2S2O8. Если препарат имеет пониженное содержание (NH4)2S2O8, то его очищают кристаллизацией. Для этого 700 г соли растворяют в 700 мл теплой (40—45°) воды, быстро филь- труют раствор через складчатый фильтр и охлаждают фильтрат льдом. Кри- сталлы чистого (NH4)2S2O8 отсасывают и промывают небольшим количеством; воды. Выход 240 г (35%).
48 Аммонии Маточный раствор можно многократно кристаллизации следующих порций (по 250 до 2—3 кг). использовать для г) очищаемого растворения препарата (всего АММОНИЙ РОДАНИСТЫЙ (РОДАНИД АММОНИЯ) Ammonium rhodanatum Ammonium sulfocyanatum Ammonium rhodanate Ammonium thiocyanate Ammoniumrhodanid R hodanammoni um NHaCNS Мол г,. 76,125 •Свойства таблички уд. в. 1,31, NHiCNS—бесцветные блестящие моноклинические расплывающиеся во влажном воздухе. Хорошо растворим в воде и спирте. При растворении в воде происходит значительное поглощение тепла: так, при смещении 133 вес. ч. NH4CNS с 100 вес. ч. воды при 13° температура смеси па- дает до —18°. Т. пл. 149,7°. При 172° разлагается. При нагревании до 70° ча- стично переходит в тиомочевину: ,S—NH4 /NH» ----» s=cz 'ЧЬ.Т12 Концентрированные водные растворы NH4CNS на свету постепенно окра- шиваются в красный цвет; это объясняется, повидимому, образованием персуль- фоцианата HC3NsS3. Таблица 24 Таблица 25 Растворимость Относительные веса водных NH4CNS в воде растворов NH4C,NS Г NHjCNS % NH4CNS % ,NH4CNS % .18 d4 nh4cns % a18 d4 NH4CNS % .18 15 60,5 40 70,4 1 1,0009 14 ** 1,0309 38 1,0818 2 1,0032 18 1,0402 42 1,0910 20 62,7 50 74,1 4 1,0078 22 1,0495 46 1,1007 25 64,3 60 77,7 6 1,0124 26 1,0589 50 1,1108 8 1,0170 30 1,0645 54 1 1214 30 66,5 70 80.8 10 1,0216 34 1,0730 58 1,1322 Требования к продажному реактиву По ГОСТ 3768—47 препарат любой квалификации должен содержать'-не менее 98% NH4CNS. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в NH4CNS различных квалификаций: Примеси X. ч. ч. д. а. ч. Вещества, нерастворимые в воде . .. 0,005 0,01 0,02 Нелетучий остаток . .... 0,01 0,02 0,05 Хлориды (С1) 0,002 0,005 0,02 Сульфаты (SO4) 0,005 0,02 0,04 Железо (Fe) 0,0001 0,0004 0,0008 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пересчете ча РЬ) ....... <1.0002 11.0005 0.001
Аммоний роданистый •19 Рис. 7. Прибор дли получения рода нистого аммония 1—широкогорлая бан ка; 2—обратный хо лодильник; 3—мешал- ка; 4—ртутный (или водяной) затвор. Приготовление Соблюдать чрезвычайную осторожнсстьХ Сероуглерод исключительно •поюч и воспламеняется даже от горячих предметовХ Смесь паров CS2 с воздухом 'ильно взрываетХ Вблизи прибора не должны находиться включаемые рубиль- ники и выключатели, зажженные горелки или плитки, а также выключенные, „ ‘ сильно нагретые плитки. Кроме того, ввиду ядовитости CS2 и выделения ‘ и реакции получения NH4CNS значительных количеств NH4HS, H2S и NHS ^операции следует обязательно проводить в шкафу с хорошей тягой. 1. CS2 + 3NH3 = NH4CNS -Ь NH4HS Для получения препарата квалификации х. ч. или ч. д. а. разработана еле дующая методика*. В широкогорлую банку 1 емкостью около 1 л помещают НО г сероуглеро да (рис. 7) и 330 мл 25%-ного NH4OH. Банку закрывают корковой пробкой, снабженной обратным шариковым холодильником 2 и стеклянной мешалкой 3 с ртутным или водяным за- твором 4. Прибор ставят в водяную баню, нагреваемую (под тягой) не выше 30°, и пускают в ход мешалку. Об окончании реакции (через несколько часов) узнают по исчезновению нижнего (сероуглеродного) слоя. Жидкость переливают в фарфоровую чашку и нагревают (огнеопасноХ) на водяной бане сначала до 50° и затем медленно до 100е. Нагревание заканчивают, когда прекратится выделение пузырьков газа; при этом раствор почти обесцвечивается. Горячий раствор фильтруют, и фильтрат упари- вают на водяной бане до тех пор, пока взятая на стек- ло проба жидкости не будет выделять при охлаждении значительное количество кристаллов. Горячий насы- щенный раствор еще раз фильтруют и охлаждают. Выпавшие кристаллы (около 75 г) обычно содер- жат примесь сульфатов. Для очистки их растворяют в 40 мл горячей (70— 80е) воды, фильтруют, упаривают фильтрат до обра- зования кристаллической пленки и охлаждают. Чистые кристаллы отсасывают и высушивают в теплом и су- хом месте. Выход 60—65 г NHaCNS квалификации 4 б. а. Дополнительная кристаллизация дает препарат квалификации х. ч. Из фильтрата от первой и второй кристаллизации можно получить выпариванием еще значительное коли чество препарата, правда сильно загрязненного сульфатом. Целесообразно поэтому при работе с большими количествами исходных веществ провести очистку раствора, как указано в п. 2. 2. Для очистки растворяют 270 г технического препарата в 100 мл воды В юТп'01 до 60°’ Добавляют 5 -Юг BaS, 2 мл NH4OH (уд. в. 0,91) и 10—25г а(ОН)2-8Н20 для осаждения тяжелых металлов и SO4----. После того как рас- юр отстоится, его сливают, добавляют 1 мл NbhOH и 0,5 г активированного панпиУПаРИВаЮТ ПРИ 6°° Д° Уд’ В’ !,!5, ФИЛЬТРУЮТ и охлаждают при перемети отсась.ЫПаВШНе кРисталлы роданистого аммония, содержащие 95—97% NH4CNS ____ывают(выход 70—80 г), растворяют в 40 мл дестиллпрованной воды при Метод ИРЕА (Г. Н. Пятницкая). чстыя химические реактивы
50 Аммоний 60° и проверяют на присутствие SO4 и Ва++ обычными реакциями. В слу. чае необходимости осаждают эти ионы прибавлением по каплям Ва(ОН)„ или (NH4)2SO4, не допуская избытка реактивов. Добавляют 0,5 г угля, филь- труют при 60° в фарфоровую чашку и охлаждают. Выделившиеся кристаллы отсасывают, промывают 2—3 мл воды и сушат при 30—40°. Выход около 40 г (15%) препарата квалификации ч. д. а. Обработкой маточного раствора, как указано выше, можно получить еще некоторое количество препарата. АММОНИЙ СЕРНИСТЫЙ (СУЛЬФИД АММОНИЯ) Ammonium sulfuratum Ammonium sulfide Ammoniumsulfid (NH4)2S Мол. в. 68,146 Свойства В твердом виде (NH4)2S не получен. Водный раствор (NH4)2S представляет собой бесцветную жидкость с запахом аммиака и сероводорода; реакция рас- твора щелочная; даже при сильном охлаждении из раствора не выделяются кристаллы твердой соли. На воздухе раствор быстро желтеет, причем образуются полисульфиды и тиосульфаты. Это объясняют окислением сероводорода с образованием воды и серы, причем последняя, реагируя с (NH4)2S, дает желтый многосернистый аммоний (NH4)2SA.. Образование тиосульфатов, очевидно, происходит вследст- вие взаимодействия серы с NH4OH: 6NH4OH 4- 4S = (NH4)2S2O3 2(NH4)2S -J- 3H2O Хранить (NH4)2S необходимо в плотно закрытых склянках, заполненных раствором до самой пробки (или в атмосфере азота). Требования к продажному реактиву Наибольшие количества допустимых примесей (%) в растворе (NH4)2S, отвечающем квалификации ч. д. а. (по ГОСТ 3767—47): Нелетучий остаток............ 0,005 Карбонаты (СО3).............. 0,005 Хлориды (С1)................. 0,002 Кроме того, раствор должен быть прозрачен, бесцветен, свободен от осадка и содержать не менее 8,0% сульфидной серы. Препарат должен выдерживать следующее испытание на отсутствие мышьяка, сурьмы и олова. К 50 мл препарата прибавляют соляной кислоты уд. в. 1,12 до кислой реакции. Выделившаяся муть должна быть чисто белого цвета без желтоватого или буроватого оттенка. Приготовление NH4OH + H2S= NH4HS + Н2О NH4HS + NH4OH = (NH4)2S + H2O Определенный объем разбавленного NH4OH (концентрация не выше 8%) разделяют на две части. Одну часть насыщают избытком H2S, после чего к рас- твору образовавшегося NH4HS прибавляют вторую часть NH4OH. При работе с концентрированными растворами NFUOH этот метод непри- меним, так как насыщение сероводородом не проходит до конца. Поэтому для получения (NH4)2S из концентрированного NH4OH последний насыщают серо- водородом точно до образования (NH4)2S. Для определения конца нейтрализации время от времени берут пробу жидкости и добавляют к ней раствор CuSO4. Выпадающую CuS отфильтро-
Аммоний сернистый и сернистый кислый 51 пают и испытывают реакцию фильтрата: она должна быть нейтральной, при- В?тСтВие свободной кислоты указывает на избыточное насыщение сероводородом ^образование в препарате NH4HS, как следует из уравнения: 2NIIJIS + 2CuSO4 = 2CuS 4- (NH4)2SO4 + H2SO4 В этом случае к раствору необходимо добавить немного NH4OH. Если 1>нльтрат не имеет кислой реакции, образовавшийся осадок CuS прямо на Лнльтре обрабатывается NH4OH. Фильтрат должен быть бесцветным. Синий цвет фильтрата указывает на то, что нейтрализация сероводородом еще не на- ступила и в растворе имелся NIIiOII, результатом чего явилось выпадение Си(ОН)2, растворившегося в избытке NH4OIJ с образованием комплексного соединения. 2CuSO4 + (NI I4)2S + 2NH4OH = CuS 4- Cu(OH)2 4- 2(NH4)2SO4 Cu(OI I)2 4- 4NH4OH = [Cu(NI I:t)4) (011)2 + 4H^0 В этом случае в раствор пропускают еще немного H2S. Отсутствие кислой реакции фильтрата и синего цвета раствора после обработки осадка CuS аммиа- ком указывает на точную нейтрализацию CuSO4 4- (NI I4)2S = CuS + (NH4)2SO4 АММОНИЙ СЕРНИСТЫЙ КИСЛЫЙ (ГИДРОСУЛЬФИД АММОНИЯ) Ammonium hydrosulfuratum Ammonium sullhydratum nh4hs Свойства Ammonium Ammonium hydrosulfid sulfhydrate Ammoniumsulfhydrat Мол. вес. 51,114 NH4HS—бесцветные иглы или листочки ромбической системы, уд. в. 0,89, г. пл. 1209 (под давлением). Уже при обыкновенной температуре препарат зна- чительно испаряется и возгоняется. На воздухе NH4HS окисляется, поглощая кислород. Легко растворим в воде, причем бесцветный вначале раствор на воз- духе скоро желтеет вследствие образования полисульфидов. Реакция раствора щелочная. NH4HS растворим также в спирте. Спиртовый раствор при доступе воздуха разлагается с образованием диэтилсульфида, аммиака и серы. П риготовление • NH4OH 4- H2S = NH4HS 4- н2о Раствор NH4HS готовят насыщением NH4OII сероводородом в отсутствие воздуха. Если желают получить раствор, свободный от (NH4)2S, то концентрация NH4OH не должна быть выше 8%. 2- NH3'4- H2S = NH4I IS п0-пУчения кристаллического препарата* насыщают аммиаком абсо- *°тный спирт, охлаждают раствор до 0° и пропускают до насыщения сероводо- род, тщательно высушенный СаС12. При этом происходит выпадение NH4HS. ^Ристаллы отсасывают, отжимают между листами фильтровальной бумаги, еле чего запаивают в ампулу. Р Tomas, Riding, С., 1923. Ill, 817
52 Аммоний АММОНИЙ СЕРНОКИСЛЫЙ (СУЛЬФАТ АММОНИЯ) Ammonium sulfuricum Ammonium sulfate Ammoniumsulfai Schwefelsaures Ammonium (NH4)2S04 Мол в. 132,146 Свойства (NH4)2SO4—кристаллы ромбической системы. Уд. в. 1,77 Хорошо рас творим в воде, нерастворим в спирте; т. разложения 355°. Таблица 26 Растворимость (NH4)2SO4 в воде t°C (NH4)2SO4 % t°C (NH4)2SO.i % t°C <NH4)sSOa % 0 41,4 40 44,8 80 48,8 10 42,2 50 45,8 90 49,8 20 43,0 60 46,8 100 50,8 30 43,8 70 47,9 Таблица 2/ Относительные веса водных растворов (NH4)2SO4 (NH4)2SO4 % 20 d4 (NH4)aSO4 % 4° (NH4)2SO4 % и20 d4 (NH4)2SO4 % .20 d4 1 1,0041 10 1,0574 20 1,1154 30 1,1721 2 1,0101 12 1,0691 22 1,1269 35 1,2000 4 1,0220 14 1,0808 24 1,1383 40 1,2277 6 1,0338 16 1,0924 26 1,1496 8 1,0456 18 1,1039 28 1,1609 Требования к продажному реактиву По ГОСТ 3769—47 препарат любой квалификации должен содержать не менее 25% NH3. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в (ГШ4)2§О4 различных квалификаций: Примеси х.ч. ч.р.а. ч. Вещества, нерастворимые в воде . . . 0,002 0,005 0,01 Нелетучий остаток .... . . 0,005 0,02 0,06 Фосфаты (РО4) 0,0005 0,001 0,002 Хлориды (С1) 0,0005 0,001 0,002 Роданиды (CNS) 0,005 0,01 0,02 Мышьяк (As) Тяжелые металлы сероводородной группы (в 0,0002 0,0005 0,001 пересчете на РЬ) ...... 0,0005 0,001 0,002 Железо (Fe) . . . . 0,0002 0,0005 0,001 Нитраты (NO3) 0,001 0,002 0,005
Аммоний сернокислый и углекислый 53 Кроме того, препарат должен выдерживать следующее испытание на реакцию водного раствора. К раствору 5 | 0,01 г препарата в 50 мл воды добавляют одну каплю 0,2%-него спиртового раствора метилового красного. Препарат считают реактивным, если появившееся красное окрашивание перейдет в желтое от прибавления точно 0,01 н. раствора NaOH в количестве не более: Для препарата'квалификации х. ч. . 0,5 мл » » » [ч. д. а. . , . 1 мл » » » ч. ... 4 мл Приготовление 1. Реактивный сернокислый аммоний можно получить путем очистки тех- нического продукта. Для этого растворяют 150 г (NH4)2SO4 (техн.) в 260 мл воды, нагревают раствор до кипения, прибавляют 1—2 г (NH4)2S2O8 и кипятят несколько минут до полного окисления примеси закисного железа в окисное. Проверяют полноту окисления (отсутствие синего окрашивания или осадка от добавления KsFe(CN)6 к отфильтрованной пробе раствора), в случае необходи- мости повторяют обработку (NH4)2S2O8. По окончании окисления добавляют NH4OH до сильнощелочной реакции, кипятят и фильтруют. Бесцветный фильтрат упаривают в фарфоровой чашке до консистенции жидкой кашицы и охлаждают до комнатной температуры. Кристаллы отсасывают, промывают несколько раз холодной дестиллированной водой и сушат в теплом месте. Препарат, полученный по этому способу, часто содержит значительные количества кальция (до 0,2%), который можно удалить осаждением щавелево- кислым аммонием из раствора подщелоченного (NH4)2COa. 2. Более чистый препарат получается при нейтрализации водного аммиака серной кислотой. 2NH4OH + H2SO4 = (NH4)2SO4 + 211,0 К 270 мл NH4OH (техн.) уд. в. 0,91 приливают при перемешивании и охл ажде нии водой или снегом 850 мл 20%-ной H2SO4. Полученный раствор должен сохранять запах аммиака (в случае необходимости добавляют еще немного NH4OH). Раствор нагревают до кипения, фильтруют и упаривают в фарфоро- вой чашке, как указано в методе 1. АММОНИЙ УГЛЕКИСЛЫЙ (КАРБОНАТ АММОНИЯ) Ammonium carbonicum Ammonium carbonate Ammoniumcarbonat Свойства (NH4)2CO3-H2O Мол. в. 114,107 (NH4)2COS-H2O—бесцветное кристаллическое вещество с сильным запа- хом аммиака, постепенно теряющее на воздухе свой блеск и переходящее в бикарбонат аммония и в карбаминовокислый аммоний. При нагревании рас- твор (NH4)2CO3 разлагается при 70° с выделением NH3 и СО2. Сухая соль раз лагается на NH3, СО3 и Н2О при температуре около 58°. Требования к продажному реактиву По ГОСТ 3770—47 препарат любой менее 28% NH3. квалификации должен содержать не
54 Аммоний Наибольшие количества допустимых примесей (%) в (NH4)2CO3 различных квалификаций: Примеси х.ч. ч.д.а. ч. Вещества, нерастворимые в воде 0,002 0,005 0,01 Нелетучий остаток . . . 0,002 0,005 0,01 Хлориды (С1) 0,0005 0,001 0,003 Сера общая (в пересчете на SO4) .... 0,003 0,005 0,01 Роданиды (CNS) 0,005 0,005 0,01 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пересчете на РЬ) 0,0005 0,0005 0,001 Железо (Fe) .... ....... 0,0001 0,0003 0,0005 Кроме того, препарат должен выдерживать испытание на отсутствие органи- ческих веществ. 1 г препарата помещают в фарфоровую чашку, растворяют в 5 мл HNO3 (х. ч., уд. в. 1,15), и раствор выпаривают досуха на водяной бане. Полученный остаток должен быть чистобелого цвета. Поступающий в продажу препарат под названием «пищевой углекислый аммоний» представляет собой смесь кислого углекислого аммония и карбами- новокислого аммония Растворимость препарата составляет —23% при 20° Приготовление 1 вес. ч. «пищевого углекислого аммония» и 4 вес. ч. конц. NH4OH остав- ляют в закрытой банке в течение двух дней при 20—25°, после чего раствор декантируют и охлаждают. Выпадающие вначале полупрозрачные кристаллы вскоре переходят в светлые блестящие игольчатые кристаллы (NH4)2CO3-H2O, которые быстро отсасывают, высушивают на воздухе при комнатной темпера- туре в течение двух часов и переносят в плотно закрывающуюся банку Из маточного раствора можно выделить еще некоторое количество препа- рата, насытив раствор газообразным аммиаком и добавив затем половинный объем спирта. Квалификация препарата—ч. д. а. АММОНИЙ УГЛЕКИСЛЫЙ КИСЛЫЙ (БИКАРБОНАТ АММОНИЯ, ^АММОНИЙ ДВУУГЛЕКИСЛЫЙ) Ammonium bicarbonicum Ammonium bicarbonate Ammoniumbicarbonat NH4HCO3 Мол. в. 79,059 Свойства NH4HCO3—белые ромбические кристаллы. Уд. в. 1,57, темп. пл. 106 (под давлением). На воздухе разлагается и улетучивается, причем скорость раз ложения в значительной мере зависит от влажности препарата. Упру- гость диссоциации совершенно сухой соли при 18° не больше 1 мм, в при- сутствии же воды доходит до 135 мм. При 49° диссоциация соли идет быстро, причем СО2, Н2О и NH3 выделяются в эквивалентных коли- чествах и остающаяся соль соответст- вует формуле NH4HCO3; при бы- стром нагревании до высокой темпе- ратуры характер реакции изменяется и остаток после частичного улетучива- ния соли имеет уже другой состав. Таблица Растворимость NI14НСО3 в воде ГС nh4hcos % t°c nh4hco» % 0 10,9 30 21,3 10 13,7 40 24,2 20 17,5 60 30
Аммоний углекислый кислый 55 Требования к продажному реактиву По ГОСТ 3762—47 препарат любой квалификации должен содержать не 21 7% NH3. ^олеНаибольшие количества допустимых примесей (%) в NH4HCO3 различных квалификаций: Примеси х.ч. ч.д. а- ч. Вещества, нерастворимые в воде 0,002 0,005 0,01 Нелетучий остаток 0,002 0,005 0,01 Хлориды (С1) 0,0005 0,001 0,003 Сера общая (в пересчете на SO4) 0,003 0,005 0,01 Роданиды (CNS) . . 0,005 0,005 0,01 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пересчете на РЬ) 0,0005 0,0005 0,001 Железо (Fe) 0,0001 0,0003 0,0005 К оме того, препарат должен выдерживать испытание на отсутствие органи ческих веществ. 1 г препарата помещают в фарфоровую чашку, добавляют 5 мл HNO3 (х. ч., уд. в. 1,15), и выпаривают раствор на водяной бане досуха. Полу- ченный остаток должен быть чистобелого цвета. Приготовление Рис. 8. Прибор для получения кис- лого углекислого аммония: / — банка (реактор); 2—газоподводящая трубка; 3 — промывная склянка. 200 г измельченного в порошок так называемого «пищевого углекислого аммония» растворяют в 200 мл дистиллированной воды при частом взбалтыва- нии и нагревании до 50°. В отдельной пробе определяют содержание SC* и затем к раствору прибавляют раствор Ва(ОН)2 в количестве несколько большем рассчитанного (на SO4 ). Смесь выдерживают в течение часа при температуре 50е, после чего быстро фильтруют через складчатый фильтр (еще лучше через воронку для горячего фильт- рования) в банку емкостью 0,7— 0,8 л. Раствор охлаждают и насы- щают последовательно NH3 и СОг, пользуясь прибором, изображенным на рис. 8. Аммиак пропускают через газо- подводящую трубку 2 в течение 2—3 час. с умеренной скоростью до тех пор, пока не начнется пробульки- вание газа через промывную склян- ку <3 с дсстиллированной водой. Расход аммиака при этом должен составить 13—14 л. Затем через ту Же трубку 2 пропускают СО2 (из бал- лона или из аппарата Киппа). Эту операцию рекомендуется проводить при охлаждении банки 1 льдом. Ко- НеП реакции определяется прекраще- нием выпадения кристаллов. Во избежание забивания выпадающими из раствора кристаллами газо- подводящая трубка 2 должна иметь расширение на конце (удобно применять воронку). Выпавшие кристаллы NH4HCO3 отсасывают и сушат при комнатной температуре в течение 2 час. Выход около 100 г.
56 Аммоний АММОНИЙ ФОСФОРНОКИСЛЫЙ ДВУЗАМЕЩЕННЫЙ (ГИДРОФОСФАТ АММОНИЯ) Ammonium phosphoricum Ammonium phosphate Ammoniumphosphat dibasic zweibasisch (NH4)2HPO4 Мол. в. 132,063 Свойства (NH4)2HPO4—'бесцветные прозрачные кристаллы. Уд. в. 1,61. Легко растворим в воде. При лежании на воздухе постепенно теряет NH3, переходя в NH4H2PO4. Ра Таблица 29 Таблица 30 створимость (NH4)2HPO4 Относительные веса водных вводе растворов (NH4)2HPO4 ГС (NH4)2HPO4 % rc (NH4)2HPO, (NH,)aHPO1 % % я23 d23 (NH4)aHPOt % .,23 d23 10 20 30 40 38,6 40,8 42,9 45,0 50 60 70 47,2 31,6 49,3 36,5 51,5 1,1938 1,2219 39,1 41,1 1,2375 1,2486 Требования к продажному реактиву По ГОСТ 3772—47 препараты квалификации х. ч. и ч. д. а. должны содер- жать не менее 99% (NH4)2HPO4, препарат чистый—не менее 98%. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в (NH4)2HPO4 различ- ных квалификаций: Название примесей х.ч. ч.д.а. ч. Вещества, нерастворимые в воде 0,002 0,005 0,01 Хлориды (С1) . . 0,0005 0,002 0,004 Нитраты (NO3) 0,0005 0,001 0,002 Сера общая (в пересчете на SO4) . . 0,004 0,008 0,016 Щелочные металлы (в виде фосфатов) 0,05 0,1 0,2 Железо (Fe) 0,0005 0,001 0,002 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пересчете на РЬ) 0,0005 0,001 0,002 Мышьяк (As) .... 0,0005 0,001 0,002 Приготовление Н3РО4 + 2NH3 = (NH4)2HPO4 К 360 г Н3РО4 (чистая, уд. в. 1,12) добавляют NH4OH (ч. д. а., уд. в 0,91) до яснощелочной реакции на фенолфталеин. Раствор кипятят 30—40 мин., упаривают до уд. в. 1,41, снова добавляют NH4OH до щелочной реакции на фенолфталеин и охлаждают. Получается около 160 г препарата, содержащего примесь NH4C1. Выпавшие кристаллы отсасывают, растворяют в 600 мл воды, добавляют к раствору NH4OH до щелочной реакции, кипятят, фильтруют, упаривают до
Аммоний фосфорнокислый двузамещенный и однозамещенный 57 К веса 1,41 и охлаждают до 6—18°, снова добавляя немного NH4OH. Кри- Л- Ь1 (NH^HPO, отсасывают и отжимают между двумя листами фильтроваль- cTg буМаги. Выход 70 г препарата ч. д. а. АММОНИЙ ФОСФОРНОКИСЛЫЙ ОДНОЗАМЕЩЕННЫЙ (ДИГИДРОФОСФАТ АММОНИЯ) Ammonium Ammonium Ammon iuniphosphat phosphoricum monophosphate einbasisch NH4H2PO4 Мол. в. 115,031 Свойства NH4H2PO4—крупные прозрачные тетрагональные призмы. Уд. в. 1,798 В воде растворим. Т. пл. 190°, на воздухе устойчив, при температуре выше т пл. разлагается и, теряя NH3 и Н2О, образует смесь (NH4PO3)X и Н3РО4. Незначительное разложение наблюдается уже при 100° (давление NH3 при этой температуре составляет 1 мм рт. ст.). Таблица 31 Таблица 32 Растворимость NH4H2PO4 Относительные веса водных вводе растворов NH4H2PO4 t°c nh4h2po, % гс NH4H2PO4 % NH4HsPO4 % 23 d23 NH4H„PO4 % 23 d23 0 18,2 60 45,0 8,1 1,0440 16,9 1,0934 20 27,3 80 54,5 9,6 1,0515 20,4 1,1141 40 35,8 100 62,7 10,9 1 ,0634 27,9 1,1597 13,9 1,0761 28,3 1,1614 Требования к продажному реактиву По ГОСТ 4518—48 препараты х. ч. и ч. д. а. должны содержать не менее 99,5% NH5H2PO4, препарат чистый—не менее 99%. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в NH4H2₽O4 различ ных квалификаций: Примеси х.ч. ч.д.а. ч. Вещества, нерастворимые в воде 0,005 0,01 0,02 Хлориды (С1) . . . 0,0005 0,002 0,004 Нитраты (NO3) .... 0,0005 0,001 0,002 Сера общая (в пересчете на SO4) . . 0,004 0,008 0,016 Щелочные металлы (в виде фосфатов) 0,05 0,2 0,3 Железо (Fe) 0,001 0,003 0,005 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пересчете на РЬ) . 0,0005 0,001 0,002 Мышьяк (As) 0,0005 0,001 0,002 Приготовле и и е Н3РО4 + NH3 = NH4H2PO4 К 100 мл NH4OH (уд. в. 0,91) прибавляют небольшими порциями Н3РО4 в- 1.7) до тех пор, пока проба раствора не перестанет давать осадок с
58 Аммоний ВаС12. Всего идет около 90 мл Н3РО4, причем раствор приобретает сильнокис- лую реакцию. Раствор упаривают на водяной бане до начала кристаллизации. Выпавшие при охлаждении кристаллы отсасывают и отжимают между листами фильтро- вальной бумаги. Получают препарат квалификации ч. д. а. АММОНИЙ ФОСФОРНОКИСЛЫЙ ТРЕХЗАМЕЩЕННЫЙ (ФОСФАТ АММОНИЯ) Ammonium phosphoricum Ammonium phosphate Ammoniumphosphai tribasicum tribasic dreibasiseb (NH4)3PO4-3H2O Мол. в. 203,143 Свойства (NH4)3PO4-3H2O—бесцветные пластинчатые кристаллы, легко раствори- мые в воде (19% при 25°), нерастворимые в спирте и эфире. При лежании на воздухе соль частично теряет аммиак. Требования к продажному реактиву По ТУ МХП 3040—51 препарат чистый должен содержать не менее 95% <NH4)3PO4-3H2O. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в (Ь1Н4)3РО4-ЗП2О квалификации чистый: Нерастворимые в воде вещества ...... 0,005 Хлориды (С1)........................ 0,002 Сульфаты (SO4)................... 0,02 Железо (Fe)......................... 0,002 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пересчете на РЬ) .............. 0,002 Приготовление Для приготовления реактивного препарата смешивают растворы 30 г (NH4)2HPO4 в 300 мл воды и 37,5 г NH4C1 в 300 мл воды, нагревают смесь до 60°, добавляют к ней 300 мл NH4OH (уд. в. 0,93) и дают раствору медленно охладиться в закрытой банке. Выпавшие кристаллы отсасывают и промывают конц. NH4OH. Соль выдерживают несколько часов на фильтровальной бумаге и переносят в банку с плотно закрывающейся пробкой. АММОНИЙ ФТОРИСТЫЙ (ФТОРИД АММОНИЯ) Ammonium fluoratum Ammonium fluoride Ammoniumfluorid’ F luorammon ium NH4F Мол. в. 37,04 Свойства NH4F—мелкие призматические или пластинчатые кристаллы уд. в. 1,32, расплывающиеся во влажном воздухе. Легко растворим в воде (1 : 1) и мети- ловом спирте, труднее—в этиловом спирте. При выпаривании водного рас- твора при 36—40° получается соль NH4F-HF зернистого строения, расплываю- щаяся во влажном воздухе.
Аммоний фосфорнокислый трехзамещенный и фтористый 59 Таблица 33 Относительные веса водных растворов nh4f NH,F % 18 d4 NH,F % J8 <14 1 1,0034 8 1,0346 2 1,0085 10 1,0420 4 1,0178 12 1,0487 6 1,0265 14 1,0547 Требования к продажному реактиву По ГОСТ 4518—48 препарат ч. д. а. должен содержать не менее 98% NH4F. препарат чистый—не менее 94%. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в NH4F различных квалификаций: Примеси ч.д.а. ч. Нелетучий остаток ... 0,02 0,1 Хлориды (С1) ... 0,005 0,01 Сульфаты (SO4)........................... 0,005 0,01 Кремний (Si) .............................. 0,05 0,25 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пе- ресчете на РЬ) .... ................ 0,0005 0,001 Железо (Fe).............................. 0,002 0,005 Бифторид аммония (NH4F-HF) 15 При готовлен ие На время работы с HF следует защитить глаза очками, а руки резино- выми перчатками. Брызги фтористоводородной кислоты вызывают опасные ожоги. Для получения препарата квалификации ч.д.а. разработана следующая методика*. В платиновую или серебряную чашку объемом около 500 мл наливают 240 мл NH4OH уд. в. 0,91 (под тягой!). Отвесив в парафинированном стаканчике 75 г 40%-ной фтористоводородной кислоты (чистая), приливают ее тонкой струей к NH4OH при энергичном перемешивании платиновым шпателем. Горячий, резко пахнущий аммиаком раствор переливают в стеклянную колбу**. Рас- творы от трех подобных опытов объединяют, выдерживают 2 — 3 дня для коагу- ляции, фильтруют, фильтрат упаривают в платиновой чашке до образования толстой пленки кристаллов и охлаждают до 10—20°. Маточный раствор сливают, а выпавшие кристаллы растворяют в таком количестве воды (около 50 мл), чтобы 2—3 г соли оставались нерастворенными, этим достигается очистка препарата от SO^“— и от нерастворимого остатка. Раствор фильтруют, упаривают и кристаллизуют, как указано выше. Кри- сталлы растворяют в 40 мл воды, раствор фильтруют и упаривают до образо- вания толстой пленки кристаллов. Затем добавляют постепенно 20—30 мл NH4OH уд. в. 0,91 до сильного запаха аммиака, приливают 30 мл спирта и охлаждают льдом. * Метод ИРЕА (И. И. Ангелов и В. С. Нечаева). ** Применение стеклянной посуды допустимо только для растворов.^ содержа- щих большой избыток аммиака.
bu Аммоний Выпавшие кристаллы отсасывают, промывают 10—20 мл спирта и без суш- ки помещают в парафинированную банку, которую закрывают пробкой и за- ливают парафином. Выход 100 г (45%) NH4F квалификации ч. д. а. Испытания Для проверки качества препарата к раствору 0,5 г NH4F в 5 мл воды до- бавляют 1—2 капли фенолфталеина и раствор нагревают, причем должна по являться розовая окраска; отсутствие окраски указывает на примесь кислой соли NH4HF2. АММОНИЙ ХЛОРИСТЫЙ (ХЛОРИД АММОНИЯ) Ammonium chloratum Ammonium chloride Ammoniumchlorid Chlorammonium NH4CI Мол. в. 53,497 Свойства NH4C1—кристаллы кубической системы*. Уд. в. 1,53. Легко растворим в воде, трудно в спирте. Т. пл. 400° (при нагревании в запаянной трубке). При 337,8° диссоциирует на NH3 и НС1, которые улетучиваются и, соединяясь вне сферы нагревания, образуют плотный белый «дым», состоящий из мельчай ших кристалликов NH4C1 (размером 6,2-10—5 см). Таблица 34 Растворимость NH4C1 в воде re NHtCl % f°C nh4ci % «°C NHiCl % t°C NH4C1 % -16 19,4 30 29,3 60 35,6 90 41,6 0 23,0 40 31,4 70 37,6 100 43,6 НО 25,0 50 33,5 80 39,6 Ц0 45,6 20 27,1 Таблица 35 Относительные веса водных растворов NH4C1 NH3C1 % 20 (I4 NHiCI % 4° NH4CI % .20 d4 1 1,0013 10 1,0286 20 1,0567 2 1,0045 12 1,0344 22 1,0621 4 1,0107 14 1,0401 24 1,0674 6 1,0168 16 1,0457 26 1,0726 8 1,0227 18 1,0512 * При кристаллизации из растворов, содержащих пектиновую кислоту, NH.1C1 образует прозрачные кристаллы длиной до 650 мм и весом до 265 a (F. Erlich Z. anorg. Chem., 203, 31 (1931).
Аммоний хлористый Ы Требования к продажному реактиву По ГОСТ 3773—47 препарат любой квалификации должен содержать не менее 98,5% NH4CI. Наибольшие количества допустимых примесей (%) В NH4CI различных квалификаций: Примесн х.ч. ч.д. а. ч. Вещества, нерастворимые в воде . . . 0,002 0,005 0,01 Нелетучий остаток 0,005 0,02 0,06 Фосфаты (РО4) . 0,0005 0,001 0,002 Сульфаты (SO4) . . . . 0,002 0,005 0,02 Роданиды (CNS) . 0,001 0,005 0,01 Мышьяк (As) 0,00001 0,00005 0,0001 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пересчете на РЬ) ... . . 0,0005 0,0005 0,001 Жзлезо (Ее) . 0,00025 0,0005 0,001 Кальций и магнии (СаО+МйгРгО?) 0,002 0,003 0,01 Кроме того, препарат должен выдерживать следующие испытания. 1. Содержание органических веществ. В фарфоровой чашке растворяют 1 г препарата в 5 мл H.NO3 ч-> УД- в- Г >5) и выпаривают раствор на водя- ной бане; полученный остаток должен быть чисто белого цвета. . 2. Реакция водного раствора. К раствору 5±0,01 г препарата в 50 мл воды добавляют 1 каплю 0,2%-него спиртового раствора метилового красного; пре- парат считается реактивным, если появившееся красное окрашивание перей- дет в желтое от прибавления 0,01 н. раствора NaOH в количестве не более/ Для препарата х. ч. или ч. д. а...... 2 мл Для препарата ч. ...................... . 4 мл Приготовление 1. Химически чистый NH4C1 можно получить перекристаллизацией тех- нического продукта—нашатыря; однако это удается лишь при малом содер жании в нашатыре нелетучих примесей. В нагретый до кипения раствор 150 г нашатыря в 225 мл дестиллированной воды прибавляют NH4OH до щелочной реакции, кипятят несколько минут и отфильтровывают выпавший Fe(OH)3 через складчатый фильтр*. Фильтрат оставляют на ночь на холоду. Выпавший мелкокристаллический NH4C1 отса сывают, промывают небольшим количеством ледяной дестиллированной воды и сушат на стекле при комнатной температуре. Получа -тся 50 г препарата ква лификации х. ч. Маточный раствор, упаренный до половины объема, дает обыч- но еще некоторое количество препарата (квалификации чистый). 2. Препарат реактивной чистоты можно получить и нейтрализацией аммиа- ка. 150 мл 25% - него NH4OH (чистый) в хорошо охлаждаемом водой или снегом стакане осторожно нейтрализуют 300 мл соляной кислоты (чистая, уд. в 1,12). Если после приливания всей кислоты раствор вследствие улетучивания части аммиака будет иметь кислую реакцию, к нему добавляют NH4OH до слабощелочной реакции. Раствор нагревают до кипения, фильтруют, упари- вают до появления пленки соли и дальше поступают, как указано в методе 1. * Рекомендуемое некоторыми авторами осаждение железа сернистым аммонием вредно отражается па качестве получаемого препарата, так как (NH)aS легко окис- ляется в сернокислый аммоний, а освободиться от примеси последнего затруднительно.
62 Аммоний АММОНИЙ ХЛОРНОКИСЛЫЙ (ПЕРХЛОРАТ АММОНИЯ) Ammonium perchloricum Ammonium perchlorate Ammoniumperchlorat NH4C/O4 Мол. в. 117,497 Свойства NH4CIO4—бесцветные ромбические кристаллы. Уд. в. 1,87. Хорошо рас гворим в воде, из органических растворителей лучше всего растворим в мети- ловом спирте. При 210° начинает разлагаться 2NH4CIO4 = N2 ч С12 + 2О2 + 4Н2О В смеси с органическими ударе (подобно КС1О3). Раст веществами способен взрываться при нагревании или Таблица 36 воримость NH4CIO4 в воде t°c N1I,,C1C4 % t°C NH4C1O4 % 0 20 40 60 Требования к пр По временным техни фпкации должен содерж Наибольшие количес 10,35 17,25 23,42 28,08 0 д а ж н 0 м ческим услови ать не менее тва допустимь 80 100 107 / р е а к т и ям ИРЕА пр< )9,5% NH4C1 х примесей I 32,25 36,3 37,1 в У апарат реактивной квали О4. %) В NH4CIO4: Вещества, нерастворимые в воде . 0,005 Хлориды (С1) ..................................... 0,002 Сульфаты (SOa)....................... - . 0,005 Капьний (Са)....................................... 0,003 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пересчете на РЬ) . .................... .... 0,001 Железо (Fe) ... ... . 0,0005 Приготовление Для получения препарата реактивной чистоты разработана следующая методика*. К 400 мл 30%-ной HCIO4 (ч. д. а. или чистая) постепенно добавляют NH4OH (ч. д. а.) уд. в. 0,91 до слабощелочной реакции на лакмус. Раствор на- гревают до кипения, охлаждают и фильтруют через складчатый фильтр. Фильт- рат упаривают на водяной бане почти досуха (маточного раствора должно остаться не более 10 мл). Охлаждают до комнатной температуры, кристаллы отсасывают, хорошо отжимают и высушивают при 110°. Выход 165^-168 \ (95% по HCIO4)- Метод ИРЕА (М- И. Усачева)
Аммоний хлорнокислый, хромовокислый и щавелевокислый 63 АММОНИЙ ХРОМОВОКИСЛЫЙ (ХРОМАТ АММОНИЯ) Ammonium chromicum Ammonium chromate Ammoniumchromat (NH4)zCrO4 Мол. в. 152,09 двойства (NH4)2CrO4—золотисто-желтые иглы. Уд. в. 1,9. Легко растворим в воде -ой 7% при 0°). При лежании на воздухе или при высушивании теряет часть аммиака, переходя в (NH4)2Cr2O7. При быстром нагревании (NH4)2CrO4 разла- гается с ........"" воспламенением 2(NH4)2CrO4 — Сг2Оз N2 -f- 2NH3 5Н2О Соль ядовита и при попадании на кожу может вызвать раздражение Требования к продажному реактиву По" ГОСТ 3774—47 препарат ч. д. а. должен содержать не менее 99,5% (КН4)гСгО4, а препарат чистый—не менее 99,0%. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в (NH4)2CrO4 различ- ных квалификаций: Примеси ч.д.а. ч. Вещества, нерастворимые в воде................ 0,003 0,005 Щелочные металлы (в виде сульфатов) .... 0,2 0,4 Хлориды (С1) 0,001 0,004 Сульфаты (ЗО4) ........ .... 0,015 0,05 Кальций (Са)............................. 0,004 0,01 Приготовление Для получения препарата реактивной чистоты разработана следующая методика*. (NH4)2Cr2O7 + 2NH4OH = 2(NH4)2CrO4 + Н2О Раствор 600 г (NH4)2Cr2O7 в 1 л воды нейтрализуют 15—20%-ным NH4OH Д0 “Р,™ оранжевой окраски в желтую, после чего охлаждают раствор До +5 . Выпавшие кристаллы отсасывают, промывают и сушат (перемешивая)- при комнатной температуре. Выход 80%. АММОНИЙ ЩАВЕЛЕВОКИСЛЫЙ (ОКСАЛАТ АММОНИЯ) Ammonium oxalicum Ammonium oxalate Ammoniumoxalat Св°йства HgO Мол. p* 142,116 l,50jNp ^C2O4.H2O—бесцветные кристаллы ромбической системы. Уд. в J' Раствррим в воде, мало растворим в спирте. Метод ПРЕД (А. А. Ильин).
64 Ангидрид Таблица 37 Растворимость (NH4)2C2O4 в воде ГС (NH4) С2О4 % ГС (NH4)2C2O, % 0 2,27 45 8,6 10 3,11 60 12,3 15 3,9 75 16,4 25 5.0 88 20,8 35 6,6 100 25,8 Требования к продажному реактиву По ГОСТ 5712—51 препарат х. ч. и ч. д. а. должен содержать не менее 99,8% (NH4)2C2O4 Н2О, а препарат чистый—не менее 99,5%. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в (NH4)2C2O4-H2O различных квалификаций: Примеси х.ч. ч.д.а. ч. Вещества, нерастворимые в воде 0,003 0,005 0,020 Остаток после прокаливания 0,005 0,015 0,030 Хлориды (С1) 0,001 0,001 0,002 Сульфаты (SO4) . 0,005 0,01 0,02 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пе- ресчете па РЬ) ... ...... 0,0002 0,0010 0,0015 Железо (Fe) . . . 0,0002 0,0005 0,0010 Приготовление Растворяют 104 г щавелевой кислоты Н2С2О4-2Н2О (х. ч. или ч. д. а.) в 160 мл дестиллированной воды при 60е и фильтруют через складчатый фильтр (или воронку с обогревом) в фарфоровую чашку, содержащую 142 мл NH4OH (х. ч. или ч. д. а., уд. в. 0,91). Раствор быстро охлаждают до 25° при непре- рывном перемешивании, сразу отсасывают кристаллы и сушат их при комнатной температуре. Выход 88 г (75%) препарата квалификации х. ч. или ч. д. а. АНГИДРИД БОРНЫЙ (ТРЕХОКИСЬ БОРА) Acidum boricum anhydricnm Boricacid anhydrous Borsaureanhydrid Bortrioxyd B2O3 Мол. в. 60,64 Свойства Обычно встречающийся В2О3 представляет собой бесцветную прозрачную стекловидную очень твердую (режет стекло) и хрупкую массу, уд. в. 1 84. размягчающуюся при 600°; кристаллический В2Оз имеет уд. в. 1,805, т. пл. 294 , т. кип. 1860°, растворим в воде (см. кислота борная) и спирте. В.2О3 весьма гигроскопичен; притягивая из воздуха влагу, мутнеет. Влажный воздух про- пущенный через трубку с BsOs. содержит после этого только 0,15 мг’ НоО на 1 л. -
Ангидрид борный и вольфрамовый 65 Приготовление 1. Борный ангидрид в сплавленном виде получают путем длительного прокаливания борной кислоты Н3ВО3 (чистая): 2Н3ВО3 ~ В2О3 -р ЗН2О Для этого нагревают Н3ВО3 порциями по 5 г в платиновом тигле на силь- ном огне до полного удаления воды. Кислота сначала вспучивается, затем образуется стекловидная масса В2О8. Для извлечения последней дно горячего тигля охлаждают холодной водой, и затвердевшую массу быстро переносят в банку, плотно закрывающуюся резиновой пробкой. Для получения В2О3 в виде гранул расплавленную массу выливают отдельными каплями в фарфоровую ступку. Из 100 г Н3ВО3 получается 56 г В2О3 (99,5%). 2. Кристаллический В2О3 получают обезвоживанием борной кислоты в вакууме (создаваемом масляным насосом) при 200—225° в течение 400 час. Испытания * Препарат испытывают на содержание кремневой кислоты и щелочных металлов. Для этого 10 г истертого в порошок препарата помещают в чашку, прибавляют 50 мл безводного метилового спирта, насыщенного на холоду хло- ристым водородом, перемешивают платиновой проволокой до полного раство- рения и выпаривают на сетке на маленьком пламени. Остаток обрабатывают снова 25 мл СН3ОН, насыщенного НО, выпаривают досуха и слабо прокали- вают.—Вес остатка нс должен превышать 1 мг. АНГИДРИД ВОЛЬФРАМОВЫЙ (ТРЕХОКИСЬ ВОЛЬФРАМА) Acidum wolframicum Tungsten trioxide Wolframtrioxid anhydricum Wollramsaureanhydrid WO3 Мол. в. 231,92 Свойства WO3—светложелтый порошок, темнеющий (до темнооранженого) при на- гревании, уд. в. 6,84, т. пл. 1478°. Очень чистый WOs, находящийся под совер- шенно чистой водой, не зеленеет даже при довольно долгом воздействии солнеч- ных лучей: незначительные следы пыли вызывают, однако, быстрое позелене- ние препарата. WO3 нерастворим в воде и кислотах (за исключением фтористо- водородной), медленно растворяется в концентрированных растворах щелочей. Приготовление К горячему раствору 17 г NaOH в 130 мл воды добавляют 40 г вольфра- мовой кислоты (техн.), и нагревают смесь до полного растворения. Затем для осаждения As и Р добавляют раствор 5 г MgCl2-6H2O, 15 г NH4C1 и 8 мл ЫН4ОН УД. в. 0,91 в 50 мл воды. После, отстаивания в течение суток проверяют полноту осаждения: при добавлении раствора Na2HPC>4 к пробе жидкости должен не- медленно образовываться белый осадок. В противном случае добавляют еще раствора MgCl2. Раствор фильтруют через складчатый фильтр, и фильтрат вли- вают тонкой струей в горячую смесь 55 мл НС1 уд. в. 1,12 и 0,5 мл HNO3 уд. в. 1,4. Добавляют еще 100 мл НС1 уд. в. 1,19, осторожно сливают раствор, а оса- док вольфрамовой кислоты несколько раз кипятят с водой (с последующей де- кантацией) для удаления растворимых солен. * Merck. 5 Чистые химические реактпим
66 Ангидрид Осадок отсасывают, растворяют в 30 мл NHaOH уд. в. 0,91 и осторожно вди. вают раствор в указанную выше смесь НС1 и HNO3. Выделившуюся вольфра. мовую кислоту промывают водой 3—-4 раза (при кипячении), как указано, выше. Осадок отсасывают, просушивают на водяной бане и прокаливают в му. феле при 600—700°. Выход 20—25 г (80%). АНГИДРИД ЙОДНОВАТЫЙ (ПЯТИОКИСЬ ИОДА) Anhydridum acidi jodici Iodine pentaoxide Jodsaureanhydrid Jodpentoxyd Свойства J2O5 Мол. вес. 333,82 J2O6—белый кристаллический порошок, иногда со слабым розоватым или желтоватым оттенком. Литературные данные об уд. в. J2O6 весьма разноре- чивы: приводятся значения от 4,799 до 5,278. Выше 275° J2O6 разлагается с вы- делением иода. Растворим в воде, причем образует различные гидраты йодно- ватой кислоты. Требования к продажному реактиву По ГОСТ 3775—47 препарат ч. д. а. должен содержать не менее 99,5% J2O5, чистый—99,0%. Препарат не должен содержать свободного иода. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в J2O5 различных ква- лификаций: Примеси ч. 0 а, ч. Вещества, нерастворимые в воде ...... 0,006 0,016 Нелетучий остаток ........................... 0,05 0,10 Серная кислота (SO4)......................... 0,03 0,05 Приготовление Для получения препарата реактивной чистоты в стеклянный кристалли- затор помещают* HJOs (чистая) слоем не толще 3 см и нагревают постепе1 но в сушильном шкафу до 140—145е. При этой температуре сушку ведут 2— 2,5 часа при частом перемешивании. Конец обезвоживания определяется взве- шиванием (потеря веса должна составлять 5,11%). Выход теоретический. Еще более чистый J2O6 flic загрязненный иодом) можно получить обезво- живанием ШОз в вакууме (5 мм) в очень слабом токе, кислорода при 110—120е в течение 3 час. АНГИДРИД МОЛИБДЕНОВЫЙ (ТРЕХОКИСЬ МОЛИБДЕНА) Acidum molybdaenicum Molybdic acid anhydrous Molybdansaureanhydrid anhydricum Molybdenum oxide Molybdantrioxid MoO3 Мол. в. 143,95 Свойств a МоОз—белый, напоминающий тальк порошок уд. в. 4,5—4,7. При нагре- вании сначала окрашивается в лимонно-желтый цвет, а затем (795°) плавится в коричневую жидкость. При плавлении на воздухе частично улетучивается в виде белых паров, которые конденсируются над расплавленной массой, об- * Н. В. Вильямс, Реакт. и прел., стр. 1Б4.
Ангидрид йодноватый и молибденовый 67 я возгон (в виде блестящих бесцветных табличек). В сплавленном состоя- Ра3у имеет желтоватый или сероватый оттенок. В воде почти нерастворим (О 002 : ЮО при 20°), легко растворим в щелочах. Требования к продажному реактиву По ВТУ 90—48 препарат ч. д. а. должен содержать не менее 99% МоОз, препарат чистый—97%. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в МоОа различных ква- Вещества, нерастворимые в NH4OH . 0,01 0,04 Сульфаты (SO4)......................... . . 0,02 0,08 Хлориды (С1) . 0,005 0,01 Нитраты (NO3) . ........ 0,005 0,01 Фосфаты (РО4)................................. 0,001 0,005 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пе- ресчете на РЬ) . ........................ 0,005 0,01 Приготовление 1. Препарат квалификации ч. д. а. можно получить* возгонкой Н2МоО4 или МоОз (техн, или чистый). Для этого удобно пользоваться прибором, изо- браженным на рис. 9. Реактором служит фарфоровая трубка 1, помещенная в Рис. 9. Аппарат для возгонки молибденового ангидрида: /—реактор (фарфоровая трубка); 2—электрическая печь; 3 — насадка; 4, 5 —стеклянные цилиндры; 6, 7 — серебряная проволока; 5, 9— пришли- фованные пробки; 10—медная сетка; И—катушка Румкорфа; 12—тер- мопара. -лектропечь 2, нагреваемую до 1000°. Один конец трубки закрывают насадкой Для фильтрования воздуха. В качестве насадки применяют кусок фарфоровой пп^КИ’ закРыт°в марлей. Другой конец реактора соединяют (через асбестовую Р°бку, залитую ж,.дкнм стеклом) с аппаратом Котреля. 5* Метод ИРЕА (Н. А. Петров и А. В. Раковский).
Ангидрид Аппарат Котреля состоит из двух последовательно соединенных стеклян- ных цилиндров 4 и 5; по оси цилиндров укреплены серебряные проволоки 6 и 7 диам. 1 мм, впаянные в верхние части цилиндров и проходящие через не- большие отверстия стеклянных пришлифованных пробок 8 и 9. Снаружи ци- линдры обмотаны медной сеткой 10. К сетке и серебряной проволоке от катуш- ки Румкорфа 11 подается ток высокого напряжения (около 5000 в). Питание катушки производится постоянным током 60 в, 5—7 а. В реактор 1 помещают 50 г исходного вещества и нагревают трубку до 800°, контролируя температуру термопарой 12. Одновременно включают высокое напряжение в аппарате Котреля и просасывают через систему ток сухого воз- духа со скоростью 2—5 л/мин. Испаряющийся МоОз оседает в стеклянных цилиндрах в виде тонкого белого порошка. В полученном таким путем пре- парате отсутствуют SO~, Cl , NO^, РО4 и Са++. Содержание МсО3 по анализу отличается от теоретического на сотые доли процента. 2. Можно получить МоО3 значительно проще, но менее чистым: (NII4)eMo7O24-4H2O = 7МоО3 + 6NH3 + 7Н2О Для этого 80 г молибденовокислого аммония (ч. д. а.) сушат 3 часа в фар- форовой чашке при 110—120°, переносят в муфель и прокаливают 2 часа при 450°, а затем еще 2 часа при 700°, изредка перемешивая. Конец прокаливания определяют растворением пробы МоОз (1 г) в 30 'мл 10%-ного раствора NaOH и добавлением реактива Несслера,—не должно по- являться бурого окрашивания или осадка. АНГИДРИД МЫШЬЯКОВИСТЫЙ (ТРЕХОКИСЬ МЫШЬЯКА) Acidum arsenicosum Arcenicum album Arsenous acid anhydride White arsenic Arsenous oxide Arsentrioxyd Arseniksaureanhydrid Weisser Arsenik, Giftmehl As203 Мол. в. 197,82 Свойства Кроме обычной октаэдрической модификации, для As2O3 известны две дру- гие: устойчивая выше 200°—моноклиническая и устойчивая выше 310°—аморф- ная. Кристаллический As2Os—вещество с кристаллами в форме правильных октаэдров или тетраэдров (уд. в. 3,86), или же моноклинических игл и листоч- ков (уд. в. 4,0—4,15). В воде рас- творим трудно, причем образуется слабая мышьяковистая кислота. Рас- творим в щелочах. Аморфный AsaOs—стекловидная прозрачная масса уд. в. 3,74, до- вольно скоро переходящая под влия- Растворимост Таблица 88 ь As2O3 в воде ГС As.Q, % ГС Аз.О, % нием влажного воздуха в кристал- лическую фарфоровидную модифи- 0 каиию. В совершенно сухом воздухе 15 (высушенном Р2О6) остается стекло- 25 видным в течение нескольких лет; 39,8 в воздухе же, насыщенном водяными парами, начинает мутнеть уже через 3—4 дня. Под водой стекловидный As2O3 станс эфир изменяют его только с поверхности; под CS 1,19 1,63 2,00 2,85 вится мате 2 остается 48,2 62 75 98,5 во-белы прозр< 3,32 4,25 5,32 7,55 м; спирт и ачным, но становится хрупким.
Ангидрид мышьяковистый и мышьяковый 69 В воде растворим значительно лучше кристаллического. При 200° улету- чивается без предварительного плавления. Стекловидный As2O3 (не фарфоро- видный) несколько растворим в скипидаре, бензоле, бензине; лучше—в мети- ловом и амиловом спиртах, хлороформе и эфире.- As2O3—очень сильный яд. В качестве противоядия употребляют смесь свежеосажденного Fe(OH)s и сла- бо прокаленной MgO. Рекомендуются также большие количества теплого мо- лока и сырые яйца. Требования к реактиву Согласно ВТУ Всесоюзного научно-исследовательского химико-фармацев- тического института им. Орджоникидзе препарат должен содержать As2O3 для ч. д. а. 99,5% и для чистого—99,0%, а примесей не более следующих коли- честв (%): Примеси ч. ч. 0. а. Вещества, нерастворимые в NH4OH 0,04 0,02 Нелетучий остаток . . . . 0,2 0,05 Хлориды (С1) . .... 0,03 0,01 Сульфиды . . . отсутствие Железо (Fe) .... ............ . 0,002 0,001 Приготовление Сильнейший яд1 При работе с АзгОз необходимо соблюдать максимальную осторожность. 1. AssOs реактивной чистоты получают очисткой технического продукта. Для этого раствор 10 г NaOH в 35 мл воды нагревают до 60—70° и при раз- мешивании механической мешалкой постепенно добавляют 50 г АзгОз (техн.). Затем приливают 35 мл воды, дают 10—15 мин. отстояться и фильтруют с от- сасыванием. К фильтрату, охлажденному до комнатной температуры, осторож- но добавляют при перемешивании 35 лгл H2SO4 уд. в. 1,32, дают смеси отстояться, после чего осадок отсасывают, промывают 120 мл воды и сушат. Выход 40 г (80%). 2. Для получения препарата квалификации х. ч. или ч. д. а. 150 г As3O3 (техн.) растворяют в 350 мл концентрированной соляной кислоты, раствор пе- реносят в реторту и перегоняют под тягой в токе хлористого водорода в охлаж- даемый приемник. Дестиллат разделяется на два слоя; нижний слой (AsCl3) для удаления Sb"- взбалтывают с равным объемом НС1 уд. в. 1,19. Эту опера- цию повторяют до тех пор, пока в примененной для промывания кислоте уже нельзя будет обнаружить сурьму. Очищенный таким путем AsCh медленно вы- ливают из капельной воронки в фарфоровый стакан с 1 л кипящей воды, сильно перемешивая. После охлаждения выпадает белый кристаллический порошок As2O3, который отфильтровывают, промывают до удаления следов кислоты и сушат*. АНГИДРИД МЫШЬЯКОВЫЙ (ПЯТИОКИСЬ МЫШЬЯКА) Acidum arsenicicum Arsenic pentaoxide Arsenpentoxyd anhydricum Arsensaureanhydrid As2O6 Мол. в. 229,82 CJb o’Ji с т’в а As2O5—белое стекловидное вещество уд. в. 4,09, расплывающееся во влажном воздухе. При нагревании выше 400° разлагается на As2O3 и О2. Мед- ленно растворяется в воде, образуя мышьяковую кислоту. Сильно ядовит! F о u 1 k, Horton, J. Am. Chem. Soc., SI, 2416 (1929).
70 Ангидрид Приготовление As2O3 -f" 4HNOg 4~ С2О =: SHgAsOa 4" 4NO2 21 IgAsO/i AS2O5 4- ЗН2О Нагревают под сильной тягой в фарфоровой чашке 500 мл HNO3 (ч. д. а уд. в. 1,4) До 70—80° и добавляют небольшими порциями 150 г As2O3 (чистый) (очень сильный яд1). После окончания бурной реакции смесь нагревают в пес- чаной бане до полного удаления окислов азота. Бесцветный раствор филь- трует через пористый стеклянный фильтр, и фильтрат упаривают в фарфоре- вой чашке до получения твердой массы (смесь мышьяковой и пиромышьяковой кислот); массу необходимо извлечь из чашки в горячем состоянии, иначе она чрезвычайно плотно пристанет к стенкам чашки. Смесь выдерживают в эксикаторе над H2SO4, затем растирают и нагревают под тягой при 280—300° (но не выше) до постоянного веса. Выход 170 г (97%), АНГИДРИД СЕЛЕНИСТЫЙ (ДВУОКИСЬ СЕЛЕНА) Acidum selenosum Selenium dioxide Selendioxyd anhydricum Selenigsaureanhydrid SeO2 Мол. в. 110,96 Свойства SeC>2—белое кристаллическое вещество, легко растворимое в воде, спирте и серной кислоте, гигроскопичное, особенно в присутствии селеновой кислота, Уд. в. 3,9853 при 15,7°, т. пл. 340° (под давлением). SeO2 способен возгоняться; сублимируясь выше 315°, образует кристаллы в форме белых блестящих игл, иногда в несколько сантиметров длиной. Пары SeO2 окрашены в желтовато- зеленоватый цвет и имеют характерный запах, напоминающий гнилую редьку; На воздухе (соприкасаясь с пылью) окрашивается в красноватый цвет вслед- ствие восстановления до элементарного селена. Требования к продажному реактиву По ВТУ У 369—51 препарат чистый должен содержать не менее 98% SeO2. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в SeO2 квалификации чистый Вещества, нерастворимые в воде .... . . 0,01 Остаток после прокаливания 0,2 Хлориды (С1) ................... 0,005 Сульфаты и селенаты (SO4 и SeO4) ............. 0,1 Железо (Fe).......................................... 0,002 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пересчете на РЬ) . ........................................... 9,05 Приготовление 100 г селенистой кислоты H2SeO8 квалификации чистая помещают в круг- лодонную колбу из жаростойкого стекла емкостью 1 л и нагревают в вакууме (не ниже 100 мм) на песчаной бане при 200—250° несколько часов, причем SeOa постепенно возгоняется в верхнюю часть колбы.
Ангидрид селенистый и сернистый 71 АНГИДРИД СЕРНИСТЫЙ (ДВУОКИСЬ СЕРЫ, СЕРНИСТЫЙ ГАЗ) Acidum sulfurosum anhydricum SO2 Sulfur dioxide Schwefeldioxyd Sulfurous anhydride Мол. в. 64,066 А. Газообразный сернистый ангидрид Свойства SOa—бесцветный газ с характерным удушливым запахом, обладающий сильными белящими свойствами. Вес 1 л при нормальных условиях 2,9266 г, плотность 2,2638 (по воздуху). SOa—легко растворим в воде с образованием сернистой кислоты H2SO3, растворим в спирте, эфире и CS2, растворяется в камфоре в отношении 300 : 1 по объему (образуется жидкий раствор), не горюч и не поддерживает горения. Приготовление Все операции проводить под тягой! 1. Си 4- 2H2SO4 = C11SO4 + SO2 + 2Н2О В круглодонной колбе, снабженной капельной воронкой и газоотводной трубкой, нагревают 100 г медных стружек в 55 мл конц. H2SO4. Когда начи- нается бурная реакция, нагревание можно прекратить и регулировать скорость газовыделения прибавлением по каплям H2SO4. Выделяющийся газ промы- ьают водой и сушат пропусканием через колонку с СаС12. 2. Na^SOs -f- H2SO4 = Na2SO4 4" SO2 + Н2О В колбу, содержащую насыщенный раствор сульфита натрия, Na2SO3 (или твердый бисульфит натрия Na2S2O5), приливают по каплям конц. H2SO4 и сушат выделяющийся газ СаС12. 3. В колбе с отводной трубкой нагревают смесь 1 вес. ч. серы с Б вес. ч. конц. H2SO4. Выделение SO2 начинается после расплавления серы. К смеси рекомендуется добавить несколько кусочков пемзы. 4. Нагревают смесь 2—4 вес. ч. безводной CuSO2 (или FeSO4) с 1 вес. ч. серы. При этом методе следует употреблять широкие газоотводные трубки во избежание закупоривания их возгоняющейся серой. Б. Жидкий сернистый ангидрид Свойства Жидкий SO2—бесцветная, легкоподвижная жидкость уд. в. 1,4911 при ~'20'1, т. кип. —10°. Испарение сопровождается сильным охлаждением (до —57°, а под вакуумом до —68°). п ,, приготовление Полученный по одному из описанных выше методов газообразный SO2 осушают, пропуская через две последовательно соединенные промывные склян- ки с конц. H2SO4, и затем вводят в толстостенные стеклянные трубки (рис. 10),
72 Ангидрид охлаждаемые смесью снега с солью; здесь SOj сжижается. Избыток SO2 погло- щается в склянке с пемзой, предварительно прокипяченной с КОН, или в про- мывной склянке с водой. Рис. 10. Трубки для сжижения и хранения сернистого газа: 1, 2, 3—краны; 4—шарик для замера. В этих же трубках (см. рис. 10) жидкий SO2 Сохраняют при температу- ре ниже 0°. При комнатной температуре давление, создаваемое парами 80г, достигает нескольких атмосфер, и трубку может разорвать. Для того, чтобы вылить из трубки (рис. 10,Д) некоторое количество жидко- сти, сначала открывают только кран 1 и переливают немного жидкости в ша- рик 4, затем закрывают кран 1, ставят прибор вертикально и, открыв кран 2, выпускают из шарика 4 воздух. Вновь закрывают кран 2, открывают кран 1 и наклоняют прибор так, чтобы шарик 4 весь наполнился жидким SO2, после чего кран 1 закрывают. Отмеренный таким образом объем выливают из прибора, от- крыв кран 2. При пользовании трубкой другой кон- струкции (рис. 10,£) следует помнить, что при выливании жидкости через один кран другой кран также должен быть открыт. Иначе давлением паров SO2 из сосуда будет выброшено все содержимое. » Для получения больших количеств жидкого SO2 пользуются змеевиковым холодильником, охлаждаемым смесью льда и соли (рис. 11). Приемник также охлаж- дается (на рисунке не показано). В. Твердый сернистый ангидрид Свойства Твердый SO2—белые хлопья, т. пл. —72,7°±0,05°. Рис. 11. Прибор для получе- ния жидкого SO2. Приготовление 1. Жидкий SO2 испаряют в вакууме (под колоколом водяного насоса), причем часть SO2 затвердевает. 2. Сосуд с жидким SO2 охлаждают смесью твердой СОг с эфиром.
Ангидрид сернистый 73 Г. Водный раствор сернистого ангидрида (сернистая кислота) Acidum sulfurosum Sulfurous acid Schweflige Saure Свойства Раствор SO2 в воде—бесцветная жидкость с сильным запахом SO2 и кислой реакцией, ведущая себя, как раствор сернистой кислоты. Константы диссоциа- цИИ- Ki=l,7-10-2, К2=6,8-Ю-8 при 25°. Постепенно окисляется кислородом воздуха и переходит в H2SO4. Растворимость SO2 в воде и спирте Таблица 39 Г SO2, об. в I об. насыщенного раствора SO-2, об. в I об. ВОДЫ по Кариусу % SO., в воде по Шенфельду в спирте 0 68,861 , 79,789 18,60 1 67,003 — 77,210 18,04 2 65,169 — 74,691 17,58 3 63,360 191,16 72,230 17,10 4 61,576 183,32 69,780 16,65 5 59,816 175,36 67,485 16,18 6 58,080 168,48 65,200 15,73 7 56,369 161,49 62,973 15,27 8 54,683 154,78 60,805 14,81 9 53,621 148,86 58,697 14,39 10 51,383 142,22 56,647 13,96 11 49,770 136,36 54,655 13,53 12 48,182 130,79 52,723 13,10 13 46,618 125,50 50,849 12,71 14 45,079 120,50 49,033 12,30 15 43,564 115,78 47,276 11,93 16 42,073 111,34 45,578 11,54 17 40,608 107,19 43,939 11,18 18 39,165 103,32 42,360 10,83 19 37,749 99,74 40,838 10,48 20 36,206 96,44 39,384 10,14 21 34,986 93,42 37,97 9,83 22 33,910 90,69 36,62 9,52 23 32,847 88,24 35,30 9,19 24 31,800 86,08 34,03 8,89 25 30,766 84,20 32,76 8,60 26 29,748 — 31,58 8,31 27 28,744 — 30,42 8,03 28 27,754 — 29,31 7,77 29 26,788 — 28,21 7,48 30 25,819 — 27,16 7,24 31 24,833 — — — 32 23,242 — — - — 33 23,025 — — — 34 22,122 — — — 35 21,234 — 22,49 6,08 36 20,361 — — — 37 19,502 _— — — 38 18,658 — — — 39 17,827 — — — 40 17,030 — 18,77 5,13
74 Ангидрид Таблица 4q Относительные веса водных растворов SO2 so3 % ,15 а15 so2 % ,15 «15 SO, % J5 «15 SO, % - и15 d15 0,5 1,0028 3,0 1,0168 5,5 1,0302 8,0 1,0426 1,0 1,0056 3,5 1,0194 6,0 1,0328 8,5 1,0450 1,5 1,0085 4,0 1,0221 6,5 1,0353 9,0 1,0474 2,0 1,0113 4,5 1,0248 7,0 I,0377 9,5 1,0497 2,5 1,0141 5,0 1,0275 7,5 1,0401 10,0 1,0520 П р и г от о в л е н и е Насыщают газообразным SO2 дестиллированную воду. Испытания* Раствор SO2 в воде, отвечающий квалификации ч. д. а., должен содержать не менее 6% SO2 и выдерживать следующие испытания. 1. Нелетучие вещества. Остаток нелетучих веществ после выпаривания на водяной бане 20 мл раствора и слабого прокаливания не должен превышать 1 мг. 2. Хлориды. 10 мл раствора кипятят до удаления SO2, разбавляют до 50 мл и приливают 1 мл 0,1 н. AgNO3 и 1 мл HNO3, уд. в. 1,15; при этом в течение, 5 мин. не должна наблюдаться опалесценция. 3. Железо. 1 мл раствора разбавляют до 20 мл, приливают 1 мл HNO3 уд. в. 1,4, кипятят до удаления SO2 и разбавляют водой до 100 мл. От прибав- ления 2 мл 4 н. NH4CNS не должно появляться красноватого окрашивания. 4. Тяжелые металлы. 1 мл раствора разбавляют до 10.и л, кипятят до уда- ления SOa, разбавляют до 50 мл, а затем приливают 1 мл, СН3СООН и 10 мл сероводородной воды,—при этом не должно быть буроватого окрашивания. 5. Мышьяк. Выпаривают смесь 10 мл раствора и 1 мл 60%-ной H2SOj до об. 2 мл, приливают 23 мл воды и 25 мл H2SO4 1 : 4.—Проба на присутствие As по Хефти-Гутцейту должна быть отрицательной в течение 2 час.**. АНГИДРИД СЕРНЫЙ (ТРЕХОКИСЬ СЕРЫ) Acidum sulfuricum anhydricum Sulfuric anhydride Sulfur trioxide Schwefeltrioxyd Schwefelsaureanhydriu SO3 Мол. в. 80,066 Свойства Серный ангидрид диморфен, т. е. известен в двух формах. а-Форма—6еС‘ цветные прозрачные призматические кристаллы, плавящиеся при + 16,8 в легкоподвижную жидкость, кипящую при 44,6е, уд. в. 1,94 при 16°. Испытание хим. реактивов, стр. 361. Ф. Тредвелл, Аналит. химия, т. II. кн. 1. стр. 157.
Ангидрид серный и сурьмянистый 75 а.форма всегда получается при конденсации паров SOs. Ниже 25° при стоя- I а модификация переходит в более устойчивую (3-форму. Эта масса, напо- нИ.|ающая асбест, при нагревании до 50° возгоняется без предварительного пла- ми ния. Этой модификации соответствует, вероятно, формула (SO3)2. В’ С водой SOs соединяется чрезвычайно бурно (всегда следует прибавлять сп к воде, а не наоборот). SOs чрезвычайно гигроскопичен. Ввиду сильного изъедающего действия SOs при работе с ним следует соблюдать большую осто- ^рожность, употреблять предохранительные очки, резиновые перчатки и т. п. Приготовление Получение SOa в лабораторных условиях является задачей довольно слож- ной и кропотливой; поэтому обычно приходится пользоваться готовым препа- ратом. Лабораторным методом получения SOs может служить следующий: в ре- торте, к горлу которой плотно присоединен охлаждаемый льдом приемник с отводной трубкой, запертой хлор кальциевой трубкой, нагревают до 300° ды- ящую серную кислоту—олеум. Для очистки сконденсировавшегося в прием- нике SOs его подвергают многократной перегонке. АНГИДРИД;СУРЬМЯНИСТЫЙ (ТРЕХОКИСЬ СУРЬМЫ) Stibium oxydatum Flores antimonii Antimonious oxide Antimony oxide Antimonious acid anhydride Anti montri oxyd Antimonigsaureanhydrid Sb2O3 Мол. f. 291,52 Свойства Sb2O3 диморфен: обычно получается в ромбических кристаллах, но возгон- кой в атмосфере инертного газа при температуре темнокрасного каления полу- чается в правильных кубических кристаллах. Полученный осаждением Sb2O3 представляет собой топкий белый порошок уд. в. 5,67. При нагревании желтеет, при остывании вновь становится белым, при 656° плавится в желтоватую или серую жидкость, которая при охлаждении затвердевает в белую, асбестоподоб- ную массу с шелковистым блеском. При более высокой температуре (без досту- па воздуха) возгоняется, не изменяя своего состава. Очень мало растворим в воде, спирте и разбавленных кислотах. Легко растворим в концентрированной соляной кислоте, растворах щавелевой и винной кислот, а также в дымящих HNO3 и H2SO4. Требования к продажному реактиву По ВТУ препарат должен содержать не менее 98,5% Sb2O3. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в Sb2Os квалифика- ции чистый: Вещества, не осаждаемые H2S (в виде сульфатов) .... 0,5 Железо (Fe)...................... 0,01 Калий (К).......................................... 0,02 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пересчете на РЬ).............................................. 0,05 Мышьяк (As) ...................................... 0,60
76 Ангидрид Приготовлен ие Для получения препарата реактивной чистоты разработана следующая методика: 2SbCl3 + 3Na2CO3 + Н2О = 2HSbO2 + ЗСО2 + 6NaCl 2HSbO2 = Sb2O3 + H2O Раствор 230 г SbCI3 (приготовление см. стр. 516) в смеси с 200 мл НС1 уд. в. 1,19 и 200 мл воды медленно вливают в кипящий раствор 1 кг Na2CO3-ЮН2О (чистая) в 5 л воды. Смесь кипятят до полного удаления СО2, затем жидкость осторожно сливают, а осадок отсасывают и многократно промывают горячей водой до полного удаления С1~ в промывной воде. Препарат нагревают в су- шильном шкафу при 150° до постоянного веса. Выход 140 г (95%), АНГИДРИД СУРЬМЯНЫЙ (ПЯТИОКИСЬ СУРЬМЫ) Acidum stibicum Antimonic acid Antimonpentoxyd anhydricum Antimony pentaoxide Antimonsaureanhydrid Sb2O5 Мол. в. 323,52 Свойства Sb2O5—бледножелтый порошок уд. в. 5,6, мало растворим в воде (0,186% при 15—20°). Растворы показывают кислую реакцию на лакмус. Растворим в соляной кислоте и КОН. При 300° теряет кислород и переходит в Sb2O«. Требования к продажному реактиву По МПТУ № 4268—53 препарат ч. д. а. должен содержать не менее 90% Sb2Oa, чистый—не менее 87%. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в Sb2O5 различных квалификаций: Примеси ч.д.а. ч. Вещества, не осаждаемые НгЭ (в виде сульфатов) 0,1 0,3 Трехокись сурьмы (Sb2O3) . ............... 3,0 4,5 Железо (Fe) .... ..... ... 0,005 0,008 Свинец (РЬ) 0,001 0,002 Мышьяк (As) . . . 0,02 0,05 Приготовлен и е 1. 2SbCl5 + 8Н2О = 2H3SbO4 + 10НС1 2H3SbOa = Sb2O5 + ЗН2О Выливают пятихлористую сурьму (см. приготовление) в 20—25-кратное количество холодной воды и дают стоять несколько часов. Образовавшийся осадок отфильтровывают, немедленно промывают холодной водой и сушат при 275° до постоянного веса. 2. 2Sb + 10HNO3 = 2HSbO3 + 10NO2 4- 4H2O 2HSbO3 = Sb2O5 + H2O Порошок металлической сурьмы обрабатывают при нагревании конц. HNO3 до тех пор, пока выделение окислов азота не станет незначительным. Получен- ную жидкую кашицу выпаривают досуха и остаток осторожно нагревают (не выше 150°) до исчезновения запаха окислов азота.
Ангидрид сурьмяный, теллуристый, теллуровый и угольный 77 АНГИДРИД ТЕЛЛУРИСТЫЙ (ДВУОКИСЬ ТЕЛЛУРА) Acidum tellurosum Tellurium dioxide Tellurdioxyd anhydricum TeO2 Мол. в. 159,61 Свойства TeO2—белый кристаллический порошок уд. в. 5,6—5,9, т. пл. 732,6° под давлением. Очень мало растворим в воде (6,7 -10—4% при 20°), растворим в силь- ных кислотах и щелочах, нерастворим в NHaOH. В струе воздуха при темпе- ратуре светлокрасного каления возгоняется. Приготовление Те + 4HNO3 —- Н2ТеОз Л* 4NO2 d-JHgO Н2ТеОз = ТеО2 4- Н2О К 90 г теллура (в порошке) добавляют 200 мл HNO3 УД. в. 1,4 и нагревают смесь при 60—80е до полного растворения. В случае необходимости добавляют еще кислоты. Горячий раствор фильтруют через пористый стеклянный фильтр № 3 и выпаривают фильтрат досуха. Остаток помещают в фарфоровый тигель и нагревают в тигельной печи до плавления. По охлаждении массу растирают в порошок. Выход 100 г (85%). АНГИДРИД ТЕЛЛУРОВЫЙ (ТРЕХОКИСЬ ТЕЛЛУРА) Acidum telluricum Tellurium trioxide Tellurtrioxyd anhydricum TeO3 Мол. в. 175,61 Свойства ТеОз—оранжево-желтое кристаллическое вещество, уд. в. 5,07 при 14,5°. Нерастворим в воде, разбавленных щелочах и кислотах. Крепкие щелочи с трудом растворяют TeOs с образованием теллуратов (солей теллуровой кислоты). Приготовление Н2ТеОа = ТеО3 + Н2О Нагревают теллуровую кислоту до постоянного веса при 160°, но не выше, так как при более высокой температуре образующийся ТеОз разлагается на ТеОг и Ог. ’АНГИДРИД УГОЛЬНЫЙ (ДВУОКИСЬ УГЛЕРОДА, УГЛЕКИСЛЫЙ ГАЗ, УГЛЕКИСЛОТА) Acidum carbonicum Carbonic anhydride Kohlendioxyd Carbon dioxide Kohlensaure Carbonic acid KohlensaureanhydridJ CO2 Мол. в. 44,011 Свойства CO2—бесцветный газ без запаха, слабокисловатого вкуса. Плотность по воздуху 1,5292. 1 л СО2 весит при нормальных условиях 1,9769 г. Критиче- ская температура+31°, т. кип. жидкого СОг—78,5° (при 760 мм), т. пл. —57°
78 Ангидрид (под давлением). Уд. в. твердого С02 1,53. С02 не горит и не поддерживает го- рения. Довольно хорошо растворяется в воде, образуя очень слабую кислоту Н2СО3 (константы диссоциации* К}8 =3-10-7; =5,73-10 **); растворим в спирте (3 : 1 при 20°). Таблица 41 Растворимость СО2 в воде t° СО2 об- в 1 об. воды СО2 8 в 100 8 воды t° СО2 об. в 1 об, воды СО., г в 100 8 воды t° СО., об. в 1 об. воды СО . 8 в Ю’о г воды 0 1,713 0,3347 12 1,117 0,2166 24 0,781 0,1494 1 1,646 0,3214 13 1,083 0,2099 25 0,759 0,1450 2 1,584 0,3091 14 1,050 0,2033 26 0,738 0,1407 3 1,527 0,2979 15 1,019 0,1971 27 0,718 0,1367 4 1,473 0,2872 16 0,985 0,1904 28 0,699 0,1328 5 1,424 0,2774 17 0,965 0,1845 29 0,682 0,1293 6 1,377 0,2681 18 0,928 0,1789 30 0,665 0,1259 7 1,331 0,2590 19 0,902 0,1736 35 0,592 0,1106 8 1,282 0,2494 20 0,878 0,1689 40 0,530 0,0974 9 1,237 0,2404 21 0,854 0,1641 45 0,479 0,0862 10 1,194 0,2319 22 0,829 0,1591 50 0,436 0,0762 11 1,154 0,2240 23 0.804 0,1541 60 0,359 0,0577 Приготовление 1. Наиболее удобным и общеизвестным способом получения СО2 является действие соляной кислоты на СаСО3. СаСО3 + 2НС1 = СаС13 + Н2О + СО2 Удобнее всего проводить реакцию в аппарате Киппа. В средний шар аппа- рата помещают куски мрамора размером в поперечнике 2—3 см, после чего наливают через верхний шар разбавленную соляную кислоту (1 : I). Для осво- бождения газа от следов НС1 и для осушения его пропускают последовательно через склянку с водой и с конц. H2SO4. Если необходимо получить СО2 совершенно свободным от воздуха, то ку- сочки мрамора предварительно несколько часов кипятят с водой и еще влаж- ными загружают в аппарат. Последние следы кислорода удаляются пропу- сканием газа через трубку для ,сжигания, в которой накаливается медная спираль. 2. 2NaHCO3 = Na2CO3 + Н2О + СО2 Чрезвычайно чистый СО2 получается при нагревании чистого NaHCO3 в предварительно эвакуированной длинной тугоплавкой пробирке. Нагревают с закрытого конца, чтобы образующиеся газы (СОг и Н2О) проходили через слой NaHCOs, поглощающий воду. 3. СО2 можно также получить из жидкого СОг, поступающего в продажу в стальных бомбах. Жидкий СО2 сравнительно чист (98-—99%), но все же содер- * Термодинамическая константа диссоциации К (т. е. вычисленная не из концен- траций ионов, а из активностей) по Т. Шедловскому и Мак-Инессу (Т. Shedlowsky, D. A. Mclnnes, J. Am. Chem. Soc., 57, 1705 (1935); С., 1936, I, 3801) имеет вели- чину К —3,72»10 7,
Ангидрид угольный и фосфорный 79 жит небольшие количества кислорода, азота и окиси углерода и иногда следы H2S и SOa- Для очистки газ пропускают через две промывные склянки с 5— 7%-ным раствором* CrSOi, затем, для поглощения паров кислот, через U-об- разную трубку, наполненную кусочками КНСОз, дальше, для удержания сле- дов H2S,—через U-образуню трубку с кусочками пемзы, пропитанной рас- твором CuSOa, и, наконец, для осушения—через промывную склянку с конц. H2SO4. Последние следы кислорода удаляются пропусканием газа над раска- ленной медью или частой медной сеткой (см. очистку азота, стр. 13); кислород поглощается полностью, если скорость газа не превышает 10 л/час. Для удаления СО газ пропускают через слой асбеста, покрытый порошком окиси меди, при температуре темнокрасного каления (в трубке для сжигания диам. 25—30 мм). АНГИДРИД ФОСФОРНЫЙ (ПЯТИОКИСЬ ФОСФОРА) Acidum phosphoricum Phosphorus pentoxide anhydricum Phosphoric anhydride Phosphorpentoxyd Phosphorsaureanhydrid P2O5 Мол. в. 141,950 С войст ва Р2О5—снежно-белая рыхлая хлопьевидная масса, без запаха, уд, в. 2,291. Известны также стекловидная модификация уд. в. 2,737 и кристаллическая с уд. в. 2,284. При 563° плавится (под давлением); под атмосферным давлением возгоняет- ся при 347°. При возгонке около 15% Р2О5 конденсируется в виде бесцветных монокли- нических кристаллов с алмазным блеском; остаток от возгонки затвердевает в стекловидную массу. При нагревании кристаллов до 440° получают аморфный Р2О6, который при возгонке снова превращается в кристаллический. Молекула Р2О5 сильно полимеризована, и правильнее было бы писать формулу фосфорного ангидрида в виде (P2O5)„. В интервале** температур 670—1100° мол. в. фосфор- ного ангидрида отвечает формуле Р4О10. Р2О5 жадно поглощает воду и расплывается на воздухе. Он отличный осу- шитель, упругость водяного пара над ним равна всего 0,00001 мм рт. ст. В воде растворяется с шипением и сильным разогреванием (остерегаться разбрызги- вания}), образуя метафосфорную кислоту*** НРО3; с НВгдает бромокись фос- фора, с НС1 и РС15—хлорокись фосфора: 2Р2О5 + ЗНВг = РОВгз + ЗНРО3 2Р2Ов + 3HCI = РОС13 + ЗНРОз Р2О6 + ЗРС15 = 5РОС13 * Для получения раствора CrSOt 15%-ный раствор хромокалиевых квасцов в 0,1 н. FLSOj медленно пропускают через широкую стеклянную трубку (1=1 м, d~(—)40—50 мм), заполненную амальгамированным цинком и снабженную вн изу стек- лянным краном. Пригодна бюретка емкостью 100 мл. Раствор квасцов пропускают с такой скоростью, чтобы выходящий снизу раствор CrSO4 имел чистоголубой цвет. •* В г 1 t 7 k е. Hoffmann, Ing. Eng. Chem., Anal. Ed., 4, 1 (1933). •** Процесс гидратации P..O5 протекает в несколько стадий; см. Н. И- Роди о- н О в И Ю. В. X о д а к о в, ЖОХ, 20, 1347 (1950).
80 Ангидрид Требования к продажному реактиву Препарат, отвечающий квалификации ч. д. а., должен выдерживать сле- дующие испытания*. 1. Мышьяк. Раствор 1 г препарата при испытании по Хефти-Гутцейту в течение 2 час. может дать такое же потемнение сулемовой бумажки (не больше), какое получается с типовым раствором (без Р2О5), содержащим 0,02 мг As. 2. Фосфористый ангидрид. 1 г Рис. 12. Аппарат для получения пятиокиси фосфора: 1—жестяной барабан; 2—выступ; 3—труб- ка; 4—пробка; 5—медная ложка для фосфора; 6—деревянная пробка для креп- ления ложки; 7—банка; 8 — воронка; 9 —подставные дощечки. дощечки 9 под банкой, можно увеличить или уменьшить щель между во- ронкой 8 и барабаном /, обеспечивая таким образом надлежащую подачу воз- духа в барабан. Для получения Р2О5 вначале воронку 8 плотно подводят под барабан 1, на- гревают ложку 5 и, поместив на нее кусочек сухого белого фосфора, быстро вставляют в барабан. Когда фосфор сгорит, операцию повторяют. Тяга и, сле- довательно, скорость сгорания регулируется увеличением и уменьшением щели между воронкой 8 и барабаном, а также отверстия в трубке 3. Вначале, когда барабан еще не нагрелся и тяги нет, из щели между барабаном и воронкой вы- деляется некоторое количество белых паров. Если воздух в помещении сухой (сырой воздух недопустим), то продукт получается в виде порошка и при посту- кивании по барабану легко ссыпается в банку. препарата вносят малыми порциями в 10 мл воды, прибавляют 5 мл 10%-ной H2SOa, 0,1 мл 0,01 н. КМпОа и нагревают 5 мин. на во- дяной бане.—Розовая окраска рас- твора не должна исчезнуть. Приготовление Операции проводить под тягой\ 1. Относительно большие коли- чества Р2О5 получают сжиганием фосфора в аппарате, изображенном на рис. 12. 4Р 4- 5О2 = 2Р2О6 Жестяный луженый, хорошо про- паянный тугоплавким припоем бара- бан 1 диам. 350 мм и высотой 500 мм укреплен при помощи верхнего вы- ступа 2 на деревянном треножнике. В крышку вделана загнутая внизу дюймовая трубка 3, которая во время работы закрывается просверленной пробкой 4. Для сжигания фосфора служит медная ложка 5, которая при помощи железного стержня укреп- лена в деревянной четырехугольной пробке 6 (40 мм шириной), плотно входящей в тубус барабана. На горло стеклянной банки 7 плотно надевают широкогорлую же- стяную воронку 8, диам. которой в верхней части на 7 мм больше диам. барабана 1. Подставляя или вынимая * Испытание хим. реактивов, стр. 402,
Ангидрид фосфорный 81 Фосфор нарезают под водой острым ножом (удобнее, всего это делать в фар- форовой ступке) и быстро сушат на фильтровальной бумаге, перехватывая кусочек пинцетом. Операцию проводить в очках! См. также меры предосторож- ности при обращении с фосфором (стр. 539). Можно пользоваться и красным фосфором, но тогда каждую порцию приходиться зажигать. 2. Препарат, свободный от низших окислов, можно получить из техни- ческого продукта очисткой его путем возгонки в приборе*, изображенном на рис. 13. Прибор состоит из железной трубы 1 диам. 36 мм (П/г") с двумя отво- Рис. 13. Аппарат для возгонки РгО5: 1 --железная трубка (реактор); 2, 3—отводы реактора; 4 — стеклянный питатель; 5 — стеклянная палочка с поршнем; 6—отвод питателя; 7—печь; 8— асбестовые экраны; 9 — приемник (банка); 10—охлаждающий фи- тиль; 11—фарфоровая чашка с водой; 12 — втулка. дами 2 и 3 такого же диаметра. В отвод 2 на асбестовой пробке вставляется стеклянный питатель 4. Стеклянная палочка 5 с поршнем может свободно передвигаться в пробке, причем поршень довольно плотно прилегает к стенкам трубки 6. Поставив поршень в положение, изображенное на рисун- ке, и приподняв пробку, загружают в питатель Р2О5 (техн.). При поднимании п алочки 5 и легком постукивании по стенкам питателя Р205 ссыпают в трубку 1, нагреваемую докрасна в печи 7. На трубке 1 имеются два ас- бестовых экрана 8. В трубку 1 подается чистый кислород, предварительно высушенный пропусканием через конц.Н25О4, твердый КОН и Р2О5 (техн.). К отводу 3 на неплотно сидящей асбестовой пробке присоединяют банку 9, в которой и собирается возгоняемый в токе кислорода ангидрид. Кислород уходит через неплотности пробки. Для охлаждения трубки 1 служит фитиль 10, погруженный нижней частью в чашечку И с водой. Изредка открывают же- лезную втулку 12 и скопившийся в конце трубки 1 продукт железным скребком ссыпают в банку. Если вести процесс беспрерывно в течение 2 час., то из 200 г исходного Р2О5 (техн ) можно получить 70 г чистого препарата * Н. Whitaker. J. Chem. Soc., 127, 2219 (1S25). 6 Чистые химические реактивы
82 Ангидрид. Асбест АНГИДРИД ХРОМОВЫЙ (ТРЕХОКИСЬ ХРОМА) Acidum chromicum Chromium trioxide Chromsaure, Chromtrioxyd, Chromsaureanhydrid CrO3 Мол. в. 100,01 Свойства СгОз—темнокрасные блестящие ромбические кристаллы уд. в. 2,70, рас- плывающиеся на воздухе и хорошо растворимые в воде. С водой образует рас- твор хромовой кислоты Н2СгО4 (термодинамические константы Ki=l,8-I0~ ’, Ке=3,20-10 —7). При нагревании СгОз делается черным, при 106° плавится в красно-бурую жид- Таблица 42 кость, выше 250° разла- Растворимость СгОз в воде гается с отщеплением кислорода и образова- СгО3 СгО, нием Сг2О3. При 435° раз- /°C %’ ГС %' ложение заканчивается. СгОз является очень сильным окислителем; 0 61,94 80 65,47 при лежании на бумаге 20 62,58 100 66,54 иногда вызывает ее вое- 40 63,12 127 71,20 пл вменение, спирт также 60 63,78 вспыхивает при сопри- косновении с кристалла- ми СгОз. Таблицо 43 Относительные веса водных растворов СгОз СгО3 О/ /о .17.5 °17,5 .15 d4 СгО3 % .17,5 d17,5 „15 1 </4 | СгО. % 17,5 ° 17,5 ,15 d4 0 1,0000 0,999 25 1,208 1,215 45 1,440 1,415 5 1,037 1,0.36 30 1,258 1,268 50 1,512 1,510 10 1,076 1,076 35 1,312 1,324 55 1,587 1,579 15 1,118 1,119 40 1,373 1,383 60 1,665 20 1,162 1,166 Т ребования к продажному препарату По ГОСТ 3776—47 препарат ч. д. а. должен содержать не меньше 98% СгОз, а препарат чистый—не менее 96%. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в СгОз различных ква- лификаций: Примеси ч. д. а. ч. Вещества, нерастворимые в воде.............. 0,004 0,01 Хлориды (С1)................................ 0,002 0,005 Сульфаты (SOj).............................. 0,03 0,06 Щелочные металлы (в виде сульфатов) .... 0,15 0,3 Железо, алюминий, барий и др................ 0,03 0,06
Ангидрид хромовый. Асбест для тиглей Гуча 83- Приготовление Для получения препарата квалификации ч. д. а. разработана следующая методика*. К раствору 300 г К2Сг2О7 в 500 мл воды, нагретой до 75°, добавляют при перемешивании (осторожной) 420 мл H2SO4 уд. в. 1,84. Происходит сильное разогревание, и после охлаждения выпадают кристаллы KHSO4. Через 6—8 час. раствор сливают с кристаллов, нагревают на водяной бане до 80—90° и при помешивании добавляют еще 150 мл H2SO4 уд. в. 1,84. Выпадающие мелкие кристаллы СгО3 растворяют в минимальном количестве воды, и раствор упари- вают до образования толстой пленки кристаллов. После медленного охлаждения1 крупные кристаллы СгО3 отсасывают на фарфоровой воронке без бумажного фильтра, а маточный раствор снова упаривают до образования пленки и кри- сталлизуют**. Для удаления H2SO4 кристаллы СгО3, не промывая, переносят в банку с притертой пробкой и заливают их HNO3 (ч- д. а., уд. в. 1,4). Кислота должна полностью покрыть кристаллы. Время от времени смесь взбалтывают. Через 10—12 час. кислоту сливают. Наливают свежую порцию HNO3 и повторяют отмывку, как указано выше. Всего проводят три промывки. Затем кристаллы отсасывают (не применяя бумажного фильтра), промывают 3 раза HNOs и вы- сушивают в чашке на песчаной бане при 60—100° (под тягой). При сушке тре- буется частое перемешивание, особенно в конце. Когда выделение белых паров HNO3 прекратится и масса станет с виду сы- пучей и сухой, сушку продолжают в сушильном шкафу при 100°, после чего охлаждают в эксикаторе над HgSCU. Выход 110—115 г (58%). Препарат, полученный описанным выше способом, свободен от К+, SO4~ ~ и NO^“. Наивысшая чистота препарата не превышает 99,87% даже при длительном высушивании в вакууме при 70° с периодическим продуванием воздуха для уда- ления*** паров HNO3. АСБЕСТ ДЛЯ ТИГЛЕЙ ГУЧА Свойства Чистый асбест представляет собой белые шелковистые волокна, иногда с сероватым или зеленоватым оттенком. Требования к продажному препарату Наибольшие количества примесей (%) в препарате различных квалифика- ций, применяемом для лабораторных работ (по ТУ 123—52): Примеси Вещества, растворимые в соляной кислоте Вещества, растворимые в воде........... Потери при прокаливании ............... «Для тиглей Гуча» «Волокнистый» % % 1 2 I 3 1 2 * Метод ИРЕА (А. В. Раковский, В. В. Полянский). ** Маточный раствор от второй кристаллизации целесообразно использовать в качестве хромовой смеси для лабораторных нужд. Н. Д. Бирюков, ЖОХ, 10, 842 (1940)- 6*
84 Асбест. Барий Приготовление Для получения препарата реактивной чистоты выработана следующая методика*. 1. В фарфоровый стакан емкостью 5 л помещают 500 г волокнистого асбе- ста, добавляют раствор 500 г NaOH в 3 л воды и, закрыв стакан стеклом, нагре- вают смесь на водяной бане при 60—70° в течение 4—5 дней. Массу отсасывают, промывают 4 раза водой, кипятят с водой, снова отсасывают и промывают 5 раз водой. После этого снова переносят асбест в фарфоровый стакан и повторяют опи- санные операции еще три раза, применяя вместо раствора NaOH в первый раз раствор 650 мл НС1 уд. в. 1,19 в 2,65 л воды, во второй раз—раствор 2 л HCJ уд. в. 1,19 в 2 л воды, в третий раз—смесь 830 мл HNO3 уд. в. 1,37-—1,40 и2,5 л НС1 уд. в. 1,19. Затем асбест отмывают, отсасывают и испытывают на чистоту. Если препарат чист, то его переносят в фарфоровую чашку, высушивают и прокаливают при 1000°, затем выдерживают в течение 2—3 дней в банке, при- крытой от пыли листом бумаги; при этом он увлажняется и приобретает необ- ходимую эластичность. Выход около 170 г (35%). 2. Препарат значительно худшего качества, но более простым путем можно получить из обычного поступающего в продажу длинноволокнистого асбеста. Для этого 250 г его нагревают в течение 2 дней с раствором 100 мл НС1 уд. в. 1,19 в 150 мл воды. Асбест отсасывают, промывают до удаления С1— и сушат при 40—50°. Выход 200 г (80%). БАРИЙ АЗОТНОКИСЛЫЙ (НИТРАТ БАРИЯ) Barium nitricum Barium nitrate Bariumnitrat Ba(NO3)2 Мол. в. 261, 38 Свойства Ba(NO3)2—прозрачные или матовые правильные октаэдры, растрескиваю- щиеся при нагревании. Уд. в. 3,24, т. пл. 592°. Несколько гигроскопичен. Растворим в воде, нерастворим в спирте. Таблица 44 Растворимость Ba(NO3)2 в воде ГС Ba(NO.,)„ % ’ ГС Ba(NOa)3 % /°C Ba(NO,);, % 0 4,8 30 10,4 60 15,9 10 6,5 40 12,4 80 21,3 20 8,1 50 14,6 100 25,5 Таблиц а 45 Относительные веса водных растворов Ba(NO3)2 Ba(NQ,X % .19,5 d4 Ba(NO3)3 % .19,5 d4 2 1,0151 6 1,0494 4 1,0320 8 1,0674 * Метод ИРЕА (И. И. Ангелов, В. В. Полянский).
Барий азотнокислый. Бария гидрат окиси 85 Требования к продажному реактиву По ГОСТ 3777—47 препарат (всех трех квалификаций) должен содержать не менее 99% Ba(NO3)2. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в Ba(NO3)2 различных квалификаций: Примеси X. ч. ч. д. а. ч. Вещества, нерастворимые в воде 0,005 0,01 0,02 Щелочные металлы (в виде сульфатов). . 0,02 0,05 0,1 Кальций и стронций (в виде сульфатов) 0,02 0,1 0,2 Хлориды (С1) . . . 0,0005 0,002 0,005 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пересчете на РЬ) . . 0,0005 0,001 0,002 Железо (Fe) . . . . 0,00025 0,0005 0,001 Приготовление I Препарат квалификации х. ч. можно получить тщательной очисткой препарата квалификации ч. д. а. Для этого 50 г исходного Ba(NO3)2 растворяют при нагревании в 200 мл дистиллированной воды, добавляют 0,5 г активиро- ванного угля, кипятят непродолжительное время, фильтруют и охлаждают. Выпавшие при этом кристаллы Ba(NO3)2 отсасывают и высушивают при 100°. Выход 28 г. Из маточного раствора можно получить дополнительное количество препа- рата, но более низкой квалификации. 2. Препарат реактивной чистоты можно получить и исходя из технического углекислого бария BaCOs + 2HNO3 = Ba(NO3)2 + СО2 + Н2О К раствору 100 мл HNO3 (техн.) уд. в. 1,36—1,4 в 450 мл воды добавляют небольшими порциями ВаСО3 (техн.) до полного прекращения выделения СО2 (около 150 г). Затем прибавляют еще 3—5 г ВаСО3 и 10 мл насыщенного рас- твора Ва(ОН)2 для осаждения примесей, кипятят 10 —15 мин , фильтруют, добавляют к фильтрату HNO3 (ч. д. а.) до слабокислой реакции и охлаждают раствор льдом. Выпавшие кристаллы отсасывают и промывают небольшим количеством ледяной воды. Выход около 150 г (80 %). Препарат очищают перекристаллизацией по п. 1. БАРИЯ ГИДРАТ ОКИСИ (ГИДРООКИСЬ БАРИЯ, ЕДКИЙ БАРИТ) Barium oxydatum hydricum Barium hydroxide Caustic barita Bariumhydroxyd Ba(OH)2 Мол в. 171,38 Ba(OH)2-8H2O Мол в. 315,50 Свойства Ba(OH)2-8H2O—белые тетрагональные призмы или таблички уд. в. 2,19, довольно хорошо растворимые в горячей, хуже—в холодной воде. Раствор имеет сильнощелочную реакцию. Соприкасаясь с воздухом, раствор погло- щает СО2 и мутнеет от выпадения нерастворимого ВаСО3. Кристаллы при
86 Барий сушке над H2SO4 легко теряют 7 молекул кристаллизационной воды; последняя молекула Н2О отщепляется лишь при нагревании до температуры красного каления. Безводный Ва(ОН)2 представляет собой блестящую белую кристаллическую массу уд. в. 4,495. Выше 780° переходит в ВаО. Таблица 46 Растворимость Ва(ОН)2 в воде ГС Ва(ОН)3 % ВаО % г-с Ва(ОН), % ВаО % 0 1,64 1,47 50 11,5 10,3 10 2,44 2,18 60 17,3 15,5 20 3,64 3,26 ' 70 26,2 23,4 30 5,29 4,73 80 53,3 47,6 40 7,59 6.80 109 68,7 61,44 Таблица 47 Относительные веса водных растворов Ва(ОН)2 % .,25 d4 Ва (ОН) о % 45 0,17 0,9991 2,00 1,0194 0,52 1,0029 2,96 1,0303 1,05 1,0087 3,79 1,0397 1,64 1,0153 4,50 1,0479 Требования к продажному реактиву По ГОСТ 4107—48 препарат х. ч. и ч. д. а. должен содержать не менее 97% Ва(ОН)2.8Н2О. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в Ва(ОН)28Н2О раз- личных квалификаций: Примеси X. ч. ч. д. а. ч. Вещества, нерастворимые в соляной кислоте 0,005 0,01 0,05 Хлориды (С1) .... 0,002 0,005 0,02 Сульфиды (S) Тяжелые металлы сероводородной группы (в 0,0002 0,0005 0,001 пересчете на Си) ..... 0,0005 0,001 0,002 Железо (Ре) 0,0005 0,002 0,005 Щелочные металлы (в виде сульфатов) . . . 0,02 0,05 0,1 Карбонат бария (ВаСО3) ...... . 1 2 3 Приготовление ВаС12 + 2NaOH = Ва(ОН)2 + 2NaCl Препарат квалификации ч. д. а. получают следующим способом. К раство- ру 180 г ВаС12-2Н2О в 300 мл воды добавляют 150—160 мл раствора NaOH
Бария гидрат окиси. Бария окись 87 {уд. в. 1,2). Смесь нагревают до кипения, дают отстояться 30 мин. и фильтруют горячей в охлаждаемую фарфоровую чашку, содержащую 50 мл воды. Выпав- шие кристаллы Ва(ОН)2-8Н2О отсасывают и промывают 2 раза дестиллирован- ной водой (порциями по 4—5 мл). Для очистки полученного влажного препарата 120 г его растворяют при 80—90° в 150 мл воды, добавляют 1,5 мл 3%-ной Н2О2 и через 10 мин. филь- труют. На другой день отсасывают кристаллы, промывают 1—2 мл воды, су- шат, оберегая от доступа СО2, и помещают в плотно закрывающуюся банку. Выход 100 г (82%). БАРИЯ ОКИСЬ Barium oxydatum Barium oxide Bariumoxyd ВаО Мол. в. 153,36 С в о й с т в a ВаО—серовато-белая пористая масса, легко растирающаяся в порошок, уд. в. 5,32—5,72, т. пл. 1923°. Иногда ВаО получается в микрокристаллах ку- бической формы. ВаО жадно притягивает из воздуха влагу и СО2, образуя ВаСО3. В послед- нее время ВаО широко применяется как осушитель для газов, далеко превосхо- дящий в этом отношении такие обычно применяемые вещества, как СаО, СаС12 или алюмоге.чь; влажный воздух после пропускания через трубку с ВаО со- держит всего 8,5-10—6 мг!л Н2О. Требования к продажному реактиву По ТУ МХП 2855—51 препарат ч. д. а. должен содержать не менее 96% ВаО, а препарат чистый—не менее 94%. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в ВаО различных квалификаций: Примеси ч. д. а. ч. Карбонат бария (ВаСО3)......................... 1,5 2,0 Перекись бария (ВаО2) ........................ 2,5 3,0 Вещества, нерастворимые в соляной кислоте . 0,1 0,2 Хлориды (CI) ................................ 0,01 0,02 Вещества, не осаждаемые H2SOj................. 0,5 1,0 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пересчете на Си)........................... 0,001 0,002 Железо (Fe) ............................... 0,005 0,01 Приготовление 2Ba(NO3)2 = 2ВаО ф- ЗО2 + 4NO Для получения препарата квалификации чистый 60 г растертого в ступке Ba(NO3)2 (чистый) помещают* в шамотовый тигель емкостью около 70 мл, закрывают его крышкой и ставят в электрическую тигельную печь, допускаю- щую нагрев до 1000—1100°. Прокаливают под тягой сначала 30 мин. для уда- ления влаги, затем повышают температуру до 800°, причем масса плавится. Медленно, в течение 40—50 мин., повышают температуру до 900° и, наконец, выдерживают тигель еще 20—39 мин. при 1000—1100° дтя завершения реак- ции. Для охлаждения тигель помещают в эксикатор с твердыми NaOH (с целью предохранения продукта от СО2). Через 20—30 мин. ВаО возможно быстрее переносят металлическим шпателем в плотно закрывающуюся банку**. Выход 30—35 г. * Метод ИРЕА (А. С. Шаньгина). ** Не следует тщательно соскабливать препарат, плотно приставший к стенкам, так как он недостаточно чист.
88 Барий БАРИЯ ПЕРЕКИСЬ Barium peroxydatum Barium peroxyde BaO2 Мол. в. 169,36 ВаО2,8Н2О Мол. в. 313,49 Bariumperoxyd Свойства Безводная ВаО2—белый порошок уд. в. 4,96. При температуре около 800° теряет половину кислорода и переходит в ВаО. При действии кислот образует соответствующую соль бария и перекись водорода. С водой образует гидрат ВаО2-8Н2О—гексагональные чешуйки с жемчужным блеском, трудно рас- творимые в холодной воде. При 130е ВаО2-8Н2О теряет 7,5 молекул воды; последняя половина молекулы теряется только выше 200° при частичном от- щеплении кислорода. Требования к продажному реактиву По ГОСТ 6054—51 препарат ч. д. а. должен содержать не менее 85% ВаО2, а препарат чистый—не менее 80%. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в ВаО2 различных ква- лификаций: Примеси ч. а. а. ч* Вещества, нерастворимые в соляной кис- лоте 0,02 0,05 Хлориды (С1) . - 0,005 0,01 Азот общий (в пересчете на N) 0,005 Не нории- Щелочные и щелочноземельные металлы (в виде сульфатов) . , ... 0,1 руется 0,2 Железо (Fe) 0,01 0,03 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пересчете на РЬ) 0,002 0,004 Приготовление 1. ВаС12 + Н2О2 + 2NH4OH = ВаО2 + 2NH4C1 4- 2Н2О Для приготовления препарата квалификации ч. д. а. к раствору 100 г ВаС12-2Н2О (чистый) в 250 мл воды добавляют* 250 мл 30%-ной Н2О2 («пер- гидроль»), перемешивают смесь, приливают 200 мл NH4OH уд. в. 0,91 и снова тщательно перемешивают. После отстаивания сливают раствор и промывают осадок ВаО2-8Н2О 2—3 раза декантацией холодной водой. Затем отсасывают препарат на фарфоровой воронке и тщательно промывают (рекомендуется че- редовать промывание на фильтре и декантацию). Промытый осадок сушат в фарфоровой чашке при 50—70°, изредка растирая его шпателем. Когда со- держимое чашки превратится в рассыпчатую массу, повышают температуру до 75—80". Высушенный препарат растирают в ступке и помещают в банку с при- тертой пробкой. Выход 55—60 г препарата, содержащего 96% ВаОа. Чистота препарата зависит от качества исходных продуктов и степени промывания**. • Метод ИРЕА (В. В. Полянский). ** Так, например, один из препаратов содержал 0,0035% CI, 0,04% щелочных металлов и 0,14% веществ, нерастворимых в соляной кислоте.
Бария перекись. Барий сернистый 89' 2. 2ВаО 4- 02 = 2ВаО2 Можно получать ВаО2, пропуская над ВаО ток кислорода со скоростью 2 л!мин при 500—520° (но не выше). На 150 г ВаО расходуется 120 л О2. Препарат получается с содержанием около 85% ВаО2. Выход 97%. 3. Ва(ОН)2 + Н2О2 = ВаО2 + 2Н2О Для получения еще более чистых препаратов растворяют '8 г Ва(ОН)2- -8Н2О (х. ч.) в 340 мл воды, свободной от СО2 (для этого дестиллированную воду кипятят продолжительное время и охлаждают в токе воздуха, свободного от СО2). Раствор охлаждают до 0° и обрабатывают 10 мл 3%-ной Н2О2. Полу- ченный белый блестящий чешуйчатый порошок ВаО2 8Н2О подвергают 50-кратному промыванию водой, свободной от СО2. Выход 15—20%. При употреблении химически чистых исходных препаратов и при работе в специальном приборе*, позволяющем проводить все операции в отсутствие СО2, получают препарат, содержащий после обезвоживания (см. п. 1) 99% ВаО2. БАРИЙ СЕРНИСТЫЙ (СУЛЬФИД БАРИЯ) Barium sulfuratum Barium sulfide Bariumsulfid BaS Мол, в. 169,43 Свойства BaS—белый (иногда светлосерый или розоватый) кристаллический поро- шок с кристаллами кубической системы, уд. в. 4,33, т. пл. выше 2000°. Во влажном воздухе постепенно разлагается с выделением H2S, переходя в смесь ВаСОз. Ва(ОН)2 и BaSO4- BaS + 2Н2О = Ва(ОН)2 -р- H2S BaS -|- Н2О + СО2 = ВаСОз H2S BaS + 2О2 = BaSO4 В воде гидролизуется с образованием Ba(HS)2 и Ва(ОН)2. На воздухе рас- твор разлагается быстрее, при нагревании окрашиваясь в желтый цвет и вы- деляя H2S. Требования к продажному реактиву По ВТУ РУ-1050—54 препарат чистый должен представлять собой кри- сталлы белого или желтого цвета с содержанием BaS-6H2O не менее: при выпуске на заводе-изготовителе...... 90% через месяц после изготовления продукта . 79,9% Наибольшие количества допустимых примесей (%) в препарате квалифи- кации чистый: Вещества, окисляемые иодом (в пересчете на BaS2O3) . 3,0 Мышьяк (As)................... 0,00015 Приготовление 1. Препарат реактивной чистоты можно получить нейтрализацией Ва(ОН)2. * С. И. Р а й х ш т е й и и И. А. Казарновский, ЖФХ, 3, 86 (1932).
so Барий 50 г растертого в порошок Ва(ОН)2 II-О (получаемого обезвоживанием Ва(ОН)2-8Н2О при НО3) загружают рыхлым слоем в широкую стеклянную трубку, расположенную горизонтально. Слой Ва(ОН)2 должен занимать не больше половины ширины трубки. Через трубку пропускают H2S; при этом масса сильно разогревается. Влагу удаляют нагреванием в токе сероводорода, после чего, не прекра- щая тока H2S, охлаждают трубку (можно также охлаждать в токе водорода или светильного грза). Выход около 45 г. Продукт содержит 70—80% BaS. 2. Еще более чистый препарат получается из BaSOj. BaSO4 4-,4СО = BaS +ИСО2 Чистый измельченный BaSOa восстанавливают* в трубчатой электропечи светильным газом, водородом, окисью углерода или генераторным газом при 800—1000° в течение 2—3 час. Продукт содержит 85—97% BaS. 3. BaSOi + 2С = BaS Ц- 2СО2 Смесь 15 г порошка BaSCU и 4 г порошка древесного угля нагревают в тиг- ле, прикрытом крышкой, при температуре 1100—1200°. Продукт загрязнен углем. БАРИЙ СЕРНОКИСЛЫЙ (СУЛЬФАТ БАРИЯ) Barium sulfuricum Barium sulfate Bariumsullal BaSO4 Мол. в 233,43 С вой с т в а BaSCU—снежно-белый порошок уд. в. .4,5, практически нерастворимый в воде и киспотах (2,3-10~4% при 18°, 3,9-10~4% при 100°; ПР=0,87-10 10 при 18°). При t580° BaSCU плавится и затем полностью улетучивается. Углем уже при 600° восстанавливается до сернистого бария. Восстановление водородом проходит при 900—1000°. Требования к родажному реактиву Наибольшие количества допустимых примесей квалификаций (по ГОСТ 3158—46)' (%) в BaSOj различных Примеси ч. б. а. Вещества, растворимые в соляной кисло- те 0,15 0,25 Вещества, растворимые в воде .... 0,02 0,03 Хлориды (С1) ..... . . 0,10 0,20 Нитраты (NO3) .... 0,005 0.010 Железо (Fe) 0,001 0,003 Тяжелые металлы сероводородной груп- пы (в пересчете на РЬ) 0,002 0,003 Кроме того, препарат должен также выдерживать испытание на содержание растворимых солей бария. 10 г испытуемого препарата нагревают до кипения при частом взбалтывании со 100 мл 10%-ной СНзСООН, охлаждают и филь- Метод ИРЕ А (И. И. Ангелов и П. И. Кувалдин).
Барий сернокислый и углекислый 91 труют. 50 мл фильтрата выпаривают на водяной бане досуха; высушенный оста- ток обрабатывают 20 мл воды при нагревании, фильтруют и к прозрачному фильтрату приливают 3—4 капли H8SO4 уд. в 1,11. В течение 1 мин. жидкость должна оставаться прозрачной. Приготовление Для получения препарата реактивной чистоты к горячему раствору ПО г ВаС12-2НгО в 500 мл воды медленно добавляют горячий же раствор 45 мл HjSOi уд. в. 1,84 в 240 мл воды. После кратковременного отстаивания проверя- ют полноту осаждения, добавляя несколько капель разбавленной H2SO4, отстоявшийся раствор осторожно сливают с осадка и последний промывают де- кантацией горячей водой 5—6 раз. Затем осадок отсасывают, промывают горя- чей водой до удаления СГ (проба фильтрата после добавления AgNOs должна оставаться прозрачной в течение 3—5 мин.) и сушат при 50—70°. Сухой препа- рат растирают в ступке и просеивают через сито. Выход 100 г (95%). БАРИЙ УГЛЕКИСЛЫЙ (КАРБОНАТ БАРИЯ) Barium carbonicum Barium carbonate Bariumcarbonat BaCO3 Мол. в. 197,37 Свойства ВаСОз—микроскопические гексагональные кристаллы уд. в. 4.4, т. пл. около 1740° (под давлением). Разлагается и теряет СО. лишь при белом калении, быстрее—в пламени вольтовой дуги*: при 1100° упругость СО2—всего 20 мм. В воде даже при кипячении растворим чрезвычайно трудно (1,62-10—3% при 13°, ПР=8,1 Ю-9 при 18°), несколько растворим в воде, содержащей СО2, вслед- ствие образования бикарбоната бария Ва(НСОз)2. Уже на холоду растворим в растворах NHiCl и NHaNOs с образованием комплексов. Требования к продажному реактиву Наибольшие количества допустимых примесей (%) в ВаСОз различных квалификаций (по ГОСТ 4158—48): Примеси X. ч. ч. д. а. ч. Вещества, нерастворимые в соляной кислоте 0,01 0,02 0,1 Хлориды (С1) 0,001 0,002 0,01 Щелочность [в пересчете на Ва(ОН)2] . . 0,01 0,02 0,05 Азот общий (в пересчете на N) 0,001 0,002 0,005 Щелочные металлы (в виде сульфатов) . . . 0,05 0,1 0,25 Кальций и стронций (в виде сульфатов) . . 0,1 0,25 0,5 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пересчете на Си) 0,0005 0,001 0,002 Железо (Fe) • 0,0005 0,001 0,002 Сульфиды (S) . 0,0002 0,0005 0,001 * Быстрая диссоциация ВаСО„ невидимому, протекает при 1200е. См. С., 1037, II, 1966.
92 Барий Приготовление 1. Ва(ОН)2 + СО2 = ВаСО3 + Н2О Препарат квалификации ч. д. а. получают следующим способом. Пропускают СОг в горячий раствор 320 г Ва(ОН)2-8Н2О (ч. д. а.) в 2 л воды до тех пор, пока отфильтрованная проба жидкости не перестанет давать осадок при добавлении Na2CO3. Выпавший ВаСОз отсасывают, промывают и сушат при 100°. Выход около 200 г. 2. Препарат квалификации чистый можно получить и другим способом. Na2CO3 + Ba(NO3)2 = ВаСО3 + 2NaNO3 К горячему раствору 140 г Na2CO3 IOH2O (чистый) в 500 мл воды добав- ляют при перемешивании горячий раствор 180 в Ba(NO3)2 (чистый) в 1600 мл воды. После добавления всего количества Ba(NO3)2 врастворе должен содержать- ся ничтожный избыток ИагСОз (проба раствора должна давать легкую муть при добавлении Ba(NO3)2)- Перемешивают смесь, дают отстояться и промывают оса- док горячей (70°) водой до удаления NO“ (проба с дифениламином)*. Осадок отсасывают и высушивают при 100°. Выход почти количественный. БАРИЙ УКСУСНОКИСЛЫЙ (АЦЕТАТ БАРИЯ) Barium aceticum Barium acetate Bariumacetat Ba((jH3COO)2 • 3H2O Мол. в. S09,50 Свойства Ba(CH3COO)2 • 3H2O—моноклинические кристаллы; легко выветривается на воздухе. При 25-—44” ацетат бария кристаллизуется с одной молекулой воды, выше 44”—безводный. Легко растворим в воде. Таблица 48 Растворимость Ва(СН3СОО)2 в воде ГС Ва(СН3СОО)3 % ГС Ва(СН,СОО)2 % ГС Ва(СН,СОО)2 % 0,3 37,0 40,5 44,1 70 42,5 7,9 38,1 50 43,5 80 42,5 17,9 40,8 60 42,8 90 42,7 26,2 43,3 Таблица 49 Относительные веса водных растворов Ва(СН3СОО)2 Ва(СН,СОО)2 % 18 d4 Ва(СН,СОО)« % а18 Ва(СН,СОО)2 % .18 d4 1 1,0059 12 1,0908 24 1,1970 2 1,0133 14 1,1075 26 1,2161 4 1,0282 16 1,1246 28 1,2356 6 1,0433 18 1,1421 30 1,2554 8 1,0587 20 1,1599 35 1,3069 10 1,0745 22 1,1782 40 1,3608 * Необходимо проверять на присутствие NO не только промывную воду, но и сам осадок, растворяя пробу его в НС1. 3
Барий уксуснокислый и хлористый 93 Требования к продажному реактиву По ГОСТ 5816—51 препарат любой квалификации должен содержать не менее 98% Ва(СН3СОО)2-ЗН2О. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в Ba(CH3COO)2-3H2U различных квалификаций: Примеси X. ч. ч. д. а. ч. Вещества, нерастворимые в воде 0,010 0,02 0,05 Щелочные металлы (в виде сульфатов) . . . 0,02 0,05 0,1 Кальций и стронций (в виде сульфатов) 0,02 0,10 0,2 Хлориды (О) Тяжелые металлы сероводородной группы (в 0,002 0,005 0,01 пересчете на РЬ) .... 0,0005 0,001 0,002 Железо (Fe) . . ... ... 0,00025 0,0005 0,0010 Азот общий (в пересчете на N) 0,001 0,002 0,005 Приготовление Препарат квалификаций чистый или ч.д.а. получают следующим образом. К 125 мл горячей 16%-ной СНзСООН присыпают* Ва(ОН)2-8Г12О (чистый) до нейтральной реакции на бромтимоловый синий (желто-зеленое окрашивание). Расход Ва(ОН)2-8Н2О составляет 55—58 г. Затем к раствору добавляют 2—3 г активированного угля, кипятят несколько минут, фильтруют горячую смесь и упаривают фильтрат до уд. в. 1,39 (при температуре кипения), добавив еще 2—3 капли СНзСООН. Раствор охлаждают до 20°, добавляют 100 мл спирта, хорошо перемешивают и оставляют на 10—12 час. Выпавшие кристаллы отсасывают и сушат при ком- натной температуре в течение суток (до исчезновения запаха спирта). Выход 28—30 г. БАРИЙ ХЛОРИСТЫЙ (ХЛОРИД БАРИЯ) Barium chloratum Barium chloride Bariumchlorid С в о ii с т в a ВаС12-2Н2О Мол. в. 244,31 ВаС12-2Н2О—бесцветные блестящие ромбические таблички уд. в. 3,1, т. пл. (безводной соли) 962°. При 100° ВаС12-2Н2О теряет кристаллизационную воду и поглощает ее вновь при лежании во влажном воздухе. Сильно ядовит. Хорошо растворим в воде, почти нерастворим в соляной кислоте. В абсолют- ном спирте теряет свою кристаллизационную воду, но сам почти не растворяет- ся; нерастворим также в-эфире. Таблица 50 Растворимость ВаС12 в воде ГС Bad. % ГС Bad., %“ ГС ВаС1.> % 5 24,4 30 27,7 70 33,0 10 25,0 40 29,0 80 34,3 15 25,7 50 30,0 90 35,7 20 26,4 60 31,6 100 37,0 * Ва(ОН)2-8Н.О можно заменить 38 г ВаСО,.
94 Барий Таблица SI Относительные веса водных растворов ВаС12 ВаС1-2Н.,О % BaCls % d2l,5 BaCL-2H..O % BaCl, %' d2l,5 1 0,852 1,0073 16 13,64 1,1302 9 1,705 1,0147 17 14,49 1,1394 3 2,557 1,0222 18 15,34 1,1488 4 3,410 1,0298 19 16,20 1,1584 5 4,262 1,0374 20 17,05 1,1683 6 5,115 1,0452 21 17,90 1,1783 7 5,967 1,0530 . 22 18,75 1,1884 8 6,820 1,0610 23 19,61 1,1986 9 7,672 1,0692 24 20,46 1,2090 10 8,525 1,0776 25 -21,31 1,2197 11 9,377 1,0861 26 22,16 1,2304 12 10,23 1,0947 27 23,02 1,2413 13 11,08 1,1034 28 23,87 1,2523 14 11,93 1,1122 29 24,72 1,2636 15 12,73 1,1211 30 25,57 1,2750 Требования к продажному реактиву По ГОСТ 4108—48 препарат любой квалификации должен содержать не менее 99,5% ВаС12-2Н2О. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в ВаС12-2Н2О различ- ных квалификаций: Примеси X. ч. ч. д. а. ч. Вещества, нерастворимые в воде 0.005 0,01 0,02 Азот общий (в пересчете на N) 0,001 0,002 0,005 Хлораты (С1О3) 0,005 0,01 0,02 Щелочные металлы (в виде сульфатов) 0,02 0,05 0,1 Кальций и стронций (в виде сульфатов) 0,05 0,1 0,2 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пересчете на РЬ) 0,0005 0,001 0,001 Железо (Fe) 0,00005 0,0001 0,0002 Приготовление Препарат реактивной чистоты можно получить из технического. Для это- го 665 г ВаС12 (техн.) растворяют в 1500 мл горячей воды, добавляют 30_40 мл 3/о-ного раствора Ва(ОН)2 и 25 мл раствора (NH«)gS, нагревают 20—30 мин дают отстояться и фильтруют. Фильтрат упаривают до уд. в 1 33 (при 30°) и охлаждают. Выпавшие кристаллы отсасывают, промывают небольшим коли- чеством холодной воды и сушат при комнатной температуре. Выход 100—120 г ВаС12-2Н2О квалификации ч.д.а. Маточный раствор подвергают снова выпариванию и охлаждению полу- чая еще 80—85 г препарата ч. д. а. или чистый. Общий выход 190_200 а
Барий хлорноватокислый 95 БАРИЙ ХЛОРНОВАТОКИСЛЫЙ (ХЛОРАТ БАРИЯ) Barium chloricum Barium chlorate Bariumchlorat Ва(С1О3)2-Н2О Мол. в. 322,29 Свойства Ba(ClOs)2-H2O—прозрачные моноклинические кристаллы. Уд. в 3,18. Легко растворим в воде, трудно—в спирте, растворим в ацетоне. При 120° те- ряет кристаллизационную воду, а при медленном нагревании до 250е разла гается на Ва(С1О4)2 и ВаС12 (частично выделяется кислород) 4Ва(С1О3)2 = ЗВа(С1О4)2 + ВаС12 При быстром нагревании разлагается со взрывом. В смеси с горючими веще- ствами взрывается при ударе пли нагревании. Поэтому обращаться с Ва(С1Оз)г следует осторожно! Таблица 52 Растворимость Ва(СЮ3)2 в воде t°C Ва(С1О,)3 %' ГС Ва(С1О,)» % ГС ВаРСЮД, % 0 10 20 25 30 16,9 21,23 25,26 27,53 29,43 Относите 40 50 60 70 льные вес Ва(С 33,16 36,69 40,05 43,04 а водных Юз)2 80 90 99,1 105 Таблица 5с раствороЕ 45,90 48,70 51,17 52,67 Ва(СЮ,)3 % II J5 d4 .15 Ва(СЮ,)« % - 1,53 1,0118 10,12 1,0867 3,94 1,0319 14.82 1.1315 6,52 1,0542 Требования к продажному реактиву По В ТУ РУ 849—53 препарат чистый должен содержать не менее 98,5%. Ва(С1Оз)2-Н2О. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в Ва(С1О3)2-Н2О квалификации чистый-. Вещества, нерастворимые в воде...................... . 0,01 Хлориды (С1)............................................ 0,01 Азот общий (в пересчете на N) .......................... 0,01 Щелочные металлы и кальций (в виде сульфатов) .... 0,20 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пересчете на РЬ)............................................. 0,002 Железо (Fej............................................ 0,005
96 Барий Приготовление (NH4)2SO4 + 2КС10з = 2NH4C1O3 + K2SO4 2NH4C1O3 + Ba(OH)2 = Ва(С1О3)2 + 2NH3 + 2Н2О 60 г (NH4)2SO4 и 100 г КСЮз растворяют в фарфоровой чашке в 300 мл горячей воды. Раствор при постоянном помешивании упаривают до консистен- ции жидкой кашицы, охлаждают и, пеоенеся массу в колбу, обрабатывают че- тырехкратным количеством 80%-ного спирта. Выпавший K2SO4 фильтруют, промывают спиртом и от фильтрата отгоняют спирт. Остаток от перегонки*, со- держащий NH4C1O3, нагревают в фарфоровой чашке на водяной бане, добав- ляют 150 мл насыщенного раствора Ва(ОН)2 и нагревают до исчезновения за- паха аммиака и приобретения жидкостью яснощелочной реакции. Раствор вы- паривают на водяной бане почти досуха. Остаток растворяют в пятикратном количестве воды Избыток Ва(ОН)2 осаждают, пропуская через раствор СО2, осадок отфильтровывают, и фильтрат упаривают до начала кристаллизации. Выход около 100 г. БАРИЙ ХРОМОВОКИСЛЫЙ (ХРОМАТ БАРИЯ) Barium chromicum Barium chromate Bariumchromat BaCrO4 Мол. в. 253,37 Свойства BaCrO4—желтый мелкокристаллический порошок уд. в. 4,5—4,6, В воде почти нерастворим (0,0003%; ПР1.6-11)~10 при 18°). Требования к продажному реактиву По ГОСТ 4211—48 препарат ч.д.а. должен содержать не менее 98% ВаСгО4. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в ВаСгО4 квалификации ч. д. а.: Вещества, растворимые в воде.................... 0,05 Вещества, нерастворимые в соляной кислоте ... 0,1 Хлориды (С1) . . . 0,15 Карбонаты (СО3) . .......... 0,05 Приготовление K2Cr2OT + 2CH3COONa + 2BaCL + H2O = = 2ВаСгО4 + 2КС1 + 2NaCl + 2СН3СООН Для получения препарата квалификации ч. д. а. разработана следующая методика**. К нагретому до 70—80° раствору 125 г К2Сг2О7 в 600—700 мл воды добав- ляют порциями по 5—6 г 60—65 г ]\та2СОз (техн.) до слабощелочной реакции на фенолфталеин. Раствор фильтруют, фильтрат нагревают до 70—80°, под кисляют 10 мл 80%-ной СНзСООН (чистая) и затем вливают в него горячий профильтрованный раствор 250 г ВаС12-2Н2О (чистый) в 600—700 мл воды. * Метод применим для получения реактивного NH^IO,. ** Метод ИРЕА (И. И. Ангелов, В. С. Нечаева).
Барий хромовокислый. Бор фтористый 97 Проверяют полноту осаждения (к пробе отстоявшегося раствора добавляют раствора BaCh—не должно быть осадка). Смесь нагревают в течение 40—50 мин., раствор сливают, а осадок отсасывают и промывают горячей водой до удале- ния С1“. Влажный ВаСгОа сушат при 130°, затем растирают (под тягой) и помещают в банку с притертой пробкой. Выход 200 г (95%). БОР ФТОРИСТЫЙ (ФТОРИД БОРА) Borum fluoratum Bor fluoride Borfluorid BF3 Мол. в. 67,82 Своист ва В Fa—бесцветный газ с удушливым запахом, сильно дымящий при сопри косновении с влажным воздухом. Т. пл. —128,5“, т. кип. —101°. В присутствии влаги разрушительно действует на стекло. Влажную лакмусовую бумагу окрашивает в красный цвет. Применяется в органическом синтезе в качестве конденсирующего сред- ства в газообразном состоянии или в виде прочного комплекса с этиловым эфиром BF3(C2H5)2O, представляющего собой бесцветную жидкость с т. кип. 125°, дымящую на воздухе. Приготовление ЗСа1'з “F В2О3 “F 3H2SO4 = 2BFз ЗСаВОд -F ЗН2< > BF3 + (С2Н5)2О = BF3-(CsH5)2O Тонко растертую смесь* 20 г В2О3 и 40 г CaF2 помещают в сухую колбу Вюрца емкостью 500 мл. Колбу соединяют через форштосс с охлаждаемым льдом приемником, содержащим 100 мл абсолютного этилового эфира. Приемник со- единяют с воздухом через хлоркальциевую трубку. Через капельную воронку в колбу добавляют небольшими порциями 200 г H2SO4 уд. в. 1,84 (не ниже1), время от времени встряхивая содержимое колбы. Реакционная смесь разогре- вается до 70° и выделяется BF3, который поглощается эфиром в приемнике. Затем колбу осторожно подогревают до 130° (большая часть BFs образуется около 100°). Эфирный раствор BF3 переливают из приемника (огнеопасно)) в сухую кол- бу Вюрца емкостью 150 мл и перегоняют, причем приемник должен быть за- щищен от влаги воздуха хлоркальциевой трубкой. Сначала на водяной бане отгоняют эфир (осторожно)). Затем повышают температуру и при 124-—126° перегоняют жидкий комплекс (C2H5)2O-BF3. При стоянии он становится коричневым. В виде такого соединения фтористый бор и применяется обычно для орга- нических синтезов. Если же требуется получить чистый BF3, то форштосс соединяют с газо- метром и собирают газообразный ВF3 над ртутью**. Можно также собирать чис- тый BFs в приемнике, охлаждаемом жидким воздухом. * С. В. Завгородний, Успехи химии, 6, 178 (1937). • • Получение газообразного BF. целесообразнее проводить не в стеклянной, а в свинцовой колбе. 7 Чистые химические реактивы
98 Бром БРОМ Bromum Bromine Brom Br-2 Мол. в. 159,832 Свойства Вг2_тяжелая жидкость, образующая темнокрасные пары. Цвет в отра- женном свете темнофиолетовый, почти черный, в проходящем свете—темнокрас- ный. Т. кип. 58,80°, при —5,70° затвердевает* в желто-зеленую массу с метал- лическим блеском (напоминающую по виду иод), которая при —252° становит- ся бесцветной. При 20° удельный вес брома 3,1193, при 50° —3,0146. Бром хорошо растворим в спирте, эфире, хлороформе, бензоле и сероугле- роде, хуже—в воде (3,46% при 20°). Растворим в соляной и бромистоводо- родной кислотах и растворах КВг. Насыщенный водный раствор брома (бромная вода) желтого цвета и не за- мерзает даже при —20°. При нагревании бром выделяемся из раствора. При действии солнечного света происходит образование НВг. Таблица 54 Относительные веса бромной воды Вт % Вг % ,15.6 сц Вг % Л5,6 с?4 0,4 1,0040 1,22 1,0093 1,98 1,0159 0,63 1,0057 1,29 1,0100 2,12 1,0181 0,7 1,0061 1,50 1,0122 3.12 1,0237 1,075 1,0090 1 ,89 1,0149 Предельно допустимая концентрация брома в помещении 0,002 мг/л. Пары брома в небольших концентрациях действуют на слизистую оболочку, вызывают слезотечение, кашель, головокружение, головную боль, кровотечение из носа Более высокая концентрация вызывает удушье, бронхит. При отравлении следует немедленно промыть глаза, нос и рот слабым рас- твором NaHCOs, пить горячее молоко или кофе. При попадании на кожу брома надо во избежании болезненных очагов промыть пораженное место сначала большим количеством воды и затем многократно раствором NaHCO3. Требования к продажному реактиву Наибольшие количества допустимых примесей (%) лификаций (по ГОСТ 4109—48): Примеси X. ч. Нелетучий остаток ................ 0,005 Органические вещества .... 0,05 Сульфаты (SO4)........................... 0,005 Хлор (С12)................. 0,05 в Вгз различных ква ч. д. а. ч. 0,015 0,03 0,05 0,1 0,01 0,02 0,3 0,5 * По Бэкеру (Backer, J. Chern. Soc., 1923, 1223), бром, высушенный в те- чение 10 лет. имеет т. пл. —4,5°.
Бром 99 Препарат должен также выдерживать испытание на присутствие в нем иода. В цилиндр на 50 мл с притертой пробкой помещают 1 мл брома и 30 мл воды. Добавляют 4 г чугунных опилок и встряхивают смесь до исчезновения окраши- вания раствора. Раствор фильтруют, собирая фильтрат в цилиндр на 100 мл с притертой пробкой, и промывают осадок 10 мл воды. К раствору добавляют 2 мл 1%-ного раствора KNOa (ч. д. а.), 1 мл 1 н. H2SO4 и 20 мл бензола, сильно взбалтывают и дают постоять в течение 5 мин Бензольный слой не должен окрашиваться в розовый цвет. Приготовление Пары брома ядовиты, вызывают слезотечение, кашель, удушье и головную боль. На коэф бром образует трудно заживающие язвы. Работать с бромом следует только под тягой в очках и перчатках. 1. Технический бром часто бывает загрязнен органическими примесями и почти всегда содержит хлор. Очистка его от органических примесей достигается перегонкой, для чего пригоден прибор, изображенный на рис. 14. Рис. 14. Прибор для перегонки брома: I—круглодонная колба; 2—колонка; 3—одношариковая насадка 4 — холодильник; 5—приемник; б, Z—поглотительные склянки. Все части прибора (включая термометр) должны быть соединены на шли- фах, которые смазываются тальком (но не жиром!); употребление резиновых или корковых пробок недопустимо. Возможно применение пробок из асбеста или стеклянной ваты (на жидком стекле в качестве связующего средства). Колонка 2 заполняется бусами или кусочками стеклянной трубки диам. 2— 3 мм и длиной ~10 мм, а в поглотительные склянки б и 7 заливается 20%-ный раствор NaOH (или КОН). Во избежание переброса жидкости трубки в склян- ке 6 не должны быть погружены в раствор. В полулитровую колбу 1 помещают 1 кг брома (техн.) и нагревают ее на водяной бане. Для облегчения перегонки отводную трубку из склянки 7 со- единяют со слабо действующим водоструйным насосом, так чтобы через погло- тительную жидкость проходил не слишком быстрый ток пузырьков. Прием- ник 5 охлаждают льдом и собирают перегоняющийся бром при 56—61°. Вы ход 850 г. 7*
100 Бром. Бумага Очистка брома т хлора достигается обработкой его бромистоводородной кислотой. С12 + 2HBr — Br2 + 2НС1 К 275 мл брома, помещенным в склянку емкостью 1—1,5 л, постепенно при взбалтывании, порциями по 25 мл, приливают 48%-ную бромистоводородную кислоту, следя за тем, чтобы не было сильного разогревания. Приливание пре- кращают, когда смесь становится гомогенной, на что уходит около 560 мл кислоты. За ходом растворения брома в бромистоводородной кислоте удобно наблюдать в проходящем свете. Применение механической мешалки значитель- но ускоряет растворение. После того как будет получена однородная жидкость, через воронку с длинной трубкой, доходящей до дна, к жидкости добавляют 200—250 мл воды (порциями по 50 мл). При этом происходит расслоение. Нижний слой представ- ляет собой чистый бром (225 г). Верхний слой подвергают перегонке в приборе, описанном выше, причем получают дополнительно еще 600 г брома. Остаток в колбе после отгонки брома перегоняют с целью регенерации бромистоводородной кислоты. При 115—123° переходит около 400 мл 38%-ной кислоты уд. в. 1,34, при 123—124° 150 мл 45%-ной и выше 124' 275 мл 48%-ной кислоты уд. в. 1,48—1,49. 2. 2КВг + МпО2 + 2H2SO4 = K2SO4 + MnSO4 + 2Н2О + Br2 Нагревают в реторте смесь 250 г КВг, 100 г МпО2 и 200 г конц. H2SO4. Образующийся при этом бром перегоняют и собирают в охлаждаемом прием- нике. 3. Можно для получения брома использовать лабораторные «остатки» (выпаренные досуха растворы, содержащие бромиды щелочных металлов). 100 г таких остатков смешивают с 100 г растертого КаСг2О7 и 400 г разбав- ленной (2 : 1) H2SO4. Образующийся бром отгоняют и собирают в приемник Препарат необходимо очистить, как указано в п. 1. 4. Для получения насыщенной бромной воды в склянке с притертой проб- кой сильно встряхивают 5 г брома с 100 мл воды, изредка приоткрывая пробку, чтобы дать выход скопившимся парам брома. И с п ы т а н5и е б р о]м и о й вод ы* 1. Серная кислота. К 50 мл бромной воды приливают 1 мл соляной кислоты уд. в. 1,12, 1—2 мл 10%-ного раствора ВаС12 и кипятят под тягой до полного удаления брома.—После часового стояния не должно появляться осадка BaSO4. 2. Содержание брома. К 100 мл 5%-ного раствора KJ приливают 10 г бромной воды и выдерживают в течение 30 мин. в закрытой склянке, после чего титруют 0,1 н. Na2S2Os. 1 мл 0.1 н. Na2S2O3 соответствует 0,007992 г брома БУМАГА ИОДОКРАХМАЛЬНЛЯ Свойства Иодокрахмальная бумага синеет в присутствии окислителей (в частности свободных галоидов) и поэтому применяется для открытия этих веществ. Хра нить бумагу следует в темных банках или в пакетах из темной бумаги. Требования к продажному реактиву По ВТУ 104—53 индикаторная бумага должна быть белого цвета. При нанесении на бумагу одной капли 0,01 н. раствора NaNO2 в соляной кислоте (1 : 10 по объему) должна появиться синяя окраска. От нанесения на бумагу одной капли соляной кислоты (1 : 10) посинения ие должно быть. • Мерк.
Бумага иодокрахмалышя, конго, куркумовая и лакмусовая 101 Приготовление 3 г крахмала размешивают с 25 мл холодной воды и полученную кашицу вливают в 225 мл кипящей воды. Прибавляют 1 г KJ, 1г кристаллического Na2CO3, разбавляют водой до 500 мл и полученным раствором пропитывают не очень плотную фильтровальную бумагу, которую высушивают в затемненном месте. БУМАГА КОНГО Свойства В кислой среде синеет, а в щелочной—снова краснеет (переход от синего цвета к красному совершается при рН=2—3). Требование к продажному реактиву По ВТУ 108—54 индикаторная бумага должна иметь красный цвет и вы- держивать следующие испытания на чувствительность. При нанесении на бумагу одной капли буферного раствора с рН=5,6 цвет бумаги не должен изменяться. При нанесении на бумагу одной капли буферного раствора с рН = 2,6 цвет бумаги должен измениться- от красного к синему. Буферные растворы готовят по ГОСТ 4919—49. Приготовление Растворяют 3 г конго красного в 400 мл воды и полученным раствором пропитывают фильтровальную бумагу, которую затем высушивают. БУМАГА КУРКУМОВАЯ Свойства Желтая бумага, меняющая цвет в щелочной среде на бурый. Тот же эф- фект получается при действии борной кислоты. Требования к продажному реактиву По ТУ НКХП № 107—54 при нанесении на бумагу одной капли буфер • ного раствора с pH = 7,4 цвет бумаги не должен изменяться, при нанесении раствора с pH = 10,55 цвет бумаги должен изменяться от желтого к бурому. Приготовление 5 г куркумы настаивают с 40 мл спирта в теплом месте при частом взбалты- вании в течение нескольких дней. Раствор сливают, разбавляют смесью 120 мл спирта и 160 мл воды и полученной жидкостью пропитывают фильтровальную бумагу, которую затем высушивают в помещении на воздухе, не загряз- ненным кислыми или щелочными парами. БУМАГА ЛАКМУСОВАЯ С в о й с т в а Синевато-фиолетовая (синяя) или фиолетово-розовая (красная) бумага, меняющая свой цвет в кислой среде (покраснение) и в щелочной среде (поси- нение). Переход окраски совершается при рН=6—7. Хранить лакмусовую бу- магу следует в плотно закрытых банках. Требования к продажному реактиву По ТУ 111—52 при нанесении на красную бумагу одной капли 0,01 н. рас- твора NaOH цвет бумаги должен меняться от розового (красного) к бледноси- нему. При нанесении на синюю бумагу одной капли 0,01 н. раствора НС1 цвет бумаги должен меняться от синего к бледнорозовому.
102 Бумага Приготовление 1. Для приготовления синей лакмусовой бумаги 1 вес. ч. лакмуса настаи- вают с 6 вес. ч. воды, часто взбалтывают, фильтруют и, разделив фильтрат на две части, прибавляют к одной половине разбавленной Н3РО4 (в крайнем случае H2SO4) до слабого покраснения. Смешивают обе части фильтрата н пропитывают полученным раствором фильтровальную бумагу, которую высу- шивают в затемненном месте на воздухе, свободном от кислых и щелочных паров. 2. 2 а тонко измельченного азолитмина растворяют в 200 мл воды, отфиль- тровывают и добавляют к фильтрату 50 мл чистого спирта*. Разделив раствор на 2 части, добавляют к одной из них 6—8 мл 0,1 н. NaOH до посинения, к дру- гой—6—9 мл 0,1 н. H2SO4 до красного цвета жидкости. После стояния в тече- ние суток растворы фильтруют и применяют для приготовления красной и синей бумаги, как в п. 1. * БУМАГА СВИНЦОВАЯ Свойства Свинцовая бумага чернеет в присутствии сероводорода (образование сер- нистого свинца, PbS), применяется для открытия следов H2S Требования к продажному реактиву По ТУ МХП 2061—49 свинцовая бумага должна быть белого цвета. До- пускается слегка желтоватый ровный оттенок. Бумага должна менять окраску над сероводородной водой концентрацией 1 : 1000 и 1 : 10 000. Приготовление Фильтровальную бумагу пропитывают 10%-ным раствором РЬ(СН3СОО)г (чистый) и высушивают на воздухе, совершенно свободном от сероводорода. БУМАГА ТРОПЕОЛИНОВАЯ (00) С в о й с т в'а Желтая бумага, меняющая цвет в кислой среде на розово-красный. Переход красной окраски в желтую происходит в пределах рН=1,3—3,2. Требования к продажному реа^ктиву По ВТУ 105—54 индикаторная бумага должна быть ровного желтого цвета и выдерживать следующие испытания на чувствительность: При нанесении на бумагу одной капли буферного раствора с рН=3,8 (готовят по ГОСТ 4919—49) цвет бумаги не должен изменяться. При нанесении на бумагу одной капли 0,1 н. H2SO4 цвет должен изменять- ся от желтого к вишнево-коричневому. П риготовление Фильтровальную бумагу пропитывают непрофильтрованным 3%-ным водным раствором тропеолина 00. При высушивании темная вначале бумага становится желтой. * Р. М. С о д о л о в с к а я, Лабор. практика, IB. № 2—3, 23 (1940)
Бумага свинцовая, тропеолиновая и фенолфтаминовая. Ванадия пятиокись 103 БУМАГА ФЕНОЛФТАЛЕИНОВАЯ Свойства Белая фенолфталеиновая бумага в щелочной среде становится малиново красной. Требования к продажному реактиву По ТУ 106—54 бумага должна быть белого цвета. При нанесении на бу- магу одной капли буферного раствора с рН= 10 (готовят по ГОСТ 4919—49) цвет должен изменяться от белого к розовому. Приготовление Растворяют 1 г фенолфталеина в 100 мл 95%-ного спирта, прибавляют при взбалтывании 100 мл воды и полученным раствором пропитывают фильт- ровальную бумагу, которую затем высушивают. ВАНАДИЯ ПЯТИОКИСЬ (ВАНАДИЕВЫЙ АНГИДРИД) Acidum vanadinicum Vanadic acid anhydrous Vanadinsau- reanhydrid V2O5 Мол. в. 181,SO Свойства V2O6—оранжевый кристаллический порошок или красно-коричневатые игольчатые кристаллы, уд. в. 3,36, т. пл'. 685°. Очень мало растворим в воде Растворим v щелочах. Требования к продажному реактиву По ЦМТУ № 4566— 55 препарат х. ч. должен содержать УгО6 (в сумме с V2O4) не менее 99,75%, ч. д. а.—не менее 99,4% и чистый—не менее 99% Наибольшие количества допустимых примесей (%) фикаций: в V2O5 различных хвали- Примеси Потерн при прокаливании .... 2С„ Ч. о,1 ч. д. а. 0,15 ч. 0,25 Вещества, нерастворимые в НС1 0,1 0,2 0,3 Хлориды (С1) ...... 0,005 0,01 0,02 Сульфату (SO4) 0,01 0,02 0,04 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пере- счете на РЬ) ... 0,002 0,005 0,01 Щелочные и щелочноземельные металлы (в пере- счете на Na3O) 0,02 0,04 0,1 Аммоний . . 0,007 0,01 0,015
104 Висмут Приготовление Для получения препарата реактивной квалификации 131 г NH4VO3 (ч. д. а.} нагревают* до 350—400° в фарфоровой чашке при частом энергичном переме- шивании никелевым шпателем. В начале нагревания масса чернеет вслед- ствие образования V2O4, но после часа прокаливания черная окраска посте- пенно переходит в красную, характерную для V2O5. Продолжают прокаливание еще 1—2 часа, после чего отбирают пробу на полноту окисления V2O4. 1 г препарата растворяют в 10 мл 30%-ной щелочи; при этом не должно полу- чаться черного остатка. Если черный остаток имеется, то продолжают прокаливание еще 20 мин., после чего снова проверяют полноту окисления. Выход 100 г V2O6 квалификации ч. д. а. ВИСМУТ Bismuthum Bismuth Wismut Bi Ат. в. 209,00 А. Металлический висмут Свойства Bi—белый с красноватым оттенком блестящий металл кристаллического строения (ромбоэдры), уд. веса 9,80. В порошкообразном состоянии имеет чер- ный цвет. Очень хрупок, не обладает ни ковкостью, ни тягучестью. Т. пл. 271,3°, т. кип. 1560°. На воздухе почти не изменяется, в воде при доступе воз- духа окисляется в окись, которая соединяется с углекислотой воздуха, с обра- зованием блестящих игл углекислого висмута. Нерастворим в соляной кислоте и разбавленной Нг5О4. Растворяется в HNOs, в конц. НгЗО4 и в царской водке. Из растворов солей Bi вытесняется Zn, Cd, Al, Sn, Mn, Fe. Требования к продажному реактиву Наибольшие количества примесей (%) в препаратах квалификаций чистый в палочках и чистый гранулированный (по ТУ МХП 3152—54 й 3153—54)- Медь (Си) .... 0,05 Свинец (РЬ) , . ' 3,0 Серебро (Ag) . . . 0,5 Железо (Fe) . . 0,02 Кроме того, препарат должен выдерживать испытание на растворимость в HN03 (проба на Sn и Sb). Для этого 25 ±0,01 г препарата растворяют при на- гревании в 225 мл 25%-ной HNO3. Раствор должен быть прозрачным и не содержать осадка. Приготовление 1. Bi2O3 -f- ЗН2 ----- 2Bi ~F ЗН2О ВЬО3 (чистый) помещают слоем толщиной 5—8 мм в горизонтальную стеклянную трубку диам. 15—20 мм, соединенную с прибором для получения чистого водорода. Вытеснив водородом воздух из трубки, нагревают ее до 240—270° и пропускают достаточно сильную струю водорода. При этом желто- ватая Bi2O3 восстанавливается до металлического висмута, образующего чер- ный порошок. Трубку охлаждают в токе водорода. Расплавляя порошок и вы- ливая плав в воду, можно получить металл в виде гранул. Метод ИРЕА (И. И. Ангелов и А. А. Ильин)..
Висмут металлический и азотнокислый 105 2. 2Bi(OH)3 + ЗНСНО + 3NaOH = 2Bi 4- 3HCOONa + 6Н2О Растворяют при нагревании 97 г Bi(NO3)3-5H2O (чистый) в 100 мл 5%-ной HNO3. Охлажденный раствор вливают при энергичном перемешивании (меха- ническая мешалка) в 300 мл 15%-ного NaOH (чистый). Не прекращая переме- шивания, к суспензии В1(ОН)з прибавляют 60 мл формалина (с содержанием 40% НСНО) и нагревают смесь до кипения. При этом В1(ОН)з восстанавливает- ся до металлического висмута. Порошок висмута отсасывают и промывают до нейтральной реакции, следя за тем, чтобы металл был все время покрыт водой. Под конец промывают спиртом и сушат при комнатной температуре (лучше в вакууме). Б. Коллоидальнорастворимый висмут Свойства Темнокоричневый порошок, образующий с водой коллоидный раствор. Из полученного раствора при прибавлении щелочи снова выделяется коллои- дальнорастворимый Bi, а при прибавлении кислот и солей—грубо дисперсный металл. Приготовление* 10 г В1(НОз)з-5НзО растворяют в 50 мл 5%-ной HNO3, добавляют 40 мл 50%-ного раствора лимоннокислого натрия и приливают NH4OH (до сильного запаха). Отдельно растворяют 7 г SnC12-2H2O в небольшом количестве воды, добавляют 50 мл раствора лимоннокислого натрия и нейтрализуют NH4OH. Второй раствор вливают в первый, разбавляют водой до 1500 мл и нагревают несколько часов на водяной бане. Жидкость становится темнокоричневой и непрозрачной; постепенно на дно осаждается коричневый осадок висмута ВИСМУТ АЗОТНОКИСЛЫЙ (НИТРАТ ВИСМУТА) Bismuthum nitricum Bismuth nitrate Wismutnitrat Bi(NO3)3 • 5H,0 Мол. в. 485,10 Свойства Bi(NO3)3-5H2O—бесцветные триклинические призмы уд. в. 2,830. При 75,5° плавится в своей кристаллизационной воде с образованием основной соли, при 150° полностью теряет кристаллизационную воду, а при 200° разлагается с выделением NOs- В эксикаторе над КОН уже при обычной температуре теряет воду и HNO3. При действии воды гидролизуется с выпадением основной соли. В смеси с измельченным сахаром растворяется в воде значительно лучше (10%- ный раствор сахара может содержать до 6,49% висмута). Будучи растерт с рав- ным количещвом маннита, дульцита или сорбита до тестообразного состояния и затем залит водой, образует прозрачный раствор, из которого основная соль уже не выпадает. При нагревании растворим в кислотах и глиперине. Растворим в ацетоне (при 0° в отношении 48,7 : 100, при 19° в отношении 41,7 : 100). Требования к продажному реактиву По ГОСТ 4110—48 препарат ч. д. а. должен содержать не менее 47,5% В12О3, а препарат чистый—не менее 47,0%. * О получении золя Bi ли. также работу А. Ф Герасимова, ЖРФХО 6Г, вып. 2, 26 (1929).
106 Висмут Наибольшие количества допустимых примесей (%) в Bif'NOsh--бНаО раз- личных квалификации: Примеси ч. д. а ч. Вещества, нерастворимые в HNOg . 0,002 0,005 Хлориды (С1)....................... 0,002 0,005 Щелочные и щелочноземельные металлы (в виде сульфатов) . . 0,01 0,03 Железо (Fe)........... 0,0002 0,0005 Кроме того, препарат должен выдерживать следующие испытания, 1. Медь. 10 г препарата растворяют в 40 мл НГч’Оз уд. в. 1,15, добавляют 40 мл 10%-кого NH4OH, хорошо перемешивают и дают отстояться. Затем 50 мл прозрачного раствора наливают в цилиндр на 50 мл.—Раствор при рассмотре- нии по оси цилиндра должен быть бесцветным (голубая окраска указывает на присутствие Си++). 2. Свинец. 1 г препарата при растворении в 50 мл 15%-ной H2SO3 при ком- натной температуре должен давать прозрачный раствор (без осадка).—При стоянии из раствора могут выделяться соли висмута. Приготовление 2Bi 4- 8HNO3 = 2Bi(NO3)3 + 2NO + 4Н,О Для получения препарата реактивной чистоты разработана следующая методика* •*. К раствору 30 лл HNOS (ч. д. а., уд. в. 1.4) в 30 мл воды, нагретому в фар- форовой чашке (под тягой) до 60—70°, добавляют постепенно 25 г гранулирован- ного висмута Чашку закрывают стеклом, ибо реакция протекает весьма бурно. По окончании реакции смесь фильтруют, собирая фильтрат в колбу, предва- рительно ополоснутую HNO3 (во избежание гидролиза). К оставшемуся нерас- творенным металлу добавляют 20 мл HNOS уд. в. 1,4 и 20 мл воды и нагревают до 60—70°. После того как металл почти полностью растворится, смесь фильт- руют в колбу с ранее полученные раствором. Полученный раствор упаривают до уд. в. 1,9 (при 65—70°) и охлаждают льдом при перемешивании. Выпавшие кристаллы отсасывают и сушат непро- должительное время при 40—45°. Из маточного раствора можно выделить еще дополнительное количество препарата, но менее чистого. Общий выход 50 г (86%) Bi(NO3)3-5HgO квалификации ч.д.а. и чистый. ВИСМУТ АЗОТНОКИСЛЫЙ основной Bismuthum subnitrictun Bismuth oxynitrate Basisches Magisterium bismuti Wismutnitrat BiONO3*s Свойства Основной азотнокислый висмут—белый кристаллический порошок или че пгуйки с перламутровым блеском. Уд. в. около 4,9, нерастворим в воле и спирте. При взбалтывании с водой последняя приобретает кислую реакцию. При 100 частично разлагается с потерей НзО и HNO3. при прокаливании переходит в BigOs* * Метод ИРЕА (И. И. Дигелов). •* Формула BiONO, для основной соли приводится лишь для упрощения. На самом деле основная соль в зависимости от условий получения имеет переменный состав, например 5 BLT;,-5N..O-.41 UO,
Висмут азотнокислый, основной. Висмута окись 107 Требования к продажному реактиву По ТУ МХП 188!—48 препарат чистый должен содержать 76—82% Bi2Os- Наибольшие количества допустимых примесей (%) в основном азотнокислом висмуте квалификаций чистый'. Вещества, нерастворимые в I1NO3 0,005 Хлориды (Cl)............ 0,01 Железо (Fe) . 0,002 Щелочные и щелочноземельные металлы (в виде сульфатов)..................... 0,5 Кроме того, препарат должен выдерживать следующие испытания. 1. Медь. 5 г препарата растворяют в 40 мл HNOs уд. в. 1,15, добавляют 40 мл 10%-ного NHjOH и дают отстояться. Наливают 50 мл прозрачного раство- ра в цилиндр на 50 мл, помещенный на лист белой бумаги.—Раствор при рас- смотрении по оси цилиндра должен быть бесцветным (голубая окраска указы- вает на присутствие Си + + ). 2. Свинец. I г препарата растворяют в 50 мл 15%-ной H2SO4.—При ком- натной температуре должен получаться прозрачный раствор без осадка (при продолжительном стоянии могут выпадать основные соли висмута). П ри готовлен не 1. Для получения препарата реактивной чистоты разработана следующая методика*. Растирают в фарфоровой ступке 50 г ВИЫОз)з-5Н2О, добавляя постепенно 200 мл поды. Полученную кашицу переливают в банку, содержащую 1 л воды. Выпадение основной соли происходит при этом только частично, так как реакция гидролиза обратима: Bi(NO3)3 + Н2О BiONO3 + 2HNO3 Добавляют к жидкости несколько капель метилоранжевого и для нейтрализа- ции большей части HNOs приливают постепенно 200 мл NH4OH уд. в. 0,91, причем раствор должен все время оставаться красным, т. е. pH раствора сохра- няется ниже 3,0. Только таким путем удается освободиться от примеси РЬ++, Ag+, Cu++ и Fe+++. Дают смеси отстояться, промывают осадок 2—3 раза де- кантацией, затем отсасывают и промывают еще 5—6 раз холодной дестиллиро- ванной водой. После высушивания на воздухе получают 25 г препарата. 2. Можно получить очень чистый препарат, приливая из капельной ворон- ки 20 мл концентрированного раствора Bi(NOs)s в 5%-ной HNOs в 500 мл кипящей воды. После отстаивания раствор декантируют, осадок фильтруют, промывают и высушивают при температуре не выше 40—45°. ВИСМУТА ОКИСЬ Bismuthurn oxydatum Bismuth oxide Bi303 Мол. в. 466,00 Свойства Wismutoxyd BiaOs существует в трех модификациях, кристаллизующихся в кубической, ромбической и тетрагональной системах. Кубическая модификация уд. в. 8.20 при 704° переходит в ромбическую с уд. в. 8,9, которая существует в пре- Метод ИРЕА (И. И. Ангелов, X. М. Лейбович).
108 Висмут делах между 704° и 820°. Тетрагональная модификация плавится при 860° и имеет уд." в. 8,55. Обычно Bi2O3 представляет собой желтовато-белый порошок. Bi2Os нерастворима в воде, но растворима в сильных кислотах. Требования к продажному реактиву По ВТУ 1-48-РМ препарат х. ч. должен содержать не менее 99,5% Bi2OB а препараты ч. д. а. и чистый—не менее 99%. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в Bi2Os различных ква- лификаций: Примеси X. ч. ч. д. а. ч. Вещества, нерастворимые в соляной кислоте 0,002 0,005 0,01 Сульфаты (SO4) . . . . 0,005 0,01 0,05 Мышьяк (As) . . . . ... 0,0005 0,001 0,005 Железо (Fe) . ... 0,0005 0,002 0,005 Медь (Си) ... 0,001 0,003 0,01 Щелочные и щелочноземельные металлы (в виде сульфатов) . . 0,03 0,05 0,10 Приготовление Для получения препарата квалификации ч. д. а. разработана следующая методика. Прокаливают 265 г основного азотнокислого висмута (ч.д.а.) в фарфоровой чашке в течение 3—4 час. при 400—500°. Делают пробу на полноту удаления NO~3, Для чего к 1—2 мл сернокислого раствора дифениламина* добавляют 0,1—0,2 г препарата. В течение 1—2 мин. не должно появляться синего окраши- вания. Выход 220—230 а. ВИСМУТ ХЛОРИСТЫЙ (ХЛОРИД ВИСМУТА) Bismuthum chloratum Bismuth chloride Wismutchloric! BiCl3 Мол. в. 315,37 BiCl3 2H3O Мол. в. 351,40 Свойства Возогнанный BiCis представляет собой снежно-белые с алмазным блеском кристаллы уд. в. 4,755, т. пл. 232,5°, т. кип. 447°. На воздухе расплывается. Водой разлагается с образованием основной соли (ВЮС1). Растворяется в спир- те, ацетоне и соляной кислоте. При возгонке на воздухе образуется BiOCl (вследствие гидролиза под действием влаги воздуха). Требования к продажному реактиву По ТУ МХП № 3314—52 препарат квалификации ч. д. а. должен содержать не менее 98% В1С1з-2Н2О. * Реактив приготовляется растворением 0,5 г дифениламина в смеси 100 мл чистой коиц. H2SO4 и 20 м воды.
Висмут хлористый. Вода 109 Наибольшие количества допустимых примесей '%) в BiCl3-2H2O квалнфи капни ч.д.а.: Вещества, нерастворимые в НС1 . .... 0,005 Сульфаты (SO4) ... 0,025 Железо (Fe) . . . , . 0,003 Медь (Си)..................................0,003 Щелочные и щелочноземельные металлы (в виде сульфатов) ... ..... .0,05 Мышьяк (As) . . . .... 0,001 По ВТУ № РУ 1127—55 безводный препарат должен содержать не мене, 99% Bids- Приготовление 1. В фарфоровую чашку емкостью 1 л наливают* 400 мл НС1 (ч. д. а., уд. в 1,19), нагревают до 25—35° и постепенно вносят 200 г Bi2O3 (чистый). Через 30— 40 мин. получается прозрачный раствор В,С1з- Раствор упаривают на водяной бане при 75—85° до образования пленки соли (приблизительно до первона- чального объема). По охлаждении из раствора выпадают мелкие кристаллы В1С1з ?НзО, которые быстро отсасывают через воронку с пористой стеклянной пластинкой, а маточный раствор снова упаривают и кристаллизуют. Фи.пьт рование должно быть быстрым ввиду сильной гигроскопичности В1С13-2Н2О Без предварительной сушки препарат помещают в темную банку с притертой пробкой. Выход 220 г (75—80%). 2. Для получения безводного препарата солянокислый раствор BiCig (приготовление см. выше) упаривают до тех пор, пока температура жидкости не достигнет 190°. Охлаждают, дробят массу на куски, помещают в колбу с небольшим (35 см) воздушным холодильником и быстро перегоняют (под тя- гой). Приемник должен быть защищен от атмосферной влаги хлоркальциеной трубкой. Вначале перегоняется небольшое количество соляной кислоты, затем температуру повышают до 445—447° и отгоняют чистый BiCl3. Вы ход 80%. ВОДА Aqua Water Wasser Н„О Мол. и. 18,016 Свойства Н2О—бесцветная (в толстом слое голубоватая) прозрачная жидкость без запаха и вкуса. Т. пл. 0°; т. кип. воды сильно зависит от атмосферного давле- ния. Для интервала 660—й60 мм рт. ст. температура кипения воды может быть вычислена с точностью до -р0.0004° по уравнению: tp = 100 ф-3,68578-IO-2 (р — 760) — 2,0159-10- S(p 760)1-’Щ + 1,621-10—« Со 760)3 где р—давление в мм рт. ст. Метод ИРЕА (И. И. Ангелов, X. М. Лейбович).
110 Вода Вода является очень слабым электролитом: ионное произведение водь при 22° JH2O = (Н+> (°Н‘) = 10-14 что соответствует степени диссоциации около 0,000001%. Таблица 55 Таблица 56 воды в о т ы Изменение плотности воды в зависимости от температуры Изменение объема зависимости температур ТС йл «°C 4 ТС Объем Л л /°C Объем мл 10 0,99815 20 0,99823 0 1000,131 33 1005,266 - 5 0,99930 40 0,99224 4 1000,000 40 1007,82 0 0,999868 70 0,97781 10 1000,260 70 1022,7 4 1,000000 100 0,95839 20 1001,741 100 1043.4 10 0,999727 30 1004,310 Таблица 5/ Парциальное давление (р) водяного пара над водой при различных температурах ТС р мм рт. ст. ГС р мм рт. ст. ТС р мм рт. ст. /°C р мм рт. ст. 0 4,579 17 14,530 30 31,842 94 610,90 5 6,543 18 15,477 40 55,334 95 633,90 10 9,209 19 16,477 50 92,51 96 657,62 11 9,844 20 17,535 60 149,38 97 682,07 12 10,518 21 18,650 70 233,7 98 707,27 13 11,231 22 19,£27 80 355,1 99 733,24 90 525,76 14 11,987 23 21,068 91 546,05 100 760,00 15 12,788 24 22,377 92 566,99 105 906,1 16 13,634 25 23,756 93 588,60 ПО 1074.6
Вода 111 Таблица Поглощение водяных паров различными осушителями Осушитель Упругость пара над осушителем мм рт. ст. Остаточная влажность воздуха при 25° мг[л Осушитель Упругость пара над осушителем мм рт. ст. Остаточная влажность воздуха при 25° л г/л CuSO4 — 1,40 MgO 0,008 ZnBr2 — 1,10 кон 0,002 0,002 ZnCl2 — 0,80 A12O3 — 0,003 СаС12 0,14—0,25 0,36 H2SO4 0,003 — CaBr2 — 0,20 Ва(С1О4)2 0,0014 — CaO — 0,20 Mg(C104)2 0,000 NaOH 0,160 0,16 р2о5 0,000 B2O3 0,15 Требования к продажному реактиву По ГОСТ 6709—53 дестиллированная вода должна иметь pH 5,4—6,6. Наибольшие количества допустимых примесей (мг/л): в пределах. Нелетучий остаток................ 5 Остаток после прокаливания ..................... 1 Аммиак и аммонийные соли (в пересчете на NH3) . 0,05 Кроме того, вода должна выдерживать следующие испытания (все употребляе- мые при испытаниях реактивы должны быть квалификации ч. д. а.). 1. Сульфаты (SO4 ). К 100 мл воды добавляют 1 мл НС1 уд. в. 1,12 и 2 мл 10%-ного раствора ВаС12. —Через 18 час. дно колбы не должно быть ма- товым от выделившегося осадка BaSO4 (сравнивать с колбой, содержащей одну воду). 2. Хлориды (С1 ). При добавлении к 100 мл воды 0,5 мл HNO3 уд. в. 1,15 (х. ч.) и 1 мл 0,1 н. раствора AgNOs через 10 мин. не должно быть заметно опа- лесценции. 3. Нитраты (NO~). К 25 мл испытуемой воду прибавляют 2 капли 1%* ного спиртового раствора фенолфталеина и по каплям 0,1 н. раствор NaOH до неисчезающего розового окрашивания. К другим 25 мл испытуемой воды прибавляют такое же количество 0,1 н. NaOH, но без индикатора и упаривают в фарфоровой чашке на водяной бане досуха. К сухому остатку в чашке прибавляют 1 мл раствора NaCi, 0,4 мл 0,01%- ного раствора индиго в серной кислоте (ГОСТ 4511—48) и перемешивают. Ио истечении 15 мин. содержимое чашки количественно переносят в ко- ническую колбу емкостью 50 мл. Чашку ополаскивают в 2 приема 25 мл де- стиллированной воды, присоединяя ее к основному раствору, и содержимое колбы перемешивают. Воду считают соответствующей стандарту, если окраска испытуемого раствора будет не слабее окраски эталонного-раствора, приготов- ленного следующим образом: в небольшую фарфоровую чашку помещают 0,5 мл раствора, содержащего 0,005 мл NO3', и раствор едкого натра в количестве, прибавленном к 25 мл испытуемой воды. Содержимое чашки выпаривают на водяной бане досуха. Сухой остаток в чашке обрабатывают одновременно с сухим остатком, полученным после выпаривания испытуемой воды, прибавляя те же количества раствора хлористого натрия, индиго, серной кислоты и воды в такой же последовательности, как указано выше.
112 Вода 4. Металлы группы HaS и группы (NH4)2S. К 100 мл прокипяченной и охлажденной испытуемой воды, помещенной в цилиндр с притертой пробкой, добавляют 5 мл свежеприготовленной сероводородной воды и через 10 мин. наблюдают окраску. Затем добавляют 2 мл 10%-ного NH4OH и через 10 мин. снова наблюдают окраску. В обоих случаях анализируемая вода должна оста- ваться бесцветной (сравнить с чистой водой). 5. Кальций (Са++ ). К 200 мл воды добавляют 4 мл 10%-ного NH4OH и 25 мл раствора оксалата аммония, нагревают до кипения и дают отстояться в течение 18 час. Дно не должно быть матовым от осадка СаСгОд. Примечание. Растворяют 6 г NH4CI в 60 мл воды, добавляют 10 мл насыщенного раствора (NH^CgOa и 5 мл 10%-ного NH4OH. На- гревают смесь до кипения, дают отстояться в течение суток и отбирают пи- петкой около 40 мл прозрачного раствора, который и применяют для испы- тания на Са+ + . 6. Окисляемость. В чисто вымытую колбу наливают 100 мл испытуемой воды, добавляют 2 мл H2SC>4 УД- в. 1,11 (х. ч.) и 0,15 мл 0,01 н. KMnCU. Раствор кипятят в течение 3 мин. и сравнивают с чистой дестиллированной водой, рас- сматривая их в проходящем свете на белом фоне. Проба должна иметь розовый оттенок. Поступающую в лабораторию дестиллированную воду обычно пробуют на хлориды и сульфаты. Необходимо всегда проводить контроль pH воды: при добавлении к 10 мл испытуемой воды одной капли фенолового красного окраска должна быть желтой или желто-розовой; при добавлении одной капли метилового красного окраска должна быть чистожелтой. Приготовление Воду реактивной чистоты готовят обычно из простой (природной) или де- стилл ированной воды методом тщательной перегонки, очистки от СОг и других примесей. 1. Если вода содержит следы аммонийных солей, особенно (NHa^COs, и не содержит хлоридов, то для связывания NH^" достаточно перед перегонкой прибавить 0,5—1 г квасцов на каждый литр воды. Если вода содержит еще и хлориды, то добавляют на 1 л воды 0,66 г Na2HPC>4- Если же вода загрязнена органическими веществами, их разрушают, добавляя на 1 л воды 0,025 г KMnO<. Вначале добавляют к воде раствор КМпОц через полчаса прибавляют рас- твор квасцов [KA1(SO4)2-I2H2O], еще часом позднее—раствор ПагНРОа. По истечении еще получаса жидкость фильтруют в круглодонную колбу, ки- пятят около 10 мин. и перегоняют с обычным холодильником, отбрасывая пер- вые 10% дестиллата. Для получения «абсолютно чистой» воды дестиллированную воду пере- гоняют еще раз из платиновой или серебряной реторты с таким же холодиль- ником (стекло и фарфор постепенно выщелачиваются), отбрасывая первую часть дестилл ата,- 2. Для работ по определению атомных весов элементов вполне чистую во- ду получают из обычной дестиллированной воды, перегоняя ее дважды со ще- лочным раствором КМпО4 в стеклянной аппаратуре на шлифах*. Затем дестил- лат перегоняют третий р.аз из колбы стекла «пирекс» с оловянным холодильни- ком, причем все части прибора должны быть соединены на шлифах или встык Чистая вода собирается в колбу йенского стекла. 3. Очень чистая вода, пригодная для измерений электропроводности, получается дробным вымораживанием дестиллированной воды. Первые порции льда наиболее чисты**. * О. Н о n 1 g s с 11 m i d t, R. S c h 1 e e, Z. anorg. Chem., 221, 134 (1934)- ** Ф. Эфраим, Неорганическая химия, ч. I, Госхимтсхиздат, 1932, стр. 349
Вода 113 Рис. 15. Аппарат для получения дестил лированной воды: 1—перегонный куб; 2—трубка для подачи раствора хромовой смеси; 3 — слив; 4—трубка, подводящая воздух; 5—трубка, подводящая во ду; сепаратор; 7 —холодильник. 4. Удаление СО2 из воды легко достигается продуванием чистого воздуха . через воду при пониженном давлении. Так, при пропускании 2,7 л воздуха через 5 л воды в течение 40 мин. при 20—25 мм рт. ст. содержание СОг в воде было снижено до 1 -10_6 молей на 1 л. 5. Значительное количество воды с удельной электропроводностью 0,5- .10—в—0,3 10~® мо может быть получено перегонкой дестиллированной воды в аппарате*, изображенном на рис. 15. В перегонный куб 1 подается со скоро- стью 15 л/час дестиллирован- ная вода, полученная конден- сацией пара при температуре немного ниже 100° (очень важно, чтобы часть пара не конденсировалась). Через труб- ку 2 непрерывно приливается для связывания NH3 и раз- рушения органических веществ раствор хромовой смеси (10 г Na2Cr2O7 и 9 мл конц. H2SC>4 на 5 л воды) со скоростью 30 мл!мин. Избыток воды, не успевающий перегоняться, сте- кает по сливу 3, который слу- жит одновременно регулятором уровня. Оригинальным при- способлением, обеспечиваю- щим высокое качество дестил- лата, является трубка 4, под- водящая непосредственно к по- верхности воды воздух, очищенный от СО2 и NHs. Скорость дестилляции (око- ло 9 л/час) поддерживается электрическим нагревателем, причем холодильник отрегулирован так, чтобы температура дестиллата была выше 70°. Полученная чистая вода имеет рН=6,8. Для отделения капелек масла, содержавшихся в первичной дестиллирован ной воде, рекомендуется включить перед трубкой 5 сепаратор 6, устройство которого ясно из рисунка. 6. Еще более чистую воду с удельной электропроводностью**, близкой к теоретической величине (5,52 10—8 мо), получить весьма сложно. Исходным Материалом для получения такой воды может служить так называемая «вода для измерения электропроводности» (см. п. 3). Операцию проводят в прибо- ре***, изображенном на рис. 16. В колбу 1 через трубку 2, снабженную пришлифованной пробкой, нали- вают 5 л исходной воды. Электронагрев регулируют так, чтобы температура воды была 80—90°. Затем через трубку 3, оканчивающуюся пористой стеклян- ной пластинкой 4, пропускают чистый азот, очищенный от СО2 и NH3. Для очистки азот пропускают последовательно через три склянки с концентрирован- ным раствором КОН, через конц. H2SO4 и через три промывные склянки, за- полненные водой «для измерения электропроводности», распыляя газ на мель- чайшие пузырьки путем пропускания его через пористые стеклянные пластин- ки 4. Колба 1 соединяется со склянкой 8, а последняя—с воздухом через труб- ку с натронной известью для предохранения воды от попадания СО2. Через * Т. G. Straub, Ind. Eng. Chem.» Anal. Ed., 7, 433 (1935). ** Уместно напомнить здесь, что наиболее чистая вода (удельная электропровод ____________g ность х®"0 =5,8.10 мс) была получена Кольраушем е 1894 г. 42-кратной перегонкой воды под уменьшенным давлением е стеклянной аппаратуре, применявшейся для пе регонки в течение Ю лет. *** Р. A. Tiessen, К- Н е г г m a n n, Z. Elektrochem., 43, № 1, 66 (1937). Чистые химические реактивы
114 Вода прибор в течение 20—30 час. непрерывно пропускают азот при открытых кранах 5 и 6 и закрытом кране 7. После этого закрывают кран 6 и, повышая дав- ление газа, выдавливают воду из колбы 1 в кварцевую колбу 9. Когда воды в колбе 9 будет достаточно, открывают кран 7 и тем самым прекращают дальней- шее поступление воды из колбы 1. Затем, закрыв кран о, нагревают колбу 9 электропечью 10 и перегоняют воду в токе азота. Горло колбы 10 нагревают печью 12 выше 100°, чтобы избежать переброса капель воды в холодильник. Трубка холодильника 11 и другие основные части прибора делаются из кварца и соединяются на спаях, чем и определяется в основном значительная стоимость установки. Рис. 16. Прибор для получения воды с электропроводностью, близкой к теоретической: / — колба; 2—трубка для подачи в прибор воды; 3 — трубка для подачи в прибор очищенного азота: 4 — пористая стеклянная пла- стинка; 5, 6. 7 — краны; S —предохранительная склянка с водой; Р —перегонная колба; 10—электронагревательная печь; //—хо- лодильник; /2—электронагревательная муфта для обогрева горла перегонной колбы. Соединение отдельных частей прибора с колбой 1 осуществляется при помо- щи шлифов из кварца или йенского стекла. Также при помощи шлифа к холо- дильнику 11 присоединяют сосуд для измерения электропроводности, служащий одновременно и приемником. Все кварцевые и стеклянные части перед сборкой моют теплой хромовой смесью, много дней промывают дестиллированной водой и по крайней мере 10 час. пропаривают. Несмотря на это, установка в течение нескольких дней должна находиться в эксплуатации, прежде чем вода начнет получаться достаточно чистой. Скорость дестилляции—около 400 мл/час. Удельная электропроводность полученной воды х= 6,5 10~8—8-10~&мо. 7. Очень чистую воду можно получить* перегонкой дестиллированной воды из обычного прибора с дефлегматором диам. 40 мм и длиной 600 мм и холо- дильником из химически стойкого стекла; все соединения в таком приборе • А. И. Байбаев. ЖПХ, 13, 499 (1940).
Вода 115 должны осуществляться посредством гидравлических затворов. Дефлегматор заполняют обрезками стеклянных трубок длиной 5 мм и диам. 5 мм. Исход- ная вода должна иметь х=8-10~®—13 10—’ мо. Перегонку следует вести гак, чтобы температура конденсата была не ниже 50—70°. Перед употребле- нием прибор промывают горячей хромовой смесью, пропаривают в течение нескольких часов и несколько раз ополаскивают приемники горячим дестил- татом. Очень полезно на каждый литр перегоняемой воды добавить 0,15 г KHSO4. При скорости перегонки 500—600 мл/час из 10 л воды получается около 1,5 л первой фракции, недостаточно чистой, так какх=8,5-10~’—1,610—6мо, и остальной дестиллат с электропроводностью х=8-10~7—4,6 10~7ло. 8. Описаны также автоматические дсстилляторы. Один из них* произво- дительностью 1 л/час изображен на рис. 17. Рис. 17. Автоматический дестиллятор; /—перегонная колба; 2—холодильник; 8—угольные электроды; 4—медная проволока-проводник; 5 — пробирка (предохранитель); 6—регулятор уровня воды; 7 —приемник; 8 —вороика; 9—упругая латунная пластинка; 10—контакт. В дно колбы 1 емкостью 1,5 л впаяна изогнутая трубка, присоединенная к холодильнику 2 длиной 50—60 см. В колбу вставляют нагреватель, состоящий из двух угольных электродов 3, диам. 10 мм, длиной 70 мм. При помощи тол стых медных проводов 4 (d=2,0—2,5 мм) угли закреплены в резиновой пробке и соединены с источником тока. На один из проводов надета тонкая резиновая трубка. Чтобы избежать во время работы соприкосновения угольных элек- тродов, на один из них надевают кусок пробирки 5. К колбе присоединяют регу- лятор 6 уровня воды. Из водопроводного крана вода поступает в холодильник 2, затем в регулятор 6 и колбу 1. Избыток воды стекает через трубку в воронку 8, укрепленную на упругой латунной пластинке 9. Под тяжестью воды вороика опускается и замыкает контакт 10 (проволока погружается в чашечку со * Г. А. Бабичев, Лабор. практика. 14, № 1, 20 (1937). Электрифицированные дистилляторы иной конструкции описаны, например, М. Ф. Скоковым, Зав. лаб., 8. 338 (1939), П. Мельником, Лабор. практика, 13, № 3, 30 (1938). А. А. Г р о- х о в с к и м. Сахар, 16, № 4, 24 (1938). Производительность этих аппаратов 1.5— 2 л/час. 8‘
116 Водород ртутью). Через 3—5 мин. вода в колбе закипает. Получаемая вода* имеет рН=7,1—7,15. ВОДОРОД Hydrogenium Hydrogen WasserstoH Н2 Ат. в. 1,008 Мол. в. 2,016 Свойства Н2—бесцветный газ без запаха и вкуса, горящий бледноголубым пламенем. Сгущается в прозрачную жидкость уд. в. 0,07, кипящую при —252,79° При —257,14° затвердевает с образованием прозрачных кристаллов, 1 л водорода весит 0,08995 г при нормальных условиях. В жидкостях растворим очень мало: 1 об. спирта поглощает при комнатной температуре 0,069 об. Нг, 1 об. воды— 0,018 об. Нг. Многие металлы в раскаленном состоянии (Pd, Pt, Fe, Си) погло- щают значительные количества водорода. С кислородом при 180° соединяется медленно, при 600°—со взрывом. С фтором соединяется со взрывом на холоду и в темноте, с хлором энергично реагирует (вплоть до взрыва) только при осве- щении солнечным светом. Вообще для водорода характерна пассивность на холоду и чрезвычайная активность при высокой температуре или при наличии катализаторов. Приготовление 1. Zn + 2НС1 = Н2 + ZnCl2 Zn + Нг8О4 = Н2 + ZnSOd Обычно водород получают, действуя на цинк соляной кислотой (1 об. HCI уд. в. 1,19 на 1 об. воды) или H2SO4 (1 об. H2SOa уд. в. 1,84 на 8 об. воды). Опе- рацию удобнее всего проводить в аппарате Киппа. Если цинк очень чист, то выделение газа происходит медленно; для ускорения процесса добавляют не- сколько капель раствора СиС12 (при применении H2SO4—несколько капель CuSO.i). Медь выделяется на цинке и образует с ним гальваническую napv Рис. 18. Прибор для получения водорода: а. 1—склянка с цинком; 2—склянка'? с кислотой; _3—кран. 6—деталь для склянки с тубусом. При отсутствии аппарата Киппа можно воспользоваться прибором (рис. 18,а), составленным из двух склянок 1 и 2 с тубусами, соединенных резиновой труб- кой. В склянку 1 насыпают гранулированный цинк и горло склянки закрывают пробкой, снабженной трубкой с краном 3. В склянку 2 наливают кислоту. * Получение простой перегонкой водопроводной воды дестиллата с рН=7.1 является мало вероятным и должно быть поставлено под сомнение. (Авторы.).
Водород 117 При открывании крана 3. кислота из склянки 2 переливается в склянку 1 и реагирует с цинком. Если кран 3 закрыть, то давлением выделяющегося во- дорода кислота вытесняется обратно в склянку 2 и реакция прекращается. При пользовании аппаратом необходимо, чтобы тубус склянки 1 находился у самого дна; если же он помещен выше, то вставляют в тубус изогнутую стек- лянную трубочку, как изображено на рис. 18,6. Для получения больших количеств водорода по этому способу предложен аппарат (рис. 19), вполне пригодный для получения и других газов (H2S, СО2). Аппарат состоит из трех частей; резервуара с кис- лотой 1, приемника 2 для использованной кислоты и га- зовыделителя 3. В нижней части газовыделителя нахо- дится несколько отверстий, в верхней, цилиндрической, части имеется сетчатая пластинка 4, на которую загру- жают гранулированный цинк. Поверх цинка помещают немного стеклянной ваты для равномерного распределе- ния кислоты. Для отработанной кислоты Аппарат может быть изготовлен из стекла, кислотоупорного сплава или пластмассы. Если аппарат делается из стекла, го газовыделитель целесообразно из- готовить из двух пришлифованных друг к другу частей. Если аппарат изготовляется из непрозрачного ма- териала, то снаружи необходимо иметь кислотомерную трубку 6. Во время работы аппарата давление во- дорода определяется разностью уров- ней в приемнике 2 и газовыделителе 3, причем эта разность при указан- ных на чертеже размерах аппарата не должна превышать 250 мм. Как только давление превысит эту величину, водород, вытеснив кис- лоту, заполнит весь газовыделитель 3 и, выходя из отверстий, имею- щихся внизу, начнет барботировать через кислоту в атмосферу. При употреблении недостаточно чистых цинка и киолоты выделяю- имеется слив 5. -~!ВВ щийся водород может содержать сле- дующие примеси: фосфористый и мышьяковистый водород, сернистый ангидрид, закись и окись азота, угольный ангидрид, азот, сероводо- род, кислород и углеводороды. Для очистки водород пропускают через раствор хромовой смеси (100г КзСг2О7 и 50 г конц. HjjSOa—в 1 л воды) или следующим осушением СаС12 или Р2< Рис. 19. Аппарат для получения больших количеств водорода: 1 — резервуар с кислотой; 2—приемник для использованной кислоты; 3 — газовы- делитель; 4— сетчатая пластинка; 5—слив жидкости; 6—водомерное стекло. через щелочной раствор КМпОа с по- Э5. После этого водород содержит еще незначительную, примесь воздуха; для удаления кислорода, часто оказываю- щего вредное действие, газ пропускают через раскаленную стеклянную трубку, содержащую восстановленную медь*. Примесь азота удаляется с большим трудом. * Можно также удалять кислород, помещая в газ на некоторое время губчатую платину или платинированный асбест. Это допустимо лишь при небольшом содержании кислорода (до 5%), иначе может произойти взрыв.
118 Водород 2. Водород высокой степени чистоты может быть получен лишь электро- лизом. Для этой цели предложен следующий аппарат", схема которого изобра- жена на рис. 20,иу а общий вид—на рис. 20,6. В стеклянный сосуд, содержащий в качестве электролита 30%-ный раствор NaOH, помещен колокол, соединен- ный верхней частью с трехходовым краном Электродами служат два листа никелевой жести. Один из них (катод) помещен внутри, другой (анод) сна- ружи колокола. Перед включением тока необходимо убедиться в правильность подключения полюсов (возможен взрыв!). Вокруг колокола жидкость покрывают тонким слоем масла для предохранения от испарения. Рис. 20. Электролизер для получения водорода: а—схема; б—общий вид. Сначала отсасывают воздух из колокола так, чтобы электролит заполнил весь колокол и трубку до крана. Затем кран закрывают и включают постояв- ный ток (ПО в), регулируя реостатом силу тока в пределах 10 а (не выше). Вследствие выделения водорода уровень электролита внутри колокола пони- жается и, наконец, весь катод выходит из жидкости, вследствие чего ток пре- рывается. (При 10 я и емкости колокола—до нижней части катода—в 1 л этс наступает через 20—15 мин.). В момент, когда вследствие понижения уровня электролита катод едва со прикасается с жидкостью, жесть мгновенно накаляется и слышится шум, как при употреблении прерывателя. Если аппарат недостаточно герметичен, так что внутрь прибора может попасть воздух, в колоколе образуется взрывчата* смесь, которая от раскаленной жести воспламеняется. Для предупреждения этого употребляют следующее приспособление: катод соединяют с вертикальным никелевым стержнем, опускающимся иа несколько сантиметров ниже края электрода. Нижний конец стержня укрепляют в дне фарфоровой чашки, края которой находятся на 1 см ниже края катода, так что если даже жесть и не со прикасается с электролитом, то ток продолжает итти через стержень, сечение которого подбирают так, чтобы сила тока не уменьшалась значительно. • V ё z е s, Т. Laba tu t, Z. anorg. Chem.. 32, 464 (1902); Prap. Chem; 2
Водород 119 При дальнейшем опускании электролита ток прерывается в момент, когда уровень жидкости опустится ниже края фарфоровой чашки. Можно пользоваться упрощенным электролизером*, легко изготовляемым в лаборатории (рис. 21). Электродами служат железные сетки, электролитом— 30%-ный раствор КОН; производительность аппарата 15 л!час. Еще более простой аппарат** для получения водорода электролизом 3—10%-ного раствора NaOH изображен на рис. 22. Железный анод 1 помещает- ся внутри трубки 4. Катод 3 из железной сетки окружает трубку 2. Выделяю- Рис. 21. Схема упрощенного электролизера (Сивкова) для получения водорода. Рис. 22. Упрощенный электро- лизер (Аз их ин а) для получе- ния водорода: /—железный анод; 2— стеклянная трубка (диафрагма), разделяющая электродные пространства; 3 — ка- тод; 4—отводная трубка для во- дорода. щийся водород, собираясь в банке, вытесняет избыток электролита в верхний сосуд и выходит через трубку 4 с краном. Скорость электролиза регулируется ламповым реостатом. Примечания. 1. При нагревании или поджигании водорода следует соблюдать большую осторожность ввиду возможности взрыва. Всегда необходимо-отобрать пробу газа в пробирку и поджечь. Содержа- щий большое количество воздуха газ взрывает; более чистый—дает вспышку, сопровождающуюся резким звуком; чистый—загорается спокойно. 2. Для предохранения от проскакивания водородного пламени внутрь газовыделительного прибора применяют стеклянную трубку длиной 10 см и диам. 10 мм, в которой помещено 10 кружков из мелкой проволочной сетки, плотно прилегающих к стенкам трубки и отделенных друг от друга комочками ваты. Трубка ставится перед газовыделитель- ным аппаратом. 3. И. Сивков, Зав. лаб., 3, № 2, 165 ( 1934). К- И. Ази хин, Зав. лаб., 2, Ks 5, 47 (1933).
120 Водород ВОДОРОД МНОГОСЕРНИСТЫЙ Hydrogen polysulfide Wasserstoff polysulf ide H2SX Свойства Многосернистый водород представляет собой смесь нескольких полисуль- фидов, и он только лишь приблизительно отвечает формуле H2S5. Это—светло- желтая жидкость уд. в. 1,71, с запахом, напоминающим хлористую серу и кам- фору. При стоянии на воздухе постепенно разлагается с выделением H2S и серы. Горит светлосиним пламенем. Примесь разбавленных кислот (особенно НС1) в значительной степени предохраняет многосернистый водород от раз- ложения. Щелочи, напротив, вызывают его мгновенное разложение. несколько растворим в воде. Полная растворимость препарата в бензоле (а также в хлороформе, толуоле, ксилоле) служит признаком чистоты. Однако даже чистый препарат при стоянии в течение нескольких дней при 0° (или в течение суток при 20°) перестает полностью растворяться в бензоле. H2SA обес- цвечивает лакмусовую бумагу и раствор индиго, но на воздухе окраска восста- навливается. Совершенно сухой препарат можно хранить в запаянной трубке, если же он влажен, то постепенно идет разложение с выделением газов, что мо- жет привести к разрыву трубки. Фракционированной перегонкой сырого H2SX в вакууме можно получить H2S2 и H2Ss. Пр иготовление Na2S -|- (х — 1)S = Па^д. ИагЭд. + 2НС1 = Н25л + 2NaCl В двухлитровый фарфоровый стакан, снабженный стеклянной мешалкой и термометром, помещают 500 г кристаллического сернистого натрия Na2S- •9Н2О (чистый) и нагревают на электрической плитке, пока соль не расплавится в своей Кристаллизационной воде*. В однородный плав при механическом раз- мешивании вводят в течение 3—4 час. небольшими порциями 250 г тонкого порошка серы, поддерживая температуру з интервале 70—90°. После прибав- ления всей серы продолжают нагревать смесь еще некоторое время, затем добавляют 400 мл горячей воды, перемешивают и переливают раствор в на- гретую склянку. Раствор охлаждают, закрыв склянку часовым стеклом, за- тем плотно закрывают склянку резиновой пробкой и оставляют на двое суток. Реакцию проводят в фарфоровом стакане емкостью 4 л, помещенном в смесь льда и соли. В стакан наливают 700 мл НС1 уд. в. 1,19 (чистая), всыпа- ют 150—200 г чистого толченого льда, пускают в ход мешалку и охлаждают до —5°. Затем из капельной воронки прибавляют по каплям в течение 4—5 час. (скорость приливания приблизительно 1 капля в секунду) профильтрованный через вату раствор Na^,, полученный, как указано выше, поддерживая тем- пературу —4° или —5°. Если температура повысится, добавляют толченого льда, но не больше 300—350 г. По окончании процесса дают смеси отстояться, верхний (водный) слои сливают и тяжелое желтое масло отделяют в делительной воронке, ополоснутой предварительно НС1 уд. в. 1,19. Препарат промывают НС1 уд. в. 1,19 и хранят в темной склянке. Выход около 200 г. * Э. А. Остроумов, Г. С. Масленникова. Зав. лаб. S. № 5—Ь 540 (1940).
Водород многосернистый. Водорода перекись 121 ВОДОРОДА ПЕРЕКИСЬ (ПЕРГИДРОЛЬ*) Hydrogenium peroxydatum Hydrogen dioxide Perhydrol, Hydrogen peroxide Wasserstoffsuperoxyd Perhydrol H2O2 Мол. в. 34,016 Свойст ва Чистая Н2Ог—бесцветная густая жидкость уд. в. 1,465 (при 0°) со слабо- кислой реакцией. Т. пл. —0,89°, т. кип. 80,2° при 47 мм рт. ст. По запаху напоминает азотную кислоту. При хранении разлагается на воду и кислород; стойкость увеличивается с разбавлением. НгО2 является сильным окислителем. В некоторых случаях может восстанавливать, например, окись серебра, восста- навливается перекисью водорода до металлического Ag: Ag2O 4- Н2О2 = 2Ag 4" Н2О О2 Высококонц.. Н2О2 воспламеняет органические вещества; взаимодействие ее с МпОг сопровождается взрывом. Попадая на кожу, Н2О2 вызывает жжение и зуд; кожа при этом белеет. После обмывания пораженного места водой эти явления скоро исчезают. Н2О2 смешивается с водой, спиртом и эфиром во всех отношениях. Пере- кись водорода является очень слабой кислотой. Первая ступень диссоциации Н2О2 Н++НО2—характеризуется константой А=2-10—18при комнатной тем- пературе. Таблица 59 Относительные веса водных растворов Н2О2 Н2О2 % 18 I Н2О2 1 % ,18 04 I НО2 1 % J8 d4 Н О-, % ’ d’i 1 1,0022 16 1,0574 35 1,1327 70 1,2897 2 1,0058 18 1,0649 40 1,1536 75 1,3149 4 1,0131 20 1,0725 45 1,1749 80 1,3406 6 1,0204 22 1,0802 50 1,1966 85 1,3667 8 1,0277 24 1,0880 55 1,2138 90 1,3931 10 1,0351 26 1,0959 60 1,2416 95 1,4297 12 1,0425 28 1,1040 65 1,2652 100 I,4465 14 1,0499 30 1,1122 Хранение Растворы Н2О2 при хранении в стеклянной посуде извлекают из стекла щелочи, что приводит к быстрому разложению препарата; поэтому целесообраз- но применять сосуды, покрытые внутри парафином. Вследствие возможного саморазложения П2О2 сосуды нельзя закупоривать слишком плотно (однако необходимо защищать препарат от попадания пыли). Применение корковых и резиновых пробок при крепких растворах Н2Ог (свыше 10%) исключается. Требования к продажному реактиву ПоГОСТ 177—55 содержание НгОг в препаратах перекись водорода техн и перекись водорода «.медицинская» (пергидроль) составляет 27—31%. Пергидролем называется —30%-ный раствор НгО2.
Я 22 Водород Наибольшие количества допустимых примесей (%) в Н2О2 различных квя лификаций: • Примеси Техническая Медицинская Свободные кислоты (в пересчете на H2SO4) 0,6 0,3 Нелетучий остаток .... . . 1,65 0,6 Остаток после прокаливания . . 0,55 0,25 Мышьяк Не опреде- Отсутствует Механические примеси ляется 1,0 0.01 Кроме того, препарат должен выдерживать следующие испытания. 1. Серная кислота. 1 мл препарата смешивают с 20 мл воды и 1 мл HNO» (уд. в. 1,24), нагревают до кипения и прибавляют раствор ВаС1г. После 12-ча- сового стояния не должно образовываться осадка BaSOj. 2. Фосфорная кислота. 5 мл препарата выпаривают на водяной бане и остаток после добавления 3 мл -воды смешивают с 1 мл магнезиальной смеси (см. стр 321) и 3 мл NH4OH (уд. в. 0,96). После 12-часового стояния не долж- но быть никакого осадка. 3. Соляная кислота. 1 мл препарата смешивают с 20 мл воды и 1 мл HNOS (уд. в. 1.153); прибавляют несколько капель AgNOg, причем не должно выпадать осадка AgCL 4. Фтористоводородная кислота. Выпаривают 10 г препарата с несколь кими каплями раствора NaOH переносят сконцентрированную жидкость на часовое стекло, где высушивают. Остаток смачивают конц. H,SO4 и дают стоять в теплом месте 2—3 часа. По истечении этого времени смывают массу и стекло высушивают, причем на нем не должно обнаруживаться разъедания. 5. Щавелевая кислота. Раствор 2 г препарата в 10 мл воды от прибавления СаС1г не должен изменяться. 6. Окиси магния, железа, алюминия и др. 5 мл препарата смешивают с NH4OH и несколькими мл 0,1 н. Na2HPO4. Даже после длительного стояния ие должно образовываться осадка. Также ие должно образовываться осадка от прибавления к препарату NH4OH и (М1,)2СО3. 7. Остаток от выпаривания (II2SO4, Н3РО4 и др.) 10 мл препарата при вы- паривании иа водяной бане должны улетучиваться без остатка. 8. Свободные кислоты. 10 мл препарата разбавляют 100 мл воды, вносят в раствор несколько крупинок МпОг и оставляют стоять (изредка взбалтывая) до прекращения выделения кислорода. Фильтруют и добавляют к фильтрату 2 капли фенолфталеина. От прибавления 1 капли децинормальной щелочи должно появиться розовое окрашивание. Приготовление Концентрированнаи перекись водорода легко разлагается в присутствии щелочных примесей, солей тяжелых металлов и многих органических веществ. Разложение может иногда носить характер взрыва! Поэтому упаривание рас- творов Н2О2 необходимо вести в приборах на шлифах в условиях совершенной чистоты и при точной нейтрализации исходных растворов. Следует употреблять при работе защитные очки н перчатки и упаривать порциями не более 500 мл 3%-ного раствора. Всеми способами, приведенными ниже, получают перекись водорода ква- лификации «медицинская». 1. ВаОг + H2SO4 = BaSO4 Н2О2 К 100 мл 15—-18%-ной H2SO4 (ч.д.а.) при охлаждении льдом постепенно прибавляют ВаОг в таком количестве, чтобы раствор сохранял еще слабокис-
Водорода перекись 12» лую реакцию (около 40 г). Образовавшийся раствор перекиси водорода ели вают с осадка BaSOj. Если нужно раствор концентрируют, для чего к нему прибавляют соды до щелочной реакции и извлекают Н2О2 эфиром, причем пос- ледний должен быть чистым и перегнанным. Экстрагируют 4—5 раз по 20 мл эфира. Эфирную вытяжку упаривают на водяной бане (нс выше 40°), и остаток выдерживают в эксикаторе над H2SO4. Таким путем получается 50%-ная вол ная Н2О2. Выход около 50%. 2. Охлаждают льдом 200 мл 18%-ной H2SO4 (ч.д.а.) и постепенно прибав- ляют к ней такое количество свежеприготовленного (еще влажного) гидрата перекиси бария ВаО2-8Н2О, чтобы жидкость еще имела слабокислую реакцию. Дают осесть осадку BaSOi, фильтруют и добавляют по каплям столько барито- вой воды, чтобы раствор не содержал ни Ва + + , ни SO4 . Испытание проводит- ся капельным метолом: при помощи капиллярной трубки переносят каплю быстро светлеющей жидкости на часовое стекло, помещенное на черном фоне и прибавляют каплю разбавленного раствора H2SO4 или ВаС1г. По окончании нейтрализации жидкость снова Фильтруют и оставляют испаряться в вакуум- эксикаторе над H2SO4. Выход зависит ог того, до какой концентрации будет доведен раствор: чем выше концентрация, тем меньше выход. 3. Na2O2 Ч- H2SO4 = Na2SO4 Ч- Н2О2 Для приготовления концентрированного раствора Н2О2 рекомендуется следующий метод: 90 г NasOa небольшими порциями при энергичном перемеши- вании вносят в 500 мл 20%-ной H0SO4, охлаждаемой льдом так, чтобы тем- пература не поднималась выше 15°. После 12-часового стояния раствор фильт- руют от выделившихся кристаллов Na2SO4-10Н2О и фильтрат перегоняют в вакууме 5—10 мм в приборе на шлифах порциями по 100 мл при тем- пературе бани 60—65° (под конец при 85г) Дестиллат собирают в два последо- вательно соединенных приемника, причем второй приемник охлаждается льдом В первом приемнике собирае1ся препарат с содержанием Н2О2 выше 20%. во втором—с содержанием Н2О2 ниже 3%. Выход концентрированного пре- парата составляет 80%. Для удаления следов хлора (обычно присутствующих в Na2O2) препарат перегоняют еще раз над твердым Ag2SO4. Дальнейшее кон центрирование раствора Н2О2 производится в вакусм-эксикаторе над конц H2SO4 при комнатной температуре. В течение трех дней удается сконцентри- ровать 25%-иый раствор до 88%-ного, теряя при этом 19% имеющегося коли чества Н2О2- Разбавленные растворы Н2О2 можно концентрировать также выморажива нием воды. 4. ВаО2 Ч- СО2 Ч~ Н2О = ВаСОз'Ч- Н2О2 В воду, охлажденную до 0°, пропускают сильную струюCOs и при хорошем перемешивании и охлаждение вносят маленькими по] циями BaOs. Когда об- разуется довольно значительнее количество ВаСОз, прекращают пропускание СО2, раствор сливают с осатка и повторяют такую операцию несколько раз. Образующийся в незначительном количестве в растворе кислый углекислый барий Ва(НСОз)2 удаляют прибавлением нескольких капель H2SO4. Наконец, раствор фильтруют и фильтрат концентрируют в вакууме. 5. Методика получения препарата, содержащего выше 99% Н2О2, из продажного (30%-ного) продукта основана на двухступенчатой фракционной перегонке при 20 мм рт. ст. Необходимо применение целого ряда предосторож- ностей*. Н. Regniault. С.. 1939, II, 3030.
124 Водород ВОДОРОД СЕРНИСТЫЙ (СЕРОВОДОРОД) Acidum sulfuratum Hydrosulfuric acid Schwefelwasserstoft Hydrogenium sulfuratum Hydrogen sulfide Sulfurated hydrogen H2S Мол. в. 34,082 А. Газообразный сернистый водород Свойства HsS—бесцветный газ с отвратительным запахом тухлых яиц. При горении образует SO2 и Н2О (при недостатке воздуха образуется Н2О и S). Смесь H2S с воздухом при зажигании взрывает! Т. пл. —83°, т. кип. —60 2°. Вес 1 л— 1,53922 г (при нормальных условиях). Растворим в воде и спирте. При 15—16 ат и комнатной температуре сгущается в жидкость Жидкий H2S подвижен, как эфир. Уд. в. 0,933 при —81°. Твердый H2S—белая кристал- лическая масса, тяжелее жидкого сероводорода. Сероводород—сильный яд. Незначительные концентрации действуют раз дражающе на дыхательные пути, глаза и вызывают головную боль. Концентра- ции 1 мг/л и выше опасны для жизни. При отравлении необходимо вывести че- ловека на свежий воздух; если нужно,—дать вдыхать кислород. Предельно допустимая концентрация H2S в рабочих помещениях—0,01 мг/л. Приготовление Все работы с H^S необходимо проводить под тягой. Сероводород является сильным ядом, действующим на нервную систему. 1. Обычный лабораторный способ получения H2S—действие 20%-ной соля- ной или 25%-ной серной кислоты на сернистое железо в аппарате Киппа. FeS + 2НС1 = FeCl2 + H2S или FeS + II0SO4 = FeSOi -f- H2S Для получения больших количеств H2S по этому способ}' можно применять аппарат, изображенный на рис. 19 (стр. 117), загружая вместо цинка сернистое железо. Для очистки H2S or AsH3. являющегося обычной примесью, газ прово- дят через систему из четырех промывных склянок, содержащих последовательно 8%-иую. 5%-ную, 2,5%-ную соляную кислоту и дссти.тлированную воду. Склянки соединяют стеклянными трубками, употребляя корковые, а не рези- новые пробки и ставят в нагретую до 60—70° водяную баню. Трубка, подводя щая газ, должна быть из черной невулканизованной резины. Другой хороший способ очистки газа от AsH3 состоит в пропускании вы сушенного (надСаС12 или Р2О5) газа через F-образную трубку, наполненную су- хим иодом. Последний поглощает AsH3, образуя иодистый мышьяк AsJ3. Очищенный газ пропускают через склянку с водой и затем, если нужно, через осушитель. Сушку газа следует производить над Р2О5, но не над H2SO4, гак как последняя окисляет H2S. Для очистки от кислорода газ рекомендуют пропускать через раствор хло- ристого хрома СгС12, для очистки от СОг—через известковую воду. Рекомендуемый иногда способ собирания H2S в газометры, наполненные теплой (Для уменьшения растворимости газа) водой, нецелесообразен, так как меньшая растворимость H2S в горячей воде с избытком компенсируется большой скоростью растворения. Холодная вода в течение 30 мин. поглощает всего 0.2—0,3 мл H2S на 1 см2 поверхности соприкосновения.
Водород сернистый 125 Лучше собирать H2S в газометре, заполненном водой, покрытой слоем пара липового масла 5—10 мм высотой*. H2S подводится через газоотводную трубку газометра; одновременно с той же скоростью вода выпускается из газометра через нижний тубус. Равные скорости подвода газа и выливания воды контро- лируются водяным манометром, включенным в газоподводящую линию. *2. Удобен также способ получения H2S из сернистого натрия. Na2S + 2НС1 = 2NaCl + H2S В двугорлую склянку помещают Na2S (техн.) и медленно, по каплям, при бавляют из капельной воронки 5—10%-ную соляную кислоту, часто покачивая склянку для более равномерного смешения. Прибавление сразу значительных количеств кислоты может вызвать выбрасывание пробок н иногда даже разрыв аппарата. Очистку газа проводят, как указано в методе 1. Для получения большого количества H2S применяют особый генератор** 3. Очень чистый H2S получается при постепенном приливании воды к сер нистому алюминию (получение см. стр. 24). A12S3 4- 6Н2О = 2А1(ОН)з 4 3H2S 4. Равномерный ток сероводорода получается при нагревании до 300° смеси 1 ч. серы и 1 ч. парафина с добавлением асбеста***. Б. Сероводородная вода (раствор H2S в воде) Свойства Сероводород в водном растворе является очень слабой двухосновной кисло той, окрашивающей лакмусовую бумажку в красный цвет. Константы диссо- циации A'i=8-7 •!()—8; /\2=3 6-10—13. Соприкасаясь с воздухом, сероводородная вода постепенно окисляется и мутнеет, выделяя серу; чтобы задержать раз- ложение препарата, добавляют 2% сахара или 1% салициловой кислоты. Таблица 60 Растворимость H2S в воде и спирте ГС л HJ3 в 1 л ГС л H2S в 1 л t°c л H-„S в 1 j ВОДЫ воды спирта воды спирта 0 4,3706 17,891 14 3,3012 10,003 28 2,4357 1 4,2874 17,242 15 3,2326 9,539 29 2,3819 2 4,2053 16,606 16 3,1651 9,088 30 2,3290 3 4,1243 15,983 17 3,0986 8,650 31 2,2771 4 4,0442 15,373 18 3,0331 8,225 32 2,2262 5 3,9652 14,776 19 2,9687 7,814 33 2,1764 6 3,8872 14,193 20 2,9053 7,415 34 2,1277 7 3,8102 13,623 21 2,8430 7 030 35 2,0799 8 3,7345 13,066 22 2,7817 6,659 36 2,0322 9 3,6596 12,523 23 2,7215 6,300 37 1,9876 10 3,5858 11,992 24 2,6624 5,955 38 1,9430 11 3,5132 11,475 25 2,6041 5,625 39 1,8994 12 3,4415 10,971 26 2,5470 40 1,8569 13 3,3708 10,480 27 2,4909 * Ю. В. Карякин, ЖПХ, 11, 1579 (1938). ** П. Пор ху нов, Зав. лаб., 2, .№ 5, 46 (1933). *** Хим. реактивы, стр. 232
126 Гидразин Приготовление Насыщают очищенным сероводородом прокипяченную (для удаления О& и СОг) и затем охлажденную дестиллированную воду до тех пор, пока при взбал- тывании жидкости в закрытой склянке не станет ощущаться повышенное дав- ление. Чтобы избежать больших потерь H3S, происходящих вследствие неболь- шой скорости растворения газа, следует повысить давление в поглотительной склянке. Для этого можно подводить газ (получаемый из аппарата Киппа и очищаемый обычным образом) в охлаждаемую и часто взбалтываемую закры- тую склянку, заполненную до половины водой Копен насыщения определяют по резкому уменьшению барботирования газа через очистительные склянки. Раствор H2S наливают в склянку возможно полнее, плотно закупоривают пробкой и заливают парафином или сургучом, чтобы предохранить от доступа воздуха. Закупоренная таким образом сероводородная вода при хранении в холодном, защищенном от света месте не изменяется. ГИДРАЗИН (ДИАМИД) Hydrazinum Hydrazine Hydrazin N2H4 Мол. в. 32,048 Свойства N2H4—бесцветная, сильно дымящая на воздухе жидкость, уд. в. 1,011, затвердевающая в кристаллы, которые плавятся при -f-1,4°; т. кип. 113,5° при 761,5 мм и 56" при 71 мм. Гидразин очень устойчив и распадается лишь при температуре выше 350* на азот и аммиак. Горит фиолетовым пламенем. Смешивается во всех отноше- ниях с водой и спиртами (метиловым, этиловым, пропиловым, бутиловым и амиловым). Сильный восстановитель. Таблица 61 Относительные веса водных растворов N2H4 n2h4 % 15 d4 N2H4 % .,15 d4 n-.h4 % .15 «4 1 1,0002 18 1.0186 50 1,044 2 1,0013 22 1,0228 55 1,046 4 1,0034 26 1,0267 60 1,047 6 1,0056 30 1,0305 70 1,046 8 1,0077 35 1,035 80 1,038 10 1,0099 40 1,038 90 1,030 14 1,0143 45 1,042 100 1,011 Приготовление Горячие пары гидразина при соприкосновении с воздухом иногда взрывают., поэтому все опыты, связанные с перегонкой гидразина, должны проводиться в токе азота. Ввиду раздражающего действия его паров на глаза и дыхательные пути работа с ним должна проводиться под тягой, в защитных очках. Гидразин получают нагреванием гидразин-гидрата с подходящими водоот нимающими средствами.
Гидразин-гидрат 127 1. В колбу с обратным холодильником помещают* 100 г ВаО и при хорошем охлаждении льдом вносят (порциями по 5 г) 100 г гидразин-гидрата N2H4 НгО. Смесь кипятят в атмосфере азота и оставляют на ночь. Полученную жидкость сливают и перегоняют в вакууме при 50—80 мм рт. ст. в приборе на шлифах. Перегоняющийся 93%-ный N2H4 вторично подвергают обработке ВаО, кипяче- нию и перегонке, как указано выше Дестнллат, полученный при вторичной ва- куумной перегонке, охлаждают до 0° и сливают жидкую часть с выпавших крис- таллов. Кристаллы представляют собой почти чистый (99,7%-ный) гидразин. 2. Смесь 100 г гидразин-гидрата и 100 г NaOH нагревают при 112—113° в колбе с обратным холодильником в атмосфере азота до полного растворения- щелочи. Затем присоединяют нисходящий холодильник и приемник и перего- няют гидразин, повышая температуру до 150е. Перегонку следует вести в токе азота в приборе на шлифах или на корковых пробках, обернутых станиолем Получают около 55 г гидразина. ГИДРАЗИН-ГИДРАТ Hydrazinum hydricum Hydrazine hydrate Hydrazinhydrat N2H4.H2O Мол. в. 50,064 Свойства NaHe-H2O—мало подвижная жидкость уд. в. 1,03, дымящая на воздухе, со специфическим слабым запахом; имеет сильнощелочную реакцию. Т. кип. 118,5° при 740 мм и 47е при 26 мм При охлаждении ниже минус 40° застывает-. Смешивается с водой и спиртом; нерастворим в эфире, хлороформе и бензоле; гигроскопичен. Константы диссоциации** гидразин-гидрата (как основания): /<1=8,5-1(Г~7; /<2=8,4• 1()~1е. На воздухе поглощает СОг. Сильный восстанови- тель. Гидразин-гидрат (и гидразин) сильно разъедает стекло и каучук. Пары его, попадая на кожу, вызывают экзему. Требования к продажному реактиву По ГОСТ 5832—51 препарат ч. д. а. должен содержать не менее 99,5% N2H4 Н2О, а препарат чистый—99%. Наибольшие количества допустимых- примесей (%) в NgHe'HaO различных квалификаций: Примеси ч. д. а. ч. Остаток после прокаливания . . . 0,905 0,02 Хлориды (С1) . . . . 0,002 0,005 Сульфаты (SO4) . . . . 0,001 0,005 Железо (Fe) 0,0001 0,0005 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пересчете на РЬ) 0,0005 0,002 П риготовление Горячие пары еидразин-гидрата взрывают при соприкосновении с возду хом, поэ.ому все опыты, связанные с нагреванием гидразин-гидрата или его перегонкой, должны проводиться в токе азота Ввиду раздражающего действия его паров на глаза, кожу и дыхательные пути работа с ним должна прово литься под тягой, в защитных очках. * Метод ИРЕ А (Н. И. Путохин). •* G. Schwarzenbach, Helv. chirn. acta, 1'6 178 (1936)
128 Гидразин Для приготовления препарата квалификации ч. д. а. разработана следую- щая методика*. В литровый фарфоровый стакан, снабженный механической мешалкой, помещают 170 г гндразин-сульфата N2H4 II2SO4 и 400 мл спирта. При непре- рывном перемешивании добавляют в течение 15 мин. 90 мп 30—35%-ного рас- твора NaOH, размешивают еще 1,5~2 часа и отсасывают осадок сульфата нат- рия. Раствор (около 570 мл) переливают в колбу из стекла пирекс и отгоняют спирт (около 350 мл), нагревая на масляной бане до 100°. Остаток охлаждают, переносят в колбу из серебра или нержавеющей стали, содержащую 3J0 г твердого NaOH, присоединяют серебряные (или из нержавею- щей стали) насадку и холодильник и перегоняют в токе азота, собирая дестиллат в парафинированные склянки. При 7!)-—110° перегоняется низкопроцентный гидр- азин; при 111—115° перегоняется 35—38 г раствора гидразина в N2H4-H2O. Проанализировав эту фракцию на содержание N2H4, добавляют к ней необхо- димое количество воды для образования 100%-ного ИгШ-НгО. Выход 37—40 г (около 60%). ГИДРАЗИН СЕРНОКИСЛЫЙ (ГИДРАЗИН-СУЛЬФАТ) Hvdrazinum Hydrazine sulfate Hydrazinsulfat sulfuricum N2H4.H2SO4 Мол. в. 130,130 Свойства N2H4 H2SO4—белые ромбические кристаллы или длинные призмы ром- бической системы. Уд. в. 1,378. При 254° плавится с разложением. Растворим в воде, нерастворим в спирте. Сильный восстановитель. Таблица 62 Растворимое гь NJH4 H2SO4 в воде t°C njt-h.so, % t°C N,H,.HJSO. % ' 20 2,794 50 6,538 25 3,302 60 8,322 30 3,746 70 10,495 40 3,987 80 12,580 Требования к продажному реактиву По ГОСТ 5841—51 препарат ч. д. а. должен содержать не менее 98,5% ЫгН^НгЗО,. а препарат чистый— не менее 98%. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в N2H4-H2SO4 различ- ных квалификаций: Примеси ч. 0. а. ч. Вещества, нерастворимые в воде............. 0,002 0,005 Остаток после прокаливания............ . 0,05 0,1 Хлориды (С1)............................... 0,002 0,005 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пересчете ,на РЬ) . . . 0,001 0,0025 Железо (Fe) ....................... . 0,0005 0,001 Свободная H2SO4 . . . . .............. 1.88 2,26 Метод ИРЕА (А. А Ильин).
Гидразин сернокислый 129 Приготовление 1. Для получения препарата квалификации ч.д.а. разработана следующая методика*. NH2CONH2 + NaClO + NaOH = N2H4 + NaCl + NaHCO3 N2H4 H2SO4 — N2H<-H2jSO4 Предварительно готовят раствор NaClO. пропуская 70 г хлора (контроли- руется по привесу) в смесь 200 г льда и раствора 100 г NaOH (чистый) в 200 мл воды (тяга\). Температура при пропускании хлора ни в коем случае не должна подниматься выше + 5 . В стакан из нержавеющей стали, снабженный механической мешалкой, термометром и капельной воронкой, доходящей почти до дна, помещают 60 мл раствора NaOH (уд. в. 1,37—1,38). Охлаждают стакан смесью льда и соли, пускают в ход мешалку и добавляют катализатор—концентрированный рас- твор 0,3 г MnSO4-5H2O (или 0,1 г МпС12 4Н2О). При 0° вносят 15 г технической мочевины (в расчете на 100%-ную), затем понижают температуру до минус 7—5° и добавляют постепенно 125 мл профильтрованного раствора NaClO, охлажденного до 3—5е ниже нуля. Температура даже в конце реакции не долж- на подниматься выше 10°. Размешивают еще 10 мин., затем очень медленно подогревают раствор на водяной бане (2° в минуту) до 63-—65° и дают охладить- ся до комнатной температуры. Дальнейшая обработка раствора зависит от требований, предъявляемых к конечному продукту. а) Для получения технического препарата в фарфоровый стакан поме- щают 140 мл 50%-ной H2SO4 (чистая). При сильном механическом перемеши- вании добавляют из капельной воронки раствор гидразина, полученный выше, следя за тем, чтобы температура не поднималась выше 40—50°. Дают охладить- ся до 22—25° (не ниже!), отсасывают осадок N2H4-H2SO4, промывают его три раза водой порциями по 10 мл и сушат па пергаменте при 50—70°. Выход 19—23 г (60—70%). б) Для получения препарата квалификации ч.д.а. раствор гидразина, полученный описанным выше методом, переносят в колбу на 300 мл, добав- ляют 20 г чистого перегнанного ацетона, встряхивают 20—30 мин. и перего- няют, собирая фракцию 93—107° (ацетонгидразон). N2H4 + (СН3)2СО (CH3)2C=NNH2 + Н2О К дестиллату добавляют 84 г 30%-ной H2SO4 (х.ч.), упаривают растворена водяной бане до объема 60 мл, охлаждают и кристаллический N2H4-H2SO4 отделяют, как указано при получении технического продукта. Выход 15—16 г (около 50%). 2. Если имеется чистый гидразин-гидрат, то сернокислый гидразин ква- лификации ч.д.а. легко получить следующим образом. В фарфоровом литровом стакане растворяют 145 мл H2SO4 (х.ч., уд. в. 1,84) в 500 мл воды. Раствор охлаждают до 20—25е и при размешивании при- бавляют постепенно 125 мл N2H4 H2O (чистый), причем температура не долж- на подниматься выше 60°. Массу перемешивают в течение часа и охлаждают. Выпавшие кристаллы отсасывают, промывают водой и сушат при температуре не выше 60°. Выход—250 г (77%). * Метод ИРЕА (Р. М. Герман и Л. А. Михайлова). Прежний метод Рашига, осно- ванный на реакции NaClO + 2NH3= N2H, -Г NaCl+Н2О. имел существенные недостатки (громадные объемы реагирующих растворов, необходимость регенерации NH). Чистые химические реактивы
130 Гидразин ГИДРАЗИН солянокислый Hydrazinum hydrochloricum Hydrazine Hydrazinchlorhydrat chloride N2H4 2HC1 Мол. в. 10-1,978 Свойства N2H4 2HC1—октаэдрические или игольчатые бесцветные кристаллы. Уд. в. 1,423, т. пл. 198°, при более высокой температуре разлагается. Хоро- шо растворим в воде (при 23° в насыщенном растворе содержится 27,2% N2H4 2НС1). Таблица 63 Относительные веса водных растворов N2H4-2HC1 N2H4-2HC1 % ,20 d4 N2H4-2HC1 % 20 d4 N- H4-2HC1 % .20 d4 1 1,0062 6 1,0255 15 1,0675 2 1,0098 8 1,0340 20 1,0923 4 1,0170 10 1.0436 25 1,1183 Требования к продажному реактиву По ГОСТ 5856—51 препарат квалификации ч. д. а. должен содержать не ме- нее 99% NsH4 2НС1, а препарат чистый—-не менее 98%. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в N2H4-2HC1 разных квалификаций: Примеси ч. д. а. ч. Вещества, нерастворимые в воде.............. 0,005 0,01 Остаток после прокаливания ..... 0,05 0,10 Сульфаты (SO4) ........................ 0,002 0,005 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пересчете на РЬ) . .............. 0,001 0,002 Железо (Fe) . . . . . 0,0005 0,001 Свободная НС1 .............. . 1,39 2,08 При готовление 1. Для получения препарата квалификации ч. д. а. разработана следующая методика*. К кипящему раствору 50 г N2H4H2SO4 (ч. д. а.) в 150 г воды приливают постепенно, при помешивании, горячий раствор 93,9 г ВаС12-2Н2О (ч. д. а.) в 150 мл воды. При этом выпадает BaSO4. Кипятят несколько минут и оставляют стоять в теплом месте. После отстаивания пробуют на полноту осаждения; если ВаС12 было прибавлено недостаточно, то вновь нагревают раствор и при- бавляют по каплям раствор ВаС12 до прекращения образования осадка. Если же в растворе имеется избыток ионов Ва+ + , их удаляют прибавлением несколь- ких капель разбавленной H2SO4. Раствор фильтруют и осадок BaSO4 промывают водой. Фильтрат и промыв- ные воды' упаривают на водяной бане до начала кристаллизации. * Н. И. Путохи и, Изв. ИРЕА, 2, 50 (1923).
Гидразин солянокислый. Гидроксиламин сернокислый 131 При охлаждении выкристаллизовывается N2H4-2HCI, который отсасывают ,и сушат в эксикаторе. Выпариванием маточного раствора можно получить еще некоторое количество препарата. .Выход 35 е. .2. Если имеется чистый гидразин-гидрат, то солянокислый гидразин ква- лификации легко получить следующим образом. ?К 160 мл гидразин-гидрата приливают постепенно при размешивании и . охлаждении (температура не выше 60°) соляную кислоту (квалификации чистая, уд. в. .11,19) до .кислой реакции на конго, на что уходит около 320 мл кислоты. К раствору прибавляют ровно такое же количество соляной кислоты и остав- ляют ня 8 час..лри 20°. Выпавшие кристаллы отсасывают, промывают холодной .водой .(3 раза по 50 мл) и сушат при температуре не выше 40“. .Вы-.ход 18® г (52%). ГИДРОКСИЛАМИН СЕРНОКИСЛЫЙ iHydroxyfejninum sulfuricum Hydroxylamin sulfate Hydroxy laminsulfat (NH20H)2-H2SO4 Мол. в. 164,146 Crete ii .c TB.a ffN'HzOH^-HjSOj—белые кристаллы, растворимые в воде и конц. NH4OH, нерастворимые в спирте и эфире. Из водных растворов осаждается спиртом' •Сильный восстановитель. Таблица 64 Растворимость (NH2OH)2.H2SO4 в воде г (NH/3H)2.H.SO, % (NH,OH),.H SO) % t° (К1рон),-н,ао, % — 8 30,7 20 41,3 50 52,2 0 ’ 32,9 30 44,1 60 56,0 + 10 36,6 40 48,2 90 68,5 ч. о. а. ч. 0,005 0,01 0,01 0,05 0,30 0,8 0,001 0,002 0,0003 0,0005 о.оооь. o.oool 0^015, liiC'-v. Требования к продажному реактиву По ГОСТ 7298—54 препарат (ч. д. а.) должен содержать не менее 97% (NH2OH)2 H2SO4, а препарат чистый—не менее 96%. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в (МН2ОН)2-Н25О4 различных квалификаций: Примеси Вещества, нерастворимые в воде........... Остаток после прокаливания .............. Сернокислый аммоний (NH4)2SO4............ Хлориды (С1)............................. Тяжелые металлы сероводородной группы (в пересчете на РЬ) .................... . . Мышьяк (As).............................. Железо (Fe).............................. 9*
132 Гидроксиламин Приготовление Вследствие ядовитости и раздражающего действия на кожу солей гидро- ксиламина с ними необходимо работать под тягой и избегать попадания раствора на руки. Для получения препарата квалификации чистый разработана следующая методика*. NaNO2 + 2NaHSO3------* NaON(SO3Na)z + Н2О 2NaON(SO3Na)2 + H2SO4-----> 2HON(SO3Na)2 + Na2SO4 2HON(SO3Na)2 + 4H2O ——» (NH2OH)2-H2SO4 + Na2SO4 + 2NaHSO4 (NH2OH)2-H2SO4 + 2(CH3)2CO + 2NaOH---------------* ---->2(CH3)2C=NOI I + Na2SO4 + 4H2O 2(CH3)2C = NOH + 2H2O + H2SO4-----> (NH2OH)2-H2SO4 + 2(CH3)2CO В железную эмалированную кастрюлю емкостью 10—12 л загружают 345 г технического NaNOa (в пересчете на 100%-ный препарат) и 5 кг льда. При энергичном размешивании быстро приливают 2,17 л 36%-ного раствора NaHSOs, следя, однако, за тем, чтобы температура не поднималась выше 2°. Затем раствор подкисляют при температуре не выше 0° до слабокислой реак- ции на конго, на что расходуется 620—625 мл технической 32%-ной серной кислоты. Полученный насыщенный раствор гидроксиламиндисульфоната нат- рия для ускорения гидролиза нагревают до кипения, охлаждают до 30°, пере- ливают в колбу из стекла пирекс емкостью 10 л, прибавляют 425 мл чистого ацетона и оставляют стоять в течение 3 час. Подщелачивают 800—825 мл 36%-ного раствора технического NaOH до слабощелочной реакции на лакмус, нагревают до кипения и отгоняют около 3 л дестиллата, содержащего ацетон- оксим. Для определения конца перегонки 5 мл отгона взбалтывают с 2 мл эфира, отделяют эфирный слой и испаряют его на часовом стекле—не должно оста- ваться кристаллов ацетоноксима. Раствор ацетоноксима переливают в колбу емкостью 5 л, прибавляют 200 г HgSCh (чистая) (в пересчете на 100%-ную кислоту), кипятят 1 час с обратным шариковым холодильником и отгоняют ацетон, собирая около 1 л отгона (огнеопасно)). К оставшемуся раствору добавляют 10 г активированного угля, кипятят 10 мин., фильтруют и упаривают до образования плотной пленки. Охлаждают, отсасывают выпавшие кристаллы, промывают их 50 мл спирта и сушат. Выход 250—260 г (60—63% от теории). ГИДРОКСИЛАМИН солянокислый Hydroxylaminum Hydroxylamin Hydroxylaminchlorhydrat hydrochloricum hydrochloride NH2OH HC1 Мол. в. 69,497 Свойства NH2OH-HC1—бесцветные игольчатые кристаллы. Уд. в. 1,67. При 150—151° плавится с разложением. Легко растворим в воде (45%—при 17°; 66%—при 100°), слабо—в абсолютном спирте (4,4%—при 20°), нерастворим Метод ИРЕА (Г. И. Михайлов).
Гидроксиламин солянокислый. Гопкалит 133 в эфире. Является сильным восстановителем, при этом окисляется до N2O. fl довит. Таблица 65 Относительные веса водных растворов bJH2OH-HCl NH2OH-HC1 % 17 d4 NH.OH-HC1 % .17 d4 3.5 1,0147 14,0 1,0616 5,0 1,0214 20,0 1,0888 7,0 1,0303 28,0 1,1264 10,0 1,0437 40,0 • 1,1852 Требования к продажному реактиву По ГОСТ 5456—51 препарат ч.д.а. должен содержать не менее 97,5% NH2OH-HC1, а препарат чистый—не менее 96%. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в NH2OH-HC1 различ- ных квалификаций: Примеси ч. д.а. ч. Вещества, нерастворимые в воде . . 0,002 0,005 Остаток после прокаливания . 0,01 0,05 Хлористый аммоний (NH4C1) 0,3 1,0 Сульфаты (SO4) ..... 0,002 0,005 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пересчете на РЬ) .... 0,0005 0,001 ^Железо (Fe) 0,0003 0,0007 Мышьяк (As) ... 0,0001 0,0001 Кроме того, препарат должен выдержать испытание на отсутствие свободной со- ляной кислоты. Пр иготовление Для получения препарата квалификации ч.д.а. синтез проводят по методу, указанному для сернокислого гидроксиламина, кончая отгонкой ацетоноксима. К водному дестиллату ацетоноксима добавляют 900 мл соляной кислоты (х.ч., Уд. в. 1,185), кипятят 1 час с обратным холодильником и отгоняют ацетон, отбирая около 1 л отгона. К оставшемуся раствору добавляют 10—15 г акти- вированного угля, кипятят 10 мин., фильтруют и упаривают почти досуха, До получения рассыпчатых кристаллов. Охлаждают, отфильтровывают кристал- лы от незначительного количества маточного раствора, хорошо отжимают, промывают 50 мл спирта и сушат при 40—45°. Выход 230—240 г (65—70%). ГОПКАЛИТ Hopcalite Свойства Гопкалит представляет собою смесь активных окислов металлов, являю- щуюся отличным катализатором для окисления СО в СОг кислородом воздуха при низких температурах. Различают двух компонентный и четырехкомпонент- ный гопкалит.
134 Железо А. Приготовление двухкомпонентного гопкалита* Тщательно перемешивают 60 г активной МпОг (приготовленной, например,, по метолу 1, см. стр. 333) и 40 г СиО, высушенной при 110—120° в течение 6 час. (приготовление см. стр. 350). Смесь прессуют в таблетки на гидравличе- ском прессе под давлением 250 ат. Б. Приготовление четырехкомпонентного гопкалита1* Смешивают 30 г активной МпО2, 30 г СиО и 15 г Со203, приливают240-жл 3%-ного раствора AgNO3, нагревают па водяной бане и добавляют при энер- гичном перемешивании 35 мл 5%-ного раствора NaOH. Через час промывают осадок водой, сначала декантацией, а затем на воронке для отсасывания до. исчезновения щелочной реакции в промывных водах. Препарат сушат при 110°, после чего истирают в тонкий порошок и прессуют в таблетки под давле- нием 250 ат. Таблетки дробят, отбирают с помощью набора сит фракцию 2— 2,5 мм, которую затем высушивают при 180° и хранят в банках с притертой пробкой. ЖЕЛЕЗО Ferrum Iron Eisen Fe Ат. в. 55,85 Свойства Fe—-мягкий серый металл, уд. в. 7,86. Т. пл. очень чистого Fe (содержаще- го не более 0,039% примесей) 1533 + 5°, т. кип. 3000°. Во влажном воздухе медленно окисляется. Растворимо в НС1, H2SOa и разбавленной HNO3. При действии крепкой дымящей HNOs железо делается «пассивным», покрываясь пленкой окислов. При этом железо теряет способность растворяться в кислотах. Так называемое восстановленное железо (Ferrum nietallicum hydrogenio reduc- tum) представляет собой порошок серого цвета. Требования к продажному реактиву I' По временным техническим условиям ИРЕА железо металлическое, вос- становленное, ч.д.а., должно содержать не менее 90% Fe, а железо чистое— не менее 85% Fe. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в Fe различных ква- лификаций: Примеси ч. д. а. ч. Вещества, растворимые в воде . . . . 0,05 0,1 Вещества, нерастворимые в H2SO« 0, 1 0,5 Сера общая (в пересчете на S) . . 0,03 0,05 Вещества, не осаждаемые NFI4OH . . . 0,3 1,1 Азот общий (в пересчете на N) 0,003 0,006 Мышьяк (As) 0,0005 0,0015 Углерод (С) . . . 0,01 0,01 * Химия защиты, т. II, стр. 202; Практ. работы по химии защиты, стр.48 — 55. ** Необходимую для приготовления гопкалита Со.2О-| готовят, приливая к рас- твору 511 a COSO4.7H.O в 200 мл воды 10%-иый NaOH до полного осаждения Со(ОН)2. Добавлением 60 мл насыщенной бромной воды Со(ОН). переводится в Со(ОН)„ после чего смесь нагревают до удаления запаха брома. Осадок Со2Ол отмывают декантацией, отсасывают, промывают водой до удаления SO. в промывных водах и высушивают прн 112 — 120J в течение 6 час.
Железо 135 Приготовление 1. Для приготовления порошка железа квалификации ч.д.а. высушенный при 110—120° и истертый в тонкий порошок Fe(OH)3 помещают тонким слоем в трубку из фарфора или тугоплавкого стекла, которую вставляют в электро- печь. Пропуская чистый сухой водород, вытесняют воздух из прибора и затем не прекращая тока водорода, нагревают постепенно трубку до температуры темнокрасного каления. Восстановление ведут до тех пор, пока не перестанет образовываться вода (для испытания выходящие из трубки газы направляют на холодное стекло; если оно не запотевает, то это указывает на окончание вос- становления). Дают трубке совершенно остыть в токе водорода, и полученный порошок железа помещают в банку с хорошо притертой стеклянной пробкой. Важно соблюдать условия восстановления. Если трубка нагрета ниже темнокрасного каления, то получается пирофорное железо, которое, соприка- саясь с воздухом, немедленно окисляется и раскаляется. Наоборот, при по- вышении температуры выше темнокрасного каления вместо тонкого порошка получается спекшаяся масса. Вместо Fe(OH)3 можно употреблять Fe2O3*. Для восстановления 100 г Fe2O3 требуется 6 час. Препарат содержит 0,05—0,15% кислорода. Употребляемый для восстановления водород предварительно очищают, для чего пропускают его сначала через 1 н. раствор РЬ(СН3СОО)2, затем через 10% -ный раствор C11SO4 и, наконец, для осушки—через конц. H2SO4. 2. Плавленое металлическое железо получают**, восстанавливая Fe2O3 при 500° в приборе, описанном в п. 1, после чего температуру повышают до 1000° для спекания железа. Металл сплавляют вначале в атмосфере водорода, -а затем, вторично, в вакууме. Препарат был исследован на присутствие 55 различных примесей, из которых были обнаружены О и S, а также следы С, P,N, Н; в некоторых пробах обнаружены Си, Si, Al, Be. Общее количество примесей меньше 0,010%. 3. Очень чистое железо может быть получено электролизом. Стеклянная ванна емкостью 1 л содержит два анода из пластин железа Армко, толщиной 2,5 мм и площадью 18—20 см2. Между анодами, на расстоянии 3 см от каждого, помещается катод,—тщательно очищенная наждаком пластинка чистого железа толщиной 0,5—1 мм и площадью 20 см2. Электролит содержит 14,2% FeSCu (чистое), 7,3% NH4CI (чистый) и 78,5% воды. Раствор должен иметь pH в пределах 2,9—3,2. Электролиз ведут 1,5—2 часа при 30°, поддерживая плотность тока 2,5 а/дм2 и напряжение 10 в, после чего снимают с катода слой железа (5—Юг). Выход по току 96% (на 1 кг Fe расходуется 1 квт-ч). Электро- лиз можно продолжать до истощения ванны (в течение 26 час.). 4. Очистка железа проводилась также переводом его в карбонил железа Fe(CO)s и разложением последнего. Спектроскопическим исследованием была обнаружена*** в нем примесь 31 элемента. Автор исследования рекомендует в качестве исходного продукта применять чистое FeC!3, извлекая его из солянокислого раствора эфиром (для отделения Си, Мп, Ni, Со, Al, V, Ti). Далее FeCl3 переводилось в Fe(OH)3, затем в Fe2O3 и восстанавливалось водородом. Полученный таким путем препарат содержал незначительные примеси только четырех элементов. * И. П. Кисляков, жпх, 12, 1668 (1939). •• Т. G. Thompson, Н. Е. Cleaves, J. Res. Nat. Bur. Stand., 28,133 41939). Gatterer. C, tS38. 1, 1745.
136 Железо ЖЕЛЕЗО АЗОТНОКИСЛОЕ ОКИСНОЕ (НИТРАТ ЖЕЛЕЗА [3]) Ferrum nitricum Ferric nitrate Ferrinitrat oxydatum Salpetersaures Eisenoxyd Fe(NOe)3-9H2O Мол. в. 404,02 Свойства Fe(NO3)3 9H2O—лиловые (в совершенно чистом виде—бесцветные) моно- клинические кристаллы уд. в. 1,68. Плавится при 47,2° в своей кристаллизацион- ной воде, образуя красную жидкость, теряющую при 50° часть HNOs и кипя- щую при 125° с дальнейшим разложением. Расплавленный препарат при охлаждении до 21° остается еще жидким. Препарат необходимо хранить в про- хладном месте. Легко растворим в воде. Таблица 66 Относительные веса водных растворов Fe(NO3)3 Fe(NO3)3 % d17.5 Fe(NO3)3 % dI7.5 Fe(NO.,)3 % d17,5 5 1,0398 25 1,2110 50 1,4972 10 1,0770 30 1,2622 55 1,5722 15 1,1182 35 1,3164 60 1,6572 20 1,1612 40 1,3746 65 1,7532 45 1,4338 Требования к продажному реактиву По ГОСТ 4111—48 препарат любой квалификации должен содержать не менее 13,6% Fe. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в Fe(NO3)3-9H2O раз- личных квалификаций: Примеси ч.д.а. ч. Вещества, нерастворимые в воде . . . . 0,005 0,01 Хлориды (С1) . . . . . ............ 0,001 0,002 Сульфаты (SO4)................................. 0,01 0,02 Щелочные и щелочноземельные металлы (в виде сульфатов).................................... 0,05 0,1 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пересчете на РЬ) . . . .' ..... 0,001 0,003 Цинк (Zn) .................................... 0,001 0,003 Приготовлен ие В литровую круглодонную колбу 1 (рис. 23), помещенную на водяной бане 2, вставляют рогатый форштосс 3, к которому присоединяют обратный холо- дильник 4. От холодильника идет газоотводная трубка, соединенная с двумя поглотительными склянками 5 емкостью 200 мл каждая. Через вертикальное горло форштосса пропущена также стеклянная трубка 6, доходящая почти до
Железо азотнокислое окисное 137 Рис. 23. Прибор для получения Fe(NOs)s: 1—круглодонная колба; 2 — водяная баня; 3—ро- гатый форштосс; 4—обратный холодильник; 5 — про- мывные склянки; 6—трубка. уровня жидкости и служащая для подвода воздуха внутрь колбы. В колбу наливают 120 мл воды и 330 мл HNOs (х.ч., уд. в. 1,38), нагревают до 40—50° и начинают понемногу прибавлять через косое горло форштосса мелкие желез- ные стружки*. В промывные соединяют со слабо дейст- вующим водоструйным насо- сом. Таким образом, бурно выделяющиеся окислы азота просасываются через азотную кислоту и растворяются в ней, причем объем кислоты значительно увеличивается. Для соединений употреб- ляются только резиновые пробки. Реакция идет 2—2,5 часа, в течение которых по- степенно прибавляют 60 г железных стружек. Полу- ченную жидкость фильт- руют в фарфоровую чашку, раствор упаривают до обра- зования на поверхности тол- стой пленки и тотчас же приливают из промывных склянок 225 мл азотной кислоты, насыщенной окис- лами азота. Толстой стек- лянной палочкой размеши- вают содержимое чашки, раздавливая приставшую к стенкам кристаллическую корку. Чашку покрывают стек- лом и раствор оставляют кристаллизоваться при тем- пературе ниже 0°. Если на другой день кристаллы не появились, то в раствор бросают за- травку—маленький кристаллик готового препарата—и оставля'ют еще на 3— 4 часа на холоду. После этого сливают маточный раствор, кристаллы отсасы- вают, промывают несколько раз небольшими количествами 20%-ной азотной кислоты (в общей сложности не больше 25—30 мл) и тотчас же складывают в сухую банку с плотно закрывающейся пробкой, которую заливают пара- фином. Если процесс необходимо повторить, то вместо кислоты, насыщенной окис- лами азота, при кристаллизации употребляют маточные растворы от первой операции. * Когда требуется получить чистый препарат, необходимо пользоваться кисло- той, не содержащей хлора. Если имеется только техническая кислота, содержащая 0.4—0,8% С1 » то, определив содержание последнего анализом, добавляют 20%-иого раствора AgNO3 с расчетом чтобы после выпадения AgCl в кислоте оставалось ничтож- ное количество С1 , которые легко отделяются в процессе получения препарата. Кисло- те дают отстояться и сливают с осадка AgCI.
138 Железо ЖЕЛЕЗО БРОМИСТОЕ (БРОМИД ЖЕЛЕЗА [2]) Ferrum bromatum Ferrous bromide Eisenbromiir Ferrobromid А. Безводное FeBr2 Мол. в. 215,68 Свойства FeBra—желто-зеленые гигроскопические чешуйки уд. в. 4,636. Т. пл. 684° (под давлением). При нагревании на воздухе при 310е постепенно переходит в FejO-t, отщепляя Вг2. Легко растворим в воде, трудно—в пиридине (0,49% при 25°). Приготовление Операцию проводить под тягой. В железную трубу 1 диам. 30—40 мм (рис. 24), обогреваемую электро- печью 2, вставляют две (или больше) фарфоровые лодочки 3, в которые поме- щают 56 г тонкой железной проволоки (так называемой «цветочной»), К одному из концов трубы присоединяют (на асбестовой пробке) колбу (или реторту) 4, нагреваемую до 100—120°, в которую вставлены трубка для подвода СО2 и капельная воронка. Все пробки должны быть асбестовыми. Рис. 24. Схема прибора для получения’FeBr2: /—железная труба; 2—электропечь; 3 — фарфоровые ло- дочки с железной проволокой; 4—круглодонная колба. Трубу" нагревают до 600—-700°, вытесняют воздух из аппарата током су- хого СО2 и начинают редкими каплями прибавлять бром в колбу 4. Для успеха синтеза важно, чтобы СО2 и Вг2 поступали в колбу медленно (синтез 4—5 час.). Препарат возгоняется и оседает на холодном конце трубы в виде желто-зеленых чешуек. Время от времени добавление брома прекращают, его избыток вытес- няют струей СО2 и, открывая пробку, выбирают из трубы накопившийся FeBr2 в банку с притертой пробкой. Выход 80 г (37%). Б. Гидрат Свойства FeBr2-6H2O Мол, в. 323,78 FeBr2 6Н2О—светлозеленые гигроскопические таблички ромбической сис- темы, растворимые в воде (табл. 67) и спирте. Из водных растворов между 90— 100° выкристаллизовывается гидрат FeBr2-2H2O в сине-зеленых кристаллах, между 50 и 80°—светлозелеиый FeBr2-41I2O.
Железо бромистое и бромное 139 Таблица 67 Растворимость FeBr2 в воде (°C FeBr£ % ГС FeBr» % ' (°C J’cBr2 % — 1,8 50,3 48,5 58,4 83 63,3 12 52,2 49 58,45 88 63,6 21 53,9 52 58,6 100 64,8 30 55,4 65 59,5 116 66,6 41,8 57,2 75 61,5 132 70,2 Таблица 68 Относительные веса водных растворов FeBr2 FeBrs % и18 d18 1 I FeBr2 1 % 18 «18 КеВг2 % ,18 dl8 5,39 10,74 1,0469 1,0982 21 ,57 32,35 1,1850 1,2756 43,14 53,32 1,3660 1,4560 Требования к продажному реактиву По ТУ МХП № 136—52 препарат должен содержать не менее 49% брома, не более 5% хлора (по отношению к брому) и не более 0,3% окисного железа. Приготовление В колбу помещают 100 г чистых железных опилок и столько воды, чтобы она покрыла опилки. Из капельной воронки постепенно при частом взбалты- вании добавляют 250 г Вг2. Смесь нагревают и отфильтровывают от избытка железа. Раствор FeBr2, содержащий примесь FeBr3, упаривают в железной чаш- ке до образования грязнокоричневой мутной (от основной соли Fe+ + +) жидко- сти. Добавляют 5—10мл бромнстиводородной кислоты и вновь нагревают. За счет восстановления Fe+++ металлом чашки получается прозрачный зеленый раствор. Его выпаривают до появления пленки из кристаллов и охлаждают. Кристаллы отсасывают и хранят в банке, заполненной СОг. ЖЕЛЕЗО БРОМНОЕ (БРОМИД ЖЕЛЕЗА [3]) Ferrum Ferric bromide Eisenbromid sisquibromatum Ferribromid FeBr3-6H2O Мол. в. 403,69 «Свойства FeBr3-6H2O—тонкие темнозеленые кристаллы. Плавится при 27°. Безвод- ный FeBr3—красно-бурые шестигранные таблички, легко растворимые в воде, спирте и эфире. Требования к продажному реактиву По ВТУ РУ-642-52 препарат должен содержать не меньше 60% Вг; допус- тимое содержание хлоридов (С1)—не более 0,6%.
140 Железо Приготовление В фарфоровой чашке под тягой нагревают смесь 18 г чистых железных стру- жек из 50 мл воды. Затем из капельной воронки постепенно добавляют 25 мл брома (79 г). Раствор FeBr3 фильтруют горячим, выпаривают в вакууме до на- чала кристаллизации и охлаждают при перемешивании. Кристаллы отсасыва- ют и быстро переносят в плотно закрывающуюся банку. Выход 83 г FeBr3-6H2O (60%). ЖЕЛЕЗА ГИДРАТ ОКИСИ (ГИДРООКИСЬ ЖЕЛЕЗА [3]) Ferrum oxydatum Ferric hydroxide Eisenhydroxyd hydricum Eisenoxydhydrat Ferrihydroxyd Fe(0H)3 Мол в. 106,87 А. Обыкновенный гидрат окиси железа Свойства Fe(OH)a—пористые кусочки, блестящие в изломе. Удельный- вес препарата колеблется от 3,4 до 3,9. В воде почти нерастворим (4,8-10—9% при 18°; ПР= = 1,1-10—36). Растворимость в кислотах зависит от «возраста» препарата: свежеосажденный легко растворим в минеральных и органических кислотах, постоявший же некоторое время растворим весьма трудно. При нагревании постепенно теряет воду, переходя в РегОз. При 500—700° происходит полное обезвоживание. Требования к продажному реактиву По ГОСТ 4150—48 препарат должен содержать 52—60% Fe. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в Fe(OH)3 квалификации чистый: Вещества, нерастворимые в соляной кислоте ... 0,1 Хлориды (О) ... . . 0,’005 Сульфаты (SO4) 0,05 Медь (Си)................................ 0,05 Вещества, не осаждаемые аммиаком (в виде сульфатов) 0,1 Азот общий (в пересчете на N) . . . ............ 0,06 Приготовление К раствору 200 г Fe(NO3)3-9H2O (ч.д.а.) в 1 л дестиллированной воды, подо- гретому до 70°, при сильном перемешивании приливают из капельной воронки 5%-ный NH4OH (ч.д.а.) до слабого запаха аммиака (всего около 500 мл). Осадок Fe(OH)3 промывают 2—3 раза теплой водой декантацией, отсасывают, взбалтывают с теплой водой и повторяют промывку и отсасывание до исчезно- вения в промывных водах иона NO^ (проба с дифениламином). Влажную Fe(OH)3 сушат при 110° и растирают в порошок. Выход—количественный. Б. Активный гель Fe(0H)3 (ферригель) Свойства Твердые зерна с блестящим изломом. Цвет от темного красно-бурого до черного с антрацитовым блеском.
Железа гидрат окиси. Железа закись-окись 141 Приготовление К 1%-ному раствору FeCl3-6H2O приливают* тонкой струей при сильном перемешивании 15—20%-ный раствор NH4OH, взятый в очень небольшом из- бытке. Смесь перемешивают 3—5 мин. и промывают гель декантацией до уда- ления С1— в промывных водах. Отмытый гель отсасывают и просушивают сна- чала при 30° (5—6 час.), затем длительное время при 50—60° (50—100 час.) и, наконец, при 100—110° (6—8 час.). В. Коллоидный раствор (золь) гидрата окиси железа Приготовление 1. Растворяют** 15 г хлорного железа (ч.д.а.) в 50 мл воды и фильтруют. Отдельно растворяют 12 г истертого в порошок (NH4)2CO3 (ч.д.а.) в 50 мл го- рячей воды, охлаждают и 40 мл этого раствора приливают к раствору 1-еС1з. От полученной жидкости отделяют Vio часть, а остальное нейтрализуют воз- можно точнее, прибавляя по каплям оставшийся раствор (NH4)2CO3. Выпада- ющий при этом Fe(OH)3 растворяется при перемешивании сначала быстро, за- тем медленнее и, наконец, остается в виде мути. Для растворения этой мути прибавляют немного отлитого вначале слабокислого раствора FeCIs. Жидкость фильтруют и помещают в диализатор, где выдерживают до почти полного уда- ления ионов С1—. Полученный коллоидный раствор при хранении на холоду в закрытом сосуде сохраняется неопределенно долго. 2. Для быстрой очистки золя Fe(OH)3 горячий золь, полученный гидроли- зом FeCl3, вносят в ацетон; при этом выпадает Fe(OH)3, a FeCl3 и HCI остаются в растворе. Осадок растворяют в воде, и в случае необходимости повторяют очистку еще раз. ЖЕЛЕЗА ЗАКИСЬ-ОКИСЬ (МАГНЕТИТ) Ferrum oxydato-oxydulatum Ferroso-ferric acid Magnetic oxyde of iron Eisenoxyduloxyd Magneteisen Fe304 Мол. в. 231,55 Свойства Безводный Fe3O4—черный тяжелый порошок. Уд. в. 5,16. Т. пл. 1540°. Во влажном состоянии легко окисляется на воздухе до Fe2O3. При действии небольших количеств кислоты образует Fe2O3 и раствор соли Fe++; продолжи- тельное воздействие избытка кислоты приводит к полному растворению пре- парата с образованием солей Fe++ и Fe+++. Гидрат Fe3O4-FI2O—темнобурый, иногда черный порошок, при нагревании до 300—400° теряет воду, а при про- каливании на воздухе переходит в Fe2O3. Пригот овление 1. 3Fe2O3 + Н2 = 2Fe3O4 + Н2О В приборе, описанном при получении металлического железа (стр. 135), восстанавливают Fe2O3 при 400° водородом***, предварительно насыщенным * Практ. работы по химии защиты, стр. 42. *• Неорг. практ., стр. 155. S. Hilpert, Г. Beyer, Вег., 44, 1608 (1911).
142 Железо водяными парами пропусканием через несколько промывных склянок с теплой (30—50°) водой. Перед лодочкой с Fe2O3 полезно поместить медную спираль для связывания кислорода. Продолжительность реакции при навеске в 5 г Fe2O3 составляет около 5 час. 2. FeSOo + Fe2(SO4)3 + 8 КОН = 4 K2SO4 + FesO4 + 4Н2О Раствор 25 г FeSO4-7H2O и 25 г Fe2(SO4)s-9H2O в .500 мл воды вливают в 1 л кипящего 5%-ного раствора KOFI. •Выпавший осадок быстро промывают горячей водой (декантацией), от- сасывают, отжимают и сушат в атмосфере водорода над СаС1г или H2SO4. Состав препарата приблизительно отвечает формуле гидрата Fe3O4-2H2O, ЖЕЛЕЗА ОКИСЬ (ОКИСЬ ЖЕЛЕЗА [3]) Ferrum oxydatum Свойства Fe2O3 Ferric oxyde Iron sesquioxyde Iron peroxyde Мол. в. 159,70 Eisenoxyd Ferrioxyd В зависимости от метода получения Fe2O3 представляет собой матовый или блестящий красный аморфный порошок уд. в. 5,04 —5,27 (так называемая S-модификация Fe2O3 имеет уд. в. 4,7). Т. пл. 1565°, т. возгонки 2000°. Fc2Os очень трудно растворима в кислотах; лучше всего растворяется в 16-кратном количестве кипящей смеси 8 ч. H2SO4 и 3 ч. воды. Требования к продажному реактиву По ГОСТ 4173—48 препарат ч. д. а. должен содержать 69,8—70,1% Fe (после высушивания при 120°). Наибольшие количества допустимых примесей (%) в Fe2O3 квалификации ч. д. а.: Вещества, нерастворимые в соляной кислоте.............. 0,02 Вещества, растворимые в воде ..................... . . 0,1 Сульфаты (SO4)....................................... 0,08 Азот общий (в пересчете на N)......................... 0,005 Щелочные и щелочноземельные металлы (в виде сульфа- тов) ................................................. 0,1 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пересчете иа Си) ............................................... 0,01 Потеря при высушивании.............................. 0,2 Приготовление 1. Препарат квалификации ч. д. а. получают следующим способом*. 4Fe(NO3)3 = 2Fe2O3 + 12NO2 + ЗС2 100 а Ре(ПО3)3-9НгО (ч.д.а.) нагревают в большом фарфоровом тигле иа электрической плитке (под тягсй\). Соль спокойно плавится, образуя бурую жидкость, которая при 121° начинает кипеть, выделяя HNOs. Постепенно жидкость загустевает, и необходимо частое перемешивание, чтобы избе- Метод Д. Н. Финкельштейна.
Железа окись. Железо сернистое 143 жать толчков и разбрызгивания. Начиная со 130°, жидкость непрерывно пере- мешивают фарфоровым шпателем, причем она густеет, образуя пасту (без перемешивания жидкость внезапно затвердевает в сплошную массу). При 132° паста сразу рассыпается в порошок, продолжая выделять пары HNOs. Не переставая перемешивать, продолжают нагревание до полного высу- шивания; весь процесс длится 20—25 мин. Сухую массу растирают, переносят в тигель и прокаливают 8—10 часов в муфеле при 600—700°. Выход —19 г. 2. Препарат квалификации ч.д.а. можно получить также, исходя из соли Мора. FeSOa + Н2С2О4 = FeCoOa + H2SO« SFcCaOa = FegOg -р 3CO p COg К горячему раствору 150 г соли Мора (ч.д.а.) в 200 мл воды приливают мед- ленной струей при сильном перемешивании 80—90 мл горячего, насыщенного при 95—98° раствора HgCgOa^HgO (ч.д.а.). Выпавший осадок FeCsOa от- сасывают, промывают горячей водой до отрицательной реакции на 5Сф в промывной воде, просушивают при 100—110° и прокаливают небольшими пор- циями в фарфоровой чашке при 400—500°, непрерывно перемешивая стеклян- ной палочкой. 3. Для получения спектрально чистой Fe2Og необходимо употрзблять реак- тивы высшей квалификации (х. «.), а воду—только дважды перегнанную («би- дести л лат»)*. Растворяют 100 г FesOg (ч.д.а.) в дважды перегнанной HNOg, раствор раз- бавляют, фильтруют, упаривают иа водяной бане до уд. в. 1,55 при 20° и кри- сталлизуют. Полученное Fe(NOg)g-9H2O дважды перекристаллизовывают из бидестиллата, отбрасывая маточные растворы и беря только первую фрак- цию кристаллов. Вполне чистый препарат растворяют в бидестиллате, филь- труют и насыщают газообразным NHg, промытым раствором КОН и водой. Осадок Fe(OH)3 отсасывают, промывают, просушивают на водяной бане, прокаливают при 500° и растирают в агатовой ступке. Выход 25 г препарата, содержащего 99,8—99,96% Fe2O3. ЖЕЛЕЗО СЕРНИСТОЕ (СУЛЬФИД ЖЕЛЕЗА [2]) Ferrum sulfuratum Ferrous sulfide Eisensulfid Iron sulfide Ferrosulfid FeS Мол в. 87,92 Свойства Хрупкая сероватая кристаллическая масса (моноклинической системы), легко растирающаяся в зеленовато-серый порошок. Уд. в. 4,84. Т. пл. 1193— 1197°. Для того чтобы FeS легко растворялось в кислотах с выделением FIgS, необходимо, чтобы оно содержало некоторый избыток металлического железа. Хотя в этом случае к сероводороду примешивается небольшое количество водорода, но при обычных лабораторных и аналитических работах эта примесь не мешает. В воде практически нерастворима (ПР=3,7-10—19 при 18°). Требования к продажному реактиву По ТУ 87—52 препарат должен содержать не менее 67% FeS; вес отдель- ных кусков препарата не должен превышать 1 кг. Метод ИРЕА (И. И. Ангелов и А. С. Шаньгииа).
144 Железо П риготовление Проводить под тягой. 1. Обычное сернистое железо (для получения H2S) получают следующим образом. В тигель высотой около 10 см и 6—7 см в диаметре помещают 150 г мелко нарезанного листового железа и укрепляют его посредством звездооб- разной глиняной подставки в другом тигле большего размера с отрезанным дном*. Размеры внешнего, служащего муфелем, тигля подбираются такие, что- бы расстояние между стенками тиглей было 25-—30 мм. Верхнее отверстие внеш- него тигля прикрывается асбестовым конусом с отверстием диаметром около 45 мм для выхода пламени. Общий вид прибора изображен на рис. 25. Наг- ревание ведется на паяльной газовой горелке. у----к Расположение частей прибора и высота пла- мени должны быть подобраны так, чтобы пламя, Ж— ~тК нагревая непосредственно внутренний тигель, охва- ти 8---------------J !Г тывало его со всех сторон и выходило через отвер- Л Д, стие асбестового конуса. Нагревают железо до Г/й ч\\ светлокрасного каления и с этого момента, не прекращая накаливания, вводят через отверстие // 'S----а \\ конуса серу кусочками величиной с лесной орех. // \\ Прибавлять серу следует постепенно, с такими ин- // Л тервалами во времени, чтобы она успевала проре- // \\ агировать с железом. В противном случае железо // Vy охлаждается до температуры, при которой уже не _cLL________________An— происходит реакции соединения, и сера бесполезно испаряется. После прибавления приблизительно Рис. 25. Прибор для 75 г серы содержимое тигля становится жидким: приготовления FeS. это расплавленное FeS с примесью металлического железа. Жидкость выливают на массивную чугунную плитку и дают затвердеть. Тигель загружают новой порцией железа. Надо отметить, что при повтор- ных операциях тигель скоро трескается. Для лучшего его использования следует проводить операции одну за другой, не охлаждая тигель. Выход FeS из одной порции железа 210 г. При пользовании кузнечным горном вместо горелки можно при достаточном объеме тигля увеличить количества реагентов в 7—10 раз. 2. Более дешевым способом можно получить FeS из пирита и железа по уравнению: FeS2 + Fe =2FeS В прибор, подобный описанному выше, загружают около 100 г пирита (в небольших кусочках), сверх которого помещают рыхлым слоем 70 г мелко нарезанного листового железа. Подбирая более пологий асбестовый конус, добиваются того, чтобы пламя отражалось сверху внутрь тигля. При этих условиях вначале раскаляется железо; пары серы, выделяющиеся из пирита, соприкасаются с железом при достаточно высокой температуре и образующееся FeS стекает на дно тигля в виде подвижной жидкости. Дальнейшие операции проводятся так же, как в методе 1. 3. Приготовление вполне чистого FeS, не содержащего примеси-окислов и полисульфидов, является довольно сложной" задачей. 35 г порошка Fe (приго- товление см. стр. 135) и 30 г S (чистейшая, приготовление см. стр. 484) нагре- вают** в фарфоровом тигле до начала бурной реакции. Полученный неочищенный продукт растирают и помещают ровным слоем в фарфоровую трубку 1, вставлен- ную в электрическую печь 2 (рис. 26). Из газометра 3 пропускают смесь H2S и Н2 (10—15% H2S), которая сушится СаС12 в склянке 4. Скорость газа (5— »В. Рокши некий, Изв. ИРЕА, I, 240 (1922). ** ю. В. Карякин, жпх, 11, 1575 (1938).
Железо сернистое и сернокислое закисное 145 Q л/чос)” контролируют по реометру 5, а давление в системе—по манометру 6. После вытеснения воздуха из прибора включают печь и повышают температуру до 950—1050°. Через 3—4 часа прекращают нагревание и пропускайте газовой смеси и при помощи крана 7 выключают газометр#, наполнений азотом. Азот перед поступлением в прибор очищается от примеси кислорода в промывалках р (с раствором CrSOj) и 10 (с аммиачным раствором NH4C1, в который погруже- ны спирали из медной проволоки) и сушится H2SO4 в склянке 11. Рис. 26. Установка для приготовления чистого FeS: 1__фарфоровая трубка; 2 — электропечь; 3—газометр со смесью HaS и Н2; 4—склянка с СаС1£; 5—реометр; 6—манометр; 7—трехходовой кран; 8—газометр с Н>; 9, 10, 11 — промывалки. После полного охлаждения трубки 1 в токе азота слабо спекшуюся массу выталкивают из трубки. Содержание Fe и S в препарате отвечает формуле FeS в пределах точности анализа. ЖЕЛЕЗО СЕРНОКИСЛОЕ ЗАКИСНОЕ (СУЛЬФАТ ЖЕЛЕЗА [2]) Ferrum sulfuricum oxydulatum Ferrous sulfate Green vitriol Copperas Ferrosulfat Schwefelsaures Eisenoxydul Eisenvitriol FeSO4-7H2O Мол. в. 278,03 Свойства Гидрат FeSO4-7H2O представляет собой моноклинические косые призмы, уд. в. 1,895—1,898. Совершенно свободная от Fe+ + +соль имеет голубой цвет и в сухом воздухе выветривается с образованием белого порошка, снова голу- беющего от действия воды. Растворим в воде и глицерине, нерастворим в спирте. Зеленый ивет препарата указывает на содержание в нем окисного железа; такой препарат притягивает из воздуха влагу, переходя в желтую основную соль. При 73° FeSO4-7H2O белеет и при 90° плавится; свыше 250° начинает разлагать- ся, теряя SO3. Водный раствор при стоянии на воздухе выделяет желтый осадок основной соли. Безводный FeSO4 имеет уд. в. 3,4. 10 Чистые химические реактивы
146 Железо Растворимость FeSOj в воде Таблица 69 ГС FeSO4 % ГС T'eSO4 % ГС FeSO4 % 0 15,53 50,2 32,71 70,0 35,93 10,0 17,02 52,0 33,42 77,0 31,46 20,1 21 ,00 54,0 34,25 80,0 30,35 30,0 24,87 60,0 35,46 85,0 28,8 40,0 28,67 65,0 35,73 90,1 27,5 Таблица 70 Относительные веса водных растворов FeSO4 FeSO4 % 18 FeSO4 % 18 <14 FeSO, % 18 d4 FeS4O % 18 dz 1 1,0085 6 1,0575 12 1,1220 18 1,1905 2 1,0180 8 1,0785 14 1,1445 20 1,2135 4 1,0375 10 1,1000 16 1,1675 Требования к продажному реактиву По ГОСТ 4148—48 препарат х. ч. должен содержать не менее 99% FeSOj-TFUO, препарат ч.д.а.—не менее 98%, а препарат чистый—не менее 95%. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в FeSO4-7H2O различ- ных квалификаций: Примеси Х.Ч. ч.д.а. ч. Вещества, нерастворимые в воде 0,005 0,01 0,02 Хлориды (С1) . 0,0005 0,002 0,005 Медь (Си) . 0,002 0,005 0,01 Цинк (Zn) . . 0,005 0,01 0,02 Мышьяк (As) ........ 0,00002 0,00005 0,00005 Щелочные и щелочноземельные металлы (в виде сульфатов) 0,05 0,1 0,2 П риготовление 1. Для получения препарата квалификации ч. д. а. разработана следующая методика. Растворяют железо в виде проволоки или опилок в 15—2С%-иой H2SO4 и нагревают, пока оставшееся железо совершенно не перестанет растворяться. Раствор фильтруют в колбу, подкисляют H2SO4 до кислой реакции иа коню, по охлаждении насыщают сероводородом и, плотно закрыв колбу, оставляют на 2—3 дня. Жидкосю нагревают на водяной бане и отфильтровывают от осад- ков С, CuS, SnS, As2S3 и др. Фильтрат переливают в перегонную колбу и упа- ривают наполовину при пропускании СОг, свободного от кислорода, после чего дают раствору кристаллизоваться в атмосфере ССЦ. На следующий день сливают маточный раствор, промывают кристаллы сначала водой, затем спиртом и, поместив препарат между листами фильтро- вальной бумаги, возможно быстрее высушивают его при 30°. Если получились
Железо сернокислое окисное 147 крупные кристаллы, их измельчают в ступке и образовавшийся порошок оз жи'мают между листами фильтровальной бумаги. 2. Дли получения препарата квалификации чистый из технического желез- ного купороса его растворяют в воле, подкисляют JI2SO4 до кислой реакции на конго и дают стоять нескозько дней без доступа воздуха с кусками железа или FeS (для освобождения от меди н восстановления Fe+++ в Fe ++). Затем жидкость для освобождения от As. Sn и др. насыщают сероводородом и, дав постоять в течение нескольких дней, нагревают и фильтруют. К раствору до- бавляют немного металлического железа, упаривают на водяной бане до уд. в. 1,34, вновь фильтруют и оставляют кристаллизоваться при температуре не выше 18° на сутки (или осаждают FeSOa-TlbO спиртом, как указано в методе 3). 3. Почти свободный от трехвалеитного железа и довольно устойчивый на воздухе препарат получают прибавлением к концентрированному раствору FeSOi 3 обт,емов спирта. Выпавший кристаллический порошок быстро отса- сывают, промывают спиртом и сушат на листе фильтровальной бумаги при ком- натной температуре до исчезновения запаха спирта (рекомендуется* порошок промыть для удаления спирта прокипяченной водой, насыщенной угольным ангидридом). Содержание ПгО в препарате обычно несколько меньше теорети- ческого. 4. Для получения безводного FeSOi рекомендуют нагревать FeSOj^FUO в сильной струе водорода, сначала при 70°, затем при 150—200° (при этом полу- чается моногидрат FeSCU-FUO) и, наконец, при 250°. ЖЕЛЕЗО СЕРНОКИСЛОЕ ОКИСНОЕ (СУЛЬФАТ ЖЕЛЕЗА [3]) Ferrum siilfuricum Ferric sulfate Eisensulfat (oxyd) oxydatum Ferrisulfat Fe2(SO4)3-9H2O Мол. в. 562,04 Свойства Безводный Fe»(SO4)s—белый или желтоватый попошок, уд. в. 3,097, на воздухе расплывающийся в коричневую жидкость. Fe2(SC>4)3'9НгО—кристал- лическое вещество, уд. в. 2,1. Соль способна образовывать очень концент- рированные водные растворы, но растворение идет медленно; растворима в спирте, нерастворима в концентрированной H2SO4. Водный раствор вследствие гидролиза (образование золя Ре(ОН)з] окрашен в красно-бурый цвет; добав- ление H2SO4 подавляет гидролиз, и раствор становится почти бесцветным. При кипячении разбавленного раствора осаждается основная соль. Таблица 71 Относительные веса водных растворов Fe2(SO4)3 Fe2(SO,), % d.s Fe2(SO4)3 % d!3 Fe2(SO,)3 % d13 d13 Fes(SO,), % 2 1,017 12 1,118 22 1,232 32 1,365 4 1,036 14 1,140 24 1,258 34 1,395 6 1,057 16 1,162 26 1,284 36 1,427 8 1,077 18 1,184 28 1,310 38 1,458 10 1,097 20 1,208 30 1,337 40 1,490 * ’Объемный анализ, стр. 174. JU*
148 Железо Требования к продажному реактиву По ТУ МХП 1870—48 препарат х.ч. и ч.д.а. должен содержать не менее 97%, а препарат чистый—не менее 95% Fe2(SO4)3-9Fl2O. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в Fe2(SO4)3-9H2O различных квалификаций: Примеси Х.Ч. ч.д.а. ч. Вещества, нерастворимые в подкисленной воде 0,005 0,01 0,02 Хлориды (С1) 0,0005 0,002 0,005 Щелочные и щелочноземельные металлы (в виде сульфатов) 0,05 0,1 0,25 Медь (Си) 0,002 0,005 0,01 Цинк (Zn) 0,005 0,01 0,02 Азот общий (в пересчете на N) 0,01 0,025 0,06 Приготовление 1. Для получения препарата квалификации ч.д.а. разработана следующая методика*. Fe(NO3)3 + 3NH4OH = 3NH4NO3 + Fe(OH)3 2Fe(OH)3 + 3H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 6H2O К раствору 50 г Fe(NO3)3-9H2O (чистое) в 50 мл горячей воды добавляют 65—70 мл NH4OH уд. в. 0,91 (ч.д.а. или чистый). Осадок Fe(OH)3 быстро про- мывают декантацией горячей водой до удаления NO3* (проба жидкости не долж- на давать синего окрашивания с 1%-ным раствором дифениламина в H2SO«). Влажный осадок Fe(OII)3 переносят в фарфоровую чашку, добавляют 17 г H2SO4 (х. ч., уд. в 1,84) и нагревают 1—2 часа, часто перемешивая, до почти полного растворения. Фильтруют, добавляют к фильтрату 1 каплю H2SO4, выпаривают до консистенции густого сиропа (объем жидкости составляет около 50 мл) и оставляют кристаллизоваться в течение суток, добавив затравку- кристалл Fe2(SO4)3 9Н2О. Кристаллы отсасывают и сушат на стекле при 50— 60°. Выход 40 г (80%). 2. Препарат той же чистоты можно получить и другим способам. 2FeSO4 + H2SO4 + 2HNO3.= Fe2(SO4)3 + 2NO2 + 2H£> Проводить под тягой. К нагретому до 70° раствору 85 a FeSO4-7H2O (ч.д.а.) в .110 мл воды небольшими порциями приливают 8 мл H2SO4 (ч.д.а., уд. в. 1,84) (остере- гаться брызг\) и затем 100 мл HNO3 (ч.д.а., уд. в. 1,35), поддерживая тем- пературу 95—100°. Полноту превращения Fe++ в Fe +++ проверяют пробой с K3Fe(CN)„. Раствор фильтруют, добавляют 4 мг Нг5О4 и упаривают до образования тягучей тестообразной массы; при этом температура ее достигает 120°. Охлаж- дают до 45—50°, отсасывают кристаллы и подсушивают при температуре не выше 65°. Выход 80—85%. Метод ИРЕА (С. И. Кузьмине).
Железо хлористое 149 ЖЕЛЕЗО ХЛОРИСТОЕ (ХЛОРИД ЖЕЛЕЗА [2]) Ferrum chloratum Ferrous chloride Eisenchloriir Ferrochlor id А. Безводное FeCl2 Мол. в. 126,76 Свойства FeCl2—белые кубические кристаллы или чешуйки, напоминающие тальк, или шестиугольные таблички, уд. в. 2,98. Т. пл. 673—674°. Обычный препарат обладает серовато-белой окраской; при стоянии иа воздухе становится чисто белым (гидратируясь) и только после этого начинает окисляться, окрашиваясь в желтый цвет. Расплавленный FeCl2 хорошо проводит электрический ток. Соль легко рас- творима в воде в метиловом и этиловом спиртах и ацетоне; плохо растворима в пиридине. П риготовление Пропсдить под тягой. В фарфоровую трубку* диаметром 30 мм и длиной 850 мм, вставленную в электрическую трубчатую печь, помещают 100—200 г железных опилок. Труб- ку соединяют с аппаратом для получения хлористого водорода. Другой конец трубки, выступающий из печи па 16—20 см. вставлен в шамотный цилиндр, слу- жащий для конденсации сублимата. Одновременно с включением обогрева пускают слабый ток хлористого водорода, скорость подачи которого постепенно увеличивают до 200—250 мл/мин. Температуру поддерживают в интервале 890—900°. Сублимат конденсируется частью в шамотном цилиндре, частью в выступающем конце реакционной трубки; необходимо поэтому каждые 20— 30 мин. прочищать трубку длинным шпателем. Б. Гидрат FeCl2-4H2O Свойства FeC!2-4H2O—прозрачные го- лубоватые кристаллы уд. в. 1,937, принимающие на воз- духе травянисто-зеленый цвет вследствие частичного окисле- ния. При легком нагревании или при хранении над H2SO4 переходит в FeCh 2Н2О. Во влажном воздухе FeCl2-4H2O расплывается. Очень легко рас- творим в воде, легко в спирте, нерастворим в эфире. Соль ре- комендуется хранить в запаян- ных ампулах в атмосфере инертного газа. Мол. в. 198,83 Таблица 72 Растворимость FeCl2 в воде ГС FeCl3 % ГС FeCl2 % ГС FeCl, % 1,5 33,6 28,5 39,4 73 46,6 5 34,7 36,5 40,4 76,5 47,4 8 36,7 42,5 40,9 82 47,5 12,3 37,6 52,0 42,6 86 47,7 16 38,0 56 43,4 90,5 47,9 20,5 38,6 60 43,9 96 48,3 25 39,2 68,5 45,5 117,5 50,4 Шульман, ЖПХ, 7, 1162 (1934). * Д. И. Рябчиков и В. М.
150 Лхелех. Таблица 73 Относительные веса водных растворов FeCI2 FeCl2 % d18 (Z4 FeCl„ % 18 d4 FeCl. % ‘ Д8 Й4 1 1,0075 8 1,0726 16 1,1551 2 1,0165 10 1,0923 18 1,1771 4 1,0348 12 1,1126 20 1,1996 6 1,0535 14 1,1336 25 1,2595 Требования к продажному реактиву ilo ГОСТ 4149—48 препарат любой квалификации должен содержать не менее 99,7% FeC12-4!hO и растворяться без образования мути в равном но весу количестве воды, подкисленной 1 каплей соляной кислоты (уд. в. 1,12). Наибольшие количества допустимых примесей (%) в FeCl2-4H'2O различ- ных квалификаций: Примеси Железо окисное (Fe) . ч.д.а. 0,01 ч. 0,02 Сульфаты (SOa) . . 0,02 0,04 Медь (Си) . . 0,015 0,03 Цинк (Zn) 0,025 0,05 Мышьяк (As) 0,0002 0,0002 Щелочные и щелочноземельные металлы (в виде сульфатов) 0,04 0,1 Приготовление 1. Для получения препарата квалификации ч.д.а. разработана следующая методика. В фарфоровую чашку, помещенную под тягой, наливают 90 мл воды и 135 мл соляной кислоты (чистая, уд. в. 1,19). Постепенно добавляют 50 г железных стружек (выделение водорода—огнеопасно1.)- По охлаждении фильтруют и вы- паривают до начала появления пленки, поместив в жидкость для предохра- нения от окисления кусочек железа с тщательно очищенной поверхностью. Горячий раствор фильтруют через стеклянную вату и охлаждают фильт- рат. помешивая стеклянной палочкой для получения более мелких крис- таллов. Через несколько часов кристаллы отсасывают и быстро высушивают, раскладывая тонким слоем в сушильном шкафу, нагретом до 50°, непрерывно наблюдая за процессом сушки и растирая соль шпателем. Процесс сушки дол- жен быть закончен в 10—15 мин. Препарат помещают в банку, заполняют ее сухим СО2 и заливают пробку парафином. Выход 100 г (60% по НС1). 2. Для очистки технического FeCh-4H’2O от Fe+ + + соль растворяют* при нагревании почти до насыщения и добавляют немного соляной кислоты (х. ч.) и железа в порошке (х. ч). Л. Г. Берг. Зав. лаб., 5, 235 (1936).
Железо хлорное 151 Колбу закрывают пробкой с отводной трубкой, конец которой опущен в воду, и когда жидкость приобретет бледноголубой цвет, быстро отсасывают нагретый раствор, налив в приемник для вытеснения воздуха 2—3 мл эфира (огнеопасно!). Фильтрат тотчас же переливают в круглодониую колбу, содер- жащую 2—3 мл эфира, плотно закрывают (лучше охлаждать в слабом токе СОз) и охлаждают, но не ниже 12,3°, так как в противном случае выпадает неустойчивый гидрат с большим содержанием воды. Выпавший мелкокристаллический осадок соли отсасывают, направив на слой соли струю СОг. Препарат высушивают в вакуум-эксикаторе над H2SO4 до начала выветривания; вместо создания вакуума можно вытеснить воздух из эксикатора с помощью СОг. Чем лучше высушен препарат, тем он устойчивее. Описанный метод позволяет получить кристаллы бледпоголубого цвета без зе- леноватого оттенка. При растворении они не дают реакции на Fe+++ с KCNS. ЖЕЛЕЗО ХЛОРНОЕ (ХЛОРИД ЖЕЛЕЗА [3]) Ferrum sesquichloratum Ferric chloride Eisenchlorid Ferrichlorid А. Безводное FeC13 Мол. в. 162,22 0 в о й с т в a Безводное FeCI3—черно-коричневые кристаллические корки или большие гексагональные пластинки уд. в. 2,898, гранатово-красные в проходящем и зеленые с металлическим блеском в отраженном свете. При 306° плавится в подвижную красную жидкость, кипящую при 317° с частичным разложением. Однако уже при 100° FeCis заметно улетучивается. На воздухе жадно притя- гивает влагу и расплывается. В воле растворимо очень легко со значительным выделением тепла. Легко растворимо в спирте, глицерине, эфире и ацетоне, трудно—в бензоле. Раствор FcCl3 в некоторых органических растворителях на свету восстанавливается в FeCis, причем растворитель окисляется или хлори- руется; например FeCl3 и спирт образуют ацетальдегид. Приготовление Проводить под тягой! В железную трубку, нагреваемую в трубчатой электропечи*, помещают смесь 20 г чистых железных опилок и 8 г древесного угля. Через трубку пропу- скают сильную струю хлора с небольшой примесью воздуха. При нагревании печи до 450—500° в приемнике собираются кристаллы FeCi3. Выход около 45 г (78%). Б. Гидрат FeCI3-6H2O Мол. в. 270,33 Свойства РеС13-6Н2О—красно-коричневая, влажная на ощупь, довольно мягкая кристаллическая масса. Из водных растворов кристаллизуется иногда в нолу- шаровидных агрегатах лучисто-кристаллического строения. Во влажном возду- хе быстро расплывается. Очень легко растворимо в воде (табл. 74), растворимо И. Е. Ада ду ров, ЖХП, 203 (1820).
152 Железо. Золото также в спирте, глицерине и эфире. Т. пл. 37°: улетучивается уже при 100°. Выше 250° распадается на Fe2O3, FeCl3 и Cis. Таблица 74 Растворимость FeCI; в воде Рс FeCL, % PC FeCI3 % 0 42,7 55 78,6 10 45,0 60 78,8 20 47,9 73,5 81,8 25 49,8 80 84,0 35 73,8 100 84,3 50 75,9 Таблица 75 Относительные веса водных растворов FeCl3 FeCl3 % d17.5 Fed, % d17.5 5 1,042 21 1,191 7 1,060 25 1,234 9 1,078 30 1,292 11 1,095 35 1,352 13 1,113 40 1,415 15 1,131 45 1,481 17 1,150 1,574 Требования к продажному реактиву Наибольшие количества допустимых примесей (%) в FeCl»-6H2O различ- ных квалификаций по ГОСТ 4147—48: Примеси ч.д.а. ч. Вещества, нерастворимые в воде . . . . . 0,01 0,05 Нитраты (NO3) 0,01 0,03 Фосфаты (РО4) 0,01 0,03 Сульфаты (SO4) . . 0,01 0,03 Медь (Си) . . 0,005 0,01 Цинк (Zn) ... ........... 0,003 0,01 Закисное железо (Fe) . 0,002 0,005 Мышьяк (As)................................ 0,002 0,01 Щелочные и щелочноземельные металлы (в виде сульфатов) . ........................ 0,1 0,5 Приготовление Fe + 2НС1 = FeCl2 + Н2 2FeCl2 + Cl2 = 2FeCl3 Проводить под тягой. Препарат квалификаций ч. д. а. или х. ч. можно получить следующим образом. В литровую коническую колбу, содержащую 740 мл 25%-ной соляной кис- лоты (ч.д.а.), прибавляют небольшими порциями 120 г чистых железных стружек (огнеопасно—водород)). Когда бурный период реакции закончится, раствор нагревают до 80—90°, фильтруют и полученный раствор FeCk (около 700 мл) хлорируют под сильной тягой в аппарате, изображенном на рис. 27. Раствор FeCh из напорной склянки 1 поступает в абсорбер 2 со скоростью 5 мл в минуту. Абсорбером служит колонка высотой 100 см и диам. 4 см, запол- Метод ИРЕА (И. И. Ангелов и П. И, Кувалдин).
Золото 153 ненная обрезками стеклянных трубок диам. 6—8 мм и длиной 3 см. Хлор из бомбы промывается водой в склянке 3 и поступает в колонку снизу со скоростью 6 л в минуту; избы- ток хлора через склянку Ти- щенко 4 уводится в тягу. Хлорированный раствор стекает из колонки по сифону в приемник 5. Процесс должен быть отрегулирован так. чтобы окисление было полным (проба жидкости не должна давать си- него осадка с раствором K3Fe(CN)e). Раствор упаривают при 90—95° в фарфоровой чашке точно до уд. в. 1,659 при 25° (несоблюдение этого условия приведет к тому, что либо рас- твор не будет кристаллизо- ваться, либо произойдет выде- ление другого, метастабильного кристаллогидрата). Охлаждают до 4°, изредка перемешивая, Рис. 27. Схема аппарата для хлорирования FeCl2: 1—напорная склянка; 2 — абсорбер: 3 — промыв- ная склянка; 4—склянка Тищенко; 5 — приемник. отсасывают выделившиеся кри- сталлы и переносят в банку с притертой пробкой. ВЫХОД 500 г FeCls-6Н2О (66% по железу). ЗОЛОТО Aurum Gold Gold Au Ат. в. 197,2 А. Металлическое золото Свойства В сплавленном состоянии золото—мягкий желтый металл, способный вы- тягиваться в тончайшие нити. Ап, приготовленное восстановлением солей, в зависимости от восстановителя имеет и различные физические свойства. В порошке Ан—бурого.цвета, в состоянии тончайшего раздробления—красного. Весьма тонкие листочки золота просвечивают синим и зеленым цветом, оста- ваясь желтыми в отраженном свете. Уд. в. плавленого золота 19,3336 при 17,5°, т. пл. 1063°, т. кип. 2677". При охлаждении ниже красного каления в случае присутствия в золоте по- сторонних металлов появляется внезапно сильный зеленый свет (бликование). Застывая, металл значительно уменьшается в объеме. Очистка* 1. Мелко измельченный золотой лом обливают в колбочке крепкой соляной кислотой, нагревают на песочной бане и постепенно приливают по каплям кон- центрированную IINO3- После растворения выпаривают раствор на водяной * Приг. неорг. преп., 508 О получении предельно чистого Au см. Т. S. S t a S, Bull. Soc. chim. Belg., 46, 377 (1937).
154 Золото. Известь бане, тщательно предохраняя от пыли, во избежание восстановления, до тех пор, пока проба не будет затвердевать при охлаждении. Красно-бурую жидкость разбавляют большим количеством воды, отфиль- тровывают осадок AgCl, нагревают раствор и осаждают золото избытком раство- ра FeCla. Золото, выпавшее в виде порошка, промывают декантацией и не- сколько раз кипятят с разбавленной соляной кислотой (с последующей де- кантацией) до тех пор, пока кипящая жидкость не будет иметь даже и следов желтого окрашивания (зависящего от Fe <++). Осадок отфильтровывают через беззольный фильтр и сплавляют (если требуется металл в слитке) с прибавле- нием буры или селитры. При повторении сплавлении вес не должен изменяться. 2. Для использования золота из отработанных гальванических ванн гли- няную или пористую фарфоровую пробирку (или стакан, в зависимости от объема раствора), наполненную раствором NaCI, помещают (на две трели высо- ты) в раствор, содержащий Ан. В пробирку погружают цинковый стержень, соединенный медной проволокой с медным листом, погруженным в раствор Ан. По мере разъедания медного листа его заменяют другим. После 3—4- недельного стояния Ан полностью выпадает на дно. Его отфильтровывают и очищают, как указано в п. I. 3. При использовании фотографических остатков, содержащих Ап (ви- ражные ванны), раствор подщелачивают NasCOs и, смешав со спиртовым рас- твором анилина (по расчету 4—5 г анилина на 1 г золота), оставляют стоять 8 час. на солнечном свету. При этом Ан полностью выпадает на дно; его соби- рают и очищают, как указано в п. 1. Б. Коллоидный раствор золота Приготовление 1. Красный гидрозоль золота. Нагревают до кипения 100 мл дестиллнрован- ной воды, к которой добавлено 5—10 мл 0,05%-ного раствора AuCls, точно нейтрализованного Na2CO3 (х.ч.}. Прекратив кипячение, добавляют спирт пор- циями по 5—10 мл при взбалтывании и затем продолжают нагревание 15— 20 мин., пока окраска не станет вишнево-красной. Раствор можно выпаривать, причем он не теряет окраски; к электролитам раствор очень чувствителен; от прибавления, например, соляной кислоты он в несколько секунд принимает сине-фиолетовую окраску. При употреблении более концентрированных растворов AuCls (например 0,01%) получаются грубо дисперсные золи, яркозеленые в проходящем свете и мутные, желто-коричневые—в отраженном. 2. Голубей гидрозоль золота, а) К смеси К) мл 0,05%-ного раствора АиС13 и 100 .ил воды прибавляют на холоду несколько капель 0,05%-ного раствора гидр- азпнгилрата. б) К разбавленному раствору АиС1з прибавляют 10%-ный раствор гум- миарабика и восстанавливают водородом in statu nascendi. Полученный золь очень устойчив; он не коагулирует даже при добавлении равного объема 1 н. НС1 или 0,5 н. Ba(NO3)2. Частицы несут на себе отрицательный заряд. - ИЗВЕСТЬ НАТРОННАЯ Natrium hydricum Lime soda Natronkalk calce Свойства Натронная известь—белая пористая масса, состоящая из NaOH и Са(ОН)2. ТКадио поглощает влагу и СО2, переходя в смесь Na2CO3 и СаСО3.
Известь натронная и хлорная 155 Требования к продажному реактиву. По ГОСТ 4455—48 препарат для обычного анализа должен состоять нз зерен диаметром 7—10 мм, для микрохимического анализа—из зерен диамет-. ром 2—3 мм. Поглотительная способность—не менее 20% СО2 по весу. Содер- жание азота допускается не более 0,002%. Приготовление 1. В большую фарфоровую чашку помещают раствор 135 г NaOH в 600 мл воды и сразу всыпают из широкого стакана 1 кг свежен рокаде и ной СаО. Тот- час же припивают раствор 65г NaOH в 300 мл воды. [Осторожно! Остерегаться брызг! Защитные очки!) По окончании гашения получают монолитную массу, которую дробят па куски и отсеивают от пыли. 2. Дня получения натронной извести для микрохимического анализа* 130 г СаСОз ч д а. (см. приготовление) прокаливают 3 часа при 900° в наклонно поставленной трубчатой печи. Получается 70 г СаО** *•*. Заблаговре- менно растворяют 20 г NaOH (чистый) в 70 мл воды, дают отстояться, сливают прозрачный раствор и разбавляют его до уд. в. 1,13 (требуется около 75 мл воды) Помещают 70 г СаО на железный лист с загнутыми краями и добавляют при энергичном перемешивании шпателем 65 мл раствора NaOH уд. в. 1,13. После окончания реакции (через 5—10 мин.) массу подсушивают 8—10 мин. при 200— 250°, затем дробят, отсеивают куски крупнее 3 мм, а более мелкие зерна отсеи- вают or пыли (тяга'.), помещают в банку и заливают пробку парафином'? Если для реакции взять только 50 мл раствора NaOH, то сразу получается сухой продукт, не требующий подсушивания. Выход 100 г. ИЗВЕСТЬ ХЛОРНАЯ (БЕЛИЛЬНАЯ ИЗВЕСТЬ) Calcaria chlorata Bleaching powder Chlorkalk. Bleichkalk СаОС12**’ Мол. в. 126,99 Свойства Хлорная известь—белый или желтоватый порошок с запахом хлора, частично растворимый в воде. При нагревании или на ярком свету хлорная известь разлагается, выделяя О2 и С12; необходимо поэтому хранить препарат в темном и холодном месте. Кислоты (даже угольная) разлагают хлорную из- весть с выделением С12. Требования к продажному реактиву По ГОСТ В-1692—46 содержание активного хлора должно быть в сорте «ря- довая» 32—36%; в сорте «термоустойчивая» 28—32%. Разрыв между содержа- нием общего и активного хлора должен быть не более 2%. Содержание общей влаги не более 10%, Са(ОН)2—24% (для «термоустой- чивой»). Приготовление Проводить под тягой. Препарат сорта «рядовая» получают следующим образом. К 100 г чистой гашеной извести добавляют 3,5 мл воды и хорошо перемеши- вают. Полученную сйесь помещают в широкую стеклянную трубку, располо- • Метод ИРЕА (Н. А. Петров и М. В. Лазарева). ** Можно исходить из готовой СаО. если она содержит не свыше 5% СО», 6,5% MgO и 6% R2O, н способна хорошо гаситься. Окись кальция, полученная прокали- ванием к рамора, не удовлетворяет этим требованиям. *•* Или СаСЬ+СаГСЮК.
156 Иод женную горизонтально; смесь должна заполнять не более половины сечения трубки. Охлаждая трубку холодной водой, пропускают через нее хлор (тяга\) до тех пор, пока вес трубки не перестанет увеличиваться. После этого препарат сейчас же помещают в плотно закрывающуюся банку. ИОД Jodum Iodine Jod J2 Ат. в. 126,91 Свойства Je—хрупкие темносерые кристаллы с металлическим блеском, ромбической системы, уд. в. 4,93; т. пл. 113,5°, т. кип. 184,35°. Пары его имеют фиолетовый цвет. Запах неприятный, несколько похожий на хлор; в очень разбавленном состоянии напоминает запах свежих орехов. Иод плохо растворим в воде (0,0181% при 10°), хорошо растворим в спирте, еще лучше—в эфире, сероуглеро- де, бензоле, хлороформе и других органических растворителях. Растворы иода имеют следующую окраску: фиолетовую—в сероуглероде, четыреххлористом углероде, хлороформе; красно-бурую—в толуоле, бромистом и иодистом этиле, параксилоле; красную—в бензоле, хлористом и бромистом этилене, бензине; бурую—в эфире, уксусной кислоте, спирте, ацетоне. Хорошо растворим в иодистоводородной кислоте и растворах KJ с темно- бурой окраской, образуя вначале соединение KJs; однако концентрированный раствор KJ может растворять значительно большее количество иода, чем это следует по реакции KJ + J2 = KJ3 Мало вероятно, что при этом образуются полииодиды с еще более высоким содержанием иола; скорее всего К.1з как вещество, сходное с иолом, сильно повышает растворимость последнего. Важным является то обстоятельство, что вследствие непрочности KJ3 раствор иода в KJ ведет себя как раствор сво- бодного иода. Пары иода действуют разъедающе на слизистые оболочки. Иод плохой проводник тепла и электричества. Таблица 76 Растворимость иода в растворах йодистого калия Уд. в. при 7,9° Содержание в растворе, % Уд. в. при 7,99 Содержание в растворе, % KJ .Т KJ J. 1,0234 1,802 1,173 1,1382 8,663 7,368 1,0433 3,159 2,303 1,1637 10,036 8,777 1,0668 4,628 3,643 1,1893 11,034 9,949 1,0881 5,935 4,778 1,2110 11,893 11,182 1,1112 7.201 6,037 1,2293 12,643 12,060
Иод 157 Требования к продажному реактиву По ГОСТ 4159—48 препарат ч.д.а. должен содержать не менее 99,8% J2, препарат чистый—не менее 99,5%. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в J2 различных квали- фикаций: Примеси ч. д. а. ч. Нелетучие вещества.......................... 0,02 0,05 Хлор+бром (в пересчете на С1)............... 0,005 0,015 Приготовление 1. Для получения препарата квалификации чистый 6 вес. ч. продажного иода растирают с 2 вес. ч. СаО и 1 вес. ч. RJ и помещают смесь в тонкостенный стакан, находящийся на песочной бане. Сверху стакан покрывают часовым стеклом, на которое налито не- много воды. Прн нагревании иод возгоняется и оседает на часовом стекле в виде игольчатых кристаллов. Для лучшей очистки возгонку повторяют при возможно более низкой температуре и высушивают препарат над СаС12 в эксикаторе, шлиф которого смазан тальком, но не вазе- лином. Операцию можно проводить также в фарфо- ровой чашке, накрытой воронкой; еще удобнее пользо- ваться прибором с охлаждением проточной водой (рис. 28). Для успеха работы требуется возгонку вести медленно и повторять не один раз. Более простой способ очистки заключается в нагревании иода до плавления с 30%-ным раствором KJ в стакане, закрытом часовым стек- лом. После охлаждения кристаллическую лепешку иода, теперь совершенно свободного от С1, промывают, сушат в эксикаторе над H2SO4 и возгоняют, если необхо- димо, как указано в п. 1. Отработанный раствор KJ можно употреблять несколько раз. 2. 61\J К2СГ2О7 = 3Jg-|- Сг2Оз-41\2О Рис. 28. Прибор для возгонки иода. Для получения иода квалификации ч.д.а. в реторте с приемником нагре- вают смесь 1 вес. ч. высушенного и истертого KJ с 1,5—2 вес. ч. KoCr.jO? до прекращения выделения фиолетовых паров иода. Выход почти теоретический. 3. Регенерация лабораторных иодных остатков. Для получения иода квалификации чистый путем регенерации разработана следующая методика*. 2KJ + 2CuSO4 + Na2SO3 + Н2О = Cu2J2 + K2SO4 + 2NaHSO4 Cu2J2 + 8HNO3 = J2 + 2Cu(NO8)2 + 4NO2 + 4H2G НО г технического медного купороса растворяют в 6,50 мл горячей воды и по охлаждении добавляют 75 г технического Na2SO3 7Н2О. Полученного рас- твора достаточно для регенерации 50 г иода из лабораторных отходов. К раствору, содержащему под и его соединения, добавляют раствор CuSO4+Na2SO3 до прекращения выпадения осадка. Дают отстояться, отса- сывают, промывают осадок CuaJs пять раз водой и высушивают при 70—80е. Выделение иода следует проводить при накоплении достаточно большого коли- чества Cu2J2 и обязательно под тягой. Метод ИРЕА (И. И. Ангелов и А. А. Ильин).
158 Иод. Кадмий К 1 кгСиг12 добавляют 800 мл воды, хорошо перемешивают и через воронку с длинной трубкой, погруженной в жидкость, постепенно при взбалтывании приливают 1,46 кг технической HNOs уд. в. 1,4, не допуская вспенивания. Тщательно перемешивают жидкость, дают постоять 3—4 часа и затем сливают раствор с осадка иода. Последний перегоняют из реторты, нагреваемой на плит- ке. Перегнанный иод сушат в эксикаторе над СаС12 или H2SO4. Выход 600— 640 г (90—95%). ИОД ОДНОХЛОРИСТЫЙ Jodum monochloratum Iodine chloride Jodmonochlorid JC1 Мол. в. 162,37 Свойства JC1—красное кристаллическое вещество с резким запахом, известное в двух модификациях. Устойчивая а-моднфикацня имеет уд. в 3,86 и т. пл. 27,17е, неустойчивая ^-модификация имеет уд. в. 3,66 и т. пл. 13,92°. Т. кип. жидкого JC1 101,3°. JC1 растиорим в спирте, эфире, CCU. ледяной С113СООН и конц. соляной кислоте. Водой частично разлагается. Сильный окислитель. Приготовление Во взвешенную колбу помещают 220 г дважды возогианного иода и про- пускают (под тягой) хлоп до тех пор, пока привес не составит 62,5 г. Выход 282 г (около 100%) а-модификации. ИОД ТРЕХХЛОРИСТЫЙ Jodum trichloratum Jodine trichloride Jodtrichlorid JC13 Мол. в. 233,28 Свойства JC13—желтые ромбические кристаллы, уд. в. 3,11. Плавится при 101® (под давлением 16 атм), кипит при 77°, разлагаясь на JC1 и С12. Растворим в спирте и эфире, водой гидролизуется. Приготовление Во взвешенную колбу помещают 225 г дважды возогианного меда и пропус- кают хлор (тяга'.), изредка встряхивая колбу. Когда реакция почти прекратит- ся, продолжают хлорирование, нагревая колбу на водяной бане. Процесс за- канчивают когда привес колбы достигнет 185 г Колбу разбивают в вытяжном шкафу, препарат измельчают и переносят в банку с притертой пробкой. Последние операции следует проводить в противогазе. Выход 380 г (92%). КАДМИЙ Cadmium Cadmium Cadmium’ Cd Ат.в. 112,41 Свойства Cd—мягкий серебристо-белый блестящий металл, уд. в. 8,64. Т. пл. 321°, т. кип. 767°. Под действием воздуха кадмий быстро тускнеет, покрываясь плен-
Иод однохлористый и треххлористый. Кадмий азотнокислый 159- кой окислов, предохраняющих металл от дальнейшего окисления. Кадмий лег- ко растворим в HNOs, очень медленно растворяется в разбавленных серной и соляной кислотах. Требования к продажному реактиву По ТУ МХП 3324—52 и 3325—52 наибольшие количества допустимых при- месей (%) в металлическом кадмии (в палочках или гранулированном) различ- ных квалификаций: Примеси Свинец (РЬ) .................. Цинк (Zn) .................... Медь (Си) . .................. Железо (Fe) ................ ч. 0. а. ч. 0,02 0,05 0,01 0,05 0,01 0,02 0,003 0,01 Приготовление 1. Для очистки продажного кадмия электролизом палочку кадмия поме- щают в насыщенный раствор CdSO4 (ч.д.а.). Вторым электродом служит полос- ка платиновой горсти (можно применить платиновый шпатель). Кадмий являет- ся анодом, платина—катодом. Раствор подкисляют несколькими каплями H2SOa и ведут электролиз при напряжении 3—4 в и катодной плотности тока 0,01 а/см\ Электролит часто перемешивают, следя за тем, чтобы рыхлый оса- док Cd не вызвал короткого замыкания между электродами. По мере выделения кадмия его извлекают, промывают водой и сплавляют. 2. Для получения спектрально чистого металла* употребляют препараты высшей квалификации, а воду—только дважды перегнанную (бидестиллат). CdSC>4 (ч.д.а.) дважды перекристаллизовывают, отбирая первую фракцию, составляющую около 50%. Затем для осаждения РЬ и Zn концентрированный (50%-ный) раствор Cd SO4 настаивают в течение 3 дней с металлическим кад- мием, изредка подогревая раствор. Фильтруют, раствор выпаривают и кристал- лизуют. Кристаллы еще дважды перекристаллизовывают из бидестиллата,. после чего насыщенный при 25° раствор соли, подкисленный х.ч. H2SO4 до 0,2 н. содержания, подвергают электролизу при 3—3,5 в. Плотность тока 0,12 а/см2. Электродами служат полированные графитные пластины, помещенные в меш- ке из бязи. Выход 40% (от взятого для электролиза кадмия). Осажденный металл промывают бидестиллатом, сушат фильтровальной бумагой и сплавляют в закрытом фарфоровом тигле под слоем КОН (для уда- ления CdS). После охлаждения металлическую лепешку промывают 5—6 раз водой для удаления КОН. Металл вполне чист и содержит иногда лишь следы РЬ. КАДМИЙ АЗОТНОКИСЛЫЙ (НИТРАТ КАДМИЯ) Cadmium nitricum Cadmium nitrate Cadmiumnitrat Cd(NO3)2-4H2O Мол. в. 308,49 Свойства Cd(NO3)2-4H2O—бесцветные иглы или призмы, уд. в. 2,46, расплывающие- ся на воздухе. Т. пл. 59,3°. Полученная жидкость кипит при 132°, оставаясь совершенно прозрачной, пока не выкипит 75% имеющейся в ней воды. Легко- растворим в воде. Метод ИРЕА (Н. А. Петров).
160 Кадмий При осторожном обезвоживании при 75—80° (или в эксикаторе над H2SO4) переходит в безводный Cd(NO3), имеющий т. пл. 360°. При более высокой температуре разлагается с выделением CdO. Таблица 77 Р астворимость Cd(NO3)2 вводе Таблица 78 Относительные веса водных раствор ов Cd(NO3)2 ГС Cd(NO,)2 % Cd(NOj2 % Л8 d4 Cd(NO3)2 % .18 d4 Cd(NO.,)2 % Д8 d4 0 52,3 2 1,0154 14 1,1261 30 1,3124 30 58,4 4 1,0326 16 1,1468 35 1,3822 40 61,4 6 1,0502 18 1,1682 40 1,4590 59,5 76,6 8 1,0683 20 1,1904 45 1,5438 10 1,0869 25 1,2488 50 1,6356 12 1,1061 Требования к продажному реактиву По ГОСТ 6262—52 препарат ч.д.а. должен содержать не менее 99% Cd(NO3)2-4H»O, препарат чистый—не меиее 98,5%. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в Cd(NO3)2-4H2O раз- личной квалификации: Примеси ч.д.а. ч. Вещества, нерастворимые в воде............. 0,003 0,01 Хлориды (С1) .............................. 0,0005 0,001 Сульфаты (SO4)............... . ... 0,003 0,003 Щелочные и щелочноземельные металлы (в виде сульфатов) 0,1 0,2 Железо (Fe) . . . 0,0001 0,0005 Цинк (2п) . . . . . 0,002 0,005 Кроме того, препарат должен выдерживать испытание на отсутствие меди и свинца (Си++ и РЬ++). Для этого 5г препарата, взвешенных с точностью до 0,01 г, растворяют в 10 мл воды, раствор фильтруют, прибавляют 20 мл 25%-но- го раствора NH4OH (ч.д.а.) и перемешивают до растворения образовавшегося осадка. Полученный раствор при рассматривании в проходящем свете па фоне белой бумаги не должен иметь синего или голубого оттенка, а при рассматри- вании на черном фоне не должен иметь опалесценции или осадка. Для контроля ставят слепой опыт. При готовление Для получения препарата квалификации ч.д.а. разработана следующая методика*. В фарфоровую чашку наливают 20 мл воды и 50 мл HNO3 (х.ч., ул., в. 1,4) я постепенно вносят небольшими порциями 38 г металлического Cd (тягаГ). По окончании бурной реакции раствор нагревают при 70—80е до коагуляции Fe(OH)3 и других примесей. Фильтруют и упаривают раствор до тех пор, пока проба, взятая в пробирку, не станет закристаллизовываться при охлаж- дении водой. Тогда охлаждают, отсасывают выпавшие кристаллы, промывают их 5 мл воды и сушат при комнатной температуре. Выход 90—100 г (85—95%)- Метод ИРЕА (Н. А. Петров),
Кадмия окись. Кадмий сернокислый 161 КАДМИЯ ОКИСЬ Cadmium oxydatum Cadmium oxide Cadmiumoxyd CdO Мол. в. 128,41 Свойства CdO—коричневый неплавкий порошок уд. в. 8,15 или микроскопические кристаллы кубической системы. На воздухе постепенно белеет, притягивая СО2 и переходя в CdCO3. Около 900° диссоциирует, при 1813° возгоняется с разложением. Водородом восстанавливается до металла уже при 300°. Требования к продажному реактиву По ТУ МХП 3150—55 препарат ч.д.а. должен содержать не менее 99% CdO, препарат чистый—не менее 98,5% Наибольшие количества допустимых примесей (%) в CdO различных ква- лификаций: Примеси ч. 0. а. ч. Вещества, нерастворимые в соляной кислоте . 0,01 0,02 Хлориды (С1) ... 0,01 . 0,025 Сульфаты (SO4) . 11,01 0,02 Вещества, не осаждаемые IUS 0,4 0,8 Цинк (Zn) 0,005 0,01 Железо (Fe) 0,005 и, 02 Приготовление Следующие методы обеспечивают получение препарата квалификации ч.д.а. 1. К 5%-ному раствору Cd(NO3)2 (чистый) прибавляют немного NH«OH (ч.д.а.) и осаждают избытком (NH4)2CO3 (чистый). Выпавший СбСОз пять раз промывают большими количествами воды (декантация), фильтруют через глад- кий фильтр, тщательно промывают и высушивают прямо на фильтре. Высушен- ный CdCO3 снимают с фильтра (для предохранения от попадания волокон бу- маги приставшую к фильтру часть порошка оставляют), истирают и прокали- вают в электрической печи при 500—600° в платиновом тигле до постоянного веса. 2. Сушат C.d(NOs)2-4H2O (ч.д.а.) сначала на водяной, а затем на песочной бане, постепенйо повышая температуру, до полного прекращения выделения окислов азота. Остаток растирают и прокаливают при 500 600 КАДМИЙ СЕРНОКИСЛЫЙ (СУЛЬФАТ КАДМИЯ' Cactrhium sulfiiricum Cadmium ->ulfate Cadmiumbulfat CdSO4-8/3H2O Мол. в. 256,52 Свойства CdSO4-8/3H2O -большие бесцветные моноклинические кристаллы уд. в. 3,1, легко растворимые в воде (табл. 79) и нерастворимые в спирте. При 100° теряет только 1 молекулу кристаллизационной воды, остальные—при слабом калении. Уд. в. безводной соли 4,7. Т. пл. 1000°. 11 11 Чистые химические реактивы
162 Кадмий Растворимость CdSO4 в воде Таблица 79 f°C Cd SO , % rc ((ISO, % ГС Cd SO, % 0 43,0 40 44,0 85 39,6 15 43,2 60 45,0 100 37,7 20 43,4 74 46,7 112 37,0 Таблица Uh Относительные веса водных растворов CdSO4 CdSO, о/ d’8 4 CdSO4 % 18 a i CdSO4 % 18 d 4 2 1,0182 12 1,1250 25 1,2940 4 1,0383 14 1,1485 30 1,3714 6 1,0590 16 1,1729 35 1,4551 8 1,0803 18 1,1982 40 1,5470 10 1,1023 20 1,2243 Требования к продажному реактиву Наибольшие количества допустимых примесей личных квалификаций (по ГОСТ 4456—48): (%) в CdSO4-8/3H»( > ра Примеси X. ч. ч. 0. а. ч Вещества, нерастворимые в воде . . Щелочные и щелочноземельные ме- 0.003 0,005 0,01 таллы (в виде сульфатов) 0,05 0,1 0,2 Цинк (Zn) 0,005 0,01 0,02 Алюминий (А1) 0,02 0,05 0,1 Хлориды (С1) 0.002 0,005 0,01 Свинец (РЬ) 0,01 0,02 0,05 Медь (Си) . . 0,002 0,005 0,01 Железо (Fe) 0,0002 0,0005 0,002 Таллий (Т1) . 0,005 0,01 0,02 Мышьяк (As) 0,00005 0,0001 0,0002 Азот общий (в пересчете на N) 0,002 0,004 0,006 Приготовле ни е Препарат квалификации ч.д.а. можно получить следующими способами 1. В раствор 8 мл H2SO4 (х.ч., уд. в. 1,84) в 50 мл воды вносят 15 г грану .лированного кадмия и по каплям приливают 3 мл HNO3 {чистая, уд. в. 1,4)*. Смесь нагревают при 70° до прекращения растворения металла; при этом она должна показывать нейтральную реакцию на конго красный. Часть кадмия должна остаться нерастворенной. К раствору добавляют 0,5—1 г CdCO3, для осаждения примеси Fe+++, нагревают еще 5—10 мин. и фильтруют. Фильтрат слабо подкисляют HgSOa, выпаривают под тягой досуха, под конец перемешивая. Сухие кристаллы рас- * Вместо HNO, можно применить 10 мл .40%-ной Н,О.,.
Кадмий углекислый 163 гирают в ступке и прокаливают для удаления* паров HNO3. Охлаждают при перемешивании и добавляют на каждые 100 г продукта 23 мл воды и 3,5 мл спирта. Тщательно размешивают, отсасывают кристаллы CdSO4-8/3H2O, про- мывают спиртом и сушат в теплом месте. Выход 21 г (около 60%). 2. В раствор 100 г CuSO4- 5Н2О в 300 мл горячей воды подвешивают на мед- ной проволоке пластинку металлического кадмия весом 60 г и дают раствору стоять при 80—90° около 2 суток до полного исчезновения голубой окраски. Изредка раствор перемешивают, счищают выдел ившуюся медь с кадмиевой пластинки и добавляют воду взамен испарившейся. Раствор оставляют стоять еще на 3 суток. Когда будет заметно побурение раствора (от примеси Fe+++), фильтруют, добавляют, к фильтрату 1 мл 30%-ной Н2О2 и нагревают до выпа- дения Fe(OH)3. К смеси добавляют 1 г активированного угля и через несколько минут фильтруют. Раствор нагревают до 80—90е с небольшим количеством металлического Cd и снова фильтруют. Фильтрат упаривают до кашицеобраз- ного состояния, под конец перемешивая, охлаждают, кристаллы отсасывают и промывают 1—2 мл воды. Выход 60—65 г. КАДМИЙ УГЛЕКИСЛЫЙ (КАРБОНАТ КАДМИЯ) Cadmium carbonicum Cadmium carbonate Cadmiumcarbonat CdCO3 Мол. в. 172,43 Свойства CdCOs—белый порошок уд. в. 4,238. Нерастворим в воде, легко растворим в кислотах. При температуре прокаливания около 500L разлагается с выделе- нием СО2 и переходит в CdO. Требования к продажному реактиву По ГОСТ 6261—52 препарат ч.д.а. должен содержать не менее 98% ( dCO3. препарат чистый—не менее 97%. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в CdCO3 различных квалификаций: Примеси ч. д. а. ч. Вещества, нерастворимые в соляной кислоте 0,01 0,02 Хлориды (С1) 0,01 0,03 Сульфаты (SO4) 0,01 0,02 Щелочные и щелочноземельные металлы (в виде сульфатов) 0,5 1,5 Цинк (Zn) . 0,005 0,01 Железо (Fe) 0,005 0,01 Азот общий (в пересчете на N) 0,1 0,1 Свинец (РЬ) 0,025 0,05 Кроме того, препарат должен выдерживать испытание на отсутствие меди. '(ля этого 5 г препарата смачивают 5 мл воды и прибавляют 10 мл соляной * В случае применения HSOS выпаривание досуха и прокаливание излишни. Раствор упаривают до появления кристаллической плеики и подкисляют H2SO, до кислой реакции по метиловому красному. По охлаждении приливают 20 мл спирта, перемешивают, отсасывают выпавшие кристаллы и сушат при 30°. II*
164 Кадмий кислоты уд. в. 1,12. После растворения прибавляют 20 мл 25%-ного аммиака При рассматривании в проходящем свете на белом фойе раствор над осадком не должен иметь голубого оттенка. Для сравнения ставят слепой опыт. Приготовление Для получения препарата квалификации ч.д.а. разработана следующая методика*. К нагретому до кипения раствору 275 г Сб5О4-8/зН2О (х.ч.) в 800 мл воды добавляют тонкой струей при механическом перемешивании подогретый до 45—50° раствор 200 г (NH4)2CO3 (ч.д.а.) в 1 л воды. Дают отстояться и промы- вают осадок CdCO3 декантацией горяче.й дестиллированной водой 30—40 раз. При последних промываниях к воде следует добавлять немного (NH4)2CO3, иначе осадок отстаивается чрезвычайно медленно. Дают осадку отстояться, промывают его еще 2 раза горячей водой, отсасывают и высушивают в тече- ние 3 час. при 120—450°. Выход 175—180 г. КАДМИЙ УКСУСНОКИСЛЫЙ (АЦЕТАТ КАДМИЯ) Cadmium aceticum Cadmium acetate Cadmiumacetat Cd(CH3COO)2-2H,0 Мол. в. 266,53 Свойства Cd(CH3COO)2-2II2O—большие прозрачные моноклинические кристаллы, уд. в. 2,009. Очень легко растворим в воде, нерастворим в эфире; во влажном воздухе расплывается. Безводный Сй(СНзСОО)з имеет уд. в. 2,341 и т. пл. 255°. Требования к продажному реактиву По ГОСТ 5824—51 препарат ч.д.а. должен содержать не менее 99,5% Cd(CH3COO)s-2Н2О, препарат чистый—не меисс 08SJ/o . Наибольшие количества допустимых примесей (%) в C.dlCI 13СОО),-2Н20 различных квалификаций: Примеси ч. д. а. ч. Вещества, нерастворимые в воде . 0,003 0,005 Вещества, не осаждаемые сернистым аммонием (в виде сульфатов) 0,05 0,2 Цинк (Zn) . 0,005 0,01 Хлюминий (А!) 0.005 0.01 Хлориды (С1) 0,002 0,005 Сульфаты (SO4) 0,005 0,01 Железо (Fe) 0,0005 0,0012 Азот общин (в пересчете на N) 6,002 0,004 Препарат должен выдерживать испытания па отсутствие свинца, висмута и меди (РЬ++, Си++ и В1+++). 5 г препарата взвешивают с точностью до 0,61 г, помещают в коническую колбу емкостью 50 мл, растворяют в 10 мл воды и при- бавляют 0,5 мл 30%-ной СНзСООН. Раствор фильтруют, к фильтрату прибав- ляют 10 мл 25%-ного NFUOH и выдерживают 5 мин. Метод ИРЕА (Е. М. Малаховская)-
Кадмий уксуснокислый и хлористый 165 Препарат считают соответствующим стандарту, если испытуемый раствор при рассматривании в проходящем свете на фоне белой бумаги не имеет синего или голубого оттенка, а при рассматривании на черном фоне не имеет опалес- ценции. Для сравнения применяют профильтрованный раствор: 5 г препарата в 20 мл воды, подкисленной 0,5 мл СНцСООН. Приготовление 1. Для получения препарата квалификации х.ч. разработана следующая методика*. В 85 мл нагретой до 60—70е 30%-ной СН3СООН (х.ч.) вносят небольшими порциями 29 г CdO. В конце, растворения необходимо тщательное перемешива- ние. Нагревают 30—40 мин., фильтруют через плотный фильтр и упаривают** раствор при 70—80° до уд. в. 1,61—1,62. Густую жидкость перемешивают стек- лянной палочкой и оставляют до следующего дня. Выпавшие кристаллы от- сасывают, промывают небольшим количеством холодной воды и сушат на пер- гаменте при комнатной температуре. Выход 42—55 г (70—90%). 2. Для получения препарата квалификации чистый в профильтрованный раствор 70 г РЬ(СН3СОО)2-ЗН2О (чистый) в 400 мл воды добавляют 6 мл ле- дяной СН3СООН (х.ч.) и 30 г металлического кадмия. Смесь нагревают при перемешивании до 30—40°. Конец реакции определяют пробой с H2SC>4 (к 5 мл раствора добавляют 5 мл H2SC>4, уд. в. 1,11—в течение 30 мин. не должно появляться мути или осад- ка PbSOa). Раствор фильтруют, фильтрат выпаривают до уд. в. 1,77 и кристал- лизуют, как описано в методе 1. Выход около 45 г (90%). КАДМИЙ ХЛОРИСТЫЙ (ХЛОРИД КАДМИЯ) Cadmium chloratum Cadmium chloride Cadmiumchlorid С в о ii с 1 в а CdCL 2,51 СО Мол. в. 228,36 Безводный CdCl2 представляет собой белую массу уд. в. 4,05. Т. пл. 568°, т. кип. 964°. Легко растворим в воде, немного растворим также в метиловом и этиловом спиртах. Гидрат CdCl2 2,5Н2О—моноклинические кристаллы, уд. в. 3,33. При 33,8° CdCl.2-2,5H2O переходит в CdCl2-2H2O; ниже—5,6° устойчив тстрагидрат CdCl2.4II2O. Таблица 81 Раствори мость CdCl2 в воде. /°C CdCL % ~ t’C CdCL % ' t с CdCL. % ' —7 13,5 10 51,6 61 57,9 -н 47,6 19 52,6 82 58,8 4 6 49,7 25 52,9 * Метод ИРЕА (Н. А. Петров). ** Cd(CHaCOO)3 весьма склонен к образованию пересыщенных растворов. Поэтому при окончании выпаривания всегда следует проверить «кристаллизуемость» раствора—проба жидкости, помещенная на часовое стекло, должна закристаллизовать- ся в течение 15 мин.
166 Кадмий Таблица 8> Относительные веса водных растворов CdCl2 CdCI, % я20 d4 CdCI. % CdCL % ' 4 2 1,0159 14 1 ,1324 30 l ,3273 4 1,0339 16 1,1540 35 1 ,4010 6 1,0524 18 1,1762 40 1 ,4833 8 1,0715 20 1 ,1992 45 1,5748 10 1,0912 25 1,2604 50 1,6762 12 1,1115 Требования к продажному реактиву Наибольшие количества допустимых примесей (% ) н CdCl2-2,5H^Q различ ных квалификаций (по ГОСТ 4330—48): Примеси X. ч. ч. д. а. ч. Вещества, нерастворимые в воде 0,003 0,005 0,01 Азот общий (в пересчете на N) 0,001 0,002 0,005 Щелочные металлы (в виде сульфатов) 0,05 0,1 0,2 Сульфаты (SO4) 0,005 0,01 0,02 Свинец (РЬ) 0,01 0,02 0,05 Медь (Си; 0,002 0.005 0,01 Цинк (Zn) . 0.005 0,01 0,02 Алюминий (А1) 0,02 0.05 0,1 Мышьяк (As) 0.00005 0,0001 0,0002 Железо (Fe) 0,0001 0,0002 0,001 Таллий (Т1) 0,02 0,03 0,05 Приготовление 1. В фарфоровую чашку помещают 30 мл соляной кислоты (чистая, уд. в. 1,19) и вносят небольшими порциями 12 г гранулированного Cd (тяга!) Когда реакция прекратится, нагревают не выше 40—60°, сливают раствор с оставшегося металла, добавляют к раствору 2—3 мл 3?4>-ной Н2О2, кипятят и нейтрализуют свободную кислоту небольшим избытком CdCO3. Раствор нагре- вают до 80—90°, дают отстояться и отфильтровывают осадок CdCO3 и Fe(OH)s. Фильтрат подкисляют соляной кислотой (ч.д.а.) до слабо кислой реакции на конго красный, упаривают до появления кристаллической пленки и охлаж- дают до 15—20°. Выпавшие кристаллы отсасывают и сушат при температуре не выше 33°. Если препарат получился не чисто белого цвета, то его перекри сталлпзовывают из воды. 2. Для получения безводного CdCl2 смешивают концентрированные рас творы 53,5 г Ь1Н4С1 (чистый) и 228 г CdCl2-2,5H2O (чистый). Смесь выпаривают, выпавшие белые игольчатые кристаллы двойной соли CdCl2 NH4C1 отсасыва- ют, высушивают в эксикаторе над H2SO4 и нагревают при 600° в токе сухого хлористого водорода до прекращения выделения NH4C1. Оставшийся расплав- ленный CdCl2 по охлаждении застывает в кристаллическую массу.
1\амш азотистокислый. 167 КАЛИЙ АЗОТИСТОКИСЛЫЙ (НИТРИТ КАЛИЯ; Kalium nitrosum Potassium nitrite Kaliumnitrit KNO., Мол. в. 85,108 С во Яства KNO2—белая обычно поступает в виде из воздуха влагу и расплывается. Совершенно чистый KNO2 не гиг- роскопичен. Т. пл. 441°. Очень аегко растворим в воде. Нерас- творим в 94—100%-ном этило- вом спирте; в разбавленном спир- те растворим. Нерастворим в аце- тоне, мало растворим в метило- вом спирте. Водный раствор имеет щелочную реакцию. Насы- щенный водный раствор KNO, кипит при 132°. < волокнисто-кристаллическая масса, уд. в. 1,92; в продажу белых или слегка желтоватых палочек. Притягивает Таблица 83 Растворимость KNO2 в воде* ГС KNO, % ГС KNO., % 0 73,65 60 77,75 20 75,41 80 78,98 40 77,0 98 80,35 Таблица 84 Относительные веса водных растворов KNO» KNOa % ,17,5 d4 KNO. % if KNO, % 1 1,005 14 1,088 45 1,329 9 1 ,011 16 1 ,102 50 1 ,378 4 1,024 18 1,116 55 1 ,430 6 1,036 22 1 ,144 60 1,484 8 1,049 26 1,172 65 1,540 10 1 .062 30 1,203 70 1,598 12 1,075 35 1,242 40 1,284 1ребования к продажному реактиву По ГОСТ 4144—48 препарат х.ч. и ч.д.а. должен содержать не менее 90% KNO2, а препарат чистый—не менее 85%. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в KNO2 различных квалификаций: Примеси Вещества, нерастворимые в воде . . Хлориды (С1) . Сульфаты (SO4).................. Тяжелые металлы сероводородной группы (в пересчете на РЬ) Железо (Fe) .............. X. ч. ч. д- а. ч. 0,003 0,005 0,01 0.005 0,01 0,02 0,005 0,01 0,02 0,0002 0,0005 0,001 0,0002 0.0004 0,001 А. В. Р а к о в с к и й и Д. С. С л а в и и а, Изв. ИРЕА, 11. 20 (1930).
168 Калий Приготовление 1. Высокопроцентный препарат, содержащий только небольшую примесь серебра (в виде комплексного иона Ag(NO2)^“], может быть получен по следую- щему методу * •*. К тонкой суспензии AgNO2 постепенно при перемешивании прибавляют теоретическое количество КС1 (чистый). Под конец лучше оттитровывать AgNO2 разбавленным раствором КС1, пока реакционная смесь не перестанет содержать Ag+ и CI—. Смесь фильтруют, выпаривают фильтрат в вакууме (200 мм рт. ст.) досуха и перекристаллизовывают продукт из воды. В первой фракции кристаллов содержится 99,66% I\NO2, 0,32% Н2О, 0,007% Ag+ и не содержится SO4 2. Для получения больших количеств препарата 80%-ной чистоты рекомен- дован следующий способ. Раствор KNO3 обрабатывают в течение 2 час. при нагревании на водяной бане избытком губчатого свинца [полученного действием Zn на раствор РЬ(СН3СОО)2]. На 1 ч. KNO3 берут 2 ч. РЬ. По окончании процесса в раствор пропускают струю чистого СО2 для осаждения свинца. Раствор фильтруют, фильтрат упаривают до консистенции масла и, отделив кристаллы KNO3, обрабатывают масло 90%-ным спиртом до прекращения выпадения кристаллов KNO3. Последние отсасывают и фильтрат упаривают на водяной бане. По охлаждении кристаллы KNO2 отсасывают и сушат в вакуум-эксикаторе. Пре- парат свободен от С1—, SOJ' и тяжелых металлов, но содержит всего 80% KNO2 (остальное KNO3). Выход 60%. 3. Для получения в больших количествах препарата реактивной чистоты, исходя из технического NaNO2, разработана*® следующая методика, основанная на равновесной реакции К2со3 + 2NaNO2 2KNO2 + Na2CO3 и различной растворимости образующихся I\NO2 и Na2CO3. Вначале перекристаллизацией технических продуктов получают NaNO? и К2СО3 квалификации ч.д.а. или х.ч. и точно определяют их процентное со- держание. Наилучшие результаты получаются при применении 4%-ного из- бытка NaNO2 против вычисленного по уравнению количества. К нагретому раствору 1200 г К2СО3 (в расчете на 100%-ный) в 1100 мл воды приливают горя- чий раствор 1248 г NaNO2 (в пересчете на 100%-ный) в 1340 мл воды, после че- го жидкость упаривают на водяной бане, при перемешивании, до уд. в. 1,47 при 70° (или 1,5 при 20°). Время от времени выпадающие кристаллы гидратов Na2CO3 вычерпывают, отсасывают и фильтраты присоединяют к основному раствору. , По охлаждении жидкости отделяют кристаллы Na2CO3-10H2O и подвер- гают фильтрат вторичному упариванию до уд. в. 1,62 (при 20°); теперь при охлаждении выпадает уже KNO2, загрязненный Na.2CO3 и требующий перекри- сталлизации. Последовательным упариванием маточников выделяют еще не- сколько фракций кристаллов квалификации х.ч. и ч.д.а. После просушки при 60—70° при частом перемешивании препарат, быстро охладив, переносят в банку с притертой пробкой. Выход около 1,5 кг KNO2. Метод дает хорошие результаты только при работе с большим количеством реактивов. * Д. С. Славина, Изв. ИРЕА, 10, 21 (1930). •* Е. А. Никитина, ЖПХ, 6, 12 (1933); Реакт. и преп., стр. 159.
Палий азотнокислый 169- КАЛИЙ АЗОТНОКИСЛЫЙ (НИТРАТ КАЛИЯ, КАЛИЕВАЯ СЕЛИТРА) Kalium nitricum Potassium nitrate Kaliumnitrat Kalisalpeter KNO:1 Мол. в. 101,108 Свойства Бесцветные, прозрачные, устойчивые на воздухе призматические кристаллы ромбической системы, уд. в. 2,10, легко растворимые в воде и разбавленном спир- те и почти нерастворимые в абсолютном спирте. При 334° плавится в подвиж- ную жидкость, которая при дальнейшем нагревании разлагается с выделением кислорода п образованием KNOs. Таблица 85 Растворимость KNO3 в воде t'C KNO, % t°c KNO;, % rc KNO % - 3 11,0 30 31 ,5 70 58,0 и 11,6 40 39,1 80 62,8 + 10 17,7 50 46,2 90 67,1 20 24,1 60 52,5 100 71,1 Таблица 86 Относительные веса водных рас т в о p о в KNO3 KNO-, .20 d4 KNO, ,,20 KNO, d20 % % “4 % a4 1 1,0045 7 1,0429 16 1,1039 2 1,0108 8 1,0494 18 1 ,1181 3 1.0171 9 1,0560 20 1,1326 4 1,0234 10 1 ,0627 22 1,1473 5 1,0299 12 1,0762 24 1,1623 6 1,0363 14 1,0899 Таблица 87' Раствор И М О С Т Ь KNOs в водном этилов ом спирте при 15е Спирт % вес. KNO„, % Спирт % вес. KNO;,, % Спирт % вес. KNO. % 10 13,2 40 4,3 60 1,7 20 8,5 50 2,8 80 0,4 30 5,6
Калий Гребования к продажному реактиву По ГОСТ 4217—48 препарат должен содержать не менее 99,8% KNO3. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в KNO3 различных ква- лификаций: Примеси эс. ч. ч. 9. а. ч. Вещества, нерастворимые, в воде 0,004 0,005 0,01 Хлориды (С1) 0,0005 0,001 0.002 Хлораты и перхлораты (в пересчете на С1) 0,001 0,002 0,005 Сульфаты (SO4) 0,005 0,01 0,02 Тяжелые металлы сероводородной груп- пы (в пересчете на РЬ) 0,0003 0,0005 0,001 Железо (Fe) 0,0005 0,0008 0,001 Кальций и магний (в виде СаО и MgoPoO?) 0,005 0,01 0,02 Фосфаты (РОД . .... 0.0005 0,001 0,001 Нитриты (МО2) 0,0001 0,0005 0,001 Иодаты (ЗОз) ... 0,001 0,002 0,004 Приготовление Чистый препарат легко получается перекристаллизацией технической ка- лиевой селитры. Для этого растворяют 100 г селитры в 80 мл горячей воды, фильтруют через складчатый фильтр и охлаждают при перемешивании. Кристал- лы отсасывают и высушивают. При использовании маточных растворов мож- но добиться выхода 97%. Для удаления примеси Fe+ + + к раствору перед фильтрованием добавляют 0,1 г чистого К2СО3 и кипятят. Несколько сложнее удалить примесь KNO2, если таковая имеется. Для этой цели к раствору 400 г KNO3 в 900 мл воды добавляют 20 мл HNO3 (уд. в. 1,4) и приливают по каплям раствор КМпО4 до неисчезающей красной окраски. Добавлением 2—3 капель раствора щавелевой кислоты разрушают эту окрас- ку п для осаждения содержащегося теперь в растворе Мп++ прибавляют КгСО3 до слабощелочной реакции. Отфильтровывают осадок МпСО3, осторожно ней- трализуют фильтрат HNO3 до нейтральной реакции и упаривают до образования кристаллической пленки. Дальнейшие операции проводят, как указано выше. КАЛИЙ БРОМИСТЫЙ (БРОМИД КАЛИЯ) Kalium bromatum Potassium bromide Kaliumbromid KBr Мол. в. 119,016 Свойства KBr—бесцветные, блестящие кубические кристаллы уд. в. 2,756, устой- чивые на воздухе. Т. пл. 728°, т. кип. 1380°. Хорошо растворим в воде, трудно— в спирте (0,5%). Водные растворы имеют нейтральную реакцию. Таблица 88 Растворимость КВг в воде (°C КВг % ,с КВг % /°C КВт % 0 34,5 40 43 ,2 100 51,2 10,5 38,1 60 46,2 140 55,4 20 39,4 80 48.8 180 59,0
Калий бромистый 171 Таблица 89 О т н о с ительные веса водных растворов КВг КВг % КВг % .20 d4 КВг о/ '° 1 1,0054 12 1,0903 24 1.1980 2 1,0127 14 1,1070 26 1,2178 4 1,0275 16 1 ,1242 28 1,2383 6 1,0426 18 1,1419 30 1,2593 8 1,0581 20 1,1601 35 1,3147 10 1,0740 22 1 ,1788 40 1,3746 Требования к продажному реактиву По ГОСТ 4160—48 препарат ч.д.а. должен содержать не менее 99% КВг, препарат чистый—не менее 98%. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в КВг различных ква- лификаций: Примеси «. д. а. ч. Вещества, нерастворимые в воде........... 0,005 0,02 Броматы (ВгОз)................. 0,001 0,005 Сульфаты (SO4) ................ • 0,002 0,01 Азот общий (в пересчете на N) . . 0,001 0,002 Барий (Ва) . . ... . 0,002 0,008 Кальций (Са) . . . ................ 0,002 0,01 Магний (Mg)........................ 0,00] 0,005 Тяжелые металлы группы IL>S (в пересчете на РЬ) 0,0002 0,001 Железо (Fe) .... .................. 0,0002 0,001 Хлориды (С1) . ............ 0,2 0,8 Йодиды (J) ... . . . 0,05 0,05 Препарат должен также выдерживать испытание на нейтральность водного раствора. Растворяют 5 г препарата в 30 мл воды и делят раствор пополам.^От добав- ления 1 капли 1%-ного спиртового раствора фенолфталеина к одной половине раствора не должно появляться розовой окраски. При добавлении к другой части раствора 1 капли 0,1%-ного раствора метилового оранжевого также не должно появляться розового окрашивания. Приготовление 1. К нагретому до кипения раствору 150 г технического К2СО3 в 150 мл воды добавляют понемногу при перемешивании 50%-ный раствор технического FeBr3 (уд. в. 1,42) до тех пор, пока проба жидкости не перестанет окрашиваться в красный цвет от фенолфталеина. Для удаления сульфатов добавляют разбав- ленный раствор 3—4 г Ва(ОН)2-8Н2О (чистый). Количество Ва(ОН)2 контро- лируется тем, что проба отфильтрованного раствора не должна давать осадка ни с Ва(ОН)2, ни с 2 и. H2SO4. К смеси добавляют КОН до слабощелочной реакции на фенолфталеин и дают отстояться. Смесь фильтруют, осадок дважды промывают водой и фильт- рат вместе с промывными водами упаривают до уд. в. 1,4. Раствор вновь фильт Руют через двойной фильтр и упаривают до Vs объема, затем охлаждают, вы- павшие кристаллы отсасывают, промывают водой и высушивают при 120'. Выход 100 г.
172 Калий 2. Для получения препарата, почти свободного от С.1 , разработана сле- дующая методика*. К насыщенному (38%) раствору препарата, содержащего 0,8—1,2% С1 , приливают концентрированную (40—48%) бромистоводородную кислоту. Вы- падающие кристаллы быстро отсасывают и высушивают. Содержание С1 ' в препарате не превышает 0,09—0,15%. Трехкратная очистка таким методом позволяет получить препарат с содержанием С1~ менее 0,005%. КАЛИЙ БРОМНОВАТОКИСЛЫЙ (БРОМАТ КАЛИЯ) Kalium bromicum Potassium bromate Kaliumbromat КВгОз Мол. в. 167,016 Свойства KBrOs—бесцветные ромбоэдрические кристаллы уд. в. 3,24. При 434° плавится с разложением на КВг и Ог- Сухой КВгОз может вызвать воспламе- нение некоторых органических веществ (спирта, глицерина и др.). Растворим в воде, мало растворим в спирте. Насыщенный водный раствор кипит при 104' . Таблица 90 Растворимость КВгО, в воде r J " с О т н о с и т е л ь и Таблица 91 нс веса водных ("С КВгО. ГС КВг(). растворов КВгОз % % КВгОз <Й° КВгОз % ] 3,0 4.6 6,5 7,4 8,7 в а н и я 40 % 1 1 7 % 10 20 25 30 Требс 50 60 80 100 п р о д а - 14,9 , 18,5 * 25,4 33,3 ' иному реактив) 1,0056 1,0131 1 ,0206 4 5 1,0282 1,0359 Ио ГОСТ 4457—48 препарат х.ч. и ч.д.а. должен содержать КВгО3 не ме- нее 99.8%. препарат чистый не менее 99,5%. Наибольшие количества допустимых примесей ("и) в КВгО3 различных, квалификаций: Примеси X. ч. >(. d. а. ч. Вещества, нерастворимые в воде . . 0,002 0,005 0,01 Бромиды (Вг) 0,005 0,02 0,04 Сульфаты (SP4) ...... 0,003 0,005 0,01 Хлориды и хлораты (в пересчете па С1) . '0,03 Тяжелые металлы группы H2S (в пересчете 0,05 0,1 на РЬ) . . . . . ... 0,0005 0,0005 0,001 Железо (Fe) .... 0,0002 0,0005 0,001 Препарат должен выдерживать испытания на нейтральность водного раствора. 5г препарата растворяют в 60 мл воды; прибавление к раствору 2 капель 1%-ного раствора фенолфталеина не должно вызывать розовой окраски; от 1 капли 0,1 н. едкой щелочи должна появиться розовая окраска. (Необходимо- вводить поправку на взятое количество воды.) Н. А. Петров, и А. А. Ильин. Изв. ИРЕА, 16. 14 (1939).
Калий бромноватокислый. Калия гидрат окиси 173 Приготовление 1. Для получения препарата реактивной чистоты разработана следующая методика*, основанная на реакции: 12КОН + Br2 + 5С12 = 2КВгО8 + ЮКС1 + 6Н2О В большой фарфоровый стакан наливают 1050 мл профильтрованного рас- твора КОН (техн.), уд. в. 1,32, что соответствует 450 г КОН, и из капельной воронки с трубкой, доходящей до дна стакана, очень медленно, при постоянном помешивании, приливают ПО г брома. Затем раствор насыщают хлором, при- чем окончание насыщения определяют следующим образом: 10 мл жидкости разбавляют 10 мл воды, кипятят до полного удаления Вг2 и С12 (иодокрахмаль- ная бумажка ,нс должна синеть в парах жидкости) и добавляют фенолфталеина (не должно быть покраснения). Раствор охлаждают до 15°, отделяют выпавшую смесь кристаллов КВгО3 и КС1 (300—350 г) и размешивают их со 150 мл воды в течение нескольких часов. Кристаллы отсасывают и повторяют промывку, взяв на этот раз 100 мл воды. После вторичного отсасывания получают 200— 240 г сырого КВгО3; для перекристаллизации его растворяют в 1 л горячей воды, фильтруют, упаривают до появления кристаллической пленки и охлаж- дают. Выделившиеся кристаллы (около 150 г) вторично перекристаллизовыва- ют из 800 мл воды. Полученные теперь кристаллы высушивают при 80—85°; выход 100—125 г. Из маточных растворов от первой и второй кристаллизации можно получить.при упаривании еще некоторое количество менее чистого пре- парата. 2. Чистый KBrt)3 можно получить электролизом горячего (50—70 ) рас твора, содержащего 450 г)л КВг (чистый). Катодом служит перфорированная пластина из нержавеющей стали, анодом—ряд платиновых проволок, укреплен- ных при помощи эбонитовых прокладок на расстоянии 5 мм от катода. Сна- чала при электролизе образуются КОН и Вг2, которые далее реагируют между собой. 2КОН + Вг2 = КВгО + КВг + Н2О ВгО~ + 4ОН~ — 4е------» ВгО~ + 2Н2О Катодная плотность тока 0,4—0,5 а/см"‘ анодная—1 а!см'2. Выход по току составляет 73—78% (расход энергии 4,5—5 квт-ч на 1 кг КВгОз). Выпавшие кристаллы КВгОз содержат 3—4% КВг. Кристаллы отсасывают и промывают, беря на 400 г соли 1,5 л дестиллированной воды. При этом получается 360 . более чистого препарата с содержанием 99,7% КВгО3 и 0,3% КВг. Для оконча- тельной очистки препарат перекристаллизовывают, как указано в п. 1. КАЛИЯ ГИДРАТ ОКИСИ (ГИДРООКИСЬ КАЛИЯ, ЕДКОЕ КАЛИ) Kalium hydricum Potassium hydroxide Kalium hydroxydatum Caustic potash Kalium oxydatum hydricum Kalium causticum KOH Мол. в. 56.108 Свойства Kalium hydroxyd Kaliumhydrat Aetzkali KOH- белая, просвечивающая, чрезвычайно едкая кристаллическая мас- са ромбической системы, уд. в. 2,04, т. пл. 360,4° (безводн.), т. кип. 1324°. Жадно поглощает из воздуха влагу и СО2, расплываясь при этом и переходя в К2СОз- Свойства твердого КОН, как осушителя, можно характеризовать сле- Рсакт. л преп., стр. 171
174 Калий дующими данными. Упругость паров Н2О над КОН при комнатной температуре составляет 0,002 мм рт. ст. Воздух, просушенный пропусканием через твердый КОН, содержит при 25° 0,002 мг!л, а при 50° 0,007 мг!л Н2О. В воде растворим чрезвычайно легко ссыльным разогреванием. КОН не рекомендуется хранить в банках с притертыми пробками, так как последние быстро «заедает». Рас творим ость КОН в воде Таблица 92 ГС 1 КОН 1 % 1 ,-с КОН % (°C КОН % —9 48,1 32» 56,7 110 66,4 +8,8 50,5 33 57,0 134,6 70,2 15 51,7 49 58,5 143,0 75,7 22,5 53,4 88,5 62,5 Таблица 93 Относительные веса водных ра створов КОН КОН d15 кон ,Д5 КОН .15 % % % % d4 1 1,0083 10 1,0918 28 1,2695 2 1,0175 12 1 1108 32 1,3117 3 1,0267 14 1,1299 36 1,3549 4 1,0359 16 1,1493 40 1,3991 5 1,0452 18 1,1688 45 1,4558 6 1,0544 20 1,1884 51 1,5269 8 1,0730 24 1,2285 Требования к продажному реактиву По ГОСТ 4203—48 препарат х.ч. и ч.д.а. должен содержать не менее 82% едкого кали (КОН), а препарат чистый—нс менее 80%. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в КОН различных ква- лификаций: Примеси X. ч. ч. д. а. ч. Хлориды (С1) 0,005 0,01 0,025 Сульфаты (SOa) . ..... 0,005 0,01 0,03 Кремнекислота (SiO2) 0,01 0,02 0,1 Фосфаты (РОа) . 0,003 0.005 0,01 Азот общий (в пересчете на N) 0,001 0,001 0,001 Железо (Fe) 0,0005 9,001 0,002 Тяжелые металлы сероводородной группы (Ag) 0,003 0,003 0,003 Кальций (Са) 0,006 0,012 0.03 Поташ (К2СО3) . . . 1 2 4 Вещества, осаждаемые аммиаком (А 12О3, Fe2O3) 0,0! 0,02 0,1
Калий двухромовокислый 175 Приготовление При всех работах с крепкими растворами щелочи или расплавленными ще- лочами следует защищать глаза плотно прилегающими (автомобильными) очками или стеклянным экраном. 1. Чистый КОН может быть получен* электролизом раствора КаСО3 чи- стого. Ванной для электролиза служит круглая банка, высотой 18 см и диамет- ром 40 см. На дно банки помещают треугольную стеклянную пластинку и на нее ставят стеклянный цилиндр без дна, высотой 40 см и диаметром 24 см. Анодом служат 3 серебряных диска, диаметром 20 см, помещенных друг над другом на серебряной проволоке внутри цилиндра; общая поверхность анода составляет около 2000 см2. В наружный сосуд наливают чистую перегнанную ртуть (около 9 кг) так, чтобы цилиндр был погружен в нее не менее чем на 1,5—2 см. В наружный сосуд наливают 1,5 л дестиллированной воды, и погру- жают катод из никелевой проволоки или жести до соприкосновения со ртутью. Во внутренний цилиндр наливают 470 мл раствора, содержащего 130 г К2СО3. Приводят анод во вращение (60 об/мин.) и включают ток 20—22 а, 3—5 в. Постепенно напряжение можно повысить до 8—9 в. За первые 3 часа электро- лиза сила тока падает до 0,2—0,1 а. Продолжают электролиз еще час и, прежде чем выключить ток, сливают сифоном раствор из внутреннего цилиндра в се- ребряную чашку. Затем выключают ток, наливают свежую порцию раствора и повторяют операцию. Раствор КОН выпаривают в серебряной посуде, лучше в вакууме. Выход 100 г (97%). 2. Менее чистый препарат KOI! можно получить следующим образом. Растворяют в железной чашке 300 г кристаллического Ва(ОН)2-8Н3О (чистый) в 1 л воды и прибавляют горячий концентрированный раствор 120 г K2SOa (чистый) до тех пор, пока капля отстоявшейся жидкости уже не будет давать осадка ни с H-2SO4, ни с баритовой водой (проба производится на часо- вом стекле, помещенном на черной бумаге). Жидкость быстро фильтруют через складчатый фильтр, и фильтрат малыми порциями возможно быстрее выпари- вают в серебряной чашке, пока не наступит спокойное плавление. Жидкую мас- су переливают в большую серебряную или никелевую чашку, наклоняя послед- нюю кругообразно так, чтобы масса застыла ровным слоем. Полученные корки измельчают и еще в горячем состоянии помещают в банки с резиновыми пли корковыми пробками, которь.е заливают парафином. 3. Для очистки технического КОН его настаивают несколько дней с трех- кратным количеством спирта, прозрачный спиртовый раствор сливают с при- месей, остающихся на дне в виде твердой и сиропообразной массы. Главную массу спирта отгоняют, а остальное количество выпаривают в серебряной чашке до сплавления КОН. Дальнейшая обработка производится, как описа- но в способе 2. КАЛИЙ ДВУХРОМОВОКИСЛЫЙ (БИХРОМАТ КАЛИЯ, КАЛИЕВЫЙ ХРОМПИК) Kalium bichromicum Potassium bichromate Kaliunibichromat K-2Cr2O, Мол. в. 294,22 Свойства К2СГ2О7—оранжево-красные, безводные триклинические иглы или пла стинки, уд. в. 2,70. Растворим в воде, нерастворим в спирте. Желто-красный раствор К2СГ2О7 слабо окрашивает лакмусовую бумагу в красный цвет. При кипячении раствор приобретает интенсивную темнокрасную окраску. При 395е К2СГ2О7 плавится в темнокоричневую жидкость, застывающую по охлаждении Метод ИРЕА (Н. А. Петров).
176 Калий в кристаллическую массу. При температуре белого каления разлагается на Сг2О3, Оа и КаСгОа- Растворимость КзСгаО? в воде Таблица У4 ГС КаСг.,О7 % ГС К.Сг.О, % ГС К2Сг2О7 % 0 4,43 40 20,6 80 41,1 10 7,5 50 25,9 90 45,2 20 Н,1 60 31,2 100 50,5 30 15,4 70 36,2 Таблица 95 Относительные веса водных растворов К2Сг2О? К.Сг,О, ' % d20 а4 К«Сг2О7 “ % К>Сг2О7 О/ /о d20 «4 1 1,0052 5 1,0336 9 1,0628 2 1,0122 6 1,0408 10 1,0703 3 1,0193 7 1,0481 11 1,0779 4 1,0264 8 1,0554 12 1,0855 р е б о в а ния к продажному реактиву По ГОСТ 4220—48 препарат реактивной чистоты' Л1обт|р квалификации должен содержать не менее 99.8% КаСг2О7. Наибольшие количества допустимых примесей (°0) в КаСггО? различных квалификаций: Примеси Х.Ч. ч.д.а. ч. Вещества, нерастворимые в воде 0,001 0,003 0,01 Хлориды (С1) 0,002 0,005 0,01 Сульфаты (SO4) 0,01 0,025 0,05 Металлы, осаждаемые аммиаком (Al, Fe, Сг и др.) 0,002 0,01 0,025 Кальций (Са) 0,005 0,01 0,02 Приготовление Калий двухромовокислый вредно действует на организм человека, разрушая кожные покровы, дыхательные пути и хрящевые ткани. Поэтому при работе следует остерегаться от вдыхания как пыли, так и паров раствора препарата. Необходимо работать в резиновых перчатках и под тягой Для приготовления чистейшего препарата, пригодного для установки титра, растворяют 100 г технической соли (хромпик) в 1 л горячей воды, филь- труют и, упарив фильтрат до х/7 части первоначального объема, охлаждают при энергичном- перемешивании для получения возможно мелких кристаллов, так как они более чисты. Кристаллы отсасывают, промывают 2—3 раза ледяной водой и трижды перекристаллизовывают. Для этого растворяют 100 г соли в 150 мл кипящей воды и при энергичном размешивании выливают раствор тон- кой струей в фарфоровую чашку. По охлаждении кристаллы отсасывают на
Калий железистосинеродистый 177 платиновом конусе или, в крайнем случае, иа воронке с пористой стеклянной пластинкой, сушат 2—3 часа при 100—105°, измельчают (под тягой} и высуши- вают окончательно при 200° в течение 10—12 час. Сплавлять препарат не реко- мендуется во избежание образования следов СгаОз. Анализом полученного таким путем препарата найдено 99,97%, 99,98% и 100,00% КзСгзО?. КАЛИЙ ЖЕЛЕЗИСТОСИНЕРОДИСТЫЙ (ГЕКСАЦИАНОФЕРР[2]АТ КАЛИЯ, ЖЕЛТАЯ КРОВЯНАЯ СОЛЬ) Kalium ferrocyanatum Potassium ferrocyanide Kaliumferrocyanid Kalium borussicum Yellow prussiate of potash Gelbes Blutlaugensalz flavum Ferrocyankalium K4Fe(CN)6 -3H2O Мол. в. 422,41 Свойства KjFe(CN)6-3H2O--светложелтые квадратные таблички или октаэдры. Уд. в. 1,88. Устойчив на воздухе. При нагревании до 100° теряет кристал- лизационную воду и белеет; при сильном накаливании разлагается с выделением азота на KCN и Fe3C. Растворим в воде; нерастворим в спирте и эфире; в водном растворе при продолжительном хранении, особенно на солнечном свету, по- степенно разлагается. Таблица 96 Раствори мость KjFe(CN)6 в воде ГС K,Fe(CN)e % ГС K,Fe(CN)b % ГС K,Fe(CN),r % 0 13,0 40 29,9 80 40,7 10 17,5 60 35,9 90 42,8 20 22,4 70 36,0 100 —43.6 30 26,9 Таблица 97 Относительные веса водных растворов KaFe(CN)6 K.Fe(CN)„. ЗН.О % K,Fe(CN),, % d15 K.,Fe(CN),.-3Ho0 % K,Fe(CN)„ % aI5 2 1,744 1,0116 12 10,464 1,0734 4 3,488 1,0234 14 12,208 1,0866 6 5,232 1,0356 16 13,952 1,0999 8 6,976 1,0479 18 15,696 1,1136 10 8,720 1,0605 20 17,440 1.1275 Требования к продажному реактиву Наибольшие количества допустимых примесей (%) в K4Fe(CN)0-3H2O различных квалификаций (по ГОСТ 4207- -48): Примеси Х.Ч. ч.д.а. ч. Вещества, нерастворимые в воде 0.005 0,01 0,02 Хлориды (С1) . . 0,005 0,01 0,02 Сульфаты (SO4) (|,005 0,01 0,02 Карбонаты (СО3) 0,01 0,01 0.02 1 - Чистые химические реактивы
178 Калий Приготовление Калий железистосинеродистый в присутствии кислот или кислых солей, в особенности при нагревании, разлагается с выделением сильнейшего яда— синильной кислоты, вдыхание которой опасно для жизни. Поэтому с кислыми растворами K4Fe(CN)6 следует работать только под хорошей тягой и в рези- новых перчатках. 1. Препарат квалификации ч. д. а. можно получить из технической соли. Для этого растворяют 110 г технического KiFe(CN)6-3H2O в 150 мл воды, упа- ривают до уд. в. 1,2, добавляют 0,1 г активированного угля, размешивают и после отстаивания в течение 10 минут фильтруют. Выпавшие при охлаждении кристаллы отсасывают, промывают 5 мл воды и сушат при комнатной темпера- туре. Выход 70—73 г. При работе с большими количествами целесообразно использовать маточ- ники, заменяя ими воду при растворении новой порции соли. В этом случае растворяют 75 г соли в 100 мл маточного раствора и 30 мл воды. Рекомендуется перед кристаллизацией провести очистку раствора от SO^ . Для этого до- бавляют понемногу раствор Ва(ОН)2 до почти полного удаления SO4 в виде BaSOi и отфильтровывают. 2. Очень чистый и устойчивый препарат получается при добавлении спирта к раствору K4Fe(CN)fi. Желтоватый мелкозернистый осадок отфильтровывают, промывают спиртом и высушивают при комнатной температуре до постоянного веса*. Хранить препарат рекомендуется в плотно закрытой банке. КАЛИЙ ЖЕЛЕЗОСИНЕРОДИСТЫЙ (ГЕКСАЦИАНОФЕРР[3]-АТ КАЛИЯ, КРАСНАЯ КРОВЯНАЯ СОЛЬ) Kalium ferricyanatum Potassium ferricyanide Kalium ferricyanid Kalium borussicum Red prussiate of potash Ferricyankalium rubrum Rotes Biutlaugensal? K3Fe(CN)6 Мол. в. 329,26 Свойства КзРе(СМ)0—темнокрасные ромбические призмы, уд. в. 1 845 (в измельчен- ном виде—желтый порошок). В воде растворим. Водный раствор постепенно разлагается на свету с образованием KiFe(CN)6. В щелочной среде KsFe(CN)6 является сильным окислителем, способным переводить, например, Сг+++ в СгО4-и РЬ++ в РЬО2. Растворимость K3Fe(CN)6 в Таблица 98 воде ГС K,Fe(CN), % ГС K,Fe(CN)„ % 4,4 24,8 15,6 29,0 10 2(5.8 37,8 37,0 13 27,5 100 48,7 Объемный анализ, стр. 174.
Калий железосинеродистый и иодистый 179 Таблица 99 Относительные веса водных растворов K.-iFe(CN)c K,Fe(CN)c % d20 «4 K3Fe(CN)„ % .20 d4 K=Fe(CN)c. % $ 1 1,003 8 1,043 16 1,089 2 1,009 10 1,054 18 1,101 4 1,020 12 1,066 20 1,113 6 1,031 14 1,077 Требование к продажному реактиву По ГОСТ 4206—48 препарат должен содержать не менее 99% K3Fe(CN)6. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в K3Fe(CN)G различ- ных квалификации: Примеси х.ч. Ч'д.а. ч. Вещества, нерастворимые в воде 0,005 0,01 0,02 Железистосинеродистая соль K4[Fe(CN)6] 0,05 0,05 0,1 Сульфаты (SO4) 0,005 0,01 0,02 Хлориды (С1) 0,005 0,02 0,04 Приготовление K3Fe(CN)e при нагревании с разбавленной n2SO4 разлагается с выделением сильнейшего яда—синильной кислоты, вдыхание которой опасно для жизни. При действии конц. HaSOa выделяется ядовитая окись углерода. Препарат квалификации ч. д. а. можно получить из технической соли. Для этого 130—135 г технического KaFe(CN)0 растворяют в 350 мл воды при перемешивании и нагревании не выше 70°. Раствор фильтруют, охлаждают филь- трат и выпавшие кристаллы отсасывают, промывают и сушат при комнатной температуре. Выход 50 г (37—38%). При многократном использовании маточных растворов для растворения новых порций соли можно повысить выход до 80—90%. КАЛИЙ ИОДИСТЫЙ (ИОДИД КАЛИЯ) Kalium jodatum Potassium iodide Kaliumjodid Свойства KJ Мол. в. 166,01 KJ—прозрачные или матовые кубические кристаллы уд. в. 3,115, устой- чивые в сухом воздухе. При 686° соль плавится, затвердевая при охлаждении в кристаллическую массу с перламутровым блеском. Т. кип. 1331°. Очень легко растворим в воде с поглощением тепла. Водный раствор на свету постепенно желтеет, выделяя свободный иод. Раствор KJ растворяет иод, образуя непрочное соединение KJs. 12*
180 Калий Растворим в спирте и ацетоне. Горячий спирт растворяет очень большое количество KJ; по охлаждении последний осаждается в виде игл. Растворим также в пиридине (0,26% при 10°, 1,1% при 116°). Таблица 100 Растворимость KJ в воде ГС KJ о/ /О «°C KJ % ГС KJ % —22,65 51,8 21,05 58,9 65 64,5 —11,53 53,8 29,1 59,9 74,75 65,1 0 55,7 37,3 61,0 86,35 66,0 +9,55 56,4 45,75 62,1 110,2 68,3 12,9 57,9 55,05 62,8 120,0 68,8 Таблица 101 Относительные веса водных растворов^ KJ о/ /О .20 d4 KJ % KJ % KJ % 1 1,0055 12 1,0930 22 1,1857 35 1,3308 2 1,0130 14 1,1104 24 1,2060 40 1,3959 4 1,0281 16 1,1284 26 1,2270 45 1,4672 6 1,0437 18 1,1469 28 1,2487 50 1,5457 8 1,0597 20 1,1660 30 1.2712 55 1,6327 10 1,0761 Требования к продажному реактиву Наибольшие количества допустимых примесей (%) в KJ различных ква- лификаций (по ГОСТ 4232—48): Примеси Х.Ч. ч.д.а. ч. Вещества, нерастворимые в воде . . . 0,005 0,01 0,02 Щелочность (в пересчете на КзСО3) . . 0,01 0,03 0,05 Сульфаты (SC)4) 0,003 0,01 0,02 Азот общий (в пересчете на N) ... 0,001 0,002 0,002 Барий (Ва) . 0,002 0,004 0,008 Кальций (Са) 0,002 0,005 0,01 Магний (Mg) 0,001 0,003 0,005 Тяжелые металлы группы H2S (в пересчете на РЬ) 0,0002 0,0005 0,001 Железо (Fe) 0,0002 0,0005 0,001 Иодаты (JOg) 0,002 0,005 0,01 Хлориды (С1) 0,02 0,05 0,1
Калий иодистый 181 Приготовление По первым двум способам получают препарат реактивной чистоты 1. 3Fe + 4J2 = Fe3Js Fe3Js + 4К2СО3 = Fe;A + 8KJ + 4СО2 В колбу на 250 мл помещают 7—8 г железных опилок, 50 мл воды и при- бавляют (под тягой) небольшими порциями 25 г иода при частом взбалтывании. Смесь слегка нагревают до полного растворения иода, причем раствор приоб- ретает темножелтый или зеленый цвет. Слитую с избытка железных опилок жидкость нагревают до кипения и вливают в кипящий раствор 17 г технического КаСО3 в 50 мл. воды. Довольно густую смесь переливают в фарфоровую чашку и нагревают дальше, причем она по мере выделения Ре3Оа становится жидкой. Отфильтрованная проба должна быть бесцветной и не содержать железа (в противном случае добавляют к кипящему раствору еще немного К2СО3). Смесь фильтруют, осадок Fe3O« промывают, а объединенный фильтрат доводят до сильного кипения, снова фильтруют, упаривают до образования кристаллической пленки и медленно кристаллизуют (сначала в теплом месте, затем на холоду). Выпавшие кристал- лы отсасывают и промывают малым количеством ледяной воды. Промывные воды соединяют с маточным раствором и вновь упаривают до получения кри- сталлов. Выход 25—ЗП г. 2. 3J2 + 6КОН = KJO3 -( 5KJ + 3H2(j KJO3 + 3HaS = KJ + 3S + 3H2O Технический иод, промытый 3—4 раза водой, растворяют в 30%-ном рас- творе технического КОН. Для восстановления получившегося KJO3 пропу- скают в раствор H2S до насыщения*. Жидкость подкисляют H2SO4 до слабокислой реакции па конго, нагревают на водяной бане до удаления запаха H2S и обрабатывают суспензией ВаСОз для связывания SO4 (проба на полноту осаждения). Осадок отфильтровывают и промывают водой. Фильтрат вместе с промывными водами можно непосред- ственно применять в качестве раствора KJ, либо упариванием до начала кри- сталлизации получить препарат в сухом виде. 3. К охлажденному до 8—10° раствору 40 г КОН (техн.) в 160 мл воды добавляют** в течение 10—15 мин. при охлаждении и перемешивании 46 мл пер- гидроля. Раствор Н2О2 медленно (20—30 мин.) приливают к раствору 100 г иода (техн.) и 125 г KJ в 150 мл воды, при 20J (не выше). В полученный раствор вносят вторые 100 г иода и то же количество щелочного раствора Н2О2. При- бавление указанных количеств иода и Н2О2 повторяют еще два раза, затем вно- сят пятую порцию иода и прибавляют раствор Н2О2 (из 72 мл пергидроля и 240 мл 25%-ного КОН) до исчезновения иода (резкое изменение окраски раствора от красной до желтой). Полученный раствор, содержащий около 550 г KJ и до 3 г КОН в 1 л и ие содержащий К-Ю3, обрабатывают 10 г активированного угля, фильтруют и осаждают SO4 прибавлением эквивалентного количества Ва(ОН)2 или ВаСОз (проба на полноту осаждения). Раствор вновь фильтруют, упаривают и кристаллизуют. Выпавшие кристаллы отсасывают и отмывают от щелочи 100 мл насыщенного раствора KJ. Выход с использованием маточных растворов 97%, в пересчете на иод. * М. К. Ч у к а в и н. Зав. лаб., 4, № 44, 1408 (1935). '* Метод ИРЕА (С. Н. Лурье, И. И. Ангелов и В. А. Раковская).
182 Калий 4. Регенерация KJ из лабораторных иодных остатков (см. также И о д, стр. 157). Накапливающийся в аналитических лабораториях осадок Cu2J2 (при йодометрическом определении меди) может быть легко переработан* на KJ. Собранную в количестве 800—1000 г Cu2J2 помещают в фарфоровый стакан или чашку емкостью 2—3 л и обрабатывают при нагревании и перемешивании 20%-ным раствором КОН (техн.), взяв его на 5— 7% меньше, чем требуется по реакции: Cu2J2 + 2КОН = Cu2O + 2KJ + Н2О Образуется красно-бурый осадок Си2О, причем необходимо, чтобы жид- кость после 10-минутного кипячения оставалась еще слабощелочной (на филь- тровальную бумагу помещают каплю 1%-ниго раствора тимолфталеина и кап- лю испытуемой жидкости; при этом на другой стороне бумаги должно появиться синее пятно). Осадок отфильтровывают, фильтрат упаривают до объема 1 л и при 60— 70° добавляют к нему растертый иод до слабокоричневой окраски. Не прекра- щая нагревания, насыщают раствор сероводородом и дают отстояться. На дру- гой день отфильтровывают осадок (CuS+S), промывают его водой и нагревают фильтрат до исчезновения запаха H2S. Для обесцвечивания кипятят раствор 10—15 мин. с 1—2 г активированного угля и фильтруют. Фильтрат упаривают на водяной бане, добавляют очень немного J2 до буроватой окраски, которую уничтожают добавлением несколь- ких капель раствора Na2S2O3. Наконец, упаривают до образования густой пленки соли и оставляют на несколько дней, после чего выпавшие кристаллы отсасывают. Из маточных растноров можно получить еще значительное коли- чество KJ. И с п ы т а н и я Полученый из лабораторных остатков препарат должен выдерживать сле- дующие испытания: 1. Окислители. 1 г препарата растворяют в 20 мл воды, добавляют 0,5 мл раствора крахмала и 0,5 мл 4 н. H2SO4; в течение 5 мин. не должно быть поси- нения. 2. Восстановители. Раствор, выдержавший предыдущее испытание, от до бавления 1 капли 0,01 н. раствора J2 должен приобрести устойчивую синюю окраску. КАЛИЙ ИОДНОВАТОКИСЛЫЙ (ИОДАТ КАЛИЯ) Kalium jodicum Potassium iodate Kaliumjodat KJO3 Мол. в. 214,01 Свойства KJOs—бесцветные, матовые или молочио-белые кубические кристаллы уд. в. 3,89. При нагревании плавится при 560°; при значительно более высокой температуре разлагается, подобно КС1Оз, выделяя О2 и оставляя KJ. Хорошо растворим в воде, нерастворим в спирте. Водный раствор вполне нейтрален. KJO3 является сильным окислителем; в смеси с органическими вещест- вами взрывает при ударе. * С. Ю. Файнберг, Зав. лаб., 4. № 2. 236 (1935)
Калий иодноватокислый 183 Таблица 102 Растворимость KJO3 в воде ГС KJO, % «°C К.Ю., % (°C иоа % 0 4,5 40 11,4 80 19,9 20 7,5 60 15,6 100 24,4 30 10,5 Таблица 103 Относительные веса водных растворов КТО3 KJOa % л18 d4 KJO3 % Л8 d4 KJOS % .18 d4 1 1,0071 3 1,0245 5 I,0424 2 1,0151 4 1,0333 6 1,0515 Требования к продажному реактиву По ГОСТ 4202—48 препарат х. ч. и ч. д. а. 99,8% КЛОз, ппепарат чистый—не менее 99 5% должен содержать не менее Наибольшие количества допустимых примесей (%) квалификаций: в KJOs различных Примеси Х.Ч. ч.д.а. ч. Вещества, нерастворимые в воде 0,002 0,005 0,0! Йодиды (J) . . 0,001 0,002 0,005 Сульфаты (SOa) Тяжелые металлы сероводородной группы 0,005 0,01 0,02 (в пересчете на РЬ) . . 0,0005 0,001 0,002 Железо (Fe) 0,0002 0,0005 0,001 Хлориды и хлораты (в пересчете на С1) . . 0,005 0,02 0,05 Кроме того, препарат должен выдерживать испытание на кислотность. 5 А препарата растворяют в 100 мл воды. При добавлении к раствору 2 капель 1%-ного спиртового раствора фенолфталеина и 1 капли 0,1 н. раствора NaOH или КОН должно появиться розовое окрашивание. Приготовление Для получения препарата квалификации ч. д. а. разработана следующая методика. К горячему (70—80е) раствору 200 г технического KJOg-HJOa в 1100 мл воды постепенно приливают 30%-ный раствор технического КОН до щелочной реакции на лакмус (65—70 мл). Раствор фильтруют и оставляют на ночь. Выпавшие кристаллы отсасывают и промывают 40 мл воды. К маточному раствору добавляют 100 г KJO3-HJC>3, снова приливают 30%- ный раствор КОН до щелочной реакции (30—35 мл), фильтруют и кристалли- зуют. Маточный раствор (около 1 л) упаривают до образования пленки кристал- лов и оставляют кристаллизоваться. Метод ИРЕА (Н. И. Путохин).
184 Калий Кристаллы KJOs от всех трех кристаллизаций объединяют, получая около 240 г соли. Для перекристаллизации растворяют 150 г KJO3 в 1л горячей (70—80°) воды, фильтруют и охлаждают. Выпавшие кристаллы (около 75 г) отсасывают и промывают 50 мл воды. К маточному раствору вместе с промывными водами добавляют 200—250 мл воды и оставшиеся 90 г сырого KJOg. После нагревания, фильтрования и охлаждения получают еще 85 г KJO3. Вторичный маточный раствор (около 1 л) упаривают до образования пленки и кристаллизуют, полу- чая дополнительно 5о г KJO3. Полученный препарат (210 г) подвергают вторичной перекристаллизации при таких же условиях. Сначала растворяют 125—130 г в 900 мл воды. После кристаллизации добавляют к маточнику 250 мл воды и оставшиеся 80 г К-Ю3- Наконец, второй маточник выпаривают до образования пленки и охлаждают. Кристаллы всех фракций объединяют н высушивают на пергаменте при 30—40°. Выход 175 г (54%). Последние маточные растворы целесообразно использовать для получения HJO3. КАЛИЙ ИОДНОВАТОКИСЛЫЙ КИСЛЫЙ (БИИОДАТ КАЛИЯ) Kalium bijodicum Potassium biiodate Kaliumbijodat KJOjj-HJOs Мол. в. 389,93 Свойства KJOg-HJO3—бесцветные ромбические или моноклинические кристаллы, растворимые в воде (1,3% при 15°). Требования к продажному реактиву По ТУ МХП 59—52 препарат х. ч. и ч. д. а. должен содержать 100+0,2% KJO3-HJQ3, а препарат чистый—99,5%. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в KJO3-HJO3 различ ных квалификаций: Примеси х.ч. ч.д.а. Вещества, нерастворимые в воде 0,005 0,005 Йодиды (J) 0,001 0,002 Сульфаты (SO4) 0,005 0,01 Железо (Fe) . ... 0,0002 0,0005 Хлориды (С1) 0,005 0,02 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пересчете на РЬ) 0,0005 0,001 Приготовление ч. 0,01 0,005 0,02 0,001 0,05 0,002 Для получения препарата квалификации ч. д. а. разработана методика* 2ксю3 + на + j2 = kjo3-hjo3 + ci2 + ка следующая В колбе, снабженной двурогим фсрштоссом (рис. 29), растворяют при на- гревании на масляной бане 100 г технического КС1О3 в 250—300 мл воды; за- тем вливают через боковое отверстие форштосса 3—4 мл соляной кислоты (уд. в. 1,12) и тотчас же вносят 5—6 г иода. * Н. И. Путохин, Изб. ИРЕА. 4, 66 (1927)-
Калий иодноватокислый кислый и иоднокислый 185 Вначале реакция почти не идет, однако иод растворяется с образованием JC1. По мере растворения вносят новые порции иода (по 5 г). Постепенно реак- ция начинает итти очень бурно с большим выделением тепла, поэтому нагрева- ние прекращают. Иод частично возго- няется, газообразные продукты реакции улавливаются в склянке с раствором КОН. Прибавление иода следует вести достаточно быстро, чтобы смесь без по- догрева оставалась жидкой. Если начи- нают выпадать кристаллы, то смесь на- гревают. Всего вносят 115 г иода, иногда немного больше. О конце реакции су- дят по неисчезающей желтой окраске. Прибавляют несколько кристалликов КСЮ?., причем раствор обесинечивается, и быстро выливают жидкость в большую фарфоровую чашку. Через несколько часов стояния отсасывают выпавший KJOs • HJOs. Сырой продукт (около 200 г) рас- творяют в I л горячей (70—80е) воды, Рис. 29. Схема прибора для по- лучения KJO3-HJO3. фильтруют и оставляют на ночь. Выпавшие кристаллы отсасывают, промы- вают 100 мл воды и перекристаллизовывают из 800 лыгводы. Кристаллы отсасы- вают, высушивают при 30—40° и помещают в банку с притертой пробкой. Выход 80 г. Маточный раствор следует переработать на KJOg (см. стр. 183). КАЛИЙ ИОДНОКИСЛЫЙ (ПЕРЙОДАТ КАЛИЯ) Kalium perjodicum Potassium periodate Kaliumperjodat KJO4 Мол. в. 2.30,01 Свойства KJOj—белый кристаллический порошок уд. в. 3,62. Т. пл. 582°. Растворим в воде, нерастворим в спирте. Сильный окислитель, способный, например, окис лять Мп++ до МпОд-. Таблица 104 Растворимость К JO4 в воде ГС К-Ю; % ГС KJO, % 0,2 0,169 50 1,44 5,4 0,21 75 3,59 15 0,334 97 6,83 25 0,510 Требования к продажному реактиву По ВТУ МХП № 3305—54 препарат ч. д. а. должен содержать ие менее 98% KJO4, препарат чистый—не менее 97%.
186 Калий Наибольшие количества допустимых примесей (%) в KJO« различных квалификаций: Примеси ч.д.а. ч. Вещества, нерастворимые в воде ... ........ 0,01 0,04 Калий иодноватокислый (KJO8) .................. 1,5 1,5 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пересчете на РЬ)............... .... 0,003 0,005 Железо (Fe) ............. ....................... 0,003 0,005 Йодиды (J)..................................• . . 0,005 0,01 Сульфаты (SO4) .... 0,05 0,2 Марганец (Мп) . . ...................... 0,000 0,00 Кроме того, препарат должен выдерживать следующие испытания: 1. Щелочность. 0,02 г препарата растворяют в 10—15 мл воды и прибав- ляют 2 капли фенолфталеина; при этом не должно быть малинового окрашивания. 2. Кислотность. 0,02 г препарата растворяют в 10—15 мл воды и прибав- ляют 2 капли 0,2%-ного раствора метилоранжа. Раствор не должен окрашивать- ся в красный цвет. П риготовление 1 - К JOg 4- KaSgOg 4" 2КОН = К JO4 -р 2K2SO4 4~ HgO Для получения препарата квалификации ч. д. а. разработана следующая методика*. Растворяют при нагревании 65 г KJOg в 200 мл раствора КОН, уд. в. 1,3. К нагретому до кипения раствору добавляют при перемешивании небольшими порциями 100 г KgSgOg. Затем смесь кипятят еще 5—10 мин. и дают охладиться до комнатной температуры. Сливают раствор с кристаллов K2SO4 (KJO4 остает- ся в щелочном растворе), промывают последние небольшим количеством воды и промывные воды присоединяют к основному раствору. Раствор нейтрализуют серной кислотой до нейтральной реакции на метил- оранжевый. Выпавший KJO4 промывают ледяной водой до тех пор, пока при- бавление нескольких капель промывных вод к подкисленным Н.М03 растворам ВаСК и AgNOg не будет вызывать образование только слабой мути. Кристаллы высушивают в фарфоровой чашке при 100—105°. Выход55—60г (80—85% по KJOg). Препарат содержит не менее 99.7% KJO4- Для получения препарата, пригодного для приготовления титрованных растворов, чистый KJO4 растворяют в горячей воде и быстро охлаждают рас- твор, непрерывно перемешивая его палочкой. Кристаллы отсасывают и вы- сушивают при 100—105°. 2 . 2КС1О3 + J2 + С12 + 4КОН = 2КJO4 4- 4КС1 + 2Н2О Препарат ч. д. а. можно получить и другим способом. Растворяют 250 г технического КСЮ3 в 2,5 л воды, фильтруют, добавляют 300 г возогнанного кристаллического иода, пропускают через смесь несколько пузырьков хлора и нагревают 5—10 мин. на водяной бане. Затем добавляют 2,15 кг 33%-ного раствора чистого КОН и при нагревании пропускают хлор до полного насыщения раствора. После охлаждения раствора выпавший продукт перекристаллизовывают. Выход 390 г (72%, считая на J3). Маточный раствор при упаривании дает препарат, загрязненный KJOg- * В. С. С ы р о к о м с к и й, С. И. Меламед, Зав. лаб., 8, 1003 (1949).
Калий марганцовистокислый и марганцовокислый 187 КАЛИЙ МАРГАНЦОВИСТОКИСЛЫЙ (МАНГАНАТ КАЛИЯ) Kalium manganicum Potassium manganate Kaliummanganat K2MnO4 Мол. в. 197,13 Свойства КзМпОд—мелкие темнозеленые ромбические кристаллы. Растворим в воде, образующийся зеленый раствор весьма нестоек. При стоянии, а также при дей- ствии кислот (даже СОз) цвет раствора переходит в красный вследствие образо- вания КМпО4. Приготовление 2КМпО4+ 2КОН = 2К2МпО4 + О2 + Н2О Насыщенный раствор 10 г КМпО4 кипятят в фарфоровой чашке с 60 г 50%-ного раствора КОН до прекращения выделения кислорода. Выпавшие при охлаждении кристаллы переносят на тарелку из пооистой глины, отжима- ют и перекристаллизовывают, растворяя в малом количестве воды или 10— 15%-ном растворе КОН и давая раствору испаряться в вакуум-эксикаторе над HaSO4. Выделившиеся почти черные кристаллы отжимают на пористой пластинке и сохраняют в банке в атмосфере азота. КАЛИЙ МАРГАНЦОВОКИСЛЫЙ (ПЕРМАНГАНАТ КАЛИЯ) Kalium permanganicum Kalium hypermanganicum Potassium permanganate Kai iumpermanganat KMnO4 Мол. в. 158,03 Свойства KMnO4—хорошо образованные красновато-фиолетовые, почти черные ромбические кристаллы с металлическим блеском. Уд. в. 2,71. Растворим в воде с интенсивно фиолетовой окраской. Цвет концентрированных растворов— фиолетовый или синевато-красный, разбавленных растворов—чисто красный. Окраска настолько интенсивна, что заметна при разведении 1 : 500 000 (в слое в 20 см). Таблица 106 Таблица 105 Относительные веса Растворимость КМпО4 в воде водных растворов КМпО4 ГС КМпО, % ГС КМпОх % КМпО, % rfis d4 0 2,75 35 9,7 1 1,0060 10 4,01 40 Н ,2 2 1,0130 15 4,95 45 12,7 3 1,0200 20 6,00 50 14,4 4 1,0271 25 7,1 55 16,2 5 1,0342 30 8,3 65 20,0 6 1,0414
188 Калий Растворим также в метиловом спирте, ацетоне и СНзСООН. КМпО4 очень сильный окислитель; в слабощелочной и нейтральной среде окисляет по урав- нению: КМпО4 + Зе + 2Н2О = К+ + МпО2 + 4ОН~ в кислой среде: KMnO4 + 5е + 8Н+ = К+ + Мп++ + 4НаО При прокаливании КМпО4 разлагается с выделением кислорода 4 КМпО4=2К2МпОз+2МпО2+ ЗО2 Требования к продажному реактиву По ГОСТ 4527—48 препарат х. ч. и ч. д. а. должен содержать не менее 99,5% КМпО4, препарат чистый—не менее 99%. Наибольшие количества до- пустимых примесей (%) в КМпО4 различных квалификаций: Примеси X. ч. ч. д. а. ч. Вещества, нерастворимые в воде, исключая МпО2 0,005 0,01 0,03 Хлориды и хлораты (в пересчете на CI) 0,002 0,005 0,01 Сульфаты (SO4) 0,005 0,02 0,04 Азот общий (в пересчете на N) 0,002 0,005 0,01 Мышьяк (As) 0,00002 0,00002 0,00005 Двуокись марганца (МпО2) 0,1 0,2 1,0 Очистка* Для получения препарата квалификации ч. д. а. растворяют в фарфоровой чашке250 г КМпО4 в 800мл горячей (80°) воды. Раствор отсасывают через фильтр с пористой стеклянной пластинкой, быстро переносят в фарфоровую чашку и охлаждают при непрерывном перемешивании. Выпавшие мелкие кристаллы отсасывают на фильтре с пористой стеклянной пластинкой, промывают неболь- шим количеством воды и сушат при 80—100°. Первая фракция обычно имеет квалификацию ч. д. а. Маточные растворы можно применять для растворения свежей порции КМпО4. Выход 600—650 г (80—87%). КАЛИЙ НАДСЕРНОКИСЛЫЙ (ПЕРСУЛЬФАТ КАЛИЯ) Kalium persulfuricum Potassium persulfate Kaliumpersulfat K2S20y Свойства Таблица 107 Растворимость K2S2O8 в воде t°C K2S.2Oe % icC K2S2O3 % 0 1,62 30 7,19 10 2,60 40 9,89 20 4,49 Мол. в. 270,33 Кз52Ов—-мелкие триклинические призмы или, при медленной кри- сталлизации, большие пластинчатые кристаллы уд. в. 2,48. При на- гревании уже ниже 100° начинает выделять О2. При действии на раство- ры K2S2O8 солей некоторых металлов наступает разложение на H2SO4, KaSC)4 и О2, причем металлы, способ- ные окисляться до перекисей (как Мп, Ni, Со, РЬ), в присутствии щелочей об- разуют черные осадки перекисей. * Приготовление КМпО.. в значител ьных количествах целесообразно лишь ь заводских условиях.
Калий надсернокислый. Калий-натрий виннокислый 189 Требования к продажному реактиву По ГОСТ 4146—48 препарат ч. д. а. должен содержать не менее 99,5% KaSaOg, препарат чистый—ие менее 98%. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в KaSaOg различных квалификаций: Примеси ч.д.а. ч. Вещества, нерастворимые в воде ................ 0,005 0,01 Хлориды (С!)................................... 0,005 0,01 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пе- ресчете на Си)............................. 0,002 0,005 Железо (Fe) . . .................... 0,0005 0,001 Марганец (Мп) .............................. 0,0004 0,0006 Азот общий (в пересчете на N)............... 0,005 0,02 Примечание. Препарату ч.д.а., содержащему не более 0,002% азота, присваивается квалификация «без азота». Приготовление Следующие методы обеспечивают получение препарата квалификации чистый. 1. (NH4)2S2O8 + 2КС1 = K2S2O8 + 2NH4C1 Растворяют 600 г (NH4)2S2O8 (чистый) в 1 л теплой (40°) дестиллированной воды и фильтруют в банку емкостью 5 л. Отдельно растворяют 750 г технического КС1 в 2 л воды, добавляют 20 мл 50%-ного раствора КОН, нагревают до кипения и фильтруют при перемеши- вании в банку с раствором (NH4)2S2O8, в которому добавляют 60 мл 50%-ного раствора КОН. На следующий день кристаллы промывают декантацией холод- ной водой, отсасывают и промывают холодной водой до удаления С1~. Сырой продукт (700 г) для полного удаления примеси С1— растворяют в 3,5 л горячей (60—65°) воды и фильтруют в фарфоровую чашку. Выход 300 г (42%). 2. К раствору 100 г 95—98%-ного (NH^sOg в 200 мл воды добавляют 70 мл 50%-ного раствора КОН (чистый), что составляет избыток в 5—6%, и смесь нагревают под тягой 30—40 мин. при 50° до удаления аммиака. (NH4)2S2O8 + 2КОН = КгЗгОв + 2NH3 + 2Н3О Раствор охлаждают, выпавший KaSaOg отфильтровывают, промывают ледя- ной водой и высушивают при 50°. Выход около 90 г (75%). КАЛИЙ-НАТРИЙ ВИННОКИСЛЫЙ (СЕГНЕТОВА СОЛЬ) Kalium-natrium tartaricum Tartarus natronatus Potassium sodium tartrate Rochelle salt Kaliumnatrium tartrat Seignettesalz Weinsaures Kalium-Natrium KNaC4H4O6 4H,0 Мол. в. 282,231 Свойства KNaC4H4O6-4H2O—большие бесцветные кристаллы ромбической системы уд. в. 1,767, плавящиеся при 70—80° в своей кристаллизационной воде. При 100° переходит в моногидрат KNaC4H4Og-H2O, при 130° теряет последнюю
190 Калий Растворимость KNaCJ LjOg Таблица 108 молекулу воды. Более в воле сильное нагревание вы- д зывает разложение с вы- ГС JxNsCjH^Og % ГС делением СО и Н2О: ос- КЛтаС.,Н,ое тавшаяся обугленная масса при прокаливании —4,3 0 10 19,3 22,1 28,9 20 30 " образует КГмаСОз. ос д Соль легко раство- рима в воде и нераство- * рима в спирте. Таблица 109 Относительные веса водных растворов KNaCiH4OG KNaC,H,O6 % KNaC4H4O„ % .20 d4 KNaC.HA % d20 «4 1 1 ,0049 14 1,0965 28 1,2059 2 1,0116 16 1,1114 30 1,2225 4 1,0252 18 1,1265 32 1,2394 6 1,0390 20 1,1419 34 1,2566 8 1,0530 22 1,1576 36 1,2742 10 1,0673 24 1,1735 12 1,0818 26 1,1896 Требования к продажному реактиву Наибольшие количества допустимых примесей (%) в KNaC4H4O6-4H2O различных квалификаций (по ГОСТ 5845—51): Примеси ч.д.а. ч. Вещества, нерастворимые в воде 0,005 0,010 Хлориды (С1) ... . 0,002 0,005 Сульфаты (SO4)................................. . 0,010 0,05 Азот общий (в пересчете на N) . ........ 0,01 0,02 Кальций (Са)..................................... 0,002 0,005 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пересчете на РЬ) . ......................................... 0,0005 0,001 Железо (Fe) . .... ........ 0,001 0,002 Кроме того, препарат должен выдерживать испытание на реакцию водного рас- твора и содержание восстанавливающих веществ. Приготовление Препарат квалификации ч. д. а. получают следующим образом. К горячему раствору 89 г К2СО3 (чистый) в 180 мл воды добавляют посте- пенно винную кислоту Н2С4Н4О6 («пищевая») до слабощелочной реакции на фенолфталеин (около 90 г). Затем добавляют 72 г Na2CO3 и Н2С4Н4О6 до сла- борозового окрашивания фенолфталеина и пропускают H2S для осаждения, металлов сероводородной группы. Раствор кипятят для удаления H2S, филь- труют и охлаждают. Кристаллы отсасывают и дважды перекристаллизовывают из горячей воды. Выход 150 г.
Калий-натрий углекислый. Калий пиросернистокислый 191 КАЛИЙ-НАТРИЙ УГЛЕКИСЛЫЙ Kalium-natrium Potassium sodium carbon icum carbonate Kai iumnatriumcarbonat KNaCO3 Мол. в. 122,102 Свойства KNaCOs—белый порошок, растворимый в воде. Свойства препарата ана- логичны свойствам составляющих его компонентов К2СО3 и NaaCOs, кроме тем- пературы плавления, которая лежит значительно ниже температуры плавле- ния К2СО3 и NaaCOs в отдельности. Требования к продажному реактиву По ГОСТ 4332—48 препарат, прокаленный при 270—300°, должен содер- жать 99,0—101,0% карбонатов (в пересчете на KNaCO3). Наибольшие количества допустимых примесей (%) в KNaCOs различных, квалификаций: Примеси ч.д-а. ч. Вещества, нерастворимые в воде .................0,01 0,02 Хлориды (С1)............................ . 0,005 0,01 Сера общая (в пересчете на SO4) ................. . 0,005 0,0! Кремнекислота и вещества, осаждаемые аммиаком . . 0,01 0,05 Кальций и магний (CaO-|-Mg2P2O7) .... .0,01 0,02 Фосфаты (РОа)................................ . . 0,003 0,005 Азот общий (в пересчете на N) .... 0,0005 0,001 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пересчете на РЬ)......................................... 0,0005 0,001 Железо (Fe)..................................... . 0,0005 0,001 Мышьяк (As)................................... . 0,00005 0,00005 Потеря при прокаливании........................ .. 6,0 6.0 Приготовление Для получения препарата ч. д. а. смесь 106 г NaaCOs-IOH2O, 72 г К2СО5 ч. д. а. и 200 мл дестиллированной воды нагревают при перемешивании до ки- пения. Раствор фильтруют, упаривают до кашицеобразного состояния, отса- сывают в горячем виде и сушат при 80—90°. Все операции рекомендуется про- водить в чашках из нержавеющей стали. Выход 60—70%. КАЛИЙ ПИРОСЕРНИСТОКИСЛЫЙ (КАЛИЯ МЕТАБИСУЛЬФИТ, КАЛИЯ ПИРОСУЛЬФИТ) Kalium bisulfurosum Potassium bisulphite Kaliumbisulfit K2S2O5 Мол. в. 222,332 Свойства КгБгОб—белые пластинчатые моноклинические кристаллы уд. в. 2,3, рас- творимые в воде и разбавленном спирте, нерастворимые в эфире. В сухом воздухе КгБгОв устойчив. При красном калении происходит разложение по Реакции 2K2S2O5=2K2SOa+SO2+S
192 Калий Таблица 110 Растворимость K2S2O5 в воде ГС КАО, % ГС K2S2O5 % t°C КАО3 % 2 22,8 25 32,8 60 46,0 10 26,5 30 34,8 80 51,9 20 30,8 40 39,0 90 54,4 Требования к продажному реактиву По ГОСТ 5713—51 препарат ч. д. а. и чистый должен содержать не менее 95% К^Ов. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в K2S2O5 различных квалификаций: Примеси ч.д.а. ч. Вещества, нерастворимые, в воде.............. 0,005 0,02 Хлориды (С1).................................0,01 0,02 Железо (Fe).................................. 0,001 0,005 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пе- ресчете на РЬ)............................... 0,001 0,003 Мышьяк (As).................................. 0,00002 0,0001 Приготовление KaCOs F 2SO2 = K2S2O5 + COs Для получения препарата квалификации чистый разработана следующая методика*. В фарфоровый стакан, помещенный под тягой, наливают профильтрован- ный горячий (90—100°) раствор 100 г К2СО3 (чистый) в 55 мл воды. Через труб- ку с расширением на конце, (например, форштосс от холодильника Либиха), погруженную почти до дна стакана, пропускают SO2 с такой скоростью, чтобы газ успевал поглощаться. Часть кристаллов выделяется уже в ходе реакции. Когда раствор приобретет желто-зеленую окраску, прекращают пропускание SO2 и охлаждают смесь до 25—22° (не ниже\). Выпавшие кристаллы отсасывают, промывают сперва небольшим количест- вом воды, насыщенной SO2, затем спиртом. После сушки в токе воздуха при 20—25° получается 70—75 г K2S2O5. Маточный раствор можно использовать вместо воды при новой загрузке. КАЛИЙ ПИРОСЕРИОКИСЛЫЙ (ПИРОСУЛЬФАТ КАЛИЯ) Kalium pyrosulfuricum Potassium pyrosulfate Kaliumpyrosulfal K2S2O7 Мол. в. 254,332 С в о ii с т в a K2S2O7—белая гигроскопическая кристаллическая масса. Уд. в. 2,28. Легко растворим в воде с образованием 2KHSO1. Т. пл. выше 440°. Уже при 370— 420° соль начинает частично отщеплять SO8. переходя в KeSO<. Метод ИРЕА (Н. А. Петров).
Калий пиросернокислый и пиросурьмянокислый кислый 193 Требования к продажному реактиву По ГОСТ 7172—54 препарат ч. д. а. должен содержать не менее 97% KgS2O7, препарат чистый—не менее 95%. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в KgS2O7 различных квалификаций: Примеси ч.д.а. ч. Вещества, нерастворимые вводе и кремнекислота 0,002 0,005 Хлориды (С1)............................... 0,0005 0,001 Кальций, магний и вещества, осаждаемые амми- аком (СаО, Mg2P2O7, R2O3).................. 0,01 0,02 Фосфаты (POj).............................. 0,0005 0,001 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пе- ресчете иа РЬ) .......... 0,0002 0,0005 Железо (Fe) . . . 0,0002 0,0005 Приготовление 2KHSO« = KZS2OT + Н2О В фарфоровую чашку емкостью 500 мл помещают 500 г KHSOa и нагревают в муфельной печи до 250°, причем разложение сопровождается вспениванием и выделением пузырьков водяного пара. Через полчаса повышают температуру до 320—340°. Процесс заканчивают, когда прекратится выделение пузырьков и появятся белые пары SO3. Тогда расплавленную массу выливают в фарфоровую ступку, охлаждают до 50—60°, разбивают еще теплый плав на куски и немед- ленно упаковывают его в банку, пробку которой заливают парафином. Выход 450 г (96%). Испытание Для определения содержания Кг82О7 навеску 0,5 г препарата во взвешен- ном платиновом тигле нагревают на песчаной бане. Соль сначала плавится, за- тем снова затвердевает. Тогда ее прокаливают до постоянного веса. Содержание KgS2O7 (в %) равно 291,9 А, где А—вес прокаленной соли. КАЛИЙ ПИРОСУРЬМЯНОКИСЛЫЙ кислый (ПИРОАНТИМОНАТ КАЛИЯ) Kalium stibicum Potassium pyroantimonate Kaliumpyroantimoniatsaures K2H2Sb2O7-4II2O* Мол. в. 507,80 Свойства K2H2Sb2O7-4HzO—белый зернистый порошок, довольно плохо раствори- мый в воде (в холодной 0,4%, в горячей 1,1%). Требования к продажному реактиву По ГОСТ 4458—48 препарат должен выдерживать следующие испытания. 1. Реакция раствора. Навеску препарата 1,5 + 0,01 г растворяют при на- гревании до кипения в 150 мл воды. Раствор охлаждают и через 15 мин. филь- труют. К 100 мл фильтрата прибавляют 1 каплю 0,1%-ного спиртового рас- твора фенолфталеина и вносят кусочек синей лакмусовой бумаги. В случае • В последнее время препарату приписывают более вероятную формулу: K[Sb(OH)J или KH„SbO..2H.O. 13 Чистые химические реактивы
194 Калий щелочной реакции на фенолфталеин к раствору добавляют 0,01 н. НС1 до исчез- новения красного окрашивания. В случае кислой реакции на лакмус к раствору добавляют 0,01 н. КОН до посинения бумажки. Расход кислоты или щелочи должен быть не более 5 мл. Остаток фильтрата сохраняют для испытания 2. 2. Пригодность в качестве реактива на Na-ион. а) К 1 мл раствора, содержащему 0,3 мг Na+, добавляют 3 мл раствора от испытания 1 и сильно встряхивают. В течение 15 мни. должен выпасть тонкий кристаллический осадок. б) К 20 мл раствора от испытания 1 добавляют раствор 1 г КО в 10 лм воды. В течение 15 мин. не должен выпадать осадок. в) К 20 мл фильтрата от испытания 1 добавляют 2—3 капли 10%-ного NHiOH и раствор 1 г NH1C1 в 10 мл воды. В течение 15 мин. не должен выпадать осадок. Приготовление Для получения препарата реактивной чистоты разработана следующая методика*. SbyS^ 2КОН 5CuO -j- 4Н2О = Кг^г^ЬгО? • 4Н2О 2O12S -j- C11S В фарфоровый стакан на 300 мл помещают 40 мл 50%-ного КОН (уистый) и при механическом перемешивании добавляют постепенно 12 г порошка Sb2S3 98—99%-ной (см. приготовление). После 20—30-минутного перемешивания до- бавляют 60 мл воды, подогревают и вносят небольшими порциями 14,2 г тон- кого порошка СиО (ч. д. а.) и 120 мл воды. Смесь нагревают 1,5—2 часа при 80—100°, дают остыть, раствор сливают, а осадок сульфидов меди быстро отсасывают. Все процессы, указанные выше, следует проводить, защищая от брызг щелочи глаза очками, а руки—резиновыми перчатками. К прозрачному раствору при энергичном размешивании добавляют равный объем спирта, причем выпадает тяжелый слизистый осадок. На следующий день сливают раствор, а осадок подсушивают при 30—40°, затем нагревают 5 мин. на водяной бане и отделяют шпателем плотные куски осадка. Сушат осадок при 30—40° в течение 2—3 час., затем измельчают его, помещают в стакан, за- ливают спиртом (на 100 г осадка 65 мл 50%-ного спирта), перемешивают, отса- сывают и повторяют обработку спиртом еще раз. Наконец, отсасывают, сушат при 30—40°и помещают в темную банку с притертой пробкой. Выход 17—18 г (94—97% по Sb2S3). КАЛИЙ РОДАНИСТЫЙ (РОДАНИД КАЛИЯ) Kalium rhodanatum Potassium rhodanide Kalium rhodanid •Kalium sulfocyanatum Potassium thiocyanate Kalium sulfocyanat Kaliumthiocyanat KCNS Мол. в. 97,185 Свойства KCNS—бесцветные моноклинические кристаллы уд. в. 1,886, расплываю- щиеся во влажном воздухе. Легко растворим в воде с сильным охлаждением (при смешении 150 г KCNS со 100 мл воды температура падает с 10,8 до —23,7°) и спирте. При кристаллизации растворов роданида калия при низкой темпе- Метод ИРЕА (А. Д. Кац).
Калий роданистый 1у5 ратуре получается кристаллогидрат KCNS - 0,5112О, устойчивый между —29,5° и +6,8°. Т пл. KCNS 176,8°. При 430° становится синим, при охлаждении сно- ва обесцвечивается. Таблица 111 Таблица 112 Раст в о р и- Относительные веса водных растворов м о с т ь KCNS KCNS D D U Д С —— KCNS d18 KCNS d18 KCNS d18 KCNS % а4 % a4 % a4 /°C % 1 1,0035 14 1,0708 40 1,2200 2 1,0085 16 1,0817 45 1,2517 —31.2 50,25 4 1,0186 18 1,0927 50 1,2849 0 63,9 6 1,0288 22 1,1152 55 1,3195 8 1,0391 26 1,1382 60 1,3554 +20 68,5 10 1,0495 30 1,1618 65 1,3925 25 70,9 12 1,0601 35 1,1899 Требования к продажному реактиву По ГОСТ 4139—48 препараты х. ч. и ч. д. а. должны содержать не менее 99% KCNS. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в KCNS различных ква- лификаций: Примеси х.ч. ч.д.а. Вещества, нерастворимые в воде . . 0,003 0,005 Хлориды (С1) 0,005 0,01 Сульфаты (SOa) 0,005 0,01 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пересчете на РЬ) . 0,0002 0,0005 Железо (Fe) 0,00005 0,0001 Аммонийные соли (NH4) 0,001 0,002 ч. 0,01 0,02 0,02 0,001 0,0002 0,005 Приготовление Для получения препарата квалификации ч. д. а. разработана следующая методика*. К горячему (70°) раствору 500 г NI+CNS (ч. д. а.) в 250 мл воды приливают под тягой при помешивании раствор 368 г КОН (чистый) в 400 мл воды. Нагре- вают смесь при 80—85° до полного удаления NH3 (проба раствора при нагре- вании с КОН не должна выделять NHs, обнаруживаемого по запаху). Раствор фильтруют через двойной складчатый фильтр, упаривают фильтрат до образо- вания пленки кристаллов и охлаждают. Выпавшие кристаллы отсасывают и сушат при 30—40°. Выход 400—440 г (62—70%). Упаривание и кристалли- зация маточного раствора дают еще 100—140 г соли. Если в качестве сырья применяют технический NI+CNS, содержащий зна- чительиую примесь сульфатов, то рекомендуется несколько иная методика. К нагретому до 80° раствору 175 г NHaCNS в 50 мл воды добавляют Ва(ОН)г до полного осаждения SO^-, дают отстояться и фильтруют. К фильтрату, нагретому до 80°, прибавляют малыми порциями К2СО3 (чистый) до слабоще Метод ИРЕА (Г. Н. Пятницкая). 13*
196 Калий лочной реакции на фенолфталеин. Кипятят 10—12 час. до удаления NHS, добавляют 2 г активированного угля и упаривают до уд. в. 1,45 при 110°. Фильт- руют, охлаждают, кристаллы отсасывают и сушат при 30—40°. Выход 100 г (47%). Упариванием маточников можно значительно повысить выход. КАЛИЙ СЕРНОКИСЛЫЙ (СУЛЬФАТ КАЛИЯ) Kalium sulfuricum Potassium sulfate Kaliumsulfat Свойства K2SO4 Мол. в. 174,266 K2SO4—белые твердые ромбические кристаллы уд. в. 2,67, устойчивые на воздухе. Растворим в воде, нерастворим в спирте. Т. пл. 1067°. Таблица ИЗ Растворимость K2SO4 в воде t°C KSO, % t°C K»so4 % (°C KSO, % 0 6,87 40 13,1 90 18,6 10 8,47 50 14,2 100 19,4 20 10,03 60 15,4 120 20,9 25 10,76 70 16,6 143 22,4 30 11,49 80 17,6 170 24,7 Таблица 114 Относительн ые веса водных растворов Кг8О4 K2SO, % 4» KJSO, 1 % 20 d4 K,SO4 % 4° 1 1,0063 5 1,0393 8 1,0646 2 1,0145 6 1,0477 9 1,0731 3 1,0227 7 1,0561 10 1,0817 4 1,0310 i Требования к продажному реактиву Наибольшие количества допустимых примесей (%) в K2SO4 различных квалификаций (по ГОСТ 4145—48). Примеси X. ч. ч. д. а. ч. Вещества, нерастворимые в воде 0,005 0,01 0,02 Аммонийные соли (NH4) 0,001 0,002 0,004 Нитраты (NO3) 0,001 0,002 0,004 Хлориды (С1) Кальций, магний и вещества, осаждаемые 0,0005 0,001 0,002 аммиаком Тяжелые металлы сероводородной группы (в 0,01 0,02 0,05 пересчете на РЬ) . 0,001 0,001 0,002 Железо (Fe) 0,0002 0,0005 0,001 Мышьяк (As) 0,0001 0,0002 0,0004
Калий сернокислый и сернокислый кислый 197 Кроме того, препарат должен выдерживать следующие испытания. 1. Натрий. Навеску 2+0,01 г тонкоистертого препарата растворяют в 20 мл воды. Каплю полученного раствора вносят в ушке платиновой проволоки в бесцветное пламя. Наблюдаемое желтое окрашивание пламени не должно быть интенсивнее окрашивания при аналогичном испытании раствора, содер- жащего 3 мг Na+ в 20 мл воды. 2. Реакция водного раствора. Навеску 1 +0,01 г тонко измельченного пре- парата растворяют в 20 мл свежепрокипяченной и охлажденной дестиллирован- ной воды. К раствору добавляют 1 каплю 0,1%-ного раствора метилового оран- жевого. Окраска раствора должна оставаться желтой; при добавлении 1 кап- ли 0,1 н. кислоты должно появиться розовое окрашивание. Приготовление Препарат квалификации ч. д. а. получают следующим образом. К 120 мл воды добавляют 100 г H2SOa (чистая) (уд. в. 1,84) и постепенно приливают 110—120 г 50% -ного раствора КОН до щелочной реакции на лакмус. Нагревают раствор в течение часа, фильтруют, подкисляют фильтрат H2SO4 (ч.д.а.) до слабокислой реакции на лакмус и упаривают. Кристаллы, выпадаю- щие в процессе упаривания, вычерпывают фарфоровой ложкой, затем отсасывают и высушивают при 80—100°. Выход 65 г (80% по КОН). КАЛИЙ СЕРНОКИСЛЫЙ КИСЛЫЙ (БИСУЛЬФАТ КАЛИЯ) Kalium bisulfuricum Potassium bisulfate Kaliumbisulfat KHSO4 Мол. в. 136,174 Свойства KHSOi—ромбоэдрические кристаллы уд. в. 2,36, растворимые в воде с кислой реакцией (из растворов выкристаллизовывается K2SO4). Т. пл. 216°. Уже при 160—170° начинает частично переходить* в KsS/)?. Таблица 115 Раствори- мость KHSO4 в воде ГС KHSO, % 0 26,6 20 32,7 40 37,9 100 54,9 Таблица 116 Относительные веса водных растворов KHSO4 KHSO, % J8 d4 K11SO, % ,18 d4 KIISO, % 18 d4 1 1,0067 10 1,0720 20 1,1510 2 1,0142 12 1,0865 22 1,1670 3 1,0285 14 1,1020 24 1,1840 6 1,0425 16 1,1175 26 1,2018 8 1,0568 18 1,1335 27 1,2110 * В. И. Спицын и М- А. Мееров, ЖОХ, 22, 901 (1952).
198 Калий Требования к продажному реактиву По ГОСТ 4223—48 кислотность (в пересчете на H2SO4) в препарате должна быть 35,6—36,8%. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в KHS04 различных квалификаций: Примеси ч.д.а. ч. Вещества, нерастворимые в воде ... 0,002 0,005 Хлориды (С1) - . 0,001 0,002 Кремнекислота и вещества, осаждаемые аммиа- ком . . ........................ . . 0,01 0,02 Кальций и магний (CaO+Mg2P2O7).............. 0,005 0,01 Фосфаты (РО4) ............................. 0,001 0,002 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пе- ресчете на РЬ) .............. . . 0,0005 0,002 Железо (Fe) ... 0,001 0,002 Приготовление Для получения препарата квалификаци ч. д. а. в платиновой чашке осто- рожно нагревают смесь 87 г KsSO4 (ч. д. а.) и 49 г HsSOa (чистая) (уд. в. 1$4), пока масса не сделается прозрачной, как вода; жидкость выливают в фарфоро- вую или платиновую чашку, помещенную в холодную воду. По затвердевании массу разбивают на куски и хранят в плотно закрытых банках. КАЛИЙ СУРЬМЯНОВИННОКИСЛЫЙ (АНТИМОНИЛТАРТРАТ КАЛИЯ, ВИННОКИСЛЫЙ АНТИМОН ИЛ КАЛ ИЙ, РВОТНЫЙ КАМЕНЬ) Tartarus stibiatum Potassium antimonyltartrate Brechweinstein Tartarus emeticus Tartar emetic Weinsaures Antimon-Kaliurn K(Sb0)C4H406 VallsO Мол. в. 333,94 Свойства K(SbO)C4H4O6 -VaHjO—бесцветные ромбические кристаллы, уд. в. 2,60, выветривающиеся на воздухе. Растворим в воде (2,53% при 30°). Требования к продажному реактиву По ВТУ МХП 2928—51 препарат чистый должен содержать не менее 99% K(SbO)C4H4Oe1/2H2O. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в K(SbO)C4H4Oe-1/2H2Q квалификации чистый: Вещества, нерастворимые в воде .... 0,01 Хлориды (С1) .... .......... 0,005 Сульфаты (SO4)...................... 0,025 Мышьяк (As) ..................... . . 0,002
Калий сурьмяновиннокислый, тиоуглекислый и углекислый 199 Приготовление Sb2O3 + 2КНСаНаО6 = 2K(SbO)C4H4O6 + Н2О Для получения препарата реактивной чистоты 100 г хорошо промытого сурьмянистого ангидрида кипятят с раствором 125 г кислого виннокисло- го калия (КНС4Н4О6) в 1 л воды до растворения. Во время кипячения следят за гем, чтобы уд. в. раствора не превышал 1,08—1,09; по окончании растворе- ния жидкость упаривают до уд. в. 1,125 и оставляют кристаллизоваться. Вы- делившиеся кристаллы отсасывают и слегка сушат между листами фильтро- вальной бумаги. Выход 140 г (62%, считая на Sb2Os). КАЛИЙ ТИОУГЛЕКИСЛЫЙ (ТИОКАРБОНАТ КАЛИЯ) Kalium thiocarbonicum Potassium thiocarbonate Kaliumthiocarbonat K2CSs Мол. в. 186,409 Свойства K2CS3—красно-коричневая гигроскопичная масса, очень легко раствори- мая в воде и трудно—в спирте. Таблица 117 Относительные веса водных растворов K2CS3 K„CS3 % d15 K,CSs % d15 K2cs3 % d1S 5,2 1,036 29,8 1,219 54,9 1,438 9,6 1,067 35,0 1,262 59,4 1,483 15,0 1,108 40,7 1,308 65,1 1,546 19,6 1,143 44,8 1,345 68,0 1,580 24,4 1,180 50,4 1,397 Приготовление K2S Т* CS2 = K2CSg В делительной воронке встряхивают насыщенный раствор сернистого калия (К28) с избытком сероуглерода (CSg), изредка приоткрывая пробку, чтобы дать выход скопившимся парам CS2. После прекращения растворения CS2 отделяют его избыток и выпаривают раствор в вакууме при 30°. КАЛИЙ УГЛЕКИСЛЫЙ (КАРБОНАТ КАЛИЯ, ПОТАШ) Kalium carbonicum Potassium carbonate Pot-ashes, Potash caustic Kaliumcarbonat Pottasche K2COS Мол. в. 138,211 Свойства КгСОз—белый кристаллический порошок уд. в. 2,29, расплывающийся во влажном воздухе. Т. пл. 891°. Очень легко растворим в воде со щелочной реак- цией, нерастворим в спирте и эфире. Из насыщенного горячего водного рас-
‘ 200 Калий твора при охлаждении выпадает гидрат KgCOg-l.SHjO в виде блестящих стекловидных кристаллов моноклинической системы, уд. в. 2,17, теряющих кристаллизационную воду при 100°. Таблица 118 Растворимость К2СО3 в воде ГС К2СО., % t°c К2СО, % ГС К..СО. ’% 0 51,9 50 54,8 100 60,9 10 52,2 60 55,9 ПО 62,5 20 52,8 70 57,1 120 64,4 30 53,4 80 58,3 130 66,2 40 53,9 90 59,6 Таблица 119 Относительные веса водных растворов К3СО3 К2СО. % 4° КзСОз % 20 d4 К.со, % ^0 d4 1 1,0072 11 1,1000 22 1,2107 2 1,0163 12 1,1096 24 1,2320 3 1,0254 13 1,1193 26 1,2536 4 1,0345 14 1,1291 28 1,2756 5 1,0437 15 1,1390 30 1,2979 6 1,0529 16 1,1490 35 1,3548 7 1,0622 17 1,1591 40 1,4141 8 1,0715 18 1,1692 45 1,4759 9 1,0809 19 1,1795 50 1,5404 10 1,0904 20 1,1898 Требования к продажному реактиву По ГОСТ 4221—53 препарат х. ч. и ч. д. а. должен содержать не менее 99% углекислого калия, препарат чистый—не менее 98%. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в К2СО3 различных квалификаций: Примеси Вещества, нерастворимые в воде . . . Хлориды и хлораты (в пересчете на С1) Сера общая (в пересчете на SOa) . . Кремнекислота (SiO2)............... Вещества, осаждаемые аммиаком (Al2O3+Fe2O3) . . . . Фосфаты (РО4)..................... Азот общий (в пересчете на N) , . Железо (Fe)....................... Тяжелые металлы сероводородной группы (в пересчете на РЬ; . ... Кальций и магний (Ca+Mg) . . Мышьяк (As)........................ Потеря при прокаливании ........... х.ч. ч.д.а. ч. 0,005 0,005 0,01 0,001 0,002 0,01 0,002 0,002 0,005 0,004 0,004 0,01 0,005 0,01 0,02 0,001 0,001 0,002 0,001 0,001 0,002 0,0003 0,0005 0,001 0,0005 0,0005 0,0005 0,005 0,01 0,02 0,00005 0,00005 0,00005 1 I 2
Калий углекислый кислый 201 Кроме того, препарат должен выдерживать следующее испытание на содержа- ние натрия. 20%-ный раствор препарата вносят в ушке платиновой проволоки в пламя горелки. Наблюдаемое желтое окрашивание пламени не должно быть интенсивнее окрашивания, получаемого при испытании раствора, содержащего в 1 мл 0,2 мг Na+. Очистка 1. Препарат квалификации ч. д. а. или х. ч. можно получить из препарата чистый перекристаллизацией из воды*. 200 г 1\2СО3 растворяют в 500 мл воды, фильтруют, упаривают до объема 350 мл и охлаждают до 65°. Выпавшие кри- сталлы гидрата КаСОз-В/г^О отделяют и сушат, а маточный раствор снова упаривают и кристаллизуют. Выход около 100 г. 2. Для полной очистки препарата от С1— 15—20%-ный раствор К2СО3 подвергают электролизу** с серебряными пластинчатыми электродами (анодная поверхность 154 см2). При объеме электролита в 2 л и напряжении в 0,8—1,3 в анодная плотность тока составляет 0,02—0,03 ма/см2. Через 50—60 час. элек- тролиз заканчивают. Раствор содержит суспендированное хлористое серебро, оседающее через несколько часов. Признак конца очистки—значительное по- чернение анода (образование Ag2O). Для удаления растворенного серебра раствор подвергают электролизу в течение одного часа с платиновыми электродами (напряжение тока 6 в). Со- держание С1~ в результате очистки падает с 1,6—1,8% до 0,000%. Серебряные аноды легко регенерируются прокаливанием при 700°. Раствор К2СО3 фильт- руют, упаривают и кристаллизуют, как обычно. КАЛИЙ УГЛЕКИСЛЫЙ кислый (БИКАРБОНАТ КАЛИЯ, ДВУУГЛЕКИСЛЫЙ КАЛИЙ) Kalium bicarbonicum Potassium bicarbonate KHCO3 Мол. в. 100,119 Свойства Kaliumbicarbonat КНСОз—бесцветные моноклинические кристаллы уд. в. 2,17, устойчивые на воздухе. Растворим в воде с очень слабой щелочной реакцией. В спирте растворим трудно (0,05%). При 100° и еще быстрее при 200° КНСО3 распадается на К2СО3, Н2О и СОг. Водный раствор КНСОз не осаждает основной соли из солей магния (отличие от КгСО3). Таблица 120 Таблица 121 Растворимость КНСОз в воде Относительные веса (учтена потеря СО, при повышении (°) ВОДНЫХ растворов КНСОз /°C КНСОз % /°C КНСОз % КНСОз % .15 d4 КНСО3 % .15 d4 0 18,4 40 31,2 1 1,0058 6 1,0396 10 21,7 50 34,2 2 1,0125 8 1,0534 20 24,9 60 37,5 4 1,0260 10 1,0674 30 28,1 г • Реакт. и преп.. стр. 160. *• Н. А. Петров и М. В. Лазарева. Изв. ИРЕА, 14, 76 (1935).
202 Калий Требования к продажному реактиву По ГОСТ 4143—48 препарат должен содержать не менее 98,5% КНСОз. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в КНСО3 различных квалификаций: Примеси х.ч. ч.д.а. ч. Вещества, нерастворимые в воде 0,002 0,005 0,02 Хлориды и хлораты (в пересчете на С1) 0,002 0,005 0,01 Сера общая (в пересчете на SO4) . . . 0,003 0,005 0,01 Азот общий (в пересчете на N) 0,0005 0,001 0,002 Фосфаты (РОД . . . 0,001 0,003 0,005 Кремнекислота и вещества, осаждаемые ам- миаком 0,01 0,04 0,1 Кальций и магний 0,005 0,02 0,05 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пересчете на РЬ) 0,0005 0,001 0,002 Железо (Fe) ...... 0,0003 0,0005 0,001 Кроме того, препарат должен выдержать испытание на ссдержание натрия. Для этого раствор 2 + 0,01 г препарата в 10 мл воды в ушке платиновой про- волоки вносят в пламя. Наблюдаемое желтое окрашивание пламени не должно быть интенсивнее окрашивания, получаемого при испытании раствора, содер- жащего 3 мг Na+ в 10 мл. Приготовление 1. Для получения препарата квалификации чистый в 50%-ный раствор технического КгСО3 пропускают СОг, пока взятая проба от прибавления ней- трального раствора соли магния не перестанет образовывать осадок. Часть КНСО3 выделяется уже при пропускании СО2. Маточный раствор при испаре- нии в эксикаторе над H2SO4 выделяет дополнительное количество КНСО3. Препарат необходимо перекристаллизовать; для этого растворяют 100 г КНСО3 в 200 мл воды при 70°, фильтруют и фильтрат медленно охлаждают. Выпавшие кристаллы отсасывают, промывают 80%-ным спиртом и высушивают в токе СО2. Выход около 50 г. 2. Очень чистый препарат получается при пропускании СО2 в раствор чи- стого КОН в 80% -ном спирте. Большая часть КНСО3 выпадает уже во время пропускания газа. КАЛИЙ ФОСФОРНОКИСЛЫЙ кислый ДВУЗАМЕЩЕННЫЙ (ГИДРОФОСФАТ КАЛИЯ) Kalium phosphoricum Potassium phosphate Kaliumphosphat bibasicum dibasic zweibasisch K2HPO4.3H2O Мол. в. 228,231 С в о й с т в a К2НРО4-ЗН2О—кристаллы или белый чрезвычайно гигроскопичный по- рошок. Уд. в. 2,33. Очень легко растворим в воде. Требования к продажному реактиву По ГОСТ 2493—44 препарат ч. д. а. должен содержать не менее 98% К2НРО4-ЗН2О, препарат чистый—не менее 97%.
Калий фосфорнокислый кислый 203 Наибольшие количества допустимых примесей (%) в КгПРО4-ЗН2О раз- личных квалификаций: Примеси ч.д. а. ч. Вещества, нерастворимые в воде 0,01 0,03 Железо (Fe) . 0,003 0,005 Мышьяк (As) . 0,001 0,002 Хлориды (С1) , 0,005 0,01 Нитраты (NO3) . 0,002 0,004 Сульфаты (SO4) .......................... 0,03 0,05 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пе- ресчете на РЬ)....................... . 0,002 0,005 Магний (Mg) ......................... .... 0,001 0,001 Кроме того, препарат должен выдерживать следующие испытания. 1. Содержание натрия. Раствор 1 г препарата в 10 мл воды вносят в ушке платиновой проволоки в верхнюю часть пламени горелки—не должно наблю- даться окрашивания пламени в желтый цвет. 2. Нейтральность раствора. Растворяют 3 + 0,01 г препарата в 30 мл свежепрокипяченной воды и добавляют 5 г NaCl и 3 капли 1 %-него спиртового раствора фенолфталеина. Если раствор окрашен в розовый цвет, то осторожно, по каплям, приливают 1 н. НС1 до обесцвечивания. Если раствор бесцветен, то осторожно, по каплям, добавляют 1 н. NaOH до появления розового окрашива- ния.—Расход кислот или щелочи не должен превышать 0,2 мл. Приготовление Для получения препарата квалификации ч. д. а. к 100 мл Н3РО4 (ч. д. а., уд. в. 1,7) постепенно добавляют при перемешивании раствор 190 г КгСО3 {чистый) и упаривают до прекращения выделения СОг. Затем добавляют рас- твор КОН (чистый) до слаборозовой окраски на фенолфталеин (около 10 г) и выпаривают в фарфоровой чашке на песчаной бане при температуре не вы- ше 125°. Когда на дне чашки образуется слой соли, смесь начинают непре- рывно энергично перемешивать. Постепенно в чашке получается соль в виде сплошных комков. Тогда переносят чашку в сушильный шкаф и высушивают при 110—125°. Сухую соль быстро разбивают в ступке на кусочки диаметром 3—5 мм, высушивают еще в течение часа, переносят в банку и немедленно заливают пробку парафином. Выход 300 г (90—95% по Н3РО4). Если желательно получить препарат в виде кристаллов, то после нейтра- лизации Н3РО4 едким кали раствор упаривают до уд. в. 1,7, добавляют за- травку (несколько кристалликов КгНРО4 ЗН2О) и оставляют для кристаллиза- ции на 2 суток при комнатной температуре. Выделившиеся кристаллы отсасывают и сразу же переносят в плотно за- крывающиеся банки. КАЛИЙ ФОСФОРНОКИСЛЫЙ КИСЛЫЙ ОДНОЗАМЕЩЕННЫЙ (ДИГИДРОФОСФАТ КАЛИЯ) Kalium phosphoricum Potassium phosphate Kaliumphosphat monobasicum monobasic einbasisch KH2P04 Мол. в. 136,091 Свойства KH2PO4—тетрагональные кристаллы уд. в. 2,33. Растворим в воде, не- растворим в спирте. При 96° кристаллы плавятся в прозрачную жидкость, за- стывающую при охлаждении в непрозрачную стекловидную массу метафосфор- нокислого калия КН2РО4 = КРО3 + НгО
204 Калий Таблица 122 Растворимость КН2РО4 в воде Таблица 123 Относительные веса водных растворов КН2РО$ ГС КН. РО, % ГС КНРО. % КН РО, % 20 04 КН2РО. % 4° 0 12,88 40 25,10 1 1,0070 8 1,0567 5 14,00 45 26,90 10 15,50 50 29,00 2 1,0142 10 1,0711 15 16,87 60 33,40 20 18,45 70 37,05 4 1,0284 12 1,0863 25 20,04 80 41,30 30 21,90 90 45,5 6 1,0425 14 1,1028 35 23,65 Требования к продажному реактиву По ГОСТ 4198—48 потери при прокаливании должны составлять для пре - парата х. ч. и ч. д. а. 13,15- -13,4%. pH водных растворов препаратов должен быть от 4,4 до 4,7. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в КНгРОа различных квалификаций: Примеси х.ч. ч.д.а. Ч. Вещества, нерастворимые 1 в воде ... 0,002 0,005 0,01 Вещества, осаждаемые аммиаком . . 0,005 0,01 0,02 Потеря при высушивании 0,2 0,5 1 Хлориды (С1) 0,002 0,005 0,01 Сульфаты (SO,,) 0,002 0,005 0,01 Железо (Fe) 0,001 0,002 0,005 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пересчете на РЬ) . 0,001 0,002 0,005 Нитраты (NO3) . 0,002 0,005 0,01 Мышьяк (As) ..... 0,0005 0,001 0,002 Приготовление Для получения препарата квалификации ч. д. а. к раствору 35 мл Н3РО4 (ч. д. а., уд. в. 1,7) в 100 мл воды добавляют К2СО3 или КОН (ч. д. а. или чи- стый) до слабофиолетовой окраски бумажки конго. Раствор нагревают 1 час, .фильтруют, упаривают до уд. в. 1,32, охлаждают, и кристаллы отсасывают. Выход около 50 г. КАЛИЙ ФТОРИСТЫЙ (ФТОРИД КАЛИЯ) Kalium fluoratum Potassium fluoride Kaliumfluorid KF Мол.в. 58,10 KF-2H2O Мол.в. 94,13 Свойства Безводный KF—бесцветные кубические кристаллы уд. в. 2,48. При кри- сталлизации из водных растворов ниже 40,2° выпадают моноклинические кри- сталлы KF-2H2O уд. в. 2,45, плавящиеся при 41° в кристаллизационной воде.
Калий фтористый 205 При лежании на воздухе кристаллы быстро расплываются. Очень легко раство- рим в воде, нерастворим в спирте. Водный раствор имеет щелочную реакцию и разъедает стекло. Т. пл. безводной соли 846°, т. кип. 1505°, уд. в. 2,48. Таблица 124 Растворимость KF в воде* ГС KF % ГС KF % ГС KF % 0 30,90 25 50,41 45 58,62 10 34,87 30 51,95 60 58,72 15 38,13 35 54,67 80 60,01 20 48,70 40 58,08 Таблица 125 Относительные веса водных растворов KF KF 18 KF .18 KF 18 % а 4 % а 4 % «4 1 1,0072 10 1,0877 20 1,1847 2 1,0159 12 1,1064 22 1,2051 4 1,0334 14 1,1254 24 1,2260 6 1,0512 16 1,1448 26 1,2471 8 1,0693 18 1,1646 Т ребован и я к продажному реактиву По ГОСТ 4522—48 препарат должен растворяться в воде в отношении 1 : 2, причем раствор должен быть прозрачен и свободен от механических примесей. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в KF-2HgO различных квалификаций: Примеси ч.д.а. ч. Хлориды (С1)..................... - 0,002 0,005 Сульфаты (SO4)............................. 0,02 0,05 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пе- ресчете на РЬ) ............................ 0,002 0,005 Железо (Fe) .............. . 0,0005 0,001 Кислотность (в пересчете на HF) .... . . 0,2 0,5 Щелочность (в пересчете на К2СО3) ......... 0,2 0,5 Соли H2SiFe для препаратов с кислой реакцией (K2SiFe) ............................ 0,1 0,2 Кремнекислота (SiO2) для препарата с щелочной реакцией................................... 0,05 0,1 Приготовление 1. Для получения препарата квалификации ч. д. а. к 100 мл 15%-ной HF {чистая), помещенной в платиновой чашке под тягой, добавляют К2СО3 {чи- стый) до-слабо кислой реакции (около 52 г). Раствор отфильтровывают и упа- В. С. Я т л о в и Е. М. Полякова, ЖОХ, 8, 774 (1938).
206 Калий ривают до объема 80 мл. При охлаждении до 20—22° выпадают кристаллы гид- рата KF-2H2O. Отфильтрованную соль отжимают между листами фильтроваль- ной бумаги. 2. Для получения препарата квалификации ч. д. а. в сравнительно боль- ших количествах* необходимы деревянные кадки или сосуды из эбонита или винипласта. Вся работа должна проводиться под хорошей тягой с соблюдением всех мер предосторожности, предписываемых при работе с HF. В небольшую деревянную кадку помещают 1,5 л дестиллированной воды и 2 кг 40%-ной HF (чистая). При размешивании деревянным веслом или вини- пластовой лопаткой добавляют порциями (по 20—30 г) 3,4 кг К2СО3 (ч. д. а.) до тех пор, пока 2 мл раствора после разбавления равным объемом воды, кипя- чения и добавления 1—2 капель фенолфталеина не даст слаборозовое окраши- вание. В случае необходимости добавляют немного HF или К2СО3. Раствор упаривают в медных или латунных тазах на водяной бане до по- явления пленки кристаллов. Охлаждают, сливают маточный раствор (около 500 мл) и отсасывают соль, раздавливая комки. После промывания небольшим количеством воды получают 2,5—2,7 кг KF-2H^D. Для очистки растворяют соль в 2,5 л воды, дают стоять в течение 2 суток и фильтруют через двойные фильт- ры, помещенные в медные воронки, в стеклянные, парафинированные изнутри, банки. Чистый раствор переливают в хорошо вычищенный медный таз, упаривают до образования пленки кристаллов и охлаждают. Полученную соль (2—2,2 кг) отделяют, снова растворяют в 2—2,2 л воды, упаривают до образования плен- ки и кристаллизуют. Выпавшие кристаллы отсасывают и помещают в парафи- нированную изнутри банку, пробку которой заливают парафином. Выход 1,6—1,7 кг KF-2H2O квалификации ч. д. а. (45—50%). Маточные растворы дают при упаривании продукт, удовлетворяющий после двух кристаллизаций требованиям к препарату чистый. 3. Безводный KF получают нагреванием KF-2H2O при 130—150°. Процесс проводят в медных чашках, перемешивая массу медным прутком. КАЛИЙ ФТОРИСТЫЙ КИСЛЫЙ (БИФТОРИД КАЛИЯ) Kalium bifluoratum Potassium bifluoride Kaliumbifluorid KHF2 Мол. в 78,11 Свойства KHF2—бесцветные кубические кристаллы уд. в. 2,369. В сухом воздухе (даже в вакууме) не отщепляет HF. Во влажном воздухе притягивает воду и тогда выделяет пары HF. При нагревании около 310° начи- нает отщеплятьлНР; при 400° упругость пара HF достигает 1 атм. Таблица 126 Растворимость KHF2 в воде** ГС KHF3 % t°C KHF3 % 1 t°c KHFs % -7,6 16,5 20 28,15 60 44,08 0 19,70 45 38,03 80 53,28 10 23,14 * Метод ИРЕА (И. И. Ангелов и В. С. Нечаева). *• В. С. Ятл ов и Е. М. Полякова, ЖОХ, 8. 774 (1938).
Калий фтористый кислый и хлористый 207 Требования к продажному реактиву Наибольшие количества допустимых примесей (%) в KHF2 квалификации чистый (по ВТУ МХП 4066—53): Хлориды (С1)..................................... 0,05 Сульфаты (SOi)................... ... ... 0,05 Железо (Fe) ................... . 0,005 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пересчете на РЬ)........................................... 0,002 Кислотность (в расчете на HF).................... 25,3—26,0 Соли кремнефтористоводородной кислоты (K2SiFe) . . 0,6 Кроме того, раствор препарата (1 : 3) должен быть прозрачен и не содержать, механических примесей. Приготовление 1. Смешивают КОН или KF (чистые) с теоретическим количеством HF, упаривают под тягой в платиновой чашке до кристаллизации и охлаждают. Кристаллы промывают спиртом и высушивают при комнатной температуре. При перекристаллизации получается очень чистый препарат*. 2. KHF2 может быть легко получен добавлением HF к насыщенному рас- твору KF; при этом соль выпадает в виде мелких кристаллов. КАЛИЙ ХЛОРИСТЫЙ (ХЛОРИД КАЛИЯ) Kalium chloratum Potassium chloride Kaliumchlorid KC1 Мол. в. 74,55 Свойства KC1—бесцветные кубические кристаллы (часто—удлиненные столбики),, уд. в. 1,987-—1,989, устойчивые на воздухе. При нагревании растрескивается и плавится при 770° в жидкость, кипящую при 1417° и затвердевающую при охлаждении в стекловидную массу. Растворим в воде с нейтральной реакцией, нерастворим в абсолютном Спир- те и эфире. Таблица 127 Растворимость КО в воде ГС КС1 % t°C КС1 % ГС КС1 % 0 22,2 50 30,1 90 34,9 10 23,8 60 31,3 100 36,0 20 25,5 70 32,6 130 39,8 30 27,2 80 33,8 180 43,8 40 28,7 • И. В. Та на наев, ЖОХ, 11, 2, 214 (1938).
208 Калий Таблица 128 Относительные веса водных растворов КС1 КС1 % 20 d4 КС1 % 20 а 4 КС1 % ,20 d4 1 1,0046 9 1,0567 17 1,1114 2 1,0110 10 1,0633 18 1,1185 3 1,0175 11 1,0701 19 1,1256 4 1,0239 12 1,0768 20 1,1328 5 1,0304 13 1,0836 21 1,1401 6 1,0369 14 1,0905 22 1,1474 7 1,0436 15 1,0974 23 1,1548 8 1,0500 16 1,1043 24 1,1623 Требования к продажному реактиву По ГОСТ 4234—48 препарат должен содержать не менее 99,8% КС1. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в КС1 различных ква- лификаций: Примеси х.ч. ч.д.а. ч. Вещества, нерастворимые в воде . . 0,003 0,005 0,02 Хлораты (СЮз) 0,0012 0,0012 0,0024 Сульфаты (SO4) 0,002 0,005 0,01 Азот общий (в пересчете на N) • . 0,0005 0,001 0,001 Фосфаты (РО4) . . . 0,001 0,002 0,005 Кальций (Са) 0,005 0,007 0,01 Магний (Mg) 0,002 0,003 0,005 Тяжелые металлы сероводородной (в пересчете на РЬ) группы 0,0005 0,0005 0,001 Железо (Fe) 0,0001 0,0003 0,0005 Приготовление 1. Для получения препарата квалификации ч. д. а. растворяют 100 г КС1 {техн.) в 300 мл горячей воды, добавляют насыщенный раствор 5 г ВаС12-2Н2О, дают отстояться и проверяют на полноту осаждения SO4 (проба фильтрата при добавлении соляной кислоты и ВаС1г не должна давать мути или осадка). Фильтруют, добавляют 2 мл 3%-ной Н2О2 и концентрированный раствор 6 г К2СО3 и после отстаивания убеждаются в полноте осаждения Ва++ (проба фильтрата при подкислении H.SO4 не должна давать мути или осадка). Снова фильтруют, приливают несколько мл сероводородной воды и дают постоять для полноты осаждения. Фильтруют, упаривают до небольшого объема и добав- ляют 5 мл НС1 (х. ч., уд. в. 1,12). Выпавшие кристаллы отсасывают и сушат при 100—120°. Выход 85—90 г. 2. Для получения препарата квалификации х. ч. растворяют 500 г КС1 (ч. д. а.) в 900 мл горячей дестиллированной воды, фильтруют, упаривают рас- твор до образования кристаллической пленки и охлаждают. Кристаллы отса- сывают, а маточный раствор снова упаривают и кристаллизуют. Обе фракции кристаллов отвечают квалификации х. ч.
Калий хлорноватокислый 209 КАЛИЙ ХЛОРНОВАТОКИСЛЫЙ (ХЛОРАТ КАЛИЯ- БЕРТОЛЕТОВА СОЛЬ) Kalium chloricum Potassium chlorate Kaliumchlorat KC103 Мол. в. 122,553 С войст ва КСЮ3—бесцветные листочки с перламутровым блеском или 4- или 6-уголь- ные моноклинические таблички, устойчивые на воздухе и растворимые в воде с нейтральной реакцией. Уд. в. 2,344. Плохо растворим в 95%-ном спирте (0,8%) и глицерине (3,3%); почти нерастворим в абсолютном спирте. Плавится при 370° без разложения. Быстрое нагревание вызывает плавление с выделением кис- лорода уже при 352°. При 550° весь кислород выделяется. Если КСЮд загрязнен горючими примесями (уголь, крахмал, бумага), такой препарат нельзя ни нагревать, ни растирать в ступке (возможен сильный взрыв\). Растворимость КС1О3 Таблица 129 в воде Таблица 130 Относительные веса водных растворов КС1О3 ГС КСЮз % t°C КСЮз % КСЮз % Д8 сЦ 0 3,2 60 20,6 1 1,0049 10 4,8 70 24,5 2 1,0113 20 6,8 80 28,4 3 1,0178 30 9,2 90 32,3 4 1,0245 40 12,7 100 36,0 5 1,0312 50 16,5 6 1,0380 Требования к продажному реактиву По ГОСТ 4235—48 препарат должен содержать не менее 99% КСЮз. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в КСЮз различных квалификаций: Примеси ч.д.а. ч. Вещества, нерастворимые в воде 0,005 0,01 Хлориды (С1) 0,002 0,005 Сульфаты (SO4) ... 0,005 0,01 Броматы (ВгО3) Тяжелые металлы сероводородной группы (в пе- 0,005 0,01 ресчете на РЬ) 0,001 0,002 Железо (Fe) 0,0005 0,001 Кальций (Са) 0,002 0,005 Магний (Mg) . . 0,002 0,005 Мышьяк (As) . . 0.00005 0,0001 П риготовлени е Для получения препарата квалификации чистый растворяют 100 г КС1 (чис- тый) в 150 mi воды, добавляют 1 г КгСгОа и подвергают раствор электролизу в течение 14 час. при 40—60°, пополняя испаряющуюся воду. Электродами слу- жат платиновые пластинки: анод, поверхностью около 25 см2, катод—поверх- ностью 15—20 см2. Напряжение 6—10 в, анодная плотность тока 0,2 а!см2 14 Чистые химические реактивы
210 Калий По окончании электролиза раствор охлаждают, выпавшие кристаллы отса сывают и промывают. Для счистки 100 г препарата растворяют в 300 мл кипящей воды, фильтруют раствор через складчатый фильтр и охлаждают Выпавшие кристаллы отсасывают, промывают небольшим количеством хо лодной воды и высушивают в теплом месте Выход 90 г (90%). КАЛИЙ ХЛОРНОКИСЛЫЙ (ПЕРХЛОРАI КАЛИЯ) Kalium perchloricum Kalium hyperchloricurn Potassium perchlorat '«aliumpeicnloi КСЮ, Мол. 138,557 Свойства KClOa—прозрачные кристаллы ромбической системы, уд, в. 2,52, плавя- щиеся около 610° с разложением на КС1 и О2- Растворы имеют нейтральную реак цию. В отличие от NaClOa, КСЮ4 нерастворим в спирте Таблица 131 Таблица 13- Растворимость КСЮ4 в воде Относительные веса водные 1______________ 4______ растворов КС1О4 ГС КСЮ, % iDC КСЮ, % КСЮ. % 15 «4 КСЮ % 45 *4 0 0,7 25 2,2 0,2 1,0004 1,0 1,0054 10 1,1 50 5,1 0,4 1,0016 1,2 1,0067 15 1,4 70 10,9 0,6 1,0029 1,4 1,0079 20,5 171 100 18,2 0,8 1.004! S f,0092 Требования к продажному реактиву По временным техническим условиям ИРЕА препарат реактивной кналн фикании должен содержать не менее 99% KClO.j. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в КСЮ4 реактивной чистоты: Вещества, нерастворимые в воде 1,01 Хлориды (С1) .... 0,005 Сульфаты (SO4) 0,005 Азот общий (в пересчете на ' 0,005 Кальций (Са) . . 0,01 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пересчете на РЬ) .............. . . 0,004 Железо (Fe) . 0,00s Кроме того, препарат должен выдерживать испытание на натрий (Na+): при внесении платиновой проволоки, смоченной 5%-ным водным раствором препа рата, в бесцветное пламя газовой горелки не должно «ямеч этъс т желтой окр'1 ски пламени
Палии хлорнокислый и хромовокислым 211 Приготовление Для получения препарата реактивной квалификации можно воспользо- ваться следующими способами: 1. 4KC1OS - -- ЗКС1О4 + КС1 В шамотный тигель емкостью 100—150 мл помещают 50—80 л КСЮ:, (чи- стый) и нагревают сначала медленно (примерно до 100°), а затем, увеличив пла- мя, быстро доводят до плавления. Если масса слитком вспучивается, пламя уменьшают. Через 30—35 мин. масса загустевает и покрывается коркой; как только выделение кислорода прекратится, нагревание прерывают и тигель охлаждают. Массу истирают в порошок, 150 г такого порошка кипятят с 450 мл воды до растворения, и раствор фильтруют горячим. Фильтрат быстро охлаж- дают, выпавший кристаллический порошок отсасывают, дважды промывают на фильтре холодной водой и испытывают на содержание СГ. В случае необхо- димости кристаллизуют еще раз. Готовый препарат сушат в сушильном шкафу при 80°. Выход 25—30 г. 2. Растворяют* 100 г технического, очищенного перекристаллизацией NaClOj в 80 мл воды, фильтруют и добавляют к фильтрату раствор 54 г КС1 (чистый) в 170 мл воды. Температура смеси повышается до 40° за счет экзотер- мичности реакции. Смесь охлаждают до 15—20°. отсасывают выпавший КС1О«, содержащий 0,7—1% С1—. Кристаллы переносят в стакан и промывают декан- тацией водой до удаления С1— (проба промызной воды, подкисленная HNO3, не должна мутнеть от добавления AgNO3). Промытые кристаллы отсасывают и сушат при 80°. Выход 90 г. 3. Для очистки растворяют 60 г технического КСЮ« в 400 мг кипящей воды, фильтруют горячим, фильтрат упаривают до появления кристалличе- ской пленки и охлаждают. Выпавшие кристаллы отсасывают, промывают не- большим количеством ледяной воды и сушат при 80°. Выход 45—48 г. КАЛИЙ ХРОМОВОКИСЛЫЙ (ХРОМАТ КАЛИЯ) Kalium chromicum Potassium chromate Kaliumchromat К4ЛО« Мол. в. 194,210 С в о it с г в <1 КгСгО}—желтые ромбические кристаллы уд. в. 2,74, устойчивые на воз- духе. Т. пл. 968°. Растворяясь в воде, образуют интенсивножелтый раствор, нейтральный на лакмус и куркуму. Нерастворим в спирте и эфире. Таблица 133 Растворимость КгСгОд в воде ГС К.СгО, % ГС К,СгО, % ГС KjCrO, % 0 36,4 40 40,1 80 44,5 10 37,9 50 40,8 90 45,5 20 38,6 60 42,1 100 46,5 30 39,5 70 43,6 II ’• Метена, ИРЕА Щвньгина/
212 Калий Таблица 184 Относительные веса водных растворов К2С1О4 КСгО, % 18 С14 К-СгО, % 18 а 4 К СгО4 '% 18 <14 1 1,0066 12 1,0999 24 1,2147 2 1,0147 14 1,1181 26 1.2354 4 1,0311 16 1,1366 28 1,2566 6 1,0477 18 1,1555 30 1,2784 8 1,0647 20 1,1748 32 1,3010 10 1,0821 22 1,1945 36 1,3478 Окраска раствора настолько ярка, что при разбавлении 1 : 40000 еще ясно за- мечается желтый цвет. От прибавления кислот цвет раствора переходит в оран- жевый вследствие образования К2СГ2О7; 2КзСгО4 4~ HgSOg = К2ОГ2О7 -ф- K2SO4 ф- Н2О При нагревании КгСгО4 приобретает красную окраску, при охлаждении снова становится желтым. Требования к продажному реактиву По ГОСТ 4459—48 пре.парат должен содержать не менее 99% КзСгОд. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в КгСгО4 различных квалификаций: Примеси эс.ч. ч.д.а. ч. Вещества, нерастворимые в воде 0,002 0,004 0,01 Свободная щелочь (ОН) 0,03 0,03 0,06 Хлориды (С1) . 0,001 0,003 0,005 Сульфаты (SO4) 0,01 0,025 0,05 Алюминий (А1) 0,002 0,004 0,01 Кальций (Са) 0,002 0,005 0,0! Приготовлен ие Для получения препарата реактивной квалификации разработана следую- щая методика*. В фарфоровой чашке растворяют 400 г технического К2СГ2О7 в 1 л горячей воды и добавляют небольшими порциями 275—280 г КНСОз {чистый) или эк- вивалентное количество К2СО3 (чистый). Под конец нейтрализуют нескольки- ми миллилитрами раствора КОН (чистый) до слабощелочной реакции па фенол- фталеин, упаривают до появления кристаллической пленки и дают охладиться, не перемешивая. Выпавшие кристаллы (40—60 г) отделяют (это наименее чистая фракция). Раствор фильтруют через двойной фильтц, добиваясь полной про- зрачности фильтрата, и упаривают последний до 1/4 объема при частом поме- шивании стеклянной палочкой. При охлаждении выпадают мелкие кристаллы КгСгОа квалификации «. д. а. или х. ч. Их отсасывают, проверяют на рас- творимость** и высушивают при 40—80°. Выход около 300 г (55%). Продукт, получаемый из маточного раствора после перекристаллизации, отвечает ква- лификации чистый. Общий выход 450 г (85%). * Метод ИРЕА (Т. В. Полянский). •• Если раствор получается мутный, то препарат перскристеллизовывак>г. рас творяи 300 г в 600 мл воды.
Калий цианистый 213 КАЛИЙ ЦИАНИСТЫЙ (ЦИАНИД КАЛИЯ) Kalium cyanatum Potassium cyanide Kaliumcyanid KCN Мол. в. 65,119 Свойства KCN—бесцветный кристаллический порошок уд. в. 1,52, легко раство- римый в воде. При медленном охлаждении расплавленной соли кристаллизует- ся в кубиках; из растворов кристаллизуется в октаэдрах. В сухом состоянии не имеет запаха; притягивая влагу из воздуха, начинает пахнуть синильной кислотой (горьким миндалем) вследствие разложения KCN углекислотой и влагой воздуха. Чрезвычайно ядовит! Таблица 135 носительные веса растворов KCN Таблица 136 водных Раствор имость KCN в воде О т «°C KCN KCN 15 KCN 15 % % Ц4 % сЦ 0 38,6 1 1,0041 10 1,0506 15 41,7 2 I,0092 12 1,0612 4 1,0194 14 1,0718 50 45,4 6 1,0297 16 1 ,0825 103 53,0 8 1,0401 18 1,0931 При 635° KCN плавится в подвижную, как вода, жидкость; при более силь- ном нагревании частично испаряется. При плавлении на воздухе или при до- бавлении легко восстанавливающихся металлических окислов поглощает кис- лород, переходя в KCNO. Легко растворим в горячем спирте, мало в абсолютном спирте (0,88%) и в метиловом спирте (4,9i%). Водный раствор имеет щелочную реакцию (рН=9,8 для 1 н. раствора, 9,2 для 0,1 н. раствора) и при хранении разла- гается (быстрее при кипячении), выделяя NHs и переходя в муравьинокислый калий: KCN + 2Н2О = NHS + НСООК Требования к продажному реактиву По ВТУ 3961—53 препарат ч. д. а. должен содержать не менее 98%'KCN, препарат чистый—не менее 96%. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в KCN различных квалификаций: Примеси ч. 0. а. ч. Хлориды (О) . 0,02 0,1 Сульфаты (SO4) 0,01 0,01 Сульфиды (S) . 0,0005 0,002 Роданиды (CNS) . . . 0,005 0,01 Ферроцианиды [Fe(CN)6] .... Тяжелые металлы сероводородной отсутствие группы (в пересчете на РЬ) . . 0,0002 0,0004 Натрий (Na) 0,1 • 0.3
214 Калий Приготовление Сильнейший яд! Всю работу необходимо проводить в вытяжном г; хорошей тягой и не допускать попадания раствора KCN на кожу или платил Для получения препарата реактивной квалификации разработана следу^Л щая методика*. К раствору 100 г технического KCN (58—75%-ный) в 200 мц воды добавляют жидкую кашицу, полученную гашением 11,5 г чистой Ca0J для удаления примеси К2СО3. Хорошо размешивают, дают постоять 1 час в] фильтруют, следя за тем, чтобы фильтрат был совершенно прозрачным. Добаи ляют несколько мл сероводородной поли для осаждения тяжелых металлов и] фильтруют. Фильтрат помещают в круглодонную колбу стекла пирекс и отго! няют воду в вакууме 25 мм рт. ст. при 40—65г. Когда содержимое колбы превратится в кристаллическую кашицу, ее охлаждают, отсасывают чистый KCN и высушивают его в течение нескольких дней в эксикаторе над СаО или H2SO4. Выход 25 г (из 58%-ного исходного KCN) или 40 г (из 75%-ного исходного KCN). Обработкой маточников можно повысит] выход вплоть до 80%. КАЛИЙ ЩАВЕЛЕВОКИСЛЫЙ (ОКСАЛАТ КАЛИЯ) Kalium oxalicum Potassium oxalate Kaliumoxalai Oxglsaures Kalium K2C2O4 • HgO Иол в. 184,238 Свойства K2C2O4 H2O—бесцветные ромбические кристаллы уд. в 2,08. При 100' начинает терять кристаллизационную воду, становясь непрозрачным; полиостьки теряет воду только при 160°. Насыщенный водный раствор имеет слабощелоч- ную реакцию (р! 1=8,2). Таблица 137 Таблица 13В Растворимость К2С2О4 в в о д < Относи 1с л ь н ы е веса водных растворов К2С2О4 t°C КАО4 % (°C као< % — «л — — КаС,О, % л18 «4 кас,о4 % 18 d4 0 20,3 60 35,1 — — — 10 23,7 70 37,2 1 1,0061 8 1,0596 20 26,4 80 39,5 2 1,0136 10 1,0753 30 28,6 90 41,3 4 1,0288 12 1,0912 40 30,8 100 44,0 6 1.0441 14 1,10721 Б0 33,0 Т р е б о в а н и я к продажному реактиву По ГОСТ 5868—51 препарат х. ч. и ч. д. а. должен содержать не 99,8% К2С2О4 Н2О, препарат чистый—не менее 99,5% * Метод ИРЕА (П. И. Кувалдин)
Калий щавелевокислый. Кальции азотнокислый 21b I .Наибольшие количества допустимых примесей (%) в КгСгСи-НгО различ- ая квалификаций: Примеси х.ч. ч.д.а. ч. Вещества, нерастворимые в ьоде 0,003 0,005 0,02 Хлориды (С1) . 0,002 О’, 002 0,005 Сульфаты (SO4) . Тяжелые металлы серово юродной группы (в пе 0,005 0,015 0,03 ресчетё на РЬ) 0,0002 0,0006 0,001 Железо (Fe) . . ... 0,0002 0,0005 0,001 Кислотность (в пересчете на Н2С20й) 0,01 0,025 0,05 Щелочность (в пересчете на Н2СОз) 0,01 0,025 0,05 Азот общий (в пересчете ня N) 0,002 0,002 0,005 Фосфаты (POj) . . 0,0015 не опррде- ляются Кроме того, препарат должен выдерживать следующую пробу < серной кис- «той. 1 г препарата взвешивают с точностью до 0,01 г. помещают в коническую колбу, прибавляют 10 мл H2SO4 (х. ч., уд. в. 1,8) и нагревают до начала выде- ления паров серной кислоты. Препарат считают соответствующим стандарту, если окраска испытуе- мого раствора по сравнению с окраской 10 мл серной кислоты, нагретой до гой же температуры, будет иметь лишь очень слабый коричневатый оттенок Приготовление Для получения препарата квалификации ч. с. а. разработана следующая методика*. К горячему (80°) раствору 100 г НгСгОд 2Н2О в 225 мл воды добавляют малыми порциями при перемешивании 120—140 г К2СО3 до слабощелочной реакции на фенолфталеин. Фильтруют и упаривают фильтрат при 80° до обра- зования кристаллической пленки Охлаждают до 20°. отсасывают выпавшие кристаллы и промывают их 10—15 мл воды, ваточный раствор упаривают в кристаллизуют. Обьединенные фракции перекристаллизовывают, беря на каждые 100 г юли 120 мл воды. Раствор фильтруют, упаривают до образования пленки и охлаждают. Кристаллы отсасывают, промывают холодной водой, как указано выше, и сушат при комнатной температуре. Выход 60 г (40%, считая на щавеле- вую кислоту). При работе в большом масштабе, используя маточные растворы, можно повысить выход' до 75%. КАЛЬЦИЙ АЗОТНОКИСЛЫЙ (НИТРАТ КАЛЬЦИЯ) Calcium nitricum Calcium nitrate Calciumnitrai Ca(NO3)2-4H2O Мол. в. 236,16 Свойства Ca(NOs)2 4Н2О—прозрачные призматические кристаллы уд. в. 1,82, рас- плывающиеся на воздухе. Т. пл. 42,5". Безводная соль—белая масса уд. в. 2,4, при прокаливании переходящая в СаО. Т. пл. 561°. Метод ИРЕ8. (Н. Л. ПетротЛ.
216 Кальций Таблица 139 Растворимость Ca(NO3)2 в воде ГС Ca(NO.,)2 % 0 48,2 18 54,8 42,7 69,5 51,1 75,2 151 78,4 Таблиц а 140 Относительные веса водных растворов Ca(NOs)2 Ca(NOj)a % 18 «4 Ca(NOj)2 % Л8 С14 2 1,0137 18 1,1455 4 1,0291 20 1,1636 6 1,0448 25 1,211 8 1,0608 30 1,259 10 1,0771 35 1,3(1 12 1,0937 40 1,366 14 1,1106 45 1,423 16 1,1279 Требования к продажному реактиву По ГОСТ 4142—48 препарат должен содержать не менее 99% Са(ПО3)2-4НгО для всех квалификаций. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в Ca(NO3)2-4H2O раз- личных квалификаций: Примеси х.ч. ч.д.а. ч. Вещества, нерастворимые в воде 0,002 0,005 0,01 Хлориды (С1) . . . . 0,002 0,005 0,01 Сульфаты (SO4) . 0,01 0,02 0,03 Железо (Fe) 0,0001 0,0002 0,0005 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пе- ресчете на РЬ) 0,0002 0,0005 0,001 Щелочные металлы и магний (в виде сульфатов) 0,05 0,2 0,4 Кроме того, препарат должен выдерживать следующее испытание на кислотность. 4 ±0,01 г препарата растворяют в 10 мл воды и прибавляют 1 каплю 0,1% рас- твора метилового оранжевого. Появившееся розовое окрашивание должно изме- ниться от прибавления 1 капли 1 н. раствора углекислого натрия. При готовление Лля получения препарата квалификации чистый возможно использовать два способа. 1. В раствор* 220 г MH4NO3 (чистый) в 400 мл воды, помещенный в фарфо- ровой чашке' под тягой, вносят порциями по 8—10 г порошок Са(ОН)г. получен- ный «гашением» 63 г технической СаО (в пересчете на 100%) 70 мл горячей воды. Нагревают на водяной бане, изредка перемешивая и пополняя испаряю- щуюся воду, до тех пор, пока не будет заметен только слабый запах NH3. Смесь фильтруют, промывают осадок водой, добавляют к фильтрату по каплям HNOs (чистая, уд. в. 1,4) до слабокислой реакции на лакмус, нагревают до 40—50° и фильтруют. Фильтрат упаривают до объема 400 мл, фильтруют горячим от осадка CaSOa, и раствор выпаривают дальше, до объема 350 мл. Добавляют «затрав- ку»—-кристаллик Ca(NO3)2-4H2O и охлаждают до комнатной температуры. Метод ИРЕА (Н. А. Петров, А. В. Раковский).
Кальция гидрат окиси 217 Кристаллы отсасывают и без сушки помещают в банку с притертой пробкой. Выход 140 г (52%). При использовании маточных растворов можно выход повысить до 90%. 2. В раствор 100 мл HNOg (чистая, уд. в. 1,4) в 30 мл воды вносят понемно- гу технический мел (не содержащий заметных количеств SO4 ) до прекраще- ния выделения СОг. Затем добавляют избыток Са(ОН)г (чистая) и осаждают мар- ганец, добавляя по каплям 30%-ную Н2Оа до полноты осаждения Мп++ + Н2О2 + Са(ОИ)2 = МпО(ОН)2 ф- Са++ + HSO Раствор .фильтруют, фильтрат кипятят, охлаждают до 60°, приливают серово- дородной воды до полного осаждения тяжелых металлов, фильтруют через двойной фильтр, упаривают до уд. в. 1,5, подкисляют HNOs (х. ч.), вновь филь- труют и охлаждают. Выпавшие кристаллы отсасывают. Выход 40 г. 3. Безводную соль получают нагреванием гидрата Са(КО3)2-4Н2О при 170° КАЛЬЦИЯ ГИДРАТ ОКИСИ ГАШЕНАЯ (ГИДРООКИСЬ КАЛЬЦИЯ, ИЗВЕСТЬ) Calcium hydroxydatum Calcium Slaked lime hydroxide Calciumhydroxyd Kalkhydrat Geloschter Kalk Свойства Са(ОН)3 Мол. в. 74,10 Са(ОН)2—нежный белый порошок, уд. в. 2,078, № теряющий гидратной- воды при 100° и обезвоживающийся только при 580°. На воздухе притягивает СО 2, переходя в СаСОз- В воде растворим довольно плохо (ПР==3,1 -10—5 при 25°). Суспензия Са(ОН)2 в воде носит название известкового молока. Са(ОН)2 является очень сильным основанием, диссоциируя двухступенчато: Са(ОН)2 ~ - СаОН+ ОН-; СаОН+ — Са++ + ОН— Первый процесс в водных растворах протекает практически нацело; для вто- рой схемы константа диссоциации* К=0,031. Водный раствор Са(ОН)2—«известковая вода»—прозрачная жидкость, без цвета и запаха, щелочной реакции, жадно поглощающая из воздуха СОг, причем выделяется белый осадок СаСО3. При нагревании несколько мутнеет вследствие выпадения Са(ОН)2, кото- рый в горячей воде растворим хуже, чем в холодной; при охлаждении муть постепенно исчезает. Таблица 141 Растворимость Са(ОН)2 в воде ГС СаО % I ГС 1 СаО % i°C СаО % 10 0,131 56 0,0844 66 0,0802 42 ’ 0.1018 60 0,0855 70 0,0762 48 * с. W. 0,0957 Dav i е а. J 61 Chem So<\, 15 0,0842 39, 349- 80 0,0673
218 Кальций Таблица 142 Относител ы!ы< вес. известкового молока г СаО на [ л суспензии % СаО в суспензии % Са(ОН)2 б суспензии а СаО на 1 л суспензии % СаО в суспензии %Са(ОН)2 в суспензии ,20 d20 10 0,99 1,31 I.0085 160 14,30 18,90 1,1185 20 1,96 2,59 1,017 170 15,10 19,95 1,1255 30 2,93 3,87 1,0245 180 15,89 21,00 -1,1325 40 3.88 5,13 1.0315 190 16,67 22,03 1,140 50 4,81 6,36 1,039 200 17,43 23,03 1,1475 60 5,74 7,58 1,046 210 18,19 24.04 1,1545 70 6.65 8,79 1,0535 220 18,94 25,03 1,1615 80 7,54 9,96 1,0605 230 19,68 26,01 1,1685 90 8.43 11,14 1,0675 240 20,41 26,96 1,176 100 9.30 12.29 1,075 250 21,12 27.91 1,1835 ПО 10,16 13,'43 1,0825 260 21,84 28,86 1,1905 120 II ,01 14,55 1,0895 270 22,55 29,80 1,1975 130 11.86 15,67 1,0965 280 23,24 30,71 1,205 140 12.68 16,76 1,104 290 23,92 31,61 1,2125 150 13,50 17,84 1,111 300 24.60 32.5! I.2195 Требования к продажному реактиву По ТУ МХП № 2660—5! препарат ч. д. а. должен содержась не менее 97% Са(ОН)2, препарат чистый—не менее 95,0%. Наибольшие количества допустимых примесеГ 7%) в Са(ОН)2 различных квалификаций: Примеси ч.д.а. ч. Углекислый кальций (CaCOg) 1,5 3,0 Вещества, нерастворимые в соляной кислоте 0,01 0,025 Хлориды (С1; 0,005 0,02 Азот общий (в пересчете на N' 0,05 0,1 Железо (Fe) ... 0,01 0,02. Сульфаты (SO4) 0.005 0.01 Приготовление 1. Растворяют 250 г СаС12-6Н2О (чистый, приготовление см. стр. 227) в 250 мл воды, нагревают до 80° и обрабатывают в несколько приемов про- фильтрованным раствором 120 г NaOH (чистый} в 250 мл воды. Горячую каши- цу немедленно переносят на большую воронку для отсасывания и промывают до исчезновения реакции на С1— в промывных водах (отсутствие мути от добав- ления AgNOs к фильтрату, подкисленному HNO3). Вначале промывание ве- дут водой, содержащей 0,1 % NaOH*, затем чистой водой. Отмытый осадок, высушенный при 80—100°. достаточно чист для большинства целей. Выход около 60 г. 2. Для получения препарата квалификации ч.д.а. 10 г СаО (ч. д. а., см. приготовление) помещают в объемистый фарфоровый тигель, полу * Имеющийся В растворе NaCl значительно повышает растворимое, i. Ся(ОН),. Прибавление лт NaOH, наоборот, препятствует ’;< гворепки..
Кальция окись 219 1рикрытый крышкой, добавляют и" бюретки 7 мл воды —сиачата по каплям, а затем, после прекращения бурного периода реакции, быстрее (всего за 15 мин.). Тигель с Са(ОН)2 выдерживают 1 час в сушильном шкафу при 1(.'5", рядом с, ташкой, содержащей твердый NaOH, затем охлаждают в эксикаторе, помещают и банку и заливают пробку парафином. Выход 13,2 г (около 100%). Приготовление известковой воды 1 ч. хорошо прокаленной СаО обливают 4 ч. воды и после распадения ку .ков образовавшийся тонкий порошок размешивают с водой до получения одно- родной массы. Через некоторое время возможно полнее сливают прозрачную жидкость с осадка. Последний вновь перемешивают с 50 ч. воды до образова яня однородной массы, которую переливают в банку, закрывают, дают стоять до полной прозрачности раствора, после чего последним сливают с осадка КАЛЬЦИЯ ОКИСЬ (НЕГАШЕНАЯ ИЗВЕСТЬ) .alcium oxydatum Calcaria usta Свойства 1 alcium oxyd. . Lime Unslaked lime. Quicklime СаО Мол 56,08 Calciumoxyd Kalk. Actzkalk Gebrannte Kalb CaO—белый порошок или маленькие прозрачные кубики уд. в. 3,2—3,4 (Последние меньше поддаются действию воды u СО2) Т. пл. 2572”, т. кип. 2850". На воздухе притягивает влаг” и СО2, переходя со значительным увеличением збъема в Са(ОН)2 и далее, в СаС03. Благодаря способности СаО жадно поглощать влагу этот препарат при- меняется для осушения газов; влажный воздух, выдержанный некоторое время над СаО. содержит только 0,2 мг Н2О на 1 л. О растворимости СаО в воде—см кальция гидрат окиси, стр. 217. Требование к продажному реактиву По ТУ 2662—51 препарат ч. д. о. должен содержать не менее 97.5% СаО препарат чисты*!—93,0% . Наибольшие количества допустимых примесей (%) в СаО различных квя лификаций' Примеси 4.0.0 Кальций углекислый (СаСО3) 1.0 3,0 Вещества, нерастворимые, в соляной кислот. 0,015 0,03 Клориды (С1) 0,005 0,015 Железо (Fe) 0,015 0,03 Сульфаты (S04) 0,01 0,05 Азот общий (в пересчете па N) <1,05 0.1 Приготовление Прокаливают чистые куски мрамора или СаСОз (ч. д. а.} при 9/0 1050 в течение 2—3 час. Уральский мрамор Полевского, Коелгинского или Прохо рово-Б ал андийского месторождений дает препарат квалификации ч Я п 1 ' Данные ИРРА (И И. Ангелок’ П. Н Кувалдин)
220 Кальций КАЛЬЦИЙ СЕРНИСТЫЙ (СУЛЬФИД КАЛЬЦИЯ) Calcium sulfuratum Calcium sulfide Calciumsulfid CaS Мол. в. 72,15 Свойства CaS—желтовато-белая непрозрачная масса уд. в. 2,25, не имеющая запаха. Растворим в воде (0,2%). При употреблении меньших количеств воды в рас- твор переходит сульфгидрат Ca(SH)2, причем остается нерастворенным Са(ОН)2. 2CaS + Н2О = Ca(SH)2 + Са(ОН)2 При действии влаги и СО2 разлагается, образуя полисульфиды кальция (CaSx и H2S). Требования к продажному реактиву По ВТУ РУ 1061—54 препарат чистый должен представлять собой белый порошок или комочки с серым или желтоватым оттенком (допускается серо- красноватый или серо-зеленоватый оттенок). Содержание CaS во время вы- пуска препарата на заводе 60—67%, через два месяца—не менее 45%. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в CaS квалификации чистый: Вещества, окисляемые иодом (в пересчете на CaS2O3) во время выпуска препарата....................... 5,5 через два месяца.............. . .............. 8,5 Мышьяк (As)........................... 0,00015 При готовление CaSO4 + 4СО = CaS + 4СО2 Растертый* в ступке CaSO4-2H2O (ч. д. а.) помещают в лодочках слоем не меиее 10 мм, в трубчатую печь и медленно нагревают до 800°. При этой темпе- ратуре выдерживают смесь 2,5—3 часа, охлаждают до 200°, затем вытесняют воздух из печи током генераторного газа и нагревают еще 2 5—3 часа при 1000—1050°. Охлаждают до 600°, прекращают подачу газа в печь, и продукт быстро выгружают в эксикатор с СаС12. Полученный препарат содержит около 60% CaS и значительные количества СаО и CaSO4. КАЛЬЦИЙ СЕРНОКИСЛЫЙ (СУЛЬФАТ КАЛЬЦИЯ, ГИПС) Calcium sulfuricum Calcium sulfate Cafciumsulfat Gypsum Gips CaS04 Мол. в. 136,15; CaSO4-V2H2O Мол. в. 145,15 CaSO4-2H2O Мол. в. 172,18 Свойства Осажденный CaSO4-2H2O—микроскопические, игольчатые кристаллы уд. в. 2,32. В воде растворим довольно плохо (ПР=6,1-10—5 при 10°). Переход CaSO4-2II2O в CaSO4-x/2H2O происходит при 128е. Полугидрат (демигидрат, «жженый гипс») CaSO4 Ь'гНгО—белый порошок уд. в. 2,6—-2,75; при замеши- вании в жидкую кашицу с небольшим количеством воды быстро затвердевает, переходя в дигидрат. Метод ИРЕА (И. И. Ангелов, П. И. Кувалдин).
Кальций сернистый, серникислый и углекислый 221 Обезвоженный при 900—1000° CaSOa—белый сухой порошок уд. в. 2,97, притягивающий влагу из воздуха. Паэтом свойстве основано применение CaSO4 в качестве осушителя. Влажный воздух, пропущенный через трубку с CaSO4, сохраняет только 0.005 мг Н2О на 1 л. Т. пл. 1450°. Таблица 143 Растворимость CaSO4 в воде ГС CaSO4 % /°C CaSOj % ГС CaSO4 % 0 0,176 30 0.209 100 0,155 10 0,193 40 0,211 151 0,049 18 0,202 55 0,208 180 0,027 25 0,208 60 0,200 200 0,016 Требования к продажному реактиву Наибольшие количества допустимых примесей (%) в CaSO4-2H2O различ- ных квалификаций (по ГОСТ 3210—46): Примеси ч.д.а. ч. Вещества, нерастворимые в воде 0,025 0,05 Хлориды (С1) . 0,005 0,01 Аммоний (NH4) .... 0,01 0,03 Магний и щелочные металлы (в виде сульфатов) . 0,2 0,5 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пересчете па РЬ) . . . . ... .... 0,001 0,002 Железо (Fe) 0,0005 0,001 Приготовление Для получения препарата квалификации чистый к профильтрованному теплому раствору 20 г (NH4)2SO4 (чистый) в 250 мл воды добавляют раствор 50 г СаС12 (чистый) в 200 мл воды и проверяют на полноту осаждения (в отфиль- трованном растворе от добавления СаС12 не должно образовываться осадка). Осадку дают отстояться, промывают 5—6 раз водой декантацией, отсасывают осадок CaSO4-2H2O и промывают до полного удаления NH4+ (проба реактивом Несслера). Препарат высушивают на пергаменте при 60—70°. Выход 20—22 г (80—85%). Для получения безводного CaS04 нагревают дигидрат CaSO4-2H2O выше 500° до постоянного веса. КАЛЬЦИЙ УГЛЕКИСЛЫЙ (КАРБОНАТ КАЛЬЦИЯ) Calcium carbonicum Calcium carbonate Calciumcarbonat CaC03 Мол. в. 100,09 Свойства CaCOg—белый кристаллический псрошок уд. в. 2,71. Растворим в кислотах, очень плохо растворим в воде. ПР=0-87-10 8 при 25°.
'22 Кальций Вода, насыщенная СОг, растворяет значительные количества СаСОз вслед стане образования бикарбоната (0,156% при 0°). При нагревании до 420° начинает диссоциировать на СаО и СО» упругость СОг достигает I ат при 894,4±0,3°. Т. пл. 1339° при 1025 атм Таблица 144 Растворимость СаСО3 в воде ГС CaCOj % 25 0,001445 50 0,001515 75 0,001816 1ребования к продажному реактиву Наибольшие количества допустимых примесей (%) в СаСОз различны квалификаций (по ГОСТ 4530—48): Примеси ч.д.а ч. Вещества, нерастворимые в соляной кислоп 0,01 0,03 Хлориды (С1) . . . . 0,002 0*01 Сульфаты (SOa) .............................. 0,01 0,05 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пр ресчете на 1'Ь) . 0,002 0,01 Железо (Fe) . . ........ 0,005 o’oi Щелочные металлы (в виде сульфатов) . . 0,05 — Магний и щелочные металлы в виде сульфатов; — 1,0 Кроме того, препарат ч. д. а. должен вьщерживать следующее испытание на ще лочн'кть. 3 0,01 г препарата помещают в колбу с притертой пробкой. Наливают 30 мл теплой воды, взбалтывают 10 мин., охлаждают и быстро фильтруют. К. 20 мл фильтрата добавляют 2 капли раствора фенолфталеина. Появившееся розовое окрашивание должно исчезать от прибавления 1 капли 0,1 н. НС1. Приготовление 1. Для получения препарата квалификации х. ч. приготовляют растворы 100 г Ca(NOs)2-4H2O (ч. <5. а.,} в 200 мл воды и 47 г (NH4)2COs (чистый) в 200 мл воды. К каждому из растворов прибавляют по Ютил другого. Рас творы фильтруют от осадков и оба фильтрата медленно при перемешивании сливают с одинаковой скоростью в стакан с 200 мл воды. Дают отстояться и проверяют полноту осаждения, добавляя в случае необходимости еще немно го (NH^IjCOs- Осадок СаСОз отсасывают и промывают его медленным током дестилтированной воды до полного удаления NO3—(проба с дифениламином), на что идет около 1,5 л воды. Промытый СаСОз сушат при 110°. Выход 36 препарата (94%) с содержанием 99,96% СаСОз. 2. При получении СаСО3 для люминофоров к растворам Ca(NO3)2-4H2C* (ч. д. а.) и (NH4)2CO3 добавляют по нескольку капель раствора (NH4)2S' i оставляют стоять на 1 -2 суток до полного осаждения сульфидов. После филь трования с растворами поступают так, как описано в способе 1 (соотношение те же).
Кальций уксуснокислый 223 КАЛЬЦИЙ УКСУСНОКИСЛЫЙ (АЦЕТАТ КАЛЬЦИЯ; Calcium aceticum Calcium acetate Calciumacetai Ca(CH3COO)a H20 Мол. в. «76,20 С иойст ва Ca(CHjCOO)2-H2O— белый кристаллический порошок со слабым запахом уксусной кислоты. Легко растворим в воде. При нагревании распадается на карбонат кальция и ацетон. Са(СН3СОО)2 = CaCOs + (СН3)2СО Таблица 145 Растворимость Са(СН3СОО)а в воде сс ' Са(СНзСОО)а % ГС Ca(CHsCOO)3 1 1 rc Ca(CH3COO)s, % и 37,40 ! 40 33,22 80 33,50 10 35,98 50 32,82 90 31 ,05 20 34,73 , 60 32,70 100 29,65 30 33,82 70 32,98 Таблица 14b 1 ) 1 Н О С и Г с л ь н ы веса водных растворов Са(СН3СОО)2 a(CHsCOO)a % 18 <*4 Са(СНзСОО)2 % ,18 Ca(CH„COO)2 % J8 d4 1,0043 8 I,0447 16 1,0912 2 1,0100 10 1,0563 18 1 1029 1 1,0215 12 1,0679 20 1,1146 б 1,0331 14 1,0795 22 1,1263 Гребованя к продажному реактиву По ГОСТ 3159—5! препарат ч. д. а. должен содержать не менее 98% Са(СНзСОО)2-Н2О. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в Са(СН'зСОО)2-HaG различных квалификаций: Примеси Вещества, нерастворимые в воде Хлориды (С!) . Сульфаты (SO.,) Железо (Fe) Магний (Mg) Тяжелые металлы сероводородной группы (в нс ресчете на РЬ) ч.0. а. ч. 0,005 0,01 0,003 0,005 0,005 0,01 0,001 0,002 0,002 0,003 0 00’ 0.002
224 Кальций Кроме того, препарат должен выдерживать испытание на присутствие веществ, -восстаниел ивсиощ и v КМпО4. Раствор 1 г препарата в 6 мл воды фильтруют через воронку с пористой стеклянной пластинкой, промывая осадок 4 мл горячей воды. К фильтрату до- бавляют 2 мл H2SO4 (уд. в. 1.84) и 0,5 мл 0,1 и. КМпО4. Розовое окрашивание не должно исчезать в течение 5 мин. Приготовление Для получения препарата квалификации «чистый» к 210 мл 20%-ной СН3СООН (чистая) прибавляют СаСОз (чистый)* до прекращения выделения СО2 Добавляют еще немного СаСОз, нагревают до 80°. дают постоять 2—3 часа и фильтруют. Фильтрат подкисляют 80%-ной СН3СООН (чистая) до слабокис- лой реакции на лакмус (во избежание образования основной соли) и упаривают до консистенции густой кашицы, время от времени добавляя 80%-ную -СНзСООН, всего 1—2 мл. Выпавшие кристаллы отсасывают и высушивают при 60—70°. Выход 40 г (53% по СНзСООН). КАЛЬЦИЙ ФТОРИСТЫЙ (ФТОРИД КАЛЬЦИЯ) Calcium fluoratum Calcium fluoride Calciumfluorid С в о й с т в а CaF2 Мол. в. 78,08 CaF2—белый порошок,уд. в.3,18 Очень мало растворим в воде (1,6-10—3 %; ПР=3,4-10_i при 18°). Растворимость повышается в присутствии NH4+. Рас- творяется в растворах солей алюминия и железа (Fe+++) вследствие образова- ния комплексных фторидов этих металлов. Т. пл. 1403°; т. кип. 2500°. При красном калении разлагается водяным паром по уравнению CaF2 + 2Н2О = Са(ОН)2 + 2HF Требования к продажному реактиву По ГОСТ 7167—54 препарат чистый должен содержать не менее 98% CaF2. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в CaF2 квалификации чистый'. Хлориды (С1) . 0,02 Тяжелые металлы сероводо- Сульфаты (SO4) 0,15 родной группы (в пересчете Железо (Fe) . . .0,025 на РЬ)........................... 0,01 Кремний (Si) 0,04 Азот общий (в пересчете на N) 0,02 Потери при высушивании . . 0,6 Кроме того, препарат должен выдерживать испытание на отсутствие кар- бонатов. Для этого 2±0,01 г препарата смачивают в платиновой чашке 5 мл 30%-ной уксусной кислоты—не должны выделяться пузырьки СО2. Приготовление Всеми методами, приведенными ниже, можно получить препарат квали- фикации ч. д. а. 5. В фарфоровой чашке, нагреваемой на водяной бане, помещают 500 мл раствора Ca(NOs)2, приготовленного из 500 г Ca(NO3)2-4H2O ч. д. а. и 750 мл Вместо СаСОз можно применять также Са(ОН)2.
Кальций фтористый и хлористый 225 воды, и раствор 160 г NH4F в 400 мл воды. Проверяют на полноту осаждения (допускается очень малый избыток Са++), нагревают смесь 1,5 часа при 60—70°, дают отстояться в течение суток, декантируют раствор и промывают осадок CaFa декантацией 2—3 раза, беря па 1 л воды. Осадок отфильтровывают, под- сушивают при 60—80° и прокаливают 3 часа при 400—500°. Массу растирают и снова промывают декашацией горячей водой (10 раз по 200 мл} до удаления КО3— и NO2— (проба: к 2 мл промывной воды добавляют 1 каплю раствора инди- го и 2 мл H2SO4 уд. в. 1,84—синяя окраска не должна исчезать). Осадок отса- сывают, сушат при 60° и прокаливают 2 часа при 400—500°. Выход близок к количественному*. СаСОз + 2HF = CaF, -f- СО2 + Н2О Нейтрализуют СаСОз («. д. а.} 40%-ной фтористоводородной кислотой {чистая) до кислой реакции на конго. Операцию проводят в эбонитовых сосудах в вытяжном шкафу. Полученную суспензию CaF2 фильтруют, промывают, ушат и прокаливают, как указано в п. 1. КАЛЬЦИЙ ХЛОРИСТЫЙ (ХЛОРИД КАЛЬЦИЯ) Calcium chloratum Calcitirnchloride Calciumchlorid CaCI2 CaCl2-6H2O Мол. в. 110,99 Мол. в. 259,09 Свойства СаС12-6Н2О —большие бесцветные ромбические призмы, уд. в. 1,68, горь- ко-соленого вкуса. Т. пл. 29,9°. При нагревании теряет 4П2О и переходит в дигидоат СаС12-2НзО, представляющий собой белую пористую массу. При красном калении теряет остальную воду, переходя в сильно гигроско- пичный безводный СаС12—белую кристаллическую массу уд. в. 2,15, плавящую- ся при 772°. Вследствие частичного разложения сплавленный СаС12 всегда со- держит СаО и поэтому имеет щелочную реакцию. Хорошо растворим в воде со значительным выделением тепла; хуже рас- творим в спирте и ацетоне. Упругость водяного пара над СаС12 составляет 0,14—0,25 мм рт. ст.; остаточная влажность воздуха над СаС12 при 25° ие пре- вышает 0,36 мг Н2О на 1 л. Таблица 147 Растворимость СаС12 в воде 4°С CaCL % ГС CaCL % ~ ГС CaCL % " 55 29,9 40 53,5 100 61,4 25 33,3 45,3 56,6 120 63,4 0 37,5 60 57,8 140 65,6 ri0 39,4 70 58,6 170 71,8 20 42,7 80 59,5 175,5 74,8 29,8 50,1 90 60,4 * Метод ИРЕА (С. И. Кузьмичев). 15 Чистые химические реактивы
226 Камций Таблица 148 Относительные веса водных растворов СаС12 СаС]5 с/ /о ,20 а4 СаСЦ % ' 20 d4 СаС12 % .,20 d4 1 1,0070 12 1,1015 24 1,2175 2 1,0148 14 1,1198 26 1,2382 4 1,0316 16 1,1386 28 1,2597 6 1,0486 18 1,1578 30 1,2816 8 1,0659 20 1,1775 35 1,3373 10 1,0835 22 1,1968 40 1,3957 Требования к продажному реактиву Содержание СаС12 в гранулированном препарате должно быть не менее 74% (ГОСТ 4161—48), в плавленом—не менее 93% (ГОСТ 4460—48); содержа ние СаС12-бН2О в кристаллическом препарате—не менее 95% (ГОСТ 4141—48) Наибольшие количества допустимых примесей (%) в хлористом кальции различных квалификаций (в соответствии с ГОСТ): Примеси В хлористом кальции гра- нулированном (ГОСТ 4161—48) В хлористом кальции плавленом (ГОСТ 4460—48) В хлористом кальцин кристаллическом ГОСТ (4141—48) ч.д.а. ч. х.ч. ч.д.а. ч. Вещества, нераствори- мые в воде . . . . — — — 0,002 0,005 0.01 Щелочность в пере- счете на Са(ОН)2 - 0,02 0,05 1 — — — Железо (Fe) 0,002 0,005 — 0,0001 0,0002 0,0005 Магний и щелочные металлы (в виде сульфатов) . . . . 0,3 0,5 0,5 0,1 0,2 0.5 Сульфаты (SOd) . - — . — 0,002 0,005 0,01 Барий (Ва) — — 0,002 0,005 0,0! Тяжелые металлы се- роводородной группы (в пересчете на РЬ) 0,0002 0,0005 0.001 Кислотность (в пере- счете на HCD . . . 1 — 0,004 0,004 0,008 Приготовление 1. Для приготовления препарата реактивной квалификации очищают технический хлористый кальций, предварительно убедившись в отсутствии ь
Карбосимкагель W в нем хлоратов (5 г соли обливают 20 мл соляной кислоты уд. в. 1,10 и подносят к смеси иодокрахмальную бумажку—не должно быть посинения). 3 кг технического хлористого кальция растворяют в 4,5—5 л воды, прибав- ляют 30 мл соляной кислоты уд. в. 1,19, 10—15 мл 30%-ного раствора ВаС1г 2НгО, перемешивают, дают отстояться и в отдельных порциях раствора испытывают на содержание: a) SO.i —к 5 мл раствора добавляют 20 мл воды, 1 мл соляной кислоты уд. в. 1,12и0,5лл 1 н.раствора ВаС12—в течение 15мин. не должно происходить помутнения; б) Ва++—к 5 мл раствора добавляют 20 мл воды и 5 мл насыщенного раствора CaSOa—в течение 15 мин. не должно быть помутнения. Если обнаружено присутствие SO.)-, то добавляют немного BaCh (для осаждения избыточного Ва++ приливают по каплям H2SO4). Затем добав- ляют 50 мл «известкового молока» до яснощелочной реакции на фенолфталеин и 3—4 г активированного угля. Хорошо перемешивают, дают стоять 2 часа и снова проверяют реакцию раствора (в случае необходимости добавляют еще немного Са(ОН)а._ Оставляют смесь на сутки, затем фильтруют и фильтрат нейтрализуют соляной кислотой (чистая) до тех пор, пока он не будет окрашивать мети.ткрас- ный в розовый цвет, а метилоранжевый—в желтый. Разбавляют водой до уд. в. 1,226 и получают 50%-ный раствор, удовлетворяющий требованиям фарма- копеи. Для получения кристаллического СаОа-бНгО к 400 мл 50%-ного раство- ра СаС1г добавляют 1 г активированного угля, нагревают до 90—100°, упари- вают до уд. в. 1,37, фильтруют и оставляют на двое суток. Кристаллы отсасы- вают и помещают в плотно закрывающуюся банку. Выход 45—47%. 2. Для приготовления гранулированного препарата 50%-ный раствор СаСЬ (см. п. 1) упаривают в муфеле при 250—300°. Через I час массу разби- вают и полученные крупные куски прокаливают еще 1—2 часа, пока при раз- ламывании кусков в изломе не будет заметно блестящих кристаллов. Тогда дробят куски до желаемой величины (5—10 мм), отсеивают мелочь и препарат упаковывают в банку. Продукт, вполне пригодный для заполнения эксикаторов («технический прокаленный»), получают аналогичным путем, нагревая при 250—300° техни- ческий хлористый кальций. Выход 75—78% по весу. 3. Препарат квалификации «плавленый» получают, сплавляя в платиновой чашке 200 г хлористого кальция гранулированного и 6—8 г NH4CI (чистый). Операцию ведут при 800°, выливая расплавленную соль в железные формы КАРБССИЛИКАГЕЛЬ Свойства Плотные черные кусочки, обладающие большой адсорбционной способ- ностью по отношению к парам воды и органических веществ. Приготовление Техническое жидкое стекло* разбавляют водой до содержания 4,1% SiO^. К 50 мл раствора добавляют 0,5 г активированного угля, просушенного при 105° и измельченного до зерен диаметром 0,06—0,125 мм\ эти соотношения от- чечают содержанию 10% С в конечном препарате, наиболее активном. Смесь размешивают 20 мин., после чего добавляют по каплям 4%-ную со 'яную кислоту до кислой реакции на лакмус. Перемешивание продолжают ю момента коагуляции, наступающего через 2—5 мин. после прибавления * А. П. П а л к н п и А. Л. Колеси и к о в, ЖПХ, 10, 1879 (1937). 15»
228 Квасцы всей необходимой кислоты. Стакан с гелем помещают для созревания в эксика- тор на 2—3 дня; степень созревания геля определяют, надавливая на неге пальцем. Созревший гель оказывает достаточное сопротивление, образуя тре- щины вокруг углубления. Гель разламывают на кусочки, подсушивают на стекле при комнатной тем- пературе в течение двух суток, затем—в термостате при 40—50° до содержания влаги не выше 75—80%. Далее промывают препарат в течение 5—6 суток во- дой до удаления С1— и высушивают60—70 час. в термостате при постепенном по- вышении температуры от 40 до 120°, после чего активируют гель нагреванием при 240—250“ в фарфоровом тигле, закрытом крышкой. КВАСЦЫ АЛЮМО-АММОНИЙНЫЕ [(АЛЮМО-АММИАЧНЫЕ КВАСЦЫ, ДВОЙНАЯ СОЛЬ СЕРНОКИСЛОГО АЛЮМИНИЯ И СЕРНОКИСЛОГО АММОНИЯ) Alumen ammoniacale Ammonium alum Aluminium ammonium .sulfate Ammoniakalaun (NH4)2SO4 • A12(SO4)3 • 24H2O* Мол. в. 806,69 Свойства (NH4)2SO4-A12(SO4)3-24H2O—бесцветные октаэдрические кристаллы уд. в. 1,645, растворимые в воде. При 92° квасцы плавятся в своей кристаллизацион- ной воде, при 120° отдают 20 молекул воды, а при 200° образуют пористую массу безводных квасцов. Сильное прокаливание приводит к образованию А12О3, в то время как Н2О, SO3 и NH3 улетучиваются. Таблица 149 Растворимость (NH^aSC^-AlaCSO^a в воде (°C (NHjbSCVAMSO.b % ГС (NH,).SO,- AIk(SO,)., % ГС (NH;)2SO,.AL(SO), % 0 2,6 30 8,5 70 21,8 10 4,4 40 11.3 80 26,5 15 5,3 50 13,9 90 34,1 20 6,3 60 17,7 100 42,2 25 7.4 Таблица 150 Относительные веса води ых (NH4)2SO4-Al£(SO4);i растворов (NH^jSO.-AMSO,). % (NHJJSQ-AMSO,). % 1,0079 4 1,0348 1,0167 6 1.0533 Или NH4A1(SO,)s-!2H2O. Мол в. 453, 34.
Квасцы алюмо-аммошшные и алюмо-калиевые 229 Требования к продажному реактиву Наибольшие количества допустимых примесей (%) в (NH4)2SO4-A12(SO4)3- -24НаО (по ГОСТ 4238—48): Примеси ч.д.а. ч. Вещества, нерастворимые в воде - . . 0,005 0,01 Хлориды (С1) .... 0,001 0,004 Железо (Fe) ................................. 0,0005 0,001 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пе- ресчете на 1Ь) . . ....... 0,0005 0,001 Мышьяк (As) ................................. 0,00005 0,0001 Щелочные и щелочноземельные металлы (в виде сульфатов) ............0,1 0,2 Приготовление Для получения препарата квалификации ч. д. а. разработана следующая методика*. Растворяют 500 г технического Aia(SO<i).3-18НаО в 750 мл горячей (80°) воды. Фильтруют (или отсасывают), добиваясь получения вполне прозрач- ного фильтрата. Отдельно готовят профильтрованный раствор 100 г технического (К’НЩЗОа в 200 мл воды. Оба раствора упаривают до появления первых кристаллов, кото- рые растворяют в минимальном количестве воды. Затем смешивают оба рас- твора** *** и упаривают на водяной бане при 80° до появления кристаллической пленки. Охлаждают до 15—20°, энергично размешивая. Мелкокристаллический осадок квасцов отсасывают и промывают 100 мл ледяной воды. Получается около 500 г кристаллов. Их растворяют в 750 мл воды, раствор упаривают и охлаждают, как указано выше, соль отсасывают и промывают водой. Полученные кристаллы (около 440 г) растворяют в 650 мл воды, снова упаривают, но кристаллизуют без перемешивания (чтобы образовались более крупные кристаллы). Кристаллы отсасывают, промывают 50 мл воды и сушат непродолжительное время при комнатной температуре (длительная сушка может повести к выветриванию). Выход 340 г. КВАСЦЫ АЛЮМО КАЛИЕВЫЕ (КАЛИЕВЫЕ КВАСЦЫ, ДВОЙНАЯ СОЛЬ СЕРНОКИСЛОГО АЛЮМИНИЯ И СЕРНОКИСЛОГО КАЛИЯ) Alumen kalicum Potassium alum Kalialaun Aluminium potassium Alaun sulfate KaSO« AlafSOa)» 24Н,СГ” Мол. в. 948,81 Свойства K2SO4-AI2(SO4)3-24H2O—большие, прозрачные, бесцветные октаэдри- ческие кристаллы уд. в. 1,751, сладкого вяжущего вкуса. Плохо растворимы в холодной воде и очень хорошо в горячей. Па воздухе почти не выветривают- ся, но легко теряют кристаллизационную воду при нагревании до 120°, пре- вращаясь в белый порошок «жженых» квасцов, труднорастворимый в воде. Т. пл. 92° (в кристаллизационной воде). * Метод ИРЕА (И. И. Кувалдин). ** Есть указания, что можно не придерживаться особенно точно стехиометриче- ских соотношений, так как квасцы выпадают чистыми при избытке одного из компо- нентов в широком интервале соотношений между AL(SO.,)a и (NH^SO, *** Или KAlfSOJo-lSEUO, Мол. в. 4/4,40.
Квасцы Таблица 151 Растворимость K2SO4 AI2(SO4)3 в воде ГС K2SO4.A1s(SO,)3 % ГС KsSQrAMSQh % 0 3,1 50 19,3 10 4,4 60 26,7 15 4,8 70 33,0 20 5,7 80 42,2 25 6,6 90 51,0 30 9,2 100 71,4 40 12,0 Требования к продажному реактиву Таблица 15'2 Относительные веса водных растворов K2SO4-A12(SO4)3 K„SO,. A1.(SO,)3 % «4 1 1,0079 2 1,0174 3 1,0270 4 1,0369 5 1.0465 По ГОСТ 4329—48 квасцы должны содержать при пересчете на безводный препарат не менее 19,5% и не более 20,2% A12OS; потеря при высушивании должна быть не более 46%, Наибольшие количества допустимых примесей (%) при расчете на водный препарат в K2SO4-A12(SO4)3-24H2O различных квалификаций: Примеси ч.д.а. ч. Вещества, нерастворимые в воде 0,005 0,01 Хлориды (С1) 0,001 0,004 Соли аммония (NH4) 0,005 0,01 Железо (Fe) 0,001 0,002 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пе- ресчете на РЬ) 0,001 0,002 Мышьяк (As) . . . 0,00005 0,0001 Свободная серная кислота (НгЗСД) 0,2 0,2 Приготовление 1. Для получения препарата квалификации ч. д. а. смешивают профиль- трованные растворы 100 г технического A12(SO4)3-18Н2О в 200—300 мл воды и 28—30 г технического K2SO4 в 300 мл воды. Раствор упаривают на водяной ба- не до начала кристаллизации и быстро охлаждают при перемешивании. Кри- сталлы отсасывают, растворяют в минимальном количестве горячей воды и охлаждают. Препарат перекристаллизовывают еще 3 раза. Если исходным сырьем является A12(SO.j)3. 18Н2О реактивных квалификаций, то перекристал- лизация необязательна. При использовании маточных растворов выход состав- ляет 100—НО г. 2. Для очистки растворяют 200 г технических квасцов в 200 мл горячей воды, фильтруют и охлаждают, причем выпадает около 175 г чистого продук- та. Кристаллы слегка.промывают холодной дестиллированной водой и высу- шивают. 3. Для приготовления безводных («жженых») квасцов нагревают водную соль в платиновом тигле. Квасцы сначала плавятся в своей кристаллизационной воде, затем обезвоживаются, вспучиваясь при этом. Образовавшуюся легкую пористую массу растирают в ступке.
Квасцы железо-аммонийные 231 КВАСЦЫ ЖЕЛЕЗО-АММОНИЙНЫЕ I ЖЕЛЕЗО-АММИАЧНЫЕ КВАСЦЫ, ДВОЙНАЯ СОЛЬ СЕРНОКИСЛОГО АММОНИЯ И ОКИСНОГО СЕРНОКИСЛОГО ЖЕЛЕЗА) Ferrum sulfuricum oxydatum ammoniatum Ferric ammonium alum Eisenammonalaun Eisenammoniumsulfat Eisenalaun (NH^SO., • Fe2(SO^)3 24H-.O* Мол. в. 964,43 Свойства (МН^гЗСЦ-Рег^ОЦз^НгО—бесцветные в чистом виде, но обычно светло- аметистовые*’' октаэдрические кристаллы уд. в. 1,719. При стоянии на воздухе становятся с поверхности светлокоричневыми. При 33° окрашиваются в корич- невый цвет, при 39—41° плавятся. При 150° происходит потеря 23 молекул Н2О, при 750° образуются безводные квасцы. Растворимы в воде (25% при 15°); нерастворимы в спирте. Таблица 153 Относительные веса водных растворов (NH^sSOa-Fe^SOa);, (NH^FeKSOJ. % J5 04 (NH^FeXSOJ. % !5 d4 (NH,)2Fe2(SO4)4 % J5 d4 1 1,007 8 1,068 16 1,141 2 1,016 10 1,086 18 1,161 4 1,032 12 1,104 20 1,181 6 1,050 14 1,122 Т р ебо в а н и я к продажному реактиву Наибольшие количества допустимых примесей (%) в препарате различ- ных квалификаций (по ГОСТ 4205—48): Примеси Х.Ч. ч.д.а. ч. Вещества, нерастворимые в воде 0,005 0,01 0,15 Хлориды (С1) .... 0,0005 0,001 0,005 Железо закисное (Fe) 0,001 0,002 0,005 Медь (Си) 0,002 0,005 0,01 Цинк (Zn) 0.003 0,005 0,01 Щелочные и щелочноземельные металлы (в виде сульфатов) 0,05 0,05 0,2 Приготовление Для получения препарата квалификации х. ч. разработана следующая методика***. В фарфоровой чашке емкостью 1 л растворяют 200 г технического FeSO<- 7Н2О в 400 мл горячей (70—80°) воды и фильтруют через двойной фильтр. • Или NH,Fe(SO4)2-12H,O, Мол. в. 482, 21. •* Вериер объясняет окраску присутствием сложного иона [Fe(O«H4)e] Дру- г’ме авторы считают, что окраска зависит от следов марганца. Метод ИРЕА (Г. Н. Пятницкая).
232 Квасцы К фильтрату добавляют 22 мл H2SO4 (уд. в. 1,84), подогревают до 30—35е и для окисления Fc++ медленно приливают под тягой 25—30 мл технической HNO-. (уд. в. 1,38). 6(FeSO4 -ТНаО) + 3H2SO4 + 2HNO3 = 3Fe2(SO4)3 + 2NO + 46H»O Раствор вначале становится темнобурым, а в конце реакции приобретает красновато-коричневую окраску. Полноту окисления Fe++ проверяют по отсутствию синего осадка от добавления K3Fe(CN)6. Раствор упаривают на водяной бане при 80° до сиропообразного состояния для удаления HNO3 и окислов азота, добавляют 200 мл воды и снова упаривают до появления кристаллической пленки. К полученному насыщенному раство- ру Fe2(SO4)3 приливают 150 мл воды и горячий профильтрованный раствор 32 г технического (NH4)2SO4 в 80 мл воды и 0,5—1 мл конц. H2SO4. Смесь тща- тельно перемешивают стеклянной палочкой, медленно охлаждают до 0° и от- сасывают выпавшие кристаллы. Выход 240—250 г. Для очистки от С1~ и NOJ' соль растворяют в 200—220 мл теплой воды, слег- ка подкисленной H2SO4, и охлаждают до 0°. Кристаллы отсасывают и сушат не- продолжительное время на пергаменте при комнатной температуре Выхов 200 г (80%). КВАСЦЫ ХРОМО-КАЛИЕВЫЕ (ДВОЙНАЯ СОЛЬ СЕРНОКИСЛОГО ХРОМА И СЕРНОКИСЛОГО КАЛИЯ, Alumen chromicum Cbrom alum Chroma laun Kaliumchromalaun K2S04 • CT2(S04)3 - 24H2O* Мол. в. 998,87 Свойства K2SO4-Cr2(SO4)3-24FI2O—темнофиолетовые октаэдры, просвечивающие ру- биново-красным цветом, уд. в. 1,842 при 20,8°. Растворим в воде (14,3% при 15°). При 75° раствор становится зеленым, однако после охлаждения через несколько дней снова приобретает фиолетовую окраску. На воздухе квасцы выветриваются, покрываясь лиловым налетом. При нагревании квасцов до 100° они, теряя часть воды, зеленеют. Полное обезвожи- вание достигается только при 350°. Нагретая выше 350° соль принимает зелено- вато-желтую окраску и теряет способность растворяться в воде. Таблица 154 Относительные веса водных растворов K2SO4-Cr2(SO4)3 KaSOt-Cr2(SO4)3 %" ,15 04 KjSO.-Cr^SO^s % J5 d4 1 1 ,0086 6 1,0573 2 1,0182 8 1,0773 4 1,0376 Требования к продажному реактиву По ГОСТ 4162—48 препарат должен содержать не менее 98% K3SO4 Сг2( SO4)3 • 24 Н2О. Или KCr(SO,).,. 12I-LO, Мол. в. 495,43.
Квасцы хромо-калиевые. Кизельгур 233 Наибольшие количества допустимых примесей (%) в препарате различ чых квалификаций: Примеси ч.д.а. ч. Вещества, нерастворимые в воде . . 0,005 0,0! Хлориды (С1) ............. 0,005 0,01 7Ке.т'зо (Fe) ..................................0,01 0,05 Вещества, осаждаемые аммиаком (А12О3-рFe2O3) 0,05 0,15 Кальций (Са)............................. , . 0,005 0,01 Приготовление 1. 4К2Сг2О7 + 4С2Н5ОН + 16HsSO4 = =4[K2SO4-Cr2(SO4)3] + ЗСН3СООН + 2СО» t + 22Н2О Для получения препарата квалификации чистый к профильтрованному раствору 250 г технического КгСг2О7 в 1600 мл горячей поды прибавляют 180 мл H2SO., (техн. уд. в. 1,84) и постепенно добавляют под тягой около 150 ль 85%-ного спирта. Конец реакции определяется по темнозелеиой окраске жид- кости и по .отсутствию вспенивания при дальнейшем добавлении спирта. Рас твор упаривают при пропускании воздуха до удаления запаха уксусной кисло- ты, добавляют воды до получения раствора с уд. в. 1,5 при 70° и оставляют доя длительной кристаллизации (10—15 дней). Выделившиеся кристаллические корки разламывают, отсасывают и осто- рожно высушивают на воздухе, не допуская выветривания. К маточнику добав- ляют 0,5 мл H2SO4 (уд. в. 1,84) на каждые 100 мл, упаривают до уд. в. 1,5 и кристаллизуют, как описано выше. Выход 800 г. 2. Для получения препарата квалификации ч. д. а. 100 г КзСггО? раство- ряют при умеренном нагревании в 950 г 15%-ной НгЗСД Полученный рас- твор постепенно вливают в 100 мл спирта, находящихся в чашке, погруженной в воду со льдом. Большая часть кристаллов квасцов выпадает при этом в виде кристаллической муки. Маточный раствор упаривают в присутствии 5% HNOs (чтобы избежать перехода в зеленую модификацию) и смешивают с равным объемом спирта. Через сутки квасцы выкристаллизовываются; их растворяют в теплой (не выше 40°) воде, и раствор оставляют для медленного испарения в теплом месте (25—30"). КИЗЕЛЬГУР (ДИАТОМИТ) Свойства Кизельгур представляет собой кремнистые панцыри микроорганизмов Диатомей (до 30 млн. в 1 см3). Уд. в. 2,1—2,2. Кизельгур обладает высокой адсорбционной способностью и исключительно высокими фильтрующими ка- чествами. Так, молоко, содержащее шарики жира диаметром 0,004 мм. при фильтровании через кизельгур дает прозрачный фильтрат. Приготовление 90 г порошка кизельгура* (Кисатибского месторождения) помещают в Фарфоровый стакан емкостью 0,5 л, добавляют 100 мл технической соляной Кислоты уд, в. 1,19 и нагревают 1 час при размешивании. Затем добавляют •00—150 Мл воды и отсасывают, отбрасывая тяжелый осадок песка. Тонкий порошок кизельгура промывают водой и повторяют обработку соляной кисло- * Метод ИРЕА (А. С. Шаньгипль
234 Кислород гой еще 4 раза, из которых последние две обработки проводят соляной кисло- той квалификации чистая и дестиллированной водой. Осадок отсасывают, промывают 6 раз дестйллированной водой (по 150 мл), высушивают и прокаливают при 800—900° в течение 2 час. Выход 40—45 г КИСЛОРОД Oxygenium Oxygen Sauerstoff О2 Мол. в. 32,00 Свойства О2—бесцветный газ, без запаха и вкуса, уд. в. 1,1053 (по воздуху). Вес 1 л О2 при нормальных условиях 1,42892 г. При —186° уд. в. жидкого кисло- рода 1,158. Т. пл. —218,8°, т. кип. —183°. Очень мало растворим в воде; количество объемов кислорода V, растворяю- щееся в одном объеме воды при температуре t, можно выразить формулой: V = 0,04115 + 0,0010899/ + 0,00002256312 Таблица 155 Растворимость кислорода в воде при 760 мм (привед. к нормальным условиям) ГС О2, об. в 1 об. воды О3, г в 100 мл воды ГС О2, об. в I об. воды О2, г в 100 мл БОДЫ 0 0,04890 0,006948 30 0,02608 0,003588 5 0,04286 0.006074 35 0,02440 0,003315 10 0,03802 0,005370 40 0,02306 0,003081 12 0,03637 0,005129 50 0,02090 0,002657 14 0,03486 0,004908 60 0,01946 0,002274 16 0.03347 0,004703 70 0,01833 0,001857 18 0,03220 0,004515 80 0,0176! 0,001381 20 0,03102 0,004339 . 90 0,01723 0,000787 25 0,02831 0,003932 100 0,01700 — Кислород быстро поглощается щелочным раствором пирогаллола и кис- |ыми растворами солей двухвалентного хрома. Расплавленное серебро рас- творяет почти 10 об. О2, выделяя его при затвердевании. Кислород энергично поддерживает горение; поэтому в атмосфере чистого Э2 горят такие вещества, которые не удается зажечь на воздухе (железо и др.). Приготовление 1. 2КС1О:)=2КС1-|-ЗО2 Помещают КСЮ3 в стеклянную реторту и постепенно нагревают до начала выделения кислорода. Необходимо следить, чтобы употребляемый КС1О3 не содержал примеси горючих веществ (уголь, бумага и т. д.): возможен сильный взрыв. Для более равномерного выделения кислорода нагревают не чистый КС1Оз> а смесь его с МпО2, Fe2O3, СнО, платиновой чернью и др. Чаще всего употребляют в качестве катализаторов МпО2 или Fe2Os. Так как эти вещества иногда содержат горючие примеси, то необходимо провести предварительные испытания, для чего прокаливают небольшую порцию смесь з железной ложке, обращая внимание, происходит ли спокойное выделение кислорода (незначительные искорки, появляющиеся в смеси, не представляют опасности). Обычно применяют смесь 1 ч. МпО2 (или Fe2O3) и 2 ч. КС1О3, ко-
Кислород 235 Рис. 30. Аппарат для получения кислорода ив КС1Оз: / — железная трубка; 2—внит; 3—крышка; 4—га- зоотводная трубка. торую загружают в реторту на четверть ее объема и нагревают горелкой. Вы- деляющийся кислород часто содержит хлор (особенно если применяется МпО2) и должен быть очищен от последнего пропусканием через раствор КОН. Для получения значительных количеств кислорода из КСЮ3 рекомендо- ван металлический аппарат (рис. 30). Железная труба 1 длиной 40—50 см, с внут- ренним диам. 4 см и толщи- ной стенок 2 мм с одной стороны заделана наглухо, а с другой—может запи- раться винтом2, прижимаю- щим хорошо пригнанную крышку 3. Наглухо вделан- ная железная трубка 4 служит для .отвода газа. Трубу 1 наполняют до по- ловины растертой в поро- шок КС1О3 или смесью ее с катализатором, запирают крышкой 3 и начинают на- гревать большой газовой горелкой, которая по мере надобности передвигается слева направо. Работа в этом аппарате вполне без- опасна, так как разложе- ние соли . производится в одном месте и опасаться взрыва не приходится. Регу- лирование, прерывание и возобновление тока газа легко достижимо. Очистка и зарядка прибора совершаются легко и быстро. Вместо винта 2 можно при- менять завинчивающуюся крышку, снабженную прокладкой из асбеста (но не резины\). Примечание. "Железная труба не должна быть внутри окра- шена, иначе неизбежен взрыв. 2. СаОС12 4" Н2О2 — СаС12 4- О2 4* Н2О Этот способ удобен тем, что дает постоянный ток кислорода без нагревания и позволяет пользоваться обычным аппаратом Киппа. В средний шар аппарата Киппа помещают специально формованные куби- ки из хлорной извести (300 г) и заливают их 3% Н2О2, к которой добавлено немного НС1 или HNO3- На 300 г 35%-ной хлорной извести (СаОС12) берут 350 мл 3%-ной Н2О2 с добавлением 57 мл соляной кислоты (уд. в. 1,17) или 53 мл HNO3 (уд. в. 1,36). Если не добавлять кислоты, то осаждающиеся в про- цессе реакции окиси железа и марганца вызывают бурное каталитическое раз- южение Н2О2- Выделяющийся газ содержит обычно СО2 и С12; для очистки его пропускают через раствор КОН. 3. 2К2Сг2О7 4- 6H2SO4 = 2Кг5О4 4- 2Cr2(SO4)s 4- 8НгО 4- ЗО2 Хорошо регулируемый ток газа получается нагреванием в большой ретор- те 3 ч. К2Сг2О7 и 4 ч. H2SO4. 1 кг КгСг2О? дает около 114 л О2. Для очистки газа от следов SO2 и брызг кислот его пропускают через раствор КОН. 4. 4K3Fe(CN)c 4- 2ВаО2 = 3K4Fe(CN)6 4- BajFe(CN)e 4- 2О2 К смеси 1 ч. ВаО2 с небольшим количеством воды приливают по каплям насыщенный раствор 2,5 г КзЕе(СМ)с. При комнатной температуре выделяется равномерный ток газа. 50 г KsFe(CN)e дают около 2 л кислорода.
236 Кислород 5. 2Н2О2 = 211/J + О2 Грубо измельченную, возможно более чистую МпО2 отсеивают от пыли и помещают в средний шар аппарата Киппа на подостланный волокнистый ас- бест. Аппарат заливают раствором, полученным прибавлением 150 мл концен- трированной H2SO4 к I л 3%-ной Н2О2 при охлаждении. Выделяющийся кис- лород довольно чист. При работе с малыми количествами вместо аппарата Кип- па можно употреблять эрленмейеровскую колбочку. Рекомендуется также следующий метод получения чистого кислорода. Пла- стинку никелевой жести подвергают платинированию* и затем прокаливают до светлосерого цвета поверхности. Погружая эту пластинку в 30%-ную Н2О2 на ту или иную глубину, вызывают более или менее интенсивное каталитическое разложение Н2О2 и, следовательно, процесс получения можно вести с регули- руемой скоростью. Газ пропускают через вертикальную трубку, заполненную стеклянными бусами (для освобождения от капель жидкости), и через платини- рованную медную сетку (для разложения примеси Н2О2) и просушивают в промывной склянке с конц. II2SO4. Реакция прекращается, когда концентра- ция Н2О2 упадет до 1,5%. Полученный кислород очень чист и требует только осушки. 6. 2КМпО4 = К2МпО4 + МпО2 + О2 Для получения вполне чистого О2 нагревают КМпО4 в вакууме при 120° для удаления адсорбированных газов, а затем температуру повышают до начала раз- ложения КМпО4. Из 318 г КМпО4 получается + Рис. 31. Электролизер для получения кислорода. 17 л чистого кислорода**. 7. Чистый и свободный от азота кислород можно получить электролизом. Его можно проводить в приборе***, из- ображенном на рис. 31. Трубка U-образной формы имеет внутренний диаметр 40—50 мм. Электроды цилиндрические из никелевой жести или, лучше, из платины; напряжение 10 в. Если кислород должен выходить из при- бора под давлением, превышающим 20—30 мм вод. ст., то трубку, отводящую водород, по- гружают на некоторую глубину в стакан с водой, чтобы создать равное давление во втором колене прибора. Электролитом служит 30%-ный раствор NaOH или (при платиновых электродах) 20% пая HnSO4. Кислород пропускают через стек- лянную вату для удержания брызг, затем че- рез нагретый до 400° платинированный асбесг для контактного окисления следов водорода. В случае необходимости газ сушат Р2О5 или H2SO4. Этот же прибор может применяться для получения И2. При повторном пользовании прибором следует особо внимательно прове- рить, не перепутаны ли полюса. В качестве электролита употребляют также 20%-ный раствор СгОз в 10% ной H2SO4 или насыщенный раствор К.МпО4 в 10%-ной H2SO4. * Для платинирования никелевую пластинку помещают в 1—2%-ный раствор H2PtClc и присоединяют к отрицательному полюсу аккумулятора на 4 в. Анодом служит кусок платиновой проволоки. Через 10—15 мин. пластинку вынимают из электролита и промывают водой. •* Н. С. Руденко, ЖФХ, 668 (1938). *** К- В. Ч м у т о в, Техника физико-химического исследования, Госхнмиздат, Москва, 1954, стр. 174.
Кислота азотная 237 Если применять никелевые электроды, покрытые слоем черной NiO, го выделяющийся кислород не содержит Н2. КИСЛОТА АЗОТНАЯ Свойства Acidum nitricum НМО3 Nitric ас Salpeiersaure Мол. г 63,016 Чистая HNO3—бесцветная жидкость уд. в. 1,526 при 15°. При сильном охлаждении затвердевает в бесцветные кристаллы. Т. пл. —41,3°, т. кип. 86е. При перегонке обычной HNO3 вначале отгоняется вола и при 120,5° начинает перегоняться гидрат уд. в. 1,4, содержащий около 70% HNO3. Красная дымящая азотная кислота представляет собой красно-бурую, прозрачную, чрезвычайно едкую жидкость, сильно дымящую на воздухе и притягивающую влагу. При продолжительном пропускании воздуха или COs переходит в обычную HNOs; при этом выделяются окисли азота. Очень силь- ный окислитель; действуя, например, на железо, образует на его поверхности пленку окислов, благодаря ч<му металл теряет способность растворяться в кислотах (пассивизания). На коже вызывает желтые пятна и болезненные, трудно заживающие раны. Уд. в. 1,56 при 20°; при - -40° застывает в красную массу. При смешении с водой образуется зеленый или голубой раствор, при дальнейшем разбавлении окраска пропадает. При нагревании выделяет NO2. Таблица 156 Удельные веса растворов HNO3 (при 15°) Уд. В- n2q, % i HNO., % В 100 мл кислоты 1 Уд- в. '^2Об С/ HNO3 % В 100 мл кислоты NA. 8 HNQU г NA г HNO г 1,000 0.08 0,10 0,1 0,1 1,100 14,67 17,11 16,1 18,18 1,005 0,85 1,00 0,8 1,0 1,105 15,34 17,89 17,0 19,;8 1 ,010 1,62 1,90 1.6 1,9 1,110 16,00 18,67 17,7 20,7 1 ,015 2,39 2,80 2,4 2.8 1,115 16,67 19,45 18,6 21,7 ; ,020 3,17 3,70 3,3 3,8 1.120 17,34 20,23 19,5 22,7 1,025 3,94 4,60 4,0 4,7 1,125 18.00 21,00 20,2 23.6 1,030 4,71 5,50 4,9 5.7 1,130 18,66 2! ,77 21,1 24,6 1,035 5,47 6,38 5,7 6,6 1,135 19,32 22.54 21,9 25,6 1,040 6,22 7,26 6,4 7,5 1,140 19,98 23,31 22,8 26,6 1,045 6,97 8,13 7,3 8.5 1 ,145 20.64 24,08 23,7 27,6 1,050 7,71 8.99 8,1 9,4 1,150 21,29 24,84 24,5 28,6 1,055 8,43 9,84 8,9 10,4 1,155 21,94 25,60 25,4 29,6 1,060 9,15 10,68 9,7 11.3 1,160 22,60 26,36 26,2 30,6 1,065 9,87 11,51 10,5 12,3 1,165 23,25 27,12 27,1 31,6 1,070 10,57 12,33 11,3 13,2 1,170 23,90 27,88 27,9 32,6 1.075 11,27 13,15 12,1 14.1 1,175 24,54 28,63 28,8 33,6 1,080 11,96 13,95 12,9 15.1 1,180 25,18 29,38 29,7 34,7 1,085 12,64 14,74 13,7 16,0 1,185 25,83 30,13 30,6 35,7 1,090 13,3! 15,53 14,5 16,9 1,190 26,47 30.88 31,5 36,7 1,095 13,98 16,32 15,3 17,9 1,195 27,10 31,62 32,4 37,8
238 Цислста Продолжение табл. 156 Уд. в. % HNO., % В 100 мл кислоты Уд. в. N2O5 % HNQ, % В 100 мл кислоты N2Og г HNOj г n«o5, г HNO3 г 1,200 27,74 32,36 33,3 38,8 1 ,400 55.97 65,30 78,3 91,4 1,205 28.36 33 ,09 34,2 39,9 1 .405 56,92 66,40 80,0 93,3 1,210 28,96 33,82 35 1 40,9 1,410 57 83 6/,50 81 ,6 95,2 1,215 29,61 34,55 36,0 42,0 1 415 58 .83 68,63 83,2 97,1 1,220 30,24 35,28 36,9 43,0 1,420 59,83 69,80 84,9 99,1 1 ,225 30,88 36,03 37,8 44,1 1,425 60,84 70.98 86,7 101,1 1,230 31,53 36,78 38.7 45,2 1,430 61 ,86 72,17 88,5 103,2 1,235 32,17 37.53 39,7 46.3 1,435 62,91 73.39 90,3 105,5 1,240 32,82 38,29 40,7 47,5 1,440 64,01 74,68 92,1 107,5 1,245 33,47 39,05 41,7 48,6 1 .445 65,13 75.98 94,1 109,8 1,250 34,13 39,82 42,7 49,8 1 .450 66.24 77,28 96,1 112,1 1,255 34,78 40,58 43 7 50,9 1,455 67,38 78,60 98,1 114,4 1,260 35,44 41,34 44,7 52,1 1,460 68 .56 79 98 100,1 116,8 1,265 36,09 42,10 45,7 53,3 1,465 69,79 81,42 102,3 119,3 1 ,270 36,75 42,87 46,7 54,4 1,470 71 ,06 82,90 104,5 121,9 1,275 37,41 43.64 47,7 55,5 1 ,475 72.39 84.45 106,8 124,6 1,280 38.07 44,41 48,7 56,6 1 ,480 73,76 86,05 109,2 127,4 1 ,285 38,73 45,18 49,8 58,1 1 .485 ,75.18 87 ,70 111,6 130,2 1 ,290 39,39 45,95 50,8 59,3 1,490 7б,8Э 89 60 114,4 133,5 1,295 40,05 46,72 51 9 60,4 1,495 78.52 91,60 117,4 136,9 1,300 40.71 47,49 52,9 61,6 1,500 80,65 94,09 121 ,0 141,1 1,305 41,37 48,26 54,0 62,8 1 501 81,09 94 60 121,7 142,0 1,310 42 .06 49,07 55.1 64 1 1,502 81 .50 95 .08 122.4 142,8 1,315 42.76 49,89 56,2 65,3 1,503 81 .91 95 .55 123,1 143,6 1,320 43,47 50,71 57,3 66,5 1 ,504 82,29 96 00 123,8 144,4 1 ,325 44,17 51 53 58,5 67,7 I ,505 82 63 96,39 124,4 145,1 1,330 44 .89 52,37 59,7 69 0 1 .506 82,94 96,76 124,9 145,7 1,332 45,26 52,80 60,3 70,3 1.507 83,26 97.13 125,5 146,4 1,335 45.62 53 22 60,9 71 .6 1 ,5С8 83 58 97 50 126,0 147,0 1,340 46.35 54 .07 62,1 72,9 1 ,509 83,87 97,84 126,5 147,6 1,345 47,08 54.93 63,3 74,2 1,510 84,09 98,10 127,0 148,1 1,350 47,82 55.79 64,5 75,4 1 .511 84,28 98,32 127,4 148.6 1,355 48 57 56,66 65,8 76,8 1 512 84.46 98,53 127,7 149,0 1 ,360 49,35 57.57 67 1 78,2 1,513 84.63 98,73 128,0 149,4 1,365 50,13 58,48 68,4 79,4 1,514 84 ,78 98,90 128,3 149,7 1,370 50.91 59.39 69,8 80,8 1 .515 84,92 99 07 128,7 150,1 1 .375 51 .69 60 .30 71.1 82.3 1 .516 85,04 99 21 128.9 150,4 1,380 52.52 61 .27 72,5 84,8 1 517 85,15 99 34 129,2 150,7 1 .383 1 ,3Ч5 53 08 53.35 61 92 62 24 73,5 73,9 85,3 86,2 1 ,518 85,26 99,46 129,4 129,6 151,0 151,2 1,519 85,35 99,57 1,390 54,20 63,23 75,3 87,9 1 ,520 85,44 1 99,67 129,9 151,5 1,395 55,07 64,25 /6,8 89,6
Кислота азотная 239 Таблица 157 Поправки для удельного веса HNO3, содержащей NO2 NO3 % Поправка* NO., %' Поправка* NO % Поправка* 0.25 0,0005 4,50 0.0288 8,75 0,0583 0,50 0,0008 4,75 0,0305 9,00 0,0600 0.75 0,0015 5,00 0,0323 9,25 0.0616 1,00 0,0030 5.25 0,0337 9,50 0,0633 1,25 0 0048 5,50 0,0360 9,75 0,0650 1,50 0,0068 5,75 0,0378 10,00 0,0666 1,75 0,0078 6,00 0,0395 10,25 0,0682 2,00 0,0105 6.25 0,0418 10,50 0,0698 2,25 0,0125 6,50 0,0430 10,75 0.0714 2.50 0,0143 6,75 0,0448 11,00 0,0730 2.75 0,0163 7,00 0,0465 11,25 0,0745 3,00 0,0180 7,25 0,0482 11,50 0,0760 3,25 0,0199 7,50 0,0500 11,75 0,0775 3,50 0,0217 7,75 0,0517 12,00 0,0785 3,75 0,0235 8,00 0,0533 12,25 0.0805 4,00 0,0253 8.25 0,0550 12.50 0,0820 4,25 0,0269 8,50 0,0566 12,75 0,0835 Таблица 156 П о п р а в к и** для удельного веса HNO3 между 13 и 1Т Уд. в. Поправка на ±1° Уд. в. Поправка на ±1° Уд. в. Поправка на ±1° 1,000—1,020 + 0,0001 1,162—1,200 + 0,0007 1,366—1.400 + 0,0013 1,021—1 .040 0,0002 1 ,201—1,245 0,0008 1,401 — 1 .435 0,0014 1,041—1 ,070 0 .0003 1,246—1,280 0 .0009 1,436—1,490 0,0015 1,071—1,100 0,0004 1,281—1,310 0,0010 1 ,491—1,500 0,0016 1,101—1,130 0 0005 1 ,311—1,350 0,0011 1,501—1 ,520 0,0017 1.131—1,161 0,0006 1,351—1 ,365 0,0012 Таблица 159 Степень разложения HNO3 в зависимости от температуры _________________________ /°C Плотность пара HNO, (по водороду) о/ /о разло- жения 1 г HNO, дает мл кислорода 86 29,6 9,53 8,43 100 29,1 И ,17 10,4! 130 27,6 18,78 16,62 160 25,8 28,96 26,22 190 23,0 49,34 43,69 220 20,4 72,07 63,79 256 18,0 100,7 88 47 , * Если кислота содержит NO», то ее удельный вес повышается на указанную в этом толбце величину. При понижении температуры удельный вес увеличивается.
240 Кислота требования к продажному реактиву Азотная кислота вырабатывается «крепкая» и «слабая». По ГОСТ 4461—48 кислота должна представлять собой бесцветную или слегка желтоватую про- зрачную жидкость. Кислота «крепкая» должна содержать 61—68% HNOS и им-ть уд. । 1,372—1,405 при 20°, кислота «слабая» 54—60% HNOS к иметь уд. в. 1,337—1,367 при 20°. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в HNO3 различных кн? лифпкаций: Примеси X. ч. ч. д- а. ч. Нелетучий остаток 0,0015 0,003 0,005 Серная кислота (H2SOJ 0,0005 0,002 0,005 Хлориды (С1) 0,0001 ' 0 0002 0,0005 Тяжелые металлы сероводородной труп- пы (в пересчете на РЬ) 0.00005 0,0005 0,0005 Железо (Fe) 0,00005 0,0001 0,0003 Мышьяк (As) ... ... 0,000003 0,000003 0,00001 Кальций (Са) — 0,002 Окислы азота (в пересчете на NO2) 0,1 0.1 0,1 Примечания. 1. Испытание на кальций производится только для кислоты, содержащей более 0,004% нелетучего остатка. 2. В слабой азотной кислоте йодноватая кислота не определяется. 3. Окислы азота определяются в пробе, отобранной на заводе-произ- водителе. Приготовление I. Для получения киапоты квалификации х. ч. из технической HNO3 добавляют к последней раствор AgNO3 до прекращения образования осадка AgCl, хорошо взбалтывают и дают отстояться в теплом месте. Прозрачную жидкость переливают сифоном в реторту, соединенную тампонами из стеклян- ной ваты с холодильником и охлаждаемым приемником (без употребления ре- зиновых или корковых пробок), и осторожно нагревают на песчаной бане (рис. 32). Вначале перегоняется жидкость, содержащая значительные коли- чества NO2 и нередко хлора. Время от времени пробу дестиллата разбавляют водой и испытывают AgNO3 на содержание С1~; когда последнего обнаружи- ваться не будет, меняют приемник и ведут перегонку, пока в реторте не оста- нется незначительное количество жидкости*. Перегнанная кислота вследствие небольшого разложения обычно бывает окрашена окислами азота в желтый цвет. Для удаления последних через кис- лоту продувают сильную струю воздуха, свободного от пыли, до полного обес цвечивания. Уд. в. кислоты 1,4-4-1,45. 2. Для приготовления красной дымящей HNO3 обычную кислоту пере- гоняют с избытком HaSOa. По другому способу смешивают 2 ч. KNO3 с 1 ч. конц. H2SO4 и нагревают в реторте. При этом вначале перегоняется обычная HNO3; в дальнейшем выде- |яются бурые пары NO2 и содержимое реторты затвердевает, так что для пере- * Для связывания свободной H.,SO, рекомендуется добавить перед перегонкой немного KNO3.
Кислота борная 241 гонки приходится нагревание усилить. Следует брать реторту хорошего проч- ного стекла и достаточно большого размера. Уд. в. полученной кислоты 1,5^1,52. Дымящую HNO3 можно получить также пропусканием двуокиси азота NO2 (приготовление см. стр. 15) в конц. HNO3. 3. Для получения 99%-ной HNO3 смесь 2 кг HNO3 (х. ч.) и 400 г Р2О6 перегоняют в приборе, изображенном на рис. 32. Дестиллат, окрашенный в коричнево-красный цвет окислами азота, обесцвечивают продуванием сухого и чистого воздуха. Выход 1,8 кг. Рис. 32. Прибор для перегонки HNOK 4. Совершенно безводная HNO3 (100%) получается смешиванием 99%-ной HNO3 с вычисленным количеством ангидрида N2O5. КИСЛОТА БОРНАЯ Acidtim boricum Horacic acid Boric acid Borsatire H3BO3 HBO, Н2В407 Мол. в. 64,84 Мел. в. 43,83 Мол. в. 157.30 Свойства IT3BO3—ортоборная кислота—представляет собой шестиугольные трикли- нические белые чешуйки с перламутровым блеском, уд. в. 1,44, жирные на ощупь. При нагревании выше 70° она, теряя воду, переходит частично в мета- борную кислоту НВО2, при 140—160°—в пиро- или тетраборную кислоту Н2В4О7. При красном калении теряет всю воду, оставляя борный ангирид В2О3. Растворима в воде, в спирте (4%), в глицерине (20% при 0°, 73% при ЮСг) и эфире. Борная кислота относится к числу слабых кислот, ее константы диссоциа- ции /</=5,8-10—10, К2=1,8-10—13, /<з=!,6-10—14 при 25° (Kt—термодинами- ческая константа диссоциации). В водном растворе борная кислота образует одновременно ионы, отвечающие орто-, мета- и пироформам; поэтому растворы Н3ВОз, НВО2 и Н2В4О7 совершенно тождественны. б Чистьте химические реакт т.'гь.
242 Кислота Растворимость Н3ВО3 в воде Таблица 160 ГС H3BO3 % ГС Н3ВО3 % ГС Н3ВО3 % 0 2,50 40 8,17 80 19,06 5 3,14 45 9.33 85 21,0 10 3,52 50 10.22 90 23,26 15 4,17 55 11 .54 95 25,21 20 4,65 60 12,96 100 27,52 25 5.44 65 14,42 107,5 36,7 30 6,34 70 15,75 115 45,0 35 7,19 75 17.40 120 52,4 Таблица 161 Относительные веса водных растворов Н3ВО3 Н3ВО3 % ,20 <J4 Н3ВО3 % ,20 Н3ВО3 % 90 Сц 0,5 0,99990 2,0 1 ,00556 3,5 1,01090 1 .0 1 ,00204 2,5 1 ,00736 4.0 1,01270 1,5 1 ,00380 3,0 1,00912 4.5 1,01490 Требования к продажному реактиву По СТ 27/1830 препарат х. ч. должен содержать не менее 99,5% НзВОз, препарат ч. д. а.—не менее 99,0% и препарат чистый—не менее 98,0%. Борная кислота должна выдерживать испытание на растворимость в 95%-ном спирте. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в Н3ВО3 различных квалификаций: Примеси X. ч. ч.д.а. ч. Вещества, нерастворимые в воде . 0,005 0,01 0,02 Хлориды (С1) 0,001 0,002 0,005 Сульфаты (SO4) . - 0,005 0,010 0,030 Фосфаты (РОД .... 0,001 0,001 0,003 Кальций (Са) 0,005 0,010 0,030 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пересчете на РЬ) ... 0.0005 0,001 0,003 Железо (Fe) . 0,0005 0,001 0,002 Мышьяк (As) 0.0002 0,0005 0,0005 Нелетучий остаток после обработки HF 0,05 0,100 0,300 А. Обычная борная (ортобсрная) кислота Приготовление 1. Для получения препарата квалификации ч. д. а. к раствору 100 г буРы (Na2B,iO7• ЮН20, чистая} в 250 мл кипящей воды прибавляют 115 жл25%" ной НС1 (чистая). После суточного стояния отсасывают выделившуюся борную
Кислота бромистоводородная 243 кислоту*, промывают небольшим количеством воды и дважды перекристалли- зовывают из кипящей воды (350 мл воды на 100г Н3ВО3). Сушить препарат сле- дует между листами фильтровальной бумаги при комнатной температуре или в сушильном шкафу при нагревании не выше 70°. 2. Для приготовления препарата квалификации х. ч. к раствору 100 г Н3ВО3 (чистая) в 1600 мл дважды дестиллированной воды добавляют 4 мл HNO3 (х. ч ) и упаривают до кристаллизации. Выпавшие при охлаждении кристаллы отсасывают, промывают до отрицательной реакции на NO^" (с ди- фениламином и H2SO4) и высушивают. Выход 85 г (85%). Б. Метаборная кислота Приготовление н3во3 = нво2 + н2о Для получения вполне чистой НВО2, не содержащей Н3ВО3 и Н2В4О7, следует сушить Н3ВО3 (х. ч.) при 100—111° в токе газа, где парциальное давле- ние паров воды находится в пределах между 4 и 113 мм рт. ст.**. Для соблюдения этого условия сушат 113ВО3 при 105—110° в токе воздуха, пропущенного че- рез промывную склянку с водой, имеющей температуру 14°. В. Пироборная (тетраборная) кислота Приготовление 4Н3ВО3 = Н2В4О7 + 5Н2О Н2В4О7 может быть получена при сушении Н8ВО3 (х. ч.) при 100—110° в токе газа, в котором парциальное давление паров воды меньше 4 мм рт. ст. Следовательно, необходимо воздух, проходящий над препаратом, подвергать предварительному осушению. Вполне чистый препарат Н2В4О7 получают, на- гревая Н3ВО3 в течение 240 час. при 112° в токе воздуха, пропущенного через 60%-ную H2SO4 при 20°. КИСЛОТА БРОМИСТОВОДОРОДНАЯ Acidum hydrobroniicum Hydrobromic acid Bromwasserstoffsaure HBr Мол. в. 80,924 Свойства HBr—бромистый водород—бесцветный удушливый газ с запахом, напоми нающим НС1, сильно дымящий во влажном воздухе. Т. пл. —88°, т. кип. —67°. В воде растворяется чрезвычайно легко с выделением большого количества тепла. Водный раствор (бромистоводородная кислота)—бесцветная жидкость острого и кислого вкуса. Насыщенный раствор при нагревании выделяет часть НВг в виде газа, и при 126° перегоняется гидрат уд. в. 1,486, содержащий 16,85% НВг, что соответствует приблизительно формуле НВг-5Н2О. При нагревании слабого раствора НВг сначала отгоняется вода, затем при 126° переходит гидрат указанного состава. При попадании на кожу броми- стоводородная кислота вызывает зуд и воспаление. Водная кислота должна сохраняться в хорошо закупоренных склянках в темном месте. вату Некоторые авторы рекомендуют употреблять вместо бумажных фильтров стеклянную * A. Thiel. Н. Siebeneck. Z. anorg. СЬепъ. 220. 238 (1934). 16*
244 Кислота Таблица 16'2 Растворимость НВг в воде ГС В 1 об. воды НВг. об. В 100 мл воды НВг г НВг о/ /о ГС В 1 об. воды НВг об. В 100 мл воды НВг, г НВг % —25 706,5 255,0 71 ,9 +10 581,4 210,3 67,8 —20 684,0 247,3 71,3 25 532,1 193,0 65,9 —15 662.0 239,0 70,6 50 468,6 171,5 63,2 —10 644 .5 233.5 70.1 75 406,7 150,5 60,1 — 5 630,0 228,0 69,5 100 344,6 130,0 56,5 0 611 ,6 221 ,2 68,9 Таблица 163 Относительные веса водных растворов НВг НВг % .20 d 4 НВг % 4е НВг % „20 d 4 1 I,0053 16 1 ,1219 35 1,3150 2 1,0124 18 1,1396 40 1,3772 4 1,0269 20 1,1579 45 1,4446 6 1,0417 22 1,1767 50 1 ,5173 8 1 .0568 24 1,1961 55 1,5953 10 1,0723 26 1,2161 60 1,6787 12 1,0883 28 1,2367 65 1.7675 14 1,1048 30 1,2380 Требования к продажному реактиву По ГОСТ 2062—43 бромистоводородная кислота должна представлять со- бой прозрачную бесцветную или слегка желтоватую жидкость. Препарат ч. д. а. и чистый должен содержать не менее 40% НВг. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в бромистоволоролной кислоте различных квалификаций: Примеси ч. д. а. ч. Нелетучий остаток . . 0,005 0,02 Сульфаты (SO4) . . . . 0,005 0,03 Хлориды (С1) 0,1 0,5 Йодиды (.1) . . 0,02 0,05 Фосфаты (РО4) 0,001 0,005 Железо (Fe) Тяжелые металлы сероводородной группы (в 0,0001 0,0005 пересчете на РЬ) 0,0005 0,001 Мышьяк (As) ... 0.00002 0,00005 А. Газообразный бромистый водород Приготовление 1. С6Н6 -[- Вг2 | + ГсВГ;;] — 11Вг -|- С(;НгВг [-|- FeBCg] В колбу или двугорлую склянку, снабженную пропарафиненной проб' кой, в которую вставлены капельная воронка и газоотводная трубка, помещаю1!
Кислота бромистовово ровная 245 200 г сухого бензола, несколько граммов бромного железа (или порошка железа) и из капельной воронки постепенно приливают 135 мл брома. Происходит энер- гичная реакция (вначале колбу следует охлаждать водой), сопровождающаяся равномерным выделением бромистого водорода. Газ пропускают через U-об- разную трубку, одно колено которой наполнено FeBr3 (для поглощения бен- зола), а другое—антраценом (для связывания увлеченного брома). 2. 2Р + 6Н2О + 5Вг2 = 2НРО3 + ЮНВг В колбу (рис. 33) помещают 10 г красного фосфора, 20 мл воды и из ка пельной воронки постепенно приливают 35 мл брома. Рис. 34. Прибор для получения НВг из брома и сероводорода. Рис. 33. Прибор для получения НВг из фосфора, брома и воды. Для очистки газ пропускают через U-образную трубку, наполненную смесью асбеста с влажным, но не мокрым красным фосфором. Выход около 30 л газообразного НВг. 3. H2S + Вг2 = 2НВг + S В стеклянный цилиндр (рис. 34) наливают бром, немного воды и пропу- скают HgS. Выделяющийся НВг пропускают через промывную склянку с во- дой, в которой суспендирован красный фосфор. Здесь полностью поглощается увлеченный бром; выходящий газ совершенно не содержит H2S и достаточно Чист даже при быстром пропускании сероводорода. Б. Бромистоводородная кислота (водный раствор бромистого водорода) Приготовление в '• Полученный любым из предыдущих способов газообразный НВг про- б.тюл" В охлажДаемУю холодильной смесью колбу с 200 мл воды. Следует на- CTBi ЭТЬ’ что®ы газоотводная трубка не была погружена в воду, так как вслед- peg е чРезвычайно большой растворимости НВг в воде последнюю может пе- скг1 ССиТв в Реакционный сосуд. Можно также вести поглощение в охлаждаемой «лянке Тищенко
246 Кислота 2. Для получения препарата квалификации ч. д. а. разработана следующая методика*. SOg -|- 2Н2О -4- Br2 = 2НВг -J- H2SOa В смесь 200 мл воды, 500 мл брома и 650 г толченого льда пропускают струю SOs (из бомбы) с максимальной скоростью, при которой газ полностью погло- щается. Во время пропускания газа реакционный сосуд охлаждают льдом. Когда бурая окраска паров брома исчезнет, пропускание SO2 продолжают еще 3—5 минут. Затем жидкость переносят в делительную воронку, отделяют небольшой нижний слой, содержащий органические примеси, а остальной рас- твор фильтруют через стеклянную вату. К фильтрату для связывания избытка SOs добавляют небольшими порциями бром (2—8 мл), пока иодокрахмальная бумажка не начнет синеть в парах жидкости**. К раствору (около 900 мл) добавляют понемногу 600 мл воды и перегоняют жидкость, собирая следующие фракции: 1) до 115’—главным образом вода с небольшим содержанием НВг и НС1. а также органические примеси, всего около 500 мл; 2) 115—122°—слабая ПВг. около 60 мл; 3) 122—126 — основная фракция, состоящая из 44—45%-ной бромисто- водородной кислоты, около 700 мл. К последней фракции добавляют 20 г ВаСОз или Ва(ОН)2 для осаждения SOa , даю г стоять 10—12 час., сливают раствор с осадка BaSOa и перегоняют из колбы с хорошим дефлегматором. Желательно все соединения иметь на шли- фах; в крайнем случае можно пользоваться корковыми (но не резиновыми) пробками. Перегонку ведут, собирая фракцию 122—126°. Выход около 590 мл броми- стводородной кислоты уд. в. 1,47—1,49. Препарат хранят в темных склянка» с притертыми пробками. КИСЛОТА БРОМНОВАТАЯ Acidum bromicuni Bromic acid Bromsaure НВгО;! Мол. в. 128,924 Свойства В чистом виде неизвестна. Раствор НВгОз—бесцветная, очень кислая жидкость, почти без запаха. При упаривании (даже в вакууме) раствор может быть сконцентрирован только до 50,6%, затем наступает мгновенное разло жение. Сильный окислитель, переводящий например, серу в H2SO4. При стоя кин на воздухе разлагается, особенно быстро при нагревании. Требования к продажному реактиву По ТУ МХП 61—47 бромноватая кислота чистая должна содержать я>- менее 12% НВгО3. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в НВгОз квалифика ции чистый: Свободный бром 0,5 Хлориды (С1) . . . 0,01 Сульфаты (SO4) 0,02 Железо (Fe) . . 0,005 * Н. А. П е т р о в, А. А. Ильин, Изв. ИРЕА, 16, 114 (1939). . •• Перед пробой иодокрахмальной бумажкой необходимо дать раствору постоя S —10 мни
Кислота бромноватая и вольфрамовая 247 Приготовление водного раствора Для получения препарата реактивной квалификации разработана следую щая методика*. 2КВгО3 + Ва(СН3СОО)2 = Ва(ВгО3)2 4- 2СН3СООК Ba(BrOs)2 + H2SO4 = 2НВгО3 + BaSO4 Вначале готовят Ва(ВгО3)2, сливая кипящие растворы 105 г КВгО3 (чистый) в 350 мл воды и 80 г Ва(СН3СОО)2-3112О (чистый) в 1 л воды. После хорошего перемешивания дают отстояться, отсасывают осадок Ва(ВгОз)2 и промывают его дестиллированной водой (3—4 л) до удаления уксуснокислого калия (про- ба препарата при прокаливании не должна обугливаться). В фарфоровый стакан, снабженный механической стеклянной мешалкой, помещают смесь 240 мл воды и 25 мл 1 l2SO4 (ч. д. а., уд. в. 1,84). Пустив в ход мешалку, добавляют через каждые 10 мин. небольшими порциями Ва(ВгО3)г (всего 100 г). Продолжают перемешивание еще 3 часа, подогревая жидкость на водяной бане до 35—45°. Отсасывают осадок BaSO4 через воронку с пористой стеклянной пластинкой и добавляют к фильтрату при перемешивании и подо- гревании до 35—45° раствор Ва(ОН)2-8Н2О (ч. д. а. 15 г в 100 мл). Добавление ведут понемногу, стараясь уловить момент, когда вместо осадка BaSO5 начнут выпадать игольчатые кристаллы Ва(ВгО3)2. Раствор (400—350 мл воды) охлажда- ют до 0°, сливают и упаривают в вакууме до объема 120—150 мл на водяной бане, нагреваемой не выше 80°. Концентрированный раствор охлаждают до 0°, от- сасывают через пористый стеклянный фильтр и разбавляют до объема 360— 380 мл, что соответствует содержанию 12—14% НВгО3. Раствор немедленно за паивают в ампулы. Выход около 50 г препарата в пересчете на безводную НВгО3 (около 78%). КИСЛОТА ВОЛЬФРАМОВАЯ Acidum wolframicurn H2W04 Свой ст ва Tungstic acid Мол. в. 249,94 Wolframsaure H2WO4—желтый порошок, уд. в. 5,5. При 100° теряет ’/2 Н2О, при прока ливанни теряет воду, оставляя вольфрамовый ангидрид \VO3. Вольфрамовая кислота очень плохо растворима в воде; почти нерастворима в H2SO4, HNOs. разбавленных соляной, бромистоводородиой и иодистоводородной кислотах, несколько растворима в концентрированной соляной кислоте; довольно хорошо растворяется в фтористоводородной кислоте л спиртовом растворе HCI. Таблица 164 Растворимость H2WО4 в кислотах Растворитель i°C WO3, % Фтористоводородная кислота (40% НЕ) ... 25 44,75 1 о же 50 53,7 Соляная кислота (38% HCI) 50 0,36 То же . . .... 80 0,75 Спиртовый раствор хлористого водорода (концен- трация неизвестна) . . . 25 5.8 То же .... 78 9,8 Метод ИРЕА (И И Ангелов и А А. Ильин).
248 Кшлоти Требования к продажному реактиву Препарат х. ч. должен содержать после прокаливания не менее 99,90% WO3. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в H2WO4 квалифи кации х. ч.: Кальций (в пересчете на СаО) Кремнекислота (SiO2) Сумма окислов (5с2Оз 4-А 1оОч) • • Окись алюминия(А12О3) Молибден (Мо) . . . 0,030 0,030 0.010 0.010 0,003 Фосфор (Р) ... Мышьяк (As) . . . Сера общая (в пересче- те на S) Тяжелые металлы се- роводородной группы 0,003 0,003 0,005 0,000 П риготовление Раствор 100 г NagWO* {чистый) в 250 мл кипящей волы впивают тонкой струей в горячую смесь 175 мл соляной кислоты (чистая} и 3,5 мл HNOs (чистая) прн сильном перемешивании и непрерывном подогревании. Через 20 мин. всю смесь вливают при перемешивании в 1400 мл горячей воды. Осадок H3WO4 промывают декантацией, отфильтровывают и сушат при 80°. КИСЛОТА ЗОЛОТОХЛОРИСТОВОДОРОДНАЯ Aurum chloratum acidum Chlorauric acid Goldchlorwasserstoffsaure HAuCU • 4H2O Мол. в. 411,9 Свойства HAuCl4-4H2O представляет собой оранжево-желтые, чрезвычайно гигро- скопичные кристаллы, уд. в. 2,44; т. пл. 196°. Легко растворима в воде я спирте Таблица 165 Относительные веса водных растворов HAuClj (в пересчете на АиСЦ) АиС13 % 15 d4 AuCl3 % 15 d4 1 1,0060 6 1 .0434 2 1,0132 8 1,0591 4 1,0281 10 1,0750 Требования к продажному реактиву По ТУ МХП 2129—50 препарат чистый должен содержать не менее 47,85% Au, 33,8—35,1% Cl, не более 0,4% (в сумме) щелочных, щелочноземельных и тяжелых металлов. Препарат должен выдерживать испытание на растворимость в спирто- эфирной смеси. Для этого 0,5 г препарата обрабатывают 15 мл смеси спирт— эфир (1 : 1 по объему); должно быть полное растворение (допускается легкая муть).
Кислота золотохлористоводородная и иодистоводородная 249 Приготовление Для получения препарата реактивной чистоты разработана следующая ме- тодика*. 9,6 г листового золота («банковское») растворяют (под тягой) в смеси 32 мл соляной кислоты (х. ч., уд. в. 1,19), 6,5 мл HNOs (х. ч., ул. в. 1,4) и 32 мл воды. Раствор упаривают до консистенции сиропа, добавляют 2—3 капли соляной кислоты и снова упаривают. Смачивание кислотой и упаривание повторяют 3—4 раза; последнее упаривание ведут, пропуская через жидкость медленную струю хлора до начала кристаллизации и охлаждают при непре- рывном перемешивании. Порошок НЛиСН-ЧНгО высушивают в эксикаторе над •< ОНЦ H2SO,;. Выход 19 г. КИСЛОТА ИОДИСТОВОДОРОДНАЯ Acidum hydrojodicum Hydroiodic acid Jod wasserstof fsaure HJ Мол. в. 127,92 Свойства HJ —иодистый водород—бесцветный удушливый газ. Уд. в. 4,375 по отноше нию к воздуху. 1 л весит при нормальных условиях 5,66 г. Легко сгущается ц жидкость. Т. пл. —50,9°, т. кип. —35,38°. В воде растворяется чрезвычайно лег- ко с выделением значительного количества тепла. Водный раствор (иодистоводородная кислота)—бесцветная жидкость острого и сильвокнслого вкуса на воздухе постепенно окисляющаяся до свобод- ного иода, окрашиваясь при этом в бурый цвет. Насыщенный раствор при ЧУ содержит 90% HJ. При нагревании до 40° (энергичнее при 55°) выделяется HJ; остается кипящий при 127° гидрат уд. в. 1,7, содержащий около 57% HJ. Иодистоводородная кислота относится к числу очень сильных кислот Таблица 166 Относительные веса водных растворов HJ HJ % 20 d 4 HJ % 20 <1 HJ 0/ /О 20 d 1 1,0054 16 1,1270 35 1,3357 2 1.0127 18 1,1456 40 1 ,4029 4 1,0277 20 1,1649 45 1,4755 6 1,0431 22 1,1850 50 1,560 8 1 .0589 24 1,2059 55 1 .655 10 1,0751 26 1,2270 60 1,770 12 1 0918 28 1 .2503 65 1,901 14 1,1091 30 1,2737 Требования к продажному реактиву По ГОСТ 4290—48 препарат реактивной квалификации должен иметь уд. в . 1,50—1,55 и содержать не менее 45,0% HJ. Метод ИРЕА (В В Полянский)
250 Кислота Наибольшие количества допустимых примесей (%) в иодистоводородной кислоте различных квалификаций: Примеси ч. 0. а. ч. Нелетучий при 105—Недостаток . 0,015 0,03 Остаток после прокаливания ..... . . 0,008 0,01 Иод (J2)................................. . 0.2 0,3 Хлориды и бромиды (в пересчете на С1) . 0,005 0,005 Сульфаты (SO4)..................... 0,0005 0,005 Фосфаты (РО4).................... ... 0,0025 0,005 Железо (Fe) .................. .............. 0,0001 0,0003 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пе- ресчете на РЬ) ....................... 0,0002 0,0002 Приготовление Нижеприведенными способами можно получить иодистоводородную кис- лоту квалификации ч. д. а. 1. В круглодонную колбу емкостью 100 мл помещают 44 г иода и под тягой постепенно прибавляют 4 г желтого фосфора небольшими кусочками. Фосфор нарезают под водой и, беря пинцетом, быстро сушат фильтровальной бумагой. Прибавление первого кусочка сопровождав|ся энергичной реакцией с выделе- нием пламени, дальнейшее же прибавление идет более спокойно. Необходимо следить, чтобы фосфор попадал в середину колбы. После внесения всего фосфора получается темная масса трехиодистого фосфора PJ3. Колбу закрывают пробкой с капельной воронкой и газоотводной трубкой и приливают постепенно 6 мл воды, слабо подогревая колбу, причем происходит реакция: PJ3 + ЗН2О = Н3РОз + ЗШ Нагревание ведут до полного осветления жидкости. Для очистки от увле- ченного иода выделяющийся газ пропускают через 1!-образную трубку, напол- ненную смесью 6 г красного фосфора с 1 мл воды и бпгым стеклом. Для получения водной кислоты отводную трубку опускают в колбу, содер жащую 45 мл воды. Трубку не погружают в воду во избежание перетягивания жидкости, а оставляют на 8—10 мм над поверхностью воды. Для концентрирования полученной кислоты ее перегоняют, причем сна- чала, при 100°, переходит некоторое количество воды, затем температура бы- стро повышается до 125—130° и начинает перегоняться гидрат, содержащий около 57% HJ. Выход 75—80%. 2. В фарфоровый стакан* емкостью 2 л загружают 50 г пода и 900 мл воды и пропускают (под тягой) струю чистого H2S, свободного от НО, часто перемешивая осадок иода. Когда весь иод перейдет в раствор, добавляют новую порцию иода (50 г) и продолжают пропускание H2S. Операцию повторяют до тех пор. пока не будет израсходовано 510 г иода. Изредка необходимо стеклян- ной палочкой извлекать из жидкости комки серы, образующейся по реакции H2S 4- J2 = 2HJ + S Когда последняя порция иода прореагирует и окраска жидкости станет слабожелтой. процесс поекоащтют, отсасывают осадок серы и получают около 1,7 л раствора уд. п. 1,37 (38% 1IJ). Раствор нагревают до 80—85° и продувают через него СО2 в течение 1—1,5 час. для удаления избытка H2S. Затем жидкость * Метод ИРЕА (Н. А. Петров. А. А. Ильин).
Кислота иодная 251 подвергают перегонке, отбирая сначала фракцию до 120° (около 440 мл). Оста- ток переносят в колбу с дефлегматором, добавляют 2 г красного фосфора и перегоняют, собирая фракцию 125—127°. Получается около 500 мл (840 г) 55%-ной иодистоводородной кислоты. Пепегоику следует вести в приборе на шлифах. Для большей устойчивости раствора рекоментуется добавить 160 мл воды. При этом получится 1 кг бесцветной 47%-ной иодистоводородной кисло- ты уд. в. 1,51. Выход 90%. КИСЛОТА ИОДНАЯ Acidum perjodicurn Periodic acid Perjodsaure Ueberjodsaure HJO4-2H2O или H5JO6 Мол. в. 227,95 Свойства Безводная иодная кислота состава HJO4 не получена. Получаемая приведенным ниже методом кислота отвечает формуле HJO4-2H2O (или H6JOG). Она кристаллизуется в бесцветных призмах, пла- вящихся при 140° с частичным разложением. Сильно гигроскопична и легко растворима в воде. Водный раствор жел- теет на воздухе и сильно пахнет озоном. Кислота растворима в спирте; трудно растворима в эфире. Константа дис- социации К=2,3-10~2. Образует соли двух типов MelJO4 и Me|H3JOe. По новейшим данным* в молекуле H5JO6 имеется семиполярная связь и ей при- писывают следующее строение О НО\ 1 /ОН нс/^он Таблица 167 Относительные веса водных растворов ШО4-2Н2О HJO,-2HsO % 17 d 4 II.1O,-2H2O % 17 d 3,8 1,0288 24,0 1,2165 7,3 1.0570 38,7 1,4008 13,7 1,1121 Приготовление J2 + 7С12 + 18NaOH = 2Na2H3JOc + 14NaCl ф- бНгО Na2H3JOe + 3AgNO3 = A&JO6 + 2NaNO3 ф- HNO3 + H2O 4Ag3JO5 ф- 6C12 Ф- l0H2O = 4H.JOe Ф* 12AgCl ф- 3O2 12,7 г иода растворяют в 600 г 10%-ного раствора NaOH (чистый), рас твор нагревают до кипения и пропускают в него (под тягой) энергичную струю хлора. Если начинаются толчки вследствие образования осадка, удаляют пламя и пропускают хлор до прекращения выпадении белого осадка Na2H3JOs. Осадок промывают холодной водой и высушивают в шкафу при 90—100° Получается около 22 г натриевой соли (80% от теорет.). Соль взмучивают в избытке воды; прибавляют концентрированный рас твор 51 г AgNO3 (чистое), жидкость нагревают, фильтруют горячей, и черный осадок пернодата Ag3JO5 промывают водой. Серебряную соль еще во влажном состоянии взмучивают в небольшом количестве воды и пропускают при поме- шивании хлор, пока осадок не станет почти белым. Образовавшееся хлористое серебро отфильтровывают, фильтрат выпаривают на водяной бане и помещают для кристаллизации в эксикатор над H2SO4. Кристаллы иодной кислоты вы- сушивают в эксикаторе над H2SO4. Siebert. Z. anorg. chem., 273, 21. 1953.
252 Кислота КИСЛОТА йодноватая Acidum jodicum HJOS Свойства Iodic acid Jodsaure Trioxyjodsaure Мол. в. 175,92 ШО3—белый блестящий порошок, состоящий из мелких ромбических кри сталлов, уд. в. 4,629. кислого вяжущего вкуса. При нагревании до 110° начи- нает переходить в гидрат 3J2Or,-Н20 (ангидроиодноватая кислота); полный переход в ЛзО5 происходит при 200°. Очень легко растворима в воде, растворима также в H2SO1; нерастворима в СНзСООН, спирте, эфире, хлороформе, сероуглероде. В водных растворах кислота ассоциирована и находится в виде (Hjd3>2 и (HJOs)?; степень ассоциа- ции падает с разбавлением. HJОз относится к сильным кислотам—ее истинная константа диссоциации Ка=0,17. Таблица 161 Растворимость HJO3 в воде ГС ШОа % ГС HJO, о/ /о ГС HJOa % 0 70,3 60 75,9 101 80,8 16 71,7 80 78,3 НО 82,1 40 73,7 85 78,7 125 82,7 Таблица 169 Относительные веса водных растворов ШО3 HJO, % я18 d4 HJOS % ,18 d4 ШО3 % ,18 d4 HJO, % .IS d4 1 1,0071 10 1,0900 20 1 1969 28 1,2956 2 1,0157 12 1,1 ICO 22 1,2206 30 1,3218 4 1,0334 14 1,13C6 24 1,2450 35 1,3900 6 1.0517 16 1,1519 26 1,2700 40 1,4640 8 1,0706 18 1 ,1740 Ангидроиодноватая кислота ЗЛзОз-НгО (иначе HJSO8), устойчивая до 196°, имеет уд. в. 5,054, образуется как при нагревании HJOs. так и при кипячении насыщенного водного раствора HJO3. Требования к продажному реактиву По ГОСТ 4213—48 препарат квалификации х. ч. и ч. д. а. должен содер жать не менее 99,90% Н.1О3, препарат чистый— не менее 99,50%. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в ПЛОз различных квалификаций: Примеси Вещества, нерастворимые в воде Нелетучий остаток Серная кислота (H2SO4) х.ч. ч.д.а. Ч- 0,004 0,006 0,015 0,01 0,03 0,06 0.01 0.03 0,05
Кислота йодноватая. Кислота Каро 253 Приготовление I. Препарат квалификации чистый получают следующим образом. J2 + IOHNO3 = 2HJO3 4- 10NO2 + 4Н2О В реторте из стойкого стекла обливают (под тягой) 30 г иода, 160 г 98—99% ной HNO3 (чистая уд. в. 1.54) и при взбалтывании слегка нагревают. При этом энергично выделяются окислы азота, для удаления которых в реторту проду вают сильную струю воздуха (через стеклянную трубку, конец которой, обгло- танный асбестовым шнуром, плотно закрывает собой тубус реторты). Часть азотной кислоты перегоняется и увлекает с собой иод, поэтому время от време ни прекращают нагревание, дестиллат переливают обратно в реторту и нагре- вают снова. По окончании реакции в реторте остается белый осадок; его рас гворяют в небольшом количестве воды и упаривают в фарфоровой чашке до кристаллизации. Выход почти количественный. 2. Для получения препарата квалификации х. ч. разработана следующая методика*. 2KJO3 -j- ВаС12 = Ba(JOs)2 + 2КС1 Ba(JO3)2 + H,SO4 = 2HJO3 + BaSO4 К горячему раствору 100 г KJO3 (ч. д. а.) в 460 мл воды приливают при перемешивании горячий раствор 75 г ВаС12-2Н2О (чистый) в 160 мл воды. По охлаждении отфильтровывают выпавший осадок Ba(JO3)2-2H2O и промывают его теплой водой до удаления С1~ в промывных водах. Пасту йодата бария помещают в толстостенную литровую стеклянную банку, добавляют разбавленную H2SO<i (47,2 г H2SO4 х. ч., уд. в. 1,84 в 250 мл воды) и перемешивают суспензию механической мешалкой в течение несколь- ких часов. Смесь фильтруют, осадок BaSO4 промывают горячей водой, фильтрат вместе с промывными водами (500—600 мл) упаривают до объема 250—300 мл, снова фильтруют и упаривают до появления кристаллов. Тогда прекращают нагревание и ускоряют дальнейшую кристаллизацию растиранием кристал- лов на дне чашки. По охлаждении добавляют 60—70 мл ледяной СН3СООН (в которой HJ03 почти нерастворима), смесь растирают, отсасывают кристал лы и промывают их 2—3 раза ледяной СН3СООН и 2 раза эфиром (по 15— 20 мл). Препарат растворяют в 150 мл воды и снова упаривают до появления кристаллов. Последние растворяют прибавлением небольшого количества горячей воды и добавляют 80 мл ледяной СНзСООН. При этом HJOs вы деляется в виде густого теста, которое после получасового растирания пре вращается в белую кристаллическую массу. Кристалллы отсасывают, промы вают 2—3 раза ледяной СН3СООН, 2 раза эфиром и сушат в эксикаторе с H2SO4 и КОН до исчезновения запаха эфира и СНзСООН. Выход 75—78 г <91—95% от теорет.). КИСЛОТА КАРО (МОНОНАДСЕРНАЯ КИСЛОТА) Peroxymonosulfдг!с acid Sulfomonopersaure Carosche Satire H2SOb Мол. в. 114,082 •Свойства Кислота Каро известна только в растворе. Водный раствор кислоты Каро медленно гидролизуется с образованием H2SO4 и Н2О2. H2SO5 4- Н2О = H2SO, + H2O2 Метод ИРЕА (И. В. Вильямс).
254 Кислота Растворы в серной и фосфорной кислотах более постоянны. При прибавлении Ва(0Н)2 наступает немедленное разложение. Посравне- нию с иадсерной кислотой (H2S2Os) кислота Каро устойчивее в кислых и менее прочна в нейтральных и щелочных растворах. Приготовление K&Os + H2SO4 + HgO H2SO, -J- 2KHSO4 Устойчивый раствор кислоты Каро (содержащий Н3РО4) получается еле дующим путем- растирают 10 г персульфата калия Кг52О8 {чистый) с 20 г конц. H2SO4 (чистая) и оставляют смесь на час. Хотя за это время прореагирует не все количество персульфата, смесь не оставляют на больший срок, так как длительное стояние с конц. H2SO4 вызывает разложение с выделением Ог и О3. Смесь выливают на лед (1 —1,2 кг) и добавляют 2—3%-ный раствор ВаЖгРООг до прекращения выпадения осадка BaSOa* (общий объем составляет 1.5 л). Содержащий некоторое количество Ва++ раствор отсасывают на воронке с пористой стеклянной пластинкой от BaSO^ и продувают через него воздух до удаления запаха озона. Полученный разбавленный раствор кислоты Каро (и Н3РО4, которая служит стабилизатором) чрезвычайно постоянен и только через несколько месяцев выделяет следы BaSO«. КИСЛОТА КРЕМНЕВАЯ Acidum silicicum Silicic acid Kieselsaure А. Ангидрид S102 Мол. в. £0,011 Свойства SiO2—аморфный белый тонкий порошок уд. в. 2,26. Растворим в плавиковой кислоте и щелочах. Т. пл. 1725°, т. кип. 2590°. Приготовлен ие 1. Прокаливают водную кремневую кислоту. (Приготовление см. ниже). 2. Пригодный для многих пелей порошок S1O2 может быть получен измель- чением природного кварца или горного хрусталя. Для этой цели минерал силь- но накаливают и погружают в холодную воду. 3. Довольно чистый SiO2 получается из чистого кварцевого песка (белого) кипячением с соляной кислотой и промыванием водой. Еще лучше пользоваться гонко измельченным горным хрусталем. Б. Водная (метакремневая) кислота HsSiO3 Мол. в. 78,11 С в о ii с т в а HoSiOs—желатинообразная масса, плохо растворимая в воде. При выпа- ривание в вакууме полученного диализом раствора остается блестящая проз- рачная стекловидная масса состава H2SiO3. * Для получения Ва(Н2РО.)2 прибавляют рассчитанное количество Н3Р к горячей концентрированной баритовой воде.
Кислота кремневая 255 В водных растворах ведет себя как очень слабая кислота (константа дис- социации /<!—10~10, 12), образуя ионы разпичного типа, главным об разом HsSiOJ" и H2Si30g Требования к продажному, реакт и г у По ГОСТ 4214—48 реактивная кремневая кислота должна представлять собой белый порошок, теряющий при прокаливании 20—28% своего веса. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в IlgSiOg: Примеси ч.д.а. Нелетучий осадок (после выпаривания препарата со смесью H2SO4 и HF) ... . . 0,1 0,3 Хлориды............... ... 0,005 0,01 Кроме того, препарат должен выдерживать испытание на органические при меси. Для этого 2 г препарата смешивают с 30 мл HjSOi (х. ч., уд. в. 1,84); при этом кислота в течение 15 мин. должна оставаться бесцветной. Препарат квалификации «.для люминофоров» по ТУ МХП 2981—51 должен терять при прокаливании не более 10% и может содержать допустимых при- месей не больше следующих количеств (%): Хлориды (Cl) ) Из вод- ............... 0,01 Сульфаты (SO4) 1 ной 0,5 Нитраты (NOs) J вытяжки ... 0,01 Железо (Fe) . . . 0,001 Медь (Си) . . ........... . 0,0005 Свинец (РЬ)......... ....................... 0,005 Щелочные металлы и магний (в пересчете на Na2O) 0.05 Приготовление I. Для получения препарата квалификации ч. д. а. разработана следующая» методика*. 100 г продажного жидкого стекла разбавляют водой до уд. в. 1,1 (прибли- зительно в четыре раза) и фильтруют. К фильтрату добавляют 4—5%-ную со- ляную кислоту (ч. д. а.) до кислой реакции на лакмус (около 240 мл). Образую- щийся желатинообразный гель отфильтровывают через полотно, промывают 3—4 раза дестиллированной водой (но 200 мл), отсасывают и суша! при 60—80°, разложив массу тонким слоем, до тех пор, пока она не станет рассыпаться, как песок. Высушенный продукт переносят в банку, заливают его конц. соляной кис- лотой, перемешивают в течение 30 мм, затем добавляют 200 мл горячей (60°) воды, снова перемешивают и отсасывают. Наконец, промывают продукт 8—10 раз горячей дестиллированной водой до полного удаления С1~ (проба с AgNO3) и высушивают при 80°. Выход около 20 г. Содержание щелочей в препарате составляет 0,04—0,06%. 2. Для приготовления препарата высшей чистоты («для люминофоров») поступают следующим образом**. К 250 мл жидкого стекла, уд. в. 1,5 добавляют 650 мл воды, дают смеси от- стояться и фильтруют. Фильтрат размешивают в течение 1 часа с 1 г активиро- ванного угля, отсасывают уголь и в прозрачный раствор пропускают при ме- * Метод ИРЕА (А. В. Раковский, Г. Н. Пятницкая). •* Метод ИРЕА (И. И. Ангелов. К- А. Олейник).
256 Кислота ханическом размешивании сильный ток СО2. Через 6—8 час. добавляют 300 мл горячей воды, пропускают СО2 еще 15—20 мин. и проверяют полноту осажде ния (при пропускании СО2 в отфильтрованную пробу раствора не должно быть помутнения). Отсасывают гель кремневой кислоты через полотно, промывают 300 мл кипящей волы и отжимают. Гель переносят в банку, добавляют 200 мл HNO3 (ч. д. а., уд. в. 1,4) и остав ляют на ночь. На другой день осадок отсасывают, переносят в банку, добавляют раствор 9 мл HNО3 уд. в. 1,4 в 300 .ил воды, кипятят 20 мин. и вновь отсасывают. Такую промывку повторяют еще два раза. Затем осадок отсасывают и промы- вают горячей дестиллированной водой до удаления NO^ (проба с дифенилами- ном). Отсосанный гель рассыпают тонким слоем, высушивают при 60—80° до постоянного веса и хранят в банке с притертой пробкой. Выход 150 г. Совершенно свободная от щелочных металлов кремневая кислота может быть получена, если после отмывки подвергнуть осадок дополнительной очистке электроди ал изом. В. Коллоидальный Si02 Свойства Бесцветная прозрачная жидкость, постепенно мутнеющая и выделяющая осадок кремневой кислоты. Приготовление Растворяют 60 г Na2SiO3-9H2O (чистый) в 200 мл горячей воды, фильт- руют, если нужно, и дают охладиться. К раствору Na2SiO3 приливают при помешивании 40 мл 18%-ной соляной кислоты (чистая), переносят все в диали- затор и оставляют на 2—3 дня, пока проба на С1— (с AgNOs) не даст ника- кого осадка, а только молочную муть. Если произошло выделение хлопьев кремневой кислоты, их отфильтровывают. Затем окончательно точно нейтрали- зуют раствор разбавленной соляной кислотой и снова подвергают его диализу Г. Активный силикагель Свойства Активный силикагель представляет собой твердую зернистую стеклообраз ную массу уд. в. 2.0—2,5. Полученный из чистых продуктов—бесцветен и про- зрачен. При продолжительном стоянии гель переходит в кристаллическую фор- му и в значительной мере теряет адсорбционную способность. Силикагель является хорошим адсорбентом для летучих растворителей и водяных паров. Воздух, пропущенный для осушки через трубку с силика- гелем. содержит только 0,03 мг Н2О па литр; таким образом, силикагель более энергичный осушитель, чем, например, NaOH или СаС12. Приготовление Смешивают* равные объемы жидкого стекла уд. в. 1,15 и НС! уд. в. 1,165, в течение 10—15 мин. наступает коагуляция. Гель оставляют на сутки, затем разрезают на крупные куски и промывают декантацией водой до удаления С1—. Следует избегать энергичного перемешивания, так как желательно, чтобы к концу промывания зерна геля имели размер 4—6 мм. Промытый гель помещают тонким слоем на стекло и высушивают при ча- стом перемешивании в течение 18—30 час. при 40—50°, а затем 10—12 час. при 50—100°. Наконец, препарат разделяют с помощью сит на фракции раз- личной крупности и для активирования подвергают силикагель просушке при 120—130° (4—5 час.) и прокаливанию при 300—320° (2 часа). Химия защиты, т. ’. стр. 310.
Кислота кремневольфрамовая 257 КИСЛОТА КРЕМНЕВОЛЬФРАМОВАЯ Acidum silicium Silicotungstic acid Kieselwolframsaure wolframicum H8[Si(W2O7)c]-xH2O Мол. и. безводной кислоты 2915,19 Свойства H8 [Si(Wi>O7)eJxH2O —желтые кристаллы триклинической системы. Око- ло 100° частично плавится в кристаллизационной воде, при 200° теряет почти всю воду (кроме 2 молекул), образуя тонкий порошок, легко растворимый в воде с выделением тепла. При 600—650° разлагается. Растворима в эфире и воде. Требования к продажному реактиву По ВТУ РУ 814—53 препарат реактивной чистоты должен представлять собой желтовато-белый порошок. Содержание SiO2 должно быть в пределах 1,8—2,35%, потеря при прокаливании—не более 15%. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в кремневольфрамовой кислоте различных квалификаций: Примеси ч.д.а. ч. Вещества, нерастворимые в воде ............ 0,01 0,02 Хлориды (С1)................................ 0,001 0,003 Сульфаты (SO4).............................. 0,005 0,01 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пе- ресчете на Си)...................... 0,002 0,005 Кроме того, препарат должен выдерживать испытания на растворимость. Приготовление 1. Na2SiO3 + 12Na2WO4 + 26НС1 = H8[Si(W2O7)e] + 26NaCl + W) К раствору* 800 г Na2WO4-2H2O в 1600 мл воды добавляют раствор крем- некислого натрия уд. в. 1,38, содержащий 23 г Na2SiO3. Смесь нагревают до кипения и добавляют к ней по каплям из делительной воронки 500 мл соляной кислоты (чистая, уд. в. 1,18). Первые порции соляной кислоты вызывают образование осадка H2WO4, растворяющегося при дальнейшем нагревании. Когда будет добавлено 150— 200 мл НС1, одновременно с H2WO4 начинает выделяться и кремневая кислота. После добавления 250 мл НС1 количество выпадающего осадка кремневой и вольфрамовой кислот начинает заметно уменьшаться вследствие комплексооб- разования. Когда будет израсходовано 440—450 мл НС1, реакция заканчивается, рас- твор становится прозрачным, образования осадка H2\VO4 от дальнейшего при- бавления НС1 уже не происходит, но некоторое количество кремневой кислоты (избыток) остается в виде осадка до конца. Жидкость фильтруют горячей. После охлаждения добавляют эфира и 300 мл соляной кислоты уд. в. 1,18. При взбалтывании в делительной воронке * Е. А. Никитина, и А. С. Кокурина. ЖОХ, 19, 967 (1949). Чистые химические реактивы
258 Кислота образуется три слоя: верхний—эфир*, средний—водный расгвор, нижний— эфнрат кремневильфрамовой кислоты. Слабо желтоватый маслянистый слой эфирата отделяют, и либо отгоняют эфир на водяной бане (огнеопасной), либо, что лучше,—дают эфиру испариться при комнатной температуре под тягой, в защищенном от огня месте. Выделившиеся кристаллы отсасывают и высушивают на воздухе. 2. Кремневольфрамовую кислоту можно получить и без применения эфира следующим образом**. 100 г I\’a2SiOa-9H20 (чистый) растворяют в 300 мл воды и к раствору тон- кой струей при перемешивании приливают 260 мл 18%-ной соляной кислоты (чистая). Образовавшийся гель H2SiO3 промывают 5—6 раз декантацией до ней- тральной реакции промывных вод в фильтруют. В колбе емкостью 5 л рас- творяют при кипении 250 г вольфрамовокислого аммония (паравольфрамат ам- мония, см. приготовление) в 3 л воды, добавляют к раствору отфильтрованную ранее H2SiO3 и 30 мл 13%-ний НС1 (чистая). Смесь размешивают, доводят до кипения и греют иа водяной бане 2—3 часа до окончания реакции (при при- бавлении к 5 мл раствора 1—2 мл соляной кислоты уд. в. 1,12 не должно вы- деляться осадка вольфрамовой кислоты). Реакционную смесь оставляют иа 10—12 час., отфильтровывают избыток H2SiO3 и промывают осадок 2—3 раза (по 100 мл воды). Фильтрат и промыв- ные воды упаривают до уд. в. 1,2—1,3 и приливают к нему 300—350 мл 25%- ного раствора ВаС12 (ч. д. а.). Бариевая соль кремиевольфрамовой кислоты может выпасть либо в виде кристаллогидрата, либо в виде тяжелого масла, ко- торое при стоянии в течение 1—2 час. годностью кристаллизуется. Кристаллы фильтруют, промывают до исчезновения С1 в фильтрате, переносят в стакан, взбалтывают с 250 мл воды и приливают около 30 мл 50%-ной H2SO4 (х. ч.) до полного осаждения бария. Затем добавляют еще 500 мл воды и размешивают в течение 2 час., после чего производят пробу на полноту осаждения. В рас- творе не должно быть ни Ва + + , ни SiOa , в противном случае добавляют еще либо H2SO4, либо Ва(ОН)2. Раствор фильтруют, промывают н объединенные фильтраты упаривают до появления кристаллов, после чего охлаждают и оставляют при 0°. Через несколько часов кристаллы (около 100 г) отсасывают, растворяют в 100 мл воды, фильтруют, упаривают и кристаллизуют, как ука- зано выше. Выход 90 г. КИСЛОТА КРЕМНЕМОЛИБДЕНОВАЯ Acidum silicium Silicomolybdic acid Kierelmolybdansaure molybdaenicum H8[Si(Mo2O7)e]-xH20 Мол. в. безводной кислоты 1859,55 Свойства Hg[Si(Mo2O7)e]-xH2O—золотистые октаэдрические или триклинические кристаллы, легко растворимые в веде (66,8% при 23°). Препарат устойчив по отношению к минеральным кислотам, щелочами же разлагается на кремневую- и молибденовую кислоту. При действии аммиака происходит разложение и вос- становление MoVI. При хранении препарат частично разлагается с образо- ванием молибденовой кислоты; при 70° разлагается полностью. / * Если верхний слой не образуется, то добавляют еще эфира и взбалтывают. •* Метоп ИРЕА (Е. А. Никитина, Г. Н. Пятницкая н И. И. Ангелов).
Кислота кремнемолибденовая 259 Требования к продажному реактиву По ВТУ РУ 2079—54 препарат чистый должен представлять собой жел- тый порошок с содержанием SiO2 не менее 3%; потеря при прокаливании не должна превышать 23%. Препарат должен содержать не более 0,01% хлори- дов и не более 0,1% сульфатов. Кроме того, препарат должен выдерживать ис- пытание на растворимость. Для этого к 1±0,01 г препарата прибавляют 25 мл воды и кипятят 1—2 мни. Раствор должен быть прозрачным, если же имеется осадок, то ои должен быть белого цвета (МоОз) и после фильтрования и про- мывания растворяться полностью в 10%-ном аммиаке. Приготовлен ие 1. NaaSiOs + 12МоО3 + ЗН2О = Na2Hc[Si(Mo2O7)c] Na2H6[Si(Mo2O,)e] + H2SO4 = Hg[Si(Mo2O7)e] + Na2SO4i] 50 г МоОз (чистый) добавляют* к раствору 8,3 г Na^SiOs-H^O (чистый) в 450 мл воды и кипятят в течение 5 час. в колбе из молибденового стекла, по- полняя испаряющуюся волу. По охлаждении раствор фильтруют и к фильтрату, обычно окрашенному в сине-зеленый цвет соединениями пятивалентного молибдена, добавляют 2— 3 капли брома до появления золотисто-желтой окраски. Кипятят до удаления избытка брома, затем охлаждают и добавляют 200 мл 2%-иой H2SO4 и 200 мл эфира (предварительно промытого водой, высушенного и перегнанного). К рас- твору постепенно добавляют 200 мл (чистая, уд. в. 1,5)—сначала 4 пор- ции по 25 мл, затем 10 порций по 10 мл, сильно встряхивая после добавления каждой порции H2SOa и давая отстояться. Постепенно начинается расслоение жидкости па 3 слоя: верхний—эфир, средний—водный раствор Na2SO4 и H2SC>4 и нижний—эфират кремнемолибденовой кислоты. Нижний слой отделяют, пе- реносят в колбу Вюрца и отгоняют эфир на водяной бане при 60’ (огнеопасно)). Затем повышают температуру до 70° и выдерживают 30 мин. Темпосиний рас- твор переливают в фарфоровую чашку, добавляют по каплям (осторожно)) 0,5—1 мл HNOs (ч. д и.), причем раствор бурно вспенивается и приобретает золотисто-желтую окраску. Охлаждают, кристаллы отсасывают и сушат в эксикаторе иад H^SOa. Выход 25—30 г (около 50%, считая на МоОз). 2. Кремнемолибденовую кислоту можно получить и без применения эфи- ра следующим образом**. В колбу емкостью 6 л, снабженную механической мешалкой, вносят 250 г МоОз (чистый), 4 л воды и свежеприготовленную кремневую кислоту (из 36 г Na2SiO3-9H2O, приготовление см. «Кремневольфрамовая кислота», сгр. 258). Смесь кипятят при непрерывном перемешивании 16 час., пополняя испаряю- щуюся воду. Раствор фильтруют от избытка H2SiO3 и фильтрат упаривают в вакууме при температуре не выше 65° (при 70—75° раствор кремнемолибленовой кислоты в отсутствие H2SiO2 разлагается) до тех пор. пока проба раствора при охлаждении до 20° не закристаллизуется. При упаривании раствор может из- менить цвет из золотисто-желтого в зеленовато-сииий; добавление нескольких капель 30%-ной Н2О2 восстанавливает первоначальную окраску Упаренный раствор охлаждают, кристаллы отсасывают и сушат при 35—40°. Продукт хра- нят в банках из желтого стекла. Выход 84%. • Метод ИРЕА (Е. А. Никитина). •* Метод ИРЕА (Е. А. Никитина, Г. Н. Пятнипкая и И- И. Ангелов). 17*
260 Кислота КИСЛОТА КРЕМНЕФТОРИСТОВОДОРОДНАЯ Acidum hydrosil iciof luoricum Fluorsilicic acid Hydrofluorsilicic acid Fluorkiese Iwasserstoffsaure Silicofluoric acid H2SiFe Мол. в. 144,11 Свойства Безводная кислота неизвестна. Водные растворы бесцветны и имеют силь- нокислую реакцию. Разбавленные растворы можно хранить в стеклянных со- судах; последние предпочтительнее все же изнутри парафинировать. При упаривании водных растворов после достижения концентрации 13,3% H2SiF0 растворы теряют больше SiF4, чем HF, и обогащаются последним. Таблица 170 Относительные веса водных растворов H2SiF6 HaSlFo % ,17,6 H2S1F„ % .17,5 h2sif6 % .17,5 d4 1 1,007 10 1 .082 20 1 ,173 2 1,015 12 1 ,100 24 I ,212 4 1,031 14 1,117 28 1,252 6 1,048 16 1 ,136 32 1 ,293 8 1.065 18 1 ,154 34- 1 ,314 Требование к продажному реактиву По ТУ МХП 227—52 препарат ч. д. а. и чистый должен содержать не ме- нее 27,5% H2SiF6. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в H2SiF6 различных квалификаций. Примеси ч. д. а. ч. Нелетучий остаток 0,04 0,08 Фтористоводородная кислота (HF) 0,3 0,5 Сульфаты (SOJ 0,005 0,025 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пе- ресчете на РЬ) ... 0,001 0,004 П р и г ото в ле ни е Для получения препарата квалификации ч. д. а. разработана следующая методика: SiO2 + 6HF = HsSiFe + 2Н2О В эбонитовый или виннпластовый сосуд емкостью 2 л загружают (под тя- гой) 1 кг чистой 40%-ной фтористоводородной кислоты и вносят небольшими порциями при перемешивании и температуре не выше 35° 300 г чистой крем- невой кислоты, содержащей 70% SiO2 (105% теорет.). Процесс заканчивается, когда кремневая кислота перестает растворяться. Раствор фильтруют через бумажный фильтр на платиновой или эбонитовой воронке. Фильтрат разбав- ляют до уд. в. 1,25—1,27 и сливают в парафинированные склянки. Выход по SiO2—90,0%; по HF—78%.
Кислота кремнефтористоводородная и метафосфорная 261 КИСЛОТА МЕТАФОСФОРНАЯ Acidum phosphoricum Metaphosphoric acid Phosphorsaure glasig glaciale Metaphosphorsaure (HPO3)n* Мол. в. (79,88)„ Свойства (HPO3)n—белая стекловидная масса, расплывающаяся во влажном воз- духе. Очень легко растворима в воде, причем, присоединяя воду, постепенно превращается в Н3РО4 (быстрее—при нагревании с HNOs). При красном ка- лении улетучивается. Требования к продажному реактиву По ГОСТ 841—51 ледяная метафосфорная кислота должна содержать не менее 60% НРОз и не более 40% щелочных и щелочноземельных металлов в пересчете на NaPOs. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в ледяной метафосфор- ной кислоте: Кислоты фосфорные орто- и пиро- и их соли (в пересчете на Н3РО$) . ... . ............ 5 Хлориды (С1).......... 0,002 Сульфаты (SOa) . . . 0.01 Нитрата (NOs) 0,001 Железо (Fe).................. .............. 0,005 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пересчете на РЬ) . ..... 0,002 Кроме того, препарат должен выдерживать следующие испытания: 1. Свертывание белка. В мерную колбу на 500 мл помещают 1+0,01 г препарата и доводят водой до метки. Во взвешенный стакан помещают белок из одного свежего куриного яйца, взвешивают и добавляют вчетверо большее по весу количество воды. Раство- ряют белок, вращая стакан (чтобы избежать пенообразования), и фильтруют через складчатый фильтр. К 5 мл воды добавляют 5 мл раствора белка и 2,5 мл раствора НРОз —немедленно должна появиться опалесценция. 2. Восстановители. Растворяют 10 г препарата в 20 мл воды без нагрева- ния, добавляют 1 мл 0,01 н. КМпОа, нагревают раствор до кипения и выдер- живают 10 мин. на кипящей водяной бане. Розовая окраска не должна пол- ностью исчезнуть. Приготовление 1. Концентрированный раствор Н3РО4 нагревают в золотом тигле (фарфор и серебро сильно разрушаются), причем при энергичном кипении и разбрызги- вании выделяется часть воды. Затем кипение внезапно прекращается; не твер- деющий при охлаждении остаток представляет собой почти чистую Н3РО4. При дальнейшем нагревании остатка последний начинает дымить; в этот момент он почти полностью состоит из пирофосфорной кислоты Н4РаО7. При про- должающемся нагревании выделяется еще вода и образуется метафюсфорная * Вероятно, (НРО3)в, т. е. Н6(РО3)0. В этой кислоте 4 иона водорода соответству- ют сильной кислоте, а последние два —слабой (R. Salih, Bull. Soc. Chlm. France. [5], 3, 1391 (1936).
262 Кислота кислота. Однако никаких внешних признаков, по которым можно было бы судить о полноте перехода, не имеется. В то же время при дальнейшем нагревании вода улетучивается в большей степени, нежели Р2О5, и продукт становится богаче фосфорным ангидридом, чем это требуется формулой НРОз. Поэтому если желают получить кислоту, свободную от Р2О6, необходимо время от времени производить анализ прокаливаемой массы; если же препарат предполагают растворить в воде, то избыток Р2О6 не вредит, так как он с хо- лодной водой образует НРОз. Изучение процесса дегидратации Н3РО4 показало*, что полный переход ее в НРОз может быть достигнут при 300° и упругости паров воды 0,5 мм рт. ст. 2. Для приготовления «ледяной» метафосфорной кислоты, представляющей собой сплав НРО3 и NaPO3, поступают следующим образом. Нагревают 88 г Н3РО4 (чистая, уд. в. 1,7) в платиновой чашке на открытой тигельной печи при 400° 4—5 час., время от времени контролируя процесс обезвоживания взвешиванием (убыль в весе должна составить 23 г). В полученный НРОз добавляют 40 г NaPO3 (приготовление см. стр. 385), нагревают при 550—600° в течение получаса, перемешивают массу толстой платиновой проволокой и выливают в платиновую чашку, охлаждаемую водой (или в охлаждаемые трубки, если желают получить препарат в виде палочек). По охлаждении препарат дробят в ступке и помещают в банку с притертой пробкой. Выход 100 г. КИСЛОТА МОЛИБДЕНОВАЯ Acidum molybdaenicnm Molybdic acid Moiybdansaure H2Mo04-H20 или H4Mo06 Мол. в. (79,98 А. Кристаллическая молибденовая кислота Свойства Кристаллическая молибденовая кислота представляет собой желтый поро- шок уд. в. 3,12, растворимый в 500 ч. холодной или в 960 ч. горячей воды. Вы- зывает, особенно в кислом растворе, побурение куркумовой бумажки. Концен- трированная HNO3 превращает ее в МоО3. Приготовление (NH4)6MoTO24 + 6HNO3 + 11Н2О = 7Н2МоО4 -Н2О + 6NH*NO3 Растворяют 3 ч. молибденовокислого аммония в 20 ч. воды и 20 ч. HNO3 (чи- стая, уд. в. 1,16) и дают раствору стоять несколько дней. Образующуюся жел- тую кристаллическую массу Н2МоО4-Н2О отсасывают и выдерживают в экси- каторе над H2SO4, причем Н2МоО4 -Н2О переходит в безводную кислоту Н2Мо04. Б. Растворимая молибденовая кислота Свойст в а Свежеприготовленная кислота легко растворима в холодной воде. После длительного хранения становится почти нерастворимой в холодной воде, однако легко растворяется при нагревании. Фильтровальная бумага, смоченная в концентрированном растворе препарата, быстро окрашивается на солнечном свету в яркосиний цвет. * К. И. Загвоздки и, Ю. М. Рабинович, Н. А. Б а р и л к о ЖПХ 13, 29 (1940).
Кислота молибденовая и мышьяковая 263 Требования к продажному реактиву По МП ТУ 4267—53 препараты ч. д. а. и чистый должен содержать не ме- нее 85% МоО3. Наибольшие количества допустимых примесей (/о) квалификаций: в Н2МоО4 различных Примеси Вещества, нерастворимые в NH4OH . Сульфаты (SO4)................. ... Хлориды (С1)............. ............... Фосфаты (Р04).............................. Тяжелые металлы сероводородной группы (в пе- ресчете на РЬ)........................ ч. д. а. ч. 0,006 0,01 0,03 0,05 0.01 0,05 0,001 0,002 о,ои 0,005 Приготовление К раствору молибденовокислого аммония прибавляют раствор BaCla До полного осаждения, промывают выпавшую смесь бариевых солей декантацией горячей водой и сушат осадок на водяной бане. Затем осадок размешивают с водой в жидкую кашицу, разлагают точно необходимым (для осаждения Ва++) количеством H2SO4, дают отстояться и фильтруют; фильтрат должен быть бес- цветен и не должен мутнеть ни от ВаС12 (в присутствии соляной кислоты), ни от Н^О,. Раствор упаривают, причем он окрашивается сначала в слаоозеленоватыи, затем в голубовато-зеленый цвет и при испарении в эксикаторе над H2SO4 оставляет растворимую молибденовую кислоту в виде растрескивающейся аморфной массы, всегда окрашенной в голубоватый цвет вследствие частичного восстановления. КИСЛОТА МЫШЬЯКОВАЯ Acidum arsenicicum Arsenic acid Arsensaure HsAsO.i-VsikO Мол. в. 150,94 Свойства Полугидрат H8AsO4-V2H2O кристаллизуется в прозрачных ромбических табличках или столбиках, расплывающихся на воздухе и легко растворимых в воде с поглощением тепла. Таблица 171 Относительные веса водных растворов HgAsOa H.AsO. ' % „15 HjAsO, % d15 HbAsO, % „15 1 1,007 22 1,157 54 1,503 2 1,012 24 1,174 58 1,562 4 1,025 26 1,191 62 1,624 6 1,038 28 1,209 66 1,691 8 1,051 30 1 ,227 70 1,765 10 1,065 34 1 .266 74 1,849 12 1 ,080 38 1.308 78 1,944 14 1,095 42 1,352 82 2,043 16 1,110 46 1,399 86 2,147 18 1 .125 50 1,448 90 2,262 20 1,141
264 Кислота При длительном нагревании при 100° получается безводная H3AsO4. На- гревание до 140—180° приводит к образованию пирокислоты H4As2O7; при 200—206° получается метамышьяковая кислота HAsOs. Наконец, при 300° остается ангидрид As2O5. Раствор кислоты вызывает на коже пузыри, как от ожогов. НзАзО4 является довольно сильной кислотой. Ее константы диссоциации (при 18°); Ki=5,62- IO-3; х2= j,7. jо--7; К3=2,95-10-’2. Приготовление Аз2Оз -j- 4HNO3 Н2О = 2Н3AsO4 -|- 4NO2 200 г AsgOs (чистый) в кусочках величиной с горошину нагревают с 200 мл HNO3 (чистая, уд. в. 1,38) в реторте с коленчатой трубкой и тубусом до пре- кращения выделения окислов азота. Получившийся раствор сливают с непро- реагировавшего As2O3 и, прибавив еще 100 мл HNO3, выпаривают досуха. Охлажденный остаток растворяют длительным нагреванием с небольшим ко- личеством воды и упаривают до густоты сиропа. Полученный раствор оставляют в закрытом сосуде на холоду (ниже 15°), прибавив, если возможно, кристаллик мышьяковой кислоты (затравка). Если концентрация раствора достигнута правильная, получаются красивые боль- шие кристаллы гидрата H3AsO4-1/2H2O, которые высушивают на пористой тарелке. Если кристаллизация производилась быстро, отсасывают полученную массу, кристаллы расплавляют при слабом нагревании и дают медленно охла- диться; при этом также образуются крупные кристаллы. КИСЛОТА НИТРОЗИЛСЕРНАЯ Nitrosylsulfuric acid Nitrcsylschwefelsaurc • Nitrosullonsaure i Bl ei kammerkrista 1 le IiSO3.O-NO Мол. в. 127,082 CJb о й с т в а HSO3-O-NC)—снежно-белая листовидная, пористая или зернистая кри- сталлическая масса, разлагаемая водой на H2SO4, HNO3 и NO. В концентри- рованной H2SO4 растворима без разложения. Плавится при 73°, разлагаясь. Кожу окрашивает в желтый цвет. П риготовлеиие 1 HNO3 + SO2 = HSOs • О • NO Во взвешенную колбу помещают 60 а дымящей HNOS (уд. в. 1,52), охлаж- дают смесью льда и соли и под тягой медленно пропускают SO2 (лучше всего из бомбы) до тех пор, пока привес не составит 65 г и масса не затвердеет. Отса- сывают препарат на воронке с пористой стеклянной пластинкой и переносят в банку с притертой пробкой. Выход 40 г. 2 . Для получения значительных количеств HSO3ONO можно воспользоваться установкой*, изображенной на рис. 35. В 3-литровую колбу 1 помещают насыщенный раствор NaNO2, в капельную воронку 3 50—80%-ную H2SO4 (техн.). Через барботер 2 подается от воздухо- дува воздух, промытый от пыли и капель масла. М. Л. Варламов и Я. И. Старосельский, Хим. пром. (3), 185, 1954.
Кислота нитрозилсерная и оловянная 265 При добавлении по каплям H2SO4 к NaNO2 образующиеся окисли азота вы- дуваются воздухом из раствора, причем NO частично окисляется до NO2. Газо- вая смесь для освобождения от брызг жидкости пропускается через Дрексель 5 со стеклянной ватой и гигроскопичной ватой и ловушку 4. Далее газы прохо- дят через дрексели 6 с 92—94%-ной H2SO4 (х. ч.), где образуется HSO3ONO. Рис. 35. Схема прибора для получения нитрозилсерной кислоты Г—колба; 2—барботер; 3—капельная всронка; 4—ловушка; 5,в— дрексели. Кран 7 служит для регулирования давления воздуха, кран 8 предназначен для понижения давления в поглотительной системе при остановке процесса. По мере выпадания кристаллов HSO3ONO первый дрексель отключают, а в «хвост» установки добавляют новый дрексель со свежей H2SOt. Кристаллы HS03ONO отсасывают* на вороике со стеклянной пористой пла- стиной, промывают небольшим количеством H2SOj (х. ч.) и хранят в банке с притертой пробкой. Препарат содержит 26—27% N-Os (вместо 29,9% теоретич.). Установка про- ста в эксплуатации. Ее производительность составляет 2—2,5 кг кристаллической HSO3ONO за 5—6 час. КИСЛОТА ОЛОВЯННАЯ Acidum stannicum Stannic acid Zinnsaure Stannihydroxyd SnO2-xH2O А. а-Оловянная кислота Свойства Объемистый аморфный порошок, несколько растворимый в воде и окраши- вающий лакмусовую бумажку в красный цвет (константа диссоциации НгЗпОз /(=4-10-1°). • Для удаления примеси свободной HNQ, рекомендуется под конец насыщения пропустить, в дрексель немного SOj.
266 Кислота При сушении на воздухе препарат отвечает формуле SnO2-2H2O [=Sn(OH)4]; в вакууме образуется SnO2-H2O[=H2SnO;i]. Высушенный стекловидный гидрат не является однородным по своему составу, так как содержит переменные количества (3-кислоты. Приготовление SnCU + 6NaOH = Na2SnO3 + 4NaCl + 3H2O Na2SnO3 + 2HC1 = 2NaCl + SnO2 + H2O Прибавляют к SnCU 10%-ный раствор NaOH (чистый) до растворения вы- падающего вначале осадка. К образовавшемуся раствору станяата натрия постепенно приливают 10%-ную соляную кислоту (чистая) до кислой реакции на конго. Осадок для полной очистки многократно декантируют дестил- лированной водой до исчезновения реакции наС1—, отсасывают и сушат при 20°. При этом частично получается (3-кислота. Б. р-Олсвянная (метаолсвянная) кислота 'С в о й с т в а Высушенная на воздухе (3-оловянная кислота представляет собой белые аморфные кусочки, легко растираемые в порошок. Содержание воды переменно. При красном калении переходит в SnO2. П риготовлеиие Sn + 4HNO3 = SnO2 + 4NO2 + 2H2O К смеси 30 г HNO3 (чистая, уд. в. 1,4) и 30 мл воды добавляют понемногу 15 г гранулированного олова, выжидая, пока не закончится бурный период ре- акции. В конце реакции рекомендуется подогревание. Белый осадок оловянной кислоты промывают декантацией водой до удале- ния HNO3 (контроль по бумажке конго). Препарат отсасывают, сушат при ком- натной температуре и растирают в ступке. Выход 23 г. В. Коллоидальная оловянная кислота приготовление 1. К раствору стаината натрия прибавляют соляную кислоту (см. а-оло- вянная кислота, стр. 265) с таким расчетом, чтобы небольшое количество стан- ната оставалось неразложенным. Смесь помешают в диализатор; вначале полу- чается студень, который, после того как отдиффундируют соли, пептизируется небольшим количеством оставшейся щелочи. Щелочь удаляется при дальней- шем диализе (добавление 1—2 капель раствора иода облегчает отделение)*. При нагревании образуется метаоловянная кислота. Замечательна легкость, с которой коллоид пептизируется от добавления НС1 или щелочи. 2. Вносят 150 г гранулированного олова при сильном взбалтывании в 1500 мл охлажденной 32%-ной HNOs, регулируя скорость прибавления олова так, чтобы температура не поднималась выше 0°. При этом олово растворяет- ся, образуя прозрачный в проходящем свете золь характерного серого цвета. Если вылить этот раствор в 10 л воды, то выпадет оловянная кислота. Послед- ней дают осесть, промывают декантацией, фильтруют через полотно и снова КОЛЛОИДЫ.
Кислота пиросерная 267 промывают горячей водой до нейтральной реакции на лакмус. Влажный гель, содержащий около 10% оловянной кислоты, сохраняют в хорошо закупоренных банках. КИСЛОТА ПИРОСЕРНАЯ Acidum pyrosulfuricum Pyrosulfuric acid Py roschwef e Isaure Свойства H2S2O7 Мол. в. 178,148 H2S2O7—прозрачная кристаллическая масса, дымящая на воздухе. 1. пл. 35°. При нагревании разлагается на SOs и H2SO4. Продажная дымящая серная кислота (олеум) представляет смесь переменных количеств H2SO4 и H2S2O7. Таблица 172 Содержание SOg в дымящей серной кислоте Общий H.SO, % Отгоняе- Общий H.SO, Отгоняе- Общий H2SO4 Отгоняе- so3 % мый SO, % so., % 0/ /О мый SO3 % SO, % % мый SOfl % 81 ,6 100 0 87,9 66 34 94,1 32 68 81,8 99 1 88,1 65 35 94,3 31 69 82,0 98 2 88,2 64 36 94,5 30 70 82,2 97 3 88 ,4 63 37 94,7 29 71 82,4 96 4 88,6 62 38 94,9 28 72 82,6 95 5 88,8 61 39 95,0 27 73 82 7 94 6 89,0 60 40 95,2 26 74 82,9 93 7 89,2 59 41 95,4 25 75 83,1 92 8 89,3 58 42 95,6 24 76 83,3 91 9 89 ,5 57 43 95,8 23 77 83,5 90 10 89,7 56 44 96,0 22 78 83,7 89 11 89,9 55 45 96,1 21 79 83,8 88 12 90,1 54 46 96,3 20 80 84,0 87 13 90,3 53 47 96,5 19 81 84,2 86 14 90,4 52 48 96 7 18 82 84,4 85 15 90,6 51 49 96,9 17 83 84,6 84 16 90,8 50 50 97,1 16 84 84,8 83 17 91,0 49 51 97,2 15 85 84,9 82 18 91,2 48 52 97,4 14 86 85,1 81 19 91 ,4 47 53 97 6 13 87 85.3 80 20 91,6 46 54 97,8 12 88 85,5 79 21 91 .7 45 55 98,0 11 89 85,7 78 22 91,9 44 56 98,2 10 90 85.9 77 23 92,1 43 57 98,3 9 91 86,0 76 24 92,3 42 58 98,5 8 92 86,2 75 25 92,4 41 59 98,7 7 93 86,4 74 26 92,7 40 60 98,9 6 94 86,6 73 27 92,8 39 61 99,1 5 95 86,8 72 28 93,0 38 62 99,3 4 96 87,0 71 29 03,2 37 63 99,4 3 97 87,1 70 30 93.4 36 64 99,6 2 98 87,3 69 31 93,6 35 65 99.8 1 99 87.5 68 32 93,8 34 66 100,0 0 100 87,7 67 33 93,9 33 67 — — —
268 Кислота Таблица 173 Удельный^ вес и ко н центрация дымящей серной кислот ы при 20° Уд. в. Общий SO, % Отгоняе- мый SO3 % H2SO4 % Уд- в. Общий SO» % Отгоняе- мый SO3 % H2SO, % 1,860 81,84 1,54 98,46 1,920 84.56 15,95 84.05 1,865 82,12 2.66 97,34 1 ,925 85,06 18,67 81 ,33 1,870 82,41 4,28 95.76 1 ,930 85,57 21 34 78,66 I ,875 82,63 5,44 94,56 1 ,935 86,23 25,65 74,35 1,880 82,81 6,42 93,58 1,940 86,78 28.03 71,97 1 ,885 82,97 7,29 92,71 1,945 87,13 29,94 70,06 1,890 83,13 8,16 91,94 1 ,950 87,41 31,46 68.54 1 ,895 83,43 9 34 90,66 1,955 87.65 32,77 67,23 1,900 83 .48 10,07 89,93 1 960 88.22 35,87 64,13 1,905 83,57 10,56 89,44 1,965 88,92 39,68 60,32 1,910 83,73 11,43 88,57 1,970 89,83 44,64 55,36 1,915 84,08 13,33 86,67 Таблица 1/4 Удельный вес продажной дымящей серной кислоты Агрегатное состояние Отгоняемый | SO- । % Удельный вес Агрегатное состояние Отгоняемый so3 % Удельный вес найдено для 26,6° вычислено для 15,5° найдено для 26,6° вычислено для 15.5° Жидкая 8,3 1,842 1,852 Жидкая . 60,8 1,992 2,006 » 30,0 1,930 1,940 » 65,0 1,992 2,006 Кристаллическая 40,0 1,956 1,970 » .... 69,4 2,002 2,016 » 44,5 1,961 1,975 Кристалл нческая 72,8 1 ,984 1.988 » 46,2 1,963 1,977 » 80,0 1,959 1 .973 » 59,4 1,980 1,994 82,0 1,953 1,967 По ТУ МХП № 1477—53 препарат должен представлять собой бесцветную маслянистую жидкость с содержанием свободного SOs не менее 62%. Наибольшие количества допустимых примесей в олеуме различной квалифи- кации: Примеси х. ч. ч. д. а. ч. Нелетучий остаток . 0,001 0,002 0,01 Соляная кислота (НС1) Азотная кислота (HNO3) . 0,0001 0,0002 0,0005 0,0001 0,0002 0,0005 Тяжелые металлы серово- дородной группы (в пе- ресчете на РЬ) . . О.О002 0,0005 0,0005 Железо (Fe) , . 0,00005 0,0001 0,0003 Мышьяк (As) 0.000003 0,000003 0,00001
Кислота пирофосфорная 269 Приготовление Смешивают конц. H2SO4 с вычисленным количеством серного ангидрида SO3. Последний берут в небольшом избытке. Смесь помещают под колокол рядом с 90—93%-ной H2SO4, причем избыток SO3 улетучивается; масса при этом закристаллизовывается. КИСЛОТА ПИРОФОСФОРНАЯ Acidum pyrophosphoricum Pyrophosphoric acid Pyrophosphorsaure H4P2O7* * Мол. в. 177,982 Свойства H4P2O7—бесцветная стекловидная масса. Водный раствор на холоду до вольно постоянен, при кипячении с HNO3 очень быстро переходит в Н3РО4. Сила пирофосфорной кислоты характеризуется константами диссоциации Кх=1-10—х, /<2=3-10—а, /<3=2-10-®, /<4=6- 10-“-Н4Р2О7 образует соли только двух типов: М4Р3О7 и М2Н2Р2О7 (где М—одновалентный металл). Все соли Н4Р2О7 ядовиты. Требования к продажному реактиву По ГОСТ 5653—51 препарат чистый должен содержать не менее 50% Н4Р2О7. Остальное приходится в основном на Н3РО4. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в Н4Р2О7 квалификации чистый: Хлориды (С1) ...... 0,002 Железо (Fe) .............. 0,003 Кроме того, препарат должен выдерживать следующие испытания: 1. Сульфаты. К раствору 5 г препарата в 25 мл воды прибавляют 10 мл соляной кислоты уд. в. 1,19, разбавляют до 100 мл, нагревают до кипения, прибавляют 5 мл раствора ВаС12 и нагревают при 60—70° два часа. Раствор не должен мутнеть. 2. Метафосфорная кислота. К раствору 1 г препарата в 5 мл воды прибав- ляют 5 мл свежеприготовленного раствора альбумина (или белка) и перемеши- вают без взбалтывания.—Раствор должен остаться прозрачным. Раствор альбумина приготовляют взбалтыванием 2 г альбумина со 100 мл воды с последующим фильтрованием. Вместо альбумина можно взять свежий куриный белок, растворив его (без взбалтывания) в 4-кратном количестве воды. Приготовление Для получения препарата реактивной чистоты разработана следующая методика**. В платиновую чашку, помещенную на фарфоровом треугольнике над открытой тигельной печью, наливают Н3РО4 (чистая, уд. в. 1,7) н нагревают при 250° в течение 6—7 час., пока во взятой пробе, растворенной в воде и ней- трализованной NH^OH, от прибавления AgNO3 ие будет выпадать чистобелый осадок (Ag4P2O7), а не желтоватый (примесь Ag3PO4). Можно также контролировать процесс обезвоживания, определяя содер- жание Н4Р2О, в препарате. Для этого точную навеску 0,2—0,3 г растворяют в * Есть указания (К о 1 i t о w s k a, C., 1936, II, 2059, что H,P2O7 существует в двух изомерных формах. • • Метод ИРЕА (И. И. Ангелов и А. А. Ильин).
270 Кислота 50 мл воды в колбе на 150 мл, добавляют 5 капель бромфенолсинего и титруют 0,1 н. NaOH до перехода окраски раствора из желтой в голубую с фиолетовым оттенком. Затем добавляют 15 мл 1 и. ZnSOa, перемешивают и снова титруют 0,1 н. NaOH до перехода желтой окраски в голубую с фиолетовым оттенком. Объем NaOH, пошедший на второе титрование, соответствует содержанию' Н4РВО,. 1 мл 0,1 н. NaOH —0,0089 г Н4Р2О,. Препарату дают охладиться в эксикаторе до 50—60° и еще теплым перели- вают в склянку (иначе жидкость становится слишком вязкой). Из 625 г Н3РО4 уд. в. 1,7 получается 500 г препарата, содержащего 52— 55% Н4Р2О,. КИСЛОТА ПЛАТШЮХЛОРИСТОВОДОРОД11АЯ Chlorplatinic acid Platinchlorwasserstoffsaure H2PtCIe-6H2O Мол. в. 518,08 Свойства Н2Р1С)с-6Н2О—оранжево-красные кристаллы, т. пл. 60°, отн. в. 2,43, расплывающиеся во влажном воздухе. Препарат легко растворим в воде, спир- те и эфире; при высушивании над H2SO4 даже при комнатной температуре те- ряет часть кристаллизационной воды. Частично разлагается уже при 110° с выделением С12, Н2О и PtCl2. При 150° начинает образовываться металлическая платина. При прокаливании образуется губчатая платина. Таблица 175 Относительные веса водных растворов Н2Р1С1с (в пересчете на PtCl,) PtCl, % 20 04 PtCl, % 20 (14 PtCl, % 20 а 4 PICl, % 20 «4 Ptci, % .20 d4 I 1,009 11 1 .108 21 1,227 31 1 ,378 41 1.568 2 1,018 12 1 ,119 22 1.242 32 1,395 42 1 .591 3 1,027 13 1 ,130 23 1,256 33 1 .413 43 1 615 4 1,036 14 1 ,141 24 1,270 34 1,431 44 1,641 5 1.046 15 1,153 25 1.2W5 35 1,450 45 1 ,666 6 1,056 16 1,165 26 1,300 36 1.469 46 1,688 7 1.066 17 1,176 27 1,315 37 1,488 47 1,712 8 1,076 18 1,188 28 1.330 38 1,505 48 1,736 9 1 .086 19 1 .201 29 1,346 39 1,523 49 1 .766 10 1,097 20 1,214 30 1,362 40 1 ,546 50 1,785 Требования к продажному реактиву По ВТУ МХП 2326—50 препарат должен содержать не менее 37—38% Р1 и не более 0,25% других металлов, растворимых в HNOS. Кроме того, препа- рат должен выдерживать следующие испытания. 1. Растворимость в веде. 1 г препарата должен полностью растворяться в 10 мл дестиллированной воды (допускается лишь легкая муть). 2. Азотная кислота. Каплю 10%-ного раствора препарата наносят на стек- ло и помещают рядом каплю раствора дифениламина в H2SO4. В месте соприкосновения растворов не должно появляться синего окра- шивания.
Кислота платинохлористоводородная и селенистая 271 Приготовление 3Pt + 18НС1 + 4HNO3 = 3H2PtClc + 4NO + 8Н2О Растворяют* металлическую Pt в смеси из 3 об. НС1 (чистая, уд. в. 1,19) и I об. HNO3 (чистая, уд. в. 1,4) при нагревании на водяной бане под тягой; полученный раствор упаривают, добавляя попеременно воду и соляную кислоту, до сиропообразной консистенции. К охлажденному сиропообразному раствору добавляют половинный объем спирта и приливают насыщенный раствор NH4C1. (чистый) до поекращения выпадения желтого осадка хлороплатината аммония (NH4)2PtCI6. Осадок отфильтровывают, промывают 30%-ным раствором NHaCl, отжима- ют и после просушивания при 100—110° прокаливают в муфельной печи при 800°: (NH4)2PtCle = Pt + 2NH3 + 2НС1 + 2CI2 Полученную таким путем чистую губчатую платину снова растворяют в смеси НС1 (х. ч., уд. в. 1,19) и HNO3 (х. ч.,уц. в. 1,4), раствор фильтруют и упаривают до получения кристаллического препарата (в конце упаривания необходимо раствор насыщать хлором). Время от времени от раствора отби- рают пробу в пробирку и охлаждают холодной водой: если при этом раствор закристаллизовывается, то упаривание раствора прекращают и дают ему охла- диться до комнатной температуры, непрерывно размешивая стеклянной па- лочкой. Препарат получается в виде кристаллической массы. КИСЛОТА СЕЛЕНИСТАЯ Acidum selenosum Selenious acid Selenigsaure H2SeO3 Мол. в. 128,98 Свойства H^eOa—большие призматические кристаллы отн. в. 3,00. В эксикаторе- над H2SO4 теряет воду, во влажном воздухе расплывается. Селенистая кис- лота легко растворима в воде и в спирте. При нагревании H2SeO3 сначала вы- деляется вода, затем возгоняется SeO2. [IjSeOa—слабая кислота, ее константы диссоциации К1=2,37-10-3, /<2=4,8• 10~9. Как сама кислота, так и ее соли сильно ядовиты. Растворимость H2SeO3 в Таблица 176 воде Таблица 177 Относительные веса водных рас- ТВОрОЕ H2SeO3 HsSeO3 H2SeOj HaSeOs 15 (°C % ГС % % «4 0 47,3 50 79,2 1 0,9923 10 55,0 60 79,3 6 1,0402 20 62,5 70 79,3 8 1,0571 30 70,2 80 79,3 10 1,0743 40 77,6 90 79,4 Метод ИРЕА (В. В. Полянский)
272 Кислота Требования к продажному реактиву По ВТУ МХП 2845—51 препарат ч. д. а. должен содержать не менее 97% H2SeO3, препарат чистый—не менее 95%. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в H2SeO3 различных квалификаций: Примеси ч 0. а. ч. Вещества, нерастворимые в воде 0,005 0,01 Остаток после прокаливания ... 0,1 0,2 Хлориды (С1) . . .................... 0,005 0,005 Сульфаты и селенаты (в пересчете на SO,]) . 0,05 0,1 Азот общий (в пересчете на N).................. 0,05 -0,05 Железо (Fe).................................. .... 0,002 0,005 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пересчете на РЬ) . . . . ............................ 0,02 0,05 Приготовление Для получения препарата квалификации ч. д. а. разработана следующая методика* 3Se + 4HNOS + Н2О = 3H2SeOs + 4NO 100 г селена обрабатывают под тягой 400 мл HNO3 (чистая, уд. в. 1,18) при комнатной температуре. Когда прекратится выделение окислов азота (через 2 суток), нагревают на водяной бане прн 50—60° до полного растворения се- лена. Затем раствор выпаривают при 75—80° досуха, измельчая твердый оста- ток шпателем или пестиком для полного удаления влаги. Сухую массу раство- ряют в 640 мл воды, раствор фильтруют, выпаривают до Vi объема и охлаждают. Выпадающие крупные кристаллы H2SeO3 отсасывают и промывают минималь- ным количеством ледяной воды. Маточный раствор вместе с промывной водой снова выпаривают до V4 объема и кристаллизуют. Для окончательной очистки препарат еще два раза перекристаллизовы- вают, как указано выше, и помещают в темную банку с притертой пробкой. Выход 150 г H2SeO3 (90%). КИСЛОТА СЕЛЕНОВАЯ Acidum selenicum Selenic acid Selensaure Свойства H2SeO4 Мол. в. 144,98 H2SeO4—белая кристаллическая масса отн. в. 2,95, плавящаяся при 58 . Очень гигроскопична, чрезвычайно легко растворима в воде. Обладает, Таблица 178 Растворимость H2SeO4 в воде /°C H..SeO, % ГС HaSeO, % 3,5 13,1 21,0 81,5 83,8 84,9 26,3 40,2 92,7 94,9 Метод ИРЕА (И. И. Ангелов как и H2SO4, очень большим сродст- вом к воде и способна разлагать многие органические соединения с выделенном углерода (обугливать). H2SeO4 очень ядовита н вызы- вает сильное поражение кожных по- кровов. Селеновая кислота раство- ряет даже такие металлы, как Си, Hg, Pd, Ag, Os. По силе H2SeO4 пре- восходит 112SO4 (в интервале 0—ЗСг); для H2SeO4 К2=1,64-10-2 при 18- В. В. Полянский).
Кислота селеновая 273 Таблица 1/9 Относительные веса водных растворов HgSeO^ H2SeO, % ,20 d4 HJSeO, % ,2(> «4 H.SeO, % J20 C14 1 1,0059 12 1,0931 24 1,2026 2 1.0136 14 1,1101 26 1,2229 4 1,0291 16 1,1276 28 1 ,2438 6 1,0447 18 1,1455 30 1,2653 8 1,0605 20 1,1639 10 1,0766 22 1 ,1829 Требования к продажному реактиву По ВТУ РУ-2100—54 препарат квалификации чистый должен представлять собой бесцветную жидкость и содержать не менее 80% H2SeO4. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в H2SeO4 квалифика- ции чистый: Остаток после прокаливания (в виде сульфа- тов) ................................... 0,2 Хлориды (С1).............................. 0,005 Сульфаты (SO4) 0,1 Селенистая кислота (HgSeOs)............. 1,0 Железо (Fe) . . . .... . . 0,05 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пересчете на РЬ) ........................ 0,02 Приготовление Вся работа по получению H2SeO4 должна проводиться под тягой и с со- блюдением необходимых мер предосторооюности от ожогов кислотой (резино- вые перчатки, очки). 1. Для получения реактивного препарата разработана следующая мето- дика*. Раствор 175 г H2SeO3 в 1 л воды подвергают электролизу в фарфоровом стакане емкостью 2 л. В раствор помещают пористую фарфоровую про- бирку емкостью 300 мл, служащую диафрагмой, которую заполняют азотной кислотой уд. в. 1,12 до уровня, одинакового с уровнем жидкости в стакане. Снаружи пробирка окружена анодом—изогнутой свинцовой пластинкой площадью 280 см2. Внутри пробирки помещен катод—изогнутая пластинка из нержавеющей стали общей площадью 180 сл2. Весь аппарат погружается в во- дяную баню, нагреваемую до 50—80°. Анодная плотность тока должна быть 0,02—0,03 а/см2 (при указанных размерах анода сила тока составляет 5 а), напряжение 6-—8 в. Полноту окисле- ния проверяют, действуя H2S на пробу раствора—в присутствии H2SeOs не- медленно выпадает желтый осадок Se. Продолжительность электролиза— около 50 час. Раствор сливают в стакан, насыщают в течение часа сероводородом для удаления последних остатков H2SeOs, фильтруют и осаждают в фильтрате H2SeO4 действием 25%-ного раствора Pb(NO3)2 до полноты осаждения [на 10 г H2SeO4 требуется около 20 г Pb(NO3)2]. * Метод ИРЕА (И. И. Ангелов и В. В. Полянский). 18 Чистые химические реактивы
274 Кислота Осадок PbSeOa отсасывают, промывают водой, переносят в стакан, добав ляют на каждые 100 г осадка 400—500 мл воды и пропускают H2S при непрерыв- ном механическом перемешивании. PbSeO4 + I -'aS = TbS 4- H2SeO4 Через несколько часов PbS оседает в виде плотного черного осадка. Тогда раствор фильтруют и упаривают фильтрат-до уд. в. 2,25 при 15е (что соответствует объему 75 мл). Получается бесцветная маслянистая жидкость с содержанием 85% H2SeO4. Выход 185 г (80%). 2. Реактивный препарат получают также и по другой методике*. К 500 г 30%-ной Н2О2 добавляют 150 г возогнанного SeO2. Через сутки смесь кипятят в течение 12 час. с обратным холодильником, пропуская кислород. Полноту окисления проверяют пробой с сероводородной водой (не должно выпадать красного осадка Se); если окисление не закончено, добавляют еще немного Н2О2 и нагревают. Полученный раствор подвергают упариванию в вакууме, причем отгоняет- ся основная масса и избыточная Н2О2. Для получения безводной H2SeO4 под конец доводят вакуум до 4—5 мм и температуру до 150—160°, пропуская че- рез капилляр сухой воздух. Кислота получается в виде вязкой жидкости, ко- торая при 58° закристаллизовывается в виде длинных игл. Препарат содержит 99,8% H2SeO4. 3. Селеновая кислота, содержащая до 1 % H2SeO3, может быть получена** анодным окислением H2SeO3 (чистая) в электролизере с диафрагмой (фарфоре вый пористый стакаи), катодом из нержавеющей стали и графитовыми анодами. Анолитом служит раствор, содержащий 250 a H2SeO3 и 2 г НС1 в 1 л, католи- том—раствор, содержащий 100 г НС1 (чистой) в 1 л. Анодная плотность тока должна быть 0,03 а! см?, катодная—0,2—0,3 а! см?, напряжение на ванне 3,2—3,5 в, температура анолита 20—25°. Выход H2SeO4 по току 80%. При последующих операциях электролиза применяется католит, содержащий 200 г H2SeO4 и 25 -30 г НС1 в 1 л Получаемый после электролиза раствор H2SeO4 фильтруют и упаривают в фарфоровой чашке до содержания 85—90% H2SeO4. Расход тока 1,8 квт-ч на 1 кг препарата. КИСЛОТА СЕРНАЯ Acidum sulfuricum Sulfuric acid Schwefelsaure H2SO4 Мол. в. 98,082 Свойства H2SO4—бесцветная маслообразная жидкость уд. в. 1,859 при 0° и 1,837 при 15°. При охлаждении застывает в кристаллы, которые плавятся при 10,49° Однако жидкая кислота легко может быть переохлаждена ниже 0° без замер за ния. При 30—40° начинает дымить и при дальнейшем нагревании образуе' пары SO3. Кипение начинается при 290° и температура быстро поднимается, по ка не прекратится выделение SO3. Оставшийся гидрат с содержанием 98,3% H2SO4 кипит при 338°. Конц. H2SO4 жадно поглощает влагу и является поэтому отличным осуши телем; упругость пара Н2О над H2SO4 составляет всего 0,003 мм рт. ст. О свойствах дымящей серной кислоты см. «Кислота пиросерна я’ * L. J. Gilbettson, G. В. King, J. Am. Chem. Soc.. 58. 180 (1936) ** Метод ИРЕА (С. Н. Лурье и Е. Ф. Ястребова).
Кислота серная 275 „ Таблица 180 __Удельный в ее водных растворов H2SOa (при 15 ) .— — — Уд. в. 8О3 H.SO В 100 мл кислоты so3 И,SO В 100 мл кислоты % Уд. в. SO3 г H2SOi г /0 % 8О3 IHSO.. — — — — 1,000 1,005 1,010 1,015 1,020 0,07 0,77 1,28 1,88 2,47 0,01 0,9Е 1,57 2,31 3,06 0,1 0,8 1,3 1,9' 2,5 о,1 0,9 1,6 2.3 3,1 1,200 1,205 1,210 1,215 1,220 22,30 22,82 23,33 23,84 24,36 27,35 27,95 28,58 29,21 29,84 26,8 27,5 28,2 29,0 29,7 32,8 33,7 34,6 35,5 36,4 1,025 1,030 1,035 1,040 1,045 3,07 3,67 4,27 4,87 5,45 3,73 4,49 5,23 5,96 6,67 3,2 3,8 4,4 5,1 5.7 3,9 4,6 5,4 6,2 7,1 1 .225 1,230 1,235 1,240 1.245 24,88 25 39 25.88 26,35 26,83 30.48 31,11 31,70 32.28 32,86 30,5 31,2 32,0 32,7 33,4 37,3 38,2 39,1 40,0 40,9 1,050 1,055 1,060 1,065 1,070 6,02 6,59 7,16 7,73 8,32 7,37 8,07 8,77 9,47 10,19 6,3 7,0 7,6 8,2 8,9 7,7 8,5 9,3 10,2 10,9 1,250 1,255 1,260 1,265 1,270 27,29 27,76 28,22 28,69 29,15 33,43 34,00 34,57 35,14 35,71 34,1 34,8 35.6 36,3 37,0 41,8 42.6 43,5 44.4 45,4 1,075 1,080 1,085 1 ,090 1,095 8,90 9,47 10,04 10,60 11,16 10,90 11 ,6и 12,30 12,99 13,67 9,6 ,10,3 10,9 11,6 12,2 11,7 12,5 13,3 14,2 15,0 1,275 1,280 1,285 1,290 1,295 29,62 30,10 30,57 31,04 31,52 36,29 36.87 37,45 38,03 38,61 37,7 38,5 39,3 40,0 40,8 46,2 47,2 48,1 49,0 50,0 1,100 1,105 1,110 1,115 1,120 11 ,71 12,27 12,82 13,36 13,89 14,35 15,03 15,71 16,36 17,01 12,9 13,6 . 14,3 14,9 15,6 15,8 16,6 17,5 18,3 19,1 1,300 1,305 1,310 1,315 1,320 31,99 32,46 32,94 33,41 33,88 39,19 39,77 40,35 40,93 41,50 41 ,6 42,4 43,2 43,9 44,7 51,0 51,9 52,9 53,8 54,8 1,125 1,130 1,135 1,140 1.145 14,42 14,95 15,48 16,01 16,54 17,66 18,3] 18,96 19,61 20,26 16,2 16.9 17,6 18,3 18,9 19,9 20,7 21,5 22,3 23,1 1,325 1,330 1,335 1,340 1,345 34,35 34,80 35,27 35,71 36,14 42,08 42.66 43,20 43,74 44,28 45,5 46.2 47,1 47,9 48,6 55,7 56,7 57.7 58,6 59,6 1,150 1,155 1,160 1,165 1,170 17,07 17,59 18,11 18,64 19,16 20,91 21,55 22,19 22,83 23,47 19,6 20,3 21,0 21,7 22,4 23,9 24,8 25,7 26,6 27,5 1,350 1,355 1,360 1,365 1,370 36,58 37,02 37,45 37,89 38,32 44,82 45,35 45,88 46,41 46,94 49,4 50,2 50,9 51 ,7 52,5 60,5 61,4 62,4 63,3 64,3 1,175 1,180 1,185 1,190 1.195 19,69 20,21 20,73 21,26 21,78 24,12 24,76 25,40 26,04 26,68 23,1 23,8 24,6 2о,3 26,0 28,3 29,2 30,1 31,0 31 ,9 1 ,375 1,380 1,385 1 390 1,395 38,75 39,18 39,62 40,05 40,48 47,47 18,00 18 53 19,06 19.59 53,3 54,1 54,9 55.7 56,4 65,3 66,2 67,2 68,2 69,2
276 Кислота Продолжение табл. 180 Уд. в. SOE % HJ5O, О/ /о В 100 мл кислоты Уд. в. В 100 мл кислоты SOE % HaSO, % SO, г H2SO4 г so3 г H2SO< г 1,400 40,91 50,11 57,3 70,2 1,600 56,09 68.70 89,7 109,9 1,405 41,33 50,63 58,1 71,1 1,605 56,44 69,13 90,6 111,0 1 ,410 41,76 51,15 58,9 72,1 1,610 56,79 69,56 91,4 112,0 1 ,415 42,17 51,66 59,7 73,0 1 .615 57,15 70,00 92,3 113,1 1,420 42,57 52,15 60,4 74,0 1,620 57,49 70,42 93,1 114,1 1,425 42,96 52,63 61,2 75,0 1,625 57,84 70,85 94,0 115,1 1,430 43,36 53,11 62,0 75,9 1.630 58,18 71,27 94,8 116,2 1,435 43,75 53,59 62,8 76,9 1,635 58,53 71,70 95,7 117,2 1,440 44,14 54,07 63,6 77,9 1 ,640 .58,88 72,12 96,6 118,2 1,445 44,53 54,55 64,3 78,9 1 ,645 59,22 72 ,55 97,5 119,3 1,450 44,92 55,03 65,1 79,8 1,650 59,57 72,96 98,3 120 4 1,455 45,31 55,50 65,9 80,8 1,655 59,92 73,40 99.2 121,5 1,460 45,69 55,97 66,7 81 ,7 1 ,660 60,26 73,81 100,0 122,5 1 ,465 46,07 56,43 67,5 82'7 1 ,665 60,61 74,24 100,9 123,0 1,470 46,45 56,90 68,3 83,7 1,670 60,95 74,66 101 ,7 124,6 1,475 46,83 57,37 69,1 84,6 1,675 61,29 75,08 102,7 125,9 1,480 47,21 57,83 69,9 85,6 1 ,680 61,63 75,50 103,5 126,8 1,485 47,57 58,28 70,7 86,5 1,685 61,93 75,94 104,3 127,8 1 ,490 47,95 58,74 71,5 87,6 1 ,690 62,29 76,38 105,3 128,9 1,495 48,34 59,22 72,3 88,5 1 .695 62,64 76,76 106,2 130.1 1,500 48,73 59,70 73,1 89,6 1,700 63,00 77,17 107,1 131 ,2 1,505 49,12 60,18 73,9 90,6 1,705 63,35 77,60 108,0 132,3 1,510 49,51 60,65 74,8 91,6 1,710 63,70 78,04 108,9 133,4 1 515 49,89 61,12 75,6 92 6 1,715 64,07 78,48 109,9 134,6 1,520 50,28 61,59 76,4 93,6 1,720 64,43 78,92 110,8 135,7 1 ,525 50,66 62,06 77,3 94,6 1,725 64,78 79,36 111,8 136,9 1,530 51,04 62,53 78,1 95,7 1,730 65,14 79,80 112,7 138,1 1,535 51,43 63,00 78,9 96,7 1,735 65,50 80,24 113,6 139,2 1,540 51,78 63,43 79,7 97,7 1.740 65,86 80,68 114,5 140,4 1,545 52,12 63,85 80,5 98,7 1 ,745 66,22 81 ,12 115,6 141 ,6 1,550 52,46 64,26 81 ,3 99,6 1,750 66,58 81,56 116,5 142,/ 1,555 52,79 64,67 82,1 100,6 1,755 66,94 82,00 117,5 143,9 1,560 53,22 65,20 83,0 101,7 1,760 67,30 82,44 118,5 145,1 1,565 53,59 66,65 83,9 102,7 1,765 67,76 83,01 119,6 146,5 1,570 53,95 66,09 84,7 103,8 1,770 68,17 83,51 120,7 147,8 1,575 54,32 66,53 85,6 104,8 1 ,775 68,60 84,02 121,8 149,1 1,580 54,65 66,95 86,4 105,8 1,780 68,98 84,50 122,8 150,4 1,585 55,03 67,40 87,2 106.8 1,785 69,47 85,10 124,0 151,9 1 ,590 55,37 67,83 88,0 107,8 1,790 69.96 85,70 125,2 153,4 1,595 55,73 68,26 88,9 108,9 1,795 70,45 86.30 126,5 154.9
Кислота серная 277 Продолжение табл. 180 Уд. в. SO, О/ /о H2SO4 % В 100 мл кислоты Уд. в. 1 SO, % HsSO4 j % В 100 мл кислоты 8Оа г H2SO4 г so3 г H2SO4 г 1,800 70,96 86,92 127,7 156,4 1,833 75,89 92,97 139,1 170,4 1,805 71,50 87,60 129,1 158,1 1 ,834 76,12 93,25 139,6 171,0 1,810 72,08 88,30 130,5 159,8 1 ,835 76,38 93,56 140,2 171 ,7 1,815 72,96 89,16 132,2 161,8 1,836 76,57 93,80 140,5 172,2 1 ,820 73,51 90,05 133.8 163.9 1,837 . 76,90 94,25 141,2 173,0 1 ,821 73,63 90,20 134,1 164,3 1,838 77,23 94,60 141,9 173,9 1,822 73,80 90,40 134,5 164,7 1,839 77,55 95 00 142,6 174,8 1 ,823 73,96 90,60 134,8 165,1 1,840 78,04 95,60 143,6 175,9 1 .824 74,12 90,80 135,2 165,6 1/8405 78,33 95,95 144,1 176,5 1 ,825 74,29 91,00 135,6 166,1 1 ,8410 78,69 96,38 144.8 177,4 1,826 74,49 91,25 136,0 166,6 1 ,8415 79,47 97,35 146,3 179,2 1,827 74,69 91,50 136,4 167,1 1 ,8410 80,16 98.20 147,6 180,8 1 ,828 74,86 91,70 136,8 167,6 1 ,8405 80,43 98,52 148,1 181,4 1,829 75,03 91 ,90 137,2 168,1 1 .8400 80,59 98 .72 148,3 181 ,6 1,830 75,19 92,10 137,6 168,5 1 ,8395 80,63 98,77 148,4 181 ,7 1,831 75,46 92,43 138,2 169,2 1,8390 80,93 99,12 148,8 182,3 1 ,832 75,69 92,70 138,6 169,8 1,8385 81,08 99,31 149,0 182,6 Таблица 181 кислоты Удельные веса концентрированной серной H2SO4 % Уд. в. при 10° Уд. в. при 15° Уд. в. при 20° H2SO. % Уд. в. при 10° Уд. в. при 15° Уд- в- при 20° 90 1,8252 1,8198 1,8144 95 1,8439 1,8388 1,8337 91 1,8302 1,8248 1,8195 96 1,8457 1,8406 1,8355 92 3346 1,8293 1,8240 97 1,8466 1,8414 1,8364 93 1,8384 1,8331 1,8279 98 1,8463 1,8411 1,8361 94 1,8415 1,8363 1,8312 99 1,8445 1,8393 1,8342 Таблица 182 Температурные поправки* для удельного веса H2SO 4 Уд. в. при 0° Поправка на ±1° Уд. в. при 0 Поправка на ±1° Уд. в. при 0° Поправка на ±1° 1,04 0,0002 1,15 0,0005 1,45 0,0008 1,07 0.0003 1,20 0,0006 1,70 0,0009 1,10 0,0004 1,30 0,0007 1,85 0,00096 При повышении температуры поправка вычитается.
278 Кислота Таблица 183 Таблица для приготовления H2SOa любой концентрации смешением H2SO4 уд. в. 1,85 при 0° с водой 100 мл воды смешивают с H2so4 г Получают кислоту УД- в. 1 100 мл воды смешивают С H2SO4 а Получают кислоту УД- в. 100 м л воды смешивают с H.SO, г Получают кислоту УД- в. 1 1,009 130 1,456 370 1,723 2 1,015 140 1,473 380 1,727 5 1.035 150 1,490 390 1,730 10 1,060 160 1,510 400 1,733 15 1,090 170 1,530 410 1,737 20 1,113 180 1,543 420 1,740 25 1,140 190 1,556 430 1,743 30 1,165 200 1,568 440 1,746 35 1,187 210 1,580 450 1,750 40 1,210 220 1,593 460 1 ,754 45 ' 1,229 230 1,606 470 1,757 50 1,248 240 1,620 480 1,760 55 1,265 250 1,630 490 1,763 60 1,280 260 1,640 500 1,766 65 1,297 270 1,648 510 1 ,768 70 1,312 280 1,654 520 1,770 75 1,326 290 1,667 530 1,772 80 1,340 300 1,678 540 1,774 85 1,357 310 1,689 550 1,776 90 1,372 320 1,700 560 1,777 95 1 ,386 330 1,705 570 1,778 100 1,398 340 1,710 580 1,779 НО 1,420 350 1,714 590 1,780 120 1,438 360 1,719 600 1,782 Таблица 184 Температура кипения растворов 1I2SO4 Уд. в., приведен- ный 1к 15° HSO, % Т. кип. 0° Барометриче- ское давление, приведенное к 0°, мм рт. ст. Уд- в., приведен- ный к 15° H2SC), % .КИП. 0° Барометриче- ское давление приведенное к 0° мм рт. ст 1,8400 95,3 297 718,8 1,6072 69,5 169 730,1 1,8334 92,8 280 723,9 1,5825 67,2 160 728,8 1,8245 90,4 264 720,6 1,5617 65,4 158,5 730,1 1,8140 88,7 257 726,0 1,5437 64,3 151,5 730,1 1,7990 86,6 241,5 720,1 1,4960 59,4 143 730,1 1,7800 84,3 228 720,5 1,4635 56,4 133,5 730,1 1,7554 81,8 218 726 1,4015 50,3 124 730,1 1,7400 80,6 209 720,6 1,3554 45,3 118,5 730,1 1,7203 78,9 203,5 725,9 1,3194 41,5 115 730,1 1,7037 77,5 197 725,2 1,2633 34,7 110 732,9 1,6786 75,3 185,5 725,2 1,2042 27,6 107 732,9 1,6599 73,9 180 725,2 1,1128 15,8 103,5 732,9 1,6328 71,5 173 725,2 1,0580 8,5 101,5 735
Кислота серная 279 Таблица 186 Температура замерзания и плавления H2SO.i различной концентрации Уд. в. при 15° Т. замерзания °C Т. плав- ления °C Уд. в. при 15 Т. замерзания °C Т. плав- ления °C 1,671 1,691 жидкая при —20 » » —20 1,767 1 ,790 +1,6 + 4,9 +6,5 + 8,0 1,712 » » —20 — 1,807 —9,0 —6,0 1 ,727 -7,5 —7,5 1,822 жидкая при —20 1,732 1 .749 -8,5 -0,2 —8,5 L4,5 1,842 » » —20 — Таблица 186 Упругость водяного пара над растворами HsSOj Уд. в. HSO, H,SO, О/ /о Упругость паров Н2О в мм рт. ст. при температуре 10 15 20 25° 1 ,344 44 4,4 6,1 8,5 Н,5 1 ,361 46 4,0 5,5 7,7 10,5 1,380 48 3,7 5,0 7,1 9,6 1,398 50 3,3 4,5 6,5 8,8 1,417 52 3,0 4,0 5,8 7,9 1,438 54 2,6 3,6 5,0 7,0 1,459 56 2,2 3,1 4,3 6,0 1,479 58 1,9 2,6 3,6 5,1 1,503 60 1.6 2,1 3,0 4,3 1,524 62 1,4 1 ,8 2,6 3,6 1,546 64 1,2 1 ,6 2,2 3,0 1,569 66 1,1 1,4 1,8 2,5 1,592 68 0,9 1,2 1,5 2,1 1,615 70 0,8 1,0 1,3 1,8 1 ,639 72 0,7 0,8 1,0 1,4 1,662 74 0,5 0,6 0,6 1,2 1,690 76 0,4 0,4 0,5 1,0 1,710 78 0,3 0,3 0,4 0,8 1,732 80 0,2 0,2 о.з 0,6 1,754 82 0,1 0,1 0,2 0,4 Требования к продажному реактиву По ГОСТ 4204—48 серная кислота должна представлять собой бесцветную маслянистую прозрачную жидкость уд. в. от 1,8300 до 1,8350 с содержани- ем 93,56—95,60% H2SO4. Кроме того, кислота должна выдерживать испытание йа примеси веществ, восстанавливающих КМпО4, а также испытание по методу Савалля, приведенные в ГОСТ.
280 Кислота Наибольшие количества допустимых примесей (% )) В H2SO4 различных квалификаций: Примеси X. ч. ч. д. а. ч Нелетучий остаток ... 0,001 0,002 0,01 Соляная кислота (С1) . . . . . 0,0001 0,0002 0,0005 Азотная кислота (NO3) Тяжелые металлы сероводородной труп- 0,0001 0,0002 0,0005 пы (в пересчете на РЬ) ... 0,0002 0,0005 0,0005 Железо (Fe) . 0,00005 0,0001 0,0003 Мышьяк (As) 0,000003 0,000003 0,00001 Селен (Se) 0,0002 0,0005 0,001 Аммонийные соли (NH4) . . . 0,0001 0,0003 0,001 Приготовление 1. Для получения кислоты квалификации х. ч. разработана следующая методика*. К технической H2SO4 добавляют 1% по весу СгО3, дают отстояться и переливают в реторту стекла пирекс, емкостью 2—3 л. Реторта должна быть обложена асбестом и помещена в железный котел, служащий воздушной баней. Горло реторты без помощи пробки соединяется с широкой стеклянной труб- кой (холодильником). Перегонку проводят под тягой, соблюдая необходимые меры предосторожности против опасных ожогов кислотой (очки, резиновые перчатки и фартук, запасной противогаз). Перегоняют 80—85% всей загру- женной кислоты; остатки, после полного охлаждения реторты, выливают и используют в качестве хромовой смеси. В перегнанную кислоту пропускают медленный ток H2S в течение 16 час., затем дают смеси отстояться 2 суток и снова перегоняют, отбрасывая первые и последние 10% отгона. Полученная кислота соответствует квалификации х. ч. Если очистке подвергается так называемая «аккумуляторная» серная кислота, то обработка H2S и вторая перегонка излишни. Уже после одной перегонки получается препарат х. ч. Серную кислоту х. ч. можно также получить, насыщая воду серным ангид- ридом, отгоняемым из технического олеума. 2. Для обесцвечивания коричневой или черной кислоты предлагают при- бавлять Н2О2. При добавлении всего 0,01—0,03% 30%-ной Н2О2 и последую- щем перемешивании кислота приобретает окраску от светложелтой до янтарно- желтой. Совершенно черная кислота требует до 1% Н2О2. Применяя минимально необходимое для обесцвечивания количество пере киси водорода, можно пренебречь образующейся кислотой Каро, H2SO5; в про тивном случае рекомендуется разрушить ее прибавлением сернистой кис лоты. КИСЛОТА СОЛЯНАЯ (ХЛОРИСТОВОДОРОДНАЯ КИСЛОТА) Acidum hydrochloricum Hydrochloric acid Chlorwasserstoffsaure Acidum muriaticum Muriatic acid Salzsaure HCI Мол. в. 36,465 Свойства HCI—бесцветный газ с острым запахом, уд. в. 1,264 при 17° (по воздуху). Т. пл. —114,7°, т. кип. —85,2°. Критическая температура —51,25°, критиче- ское давление 86 атм. Плотность жидкого НС1 при —113° 1,267; при —110° 1,206. Во влажном воздухе дает туман вследствие образования мельчайших капелек соляной кислоты. Очень хорошо растворим в воде с выделением тепла. Метод ИРЕА (И. И. Ангелов, Е. И. Черновецкая).
Кислота соляная 281 Растворим в спирте, в бензоле (2% при 18°), в эфире (35% при 0°). Константа диссоциации* соляной кислоты при 0° равна 2,5-107. При нагревании концентрированной соляной кислоты сначала выделяется газообразный хлористый водород; если же кислота сильно разбавлена, то спер- ва выделяются пары воды и концентрация кислоты увеличивается. В обоих случаях, когда содержание НС1 в кислоте достигает 20,3% (при 760 мм рт. ст.), перегоняется раствор постоянного состава, кипящий при 108,6°. Продажная соляная кислота обычно имеет уд. в. 1,19, что соответствует содержанию 37% НС1*!:. Таблица 187 Растворимость хлористого водорода в воде t. °C В I мл воды НС1 (газа) мл Уд. в. кислоты II В 1 мл воды НС1 (газа) мл Уд. в. кислотЦ НС! О/ о НС1 % t. ’С 0 525,2 1,2257 45,148 14 462,4 1,2074 42,829 4 497,7 1,2215 44,361 18 451,2 1,2064 42,344 8 480,3 1,2185 43,828 18,25 450,7 1,2056 42,283 12 471,3 1,2148 43,277 23 435.0 1,2014 41,536 Таблица 188 Растворимость хлористого водорода в воде при 760 мм рт. ст. t. 'С В 1 г воды НС1 t. с В 1 г воды НС1 t, °C В 1 г воды НС1 г г г 0 0,825 24 0,700 44 0,618 4 0,804 28 0,682 48 0,603 8 0,783 32 0,665 52 0,589 12 0,762 36 0,649 56 0,575 16 0,742 40 0,633 60 0,561 20 0,721 Таблица 189 От носите л ь н ы й вес спиртовых растворов хлористогс водорода НС! % НС1 % .25 °4 0,00 0,7851 5,22 0,8174 1,27 0,7907 13,77 0,8642 * W. F. Wyn ne-Johnes, J. Chem. Soc., 1940, 1064. ” Существует очень простой мнемонический прием для вычисления содержания 1JCI -иляной кислоте по уд. весу: первые два десятичных знака умножают на два. Пример. Имеется кислота уд. в. 1,19; содержание НС1: 19x2=38% вес. Имеете: кислота уд. в. 1,12; содержание НС1: 12x2=24% вес.
282 Кислота Таблица 19q Удельный вес соляной кислоты различной концентрации (при 15°) Уд. в. HCI % В 100 мл кислоты НС1 г Уд. в. НС) О/ /о В 100 мл кислоты НС1 г Уд. в. НС1 % В 100 мл кислотъ; НС1 г 1, ООО 0,16 0,16 1,075 15,16 16,3 1,145 28,61 32,8 1,005 1,15 1,2 1,080 16,15 17,4 1,150 29,57 34,0 1,010 2,14 2,2 1,085 17,13 18,6 1,152 29,95 34.5 1,015 3,12 3,2 1,090 18,11 19,7 1,155 30,55 35,3 I ,020 4,13 4,2 1,095 19,06 20,9 1,160 31,52 36,6 1,025 5,15 5,3 1,100 20,01 22,0 1,163 32,10 37,3 1 ,030 6.15 6,3 1,105 20,97 23,2 1,165 32,49 37,9 1,035 7,15 7,4 1,110 21,92 24,3 1,170 33,46 39,1 1,040 8,16 8,5 1,115 22,86 25,5 1,171 33,65 39,4 1,045 9,16 9,6 1,120 23,82 26,7 1,175 34,42 40,4 1 ,050 10,17 10,7 1,125 24,78 27,9 1,180 35,39 41,8 1,055 11,18 11,8 1,130 25,75 29,1 1,185 36,31 43,0 1,060 12,19 12,9 1,135 26,70 30,2 1,190 37,23 44,3 1,065 13,19 14,0 1,140 27,66 31,5 1,195 38,16 45,6 1,070 14,17 15,2 1,1425 28,14 32,1 1,200 39,11 46,9 Таблица 191 Состав постоянно кипящих смесей Н2О+НС1 Давление ЧМ рт. СТ, Т. кип. °C Уд. в. НС) % Количество дестил лата, г, содер- жащее 1 моль НС1 (36,457 г) 800 110,007 1,0955 20,155 780 — — 20,173 180,621 770 — — 20,197 180,407 760 108,584 I ,0959 20,221 180,193 750 — — 20,245 179,979 740 107,859 1,0962 20,269 179,766 730 — — 20,293 179,551 700 106,424 1 0966 20,360 — 680 105,564 1,0968 20,413 — 640 103,967 1,0973 20,507 600 102,209 1,0980- 20,638 Требования к продажному реактиву По ГОСТ 3118—46 кислота представляет собой дымящую, прозрачную бесцветную жидкость; уд. в. ее должен быть от 1,174 до 1,1885; кислота должна содержать не менее 35,0—38,0% НС1.
Кислота соляная 283 Наибольшие количества допустимых примесей (%) в соляной кислоте различных квалификаций: Примеси х.ч. ч.д.а. ч. Нелетучий остаток . 0,001 0,002 0,01 Сульфаты (SO4) .... 0,0002 0,0005 0,002 Сернистая кислота (SO3) 0,0006 0,001 0,002 Хлор'свободный (С12) Тяжелые металлы сероводородной группы 0,0002 0,0002 0,001 в пересчете на (РЬ) 0,0002 0,0005 0,001 Железо (Fe) . 0,00005 0,0001 0,0005 Мышьяк (As) 0,000005 0,00001 0,00002 А. Газообразный хлористый водород Приготовление 1. 25 ч. NaCl обрабатывают в реторте 45 ч. H2SO4 (уд. в. 1,84), разбавлен- ной 10 ч. воды. Газ промывают, пропуская через конц. H2SO4. 2. Довольно большую двугорлую склянку наполняют на Vs поваренной солью, заливают соляной кислотой уд. в. 1,19 так, чтобы уровень ее был на 5 см выше слоя, и к полученной смеси приливают из капельной воронки H2SO4 уд. в. 1,84. Выделяющийся хлористый водород для осушения пропускают че- рез конц. H2SO4. При употреблении технической соляной кислоты рекомендуется добавить к ней немного FeSO4 во избежание возможного выделения хлора. Если желают получить НС1, свободный от кислорода, то смесь NaCl и со- ляной кислоты (чистая; уд. в. 1,12) предварительно кипятят 30 мин., после чего весь аппарат промывают водородом, затем хлористым водородом, и выде- ляющийся при действии ПоЗСД газ пропускают через нагретую до 500° трубку, содержащую вольфрам в проволоке или порошке*, наконец, газ пропускают через промывную склянку с конц. H2SO4. 3. Автоматический генератор для получения газообразного хлористого во- дорода, работающий без присмотра й не требующий тяги**, изображен на рис. 36. о склянку 1 емкостью 10—15 л с воронкой 2 и краном 3 (для сообщения с внешней атмосферой) помещают H2SO4 (техн., уд. в. 1,84). В трехгорлые склян- ки 4 и 5 емкостью 8—10 л, являющиеся генераторами НС1, заливают техни- ческую соляную кислоту уд. в. 1,19. Генераторы работают попеременно: H2SO4 может быть направлена в любую из склянок через тройник 6 и краны 7 и 8. Отработанная кислота отводится через краны 9 и 10. Выделяющийся хлористый водород через кран 11 поступает в газоотвод- ную трубку 12 и далее в осушители с конц. НгЗСД. Для увеличения срока службы аппарата пробки в тубусах склянок 1, 4 и 5 необходимо покрыть парафином. Для соединений трубок 14, где легче всего разрушается резина, предложена особая конструкция детали, изображенная на рис. 36,6. Конец тройника 6 слегка оттянут, верхний конец крана 7 (и 8) немного расширен. Трубка тройника 6 входит в этп расширения на 80—120 мм. Снаружи соединение закрыто куском каучуковой трубки, пропитанной пара- фином. Внутри соединения образуется воздушный буфер, препятствующий со- прикосновению H2SO4 с каучуком. Пользование аппаратом весьма просто. Сначала в склянку 1 при открытом кране 3 и закрытом 15 наливают через воронку 2 серной кислоты почти довер- ху. В склянки 4 и 5 через воронки 16 и 17 наливают до половины высоты соля- ную кислоту.уд. в. 1,19; в это время краны 7, 8, 9 и 10 закрыты. Затем краны * В. И. Спицын и Л. Каштанов, Z. anorg. Chem., 157, 142 (1926). ” В. Г. Живов. Зав. лаб.. 4 (12). 1504 (1935).
284 Кислота на воронках 2, 16 и 17 закрывают, открывают кран 7, поворачивают в надлежа щес положение кран 11 и регулируют приток H2SOj с помощью крана^/5 Рис. 36. Автоматический генератор для получения НС1 (по Живову): а —аппарат, б—деталь соединения трубок у автоматического генератора НС1. 1—склянка с техн. H2SO4; 2,16,17—воронки; 4,5—трехгорлые склян- ки; 6—тройник; 3,7,8,9,10,11,15—краны; 12—газоотводная трубка: 13,14—стыки трубок. б В нужный момент переключают кран 11 на другую склянку 5, а из 4 уда- ляют отработанные кислоты, открывая кран 9. Для получения чистого хлористого водорода следует исходить из кислот реактивной квалификации. Б. Соляная кислота (водный раствор хлористого водорода) 1. Для очистки технической соляной кислоты от всех примесей, кроме As, перегоняют ее в приборе, изображенном на рис. 37. В охлаждаемую склянку (приемник) наливают дестиллированную воду- При нагревании кислоты сначала выделяется газообразный НС1, растворяю- щийся в воде, затем начинает перегоняться гидрат, содержащий 20% НС1, сгущающийся (в приемнике). Перегонку заканчивают, когда в реторте останемся 10% взятой кислоты. Пробка приемника должна иметь прорезь для выхода воздуха. Газообразный НС1 можно полностью освободить от примеси As, промывая его пропусканием через концентрированный раствор SnCl2.
Кислота соляная 285 2. Для получения соляной кислоты квалификации ч. д. а. описан также простой прибор, действующий автоматически*. В колбу Вюрца снабженную Рис. 37. Прибор для перегонки соляной кислоты. шариковой воронкой с конц. H2SO4, помещают NaCI. Нижний конец воронки соединен с особым затвором, изображенным на рис. 38. Затвор состоит из трубки, нижняя часть которой представлет собой цилин- дрическое расширение, снабженное несколькими п запаянное снизу. В расширении затвора находится полый стеклянный поплавок, верх- няя часть которого пришлифована к верхней части расширения трубки. При вливании II2SO4 через воронку в колбе создается повы- шенное давление хлористого водорода и попла- вок, всплывая, прекрашает доступ кислоты. Отводная трубка колбы Вюрца соединена со стеклянной трубкой, снабженной автомати- ческим затвором аналогичного устройства, но не запаянным снизу. При соприкосновении хло- ристого водорода с водой в системе создается вакуум и поплавок запирает трубку, предо- храняя от переброса жидкости в реакционную колбу. В этот момент вследствие разрежения в колбе возобновляется приток H2SO4 через первый затвор. Прибор работает очень четко и не требует наблюдения. 3. Установка для лабораторного получе- ния соляной кислоты квалификации х. ч. производительностью 3—5 кг в сутки** изобра- отверстиями по окружности Рис. 38. Автоматические затворы к аппарату для получения НС1 по Сенюте. жена на рис. 39. В колбе 1, нагреваемой на плитке 2, получают газообразный хлористый водород любым из описанных выше способов,—например, из технических соляной и серной кислот. Газ пропускают через промывалку 3 с соляной кис- 'отой (чистая, уд. в. 1.19), затем—через колонку 4, высотой 90 см и диам. *Н. К* Сеиюта, Зав. лаб., 9 (5 — 6), 648 (1940). ** Г. В. Полянский, ЖХП. 12 (9) 924 (1935).
286 Кислота 3,5 см, содержащую 50 г активированного угля, фарфоровую трубку 5 со 100 г активированного угля, нагреваемую электропечью 6 до 250—300° Рис. 39. Схема установки для лабораторного получения ЫС1 по методу Полянского: 1— круглодонная колба; 2 —плита; 3 — промывалка; 1,9—колонки с акти- вированным углем; 5 — фарфоровая трубка; Д—электропечь; 7—колба с соляной кислотой; 8—обратный холодильник; 10—поглотительные склянки. Газ полностью очищается от Fe и As, но содержит еще некоторое коли- чество H2SO4. Для освобождения от последней газ пропускают через колбу 7 емкостью 5 л, содержащую 3 л соляной кислоты (х. ч., уд. в. 1,19) и 50 г активи- рованного угля. Для удаления брызг служат обратный холодильник 8 и колон- ка 9 с активированным углем (аналогичная колонке 4). Наконец, газ поступает в серию поглотителей 10 с дестиллированной водой. Чтобы в приборе не созда валось давления, отводную трубку присоединяют к слабо действующему водо- струйному насосу. Установка может работать безотказно несколько месяцев без смены угля. Получаемая кислота всегда отвечает квалификации х. ч. КИСЛОТА ТЕЛЛУРОВАЯ Acidum telluricum Telluric acid Tellursaure Свойства H,TeO4 2HZO Мол. в. 229,66 Н2ТеО4-2Н2О—бесцветная кристаллическая масса отн. в. 3,05 при 25,5е При 90° еще устойчива, при 140° теряет 2 мол. воды, при 160° полностью пере ходит в ангидрид ТеО3. Растворима в воде. Н2ТеО4 является слабой кислотой ее константа диссоциации Ki = 7-10—7, К2=4-10~11 Таблица 192 Растворимость Н2ТеО4 в воде ГС HsTeO., % | ГС Н-.ТеО, % 10 25,29 60 43,67 18 28,90 80 51,55 30 33,36 100 60,84 40 36,38 НО —67
Кислота теллуровая и уксусная 287 Таблица 193 Относительные веса водных ра ст воров Н2ТеО4 H,TeO4 % d'5 d4 НЛеО4 % d15 «4 2,59 1,022 6,42 1,056 5,01 1,041 8,62 1,071 Требования к продажному реактиву По ВТУ РУ-720—52 препарат чистый должен быть белым кристаллине ским порошком, содержащим не менее 97,5% Н2ТеО4 2Н2О. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в Н2ТеО4-2Н2О квали фикации чистый'. Сульфаты (SO4) ... , . 0,2 Железо (Fe) . . . 0,02 П ригото\вление Те + 2HNO3 + 2НС1 = Н2ТеО3 + 2NOCI + Н2О 5Н2ТеО3 + 2НС1О3 = 5Н2ТеО4 + С12 + Н2О В конической колбе* емкостью 200 мл, снабженной пришлифованной стек- лянной трубкой в 1 м длиной, нагревают 10 г измельченного теллура с 10 мл HNOs (чистая, уд. в. 1,4) и 3 мл соляной кислоты (чистая, уд. в. 1,19) до пол- ного растворения. В случае необходимости добавляют еще немного соляной кислоты. В полученную жидкость вливают небольшими порциями раствор 9 г 20% -ной НС1Оз (приготовление см. стр. 304). После каждого прибавления HC1OS раствор кипятят и взбалтывают, пока выделение хлора не ослабеет; только тогда прибавляют новую порцию НСЮз. При таком методе удается из- бежать образования взрывчатой С1О2. Когда все количество НСЮз прибав- лено и выделение хлора в основном закончится, мутный желтоватый раствор Н2ТеО4 фильтруют через асбест в перегонную колбу емкостью 0,5—0,75 л и концентрируют в вакууме на водяной бане. При этом выделяется значительное количество хлора и оставшийся раствор обесцвечивается. Когда будет заметно начало кристаллизации, содержимое колбы выливают в фарфоровую чашку и упаривают на водяной бане. Раствор охлаждают, добав- ляют пол-объема HNO3 (чистая, уд. в. 1,4), выпавшие кристаллы Н2ТеО4-2Н2О отсасывают и сушат в вакууме до удаления хлора, окислов хлора и окислов азота. Маточные растворы при дальнейшем концентрировании дают еще значи- тельное количесто кристаллов Н2ТеО4. Продукт представляет собой мелкокри- сталлический снежно-белый порошок. Выход почти теоретический. КИСЛОТА УКСУСНАЯ Acidum aceticum Acetic acid Essigsaure CHCOOH Мол. в. CO,054 С вой ст в’а СНзСООН—бесцветная жидкость с резким характерным запахом, уд. в 1,0497 (при 20°). При небольшом понижении температуры затвердевает в кри сталлическую массу с т. пл. 16,635°+0,002°. Т. кип. 118°. * Т. Me у е г, Н. Moldenhauer, Z. anorg’. Chem., 119, 132 (1921).
288 Кислота С водой, спиртом и эфиром смешивается в любых отношениях. СН3СООН является слабой кислотой; ее термодинамическая константа диссоциации /<=1,75-10-3 при 25°. Таблица 194 Удельный вес водных растворов СН3СООН CH3COOH % | Уд- в. сньсоон % Уд. в. сн.соон % Уд. в. снсоон % Уд. в. 1 0,9997 26 1,0336 51 1,0583 76 1,0699 2 1,0012 27 1,0348 52 1,0590 77 1,0700 3 1,0026 28 1,0360 53 1,0597 78 1,0700 4 1,0041 29 1,0372 54 1,0604 79 1,0700 5 1,0055 30 1,0383 55 1,0611 80 1,0699 6 1,0069 31 1,0394 56 1,0618 81 1,0698 7 1,0084 32 1,0405 57 1,0624 82 1,0696 8 1,0098 33 1,0416 58 1 ,0630 83 1,0694 9 1,0112 34 1,0426 59 1,0636 84 1,0691 10 1,0126 35 1,0437 60 1,0642 85 1,0688 11 1,0140 36 1,0448 61 1.0648 86 1,0684 12 1,0154 37 1,0458 62 1,0653 87 1,0679 13 1,0168 38 1,0468 63 1,0658 8Й 1,0674 14 1,0181 39 I,0478 64 1,0663 89 1,0668 15 1,0195 40 1,0488 65 1,0667 90 1,0660 16 1,0208 41 1,0498 66 1,0671 91 1,0652 17 1,0222 42 1,0507 67 1,0675 92 1,0643 18 1,0235 43 1,0516 68 1,0679 93 1,0632 19 1,0248 44 1,0525 69 1,0683 94 1,0620 20 1,0261 45 1,0534 70 1,0686 95 1,0606 21 1,0274 46 1,0543 71 1,0689 96 1,0589 22 1,0287 47 1,0551 72 1,0691 97 1,0570 23 1,0299 48 1,0559 73 1,0693 98 1,0549 24 1,0312 49 1,0567 74 1,0695 99 1,0525 25 1,0324 50 1,0575 75 1,0697 100 1,0497 Примечание. Своеобразная зависимость между концентрацией уксусной кислоты и ее плотностью приводит к тому, что уд. в. выше 1,0497 отвечают две различные концентрации кислоты. Если требуется по уд. весу кислоты найти ее концентрацию, то ввиду сказанного выше надо знать, крепче или слабее кислота, чем 78%-ная (максимум плот- ности). Это может быть легко установлено добавлением небольшого ко- личества воды; если при этом уд. в. возрастает, значит кислота была крепче 78%-ной, в противном случае она слабее 78%-ной. Требования к продажному реактиву По ГОСТ 61—51 ледяная уксусная кислота х. ч. должна содержать не ме- нее 99,8% СН8СООН, препарат чистый или ч. д. а.—не менее 98%. Темпера- тура затвердевания ледяной Уксусной кислоты к. ч. должна лежать между 16,3 и 16,7°.
Кислота уксусная 289 Наибольшие количества допустимых примесей (%) в уксусной кислоте раз- личных квалификаций: Примеси ледяная х.ч. Х.Ч. ч.д.а. Нелетучий остаток 0,001 0,001 0,005 Серная кислота (SO4) 0,0003 0,0003 0,0005 Хлориды (С1) • 0,0002 0,0002 0,0004 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пересчете на РЬ) 0,0002 0,0002 0,0005 Железо (Fe) 0,0002 0,0002 0,0005 Кроме того, кислота должна выдерживать следующие испытания: 1. Муравьиная кислота, альдегиды и др. (для всех квалификаций). 2 мл кислоты разбавляют 10 мл воды и добавляют 0,1 мл 0,1 и. КМпО4. В течение 30 мин. розовая окраска не должна полностью исчезать или переходить в ко- ричневую. 2. Проба на разведение (для всех квалификаций). К 10 мл испытуемой кис- лоты добавляют 30 мл воды. В течение 1 часа не должно появляться мути. 3. Гомологи уксусной кислоты (только для квалификаций ледяная х. ч. и х. «.). К Ю мл препарата добавляют 10мл H2SO4 (уд. в. 1,84) и 1 мл 0,1 н. К2Сг2О7. Одновременно готовят контрольный раствор, состоящий из 10 мл воды, 10 мл H2SO4 (уд. в. 1,84) и 1 мл 0,1 н. КгСг2О7. Растворы перемеши- вают и оставляют стоять 30 мин. Далее к обоим растворам добавляют по 50 мл воды и перемешивают. После охлаждения добавляют по 2 г KJ и выделив- шийся иод титруют 0,1 н. Na2S2O3 до обесцвечивания (не применяя крахмала в качестве индикатора). Разница в объемах Na2S2O3, затрачиваемых на испы- туемый препарат и на контрольный образец, не должна превышать 0,4 мл. Приготовление При перегонке ледяной СНзСООН следует помнить о ее горючести и о сильных ожогах, причиняемых горячей кислотой. Необходимо применение защитных очков и резиновых перчаток. 1. Перегоняют смесь 100 г безводного ацетата натрия и 800 г конц. H2SO4. К дестиллату добавляют 1 г К2Сг2О7 и 5 г безводного CHsCOONa, взбалтывают и отстоявшуюся жидкость снова перегоняют. Выход около 80%. 2. Для очистки технической кислоты от примеси НС1 ее перегоняют, до- бавив небольшое количество безводного CH3COONa. Если техническая кислота содержит SO2, то ее настаивают с РЬО2, изредка взбалтывая и перегоняют. 3. Ледяная уксусная кислота получается дробным вымораживанием про- дукта, содержащего некоторое количество воды. Кислоту охлаждают до 0°, затем выдерживают некоторое время при +4° и сливают жидкость с кристаллов безводной кислоты. После легкого нагревания до плавления кристаллов опе- рацию вымораживания повторяют еще раз. 4. Для очистки технической ледяной СН3СООН в колбу пирекс емкостью 2,5 л загружают 2 кг технической кислоты (с т. пл. 13°), 150 а технического уксусного ангидрида и 1 г Na2CO3. Подогревают до 40—50° и добавляют тонкой струей 11 мл H2SO4 (х. ч., уд. в. 1,84). Через 15 мин. добавляют 20 г растертого КМпО4 и тщательно размешивают. К колбе присоединяют высокую дестил- ляционную колонку, заполненную битым стеклом, и нисходящий холодильник. Кислоту перегоняют под тягой, собирая фракцию с температурой замерзания ниже 15,8° и фракцию с температурой замерзания от 15,8 до 16,5°. Выход последней фракции отвечающей препарату х. ч. или ч. д. а. 60—70%. Для определения температуры замерзания пробирку с 4—5 мл кислоты по- мещают в ледяную воду и перемешивают термометром. Когда начнется выделе- ние кристаллов, пробирку вынимают, шарик термометра устанавливают в цен- тре жидкости и отмечают наивысшую температуру, после которой снова начи- нается падение. 19 Чистые химические реактивы
290 Кислота КИСЛОТА УРАНОВАЯ (ГИДРАТ ОКИСИ УРАНИЛА) Acidum uranicum Uranic acid Uransaure Uranylhydroxyd (J02(0H)o или Н2иО4 Мол. в. 304,09 Свойс тва H2UO4—кирпично-красная масса, теряющая при нагревании воду и часть кислорода. Приготовление UO2(NO3)2 + 2Н2О = UO2(OI I)2 + 2HNO3 Нагревают 20 г азотнокислого уранила [UO2(NO3)2-6H2] с 50 г безводного спирта на водяной бане так, чтобы спирт медленно испарялся, но не закипал. Через некоторое время выпадает желтый осадок; тогда прибавляют еще спирта и выпаривают досуха. Осадок промывают водой и сушат при 50—60°. КИСЛОТА ФОСФОРИСТАЯ Acidum phosphorosum Phosphorous acid Phosphorige Saure Свойства H3PO3 Мол. в. 81,999 H3PO3—бесцветные кристаллы уд. в. 1,65, расплывающиеся при лежании на воздухе. Т. пл. 74,4°, выше 160° распадается по уравнению 4Н3РО3 = ЗН3РО4 + РН3 Очень легко растворима в воде: в 100 мл воды при 0° растворяется 75,58 г, Н3РО3, при 30°—84,12 г. Н3РО3 является двухосновной кислотой; ее кон- станты диссоциации при 25°: /(j=l,6-10—®, Д2=7-10—7. Сильный восста- новитель, выделяющий из солей Hg++ и Ag+ свободные металлы. Требования к продажному реактиву По ТУ НКХП № 518—41 препарат ч. д. а. должен содержать не менее 97% Н3РО3, чистый—не менее 95%. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в Н3РО3 различных квалификаций: Примеси ч.д.а. ч. Вещества, нерастворимые в воде.......... 0,02 0,05 Н3РО4.............. ... . . 2,0 3,0 Хлориды (С1) ........ . ... 0,002 0,005 Железо (Fe) . . .... 0,002 0,005 Приготовление Для получения препарата квалификации ч. д. а. в литровый фарфоровый стакан, охлаждаемый льдом и снабженный механической мешалкой, помещают 500 мл дест. воды и при перемешивании (мешалка должна доходить до дна) приливают по каплям 100 г свежеперегнанного РС13 с т. кип. 74—76°. В конце операции можно охлаждение прекратить. Раствор фильтруют, если он получился мутным, и упаривают фильтрат при температуре ниже 140° до 1/3 объема (т. е. до удаления НС1). Охлаждают до 60— 65°, вносят «затравку»—кристаллик Н3РО3 и охлаждают при перемешивании. Вся масса в количестве 63 г закристаллизовывается.
Кислота урановая, фосфористая и фосфорная 291 Для получения более чистого препарата растворяют 10 г Н3РО3 в 3,5 мл воды и в полученный раствор высыпают оставшиеся 53 г HSPOS. Тщательно пе- ремешивают, отсасывают кристаллы и помещают их в банку с притертой проб- кой. В'ыход 40 г (67%). КИСЛОТА ФОСФОРНАЯ (ОРТОФОСФОРНАЯ КИСЛОТА) Acidum phosphoricum Phosphoric acid Phosphorsaure Orthophosphoric acid Orthophosphorsaure H3PO4 Мол. в. 97,999 Свойства H3PO4—столбчатые кристаллы с т. пл. 41,75. В жидком состоянии весьма склонна к переохлаждению и представляет бесцветную сиропообразную жид- кость, уд. в. 1,88, без запаха. Легко растворима в воде и спирте, не ядовита. Кристаллизуется из растворов уд. в. 1,75—1,85, легче при внесении затравки. При нагревании выше 150° фосфорная кислота, не достигнув 100%-ного содер- жания ЩРО4, начинает терять связанную воду, переходя в Н4Р2ОГ и далее в HPOS. Фосфорная кислота стоит между сильными и слабыми кислотами. Ее тер- модинамические константы диссоциации при 25°: А1=7,51-10—3, Кг=6,23- . 10—8, Кз — 4,8- 10—13. Гидрат Н3РО4-1/зН2О также может быть выделен в виде мелких белых кристалликов, весьма гигроскопичных, с т. пл. 29,35°. Таблица 195 Удельный вес водных растворов Н3РО4 Уд. Б. Н.,РО4 о/ /о P.OS О/ /о Уд. в. Н..РО, О/ /о кед О/ /о УД- Б. н.ро, О/ /о PSO6 % 1,0054 1 0,726 1,1262 21 15,246 1,2731 41 29,766 1,0109 2 1,452 1,1329 22 15,972 1,2812 42 30,492 1,0164 3 2, 178 1,1397 23 16,698 1.2894 43 31,218 1,0220 4 2,904 1,1465 24 17,424 1,2976 44 31,944 1,0276 5 3,630 1,1534 25 18.150 1,3059 45 32,670 1,0333 6 4,356 1,1604 26 18,876 1,3143 46 33,496 1,0390 7 5,082 1,1674 27 19,602 1,3227 47 34,222 1,0449 8 5,808 1,1745 28 20,328 1,3313 48 34,948 1,0508 9 6,534 1,1817 29 21,054 1,3399 49 35,674 1,0567 10 •7,260 1,1889 30 21,780 1,3486 50 36,400 1,0627 11 7,986 1,1962 31 22,506 1,3573 51 37,126 1,0688 12 8,712 1,2036 32 23,232 1,3661 52 37,852 1,0749 13 9,438 1,2111 33 23,958 1,3750 53 38,578 1,0811 14 10,164 1,2186 34 24,684 1,3840 54 39,304 1,0874 15 10,890 1,2262 35 25,410 1,3931 55 40,080 1,0937 16 11,616 1,2338 36 26,136 1,4022 56 40,756 1,1001 17 12,342 1,2415 37 26,862 1,4114 57 41,482 1,1065 18 13,068 1,2493 38 27,588 1,4207 58 42,208 1,1130 19 13,794 1,2572 ,39 28,341 1,4301 59 42,934 1,1196 20 14,520 1,2651 40 29,040 1,4395 60 43,660 Требования к продажному реактиву По ГОСТ 6552—53 препарат ч. д. а. должен содержать не менее 88% Н3РО4, ирепарат чистый—87.5% . 19*
292 Кислота Наибольшие количества допустимых примесей (%) в Н3РО4 различных квалификаций: Примеси ч.д.а. ч. Хлориды (С1) . 0,0002 0,0005 Сульфаты (SO4) 0,0001 0,002 Нитраты (Ь10з) 0,0005 0,001 Железо (Fe).................................. 0,001 0,002 Тяжелые металлы сероводородной группы 0,0005 0,001 Мышьяк (As)......................... . . . 0,0001 0,0002 Щелочные и щелочноземельные металлы 0,0001 0,001 Летучие кислоты (СН3СООН)........... 0,0015 0,0015 Аммонийные соли (NH4)..................... 0,002 0,004 Кроме того, препарат должен выдерживать следующие испытания: 1. Содержание веществ, восстанавливающих КМпО4. 17 ±0,01 г препарата растворяют в 20 мл воды, прибавляют 2 мл 0,01,н. раствора марганцовокислого калия, нагревают до кипения и выдерживаю/на водяной бане 10 мин. Розовое окрашивание не должно исчезать в течение 10 мин. 2. Содержание фосфорной кислоты мета (НРО3). К 5 мл раствора, соответ- ствующим 1 г препарата, налитого в цилиндр, прибавляют 5 мл воды, 5 мл раствора альбумина и перемешивают без взбалтывания. Раствор должен оста- ваться пр озрачным. Раствор альбумина готовят следующим образом: 5 г альбумина тщательно взбалтывают в течение 10 мин. с 250 мл воды и фильтруют Вместе раствора альбумина можно применять белок куриного яйца, смешав его с водой с таким рас- четом, чтобы получить ~ 20% раствор. Приготовление 1. В реторту, снабженную приемником, загружают* 127 г желтого фосфора, 1400 мл HNOS {чистая, уд. в. 1,2) и осторожно нагревают под тягой. Уд. вес HNOs не должен превышать 1,2 во избежание опасных взрывов. В то же время при применении HNOS уд. в. 1,18 реакция идет слишком медленно. Фосфор плавится, и дальнейшая реакция идет спокойно. Когда через 10— 12 час. фосфор полностью растворится, раствор выпаривают в фарфоровой чаш- ке до полного удаления HNO3 (проба с FeSO4 и H2SO4), причем температура не должна превышать 188°. Следует также убедиться в отсутствии фосфористой кислоты (раствор HgCla не должен давать черного осадка с пробой раствора), иначе добавляют еще немного дымящей HNOS и продолжают упаривание. Полученный раствор обрабатывают при нагревании I{2S до полного осаж- дения мышьяка, разбавляют водой, фильтруют и снова медленно упаривают, пока температура жидкости не повысится до 160°. Препарат представляет собой почти 100%-ную Н3РО4. 2. Растворяют 73 г Na3HPO4- 12Н2О (чистый); в 460 мл воды и насыщают раствор при охлаждении хлористым водородом до получения дымящей жид- кости. Выпавший NaCl, почти нерастворимый в насыщенном растворе НС1, от- фильтровывают, и фильтрат выпаривают на водяной бане до получения густого сиропа. Жидкость охлаждают, добавляют равный объем абсолютного спирта и отфильтровывают выпавшие кристаллы NaCl. Из фильтрата медленно отгоняют спирт. Полученную сиропообразую фосфорную кислоту испытывают на чисто- ту и, в случае необходимости, очищают по способу 3. Препарат иногда бывает бурого цвета из-за наличия органических примесей. 3. Для очистки от As 80%-ную кислоту (техн.), уд. в. 1,65) насыщают НС1 в течение 30 мин. Приливают 40—50% по объему сероводородной воды и снова насыщают НС1 в течение 2 час. Через сутки отфильтровывают осадок, и фильтрат упаривают для удаления НС1 на песчаной бане, добавив к го- Хим. преп., стр. 41.
Кислота фосфорноватая 293 пячему раствору несколько капель HNOs. Таким путем удается получить Н3РО« УД- в- * >90 с содержанием всего 0,0002% С1 и 0,00002% As. 4. Для очистки фосфорной кислоты (техн.) от As и РЬ практичным оказал- ся электролитический метод*. Разбавляют' кислоту до 70—75%, добавляют СвО (по крайней мере пятикратное количество относительно присутствующего As) и подвергают раствор электролизу с платиновым анодом и медным катодом, поддерживая температуру электролита около 50°. Анодная плотность тока долж- на быть 0,5—1 а/см2, катодная плотность 0,008—0,01 а! см2. Полное выделение As (в виде CusAs) в 1 кг кислоты требует 10—12 с-час; затем начинает осаждаться РЬ. Через 15—20 час. электролиз Заканчивают и раствор фильтруют через во- ронку с пористо стеклянной пластинкой. Расход тока составляет 0,07— 0 09 квт-ч на 1 кг кислоты. Полученная таким путем Н8РО3 содержит менее 5-10—s% РЬ. КИСЛОТА ФОСФОРНОВАТАЯ Acidum hypophosphoricum Hypophosphoric acid Unterphosphorsaure H4P2O6-2H2O Мол. в. 198,014 Свойства Н4Р2Ов-2Н2О—бесцветные ромбические кристаллы, расплывающиеся ва воздухе и плавящиеся при 55°. Безводная кислота, получаемая при высушива- нии кристаллогидрата в вакууме над Р2О6, имеет т. пл. 70°. При хранении по- степенно окисляется. Водные растворы медленно распадаются. Распад ускоряется при кипячении с разбавленной H2SO4. Фосфорноватая кислота относится к кислотам средней силы; ее константы диссоциации.' К1=6,4-1С— 3; К2=1,55-10-3; Ks=5,4-10—»; К4=9,4- 10~и Приготовление Осторожно*. Вся операция должна проводиться с соблюдением правил работы с желтым фосфором (стр. 539). 1. Палочки фосфора длиной 5—6 см просверливают под водой вдоль при помощи длинной иглы; это удается без труда, если фосфор некоторое время лежал в теплой (40°) воде. Через палочки протягивают нитки, завязанные на одном конце узлом во избежание проскакивания, и быстро переносят в большой ста- кан, содержащий 1 л 25% CHsCOONa (чистый). Сво- бодные концы ниток пропускают наружу через отвер- стия в дырчатой фарфоровой пластинке, которой на- крывается стакан (рис. 40) и затем пропускают через маленькие пробочки так, чтобы нити можно было передвигать взад и вперед. Так подвешивают до 20 налочек и остальные отверстия пластинки закрывают, оставляя лишь 10—15 отверстий для подвода воздуха. Нити подтягивают так, чтобы палочки фосфора на 1 см выступали из жидкости, и оставляют прибор в холодном Рис. 40. Схема при бора для получения фосфорноватой кислоты. месте. Когда весь фосфор до уровня жидкости окислится и дно сосуда покроется слоем соли, фарфоровую плас- тинку с палочками фосфора переносят в другой стакан, содержащий также 1 л 25%-ного раствора CH3COONa; *3. А. Ио фа, Е. В. БруцкусиВ. Я- Венгеров. ЖПХ, 8. (5). 84U (1935).
294 Кислота при этом нити подтягивают так, чтобы палочки фосфора опять выступили из жидкости на 1 см. Скорость окисления тем больше, чем большее число палочек фосфора окисляется одновременно. Самовозгорания избегают, поме- щая аппарат в холодное место; густые белые пары, наполняющие стакан с самого начала, препятствуют воспламенению. Для выделения Н4Р2О6 к полученной смеси сырых кислот добавляют по каплям насыщенный раствор уксуснокислого натрия, пока не прекратится об- разование осадка кислой соли (Na2H2P2Oe); последнюю очищают перекристал- лизацией (1 ч. соли растворима в 45 ч. холодной и в 5 ч. горячей воды). Очи- щенную соль растворяют, и к раствору добавляют уксуснокислого свинца; тотчас выпадает нерастворимый РЬзРгО,;, который промывают водой. Промытый, свежеполученный белый осадок взмучивают в воде, н в меха- нически перемешиваемую суспензию пропускают сероводород, однако не до полного насыщения, т. е. чтобы в конце не ощущался запах H2S, после чего су- спензию фильтруют. Полученный раствор Н4Р2Ов бесцветен, и его можно кипя- тить без разложения. Однако чтобы довести кислоту упариванием до сиропо- образной консистенции, температуру не следует поднимать выше 30°; лучше всего испарять воду в вакууме над СаС12. 2. К раствору 9 г КМпО4 и 8 г NaOH в 250 мл воды прибавляют* при перемешивании 7 г красного фосфора в порошке. Смесь разогревается, и фио- летовый цвет раствора переходит в зеленый. Смесь нагревают до полного обес- цвечивания перманганата, фильтруют и осадок промывают водой. Фильтрат сильно подкисляют СН3СООН, нагревают и к горячему раствору добавляют около 4 г ВаС12-2Н2О до полноты осаждения фосфорноватокислого бария. Оса- док отфильтровывают, промывают разбавленной СН3СООН и разлагают 2 н. H2SO4 из такого расчета, чтобы не было избытка H2SO4. Смесь отфильтровы- вают от BaSO4, промывают осадок и фильтрат .концентрируют, как описано выше. КИСЛОТА ФЭСФЭРНОВАТИСТАЯ’ Acidum hypophosphorosum Hypophosphorous acid Hypophosphorige Saure Unterphosphorige Sam e H3PO2 или’112РО(ОН) Мол."в.'766,00 Свойства H3PO2—бесцветная кристаллическая масса с т. пл. 17,4°, уд. в. 1,49, смеши вающаяся с водой во всех отношениях. Легко расплывается на воздухе в си- ропообразную жидкость, имеющую кислую реакцию. Сильный восстановитель. При нагревании разлагается, причем разложение идет в две стадии: при 130—140° по реакции ЗН3РО2 = 2Н3РО3 + РН3 при 160—170 по реакции 4Н3РО3 = ЗН3РО4 + РН3 Н3РО2 является одноосновной довольно сильной (К==9-10—2) кислотой Ее соли носят название гипофосфитов. Требования к продажному реактиву По временным техническим условиям ИРЕА водный раствор препарата чистый должен содержать не менее 50% Н3РО2 и не более 1,5% Н3РОз. 0,1% H,SO4, 0,5% Ва. Для определения содержания As и пригодности препарата для аналитиче- ских целей проводят следующее испытание. В три пробирки помещают по 2 г F.Vogel, Z. ang. Chem. 42, 264 (1929).
Кислота фосфорноватистая и фосфорновольфрамовая 295 препарата и затем добавляют: в первую пробирку-—0,01 мг As2Osh Злгл соля- ной кислоты (х. ч., уд. в. 1,19); во вторую пробирку—0,5 мл воды и 3 мл соля- ной кислоты (х. ч., уд. в. 1,19); в третью пробирку—3,5 мл воды. Пробирки с растворами нагревают 10 мин. в стакане с кипящей водой, по- сле чего выдерживают 50 мин. при комнатной температуре. Раствор в первой пробирке должен иметь буроватый цвет. Окраска двух остальных пробирок должна быть одинаковой и слабее окраски раствора в первой пробирке. Приготовление 1. Препарат реактивной чистоты получают следующим способом. Операцию с желтым фосфором проводить под тягой и с соблюдением всех мер предосторожности! К раствору 300 г Ва(ОН)2 (чистый) в 1 л воды, нагретому в фарфоровой чаш- ке до 70°, добавляют постепенно 100 г желтого фосфора (осторожно}, см. стр. 539). Смесь нагревают до растворения фосфора и полного прекращения выделе- ния самовоспламеняющегося фосфористого водорода. Раствор фильтруют, освобождают от избытка Ва(ОН)2 пропусканием СО2, вновь фильтруют и филь- трат упаривают до кристаллизации гипофосфита бария. 285 г (1 моль) гипофосфита бария растворяют в 5 л воды и при- бавляют 25%-ную H2SO4 (чистая) до полного осаждения попов Ва++-, на что идет около 400 г кислоты. Раствор оставляют стоять в течение суток для лучшего осаждения BaSOa. после чего сливают прозрачную жидкость сифоном и упаривают в фарфоровой чашке до Va объема. Затем продолжают выпаривание в платиновой чашке при помешивании термометром, пока температура не достигнет 105° (шарик термометра должен быть полностью погружен в жидкость, но не касаться дна). Жидкость фильтруют горячей и подвергают дальнейшему упариванию, не до- водя до кипения. Когда температура повысится до 110°, нагревают */« часа, по- степенно повышая температуру до 130°, также избегая кипения. Теперь кислота не содержит пузырьков воздуха и не имеет запаха PHS, но дымит вследствие частичного улетучивания. После 10-минутного нагревания при 130° удаляют пламя, дают массе несколько охладиться и фильтруют в склянку с притертой пробкой. При охлаждении смесью льда и соли и потирании стеклянной палоч- кой почти вся масса закристаллизовывается. Полученная Н8РО2 содержит лишь незначительное количество HSPOS и Н3РО4. Упаривание в платиновой чашке лучше заменить упариванием в вакууме при 80—90°. 2. Для получения препарата реактивной чистоты из технического рас- твора Н3РО2, содержащего кальций, раствор упаривают на водяной бане, при- бавляют равный объем абсолютного спирта и избыток сухого эфира до прекра- щения выпадения объемистого осадка соли кальция. От фильтрата отгоняют спирт и эфир и остаток упаривают на водяной бане до уд. в. 1,4625. КИСЛОТА ФОСФОРНОВОЛЬФРАМОВАЯ Acidum phospliowolframicum Phosphotungstic acid Phosphorwolframsaure H7[P(W2O7)6]-xH2O Мол. в. безводной кислоты 2917,13 С>в о йс т в а H7[P(W2O7)6]xH2O—блестящие кристаллы, легко растворимые в воде. В кислом растворе устойчива. При кипячении со щелочами распадается на фос- фат и вольфрамат. Азотнокислая закисная ртуть Hg2(NOs)2 дает с раствором фосфорновольфрамовой кислоты желтый, почти нерастворимый в воде осадок. Содержание воды в препарате колеблется обычно между 9 и 17%.
296 Кислота Требования к продажному реактиву По МПТУ 4269—53 препарат должен представлять собой белые с зеленова- тым оттенком кристаллы и содержать не менее 80% WO3. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в H7[P(W2O7)C] различ- ных квалификаций: Примеси Х.Ч. ч. Остаток, нерастворимый в воде 0,002 0,01 0,025 Потери при прокаливании 9—17 9-17 9—17 Хлориды (С1) 0,005 0,01 0,02 Сульфаты (SO4) 0,01 0,02 0,03 Нитраты (NOS) 0,01 0,02 0,03 Кальций (Са) 0,01 0,02 0,05 Железо (Fe) 0,002 0,005 не опр. Тяжелые металлы сероводородной группы (в пересчете на РЬ) . . . 0,002 0,002 0,005 Натрий (Na2O) 0,5 0,5 0,5 Кроме того, препарат должен выдерживать испытание на содержание аммония. 0,5 г препарата растворяют в 50 мл воды и подкисляют 0,1 н. HNO3—не должно быть мути. Приготовление 1. Для получения препарата ч. д. а. 500 мл 16%-ного раствора фосфорно- вольфрамовокислого натрия (приготовление см. стр. 373) взбалтывают* в боль- шой делительной воронке со 100 мл соляной кислоты (чистая, уд. в. 1,19) и 200 мл эфира, охлажденных льдом (эфир предварительно промывают водой, сушат и перегоняют). При отстаивании получаются 3 слоя: верхний (эфирвый), средний (водный раствор NaCl, НС1 и др.) и нижний (тяжелая маслянистая жидкость—эфират фосфорновольфрамовой кислоты). Нижний слой отделяют и отгоняютэфир на водяной бане (огнеопасной). Слег- ка восстановившуюся и окрашенную в синий цвет кислоту обесцвечивают добав- лением нескольких капель конц. Н2О2 и выкристаллизовывают при охлажде- нии. Полученный таким путем продукт содержит натриевую соль (около 0,5% Na2O). Для очистки его растворяют в воде, снова экстрагируют эфиром и по- вторяют описанные выше операции. Выход 74%. 2. Для приготовления раствора фосфорновольфрамовой кислоты в кипя- щий насыщенный раствор продажного вольфрамовокислого натрия прибавляют Н3РО4 до кислой реакции на лакмус; после охлаждения жидкость сильно под- кисляют уксусной или соляной кислотой и после суточного стояния фильтруют. 3. Для получения препарата квалификации х. ч. разработана следующая методика** Первоначально приготовляют так называемую активную вольфрамовую кис- лоту. Для этого 200 г Na2WO4 растворяют в 1 л воды, фильтруют и осаждают H2WO4 прибавляя тонкой струей 160 мл HNO3 (ч. д. а., уд. в. 1,4). Осадок от- фильтровывают, промывают горячей водой (60—75°, но не выше!). Затем разме- шивают с горячей водой и повторно фильтруют. Фильтрование и размешивание чередуют до исчезновения ионов NO3— в фильтрате (проба с дифениламином). H2WO4 немедленно пускают в дальнейшую операцию, иначе она теряет актив- ность. В трехлнтровую трехгорлую колбу, снабженную мешалкой с водяным затвором и обратным холодильником, помещают 2 л воды, приготовленную. • Е. А. Никитина, ЖОХ, 7, 2609 (1937). •* Метод ИРЕА (Е. А. Никитина, О. Н. Соколова и И. И. Ангелов).
Кислота фосфорномолибденовая 297 как указано выше, активную H2WO4 и 5 г HSPO3 (х. ч., считая на 100%-ную). Смесь кипятят при непрерывном перемешивании 6 час. и упаривают в фарфо- ровой чашке до */4 объема. Если раствор имеет синюю окраску, то добавляют несколько капель 10%-ной Н2О2 до обесцвечивания. Горячий раствор фильт- руют с отсасыванием через фильтр, покрытый слоем активной H2WO4 толщи- ной около 5 лои. Фильтрат упаривают до появления кристаллов, охлаждают и тотчас же отсасывают (при длительном стоянии может закристаллизоваться вся масса). Продукт содержит HSPO4 и должен быть перекристаллизован. Для этого 58— 60 г фосфорновольфрамовой кислоты растворяют в 100 мл воды, фильтруют, упаривают и кристаллизуют, как описано выше. Кристаллы сушат при 60— 70°. Выход препарата 33%. Маточные растворы можно использовать при сле- дующих- синтезах. 4. Для приготовления раствора препарата в случае отсутствия HSPO4 к раствору 200 г вольфрамовокислого натрия и 120 г фосфорнокислого натрия (Na2HPO4-I2H2O) в 1 л воды прибавляют 100 мл концентрированной серной кислоты. КИСЛОТА ФОСФОРНОМОЛИБДЕНОВАЯ Acidum Phosphomolybdic acid Phosphormolybdansaure phosphonnol ybdaenicum H7[P(Mo207)6]-xH20 Мол. в. безводно!! кислоты 1861,49 Свойства Н7[Р(Мо2О7)6]-хН2О—желтые блестящие триклинические призмы, легко растворимые в воде. Хранить препарат следует в темных банках с притертыми пробками. Требования к продажному реактиву Наибольшее количество допустимых примесей (%) в фосфорномолибдено- вой кислоте различных квалификаций (по МПТУ 4223—53): Примеси Х.Ч. ч.д.а. ч. Вещества, нерастворимые в воде .... 0,009 0,01 0,02 Сульфаты (SO4) 0,01 0,02 0,04 Хлориды (С1) 0,01 0,02 0,04 Нитраты (NO3) 0,005 0,01 0,02 Кальций (Са) . 0,005 0,01 0,015 Железо (Fe) 0,001 0,003 0,005 ТяжеЛые металлы сероводородной группы (в пересчете на РЬ) 0,001 0,002 0,005 Кроме того, препарат должен выдерживать испытание на присутствие аммиака, как описано при фосфорновольфрамовой кислоте (см. стр. 296). Приготовление 12MoOs + HSPO4 + 2Н2О = H,[P(Mo2O7)6J 1. Для получения препарата квалификации ч. д. а. 80 г МоОз (чистый, приготовление см. стр. 67), 250 мл воды и 5 мл Н3РО4 (чистая, уд. в. 1,75) ки- пятят в круглодонной колбе 3 часа, время от времени взбалтывая и пополняя
298 Кислота испаряющуюся воду. Полученный золотисто-желтый раствор охлаждают, дают отстояться и фильтруют (остаток МоОз можно использовать при новом синтезе). Объединенный раствор от двух операции (общим объемом около 500 мл\ переносят в большую делительную воронку, добавляют 200 мл эфира, пред- варительно промытого водой, высушенного, перегнанного и охлажденного льдом (огнеопасно!), и постепенно, малыми порциями, при непрерывном взбал- тывании, добавляют 10 мл соляной кислоты (чистая, уд. в 1,19). При отстаи- вании жидкость разделяется на три слоя. Нижний слой (эфират фосфорно- молибденовой кислоты) объемом около 70 мл переносят в перегонную колбоч- ку и отгоняют эфир на водяной бане (огнеопасно!). Выдерживают колбу еще час на кипящей водяной бане и переливают темносине-зеленый раствор в фар- форовую чашку. По охлаждении кристаллы (около 60 г) отсасывают, растворяют в 50 мл го- рячей воды и после охлаждения добавляют 3,5—4 мл 30%-ной Н2О2 или HNOs (чистая, уд. в. 1,38). После получасового стояния раствор должен стать желтым, иначе добав- ляют еще несколько капель 3%-ной Н2О2 до исчезновения зеленой окраски. Раствор фильтруют, если надо, и упаривают (лучше в вакууме) до выделения значительного количества кристаллов. Последние отсасывают и сушат при 35—40°. Выход около 55 г. Если препарат загрязнен Ci—, его следует перекристаллизовать из 50 мл воды. 2. По следующему способу можно получить препарат квалификации ч. д. а., не применяя эфира (Метод ИРЕА). В колбу, снабженную механической мешал- кой и обратным холодильником, помещают 500 мл воды, 640 г MoOs (четырех- кратное количество против теории) и 9,1 г Н3РОз (считая на 100%-ную), и смесь кипятят при перемешивании в течение двух часов. Раствор должен быть золотисто-желтый; при появлении зеленого окрашивания добавляют несколько капель Н2О2. Смесь охлаждают, фильтруют от избытка МоО3, упаривают до появления пленки, охлаждают, кристаллы отсасывают и сушат на воздухе два часа. „Получают около 120 г препарата с содержанием — 20% воды. Выход 75%, в пересчете на вошедший в реакцию МоО3. КИСЛОТА ФТОРИСТОВОДОРОДНАЯ (ФТОРИСТЫЙ ВОДОРОД, ПЛАВИКОВАЯ КИСЛОТА) Acidum hydrofluoricum Hydrofluoric acid Fluorwasserstoffsaure Flusssaure HF Мол. в. 20,01 Свойства Фтористыл водород представляет собой бесцветную легкоподвижную сильно гигроскопическую жидкость уд. в. 0,9879 при 12,8°. Т. кип. —19,54°, т. пл. —92,3°. На воздухе дымит. Низкая точка кипения может быть причиной взрыва, если HF сохраняют в платиновых бутылках с завинчивающимися проб- ками, залитыми парафином. Пары HF чрезвычайно едки и ядовиты, вызывают боль под ногтями. Даже разбавленная кислота образует на коже язвы. При попадании безводного HF на руки необходимо тотчас же погрузить обожженное место на некоторое время в 3%-ный раствор NHiOH или в 10%-ный раствор (NH^COs- При ра- боте с HF лучше всего применять резиновые перчатки. Водный раствор HF не замерзает еще при —30°; уже небольшая примесь HF сильно понижает точку замерзания воды. HF является слабой кислотой. Термодинамическая константа диссоциации HF 7(а=7,2 Ю-4. При перегонке
Кислота фтористоводородная 299 разбавленной кислоты крепость ее постепенно повышается, пока, наконец- при 120° не начинает перегоняться . идрат уд. в. 1,15, отвечающий содержа" нию 35,37% HF. Для храпения водной кислоты применяют сосуды из платины, каучука, эбонита, парафина или парафинированного стекла. Однако хранение фтори- стоводородной кислоты в стеклянных парафинированных сосудах мало надежно. Безводную HF рекомендуют хранить в серебряном сосуде, охлаждаемом льдом*. Даже при длительном хранении препарат .свободен от Ag+. Таблица 196 Удельный вес водных растворов HF (при 20°) HF % Уд. в. HF % Уд. в. 1 1 HF 1 % Уд. в. 2 1,005 20 1,070 36 1,118 4 1,012 22 1 077 38 1,123 6 1,021 24 1 084 40 1,128 8 1,028 26 1 .090 42 1,134 10 1,036 28 1,096 44 1,139 12 1,043 30 1,102 46 1,144 14 1,050 32 1,107 48 1,150 16 1,057 34 1,114 50 1.155 18 1,064 Требования к продажному реактиву По ТУ МХП 289—47 препарат ч. д. а. должен содержать не менее 40% HF, препарат чистый—не менее 35%. Препарат должен выдерживать испыта- ние на сернистую кислоту (разбавленная фтористоводородная кислота не должна обесцвечивать 1 каплю 0,1 н. раствора J2). Наибольшие количества допустимых примесей (%) в фтористоводородной кислоте различных квалификаций: Ппимеси ч.д.а. ч. Нелетучий остаток (в виде сульфатов) 0,005 0,01 Хлориды (CI) ................................. 0,005 0,01 Сульфаты (SOa) ......................... 0,005 0,02 Кремнефтористоводородная кислота (H2SiF6) . 0,25 1,0 Тяжелые металлы (в пересчете на РЬ) . . 0,001 0,00] Железо (Fe) . . .................... 0,0005 0,001 Приготовление 1. Для получения безводного фтористого водорода обезвоженный KHFt нагревают в медной или платиновой реторте на голом огне и собирают дес- тиллат в медный приемник, охлаждаемый льдом и снабженный отводом, за- пертым хлоркальциевой трубкой. Первые 10—20 мл дестиллата отбрасывают, остальной дестиллат еще раз перегоняют на водяной бане, нагретой до 35—39°. 2. Для получения водной кислоты квалификации чистая 1 ч. порошка пла викового шпата, свободного от SiO2, нагревают в платиновой или свинцовой * И. В. Тананаев, ЖПХ. И, 214 (1938).
300 Кислота (свинец не должен быть пропаян оловом) реторте с 2 ч. конп. H2SO4 и улав- ливают выделяющийся фтористый водород водой в платиновом или свинцовом приемнике, охлаждаемом льдом. Во избежание образования трудно удаляемой из реторты спекшейся массы плавиковый шпат рекомендуется смешать пред- варительно с равной частью гипса и затем уже действовать серной кислотой. Горло реторты только немвого погружают в воду приемника; еще лучше в широкогорлый приемник поставить платиновую чашку с водой, которая бы- стро раствоояет переходящую HF. Вместо планикового шпата можно употреблять криолит (Na3AlF6); в этом случае на 1 ч. криолита берут 2,5 ч. H2SO4. 3. Для получения фтористоводородной кислоты квалификации чистая из технической дымящей 70—75%-ной HF ее загружают в свинцовую реторту с серебряным холодильником, разбавляют половинным количеством воды и вносят 12% по весу гранулированного олова. На следующий день медленно от- гоняют раствор HF в свинцовый приемник. Дестиллат переливают в свинцовую реторту и добавляют раствор КМпО« до устойчивого красного окрашивания. Смесь оставляют на ночь и вновь пере- гоняют, отбрасывая первые 100—150 мл. Из 2,1 кг технической кислоты полу- чают таким образом 2,4 кг 40%-ной фтористоводородной кислоты*. КИСЛОТА ХЛОРНАЯ Acidum perchloricum Perchloric acid Ueberchlorsaure Acidum hyperchloricum Perchlorsaure HCIO4 Мол. в. 100,465 Свойства Безводная НСЮ4—сильно дымящая, очень гигроскопичная, подвижная жидкость уд. в. 1,77. Т. пл. —112°, т. кип. 39г при 50 мм. При попадании на кожу вызывает болезненные ожоги. При соприкосновении с горючими веществами (уголь, бумага, дерево и т. д.) сильно взрывает. При нагревании, также часто при хранении (даже в темноте) разлагается со взрывом. Вследствие сильной взрывчатости кислоты и причиняемых ею болезненных, трудно заживающих ран обращаться с кислотой необходимо с большой осторожностью. Работа с водными растворами кислоты совершенно безопасна. При смешении с эквивалентным количеством воды (при охлаждении) кислота затвердевает в кристаллическую кашицу, образуя гидрат НС1О4-Н2О с т. пл. 50°. С большим количеством воды кислота соединяется с шипением, образуя вначале дигидрат НС1О4-2Н2О, который смешивается с водой во всех отноше- ниях. НСЮ4 является самой сильной из всех известных кислот. Вкус очень разбавленной кислоты сильно и приятно кислый. При перегонке разбавленных растворов хлорной кислоты сначала испаряет- ся вода, затем, при 203°, перегоняется дигидрат, содержащий около 72% НСЮ4. Такая кислота дымит на воздухе, но вполне устойчива. Безводную кислоту нельзя перегонять под атмосферным давлением; она при 50° окрашивается в темнокрасный цвет, при дальнейшем нагревании темнеет и становится непро- зрачной. При 75° начинается разложение; температура долгое время держится на 92°, причем выделяются густые белые пары и желтый газ. Одновременно в приемнике собирается несколько капель темнокрасной жидкости, содержа- щей 94,77%-ную HCIO4, которая внезапно взрывает с громадной силой. Остающаяся в колбе жидкость содержит 87,75%-ную НСЮ4, затвердевающую в белые кристаллы. * Получение безводной HF в серебряной реторте подробно описано В. Клат- том (W. Klatt). Z anorg. Chem., 222, 236 (1935).
Кислота хлорная 301 Таблица 197 Удельный вес водных растворов HCIO4 Уд. в. нею, % Уд. в. НС1О4 % Уд. в. нею, % Уд. в. нею, % Уд. в. нею, % 1,005 1,00 1,140 21,64 1,275 37,60 1,410 50,10 1,545 60,41 1,010 1,90 1,145 22,32 1,280 38,10 1 ,415 50,51 1,550 60,78 1,015 2,77 1,150 22,99 1,285 38,60 1,420 50,91 1,555 61,15 1,020 3,61 1,155 23,65 1,290 39,10 1,425 51,31 1,560 61,52 1,025 4,43 1,160 24,30 1,295 39,60 1,430 51,71 1,565 61,89 1,030 5,25 1,165 24,94 1,300 40,10 1,435 52,11 1,570 62,26 1,035 6,07 1,170 25,57 1,305 40,59 1,440 52,51 1,575 62,63 1,040 6,88 1,175 26,20 1,310 41,08 1,445 52,91 1,580 63,00 1,045 7,68 1,180 26,82 1,315 41,56 1,450 53,31 1,585 63,37 .1,050 8,48 1,185 27,44 1,320 42,02 1,455 53,71 1,590 63,74 1,055 9,28 1,190 28,05 1,325 42,49 1,460 54,11 1,595 64,12 1,060 10,06 1,195 28,66 1,330 42,97 1,465 54,50 1,600 64,50 1,065 10,83 1 ,200 29,26 1,335 43,43 1,470 54,89 1,605 64,88 1,070 11,58 1,205 29,86 1,340 43,89 1,475 55,18 1,610 65,26 1,075 12,33 1,210 30,45 1,345 44,35 1,480 55,56 1,615 65,63 1,080 13,08 1,215 31,04 1,350 44,81 1,485 55,95 1,620 66,01 1,085 13,83 1,220 31,61 1,355 45,26 1,490 56,32 1,625 66,39 1,090 14,56 1,225 32,18 1,360 45,71 1,495 56,69 1,630 66,76 1,095 15,28 1,230 32,74 1,365 46,16 1,500 57,06 1,635 67,13 1,100 16,00 1,235 33,29 1,370 46,61 1,505 57,44 1,640 67,51 1,105 16,72 1,240 33,85 1,375 47,05 1,510 57,81 1,645 67,89 1,110 17,45 1,245 34,40 1,380 47 49 1,515 58,17 1,650 68,26 1,115 18.16 1,250 34,95 1,385 47,93 1,520 58,54 1,655 68,64 1,120 18,88 1 ,255 35,49 1,390 48,37 1,525 58,91 1,660 69,02 1,125 19,57 1,260 36,03 1,395 48,80 1,530 59,28 1,665 69,40 1,130 20,26 1,265 36,56 1,400 49,23 1,535 59,66 1,670 69,77 1,135 20,95 1,270 37,08 1,405 49,68 1,540 60,04 1,675 70,15 Требования к продажному реактиву По ТУ МХП 1531—50 препарат чистый должен иметь в пределах 1,19— 1,22 и содержать не менее 30% НС1О4. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в хлорной кислоте раз- личных квалификаций: Примеси ч. Нелетучие вещества ....... 0,5 Хлориды (С1) ................... 0,001 Сульфаты (SO4) ..... 0,01 Железо (Fe) . - ... 0,001 Приготовление 1- NH4CIO4 -I HNOs + 2НС1 = НСЮ4 + N2 J- Cl2 + ЗНгО Для приготовления 70%-ного раствора чистой HCIO4 в колбу емкостью 2 л помещают 500 г NH4CIO4, прибавляют 600 мл воды, 410 г HNOS (чистая, УД в. 1,4) и нагревают до энергичного кипения. Через капельную воронку
302 Кислота конец которой почти доходит до жидкости, приливают сначала быстро, под конец медленнее (в течение 25 мин.) 105 г НС1 (чистая. уд. в. 1,19), разбавлен- ной 400—500 мл воды. Во время приливания жидкость должна энергично ки- петь. Раствор кипятят в течение часа, изредка пополняя испаряющуюся воду, переливают в большую фарфоровую чашку и быстро упаривают до появления тяжелых белых паров НС1О4. При выпаривании НСЮа необходимо тщательно оберегать раствор от по- падания органических веществ', бумаги, дерева, резины и пр. (опасность взрыва}). Полученная кислота свободна от NH4+, но обычно содержит еще некоторое количество HNO3. Для удаления последней снова прибавляют небольшое ко- личество соляной кислоты (чистая} и опять упаривают до появления белых па- ров. Оставшаяся кислота отвечает двухводному гидрату НС1О4-2Н2О. Для получения совершенно чистого препарата кислоту перегоняют, лучше всего в вакууме. Для этого служит литровая колба с боковой трубкой и пришли- фованным холодильником (рис. 41). Трубка ^между колбой и холодильником- должна быть не короче 40 см, чтобы’обеспечить достаточное воздушное охлажде- ние (в противном случае может лопнуть форштосс холодильника). Горло колбы оттянуто так, чтобы можно было укрепить в нем термометр при помощи кусоч- ка резиновой трубки. Резина вследствие сильного разъедания парами НС1О4 должна находиться не ближе 20 см от отводной трубки. Нижний конец фор- штосса холодильника соединяют с приемником при помощи резиновой пробки. Еще лучше проводить перегонку в приборе на шлифах. В колбу, чтобы избе- жать толчков, помещают несколько стеклянных капилляров. В течение часа в таком приборе можно легко перегонять до 500 г кислоты. Дестиллат содержит небольшое количество С12 и С12О, которые удаляются легким нагреванием и продуванием воздуха. По другому способу 70%-ную НС1О4 получают следующим образом*. К 260 мл соляной кислоты (чистая, уд. в. 1,19) прибавляют (под тягой) небольшими порциями 130 г NaClO4 (приготовление см. стр. 423) при непрерыв- ном перемешивании. Смесь оставляют на несколько часов, изредка перемеши- вая, и отсасывают через стеклянный фильтр, промывая осадок NaCl 30—40 мл соляной кислоты. Фильтрат вместе с промывными водами упаривают в фарфо- ровой чашке под тягой до удаления С1~ (проба с AgNOs). Обычно это совпа- дает с появлением густых белых паров НС1О4. Метод ИРЕА (А. С. Шаньгина, И. И. Ангелов)
Кислота хлорная 303 Раствор охлаждают, отфильтровывают небольшое количество неразложив шегося NaCiOa через пористый стеклянный фильтр и получают около 150 г сырой хлорной кислоты уд. в. 1,6. Для очистки кислоту перегоняют в вакууме при 15—20 мм рт. ст. в приборе на шлифах. При 48—54“ отгоняется вода со следами хлорной кислоты; ври 107— 111“ перегоняется 70—72%-ная HCIO4. Если же не отбирать водяную фракцию отдельно, то получают около 220—230 а 65%-ной НС1О4. 3. Для получения безводной кислоты* в колбе емкостью 300 мл нагревают в вакууме смесь 50 г КС1О4 (чштый)с 150—175 мл 96—97,5%-ной H2SO4 (чи- стая)', возможная примесь SO2 не вредит. Колба 1 соединяется 75-сантиметро- вой коленчатой трубкой (рис. 42) с приемником 2, охлаждаемым смесью льда и соли. На вертикальное колено труб- ки надевается холодильник 3. При емник 2 соединен с водоструйным на- сосом. При пользовании масляным на- сосом между ним и приемником по- мещают трубку 4, наполненную твер- дым КОН или NaOH. Части аппа- рата между колбой и трубкой с КОН соединяют пробками из асбеста с жидким стеклом, которые обеспечи- вают плотное соединение даже при частом употреблении аппарата для вакуум-перегонки. Пробки приготовляются так: для того, чтобы соединить, например, трубку холодильника с приемником, тонкую полоску асбестового картона шириной около 25 мм при помощи сиропообразного жидкого стекла при- лепляют к трубке и наматывают во- Рис. 42. Прибор для получения без- водной НСЮ4: 1 -круглодонная колба; 2 —приемник; 3 — холодильник; 4 — поглотительная труб- ка; 5 — пробирка с термометром. (на жидком стекле). Еще лучше поль- смазывать жиром, иначе возможен круг до требуемой толщины. Конец полоски и всю пробку смачивают еще небольшим количеством жидкого стекла. После 10—20 мин. сушения пробка готова к употреблению. Термометр вставляется в пробир ку 5, которая вместе с коленчатой трубкой плотно заматывается асбестом зоваться прибором на шлифах (не взрыв)). Колбу нагревают на масляной бане до 135—145° при 50—70 мм давления; при этом начинается перегонка НС1О4- Температуру бани постепенно повышают До 160—190°, причем баня должна быть опущена так, чтобы поверхность масла была ниже уровня кислоты в колбе. Через 1,5—2 часа перегонка заканчивается. Получают 22—24 г безводной HCIO4, окрашенной примесью двуокиси хлора в желтоватый цвет и содержащей около 1% H2SO4 и, иногда, следы хлора. Для очистки кислоту тотчас дважды перегоняют в вакууме в приборе на асбестовых пробках или на шлифах. При нагревании на водяной бане до45— и —70 мм давления в приемник переходит безводная кислота, в то время как H2SO4 и некоторое количество гидрата HCIO4-H2O остаются в колбе. Вы- ход 18—21 г чистой бесцветной кислоты. Безводную кислоту необходимо использовать тотчас же; хранить ее длительное время невозможно даже на холоду и в темноте. V о г I а п d е г, Schilling, Апп,„ 310, 369 (1900); Am. Chem. J., 23»
304 Кислота КИСЛОТА ХЛОРНОВАТАЯ Acidum chloricum Chloric acid Chlorsaure HC103 Мол. в. 84,465 Свойства В чистом виде кислота неизвестна. Водный раствор можно сгуш.ать в ваку- уме до уд. в. 1,282 при 14,2° (что соответствует формуле НСЮз-УНгО с 40,1% НС1Оз). При дальнейшем испарении в вакууме над H2SO4 раствор постепенно разлагается с образованием зеленого газа; HCIO4 при этом не образуется. При достижении конц. 51,8% НСЮз (соответствующей гидрату HC1OS-4,5H2O) внезапно начинается энергичное выделение газа. Водные растворы кислоты довольно стойки на свету, но разлагаются при нагревании выше 40°. При —20° растворы НСЮ3 различных концентраций за- густевают, не выделяя льда и не затвердевая. Крепкая кислота имеет желто- ватый цвет, разбавленная же — бесцветна. Запах концентрированной кислоты, особенно при нагревании,-—острый, напоминающий HNO3. Разбавленная кис- лота на холоду запаха не имеет. По своей силе НС1О3 равна НС1 и IINO3. Таблица 198 Удельный вес водных растворов НС1О3 (при 18°С) НСЮз % Уд. в. НС1Оа % Уд. в. нсю3 % Уд. в. 2 1,0103 10 1,0594 18 1,1130 4 1,0222 12 1,0723 20 1,1273 6 1,0344 14 1,0856 22 1,1419 8 1,0468 16 1,0991 24 1,1568 Приготовление • Ba(C10s)2 + H2SO4 = BaSOa + 2НС1О3 К раствору 40 г Ва(С1О3)2 в 100 мл горячей воды добавляют около 30 мл H2SO4 уд. в. 1,31 до полноты осаждения Ва++. Отфильтрованную пробу рас- твора испытывают на присутствие В++ и SOa-“ (допускаются лишь незначи- тельные следы SO4-). Фильтруют и упаривают раствор в вакууме до уд. в. 1,12. Выход 95 г 20%-ной НСЮз. КИСЛОТА ХЛОРНОВАТИСТАЯ Acidum hypochlorosum Hypochlorous acid Unterchlorige Satire Свойства HC1O Мол. в. 52,465 В чистом виде кислота неизвестна. Концентрированный водный раствор кислоты окрашен в желтый цвет, разбавленный—бесцветен. Жидкость обладает чрезвычайно едким запахом, таким же, как у ангидрида (С12О). В темноте раз- лагается медленно, и тем скорее, чем концентрированнее раствор и выше тем- пература. На прямом солнечном свету происходит быстрое разложение (по указанию некоторых авторов—в несколько секунд). Разбавленные растворы относительно постоянны
Кислота хлорноватая, хлорноватистая и хлорсульфоновая 305 IIC1O относится к числу слабых кислот: константа диссоциации НС1О ос- тавляет 3,16 10—8 при 20°. Приготовление 1. HgO Н 2С12 + Н2О = 2НС1О + HgCl2 В колбу емкостью 500 мл помещают 100 г HgO и 100 мл воды и при охлаж- дении льдом насыщают хлором (под тягой)), пропуская его через трубку, почти доходящую до дна. Содержимое колбы встряхивают только перед концом реак- ции, которая считается законченной, как только исчезнет HgO. Полученный водный раствор НС1О отгоняют в вакууме от раствора HgCl2 при 35—40°, предохраняя от прямого солнечного света. Для удаления растворенного хлора через дестиллат пропускают струю СОа. 2. HgO —2С12 = HgCl2 "I- С12О С12О 4- Н,О 2НС1О В суспензию HgO в ССк пропускают хлор до исчезновения HgO. Образо- вавшийся раствор С12О в ССЦ дает с водой чистую НС1О высокой концентрации (выше 50%), очень устойчивую*, практически свободную от Hg++, С12 и С1“. КИСЛОТА ХЛОРСУЛЬФОНОВАЯ (ХЛОРИСТЫЙ СУЛЬФОНИЛ) Chlorsulfonic acid Chlorsulfonsaure Monochlorschwefelsaure HSO3C1 Мол. в. 116,531 Свойства HSOsCl—бесцветная, чрезвычайно едкая, дымящая на воздухе жидкость уд. в. 1,79, кипящая при 155—156°. С водой реагирует чрезвычайно бурно, об- разуя TI2SOa и НС1. Требования к продажному реактиву По ТУ НКХП 385—41 содержание хлорсульфоновой кислоты не нормирует- ся, но указывается на этикетке. Сумма свободных SOs~! HC1-|-H2SO4 не должна превышать 4%. Препарат должен выдерживать испытания на хлориды серы и сернистый ангидрид. Приготовление H2S2O7 - HCI = HSOsCl 4- H2SO4 В реторту, снабженную хорошо охлаждаемым приемником, помещают (под тягой) продажную дымящую серную кислоту (олеум) с 38—42% SOs и про- пускают сухой НС1 до полного насыщения. Образовавшуюся хлорсульфоно- вую кислоту отгоняют и дестиллат, обычно слабоокрашенный, очищают пе- регонкой в приборе на шлифах**, причем почти вся кислота перегоняется при температуре 148—156°. Выход почти теоретический. При перегонке необходимо соблюдать крайнюю осторожность, защищая глаза очками, а руки—резиновыми перчатками. * J. Ourlsson, М. Kastner С.. 1939, II, 3030. * * При отсутствии прибора на шлифах можно проводить перегонку HSO3CI, вепосред- шденно вставляя отводную трубку колбы глубоко в форштосс холодильника, а термометр подвешивая в горлышке колбы. Рант колбы прикрывают листочком асбеста. 20 Чистые химические реактивы
306 Кислота КИСЛОТА ЦИАНИСТОВОДОРОДНАЯ (СИНИЛЬНАЯ КИСЛОТА) Acidum hydrocyanicum Hydrocyanic acid Cyanwasserstoffsaure Prussic acid HCN Мол. в. 27,026 Свойства HCN—очень летучая, легкоподвижная бесцветная жидкость, уд. в. 0,691, Т. пл. —13°, т. кип. +26,5°. Чрезвычайно ядовита} Хранить кислоту следует в разведенном состоянии; водные растворы проч- нее при добавлении на каждые 100 мл 1 капли слабой минеральной кислоты. HCN смешивается во всех отношениях с водой, спиртом и эфиром. HCN являет- ся очень слабой кислотой, ее константа диссоциации К=7,2-10~10 при 25°. Таблица 199 Удельный вес водных растворов HCN (при 18 С) HCN % Уд. в. HCN % Уд. в. HCN % Уд. в. HCN % Уд. в. HCN % Уд. в. 2 0,996 15 0,972 40 0,892 65 0,809 85 0,741 4 0,993 20 0,958 45 0,876 70 0,792 90 0,724 6 0,990 25 0,943 50 0,860 75 0,775 95 0,707 8 0,986 30 0,925 55 0,844 80 0,758 100 0,691 10 0,982 35 0,908 60 0,826 ния HCN: 1—капельная воронка; 2—затвор мешалки; 3—газоотводная трубка; 4—змеевиковый холодильник; 5 — приемник, охлаждаемый льдом; 6 — V-образная трубка с СаС1?. Приготовление Чрезвычайно ядовита} Работа с HCN требует величайшей осто- рожности. Вдыхание паров HCN или попадание ее в случайную ца- рапину ни коже грозит смертью} Работу с HCN можно проводить лишь под хорошей тягой} В круглодонную трехгорлую колбу емкостью 200 мл помещают 50г 40—45%-ной H2SO4. Колбу (рис. 43) закрывают резиновыми пробками с отверстиями для ка- пельной воронки 1. для ртутного затвора 2 мешалки и для газоотвод- ной трубки 3, соединенной со змее- виковым холодильником 4. Из во- ронки медленно приливают раствор 20 г NaCN в 60—65 мл воды при непрерывном механическом пере- мешивании. Большая часть HCN отгоняется за счет теплоты реакции между NaCN и H2SO4. Колбу подо- гревают, пока горло колбы станет горячим (признак испарения во- ды). Дестиллат собирают в охлаж- даемую льдом небольшую колбу 5, содержащую 5 г гранулирован-
Кислота цианистоводородная и щавелевая 307 ного СаС12. смоченного 2—3 каплями соляной кислоты уд. в. 1,19. Колба соединена с U-образной трубкой 6, заполненной гранулированным СаС12. Через два часа трубку 6 соединяют с холодильником и приемником (на писунке не показаны) и, нагревая колбу 5, перегоняют HCN. Пары послед- ней проходят для осушения через U-образную трубку 6, погруженную в теплую ✓30_ззс) воду. Далее через холодильник HCN поступает в приемник, охлаждае- мый льдом. Описанный метод позволяет получить HCN, содержащую следы НС1 предохраняющей HCN от разложения. Выход зависит от качества NaCN и составляет около 90%. КИСЛОТА ЩАВЕЛЕВАЯ С'в о й с t в a Acidum oxalicum H2C204-2H20 Oxalic acid Oxalsaure Мол. в. 126,070 НгС2О1-2Н2О—бесцветные призматические кристаллы, теряющие кристал- лизационную воду при храпении над конц. H2SO4 или при нагревании выше 30°; около 100° происходит полное обезвоживание. Хорошо растворима в воде и спирте (19% при 20е), труднее в эфире (1.4% при 20е). Безводная Н2С2О4, полученная возюнкой, представляет собой весьма ги- гроскопичные игольчатые кристаллы, плавящиеся при 189° и разлагающиеся выше этой температуры на СО), СОг и Н2О. Безводная щавелевая кислота хо- рошо растворима в эфире (19% при 20°). Габлица 200 растворимость Н2СгО4 в воде Уде раство льный вес ров Н2С2О4 Таблица 201 водных (при 17,5°С) t°c Н-С2О4 % ГС Н‘С.,О4 % Н 2С о4 % Уд. в. н-.с2о4 1 % 1 Уд. Б. 0 10 20 30 40 3,42 5,73 8,69 12,5 17,7 50 60 70 80 90 23,9 30,7 37,9 45,8 54,5 1 2 3 4 5 1,0035 1,0082 1,0132 1,0181 1,0231 6 7 8 9 1,0278 1,0326 1,0375 1,0424 Щавелевая кислота является довольно сильной; ее термодинамические кон- станты диссоциации: Ki=6,5-IO-2, К2=6,1-10-« при 25°. Требования к продажному реактиву По ГОСТ 5873—51 препарат х.ч. должен содержать Н2С2О4 -21-кО не ме- Наибольшие количества допустимых примесей (%) в Н2С2О4-2Н2О различ- ных квалификаций: 20* Примеси х.ч. ч.д.а. ч. Вещества, нерастворимые в воде 0,002 0,005 0,01 Нелетучий остаток . . 0,01 - 0,02 0,05 Хлориды (С1) . . . 0,001 0,002 0,005 Сульфаты (SO4) . . 0,001 0,002 0,005 Тяжелые металлы 0,0002 0,0005 0,001 Железо (Fe) ... 0,0002 0,0005 0,002 Азот (N) общий из нитратов и солей аммония 0,001 0,002 0,005
308 Клейстер. Кобальт Приготовление 1. Для получения препарата квалификации ч. д. а. поступают следующим образом. В колбе с обратным холодильником кипятят 500 г сахара с 2,5 л HNOs УД. в- 1,25 до прекращения выделения окислов азота. Затем заменяют обратный холодильник прямым, отгоняют воду и HNOs, пока объем жидко- сти в колбе достигнет 803—900 мл, и остаток охлаждают. Выделившуюся ща- велевую кислоту отсасывают и перекристаллизовывают из горячей воды до удаления NO^". Для этого растворяют 100 г НгСгОй-ЙНгО в 150 мл горячей (70°) воды, фильтруют, охлаждают до 20° (не ниже\) и сразу же отсасывают. Кристаллы промывают 20 мл холодной воды. Выход 70 г. При перекристаллизации щавелевой кислоты для особо ответственных целей (определение атомных весов) применяют платиновую посуду. 2. Для получения безводной Н2С2О.1 кристаллическую кислоту расти- рают в тонкий порошок, высушивают в тонком слое в течение 2 час. в су- шильном шкафу на глиняных или эмалированных тарелках при 98—99° и охлаждают в ваку у м-экси кагоре над СаС12. Из 100 г H2GO4-2H2O получают 69—70 г безводной кислоты. 3. Растворяют 250—260 г технической щавелевой кислоты при нагревании в 500—600 мл воды (метод ИРЕА). К раствору добавляют 0,5 мл H2SO4 и рас- твор Ва(ОН)2 до полного осаждения SO4 . При этом осадок BaSO4 увлекает с собой примесь РЬ++. Присутствие SO4 проверяют реакцией фильтрата с ВаС12; присутствие Ва++ проверяют капельным методом. После осаждения SO7 и Ва++ раствор нагревают, оставляют стоять 8—10 час. и фильтруют. Фильтрат упаривают (при 80—85°) до уд. в. 1,1, охлаждают, выпавшие кристаллы отсасывают и перекристаллизовывают из воды. Выход 90 г. КЛЕЙСТЕР ИОДЦИНККРАХМАДЫ1ЫЙ Zinc jodide starch solution Jodzinkstarkelosung Приготовление 5 г крахмала, 20 г ZnCi2 (ч. д. а ) и 100 мл воды кипятят до полного раство- рения крахмала, время от времени пополняя испаряющуюся воду. Прибав- ляют 2 г Zn.Js (приготовление см. стр. 573), разводят раствор водой до 1 л и фильтруют. Фильтрат сохраняют в склянке с притертой пробкой в темном ме- сте, так как от действия свет? реактив быстро портится. КЛЕЙСТЕР КРАХМАЛЬНЫЙ Starch solution Starkelosung Приготовление 1. 1 г крахмала растирают с небольшим количеством дестиллированной воды и полученную жидкую кашицу тонкой струей вливают в стакан со 100 мл кипящей воды. Кипятят, дают отстояться и сливают (или фильтруют) с могу- щего образоваться хлопьевидного осадка. Для придания большей прочности полученному быстро портящемуся раствору некоторые авторы рекомендуют добавлять к нему немного салициловой кислоты или КОН. 2. Устойчивый раствор крахмала получают, растирая 5 г картофельного крахмала с Юг красной HgJ2 и небольшим количеством воды до получения жидкой пасты, которую при встряхивании вливают в 1 л кипящей воды. Кипятят еще 2 мин., дают охладиться и сливают прозрачный раствор с осад- ка. На 200 мл титруемого раствора берут 2 мл крахмального клейстера.
Клейстер иодцинккрахмальный и крахмальный. Кобальт азотнокислый 309 КОБАЛЬТ АЗОТНОКИСЛЫЙ (НИТРАТ КОБАЛЬТА Cobalt nitrate Cobaltum nitricum Co(NOs)2-6H2O Свойства Co(NO3)2 -бИгО—красные приз- мы или (при кристаллизации из пе- ресыщенных растворов) монокли- нические таблички уд. в. 1.83. Во влажном воздухе, расплывается. При хранении над H2SO4 теряет одну молекулу воды. При нагрева- нии плавится около 55°, затем те- ряет воду и, наконец, распадается с образованием закиси кобальта, СоО' Относительные веса 2) Cobaltnitrat Мол. в. 291,05 Таблица 202 Растворимость Co(NO3)2 в воде ГС Cc(NO:!)2 % /°C Co(NOs)2 % 18 49,7 70 64,9 55 61,7 91 77,2 Таблица 203 водных растворов Со(НО3)2 Co(NOb) s % 17,5 d4 Co(NO3)q % 17,5 d4 Co(NOs)2 % я17’5 Co(NOs)2 % я’7-5 d4 1 1,0092 12 1,1094 22 1,2176 32 1,3472 2 1,0184 14 1,1282 24 1,2416 34 1,3754 4 1,0368 16 1,1490 26 1,2668 36 1,4049 6 1,0551 18 1,1714 28 1,2928 38 1,4355 8 10 Tpefioi 1,0729 1,0906 а н и я к 20 п р 0 д а 1,1936 ж н 0 му 30 р е а к т 1,3190 иву 40 1,4662 По ГОСТ 4528—50 препарат ч. д. а. должен содержать не менее 98,5% СоЩОзЦ-бНгО, препарат чистый—97%. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в Co(NOs)2-6H2O различных квалификаций: Прнмеси ч.д» а. ч. Вещества, нерастворимые в воде............. 0,005 0,01 Хлориды (С1)............................... 0,002 0,005 Сульфаты (SO4) .......................... 0,005 0,01 Железо (Fe) .................. 0,0005 0,001 Никель (Ni) ................ 0,02 0,2 Цинк (Zn) ................................. 0,02 0,05 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пе- ресчете на Си) ........................... 0,005 0,01 Щелочные и щелочноземельные металлы (в виде сульфатов) ............................... 0,1 0,3 Примечание. Препарат, содержащий не более 0,005% Ni, носит назва- ние «кобальт азотнокислый без никеля». Приготовление Для получения препарата «ч. д. а., без никеля» к горячему (75—85°) рас- твору 525 мл HNOs (ч. д. а., уд. в. 1.4) в 750 мл водь: добавляют под тягой
310 Кобальт небольшими порциями 300 г Со2О3 (приготовление см стр. 311). Когда реакция ослабеет, приливают 12—18 мл формалина (порциями ио 2—3 мл), постепенно раствор становится прозрачным. Нагревают еще 30 мин., фильтруют и упари- вают фильтрат под тягой до появления кристаллической пленки. Охлаждают до 5—10°, выпавшие кристалты отсасывают, промывают водой (40—50 мл) и сушат в стеклянной или фарфоровой чашке до полной рассыпчатости, постепенно повышая температуру до 35—45° Выход около 500 г. Маточные растворы подкисляют азотной кислотой (из расчета 15—20 мл HNOs на 1 л), упаривают и кристаллизуют, как указано выше. Если получае- мые кристаллы недостаточно чисты, их перекристаллизовывают из равного по весу количества воды. Выход 200—250 г. 2. Препарат ч. д. а., без никеля получают также следующим образом: Со(ОН)2 + 2HNOS = Co(NOs)2 -ф 2Н2О Осадок Со(ОН)а квалификации ч. д. а., без никеля, полученный из 150 г Со (приготовление см. ниже), растворяют в HNOs (х. ч., уд. в. 1,4). Прили- вание ведут медленно, при перемешивании, до слабокислой реакции на конго (всего идет 310—325 мл кислоты). Раствор нагревают до 70—80°, добавляют, при перемешивании, 5 мл 30%-ной Н?Оа для раскисления образующегося в небольших количествах Со(О11)3, фильтруют горячим и оставляют кристалли- зоваться при комнатной температуре. Кристаллы отфильтровывают и, не под- вергая сушке, немедленно переносят в плотно закрывающиеся банки. Получают около 450 г препарата. Из маточного раствора получают еще некоторое коли- чество кристаллов. КОБАЛЬТА ГИДРАТ ЗАКИСИ (ГИДРООКИСЬ КОБАЛЬТА [2]) Cobaltum oxydulatum Cobalt hydroxide Cobaltohydroxyd hydricum Cobalthydroxydue Co(OH2) Мол. в. 92,96 Свойства Аморфный гидрат Со(ОН)г-хН2О представляет собой розово-красный по- рошок; препарат часто получается коричневым вследствие незначительного окис- ления. Кристаллический гидрат—темпофиолетовый порошок, состоящий из ми- кроскопических полихроматических призм, устойчив на воздухе. Аморфная форма медленно окисляется, переходя в гидрат окиси Со(ОН)3. Уд. в. 3,597. Нерастворим в воде, растворяется в кислотах_и в горячих растворах щелочей. Приготовление 1. CoSO4 -ф 2NaOH = Со(ОН)2 + Ыаг&Л Горячий насыщенный раствор 100 г CoSOa-THsO (г ч ) осаждают раствором 42 г NaOH (х. ч.) в 60 мл воды. Осаждение для лучшего отстаивания рекомен- дуется проводить в высоком цилиндре. Образующаяся вначале основная соль сине-фиолетового цвета, быстро переходит при нагревании в розовато-красный Со(ОН)2- Отстоявшийся осадок промывают несколько раз декантацией, затем отсасывают и промывают водой до нейтральной реакции промывной воды*. 2. ЗСо 4 8HNO3 = 3Co(NO3)2 + 2NO -ф 4Н2О Co(NO3)2 -ф 2NH4OH = Со(ОН)2 + 2NH4NOS Для получения препарата квалификации ч. д.'а., без никеля* **, в литровую фарфоровую чашку помещают (под тягой) 150 г металлического кобальта, 250— •А. Е. Успенский и Н. И. П у т о х и и, Изв. ИРЕА I, 250 (1923). *• Метод ИРЕА (Г. И. Горштейн)"
Кобальта гидрат закиси. Кобальта окись 311 300 мл воды, нагревают до 60—70е и небольшими порпиями в течение несколь- ких часов приливают 375 мл технической HNOs уд. в. 1,4, пополняя испаряю- щуюся воду. По окончании растворения избыток металла удаляют, добавляют СоСОз Д° нейтрализации и затем еще некоторый избыток для осаждения же- леза. Раствор нагревают при 60—70° 2—3 часа, фильтруют и разбавляют при- мерно вдвое. 45 мл полученного раствора [содержат около 25 г CofNOsla-PHaO] прили- вают небольшими порциями при постоянном перемешивании к 250 мл теплого 2%-ного NH«OH (ч. д. а.}, следя за тем, чтобы до приливания следующей порции образующийся синий осадок успел перейти в фиолетовый, а затем в бело-розо- вый осадок Со(ОН)2. При этом примесь никеля и часть кобальта остаются в растворе в виде комплексов типа [Ме(1\1 ГIs)b 1 (N'Osh. Потери кобальта состав- ляют при этом 8—12%. Маточный раствор сифонируют, к осадку прибавляют те же количества 2%-ного NH4OH и раствора to(NOs)2, опять сифонируют рас- твор от осадка и эту операцию повторяют еще четыре раза. Затем осадок промывают декантацией 2—3 раза, фильтруют и промывают водой до ней- тральной реакции. Полученный Со(ОН)2 быстро оседает и хорошо филь- труется. При однократном осаждении этот метод уменьшает содержание никеля в ю—12 раз; поэтому при применении металлического кобальта, содержащего 0 3% Ni, получается препарат квалификации ч. д- а., без никеля. При приме- нении металла с более высоким содержанием никеля полученный Со(ОН)г необходимо растворить в HNOs и подвергнуть вторично осаждению аммиаком, как указано выше. КОБАЛЬТА ОКИСЬ (ОКИСЬ КОБАЛЬТА [3]) Cobaltum oxydatum Cobalt trioxide Cobaltioxyd Co2O3 Мол. в. 165,88 Свойства Co2Os—темнокоричневый порошок уд. в. 5,18. Около 600° переходит в Со2О4, при 1300° диссоциирует дальше, образуя 4СоО-Со2Оз и, наконец, СоО. Требования к продажному реактиву Наибольшие количества допустимых примесей (%) в Со2Оз различных ква- лификаций (по ГОСТ 4467—48): Примеси ч.д.а. ч. Сера общая (SO4) • 0,05 0,2 Железо (Ге) ... . . . . . . . 0,02 0,05 Никель (Ni) ... ....................0,1 0,5 Щелочные и щелочноземельные металлы (в виде сульфатов) 0,3 1 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пересчете на Си) 0,05 0,1 Препарат квалификации без никеля должен содержать не более 0,01% Ni. Препарат квалификации «без серы» должен содержать менее 0,02% SO4. Приготовление 1. C0CI2+ 4NH4CI 4- I6NH4OH + О2 = 4[Co(NHs)5C1]C12 + 18Н2О 2[Co(NH3)6C1]C12 + ЗН2О = Со2О3 + 4NHS + 6NH4CI Для получения препарата квалификации ч. д. а., без Ni и без S поступают следующим образом*. Метод ИРЕА (А. В. Раковский, А А. Казанцев).
312 Кобальт В фарфоровой чашке растворяют при нагревании на водяной бане 117 г Со(ОН)з в 420.мл технической соляной кислоты, добавляют 300г NH4C1 и 800 мл воды и затем нейтрализуют NHjOH до слабокислой реакции. Раствор нагревают добавляют к нему 10%-ного ВаС12 до полного осаждения SO^ , нагревают в течение часа и оставляют на ночь. Раствор фильтруют в склянку емкостью 2 л. добавляют 400 мл NH4OH (уд. в. 0,91) и пропускают в течение 4—6 час. силь- ную струю воздуха для окисления Со++. Затем добавляют еще 60 мл МН4ОН, нагревают до 80—95° и пропускают воздух при этой температуре еще 1 —1,5 ча- са. После этого раствор переливают в фарфоровую чашку, нагревают 1 час на водяной бане, приливают 250 мл НС1 (ч. д. а., уд. в. 1,19) и оставляют на ночь. Осадок хлорпентамминхлорида кобальта дважды взбалтывают с соляной кислотой (ч. д. а., 1 : 2), декантируют, отсасывают и промывают еще 25 мл со- ляной кислоты (1 : 2). Выход аммиаката около 250 г (75%). В фарфоровой чашке нагревают до кипения 1500—1600 мл воды, затем добавляют 180 мл NH4OH (ч. д. а., уд. в. 0,91) и 200 г хлорпентамминхлорида. Смесь энергично кипятят 10—15 мин. при размешивании и фильтруют. Филь- трат кипятят возможно энергичнее до полного удаления аммиака (около 4 часов), поместив в чашку несколько кусочков пористого фарфора для равно- мерного кипения. Выпавшему осадку СогОз дают отстояться, декантируют и промывают оса- док 15 раз горячей дестиллированной водой (всего около 500 мл до очень сла- бой реакции на С1~ в промывной воде. Затем добавляют 100 мл NH4OH (ч. д. а., уд. в. 0,91), перемешивают в течение часа, приливают 200 мл горячей воды и снова размешивают 30 мин. Промывание водным аммиаком повторяют 3 раза. Наконец, осадок отсасывают, высушивают при 80—100° и переносят в горя- чую банку с притертой пробкой. Препарат* содержит менее 0,0005% SOJ ’ и 0,01% Ni. Выход около 80 г. 2. По другому способу для получения препарата ч. д. а., без никеля отфиль- трованный Со(ОН)з квалификации ч. д. а., без никеля (приготовление см. сТр. 310) прокаливают в фарфоровой чашке в электропечи при 350—370° в течение 4—5 час. Важно соблюдать температурный режим. Выход—количественный. | КОБАЛЬТ СЕРНОКИСЛЫЙ (СУЛЬФАТ КОБАЛЬТА [2]) Cobaltum sulfuricum Cobalt sulfate Cobaltosulfat CoSO4-7H2O Мол. e 281,12 Свойства CoSOi-7H2O—устойчивые на воздухе розово-красные моноклинические кристаллы уд. в. 1,924, изоморфные с сернокислым железом (FeSOa-TlhO). Т. пл. 96—98°. При нагревании теряет воду и мутнеет, но даже в калильном жару не разлагается. Легко растворим в воде и метиловом спирте. Безводный CoSO4—красный кристаллический порошок, растворяющийся в воде чрезвы- чайно медленно. Таблица 204 Растворимость CoSO4 в воде ГС CoSO4 % ГС CoSO4 % ГС CoSO4 % 0 20,35 15 24,83 30 29,76 5 21,88 20 26,58 35 31,44 10 23,37 25 28,16 40 32,81 Приготовление менее чистого препарата Со 2 Оз описано на стр. 134.
Кобальт сернокислый 313 Таблица 205 Относительные веса водных растворов CoSO4 C0S04 % 4 CoSO4 % 4 CoSO4 % 4 1,21 2,43 1,0130 1,0261 3,58 4,71 1,0390 1,0515 5,81 6,89 1,0639 1,0763 Требования к продажному реактиву По ГОСТ 4462—48 препарат ч. д. а. должен содержать не менее 99,5% CoSOi-УНгО, препарат чистый не менее 98,5%. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в СоЗСД-УНгО различ- ных квалификаций: Примеси ч.д.а. ч. Вещества, нерастворимые в воде 0,005 0,01 Хлориды (О) .............. 0,002 0,005 Железо (Fe) ................................ 0,005 О',01 Цинк (Zn) .......... 0,02 0,1 Никель (Ni)................................. 0,01 0,1 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пе- ресчете на Си)................. ........... 0,005 0,02 Щелочные и щелочноземельные металлы (в виде сульфатов) .................. . . . 0,1 0,5 Примечание. Препарат носит название «без никеля», если со- держит никеля менее 0,005%. Приготовление 1. Для получения препарата квалификации ч. д. а. разработана следующая методика*: Со2О3 + гН-ДОа + НСНО = 2CoSO4 + НСООН + 2Н2О В фарфоровую чашку, ’ помещенную в вытяжном шкафу на водяной бане, наливают раствор 200 мл H2SO4 (ч. д. а., уд. в. 1,84) в 1300 мл воды, нагревают до 90—-98° и добавляют небольшими порциями 300 г Со2О3. Когда бурная вначале реакция затихнет, приливают 27 мл формалина пор- циями по I—2 мл, причем раствор становится совершенно прозрачным. Его фильтруют, упаривают фильтрат до образования кристаллической пленки и охлаждают до 5—10°. Выпавшие кристаллы растирают, отсасывают и сушат на стекле при 35—45° до получения рассыпчатой массы (необходимо частое пере- мешивание). Выход 500—600 г препарата ч. д. а. Маточный раствор (600— У00 мл) упаривают и кристаллизуют, как описано выше. Кристаллы (200— 300 г) иногда приходится перекристаллизовывать из полуторного количества воды, ио и в этом случае обычно получается препарат квалификации чистый, г Г?”пя полУчеиия препарата квалификации без никеля следует применять СО2О3 без никеля. _ 2- Для очистки технического препарата 60 г СоЗСД-УНзО растворяют в ЗОО^лд воды, фильтруют, упаривают фильтрат до образования кристалличе- ской плевки и охлаждают водой при перемешивании. Кристаллы отсасывают и Метод ИРЕА (С. И. Кузьмичев).
314 Кобальт сушат на воздухе. Маточный раствор подвергают дальнейшему упариванию. Выход 50—52 г (80—85%). 3. Для получения безводного CoSOa некоторое количество водной соли (CoSO4-7H2O) вносят в расплавленный сернокислый аммоний и затем удаляют воду и (NHi^SOa осторожным прокаливанием. КОБАЛЬТ УГЛЕКИСЛЫЙ (КАРБОНАТ КОБАЛЬТА [2]) Cobaltum carbonicum Cobalt carbonate Cobaltcarbonat CcCO8-6H2O Мол. в. 227,05 Свойства Свежеосажденный СоСОз-бНаО представляет собой красновато-розовый порошок, постепенно переходящий в микроскопические призмы. Кроме гекса гидрата известны еще СоСОз-1'/зЕКО и безводный СоСОз (уд. в. 4,13). В воде СоСОз практически нерастворим (ПР=1-10—12 при 25°). Требования к продажному реактиву По ГОСТ 5407—50 препарат должен содержать 40—50% Со. Наибольшие количества допустимых примесей (%) для основного угле- кислого кобальта различных квалификаций: Примеси ч.д.а ч. Вещества, нерастворимые в соляной кислоте . . 0,01 0,02 Сульфаты (SOi) 0,005 0,02 Хлориды (CI) 0,005 0,01 Железо (Fe) 0,002 0,01 Никель (Ni)................................ 0,02 0,2 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пе- ресчете на Си) . . ........ 0,005 0,01 Цинк (Zn) ............ 0,05 0,2 Азот (в пересчете NH3)..................... 0,025 0,075 Щелочные и щелочноземельные металлы (в виде сульфатов) .......................... ...... 0,1 0,5 Примечание. Если препарат содержит не более 0,005% Ni, ему присваивается квалификация без никеля. Приготовление СоС12 + Na2CO3 = 2NaCl + СоСО3 К нагретому до 40—50° раствору 225 г СоС12-16НзО (чистый) в 600 мл воды добавляют тонкой струей при непрерывном перемешивании горячий раствор 300 г КагСОз-ЮНаО (чистая) в 250 мл воды. Осадок отсасывают, промывают большим количеством воды до удаления С1~ и высушивают при 50—60е. Сухие комочки препарата растирают н просеивают через тонкое сито. Выход 95 г (около 90%). Полученный препарат содержит основную углекислую соль. Чистый пре- парат получают*, добавляя насыщенный раствор 35 г NaHCOs к концентриро- ванн му раствору 100 г Со(НОз)4-6Н2О. Осаждение проводят в плотно закупо- ренном сосуде, чтобы не было улетучивания СО2. Выпавший осадок отсасывают, промывают до нейтральной реакции промыв- ных вод и высушивают при 35—40°. Выход 75—77 г (95—98%). * А. Е. Успенский и Н. И. Путохин, Изв. ИРЕА, I. 253 (1923).
Кобальт углекислый', уксуснокислый и хлористый 315 КОБАЛЬТ УКСУСНОКИСЛЫЙ (АЦЕТАТ КОБАЛЬТА [2]) Cobaltum aceticum Cobalt acetate Cobaltoacetat Co(CH3CO0)2-4H2O Мол. в. 249,10 Свойства Со(СНзСОО)2-4НгО—темнокрасные кристаллы уд. в. 1,703, легко раство- римые в воде. Требования к продажному реактиву По ГОСТ 5861—51 препарат ч. д. а. должен содержать не менее 99,5% Со(СНзСОО)2-4Н20, препарат чистый—не менее 97,0%. Наибольшее содержание допустимых примесей (%) в Со(СГ1зСОО)г-4Н2О различных квалификаций: Примеси ч.д.а. ч. Вещества, нерастворимые в воде ... 0,005 0,02 Хлориды (О).......................... 0,002 0,005 Сульфаты (SO4) ................. 0,005 0,01 Железо (Fe).............................. 0,0005 0,001 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пе- ресчете на Си) ................ 0,005 0,02 Цинк (Zn)................................ 0,05 0,1 Никель (Ni)........................ ... 0,1 0,4 Щелочные и щелочноземельные металлы (в виде сульфатов) ............................. 0,1 0,5 Примечание. Препарат квалификации без никеля должен со- держать не более 0,002% Ni. Приготовление 2СН3СООН + СоСО3 = Со(СН3СОО)2 + Н2О + СО2 К горячему раствору 215 г 50%-ной СНзСООН (чистая) в 200 мл воды постепенно добавляют 190 г СоСОз-6Н20. В конце прибавления реакция рас- твора на конго должна быть слабокислой. ‘Его фильтруют, охлаждают и кри- сталлы отсасывают. Маточный раствор упаривают до начала кристаллизации, охлаждают и получают дополнительное количество препарата. КОБАЛЬТ ХЛОРИСТЫЙ (ХЛОРИД КОБАЛЬТА [2]) Cobaltum chloratum Cobalt chloride Cobaltchlorid СоС12-6Н2О Мол. в. 237,95 СоС12 Мол. в. 129,85 Свойства СоС12-6Н2О—красные моноклинические кристаллы уд. 1,84, стойкие при комнатной температуре и плавящиеся значительно ниже 100°. При 30—35е дкЧИгДет выветРиваться и при этом мутнеет. После 4-часового нагревания при ° почти нацело переходит в СоС12-4Н2О. „I Рв нагРевании соль синеет, при охлаждении принимает прежний цвет. °'-N-oH2O очень легко растворим в воде, растворим в спирте (насыщенный
316 Кобальт спиртовый раствор имеет уд. в. 0,792 и содержит 23,7% CoCh; в проходящем свете раствор синего цвета, в отраженном—черного). Безводный CoCla—светлосиний порошок, уд. в. 3,35, жадно поглощающий воду с образованием устойчивого при обыкновенной температуре СоС12-6Н2О- реакция сопровождается разогреванием. Т. пл. 722°. Способен возгоняться, особенно в струе хлора. Растворим в спирте, ацетоне, бензонитриле, пиридине, хинолине и пиперидине. Таблица 206 Растворимость СоС12 в воде t'C CoCL 0/ /0 rc CoCis % t°C CoCL % 0 30,2 40 39,4 60 48,4 10 31,0 43 42,7 75 49,53 17,5 33,82 47,5 44,63 80 49,0 20 34,9 50 48,3 99 51,48 30 36,1 55 47,64 100 50,7 Таблица 207 Относительные веса водных растворов СоС12 CoCL % ,18 с/4 CoCL 0/ .0 ,18 (24 CoCL % “ 18 «4 1 1,008 8 1,075 16 1,159 2 1,017 10 1.095 18 1,182 4 1,036 12 1,116 20 1,205 6 1,055 14 1,137 Требования к продажному реактиву По ГОСТ 4525—48 препарат ч. д. а. должен содержать не менее 99,0% . < оСП-бНзО, препарат чистый—не менее 97,0%. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в СоСк-бНгО различ- ных квалификаций: . Примеси ч.д.а. ч. Вещества, нерастворимые в воде............. 0,01 0,03 Сульфаты (SO-)........................... 0,005 0,02 Железо (Fe) ... ... 0,0005 0,002 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пе- ресчете на Си) ... ............. 0,005 0,01 Цинк (Zn)..................... 0,02 0,06 Никель (Ni) . .. 0,05 0,2 Щелочные и щелочноземельные металлы (в виде сульфатов) ........... 0,1 0,3 Примечание. Препарат, имеющий квалификацию без никел- должен содержать не более 0,002% Ni.
Кобальт хлористый 317 Приготовление 1. 4СоС12 + 4NH4C1 + I6NH4OH + О2 = 4[Co(NH3)5C1]C12 + ISH^O 6[Co(NH3)5C1]C12 = 6C0CI2 + 6NH4C1 4- N2 + 22NH3 Для получения* препарата квалификации ч. д. а., без никеля растворяют в 600 мл воды 150 г технического СоСП-бНгО и 150 г технического NH4CI. К рас- твору добавляют 450 мл NH4OH (уд. в. 0,91) и продувают сильную струю воз- духа в течение 6—8 час.; затем прибавляют 150 г (NH4)2CO3 и снова продувают через раствор воздух 6—8 час., постепенно повышая температуру до 90°. Раствор упаривают на водяной бане под тягой, добавляют соляной кис- лоты до сильнокислой реакции на лакмус (80—120 мл), снова упаривают и остав- ляют на ночь. Выпавшие кристаллы хлорпентамминхлорида кобальта отсасы- вают, промывают 2 раза разбавленной соляной кислотой (ч. д. а., 1:4) по 25 мл и высушивают на стекле 10—12 час. при 30—45°. К маточнику добавляют 150 мл NH*OH (уд. в. 0,91), продувают через раствор воздух сначала на холоду, затем, добавив 30 г (NH4)2COs, при нагревании. Раствор упаривают, подкис- ляют соляной кислотой, упаривают до образования толстой кристаллической пленки, отсасывают кристаллы и промывают, как указано выше. Всего полу- чается 150—-170 г хлорпентамминхлорида кобальта. Для окончательной очи- стки 150 г кристаллов последнего растворяют в 1500 мл воды и 150 мл NH4OH (уд. в. 0,91), кипятят 5 мин., фильтруют, добавляют к фильтрату 120 мл соляной кислоты (ч. д. а., уд. в. 1,19) и упаривают фильтрат до образования толстой кри- сталлической пленки. По охлаждении кристаллы комплексной соли отсасы- вают, промывают два раза по 25 мл соляной кислоты (ч. .д. а., 1 : 4) и сушат на стекле при 30—45°. Выход 155 г. Комплексную соль помещают в фарфоровую чашку и нагревают под тягой на песчаной бане с сильным обогревом. Когда масса расплавится, ее хорошо перемешивают. Постепенно содержимое чашки затвердевает в крупные куски. Последние измельчают до размера 4—5 мм и снова прокаливают примерно при 400°. Далее растирают массу в порошок и продолжают прокаливание до уда- ления белого дыма NH4C1. Охлажденный порошок безводного СоС12 растворяют в 50 мл горячей воды, раствор фильтруют и, подкислив 0,5 мл НС1 (ч. д. а., уд. в. 1,19), упаривают до пленки, охлаждают и отсасывают кристаллы. Маточный раствор при упа- ривании дает также высококачественный препарат. 2. Со2О3 + 6НС1 = 2СоС12 + С12 + ЗН2О Для получения препарата квалификации ч. д. а., без никеля к 1 л соляной кислоты (ч. д. а., уд. в. 1,19) добавляют 400 мл воды и постепенно, при разме- шивании, вносят 120 г Со2О3 без никеля (приготовление см. стр. 311)**. Затем нагревают на водяной бане и добавляют небольшими порциями еще 230 г Со2Оз. После растворения фильтруют, приливают к фильтрату 10 мл соляной кис- лоты, упаривают до образования тонкой кристаллической пленки и охлаждают. Кристаллы СоС12-6Н2О измельчают, промывают 100 мл воды, отсасыв'ают и сушат на стекле при 35—45°, перемешивая, в течение 3—4 час. до получения сухих рассыпчатых кристаллов. При работе в большом масштабе и при использовании маточных растворов общий выход может быть доведен до 98%. 3. Для получения препарата квалификации Ч. д. а., без никеля к свежепри- готовленному Со(ОН)2 квалификации ч. д. а., без никеля (см. приготовление) приливают при перемешивании соляную кислоту (х. ч., уд. в. 1,19) до слабокис- лой реакции на конго. Раствор фильтруют, упаривают до уд. в. 1,46—1,47 и * Метод ИРЕА (С. И. Кузьмичев). Метод ИРЕА (С. И. Кузьмичев).
318 Крахмал. Литий оставляют кристаллизоваться. Кристаллы отфильтровывают и без сушки фа- суют. При использовании маточников выход составляет 80—83%. 4. Для получения безводного CoCh в фарфоровую трубку, находящуюся* в наклонно поставленной трубчатой печи, помещают СоСЧ-бНгО и обезво- живают его в токе сухого хлористого водорода при температуре не выше 250°. Выделяющаяся вода, растворяющая часть C0CI2 (и HCI), стекает в прием- ник. Препарат чрезвычайно гигроскопичен; перед извлечением его из трубки последнюю необходимо прогреть по всей длине для удаления следов влаги. Препарат целесообразно хранить в эвакуированном сосуде. КРАХМАЛ (РАСТВОРИМЫЙ) Amyltim solubile Starch Stark Свойства Растворимый крахмал представляет собой тонкий белый порошок, рас- творимый в горячей воде. Требования к продажному реактиву Наибольшие количества допустимых примесей (%) в препарате реактивной чистоты (по СТ/ГОХП—27/1868): Примесн Влага.................................. 12 Зола (в пересчете на сухое вещество) 0,3 Кислотность сухого вещества . . . ие свыше 20 мл 0,1 н. NaOH на 100 г крахмала Свободная минеральная кислота . . . отсутствие Восстанавливающие вещества (декстрин, ин- вертный сахар) ........................ отсутствие Кроме того, препарат должен выдерживать следующие испытания: 1. Растворимость. В 100 мл кипящей дестиллированной воды вносят по- степенно при помешивании 1 г растертого крахмала. Крахмал должен раство- риться без остатка (допускается лишь слабая опалесценция). 2. Реакция с исдсм. 5 мл раствора, полученного по п. 1, разбавляют водой до 100 мл и добавляют 2 капли 0,1 н. J2—должна появиться чистосиняя окраска. Приготовление В литровый стакан наливают 350 мл соляной кислоты (ч. д. а., удЛв. 1,06), пускают в ход механическую мешалку и постепенно присыпают 450—500 г крахмала. Размешивание проводят при температуре не выше 25°. При этом про- исходит разрушение оболочки крахмальных зерен. Через 10—12 час. проверяют крахмал на растворимость: отсосанная проба (1 г) должна растворяться в 100 мл дестиллированной воды, давая прозрачный раствор. После этого промывают крахмал декантацией, отсасывают, промывают хо- лодной водой до нейтральной реакции на конго и сушат при температуре не выше 25° (иначе крахмал теряет растворимость). Выход 400—500 г (в зависи- мости от содержания влаги). ’ Л. И. Рябчиков, В. М. Шульман, ЖПХ, 7, 1162 (1934).
Литий сернокислый 31е ЛИТИЙ СЕРНОКИСЛЫЙ (СУЛЬФАТ ЛИТИЯ) Lithium sulluricum Lithium sulfate Lithiumsulfat Li2SO4-H2O . Мол. в. 127,962 Свойства Li2SOa-H2O—бесцветные кристаллы уд. в. 2,02, растворимые в воде и не- растворимые в спирте. Безводный L12SO4 плавится при 849°. Таблица 208 Таблица 209 Растворимость Li2SC>4 Относительные веса водных растворов Li2SO.i ГС Li-. SO 4 % Ll-SOj % 20 04 Li-SO^ % 4° 0 26,2 1 1,0068 14 1,1228 20 25,7 2 1,0155 16 1,1411 4 1,0329 18 1,1599 40 6 1,0505 20 1,1789 60 24,0 8 1,0684 22 1,1984 80 23,1 10 1,0863 24 1.2182 100 22,8 12 1,1044 Требования к продажному реактиву Наибольшие количества допустимых примесей (%) в L12SO4-H2O различных, квалификаций (по ТУ МХП 4297—54): Примеси зс.ч. ч-0.а. ч. Вещества, нерастворимые в воде 0,005 0,01 0,05 Хлориды (CI) 0,002 0.005 0,02 Фосфаты (РО4) 0,001 0,003 0,01 Кальций (Са) 0,002 0,005 0,02 Железо Де) 0,002 0,005 0,01 Натрий (Na) 0,1 0,2 0,5 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пересчете на РЬ) .... 0,001 0,002 0,005 Кроме того, препарат должен выдержать испытание на реакцию водного рас- твора. Растворяют 1 г препарата в 50 мл воды (готовят две порции). К одной порпии раствора прибавляют 1—2 капли 1%-ного спиртового раствора фенол- фталеина. Появившееся розовое окрашивание должно исчезнуть от прибавления 1 капли 0,1 н. НС1. Ко второй порции раствора прибавляют 1 — 2 капли 0,1%-ного водного раствора метилового оранжевого. Появившееся розовое окра- шивание должно перейти в желтое от 1 капли 0,1 и. NaOH. Приготовление Для получения препарата квалификации чистый 50 г технического (64% иого) L12CO3 суспендируют в 150мл воды и постепенно добавляют H2SO4 цсистая, 1 : 4) до почти полной нейтрализации, но так, чтобы реакция на фенол- фталеин осталась слабощелочной (около 200 мл H2SO4). Раствору дают от- стояться, фильтруют, разбавляют водой до уд. в. 1,10 и кипятят несколько часов до осаждения кальция. Суспензии дают отстояться, фильтруют, фильтрат Централизуют серной кислотой и упаривают до объема 40—50 мл. Выпавшие кристаллы Li2SC)4-H2O отсасывают. Выход 25 г (45%).
320 Литий ЛИТИЙ ХЛОРИСТЫЙ (ХЛОРИД ЛИТИЯ) Lithium chloratum Lithium chloride Lithiumchlorid LiCl Мол. в. 42,397 Свойства LiCl—бесцветные октаэдры, уд. в. 2,068, плавящиеся при 614е и после того показывающие в водном растворе слабощелочную реакцию. Т. кип. 1360°. На воздухе расплывается (даже сильнее, чем СаС1г). Растворим в воде и абсо- лютном спирте. Таблица 210 Растворимость LiCl в воде гс LiCl % ГС LiCl % ГС LiCl % 0 38,9 40 47,4- 120 57,4 12,5 40,5 65 51,0 140 58,2 20 25 44,7 44,9 80 100,5 53,1 56,7 160 59,0 Таблица 211 Относитель н ы е веса водных растворов LiCl LiCl Д8 LiCl 18 LiCl 18 О/ /о (14 % «4 % d4 1 1 ,0041 12 1,0675 28 1,1658 2 1,0099 14 1,0792 32 1,1947 4 1,0215 16 1,0910 36 1,224 6 1,0330 18 1,1029 40 1,254 8 10 1,0444 1,0559 20 24 1,I150 1,1399 42 1,269 Требования к продажному реактиву По ВТУ № 2—48—РМ препарат х. ч. и ч. д. а. должен содержать не ме- нее 67% безводного LiCl, препарат чистый—не менее 65%. Водный раствор должен иметь нейтральную реакцию. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в LiCl различных квалификаций: Примеси Х.Ч. ч.д.а. ч. Вещества, нерастворимые в воде 0,002 0,007 0,02 Сульфаты (SO4) 0,03 0,05 0,2 Нитраты (NO3) 0,001 0,003 0,01 Фосфаты (PO.i) 0,001 0,003 0,01 Кальций (Са) 0,002 0,005 0,01 Барий (Ва) 0,002 0,005 0,01 Железо (Fe) 0,002 0,005 0,01 Щелочные металлы, кроме Li .... 0,1 0,2 0,5 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пересчете на РЬ) .... 0,001 0,002 0,005
Литий хлористый. Магнезиальная смесь. Магний азотнокислый 321 Приготовление 1. К 42 мл соляной кислоты (ч. д. а., уд. в. 1,19) постепенно добавляют 23— 25 г U2CO3 (чистый); небольшая часть Li2CO3 должна остаться в избытке. Рас- твор фильтруют, упаривают фильтрат до обильного выделения соли, после чего охлаждают чашку льдом. Густую массу кристаллов быстро отсасывают и переносят в банку. Выход 40 г (85%). 2. Для получения препарата квалификации х. ч. разработана следующая методика*. В фарфоровую чашку помещают 68 мл соляной кислоты (ч. д. а., уд. в. 1,19) и вносят постепено 25 г Li2CO3 (с содержанием 97,5—98% ЫгСОэ). По окончании реакции добавляют 75 мл воды и фильтруют. В пробе раствора проводят количественное определение SO4 и Са++, на основе чего рассчиты- вается необходимое количество реактивов-осадителей. Раствор разбавляют 400—450 мл воды, нагревают до кипения и добавляют точно необходимый объем 10%-ного раствора ВаС12 для осаждения сульфатов. Нагревают 2—3 часа, дают отстояться несколько часов и фильтруют. Фильтрат нагревают, добавляют NH4OH (уд. в. 0,91) до слабощелочной реакции на фе- нолфталеин и приливает рассчитанное по анализу количество (NH4)2C2O4 для осаждения Са++. Нагревают 2 часа, дают отстояться и фильтруют. Филь- трат упаривают до тех пор, пока его температура кипения достигнет 168— 170° (такой раствор содержит 60—65% LiCl). Полученный сироп при охлажде- нии закристаллизовывается. Кристаллы отсасывают и перекристаллизовывают в таких же условиях. Выход около 20 г. Из маточников можно получить еще около 10 г препарата чистый. МАГНЕЗИАЛЬНАЯ СМЕСЬ Magnesia mixture Magnesiamixtur Свойства Бесцветный прозрачный раствор MgCl2, NH4C1 и NHaOH, образующий с ионами РО4 или AsO4 белые кристаллические осадки двойных солей, например MgCl2 + NH4OH 4- Na2HPO4 =MgNH4PO4 J + 2NaCl + H2O Приготовление 1. Растворяют 100 г MgCl2-6H2O (ч. д. а.) и 125 г NH4C1 (ч. д.а.) в 150 мл дестиллированной воды и приливают к полученному раствору 500 мл NH4OH (ч. д. а., уд. в. 0,928). 2. По другому рецепту 550 г MgCl2-6H2O и 1050 г NH4C1 растворяют в воде, приливают к раствору 3,5 л NH4OH (уд. в. 0.91) и разбавляют водой лэ 10 л. МАГНИЙ АЗОТНОКИСЛЫЙ (НИТРАТ МАГНИЯ) Magnesium nitricum Magnesium nitrate Magnesiumnitrat Mg(NO3)2-6H2O Мол. в. 256,43 Свойства Mg(NO3)2.6H2O—бесцветные моноклинические кристаллы уд. в. 1.64. Легко растворим в воде и спирте. * Метод ИРЕЛ (И. И. Ангелов. А. С. Шаньгина). 91 Чистые химические реактивы
322 Магний Таблица 212 Растворимость Mg(NO3)2 в воде г °с Mg(NO3)a % FC Mg(NO3)3 % 15 40,4 50 45,8 25 42,1 75 50,3 40 44,1 80 51,5 Таблица 213 Относительные веса водных растворов Mg(NO3)2 Mg(NO3)a % ,20 Mg(NO3)a % 4° Mg(NO3)a % 20 2 1,0132 10 1,0762 18 1,1449 4 1,0285 12 1,0928 20 1,1630 6 1,0441 14 1,1098 22 1,1815 8 1,0600 16 1,1272 24 1.2004 Требования к продажному реактиву По ВТУ МХП 2926—51 препарат ч. д. а. должен содержать не менее 99% Mg(NO3)2-6H2O, препарат чистый—ие менее 98%. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в Mg(NO3)2-6H2O различных квалификаций: Примеси ч.д.а. ч. Вещества, нерастворимые в воде . ... 0,005 0,01 Сульфаты (SOj) ..... 0,01 0,02 Хлориды (С1) . . . ......... 0,0005 0,001 Железо (Fe) .......................... 0,0005 0,001 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пересчете на РЬ)...................... 0,0005 0,002 Мышьяк (As) ..... ... 0,0001 0,0002 Фосфаты (РОД ... 0,001 0,002 Барий (Ва) ... .... .... 0,005 0,01 Кальций (Са).......................... 0,05 0,1 Кроме того, препарат должен выдерживать испытание на вещества, нераство- римые в спирте. 5 г препарата взвешивают с точностью до 0,01 г и растворяют в 50 мл 96%-ного спирта. Препарат ч. д. а. должен дать прозрачный раствор, для препарата чистый допускается небольшая муть. Примечание. Препарат, выдерживающий это испытание, со- держит менее 1% KNO3+NaNO3. Приготовление К 700 мл HNO3 (уд. в. 1,4) добавляют небольшими порциями 200 г техни- ческой MgO (часть MgO должна остаться нерастворенной). Добавляют 20 мл сероводородной воды, подогревают и фильтруют. Фильтрат слегка подкисляют чистой HNOs и упаривают до образования кристаллической пленки. По охлаж- дении кристаллы Mg(NO3)2-6H2O отсасывают (выход 600 г) и несколько раз перекристаллизовывают из воды.
Магния окись 323 МАГНИЯ ОКИСЬ (ЖЖЕНАЯ МАГНЕЗИЯ) Magnesium oxydatum Magnesium oxide Magnesiumoxyd Magnesia usta MgO Мол. в. 40,32 Свойства MgO—снежно-белый нежный рыхлый порошок, уд. в. 3,19—3,71 (в зависи- мости от температуры получения). Т. пл. выше 2500°, т. кип. 2800°. В воде почти нерастворима (8,4-10~4% при 18°); постепенно притягивает из воздуха влагу и СО2. Воздух, высушенный над MgO, содержит 0,008 мг Н2О на 1 л при 25°. Смешанная с 10—12 ч. воды переходит через некоторое время в кашицеобраз- ную массу Mg(OH)2. Требования к продажному реактиву По ГОСТ 4526—48 потери при прокаливании для i препаратов ч. д. а. и чистого должны быть не более 10%. Наибольшие количества допустимых при- месей (%) в MgO различных квалификации: Примеси ч.д.а. ч. Вещества, нерастворимые в соляной кислоте . . . . 0,03 0,1 Вещества, растворимые в воде 0,5 0,75 Хлориды (С1) Сера—общее количество из SOJ , SOy , S2Oy и 0,02 0,05 S (в пересчете на SO^ ) ... 0,02 0,2 Кремнекислота и вещества, осаждаемые аммиаком . 0,05 0,1 Железо (Fe) Тяжелые металлы сероводородной группы (в пересчете 0,005 0,01 на РЬ) 0,005 0,01 Барий (Ва) 0,003 0,005 Примечание. Препарат, содержащий не более 0,005% Sep, но- сит название «окись магния для анализа, без серы». Приготовление 1. Для получения* MgO квалификации ч. д. а. и «без серы» исходными ма- териалами служат MgCl2-6H2O (чистый) и Na2C03-10H20 (ч. д. а.). 150 г MgCl2-6H2O растворяют в 300 мл воды, добавляют 1 г MgO, нагревают при 70—75° в течение 1—2 час., часто перемешивая, дают отстояться и филь- труют. К фильтрату, нагретому до 80—85°, приливают тонкой струей холодный профильтрованный раствор 250 г Na2C03-10H20 в 700 мл воды. Когда реакция раствора на фенолфталеин станет слабощелочной, прекращают приливание Na2CO3, нагревают 30 мин. и декантируют. Осадок перемешивают с 400 мл горячей воды в течение 10 мин. и вновь декантируют. Основной карбонат от- сасывают, затем переносят обратно в сосуд, где производилось осаждение, добавляют 200 мл горячей воды и повторяют декантацию еще 8—9 раз (важно первые четыре промывки провести возможно быстрее, во избежание увлечения в осадок SO4 S несоблюдение этого условия приведет к невозможности полу- чения препарата с содержанием SOJ меньше 0,01%). Осадок отсасывают, про Метод ИРЕА (И. И. Ангелов, Е. М- Малаховская) 21*
324 Магний мывают еще раз 200 мл горячей воды и сушат при НО—120°, изредка переме- шивая. Подученный карбонат (100—ПО г) прокаливают в шамотном тигле при 660—750° в течение 4—5 час. По охлаждении продукт растирают в порошок и снова промывают декантацией 2—3 раза (по 300 мл воды), не дожидаясь полного отстаивания—мелкие частицы MgO долго остаются во взвешенном состоянии. Осадок отсасывают, промывают 100 мл воды и высушивают при 120—150° в течение 4 час. Выход 25—26 г (около 90%). 2. Препарат для люминофоров можно получить, прокаливая MgCO3 для лю- минофоров (получение см. стр. 326) в кварцевой кювете или платиновой чашке. МАГНИЯ ПЕРЕКИСЬ Magnesium peroxydatum Magnesium peroxide Magnesiumperoxyd Magnesium perhydrol MgO, Мол. в. 56,32 Свойства MgO2—рыхлый белый порошок. Уд. в. 0,615. Плохо растворим в воде. В сухой атмосфере довольно устойчив и может быть нагрет без разложения до 150°. Во влажном воздухе разлагается, выделяя кислород. Tj)ебования к продажному реактиву По ТУ МХП 2929—51 препарат ч. д. а. должен содержать не менее 25% MgO2, препарат чистый—не менее 20%. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в MgO2 различных ква- лификаций: Примеси ч.д.а. ч. Вещества, нерастворимые в соляной кислоте . . 0,03 0,03 Хлориды (О) . 0,01 0,05 Сульфаты (SO4) 0,02 0,1 Железо (Fe) 0,003 0,01 Тяжелые металлы сероводородной группы . . 0,002 0,005 Приготовление 1. К раствору 240 г MgCl2 -6Н2О (чистый) на 200 мл воды, охлажденному до 5°, при хорошем перемешивании постепенно добавляют 80 г Na2O2; температу- ра при реакции не должна подниматься выше 8°. После прибавления всего ко- личества Na2O2 продолжают размешивать еще полчаса и приливают 40 мл спирта. Через час выпавший осадок отсасывают и сушат при 50—60°. Сухой остаток рекомендуется истереть в ступке и, смочив 70 мл раствора MgCl2 уд. в. 1,1, промывать водой до исчезновения реакции на хлор-ион. Оста- ток высушивают при 50—60°. Выход 85%. 2. В стакан с мешалкой вливают (метод ИРЕА) 330 мл пергидроля и посте- пенно вносят 100 г сухой MgO (ч.д.а.) при температуре не более 30° (охлажде- ние). Перемешивают, пока содержание Н2О2 в фильтрате не будет ~1% (2 часа), фильтруют, отжимают осадок и насыпают в стеклянную кювету слоем 20—30 мм. Сушат при 60 —70°, периодически размешивая, до рассыпчатого состояния. Выход 150 г (40—45% от теоретического по И2О2). Препарат разлагается при хранении, теряя в первый месяц ~4% Mg2O, в каждый последующий—1%.
Магния перекись. Магний сернокислый 325 МАГНИЙ СЕРНОКИСЛЫЙ (СУЛЬФАТ МАГНИЯ, ГОРЬКАЯ СОЛЬ) Magnesium sulfuricum Magnesium sulfate Magnesiumsulfat Epsom salt Epsomsalz, Bittersalz MgSO4-7H2O Мол. в. 246,50 Свойства MgSO4-7H2O—прозрачные призматические кристаллы уд. в. 1,68 горько- соленого вкуса, слегка выветривающиеся на воздухе. При дегидратации обра- зуются кристаллогидраты с 6; 2,5; 2; 1 и 0,5 молекулами воды. MgSO4-7H2O легко растворим в воде, нерастворим в спирте. Безводный MgSOi представляет собой белый порошок уд. в. 2,61. Таблица 214 Растворимость MgSC>4 в воде /°C MgSO4 % t°C Mgso4 % i°C MgSO4 % 0 21,2 40 31,3 80 39,1 5 22,6 45 32,4 85 39,9 10 23,9 50 33,4 90 40,8 15 25,3 55 34,5 95 41,6 20 26,6 60 35,5 100 42,5 25 27,8 65 36,4 105 43,2 30 29,0 70 37,4 108,4 43,8 35 30,2 75 38,2 Таблица 215 Относительн ые веса водных растворов MgSO4 MgS°4 /О 4° MgSO, % ,,20 d4 MgSO, % 20 «4 2 I,0186 10 1,1034 18 1,1955 4 1,0392 12 1,1256 20 1,2198 6 1,0602 14 1,1484 22 1.2447 8 1,0816 16 1,1717 24 1,2701 Требования к продажному реактиву По ГОСТ 4523—48 препарат должен содержать не менее 99% MgSO4-7H2O. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в MgSO4-7H2O раз- личных квалификаций: Прнмеси Х.Ч. ч.д.а. ч. Вещества, нерастворимые в воде . 0,002 0,005 0,01 Хлориды (С1) 0,001 0,002 0,005 Фосфаты (РО4) 0,001 0,002 0,005 Железо (Fe) 0,0005 0,001 0,002 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пересчете на РЬ) . . 0,0002 0,0005 0,001 Кальций (Са) 0,01 0,02 0,05 Мышьяк (As) . 0,00005 0,0001 0,0002
326 Магний Приготовление Для получения препарата квалификации ч. д. а. к горячей 30%-ной H2SO4 прибавляют при хорошем размешивании технический магнезит (или MgO) до прекращения вспенивания. Отфильтрованная проба жидкости не должна давать красного окрашивания с NH4CNS, в противном случае прибавляют еще MgO. Раствор фильтруют и оставляют кристаллизоваться на холоду. На дру- гой день выпавшие кристаллы отсасывают, промывают небольшим количеством ледяной воды и перекристаллизовывают. Безводный MgSO4 получается при осторожном нагревании кристаллической соли до 238°. МАГНИЙ УГЛЕКИСЛЫЙ (КАРБОНАТ МАГНИЯ) А. Нормальный углекислый магний Magnesium carbonicum Magnesium carbonate Magnesiumcarbonat MgCO3-3H2O Мол. в. 138,38 Свойства MgCO3-3H2O—блестящие маленькие иглы уд. в. 3,04, спекшиеся в шарики или комочки, медленно выветривающиеся на воздухе. Теряет воду и СО2 при нагревании до 100°; СО2 теряется также при кипячении соли с водой. В воде растворим плохо (1,1-10—®%; ПР=1,0-10—5 при 25°). Приготовление Пропускают чистый сухой СО2 над основным углекислым магнием (см. ниже), нагретым до 150—220°. Реакцию ведут до тех пор, пока полученный бе- лый рыхлый порошок не приобретет постоянного веса. Охлаждают в токе СО2. Б. Основной углекислый магний (белая магнезия) Magnesia alba Magnesium carbonate basic Magnesiumcarbonat basisch Свойства Основной углекислый магний (примерный состав—Mg(OH)2-4MgCO3-6H2O) представляет собой белый легкий порошок, обычно спекшийся в легко измель- чаемые комочки. Почти нерастворим в воде (0,02% при 15°). Растворяется в растворах аммонийных солей. Требования к продажному реактиву По ГОСТ 6419—52 препарат ч. д. а. должен . содержать 40,0—-44,5% MgO, препарат чистый—39,5—44,5%; потери при прокаливании должны со- ставлять, соответственно, 60,0—55,5% и 60,5—55,5%. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в основном углекислом магнии различных квалификаций: Примеси ч.д.а. ч. Примеси, растворимые в воде 0,5 0,75 Примеси, нерастворимые в НС1 0,01 0,03 Общая сера (в пересчете на ЗО4) . . 0,01 0,05 Хлориды (С1).......................... 0,005 0,01 Фосфаты (РО4).......................................... 0,002 0,005 Тяжелые металлы сероводородной группы(в пересчете на РЬ) 0,001 0,005 Железо (Fe)............................................ 0,002 0,005 Мышьяк (As)................................. . . 0,0001 0,0002 Азот общий (в пересчете на N) ....................... 0,1 0,2
Магний углекислый и уксуснокислый 327 «роме того, препарат должен выдерживать испытание на растворимость в иксусной кислоте. Для этого 2 + 0,01 г препарата растворяют в 20 мл 30%-ной уксусной кислоты—раствор должен быть прозрачен. Приготовление 1. Растворяют 600—650 г MgCl2-6H2O (техн.) в 2 л горячей воды, добав- ляют 10 мл NHjOH (уд. в. 0,91) нагревают, дают отстояться и фильтруют. Отдельно растворяют 300 г Na2CO3 (техн.) в 1750 мл горячей воды, добав- ляют 10—12 мл 40%-ного NaOH, кипятят, дают отстояться и фильтруют. Полу- ченный фильтрат нагревают до 60° и приливают тонкой струей к горячему (60°) раствору MgCl2 до полноты осаждения (отфильтрованная проба жидкости не должна давать осадка ни от ВаС12, ни от Na2COs). Осадок отсасывают, промывают водой до удаления С1_ (допустима лишь ничтожная опалесценция при пробе с AgNO3) и сушат при 70°, лучше в вакууме. Получают препарат квалификации чистый. 2. Препарат длялюминофоров получают аналогично методу получения СаСО3 для люминофоров (см. стр. 222). МАГНИЙ УКСУСНОКИСЛЫЙ (АЦЕТАТ МАГНИЯ) Magnesium aceticum Magnesium acetate Magnesiumacetat Mg(CH3COO)2-4H2O Мол. в. 214,48 Свойства Mg(CH3COO)2-4H2O—бесцветные моноклинические кристаллы, уд. в. 1,454 (безводный—1,420). Во влажном воздухе расплываются, в эксикаторе над H2SO4 выветриваются. При 100° обезвоживаются. * Таблица 216 Растворимость Mg(CH3COO)2 в воде ГС Mg(CH,COO)2 % ГС Mg(CH,COO)2 % 0,1 36,2 35 41,78 14.9 37,97 45 44,76 24,9 39,61 55 43,46 Таблица 217 Относительные веса водных растворов Mg(CH3COO)2 Mg(CH,COO)3 % 4° MgfCHCOO). % 4° Mg(CH,COO)2 % 4° 1 1,0038 7 1,0264 25 1,0954 2 1,0076 8 1,0302 30 1,1145 3 1,0113 9 1,0339 35 1,1346 4 1,0151 10 1,0377 40 1,1559 5 1 ,0188 15 1,0566 45 1,1782 6 1.0226 20 1,0762 50 1,2015 Требования к продажному реактиву По ТУ МХП 3323—52 препарат ч. д. а. должен содержать не менее 99% ^g(CH3C0O)2-4H2O, препарат чистый—не менее 96%.
328 Магний Наибольшие количества допустимых примесей (%) в Mg(CH3COO)2-4H2O различных квалификаций: Примеси ч.д.а. ч. Вещества, нерастворимые в воде 0,005 0,01 Хлориды (С1) . . . . 0,001 0,003 Сульфаты (SOj) Тяжелые металлы сероводородной группы (в 0,005 0,01 пересчете на РЬ) 0,001 0,002 Железо (Fe) 0,0005 0,002 Кальций (Са) . 0,02 0,04 Фосфаты (РОД . . 0,001 0.002 Приготовление Для получения препарата квалификации ч. д. а. разбавляют 90 мл 80% -ной СНзСООН (чистая) двойным объемом воды, нагревают до 60—80° и посте- пенно вносят MgCO3 ч. д. а. (около 60 г) до прекращения выделения СО2. Нагревают раствор 15—20 мин. на водяной бане и отсасывают горячим. К филь- трату добавляют 3 мл СН3СООН и упаривают до тех пор, пока горячий раствор не будет иметь уд. в. 1,25—1,26. Для получения хороших кристаллов важно до- стигнуть именно такой концентрации. По охлаждении кристаллы отсасывают, переносят в банку и заливают пробку парафином. Выход около 100 г. МАГНИЙ ХЛОРИСТЫЙ (ХЛОРИД МАГНИЯ) Magnesium chi ora turn Magnesium chloride Magnesiumchlorid Свойства MgCl2-6H2O Мол. в. 203,33 MgCl2 Мол. в. 95,23 MgCl2-6H2O—игольчатые или столбчатые кристаллы уд. в. 1,56, горько- соленого вкуса, очень легко растворимые в воде и спирте. При нагревании теряет одновременно воду и НС1, оставляя MgO. Т. пл. 117,5°, т. разложения 151°. Соль чрезвычайно гигроскопична и должна храниться в плотно закупо- ренных банках. Безводный MgCl2—пластинки с перламутровым блеском, уд. в. 2,32, рас- творимые в воде (с сильным разогреванием) и в спирте. При белом калении в атмосфере водорода возгоняется. Во влажном воздухе дымит и расплывается. Таблица 218 Растворимость MgCl2 в воде ГС MgCL, % ГС MgCl2 % — 10 Н,1 80 39,7 0 34,5 100 42,2 4-Ю 34,8 116,7 46,1 1-20 35,3 152,6 49,0 40 36,5 181,5 55,8 60 37,9 186 56,1 Таблица 219 Относительные веса водных растворов MgCl2 MgCIa % ,20 d4 MgCl» % 20 «4 2 1,0146 18 1,1523 4 1,0311 20 1,1706 6 I,0478 22 1,1897 8 1,0646 24 1,2088 10 1,0816 26 1,2285 12 1,0989 28 1,2487 14 1,1164 30 1,2688 16 1,1342
Магнии хлористый и хлорнокислый 329- Требования к продажному ре а к т и в у Наибольшие количества допустимых примесей (%) в ных квалификации (по ГОСТ 4209-48): Примеси х.ч. Вещества, нерастворимые в воде ... 0,003 Сульфаты (SO4) .... 0,005 Барий (Ва) 0,002 Кальций (Са) . 0,050 Фосфаты (РО4) - 0,0005 Железо (Fe) - - 0,0002 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пересчете на РЬ) 0,0002 Мышьяк (As) 0,00005 Соли аммония (NH4) 0,005 MgCl2-6Hjp различ ч.д.а. ч. 0,005 0,010 0,010 0,020 0,002 0,005 0,050 0,1 0,001 0,002 0,0005 0,001 0,0005 0,001 0,0001 0,0002 0,01 0,02 Препарат должен выдерживать испытание на нерастворимые в 90%-гюм спирте примеси. Приготовление Для получения препарата квалификации ч. д. а. размешивают 100 г техни- ческого магнезита* со 100 мл воды и постепенно приливают к смеси 420 мл соляной кислоты уд. в. 1,19. После добавления всей кислоты реакция жидкости на фенолфталеин должна быть слабощелочной, иначе необходимо добавить немного магнезита. К раствору добавляют 0,5 мл H2SO4 и 20 мл сероводородной воды и оставляют на ночь. На другой день раствор фильтруют и проверяют фильтрат на Fe+++ с NH4CNS. Если Fe+++ присутствует, то добавляют еще 1—2 г магнезита, раз- мешивают и выдерживают несколько часов. Освобожденный от Fe+++ раствор нагревают до кипения и добавляют 7— 12 мл 10%-ного раствора ВаС12для осаждения SO4 . После получасового ки- пячения проверяют отсутствие в пробе фильтрата Ва++ и SO^—, прибавляя в случае необходимости магнезит или ВаС12. Дают отстояться и фильтруют. Фильтрат нейтрализуют соляной кислотой (чистая) до нейтральной реакции на. лакмус, упаривают до уд. в. 1,33—1,35 (при 80—90°), фильтруют и охлаждают. Кристаллы MgCl2-6H2O отсасывают и помещают в банку с притертой пробкой. Выход 140—160 г (45—55%). При упаривании маточных растворов получается менее чистый препарат. МАГНИЙ ХЛОРНОКИСЛЫЙ (ПЕРХЛОРАТ МАГНИЯ, АНГИДРОН) Magnesium perchloratum Magnesium perchlorate Magnesiumperchlorat Mg(C104)2 Мол. в. 223,23 Mg(C104)2-6H20 Мол. в. 331,33 Свойства Безводный Mg(CIO4)2—белая пористая масса уд. в. 2,6, чрезвычайно жад- но притягивающая вла>у; при смачив.ании водой наблюдается разогревание и шипение, как с Р2О5. Применяется в качестве отличного осушителя. Упругость водяного пара над Mg(ClO4)2 равна 0,000 мм рт. ст. Соль способна поглощать- воду в количестве до 60% от своего веса, следовательно, и в этом отношении перхлорат магния имеет преимущество перед Р2О5. Магнезит можно заменить окисью магния или карбонатом магния.
330 Марганец Будучи нейтральным веществом, пригоден для осушения различных газов* (Н2, О2, С12, НО, СО2, NH3, H2S и др.) и органических жидкостей. Mg(ClO4)2 •6Н2О—игольчатые кристаллы уд. в. 1,97. Требования к продажному реактиву По ВТУ МХП 3139—54 препарат квалификации чистый должен отвечать следующим требованиям: 1) внешний вид—гранулы или порошок белого цвета (допустим кремова- тый оттенок); 2) содержание Mg(ClO4)2—не менее 82%; 3) кислотность (в пересчете на НСЮ4) или щелочность (в пересчете на Mg(OH)2)—не более 0,05% ; 4) гранулометрический состав: остаток на сите с отверстиями 1 мм—не менее 80%; остаток на сите с отверстиями 3 мм—не более 2%. Приготовление В стакан с 30%-ной НС1О.1 (х. ч.) добавляют** постепенно MgO (х. ч.) до насыщения, отфильтровывают избыток MgO через фильтр с пористой стеклян- ной пластинкой и, нейтрализовав щелочной раствор НС1О4 до слабокислой реак- ции на конго красный, упаривают раствор до начала кристаллизации и охлаж- дают. Игольчатые кристаллы отсасывают на воронке без фильтра, растворяют их в горячей воде и снова упаривают до появления кристаллической пленки. Из маточных растворов таким же образом получают еще некоторое количество соли. Полученный Mg(C104)2-6H20 нагревают в фарфоровой чашке на плитке. При 145—147° кристаллы плавятся в кристаллизационной воде; по мере удале- ния воды жидкость затвердевает в пористую массу—тригидрат Mg(CIO4)2-ЗН2О; препарат необходимо в это время энергично перемешивать Затем температуру повышают до 170—200° (но не выше 230°), причем тригидрат плавится; при этой температуре соль выдерживают 1—2 часа. После охлаждения соль измельчают до зерен диаметром 3—4 мм и поме- щают в круглодонную колбу, соединенную с хорошим масляным насосом, дающим разрежение около 0,1 мм рт. ст. Между колбой и насосом включают сушильную колонку с СаС12. Пустив в ход насос, нагревают колбу 2—3 часа при 170° и 3 часа при 220—240°. Препарат следует хранить в плотно закрытых банках или, еще лучше, в запаянных ампулах. Для регенерации Mg(CIO4)2, служащего осушителем, его подвергают обез- воживанию в вакууме, как описано выше. МАРГАНЕЦ АЗОТНОКИСЛЫЙ (НИТРАТ МАРГАНЦА [2]) Manganurn nitricitm Manganese nitrate Mangannitrat Manganous nitrate Mn(NO3)2-6H2O Мол. в. 287,05 Свойства Mn(NO3)2-6H2O—слаборозовые длинные игольчатые призмы уд. в. 1,82, легко растворимые в воде и спирте. При 160—200° разлагается с образованием МпО2. * Наиболее полное высушивание происходит при скорости газа, не превышаю щей 5 л!час. ** И. П. Ал и м а р И н. Зав. лаб.. 9, № 8, 915 (1940).
Марганец азотнокислый 331 Таблица 220 Растворимость Мп(МО3)г в воде ГС Mn(NO3)2 % гс Mn(NO3)2 % ГС Mn(NO3)„ % —16 45,5 25,8 62,4 30 67,6 0 50,5 23,5 64,6 35,5 76,8 +11 54,6 27 65,6 Таблица 221 Относительные веса растворов Mn(NO3)2 Mn(NO.,)3 % ,18 «4 Mn(NO.,)a % ,18 d4 Mn(NO3)a % J8 «4 1 1,0063 14 1,1149 28 1,2557 2 1,0140 16 1,1333 30 1,2781 4 I,0298 18 1,1522 35 1,3367 6 I,0459 20 1,1717 40 1,3993 8 1,0624 22 1,1918 45 1,4662 10 1,0794 24 1,2125 50 1,5378 12 1,0969 26 I,2338 55 1,6146 Требования к продажному реактиву По ГОСТ 6203—52 препарат ч. д. а. должен содержать не менее 99 % Mn(NO3)2-6H2O, препарат чистый—97,5%. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в Мп(ЦО3)2-6НгО раз- личных квалификаций: Примеси ч.д.а. ч. Вещества, нерастворимые в воде 0,005 0,01 Хлориды (С1) . . . . . 0,001 0,002 Сульфаты (SO4) ... ... 0,01 0,04 Железо (Fe) 0,0005 0,001 Цинк (Zn) 0,02 0,05 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пе- ресчете на РЬ) 0.0005 0,001 Вещества, не осаждаемые (NH^jS (в виде суль- фатов) .... 0,1 0,25 Приготовление 1- Для получения препарата квалификации ч. д. а. в 200 мл HNO3 (х. ч.. УД- в. 1,2) постепенно вносят 100 г МпСОз; часть последнего должна остаться нерастворенной. Отфильтровывают выпавший Fe(OH)3 и раствор выпаривают при 60—70°, слегка подкислив HNO3. Выпаривание ведут до тех пор, пока про- ба жидкости при охлаждении не будет закристаллизовываться. Раствор остав- ляют на ночь на холоду, кристаллы отсасывают и помещают в банку с при- тертой пробкой. Выход 70%.
33 2 Марганец Маточный раствор при упаривании дает еще значительное количество кристаллов. 2. Для получения препаратов квалификации х. ч. разработана следующая методика*. 1 кг измельченного ферромарганца (76% Мп) добавляют постепенно к 5 л HNOs (уд. в. 1,2); по прекращении выделения окислов азота смесь нагревают и фильтруют. К 1 л фильтрата добавляют (NH4)2CO3 до слабощелочной реакции и выпавшую смесь Fe(OH)3 и МпСОз отфильтровывают и тщательно промывают. Затем полученную пасту вносят в оставшиеся 4 л раствора и нагревают смесь полчаса при 90—95°. При этом Fe+++ полностью осаждается в виде Fe(OH)3: 2Fe(NO3)3 + ЗМпСО3 + ЗН2О = 3Mn(NO3)2 + 2Fe(OH)3 + ЗСО2 После фильтрования** раствор подкисляют HNO3 (чистая), упаривают при температуре не выше 70° до уд. в. 1,63—1,65 (при 40°) и охлаждают. Выделяют- ся обычно хорошо образованные кристаллы Mn(NO3)2-6H2O (рекомендуется в раствор дать «затравку»—кристаллик Мп(МО3)2 6Н2О), которые отсасывают и выдерживают сутки в эксикаторе над NaOH для удаления свободной HNO3. Выход 300 г. МАРГАНЦА ДВУОКИСЬ (ОКИСЬ МАРГАНЦА [4], «ПЕРЕКИСЬ» МАРГАНЦА) Manganum hyperoxydatum Manganese dioxide Manganese peroxide Pyrolusite Manganperoxyd Mangandioxyd А. Безводная двуокись марганца MnO2 Мол. в. 86,94 Свойства МпОг—черный кристаллический или аморфный порошок уд. в. 5,03. При накаливании выше 530° переходит в .Мп3О4. Требования к продажному реактиву По ГОСТ 4470—48 препарат ч. д. а. должен содержать не менее 85% МпОз, препарат чистый—не менее 72%. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в МпОг различных ква- лификаций: Примеси ч.д.а. ч. Вещества, нерастворимые в НО .... 0,06 0,2 Хлориды (О) ... .............. 0,002 0,01 Сульфаты (SO4) ................................ 0,05 0,1 Щелочные и щелочноземельные металлы (в виде сульфатов) ................................... 2,0 5,0 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пере- счете на РЬ) .... 0,005 0,01 Железо (Fe)................ . 0,02 0,1 Органические примеси (С) ................... 0,01 0,01 * В. М. Пешкова, Изв. ИРЕА, вып. 9. 91 (1930). *• Если требуется препарат высшей чистоты (для люминофоров), то после осаждения Ие'*'++ к раствору добавляют сероводородную воду до слабого запаха, дают стоять 30 ми- нут, фильтруют с отсасыванием и фильтрат нагревают на водяной бане до удаления H3S.
Марганца двуокись 333 Приготовление Для получения препарата квалификации ч. д. а. разработана следующая МеТ°Нагревают Mn(NO3)2-6H2O ч. д. а. в фарфоровой чашке до 100° /под тягой) и постепенно повышают температуру до 160°. Получается черная порошкооб- разная масса. По охлаждении продукт смачивают HNO3 (ч. д. а., уд. в. 1,34) по консистенции жидкой кашицы и повторяют нагревание до 160°. По охлажде- нии массу отсасывают на воронке с пористой стеклянной пластинкой, промы- вают 2 раза HNOS (ч. д. а.) и снова дважды нагревают с HNOs до 160°. Затем отсасывают, промывают 3—4 раза HNOs (уд- в. 1,12) и сушат при 150°. Выход MnOi почти количественный. Для получения 1 кг МпО2 расходуется около 4 л HNOs (УД- в- I.34)- Б. Водная двуокись марганца (Гидрат перекиси марганца, марганцоватистая кислота) Л1пО(ОН)2 или Н2МпО3 Мол. в. 104,96 Свойства МпО(ОН)г—черный или черно-коричневый, очень рыхлый, пачкающий порошок. Приготовление 2КМпО4 + ЗС2Н5ОН = ЗМпО(ОН)2 Ч- 2КОН ЗСН3СНО Для приготовления препарата квалификации «осажденный, без серы» к раствору 200 г К.МпОа (ч. д. а.) в 4 л воды добавляют 200 г спирта. По оконча- нии реакции добавляют 25 мл HNOs (ч. д. а., уд. в. 1,40) и нагревают. Осадок промывают декантацией водой до удаления NO3~ и высушивают при 20°. Если препарат еще содержит S, то его измельчают, размешивают с водой, добавляют 50—70 г Na2COs (ч. д. а.), нагревают до кипения и выдерживают при этой температуре 30 мин., непрерывно перемешивая. Декантируют, добавляют еще немного HNOs, промывают осадок деканта- цией до полного удаления SO4 и NO3- Отсасывают осадок и сушат при 20°. Выход 100 г (99%). В. Активная двуокись марганца Приготовление 1 • 2КМпО4 Ч- 3MnSO4 Ч- 2Н2О = 5МпО2 Ч~ K2SO4 Ч~ 2H2SO4 К 250 мл 5%-ного раствора MnSO4 при 50—60° приливают по каплям при перемешивании в течение 2 час. 200 мл 5%-ного раствора КМпО4. Смесь нагре- вают при 60° еще 2 часа, после чего оставляют на сутки при 30—35°. Выпавший осадок отфильтровывают,промывают водой до удаления SO4 и высушивают в течение 8—10 час. при 110—120°. 2 . К суспензии 150 г тонко измельченного MnSO4 в 142 мл воды при хоро- шем перемешивании медленно прибавляют 675 г 93%-ной HaSO4. Снижают температуру до 50° и в течение 2 мин. прибавляют небольшими порциями 150 г растертого КМпО4, следя, чтобы температура не превышала 75°. Через 10 мин. содержимое стакана выливают при перемешивании в сосуд с 25 л воды. Осадок двуокиси марганца промывают сначала декантацией, затем на воронке до удаления SO4 . Промытый осадок высушивают в течение 6 час., постепен- но повышая температуру до 180°. Метод ИРЕА (И. И. Ангелов. В. В. Полянский).
334 Марганец Г. Коллоидальная двуокись марганца Свойства Гидрозоль МпО2—прозрачная жидкость, в разбавленном состоянии свет- ложелтая, с увеличением концентрации приближается к темнокоричневой. От прибавления большинства электролитов (кроме КМпО4) выпадает хлопьями гидрат двуокиси марганца МпОг-НгО. Приготовление 2КМпО4 + ЗН2О2 = 2Н2МпО3 Ч~ 2КОН ф- ЗО2 Для получения коллоидальной МпО2 к раствору КМпОа (концентрация не выше 1,6%) прибавляют Н2О2 (концентрация не выше 3%) до исчезновения фиолетовой окраски и появления коричневой окраски коллоида. Для испытания в пробе жидкости коагулируют МпО2 прибавлением не скольких капель раствора NaCl и нагреванием; при этом коричневая окраска коллоида пропадает и становится заметной фиолетовая окраска непрореагиро- вавшего КМпСД. Для освобождения от образующегося при реакции КОН раствор подвер- гают диализу, лучше всего употребляя особо чистую воду («вода для измере- ния электропроводности») Во время диализа испытывают гидрозоль и продн- фундировавшую воду на щелочь. После того как вода станет нейтральной на фенолфталеин, диализ продолжают, измеряя время от времени удельную электропроводность раствора до тех пор, пока она не перестанет уменьшаться. При этом получается коллоид высокой степени чистоты. Вся стеклянная посуда, служащая для приготовления и хранения коллоида, должна быть пропарена до совершенной чистоты. МАРГАНЦА ЗАКИСЬ (ОКИСЬ МАРГАНЦА [2]) Manganum oxydulatum Manganous oxide Manganoxydul MnO Мол. в. 70,94 Свойства MnO—зеленовато-серый порошок уд. в. 4,73, легко растворимый в кисло- тах. При накаливании на воздухе переходит в МпзО4. В воде нерастворима. Приготовление В фарфоровую трубку помещают 200 г МпСОз («. ?. о.), вытесняют воздух водородом и нагревают трубку несколько часов при 300° в токе водорода. Дают охладиться, отбрасывают темный продукт, находящийся по краям трубки, а основную серо-зеленую массу переносят в банку. Выход 100—105 г. МАРГАНЕЦ СЕРНОКИСЛЫЙ (СУЛЬФАТ МАРГАНЦА [2]) Manganum sulfuricum Manganese sulfate Manganosulfat Manganous sulfate MnS04-5H20 Мол. в. 241,08 Свойства MnSO4-5H2O—красноватые триклинические кристаллы уд. в. 2,1, доволь- но легко растворимые в воде и нерастворимые в спирте. При 54° плавится в кристаллизационной воде. Безводный MnSO4—белая
Марганца закись. Марганец сернокислый 335 ассыпчатая хрупкая масса уд. в. 2,9. При слабом прокаливании устойчив, при 1155° разлагается, оставляя МпзОд. Таблица 222 Растворимость MnSOa в воде (°C MnSOt % /°C MnSO, % t°c MnSO, % ГС MnSO. % 0 34,7 15 37,9 30 39,4 70 34,2 5 36,0 20 38,6 50 37,3 100 24,9 9 37,2 25 39,3 Таблица 223 Относительные веса растворов MnSOa MnSC>4 % 15 G4 MnSOd % 15 «4 MnSO4 % ,15 CZ4 MnSO, I % .15 «4 1 1,0089 8 1,0807 16 1,1714 24 1,2725 2 1,0188 10 1,1025 18 1,1956 26 1,2997 4 1,0389 12 1,1248 20 1,2205 28 1,3277 6 1,0595 14 1,1478 22 1,2461 30 1,3565 Требования к продажному реактиву По ГОСТ -135—41 обезвоженный препарат ч. д. а. должен содержать~ие мепее 99% MnSOj, препарат чистый—не менее 98%; потери при обезвожи- вании обоих препаратов должны быть не более 39%. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в МпЗОа-бНгО различ- ных квалификаций: Примеси ч.д.а* ч. Вещества, нерастворимые в воде . . 0,005 0,01 Хлориды (О)...................... . 0,002 0,005 Цинк (Zn) ................................. 0,02 0,05 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пересчете на РЬ) ......................... 0,0002 0,001 Железо (Те)........... .................... 0,0005 0,0015 Щелочные и щелочноземельные металлы (в виде сульфатов) . . .......................... 0,5 1,0 Кроме того, препарат должен выдерживать испытание на присутствие веществ,, восстанавливающих КМпОд. Приготовление 1. Для получения препарата квалификации ч. д. а. разработана следую щая методика* МпО2 + 2SO2 = MnS2O6 MnS2Oe == MnSO$ -f- SO2 * Метод ИРЕА (И. И. Ангелов и В. В. Полянский).
336 Марганец 500 г технического пиролюзита в порошке (с содержанием не менее 80% МпОг) помещают в фарфоровую чашку, добавляют 800 мл воды и 700 мл HNO3 (чистая, уд. в. 1,35—1,40). Пускают в ход механическую мешалку и перемеши- вают смесь в течение 6—8 час. (для удаления солей щелочных металлов). Дают отстояться, промывают осадок декантацией, отсасывают и продолжают про- мывать горячей дестиллированной водой до исчезновения реакции на Мп(]\[Оз)2. Для этого 1 л промывных вол упаривают до 10 мл и определяют Мп++ обычным способом. Наконец МпО2 сушат при 100—200°. Выход 470 г. В фарфоровый стакан помещают 120 г очищенного МпОг и 300 мл воды и насыщают смесь (под тягой) сернистым газом до перехода черного цвета осад- ка в светлосерый. Не останавливая мешалки, добавляют еще 18—20 г МпОг до неисчезающей черной окраски и размешивают 1,5—2 часа до исчезновения запаха БОг- Смесь фильтруют, фильтрат подкисляют 5 мл 10%-нон H2SO4 и выпаривают на водя- ной бане досуха. Сухой остаток прокаливают 3 часа при 450° до прекращения выделения SOz- Получается около 170 г белого (с лиловым оттенком) безводного MnSOj. Его растворяют в 300 мл воды, подкисляют несколькими каплями 10%-ной HzSOj, нагревают до 60° и насыщают сероводородом. Раствор филь- труют через двойной фильтр, фильтрат (около 300 мл) упаривают на водяной бане до выпадения значительного количества мелких кристаллов и охлаждают до комнатной температуры. Кристаллы отсасывают и промывают 3 раза холод- ной водой. Упариванием маточных растворов получают еще некоторое количе- ство кристаллов. Кристаллы растворяют, упаривают раствор до уд. в. 1,54 при 90° и дают кристаллизоваться при 18° (при этом одноводный гидрат переходит в пятивод- ный). Кристаллы отсасывают, промывают холодной водой и высушивают при комнатной температуре. Выход около 240 г. 2 По другому методу препарат ч. д. а. получают следующим образом*. В фарфоровую чашку помещают 150 г порошка ферромарганца (с содержанием 70% Мп), добавляют 240 мл воды и понемногу приливают под тягой 130 мл H2SO4 (х. ч., уд в. 1,84). В результате бурной реакции вода испаряется, и сле- дует изредка добавлять по 10—20 мл воды. По окончании реакции добавляют 420 мл воды и оставляют смесь на ночь. На другой день смесь фильтруют, добавляют к фильтрату 12 г МпО2, на- гревают до 50° и размешивают механической мешалкой до полного окисления Fe++ (отфильтрованная проба ие должна давать синего осадка с KsFe(CN)6. В Vs части раствора осаждают МпСОз, для чего приливают его к нагретому до 60° раствору 122 г Na2COs в 600 мл воды до полного израсходования всего NazCOs (отсутствие красного окрашивания с фенолфталеином). Осадок МпСОз [и Fe(OH)3] промывают декантацией до удаления SO4 , и полученную пасту применяют для очистки от железа основной порции раствора. Для этого добавляют к МпСОз 120 мл воды, нагревают до 50—60° и при переме- шивании добавляют небольшими порциями раствор MnSOa. После полного осаждения железа (отфильтрованная проба не должна давать красного окраши- вания с NH4CNS) смесь фильтруют, фильтрат упаривают и снова фильтруют. Фильтрат подкисляют серной кислотой <5 мл H2SO4, уд. в. 1,84 на 1 л рас- твора) и упаривают на водяной бане при температуре не выше 60° до появле- ния сплошной тонкой пленки на поверхности. Кристаллизацию рекомендует- ся проводить при температуре 3—10° ниже нуля. На другой день кристаллы отсасывают, промывают ледяной водой, под- сушивают при комнатной температуре до легкого побеления и помещают в банку с притертой пробкой. Выход 250 г (55%). 3. В фарфоровую чашку помещают 360 мл воды, приливают тонкой струей при перемешивании 80 мл H2SO4 (чистая, уд. в. 1,84) и добавляют постепенно около 210 г МпСОз (чистый) до прекращения выделения СО2. Метод HPFA (П. И. Кувалдин. Н. А Петров).
Марганец углекислый 337 Жидкость нагревают до 50°, фильтруют через двойной фильтр, и фильтрат упаривают и кристаллизуют, как указано в п. 2. Выход 110 г. МАРГАНЕЦ УГЛЕКИСЛЫЙ (КАРБОНАТ МАРГАНЦА [2]) Manganum carbonicum Manganese carbonate Manganous carbonate M anganocarbonat MnCO3 Мол. в. 114,95 Свойства МпСОз—белый пушистый порошок, почти нерастворимый в воде (раство- римость 1,33-10-*%, ПР=1-1С—10 при 25°). В сухом состоянии устойчив на воздухе, влажный же легко окисляется и темнеет вследствие образования Мпгбз- При кипячении с водой гидролизуется. Требования к продажному реактиву ГТо ГОСТ 7205—54 препарат чистый должен содержать 44—48% Мп. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в МпСОз квалифика- ции чистый'. Вещества, нерастворимые в кислоте 0,03 Хлориды (С1) . . 0,01 Сульфаты (SOj) 0,02 Железо (Fe) . ... 0,01 Цинк (Zn)................. ............ 0,05 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пересчете на РЬ) ...................... 0,005 Вещества, не осаждаемые (NH4)2S (в виде сульфатов) ... 2,5 Азот общий........................... . 0,1 Приготовление 1. Mn(NO3)2 Ч- 2NaHCO3 = МпСОз + 2NaNO3 + Н2О + СО2 Для получения реактивного препарата* нагретый до 50° 10%-ный раствор Mn(NO3)2 (ч. д. а.) вливают тонкой струей в 10%-ный раствор эквивалентного количества NallCOs (ч. д. а.). Смесь перемешивают, насыщают СО2 и закры- вают сосуд. После отстаивания жидкость декантируют и заливают осадок холодной водой, насыщенной СО2. Таким путем ведут промывание до полного Удаления NaNOs- Осадок отфильтровывают и сушат в токе СО2 при 70—80е. 2. Для получения основной соли, приблизительно отвечающей формул^ МпСОз-6Мп(ОН)2 -5Н2О, смешивают последовательно 50 г МпО2 в порошке, 14 лм II2SO4 (уд. в. 1,84) и 12 мг раствора глюкозы уд. в. 1,26. Пускают в ход механическую мешалку и нагревают до 60°. Дальше реакция протекает само- произвольно и сопровождается значительным разогреванием. Когда темпера- тура снова упадет до 60°, дают отстояться, фильтруют и добавляют Na2COg До нейтральной реакции на конго. Прибавляют 1 г МпОз, растертой с водой в пасту, и нагревают до 50—60°, проверяя полноту осаждения железа (отфиль- .Соли редких и цветных металлов, стр. 232. 22 Чистые химические реактивы
338 Марганец трованная проба при встряхивании с NFUCNS и 1 мл изоамилового спирта ие должна окрашивать спиртовый слой в красный цвет). Дают отстояться и фильтруют прямо в теплый (35—40°) раствор 40 е NaaCOa в 200 мл воды Реакция жидкости должна оставаться щелочной. Осадок промывают теплой водой декантацией (5—6 раз), затем отсасывают и промы- вают на воронке до удаления SOJ и исчезновения щелочной реакции в про- мывных водах. Препарат сушат на пергаменте при 60е. При попытках получения МпСОз из других солей марганца осаждением « помощью NasCOs получают смесь МпСОз и Мп(ОН)г; благодаря присутствию Mn(OH)s продукт легко окисляется и темнеет. МАРГАНЕЦ ХЛОРИСТЫЙ (ХЛОРИД МАРГАНЦА [2]) Manganum chloratum Manganese chloride Manganochlorid Manganous chloride MnC12*4H20 Мол. в. 197,92 Свойства МпС12-4НгО—красноватые моноклинические гигроскопичные кристаллы, уд. в. 1,913, растворимые в воде и спирте. При 58° ic-ряет часть воды, переходя в МпС12-2Н2О. При 200—230* происходит частичное разложение соли с выделе- нием НС1. Безводный МпС12—красноватые листочки уд. в. 2,478 (по другим данным 2,977), плавящиеся при 650° и возгоняющиеся при более высокой температуре. При нагревании на воздухе разлагается влагой, выделяя НС1 и оставляя МпзО«. Растворим в абсолюгном спирте (2 : 1), нерастворим в эфире. Таблица 224 Растворимость МпС12 в воде ГС МпС12 % ГС МпС12 % t°c MnCl3 О/ /о 0 38,86 30 44,7 80 52,03 8 38,3 35 45,46 90 52,37 20 25 42,36 43,6 50 60 49,5 52.1 100 53,7 Таблица 225 Относительные веса водных растворов МпС12 МпС12 18 MriCL, .18 MnCl3 ,18 % d4 % d4 % d4 1 1,0069 12 1,1046 22 1,2061 2 1,0153 14 1,1238 24 1,2283 4 1,0324 16 1,1435 26 1,2541 6 1,0498 18 1,1638 28 1,2746 8 10 1,0676 1,0859 20 1,1846 30 1,2988
Марганец хлористый 339 Требования к продажному реактиву По ГОСТ 612—41 препарат ч. д. а. должен содержать не менее 99% MnCls- 4Н О а препарат чистый—не менее 98%. 4 Наибольшие количества допустимых примесей (%) в МпС12-4Н2О различ- ных квалификаций: Примеси ч.д.а. ч. Вещества, нерастворимые в воде . . 0,005 0,01 Сульфаты (SOi)........................ . . . 0,005 0,02 Цинк (Zn) .................... . • .... 0,02 0,05 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пересчете на РЬ) .... . 0,0005 0,001 Железо (Fe)...................... 0,0002 0,001 Щелочные металлы (в виде сульфатов) .... 0,2 0,5 Барий (Ва)................................ 0,005 0,01 Кроме того, препарат должен выдержать испытание на окисляющие и восстанав- ливающие вещества. 1 г препарата растворяют в 40 мл воды, подкисляют 5 мл II2SO4 (уд. в. Ill), прибавляют 1 мл 2%-ного раствора KJ, не содержащего йодатов, и 1 мл свежеприготовленного 0,5%-ного раствора крахмала. Не должно быть синего окрашивания. Прибавляют 1 каплю 0,1 н. раствора иода. Появившееся фиолетовое окра, шивание должно сохраняться. Приготовление 1. Для получения препарата квалификации ч. д. а. разработана следую- щая методика*. К 350 мл соляной кислоты (уд. в. 1,19) в фарфоровой чашке добавляют ма- лыми порциями (под тягой) 120 г порошка ферромарганца (с содержанием около 75% Мп). По окончании бурной реакции добавляют 420 мл воды и нагре- вают 4—5 час. на водяной бане. На другой день фильтруют, добавляют к филь- трату 15 г МпОз в порошке и перемешивают до полного окисления Fe++ [проба с КзРе(СМ)в]. Смеси дают отстояться и фильтруют с отсасыванием. Из */5 части фильтрата осаждают МпСОз и удаляют им Fe+++ в остальной части раствора, как описано на стр. 336. Затем раствор упаривают, филь- труют, вновь упаривают до сплошной пленки и кристаллизуют при комнатной температуре. Кристаллы отсасывают, сушат при температуре ниже 40° и пере- носят в банку с притертой пробкой. Выход 200—220 г. 2. Для получения безводного MnCh тетрагидрат МпС12-4Н2О нагревают в фарфоровой чашке при 60° до частичного обезвоживания и перехода в МпС12- 2Н2О, причем соль сначала плавится в кристаллизационной воде**. Дигидрат помещают в фарфоровую (или из тугоплавкого стекла) трубку на- клонно поставленной трубчатой электропечи, находящейся под тягой; нижний конец трубки должен выступать из печи не более как на 3 см. К нему подгоняют на корковой пробке большой шамотовый или графитовый тигель, служащий приемником. Газообразный хлористый водород подводят через тройник частью в трубку. 7пС1ью в приемник, вытесняют воздух из аппарата и нагревают трубку до '00 . Примерно в течение получаса в приемник стекает соляная кислота. За тем приемник сменяют и усиливают ток хлористого водорода. Расплавленный МпС12 стекает из трубки и застывает в приемнике в виде розовой кристалли • Метод ИРЕА (П. И. Кувалдин). Д- И. Рябчиков и В. М. Шульман. ЖПХ. 7. 1162 (1934). 22*
340 Медь ческой массы. Следует помнить, что расплавленный МпСК, в отличие от затвер девшего, чрезвычайно чувствителен к воздуху, вызывающему потемнение пре парата. Измельчение МпС1г должно проводиться возможно быстрее в ступке нагретой до 150°. Свойства Cuprum Си МЕДЬ Copper Kupfer Ат. в. 63,54 Си—розово-красный, очень мягкий и ковкий металл уд. в. 8,93. Т. пл’ 1083°, т. кип. 2360°. Устойчива по отношению к воздуху; сильно накаленная металлическая медь на воздухе сгорает. Нерастворима в разбавленных соляной и серной кислотах, растворима в HNOs и в концентрированных IIESOj и соляной кислоте (в последней в присут- ствии платины). При доступе воздуха медленно растворяется в NH4OH. Коллоидальная медь—тончайший черный порошок, несколько раствори- мый в воде с образованием красновато-черного раствора, при доступе воздуха быстро окрашивается с поверхности в светлозеленый цвет. Требования к продажному реактиву По ГОСТ 1124—41 электролитная металлическая медь ч. д. а. должна со- держать не менее 99,95% Си, чистая—не менее 99,90%. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в реактивной электро- литной меди различных квалификаций: Примеси ч.д.а. ч. Примеси ч.д.а. ч. Висмут (Bi) . . 0,002 0,002 Свинец (РЬ) 0,005 0,005 Сурьма (Sb) . 0,002 0,002 Олово (Sn) 0,002 0,002 Мышьяк (As) 0,002 0,002 Сера (S) 0,005 0,005 Железо (Fe) 0,005 0,005 Цинк (Zn) 0,005 0,005 Никель (Ni) . . 0,002 0,002 Кислород (О) 0,02 0,08 Примечание: Содержание Ag и Au не должно быть более 0,002% (засчитывается в содержание меди). А. Порошок меди Приготовление Чистая электролитическая медь в виде проволоки имеется в продаже Однако для некоторых целей необходима порошкообразная медь, для получения которой поступают следующим образом. 1. К помещенному в фарфоровую чашку холодному насыщенному раствору CuSOt (чистая) добавляют цинковую пыль (не должна содержать примесей,! нерастворимых в 10%-ной НС1), просеянную через тонкое сито. Прибавление Zn заканчивают, когда раствор, нагретый до 80°, еще имеет слабоголубой) цвет (на 100 мл раствора 10—15 г Zn пыли). Получившийся чрезвычайно раз дробленный порошок меди оседает на дно в виде тяжелого темнокрасного слоя. После возможно тщательного промывания декантацией к осадку дл1 удаления следов цинка (всегда присутствующего в виде примеси) прибавляют при помешивании 10%-ную соляную кислоту (чистая) до прекращения вски- пания. Снова промывают осадок декантацией, отсасывают и промывают на во- ронке до нейтральной реакции. Чтобы порошок не спекался и сохранял тонкое раздробление и большую поверхность, его не высушивают, а употребляют в виде пасты. Из-за неизбежной окисляемости металла в таком виде пасту хра- нят в хорошо закупоренной банке. Полученный препарат вполне пригоден для реакции диазотирования.
Медь 341 2. В фарфоровой чашке смешивают 100 г СпСк-ЙНаО (чистая) с 15 г круп- ного порошка алюминия и небольшим количеством воды и перемешивают, в конце реакции добавляют еще немного воды. Когда жидкость нал осадком станет бесцветной и прозрачной, механически удаляют крупные зерна избы- точного алюминия, остаток декантируют водой и отсасывают. Полученную кашицу переносят в колбу, снабженную мешалкой с водяным или ртутным затвором, заливают 100 мл 20%-ной НС1 (чистая), вытесняют воздух водородом и нагревают при перемешивании до прекращения растворения остаточного алюминия. По охлаждении осадок промывают декантацией до ис- чезновения кислой реакции, отсасывают, промывают спиртом и эфиром и сушат сначала на воздухе, а под конец—слабо нагревая в струе водорода. ’ 3. В очень раздробленном состоянии медь получается при восстановлении СиО водородом. Для этого в трубку с шариком посредине помещают порошко- образную СиО и пропускают водород до полного вытеснения воздуха. Затем, не прекращая тока водорода, трубку осторожно подогревают до 135—150°— до полного перехода черной СиО в розовый порошок меди. Тогда прекращают нагревание и охлаждают трубку в токе водорода. Восстановление СиО водо- родом удобно проводить в трубчатой печи* при 500—520°. Навеску СиО берут около 50 г. Медь получается в виде спекшейся измельчаемой массы, довольно устойчивой на воздухе (побурение начинается через 1С—20 час.). Б. Коллоидальная медь Приготовление 1. Cu(OH)2 + Sn(ONa)2 = Си + SnO(ONa)2 -ф Н2О Растворяют** в небольшом количестве воды 8,5 г CuCh-21120 (чистая), добавляют 16 г винной кислоты (НгСтНаОс) и постепенно приливают 30 мл NaOH (уд. в. 1,365); получившийся темносиний раствор разбавляют водой до 1 л. Отдельно смешивают крепкие растворы 15 г SnCl2-2H2O (чистые) и 50 г винной кислоты и прибавляют к ним постепенно раствор NaOH (чистый, уд. в 1,365) до слабощелочной реакции (около 85 мл). Второй раствор раз- бавляют до 300 мл. Оба раствора смешивают и нагревают смесь на водяной бане до получения совершенно черного золя. Препарат, как понятно из спосо- ба получения, неизбежно содержит примесь олова. 2. CuSO4 Н3РО2 “h Н2О =- H2SOa Т Н3РО3 4~ Си Растворяют*** 30 мл смеси Пааля**** в 27 мл ледяной СНзСООН и на- гревают 4—5 мин. на водяной бане. К смеси добавляют 4 мл 15%-ного раство- ра C11SO4 (чистая), снова нагревают 4—5 мин., прибавляют 5 мл 0,3%-ной Н3РО2 и еще раз нагревают в продолжение 5—6 мин. При этом раствор стано- вится рубиновокрасным в проходящем свете и черным—в отраженном. При охлаждении раствор мутнеет и через некоторое время выпадает коричневый осадок (частичная коагуляция!. Раствор осаждают нацело раствором Na2COs и осадок 3—4 раза промывают декантацией. Промытый осадок растворяют в воде, к которой добавлено несколько ка- пель NaOH, и раствор выпаривают досуха на кипящей водяной бане. 3. Для получения устойчивого красного золя Си к 3 мл 0,01-молярного раствора CuSOj добавляют 1 н. NH4OH до растворения выпадающего вначале * И. П. Кисляков, ЖПХ, № 11 (1S39). *•* *; ° t t е г щ ° s е г, Ueber anorganische Kolloide, 62 (1901) Герасимов и Матвеев, ЖРФХО, 62, 4, 839 (1930). в 500 приготовления смеси Пааля в колбу с раствором 15 г NaOH (чистый) колб^МЛ ВОды Вносят маленькими порциями 100 г яичного белка, встряхивая каждый раз бане вД° ПОлучения почти однородной жидкости. Затем нагревают смесь на водяной Нечня течение часа, причем белок почти полностью растворяется с выделением NH3. чительный хлопьевидный осадок отфильтровывают ГС. Р а а 1, Вег., 35. 2195, 2206, 2224 (1902)]. 1
342 Медь осадка, разбавляют 10 мл волы и нагревают до кипения. К кипящему раствору приливают 3 мл 0,5%-ного гидразин-гидрата (NsHj-HgO) и тотчас же вслед за ним 1,5 мл раствора желтого фосфора в эфире (насыщенный раствор, разбав- ленный эфиром в 10 раз). При добавлении NaHa-HaO голубой раствор обесцве- чивается вследствие восстановления Си++ до Сп+; при вливании раствора фосфора окраска становится желтой, быстро переходя в красную. Частицы золя заряжены отрицательно*. МЕДЬ АЗОТНОКИСЛАЯ (НИТРАТ МЕДИ [2]) Cuprum nitricum Copper nitrate Kupfemitrat Cu(N03)2-3H20 Мол. в. 241,60 С’ойства Ctt(NO3)3-3H2O—темносиние ром- бические кристаллы уд. в. 2,05, очень легко растворимые в воде и спирте. Растворима в конц. NH4OH с интен- сивно синей окраской. Т. пл. 114,5°; при сильном нагревании разлагает- ся, давая сначала основную соль 4CuO-3N2Os, а затем СиО. Во влаж- ном воздухе расплывается. Бумага, пропитанная спиртовым раствором Cu(NO3)2, при высушивании самовос- пламеняется. Таблица 22b Растворимость Cu(NO3)2 в в о де t°c Cu(NO3)3 % t°c Cu(NO,)3 % 0 45,0 60 64,2 20 55,6 80 67,5 40 61,5 Таблица 227 Относительные веса водных растворов Cu(NO3)2 Cu(NO3)3 % .20 d4 Cu(NO3)3 % 20 d4 Cu(NO3)3 % ,20 d4 1 1,006 8 1,068 16 1,147 2 1,015 10 1,087 18 1,168 4 1,032 12 1,106 20 1,189 6 1,050 14 1,126 25 1,247 Требования к продажному реактиву По ГОСТ 4163—48 препарат х. ч. должен содержать не менее 99,5% Си(КОз)2-ЗН2О, препарат ч. д. а. и чистый—не менее 99%. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в Си(НОз)2-ЗН2О раз личных квалификаций: Примеси Х.Ч. ч.о.а. ч. Вещества, нерастворимые в воде 0,002 0,005 0,01 Хлориды (С1) . . 0,001 0,002 0,005 Сульфаты (SO4) 0,005 0,01 0,05 Железо (Fe) ... 0,001 0,005 0,02 Соли металлов, не осаждаемых H2S 0,05 0,1 0,2 • Н. Freundlich, D. Steiner, J. Chem. Soc., 1083 (1937).
Медь азотнокислая. Медь-аммоний хлористый 343 Приготовление Для получения* препарата квалификации ч. д. а. в фарфоровую чашку, помещенную под тягой, наливают 220 мл воды, 220 мл HNOs (уд. в. 1,4) и до- бавляют 55 г медной проволоки (порциями по 10 г). По окончании бурной реак- ции раствор нагревают при 60° до прекращения выделения бурых паров окнслов азота, приливают 110 мл воды, перемешивают, фильтруют и упаривают филь- трат при 60—70° до уд. в. 1,79—1,8 при этой температуре. Раствор охлаждают, быстро отсасывают кристаллы и слегка промывают их очень небольшим коли- чеством воды. Препарат очень гигроскопичен и должен быть немедленно перене- сен в банки с притертыми пробками. Маточные растворы при упаривании дают еще значительное количество препарата. Выход 159—170 г. МЕДЬ-АММОНИЙ ХЛОРИСТЫЙ (ДВОЙНАЯ СОЛЬ ХЛОРНОЙ МЕДИ И ХЛОРИСТОГО АММОНИЯ; СОЛЬ ГЕЙНЕ) Cuprum chloratum Copper ammonium Kiipferammoniumchlorid ammoniatum chloride CuCl2-2NH4Cl-2H2O Мол. в. 277,48 Свойства CuCla-2NH4Cl-2H2O—голубые кристаллы уд. в. 1,97, растворимые в воде. Таблица 228 Растворимость CuC12-2NH4Cl -2Н2О в воде t°c % соли i°C % соли 0 22,02 60 36,13 20 25,95 80 43,36 40 30,47 Требования к продажному реактиву Наибольшие количества допустимых примесей (%) в CuCl2-2NH4Cl-2НгО различных квалификаций (по ГОСТ 4222—48): Примеси ч.д.а. ч. Вещества, нерастворимые в воде . 0,005 0,01 Свободная кислота (НС1)............... 0,05 0,05 Сульфаты (SO4) ............................... 0,005 0,01 Щелочные и щелочноземельные металлы (в виде сульфатов) . ..................... . 0,1 0,25 Железо (Fe) . . ... 0,005 0,01 Приготовление I. Для получения препарата квалификации ч. д. а. в фарфоровой чашке сме- шивают 200 мл воды, 165 мл НС1 {чистая, уд. в. 1,19) и 50 мл HNOs (чистая, УД. в. 1,4) и в полученную смесь постепенно вносят 60 г электролитной меди (медной проволоки). Для ускорения растворения чашку можно слегка подо- греть. По окончании реакции жидкость нагревают до полного удаления окис- лов азота и затем прибавляют раствор 85 г NH4C1 (чистый) в 275 мл воды. * Метод ИРЕА (Н. А. Петров).
344 Медь Горячую жидкость фильтруют в фарфоровую чашку и, добавив несколько мл НС1 (уд. в. 1,19)*, упаривают на водяной бане. Образующуюся на поверх- ности кристаллическую пленку время от времени опускают на дно стеклянной палочкой. Упаренный раствор охлаждают до 20°. Кристаллы отсасывают, промы- вают 30—40 мл дестиллированной воды и сушат на пергаменте, после чего скла- дывают в банку с притертой пробкой. Выход 150 г. Маточный раствор при упаривании может дать еще около 50 г препарата квалификации ч. д. а. или чистый. 2. Растворяют на водяной бане 100 г СиС12-2Н2О (чистая) в возможно ма- лом количестве воды, фильтруют и к фильтрату при помешивании добавляют насыщенный профильтрованный раствор 63 г NHjCl (чистый). Раствор упари- вают до появления кристаллической пленки и охлаждают; выпавшие кристал- лы отсасывают и высушивают на фильтровальной бумаге при комнатной температуре. МЕДЬ БРОМИСТАЯ (МЕДЬ ОДНОБРОМИСТАЯ, БРОМИД МЕДИ [1]) Cuprum bromatnm Cuprous bromide Kupferbromtir Cuprum monobromatum CuBr Мол. в. 143,46 Свойства CuBr—бесцветные прозрачные тетраэдры уд. в. 4,72, плавящиеся при 480° в жидкость, кипящую около 1000°. Очень мало растворима в воде (ПР= =5,3-10—8 при 25°); во влажном состоянии быстро окисляется, особенно на свету. Аналогично CuCl бромистая медь растворима в NH4OH и концентриро- ванной соляной кислоте с образованием комплексов. Требования к продажному реактиву По ТУ НКХП 86—47 препарат ч. д. а. и чистый должен содержать не менее 99% CuBr. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в CuBr различных квалификаций; Примеси ч.д.а. ч. Вещества, нерастворимые в соляной кислоте . . 0,01 0,05 Железо (Fe) ............................... 0,003 0,02 Вещества, не осаждаемые H2S . . 0,1 0,3 Мышьяк (As) .......... 0,001 не испыты- вается Приготовление Для получения препарата квалификации ч. д. а. разработана следующая методика. CuSO4 + 4KBr + Си = 2K[CuBr2] + K2SO4 K[CuBr2] = КВг + CuBr К раствору 175 г CuSO4-5H2O (чистая) в 700 мл воды добавляют раствор 160 г КВг (чистый) в 400 мл воды и 420 г порошка меди (см. приготовление). Смесь нагревают на водяной бане до слабозеленой окраски раствора. Получен- ный раствор, содержащий комплекс K(CuBrz], фильтруют в бутыль с 10 л воды. Выпадающий белый порошок CuBr отсасывают, промывают 1%-ным рас- твором бромистоводородной кислоты до удаления SO^ , затем спиртом и вы- сушивают при 105—110° при непрерывном перемешивании. Выход 140 г (72%). Без добавления соляной кислоты препарат получается буроватым.
Медь бромистая и бромная. Меди гидрат окиси 345 МЕДЬ БРОМНАЯ (МЕДЬ ДВУБРОМИСТАЯ, БРОМИД МЕДИ [2]) Cuprum bibromatum CuBr2 Свойства Безводная CuBr2—черные кристаллы, расплывающиеся на воздухе. Около 460° плавится, выделяя бром и превращаясь в смесь CuBr и CuBr2. Частичное разложение происходит уже при кипячении водного раство- ра CuBra. Растворима в воде (дает изумрудно-зеленый раствор), ацетоне и пиридине. Cupric bromide Kupferbromid Мол. в. 223,37 Таблица 229 Растворимость CuBr2 в воде ГС СиВг2 % ГС CuBr, % 0 51,8 20 55,9 5,7 52,8 25 55,8 9,9 53,7 34,8 56,0 15 55,0 50 56,8 Требования к продажному реактиву По ТУ НКХП 85—48 содержание СиВг3 не нормируется, а указывается лишь на этикетках упаковки. Наибольшие количества допустимых приме- сей; 0,02% сульфатов (SOa) и 0.05% железа. Кроме того, препарат должен выдерживать испытание на растворимость в под- кисленной воде. 10 г препарата растворяют в 100 мл воды, содержащей 1 мл НС1 (уд. в 1,12). Раствор не должен содержать нерастворимого остатка. Приготовление 1. Растворяют СиО (чистая) в бромистоводородной кислоте (чистая) до на- сыщения, раствор фильтруют и упаривают на водяной бане до получения почти насыщенного раствора. Раствор помещают в вакуум-эксикатор над НгЗОа, где он в несколько дней почти совершенно затвердевает (для ускорения высы- хания массу ежедневно растирают). Можно также выпарить раствор почти досуха в вакууме. 2. 100 г порошка меди (см. приготовление) взмучивают в воде и при постоян- ном помешивании приливают постепенно 275 г брома (чистый), пока на дне не останется лишь незначительный остаток Си. По охлаждении темный раствор CuBr2 фильтруют через вату и упаривают, лучше всего в вакууме. Кристаллы быстро отсасывают и немедленно переносят в банки с притертыми пробками. Если в качестве исходного продукта применялся технический бром, то раствор СиВг2 перед упариванием следует прокипятить с древесным углем для удаления органических примесей. МЕДИ ГИДРАТ ОКИСИ (ГИДРООКИСЬ МЕДИ [2]) Cuprum hydroxydatum Cupric hydroxide Kupferhydroxyd Cu(OH)2 Мол. в. 97,56 Свойства Кристаллический Cu(OH)2—яркоголубые пластинки или иглы. Есть ука- зание, что кристаллический препарат устойчив до 100°. Обычный осажденный Еи(ОН)2 уже при 70—90’ темнеет, разлагаясь на СиО и Н2О. Си(ОН)2 является слабым основанием (К2=7,9-10~м при 25°).
346 Медь Требования к продажному реактиву По ТУ 3315—52 Главхимреактива препарат ч. д. а. должен содержать не менее 98% Cu(OH)s, препарат чистый —не менее 97%. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в Си(ОН)г различных квалификаций: Примеси ч.0.а. ч. Вещества, нерастворимые в соляной кислоте . . 0,05 0,2 Сульфаты (SOi) . .......................... 0,005 0,1 Железо (Fe) ............................... 0,005 0,04 Вещества, не осаждаемые сероводородом (в виде сульфатов) .. ................... 0,3 0,6 Азот общий (N)........................... 0,002 0,005 Приготовление 1. Для получения пасты Си(ОН)2 растворяют 100 г CuSCU-SHsO в 1500 мл воды, фильтруют, добавляют к фильтрату 2 мл глицерина и осаждают Си(ОН)2 профильтрованным раствором 34—36 г NaOH в 2 л воды. Прибавление NaOH ведут до тех пор, пока серо-зеленый вначале осадок не приобретет яркоголубой окраски*. Дав осадку осесть, по возможности быстро удаляют декантацией жидкость и вновь заливают осадок холодной дестиллированной водой, к которой добав- лен 1 мл глицерина. После отстаивания осадок продолжают промывать декан- тацией, добавляя каждый раз к промывной воде 1 мл глицерина, пока слитая жидкость не перестанет давать мути от прибавления ВаС12 (отсутствие SO^ ). Осадок отсасывают и промывают на'фильтре, пока проба, растворенная в соляной кислоте, не перестанет давать реакцию на SO^ в течение 3—5 мин. (к воде для промывки попрежвему добавляют глицерин). После окончатель- ного удаления SO.; дают жидкости стечь, полученную густую пасту растирают в фарфоровой ступке с 2 мл глицерина и в таком виде сохраняют. Выход 120 г пасты. Назначение глицерина—препятствовать обезвоживанию Си(ОН)2. При обычном применении этого препарата (для отделения протеинов) примесь гли- церина не вредит. Если уже препарат необходимо употреблять без примеси глицерина, последний легко удаляется двукратным промыванием пасты дестил- лированной водой. 2. Для получения кристаллического Си(ОН)2 (ч. д. а.) к 1 л кипящего рас- твора, содержащего 290—300 г Cu(NOs)2-ЗН2О (чистая), постепенно при пере- мешивании механической мешалкой добавляют раствор 330—350 г NaOH (чи- стый) в 1400 мл воды. Смесь упаривают до тех пор, пока ие останется всего 50—60 мл жидкости. Осадок состоит из NaNOg и мелких светлозеленых крис- таллов основной азотнокислой меди. Осадок промывают декантацией водой (около 3,5 л) пока промывные воды не станут бесцветными. Далее осадок перемешивают в течение часа с 550 мл 10%-кого раствора NaOH (чистый), разбавляют 2 л воды и оставляют на ночь. На другой день сливают раствор, а осадок промывают декантацией 10- кратным объемом воды до удаления NO^" (расход воды около 20 л). Осадок отсасывают и сушат при 50° до получения рассыпчатой массы. Выход 112— 120 а (75—85%)**. ___________ и * Разработано Д. Н. Финкельштейном.7’ >4а *• Маточный раствор вместе с промывными водами можно снова упарить, пока не останется всего 25 — 30 мл жидкости При этом получают еще одну фракцию Крис таллов, присоединяемую к первой фракции.
Меди закись 347 МЕДИ ЗАКИСЬ Cuprum oxy du latum Cuprous oxide Kupferoxydul Cu2O Мол. в. 143,08 Свойства СигО—карминово-красный кристаллический порошок уд. в. 6,11. Нерас- творим в воде, растворяется в NHaOH. Соляная кислота в отсутствие воздуха превращает его в белый кристаллический порошок CuCl. Плавится выше 1235°. Получаемый иногда аморфный препарат имеет желтую или оранжевую окрас- ску. Требования к продажному реактиву По ТУ МХП 2166—55 препарат ч. д. а. должен содержать не менее 95% СигО, препарат чистый—не менее 90% . Наибольшие количества допустимых примесей (%) в СнаО различных квалификаций: Примеси ч.д а. ч. Мышьяк (As) 0,002 0,002 Железо (Fe) 0,01 0,05 Вещества, не осаждаемые сероводородом . . 0,5 1,0 Сульфаты (SO4) <,.... 0,02 0,02 Приготовление Первыми двумя способами получают препарат квалификации ч. д. а. 1. Для работы* приготовляют: насыщенный при 45—50° раствор CuSOi (раствор А); 50%-ный раствор NaOH (раствор Б); насыщенный раствор неинвертированного сахара—200 г сахара в 100 мл •горячей (80—90°) воды (раствор В); раствор инвертированного сахара, получаемый растворением 100 г трост- никового сахара в 500 мл нагретой до 80° воды, подкисленной 10 г H2SO4 (рас- твор Г). Раствор оставляют на ночь при 50—60°; утром определяют его объем и содержание инвертированного сахара, В фарфоровую чашку емкостью 1—2 л помещают 110 мл раствора В и 152 мл раствора Б, хорошо перемешивают и добавляют в три приема 360 мл раствора А. После каждого прибавления раствора C11SO4 жидкость перемешивают до рас- творения обоазч^щегося осадка Си(ОН)г. Затем постепенно нагревают до 70—75°, прппавляют раствор Г в количестве, соответствующем 13,2 г инвер- тированного сахара. Через 20—30 мин. в чашку снова добавляют в том же по- рядке те же количества растворов Б и А, подогревают до 70—75°, приливают прежний объем раствора Г и повторяют операции в том же порядке до напол- нения жидкостью всего сосуда. Через 40 мин. сливают маточный раствор, не- медленно размешивают осадок СиаО с 10-кратным количеством 0,5%-ной H2SO4 и декантируют. Дальнейшую декантацию проводят 0,1%-ным раствором HjSOd, затем осадок отсасывают и сушат при комнатной температуре. 2. Растворяют** 120 г NaOH (чистый) в 480 мл горячей (50—70°) воды; после отстаивания раствор фильтруют через двойной фильтр и оставляют на сутки. Если по истечении этого времени раствор помутнеет, его необходимо в Соли редких и цветных металлов, стр. 26. Д- Н. Финкельштейн, Авт. свид. № 47685 от 31 июля 1936 г.
348 Медь еще раз профильтровать. 190 г CuSO4-5H2O {чистый) растворяют в 1100 мл теплой воды и добавляют раствор 48 г глюкозы* в 32 г воды. Смесь фильтруют, следя, чтобы фильтрат был совершенно прозрачным. К фильтрату, имеющему температуру 32—35° (точное соблюдение темпе- ратурного режима оказывает существенное влияние на качество препарата), быстро при перемешивании приливают раствор NaOH, имеющий комнатную температуру. Через час осаждение СнгО закапчивается, на что указывает обес- цвечивание раствора. Осадок промывают водой декантацией, отсасывают, про- мывают горячей водой до удаления SO^ и высушивают при комнатной темпе- ратуре или, лучше, в вакууме при 40—75°. Препарат обладает карминово-красным цветом и очень чист. 3. Смесь 10 ч. порошка Си и 12,5 ч. СпО нагревают в фарфоровом тигле, помещенном в вакуумную печь, в течение 5 час. при 1000°. После охлаждения препарат растирают и подвергают вторичному нагреванию**. МЕДЬ ИОДИСТАЯ (ИОДИД МЕДИ [1]) Cuprum jodatum Cuprous jodide Kupferjodiir CuJ Мол. в. ISO,45 Свойства Белый кристаллический (кубической системы) порошок уд. в. 5,3—5,6 Прочно адсорбирует воду. Почти нерастворим в воде; ПР=:1,1-10—12 при 25° растворяется в конц. H2SO4 с фиолетовой окраской. Растворим также в NH4OH, соляной кислоте и растворах KCN. При осторожном нагревании становится темнокрасным, коричневым и, наконец, черным; по охлаждении первоначаль- ный цвет возвращается. Т. пл. 602°, т. кип. 770°. Под действием яркого света разлагается с выделением иода. Приготовление Все операции получения CuJ должны проводиться не при дневном, а при искусственном освещении из-за чувствительности препарата к солнечному свету. Нижеследующий способ дает препарат реактивной чистоты. 2CuSO4 Ч- 2KJ + SO24- 2Н2О = 2CuJ -|- KgSO* + 2H2SO4 Раствор 132 г CuSOa-SHsO {чистый) в 300 мл воды насыщают сернистым газом, добавляя понемногу при помешивании 87 г KJ (чистый) в виде 50% - ного раствора. Сначала раствор и осадок буреют, но по мере пропускания SOs раствор обесцвечивается, и осадок белеет. Выпавшую CuJ отсасывают и промы- вают до удаления сульфатов. (Промывная вода не должна мутнеть при добав- лении НС1 и BaCh). Промытый осадок высушивают в эксикаторе над CaCll или в фарфоровой чашке при температуре не выше 50° при помешивании. Выход 98%. Требования к продажному реактиву По ТУ МХП 3007—51 препарат чистый должен содержать не менее 99% CuJ. Наибольшие количества допустимых примесей (%) для CuJ квалифика- ции чистая'. Вещества, нерастворимые в соляной кислоте........ . 0,05 Железо (Fe) ...................... ............... 0,01 Щелочные и щелочноземельные металлы (в виде сульфатов) 0,3 * Можно взять 80 г 60%-ного глюкозного сиропа, являющегося производствен- ным отбросом. ** W. Biliz, О. R о h 1 f f, Н. U- V о g е 1, Z. anorg. Chetn., 220, 136
Медь иодистая. Меди окись 349 МЕДИ ОКИСЬ (ОКИСЬ МЕДИ [2]) Cuprum oxydatum Copper oxide Kupleroxyd Cupric oxide CuO Мол. в. 79,54 Свойства CuO—коричнево-черный порошок уд. в. 6,32—6,43 или (полученный по способу 1 и 4) твердые черные кусочки. Выше 800° распадается на Си2О и О. Под давлением плавится при 1148°. Несколько растворима в NHaOH; почти нерастворима в воде (2,3-10— 3%). Препарат, полученный при низкой температуре, легко растворяется в раз- бавленных кислотах; сильно прокаленная СиО медленно растворяется даже в горячих концентрированных кислотах. При нагревании в струе водорода, окиси углерода или паров некоторых органических веществ СиО легко восстанавли- вается до металлической меди. Требования к продажному реактиву Наибольшие количества допустимых примесей (%) в СиО различных ква- лификаций (по ГОСТ 4468—48 и 44 9—48): Примеси окись меди в порошке, ч.д.а. окись меди гранулирован ная ч.д.а. Вещества, нерастворимые в соляной кислоте . 0,02 — Вещества, растворимые в воде 0,1 0,05 Хлориды (С1) 0,003 0,003 Сера общая (в пересчете на SO«) . 0,05 0,05 Вещества, ре осаждаемые H2S 0,25 0,25 Азот (N) 0,002 0,002 Углеродистые соединения (С) 0,02 0,02 Окись меди в порошке должна выдерживать испытание на присутствие свобод- ной щелочи. Приготовление Всеми приводимыми здесь способами получают препарат квалификации ч. д. а. 1. CuSO4 + 2NaOH = CuO + Na2SO4 + Н/Э В профильтрованный горячий (80—90°) раствор 34,5 г NaOH (чистый) в 600 мл воды вливают горячий раствор 100 eCuSOi-SIbO (чистая) в 400 мл воды (не наоборот). Нагревают смесь при 90° 10—45 мин., быстро промывают осадок 2 раза декантацией, переносят его на полотняный фильтр и дают жидкости стечь возможно полнее. Затем снова смывают осадок в колбу или банку и промывают Декантацией до удаления SO^ (проба промывной жидкости в течение 2 час. не должна мутнеть от ВаС1г). Осадок декантируют, прибавляют 40 мл NFUOH (чистый, уд. в. 0,91) и дают стоять 1,5—2 часа при частом взбалтывании. Суспензию разбавляют во- дой, декантируют, повторяют промывание NHaOH и снова промывают водой °—6 раз до полного удаления из осадка SO^ (проба осадка, растворенная в соляной кислоте, по добавлении ВаС12 не должна выделять осадка даже по ис- течении суток).
350 Медь Окончательно промытую окись меди отсасывают, высушивают при 200_____ 300° и измельчают. Выход 90—95%. 2. CuSOi + 2NH4OH = Cu(OH)2 + (NH4)2SO4; Cu(OH)2 = CuO + H2O Растворяют 100 г CuSO4-5H2O в 800 мл воды, фильтруют и добавляют 60—65 мл NH4OH (уд. в. 0,91) до ясноголубой окраски осадка. Выпавший Сн(ОН)2 промывают так же, как в способе 1, сначала водой, затем NH4OH. Промывают водой возможно тщательнее, так как находящийся в растворе (NH4)2SO4 сильно повышает растворимость Си(ОН)2. Промытый Ctt(OH)s переносят на полотняный фильтр, дают стечь жидкости, осадок перекладывают в фарфоровую чашку и нагреванием прн 200° переводят в СиО. 3. CuSO4 + 2NaOH = CuO + Na2SO4 + H2O Растворяют 500 г технической CuSO4-5H2O в 2 л воды, добавляют 2,5 мл Н2О2, нагревают, добавляют 5 г СиО и кипятят, причем примесь железа выпа- дает в виде Fe(OH)g. Смесь фильтруют, прибавляют к горячему фильтрату проз- рачный отстоявшийся раствор 180 г NaOH в 900 мл воды и в течение 20— 25 мин. нагревают при 80—90°. Выпавший осадок принимает черно-бурый цвет и довольно быстро оседает*. Жидкость сливают, осадок промывают декантацией до удаления сульфатов* и щелочи в промывных водах, отсасывают и прокаливают при 300°. 4. Для получения гранулированной СпО полужидкую массу, приготовлен- ную по способу 1, 2 или 3, намазывают на медный лист с углублениями и вы- сушивают при 100—150°. Полученные гранулы прокаливают на глиняных та- релках в электрической печи при 920—950° в течение 2 час. (указанный темпе- ратурный интервал необходимо точно соблюдать). 5. Чтобы избежать длительной промывки СпО, необходимо при получе- нии препарата из CuSO4 и NaOH поступать следующим образом**. Нагретый до 60—70° раствор 50 г CttSO4 -5НгО в 200 мл воды осаждают небольшим избыт- ком NH4OH. Осадок переносят на полотняный фильтр и оставляют на сутки. На следующий день влажный осадок помещают в муфельну'ю печь, возможно быстрее нагревают до 800—900° и выдерживают при этой температуре 2— 3 часа. Примесь SO4 в препарате не превышает 0,02%. 6. К горячему раствору 400 г CttSO4-5H2O в 2 л воды добавляют*** 25 мл 10%-ной H2SO4 и 100 г чистых обрезков листового железа или 150 г гранулиро- ванного цинка. Смесь время от времени перемешивают. Когда Си будет пол- ностью выделена, раствор сливают, а осадок дважды промывают декантацией горячей 10%-ной H2SO4 для растворения Fe (или/п). После того как отделение железа закончено, осадок отсасывают и промывают горячей дестиллированной водой, следя, чтобы поверхность меди была все время покрыта водой. Когда промывные воды дадут отрицательную реакцию на SO4~—, влажный порошок меди прокаливают 2—3 часа при 700—800° в фарфоровой чашке, по- мещенной в электрическую печь, изредка перемешивая. По охлаждении круп- ные гранулы разбивают в фарфоровой ступке, просеивают через сито с отверсти- ями не более 1 мм и вновь прокаливают 1 час. Чем суше порошок Си перед про- каливанием и чем чаще перемешивание, тем мельче получаются гранулы. Выход 120 г СпО. 7. Для получения активной СиО с развитой поверхностью и легко раство- римой в кислотах влажный препарат, полученный по методам 1 или 3, высуши- вают в продолжение 6 час. при 110—120° и хранят в плотно закупоренных, банках. • Метод ИРЕА (Г. Н. Пятницкая). ** Соли редких и цветных металлов, стр. 180. •••А. А. Казанцев, ЖПХ, И. 1108 (1938).
Медь сернокислая 35 J МЕДЬ СЕРНОКИСЛАЯ (СУЛЬФАТ МЕДИ [2], МЕДНЫЙ КУПОРОС) Cuprum sulfuricum Copper sulfate Kupfersulfat Blue vitriol Kuplervitriol CuS04-5H20 Мол. в. 249,69 CuSOa Мол. в. 159,61 Свойства СнЗОа-БНгО—триклинические синие кристаллы. Уд. в. 2,29. На воздухе несколько выветривается. Выше 100° начинает терять кристаллизационную воду, переходя последовательно в голубые гидраты CuSO4-4НгО, CuSO4-3H2O и CuSOa-HsO; при 220° образует безводную CttSOt—белый порошок уд. в. 3,606, жадно притягивающий воду с образованием гидратов. Остаточная влажность воздуха над безводной CuSO* при 25° составляет 1,40 ме НгО на 1 л. При 653° начинается распад на СиО и SOs, который заканчивается при 720°. CuSOi-5H2O—растворима в воде и разбавленном спирте, нерастворима, в абсолютном спирте. Водные растворы имеют слабокислую реакцию. Раство- рима в концентрированной соляной кислоте со значительным поглощением тепла. Таблица 236 Растворимость CuSO* в воде гс CuSO, % ГС CuSO, % ГС CuSO, % ГС CuSO, % 0 15 25 12,9 16,2 18,7 31 40 50 20,3 22,8 25,1 60 70 80 28,1 31,4 34,9 90 100 38,5 42.4 Относительные веса водных Таблица 231 растворов CuSO* CuSO % и20 d4 CuSO, % 4° CuSO, 0/ /0 .20 d4 CuSO, % 4е' 1 2 4 1,009 1,019 1,040 е 8 1С 1,062 1,084 1,107 12 14 1,131 1,155 16 18 1,180 1.206 Требования к продажному реактиву По ГОСТ 4165—48 препарат х. ч. и ч. д. а. должен содержать не менее 99% CuSO*-5H2O, препарат чистый—не менее 98%. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в CuSO*-5H2O различ ных квалификаций: Примеси я.ч. ч.д.а. ч. Вещества, нерастворимые в воде .... 0,002 0,005 0,01 Хлориды (С1) 0,001 0,002 0,005 Железо (Fe) 0,001 0,01 0,03 Соли металлов, не осаждаемых ITyS 0,05 0,1 0,2 Термин «медный купорос» относится только к пятиводному препарату
352 Л4ейь Приготовлпние 1. Для получения препарата квалификации х. ч. разработана следующая методика*. В фарфоровую чашку емкостью 1 л, находящуюся под тягой, по- мещают 200 г электролитической меди в виде проволоки или стружек и добавляют 125 мл H2SO4 (ч. д. а., уд. в. 1,84). Смесь нагревают до 70—80° и добавляют порциями по 4—5 лгл40лл HNO3 (ч.д.а., уд. в. 1,4). (Осторожно'. Остерегаться брызг'.). Если во время процесса начнут выделяться кристаллы CuSO4-5H2O, то следует добавить 80—100 мл воды. Когда реакция закончится, сливают раствор с оставшейся меди, упаривают до образования пленки кри- сталлов и охлаждают. На другой день кристаллы отсасывают и промывают небольшим количеством воды. К невступившей в реакцию меди добавляют медной стружки до веса 200, г ПО мл H2SO4 и 40 мл HNOs и проводят но- вый цикл. Полученные от каждой операции кристаллы растворяют в горячей воде (600 мл на 400 г CtiSCU 5Н2О), фильтруют, упаривают фильтрат до образова- ния пленки кристаллов и охлаждают. Необходимо провести по крайней мере 2—3 перекристаллизации, чтобы получить препарат х. ч. Если содержание Fe оказывается ниже 0,0005%, а содержание щелочных металлов—ниже 0,02%, то препарат получает квалификацию «х. ч. с гарантией». 2. Часто приходится очищать технический медный купорос. Так как даже многократная перекристаллизация не дает возможности освободиться от желе- за, то прибегают к очистке химическим путем. К горячему раствору 200 г CuSO4-5H2O в 1 л воды добавляют 5 мл 3% Н2О2 и 10 мл 20%-ного раствора NaOH, кипятят, фильтруют, упаривают до появления кристаллической пленки и охлаждают. Выпавшие кристаллы дважды перекристаллизовывают. Получен- ный препарат свободен от Fe и содержит не более 0,01% HgSOj. Соль нагревают 24 часа при 105°, причем образуется моногидрат CuSO4-H2O, и выдерживают препарат в эксикаторе над 13% -ной H2SO4 до постоянного веса, на что требуется 1—2 дня. Полученный препарат точно отвечает формуле CuSO4-5H2O. Он очень устойчив; дает с водой совершенно прозрачные растворы и вполне при- годен в качестве исходного вещества при установке титра. 3. Для приготовления безводного препарата .нагревают мелкокристалли- ческую CuSO4-5H2O в плоской чашке на песчаной бане не выше 220° при по- стоянном перемешивании. Полученный белый порошок растирают в горячей ступке и помещают в сухую, плотно закрывающуюся банку. Серый цвет препарата указывает на перегрев. МЕДЬ УГЛЕКИСЛАЯ ОСНОВНАЯ (ОСНОВНОЙ КАРБОНАТ МЕДИ) Cuprum oxydatum Cupric liydroxycarbonate Basisches Cupricarbonat carbon icum CuCO3 Cu(OH)2** Мол. в. 221,11 Свойства СиСОз-Си(ОН)2—светлозелепый тонкозернистый аморфный порошок. .\д. в. 3,36—4,03. При нагревании до 150° не изменяется, при 200? разлагается и чернеет, переходя в СиО. В воде нерастворима, растворяется в кислотах с образованием соответствующих медных солей, а также в водных растворах цианидов, солей аммония и щелочных карбонатов с образованием комплекс- ных соединений меди. * Метод ИРЕА (Н. А. Петров). ** Состав отвечает этой формуле лишь приблизительно.
Медь углекислая основная и уксуснокислая 353 Требования к продажному реактиву По ТУ МХП 125—48 препараты ч. д. а. и чистый должны содержать не менее 95% СиСОз-Си(ОН)2. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в CuCOs-Cu(OH)2 различных квалификаций: Примеси ч.д.а. ч. Вещества, нерастворимые в соляной кислоте . . 0,03 0,05 Хлориды (О) 0,005 0,01 Сульфаты (SO4) 0,005 0,01 Железо (Fe) .... 0,05 0,1 Азот общий (в пересчете на N) ... 0,005 0,01 Вещества, не осаждаемые сероводородом 0,5 Приготовление 2CuSO4 + 4NaHCO3 - CuCOs-Cu(OH)2 + 2Na2SO4 + 3CO2 T H2O В фарфоровой ступке* равномерно смешивают 125 г (0,5 моля) тонко- растертой сухой CuSO4-5H2O и 95 г (1,13 моля) тонкорастертого сухого NaHCOs. Полученную смесь небольшими порциями при быстром перемешива- нии прибавляют к 1 л кипящей воды, находящейся в двухлитровом стакане. При этом наблюдается бурное вспенивание, обусловленное выделением углекис- лого газа. Очередную порцию смеси вносят лишь после того, как поверхность воды освободится от пены. Под конец смесь кипятят 10—15 мин. Получается бы- стро оседающая суспензия основной углекислой меди, которой дают отстояться; затем ее промывают декантацией до исчезновения реакции на SO4 и отсасы- вают. Продукт сушат вначале между листами фильтровальной бумаги, а затем при 80—1QO°. Выход составляет 48—50 г. МЕДЬ УКСУСНОКИСЛАЯ (АЦЕТАТ МЕДИ [2]) Cuprum aceticum Copper acetate Kupferacetat CufCH3COO)2-H2O Мол. в. 189,64 Свойства Си(СН3СОО)2-Н2О—темноголубовато-зеленые моноклинические кристаллы или мелкокристаллический порошок уд. в. 1,882. Растворима в воде и спирте. Требования к продажному реактиву Наибольшие количества допустимых примесей (%) в Си(СН3СОО)2-Н2(> различных квалификаций (по ГОСТ 5852—51): Примеси ч.д.а. ч. Вещества, нерастворимые в воде 0,02 0,05 Хлориды (С1) . 0,003 0,005 Сульфаты (SO4) 0,01 0,03 Щелочные и щелочноземельные металлы (в виде сульфатов) . ..... 0,1 0,3 Железо (Fe; . . ... . . 0,005 0,01 Свинец (РЬ) . . ...... 0,002 0,005 23 * Метод ИРЕА (И. В. Астафьев). Чистые химические реактивы
354 Медь Приготовление Для получения препарата квалификации ч. д. а. разработана следующая методика*. Растворяют 50 г СиБОа-бНгО (чистая) в 500 мл горячей воды и фильтруют жидкость прямо в горячий (60°) раствор 57 г NaaCOs-JOHaO (чистый) в 240 мл воды при энергичном перемешивании. Дают отстояться осадку, отсасывают и промывают 10—15 раз декантацией горячей водой (по 300 мл) до удаления soft Осадок взмучивают в 300 мл воды, добавляют 2 мл NH4OH (уд. в. 0,91), декантируют жидкость и повторяют промывку с NHaOH еще 3 раза и 3 раза, чистой водой. Наливают в чашку 180 мл воды, нагревают до 60°, добавляют 22 г ледяной СНзСООН (чистая) и постепенно вносят отмытый осадок СиСОз. Нерастворившийся осадок отсасывают, а фильтрат упаривают под тягой до Ъ'з объема и охлаждают. Кристаллы немедленно отсасывают, промывают 2 мл воды и сушат при комнатной температуре. Маточные растворы упаривают, добавляя перед кристаллизацией 5 мл 25%-ной СНзСООН, и получают еще не- которое количество продукта. Выход 32—35 г. МЕДЬ ХЛОРИСТАЯ (МЕДЬ ОДНОХЛОРИСТАЯ, ХЛОРИД МЕДИ [1]) Cuprum chi ora turn Cuprum monochloratum CuCl Cuprous chloride Мол. в. 99,00 Kupferchlorur Свойства CuCl—белые тетраэдрические кристаллы уд. в. 3,53—3,68, быстро зеленею- щие на воздухе вследствие образования основной соли. Т. пл. 425°, т. кип. около 1000°. В воде растворима очень плохо; раство- ряется в NH4OH, горячей концентрированной соляной кислоте и растворах, хлоридов щелочных металлов (КС1, NaCl). Из этих растворов CuCl снова осаждается при разбавлении водой. Таблица 232 Растворимость CuCl в соляной кислоте при 20° В 100 мл раствора НС1, г В 100 мл I раствора CuCl, г | В 100 мл раствора НС1, г В 100 мл раствора CuCl. г 4,96 1,1 22,98 18,7 14,12 7,5 25,6 21.8 18,29 12,2 Требования к продажному реактиву Таблица 233' Растворимость CuCl в растворах NaCl при 20° В 100 мл раствора NaCl. г В 100 мл раствора CuCl, г В 100 мл раствора NaCl, а В 100 мл раствора CuCl. г 0,93 0,12 17,5 5,4 4,7 0,5 24,3 12,9 8,0 1,2 37,0 29,8 12,3 2,9 По ГОСТ 4164—48 препарат квалификации ч. д. а. должен содержать не; менее 95% CuCl, препарат чистый—не менее 90%. Метод ИРЕА (Н. А. Петров).
Медь хлористая и хлорная 355 Наибольшие количества допустимых примесей (%) в CuCl различных ква- лификаций: Примеси ч.д.а. ч. Вещества, нерастворимые в кислоте . . . . 0,01 0,03 Сульфаты (SO4)........ ... 0,2 0,4 Щелочные и щелочноземельные металлы ... 0,15 0,3 Железо (Fe) ... ... 0,002 0,005 Мышьяк (As) 0,001 0,005 Приготовление 1. Для получения препарата квалификации ч. д. а. разработана следующая методика. CuSO4 + 2NaCl + Си = 2СиС1 + Na2SO. Растворяют* 240 г CuSO4-5II2Or (чистая) и 480 г NaCl (чистый) в 2 л воды при 70е и в раствор подвешивают марлевый мешок с 240 г свежеосажденноп ме- ди (приготовление см. стр. 340)**. Через 10 мин. жидкость обесцвечивается: тогда раствор быстро фильтруют в стеклянную бутыль, содержащую 5 л воды и 20 мл Соляной кислоты (чистая, уд. в. 1,19). При соприкосновении фильтра- та с водой немедленно Образуется белый осадок CuCl. После двухчасового стоя- ния жидкость декантируют и осадок CuCl быстро отсасывают на воронке с по- лотняным фильтром. Хорошо отсосанный осадок размешивают в воронке с 40л<л 2%-ной соля- ной кислоты (чистая) и снова отсасывают; такую промывку повторяют до полного удаления SO^—. Затем осадок промывают несколько раз спиртом, помещают тонким слоем в фарфоровую чашку и сушат при 100°, часто перемеши- вая (под ргягой, соль пылит). Выход 90—95 г (94—97%). 2. 2CuSO4 + 2NaCl + Ма-ЗОз + Н2О = 2CuCl + 2Na2SO4 + H£SO4 Раствор 250 г CuSO4-5H2O (чистая) и 125 г NaCl (чистый) в 900 мл воды нагревают, фильтруют и добавляют к фильтрату профильтрованный раствор 240 г NasSOs в 530 мл воды. Нагревают до получения светлоголубого раствора. Выпадающий осадок CuCl обрабатывают, как указано в способе 1. МЕДЬ ХЛОРНАЯ (МЕДЬ ДВУХЛОРИСТАЯ, ХЛОРИД МЕДИ [2]) Cuprum bichloratum Copperchloride Cupric chloride Kupferchlorid CuCL-2H2O Мол. в. 170,49 Свойства CuC12-2H2O—зеленые призматические кристаллы ромбической системы. Уд. в. 2,50. Расплывается на воздухе. Легко растворима в воде, метиловом (12% при 20°) и этиловом (26,3% при 20°) спиртах. Растворима в эфире и про- пиловом спирте и несколько растворима в амиловом спирте. Насыщенный водный раствор СиС1г кипит при 159°. Безводная CnCla—жел- то-бурая гигроскопичная масса уд. в. 3,054. В Метод ИРЕА (П.И. Кувалдин и В. С. Нечаева). . * Можно поместить в раствор спирали из электролитной меди, например звон- овои проволоки, так, чтобы вся жидкость была ими пронизана. Однако в этом случае сстановленне продолжается несколько часов. 23*
356 Медь. Мышьяк Таблица 234 Растворимость СиС12 в воде t°c CuCl„ % ‘ ГС CuCl., % ГС ,20 d 4 0 41,4 55 46,5 73 49,6 17 43,1 68 47,9 91 51, (’ 31,5 44,7 Таблица 235 Относительные веса водных растворов СиС12 CuCl.. % 20 d4 CuCl2 % 20 04 CuCl % ’ rf20 d4 1 1,007 10 1,096 20 1,205 2 1,017 12 1,116 22 1,230 4 1,036 14 1,138 24 1,253 6 1,056 16 1,159 26 1.278 8 1,075 18 1,182 Требования к продажному реактиву По ГОСТ 4167—-48 препарат ч. д. а. и чистый должен содержать не менее •99% СпС12-2Н2О. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в СиС1з-2НгО различ- ных квалификаций: Примеси ч.д.а. ч. Вещества, нерастворимые в воде . . 0,01 - 0,02 Сульфаты (S3s) 0,005 0,02 Щелочные и щелочноземельные металлы (в виде сульфатов) . 0,05 0,2 Железо (Fe) . . . 0,003 0,005 Мышьяк (As) 0,002 0.005 Приготовление 1. 3Cu+2HNO3+6HC1=3CuC12-(-2NO-{-4H2O Для получения препарата квалификации ч. д. а. поступают следующим об- разом. В фарфоровую чашку наливают 135 мл воды, 140 мл соляной кислоты (чистая, уд. в. 1,19) и 43 мл HNOg (чистая, уд. в. 1,4) и вносят в полученну," смесь 50 г медной проволоки, нарезанной мелкими кусками. Реакция сначала идет очень бурно, затем ослабевает, в конце реакции смесь подогревают. Раствор фильтруют и, упарив до х/з объема, дают охладиться. Кристаллы отсасывают, растворяют в воде, снова упаривают раствор до появления тон- кой кристаллической пленки и охлаждают. Кристаллы СиС1г-2НзО хорошо отсасывают, промывают спиртом и, рассыпав тонким слоем на стекле, сушат при 30°, изредка размешивая. Когда зеленые кристаллы превратятся в зеленовато-голубые, повышаК>т температуру до 50°. Следует внимательно наблюдать за процессом сушКП- длительное нагревание может повести к побурению препарата.
Мышьяк трехсернистый 357 2. Для получения безводной СиСк нагревают дигидрат (СиС12-2Н2О) в токе сухого хлористого водорода при 140—150°. Полученную массу переносят в эксикатор с H2SO4 и NaOH и выдерживают до удаления адсорбированного хлористого водорода. мышьяк Arsenicum Arsenic Arsen As Ат. в. 74,91 Свойства As—серовато-белые очень хрупкие кристаллы с сильным металлическим блеском. Уд. в. 5,726 при 14°. Возгоняется при 615°, плавится при 817° (под давлением Збптти). На воздухе As быстро покрывается слоем окислов, теряя блеск. При 290° фосфоресцирует при доступе кислорода. Не растворяется ни в воде, пи в кислотах, кроме HNOs и царской водки. Как сам мышьяк, так и все его соединения чрезвычайно ядовиты. Приготовление 1. Для очистки продажного мышьяка от окислов его кипятят с 10—15%- ным раствором К2СГ2О7 и небольшим количеством H2SO4, затем хорошо про- мывают водой, спиртом и эфиром, высушивают и хранят в сухом месте. Можно также удалить легколетучий Аз«Оз, нагревая препарат в токе СОз ниже темпе- ратуры возгонки мышьяка (360—365°). 2. Совершенно свободный от сурьмы препарат получают следующим путем. К раствору NasAsO4 (чистый, см. приготовление) прибавляют магнезиальной смеси; выпавший осадок MgNH4AsO4 отфильтровывают, растворяют в соляной кислоте и фраквионно осаждают раствор прибавлением NH.iOII. Среднюю фракцию кристаллов промывают, высушивают, смешивают с сахарным углем и нагревают, причем возгоняется чистый мышьи: (необходима сильная тягсЛ). МЫШЬЯК ТРЕХСЕРНИСТЫЙ (СУЛЬФИД МЫШЬЯКА [3]) Arsenicum trisulfuratum Arsenic sulfide Arsentrisulfid AS2S3 Мол. в. 246,02 А. Обыкновенный трехсернистый мышьяк Свойства As2S3—желтая аморфная рассыпчатая масса. Уд. в. 3,46. При кипячении с водой выделяет некоторое количество H2S и образу т следы мышьяковистой кислоты. В воде почти нерастворим (5,17-10-5 % при 18°). Плавится при 310° и без доступа воздуха испаряется при 707°. Приготовление As2O3 + 2NaOH = 2NaAsO2 + Н2О NaAsO2 + 2H2S = NaAsS2 -f- 2H2O 2NaAsS2 + 2HC1 = As2Ss -|- 2NaCl + ILS Растворяют 12 г As2Os в 25 мл 25%-чого раствора NaOH и насыщают жид- 'ость сероводородом. Затем полученную сульфосоль вливают в 50 мл соляной ни^гТ— УД- в- 1J2). Осадок отсасывают, промывают водой до удале- я С1 и высушивают в вакууме. Выход 15 г
358 Мышьяк. Натрий Б. Коллоидальный трехсернистый мышьяк Свойства Разбавленный коллоидный раствор AszSs, будучи чистожелтым в проходя- щем свеге, в отраженном флуоресцирует красноватым цветом. Концентрирован- ный коллоидный раствор под микроскопом прозрачен, невооруженному же гла- зу представляется в виде непрозрачной, интенсивно желтой жидкости. При добавлении к раствору осажденного BaSOa выделяется осадок AS2S3. Приготовление 1. Очень устойчивый коллоидный раствор получается при пропускании H2S в раствор 1 ч. AS2O3 (ч. д. а.) в 80 ч. прокипяченной дестиллированной воды. Для получения концентрированного раствора к приготовленному раз- бавленному раствору прибавляют новую порцию AS2O3, снова пропускают H2S и, повторив эти операции несколько раз, отфильтровывают жидкость от твердого AS2S3. Таким путем можно достигнуть концентрации 37% AS2S3. 2. Очень устойчивый золь AS2S3 получается при пропускании сероводорода в раствор АзгОз в СНЗСООН* *. МЫШЬЯК ТРЕХХЛОРИСТЫЙ (ХЛОРИД МЫШЬЯКА [3]) Arsenicum trichloratum Arsenic trichloride Arsenchloriir AsCl3 Мол. в. 181,28 Свойства Бесцв тная маслообразная чрезвычайно ядовитая жидкость. Уд. в. 2,16. Дымит на воздухе. Т. пл.— 18°. Т. кип. 4-130,4°. Растворим в воде, причем 1 моль AsCls требует для своего растворения 9 молей воды. Полученный рас- твор можно разбавить вдвое; при дальнейшем же разбавлении происходит гидролитическое расщепление с выделением AS2O3. Чистый AsCls растворяет иодистые соли щелочных металлов, а также серу, фосфор и масла. Приготовление Вследствие ядовитости паров AsCl3 работа должна производиться с осто- рожностью и непременно в вытяжном шкафу с сильной тягой. 1. Сухой хлор пропускают в реторту с мышьяком и по мере образования AsCls отгоняют его в приемник. Дестиллат подвергают вторичной перегонке над порошком мышьяка для освобождения от избыточного растворенного хлора. 2. В трубку из молибденового стекла** помещают 30 г As2O3 и соединяют с одной стороны с приемником, а с другой—с аппаратом для получения ПО. Нагрев трубку (горелкой или электрической печью) до 200°, пропускают медленный ток НС1. Отгоняющийся дестиллат разделяется в приемнике па два слоя, из которых нижний представляет собой AsCh. Его отделяют в делитель- ной воронке и дважды перегоняют в небольшом вакууме, отбрасывая первую и последнюю фракции. Выход около 40 г (55%). Испытания Препарат должен быть бесцветен. Уд. в., определенный пикнометрически, должен находиться в пределах 2,16—2,17 (с/Ц?). Кроме того, в препарате опре- деляют содержание действующего начала (AsCls). * A. L. Е 1 d е г, Р. N. Burka rd, J. phys. Chem., 41, 622 (1937). • *• Неорг. практ., стр. 247.
Мышьяк треххлористый. Натрий 359 НАТРИЙ Natrium Sodium Natrium Na Ат. в. 22,991 Свойства Na—серебристо-белый блестящий металл уд. в. 0,97. При обычной темпе- ратуре мягкий, как воск. Т. пл. 97,6°. Начинает испаряться уже при 100°, хотя кипит, при 877,5°. Во влажном воздухе быстро окисляется, покрываясь коркой NaOH. С водой реагирует чрезвычайно бурно, плавясь при этом и вы- деляя водород; большой кусок натрия, брошенный в воду, сильно взрывает и может причинить опасные повреждения. Пары натрия разъедают стекло. Хра- нить натрий следует под слоем керосина (имеющего нейтральную реакцию) или вазелинового масла. Требования к продажному реактиву По ТУ 1664—50 препарат квалификации ч. д. а. должен содержать не ме- нее 99,9% Na, препарат чистый—не менее 99,8%. Наибольшее количество допустимых примесей в металлическом Na различ- ных квалификаций: Примеси ч.д. а. Хлориды (С1) . . 0,005 Сульфаты (SO4) 0,005 Железо (Fe) ................................. 0,005 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пересчете иа РЬ) ............................ 0,005 Кремнекислота и вещества, осаждаемые аммиа- ком .... ... ... 0,005 Кальций (Са) ............................... 0,05 ч. 0,01 0,01 0,01 0,007 0,08 0,1 Кроме того, препарат должен выдерживать испытание на содержание калия. Для этого 1 +0,01 г натрия растворяют в 20 мл спирта, прибавляют 15 мл воды, нейтрализуют HNO3 (уд. в. 1,4) и выпаривают досуха на водяной бане. Затем прибавляют 10—15 мл воды и снова выпаривают досуха. Полученный остаток растворяют в.15 мл, добавляют 5 мл свежеприготовленного 20%-ного раствора кобальтинитрита натрия, перемешивают и оставляют на 18—20 часов. Не дол- жно быть желтого осадка. Очистка 1. Для очистки натрия, который при хранении в керосине покрылся кор- кой, кусок металла помещают в смесь 3 ч. керосина и I ч. амилового спирта (С5НцОН) и трут тряпочкой, намотанной на стеклянную палочку, пока металл не примет серебряный цвет. Тогда погружают его в керосин с 5% СьНцОН и, наконец, моют очищенным керосином с 0,5—1% С8НцОН. Через некоторое время металл покрывается желтым слоем амилата натрия, который легко стирается фильтровальной бумагой. (Таким же методом можно очистить калий и литий.) 2. Чтобы хранить натрий с серебряно-белой поверхностью неограничен- ное время, расплавляют Na под бензином (т. кип. 120—150°) пр/температуре около 110° (огнеопасно^ при взбалтывании и охлаждают до 80°. Затвердевшие капли переносят в свежую порцию горячего бензина (70—80°), после чего по- мещают их в расплавленный паоафин (нагретый до 60—70°) и дают парафину затвердеть. В таком виде натрий хранится любое время. В случае необходимо-
360 Натрий сги расплавляют парафин нагреванием до 60°, блестящие корольки натрия пин- цетом переносят в бензин и затем высушивают фильтровальной бумагой. 3. Для переработки лабораторных остатков натрия их отжимают между листами фильтровальной бумаги и расплавляют под толуолом. Блестящий металл отделяют от нерасплавившихся частичек. Приготовление тонкоизмельченного натрия 1. В круглодонной колбе с обратным холодильником нагревают натрий под слоем ксилола до энергичного кипения последнего (огнеопасно1.), закупори- вают колбу пробкой, обертывают полотенцем и сильно встряхивают. При этом Na получаегся в чрезвычайно раздробленном, очень реакционноспособном со- стоянии. Величину зерен можно широко варьировать в зависимости от силы встряхивания вплоть до частиц, не различаемых невооруженным глазом. Бла- годаря тому что полученная пыль не прилипает к стеклу, ее легко смыть в другой сосуд при помощи толуола; последний сливают декантацией и остающий- ся натрий заливают, например, эфиром. 2. Расплавляют натрий под парафином, внося его порциями по 100 г в шестикратное количество расплавленного парафина, и нагревают смесь до 120—125°. ОКидкий натрий собирается на дне сосуда и может быть превращен в мельчайшие шарики (диаметром 0,2—0,1 лл), если содержимое колбы в те- чение 10 мин. беспрерывно сильно и довольно быстро перемешивать. Большую часть жидкого парафина удаляют декантацией, остаток—про- мыванием теплым (50°) лигроином. НАТРИЙ АЗОТИСТОКИСЛЫЙ (НИТРИТ НАТРИЯ) Natrium nitrosum Sodium nitrite Natriurnnitrit NaNO2 Мол. в. 68,699 Свойства NaNOs—мелкие бесцветные или слабожелтоватые ромбические кристаллы уд. в. 2 17 или лучисто-кристаллическая масса. Т. пл. 271. Хорошо растворим в воде, очень плохо—в абсолютном спирте. Водный раствор имеет щелочную реакцию и, поглощая из воздуха кислород, постепенно переходит в NaNOs. Сухая соль на воздухе устойчива. Таблица 286 Растворимость NaNO2 в воде (°C NaNO2 % — 8 40,8 0 41,9 + 19 44,9 52,5 51,4 65 54,6 81 57,9 92 59,7 103 62,6 128 68,7 Таблица 237 Относительные веса водных растворов NaNO2 NaNO2 % я20 d4 NaNO« % 1 1,005 16 1,107 2 1,011 18 1,122 4 1,024 20 1,137 6 1,038 24 1,168 8 1,052 28 1,198 10 1,065 32 1,230 12 1,078 36 1,264 14 1,092 40 1,299
Натрий азотистокислый и азотнокислый 361 Требования к продажному реактиву По ГОСТ 4197—48 препарат х. ч. и ч. д. а. должен содержать не менее 98% NaNOg- Наибольшие количества допустимых примесей (%) в NaNOg различных, квалификаций: Примеси х.ч. ч.в.а. ч. Вещества, нерастворимые в воде 0,002 0,005 0,01 Хлориды (С1) 0,005 0,02 0,04 Сульфаты (SO4) Тяжелые металлы сероводородной группы (в 0,005 0,015 0,03 пересчете на РЬ) 0,0002 0,0005 0,001 Железо (Fe) .... 0,0002 0,0004 0,001 Калий (К) 0,000 0,005 0,01 Приготовление 1. Для получения препарата квалификации чистый плавят в фарфоровом тигле 50 г Ni'NOg с 60 г металлического свинца; по охлаждении сплав выщела чивают минимальным количеством горячей воды и осаждают растворившуюся окись свинца пропусканием СОг. Охлаждают, отсасывают выделившиеся Na2COg и NaNOg и, выпарив фильтрат досуха, кипятят остаток с 200—250 мл спирта. Раствор фильтруют от верастворившегося NaNOg и отгоняют от фильтрата спирт, причем остается NaNOg в виде белого порошка. Выход 30—35 г. 2. Для получения препарата квалификации ч. д. а. растворяют 100 г тех- нического NaNO2 в 100 мл воды при 70—80°. Добавляют 1—2 г чистого NaOH для осаждения железа и фильтруют. Фильтрат упаривают до уд. в. 1,45, филь- труют и охлаждают до комнатной температуры. Выпавшие кристаллы NaNOa отсасывают, промывают малым количеством холодной волы и помешают в бан- ку с притертой пробкой. Маточный раствор при упаривании и кристаллизации дает еще значительное количество NaNOg- Повторная кристаллизация дает препарат требуемой чистоты. Выход 75 г (75%). НАТРИЙ АЗОТНОКИСЛЫЙ (НИТРАТ НАТРИЯ) Natrium nitricum Sodium nitrate Chili salpetre Natriumnitrat Natronsalpeter Chilisalpeter Свойства NaNOs Мол. в. 84,999 NaNOg—бесцветные ромбоэдры гексагональной системы, уд. в. 2,25, рас- плывающиеся в сыром воздухе. Т. пл. 308°, при дальнейшем нагревании выде- ляет сначала кислород с образованием NaNOg, затем смесь кислорода, азота и NOg. Хорошо растворим в воде, значительно труднее в спирте. Таблица 238 Растворимость NaNOg в воде ГС NaNQ, % ГС NaNO, % ГС NaNO., % । ГС NaNO % 0 42,2 30 49,0 60 55,5 90 61 ,7 10 44,6 40 51,2 70 57,6 100 63,5. 20 46,8 50 53,3 80 59,7
'362 Натрий Таблица 239 Относительные веса водных растворов NaNOg NaNO3 % .20 d4 NaNO.. % ,20 d4 NaNO, % я20 d4 1 1,0049 14 1,0967 26 1,1917 2 1,0117 16 1,1118 28 1,2085 4 1,0254 18 1,1272 30 1,2256 6 1,0392 20 1,1429 35 1,2701 8 1,0532 22 1,1589 40 1,3175 10 1,0674 24 1,1752 45 1,3683 12 1,0819 Требования к продажному реактиву По ГОСТ 4168—48 безводный препарат всех квалификаций должен содер- жать не менее 99,8% NaNO;t. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в NaNOg различных квалификаций: Примеси Х.ч. ч.д.а. ч. Вещества, нерастворимые в воде 0,004 0,005 0,01 Хлориды (С1) 0,0005 0,002 0,005 Хлораты и перхлораты (С1) .... 0,001 0,003 0,006 Сульфаты (SO4) 0,005 0,01 0,02 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пересчете на РЬ) . 0,0003 0,0005 0,001 Железо (Fe) 0,0001 0,0005 0,001 Кальций и магний (СаО и Mg2P2O?) .... 0,005 0,01 0,02 Фосфаты (РО4) . 0,0005 . 0,001 0,001 Нитриты (NO2) ... ... 0,0001 *0,0005 0,001 Иодаты (JO3) 0,0005 0,002 0,004 Калий (К) 0,005 Не определяется Приготовление Для получения препарата квалификации х. ч., исходя из технического про- дукта, разработана следующая методика*. В фарфоровую чашу загружают 1 кг технического NaNOs (с содержанием "СГ до 0,5%) и заливают 206—300 мл воды так, чтобы кристаллы были чуть покрыты водой. Смесь перемешивают 3—4 часа, кристаллы отжимают и про- мывают 2—3 раза водой до 30 мл. Получают около 800 г очищенного NaNOs Метод ИРЕА (И. И. Ангелов и В. С. Нечаева).
Натрия амальгама 363 с содержанием СГ до 0,01% . Промывные воды и маточные растворы собирают и употребляют для такой же обработки следующей загрузки технического про- дукта. При повторном употреблении маточных растворов (6—7 раз, пока со- держание СГ не дойдет до 25 г/л) выход очищенного NaNOs постепенно повы- шается почти до 100%. Очищенный NaNOg анализируют на содержание нитритов (с реактивом Грисса). 500—600 г очшцепого препарата растворяют при нагревании в 400— 430 мл воды (уд. в. раствора ~1,46). В случае присутствия нитритов в количе- стве свыше 0,0005% последние разрушают двухчасовым кипячением с вычис- ленным количеством NHaNOs, причем происходит следующая реакция: NaNO2 + NH4NO3 —-> NaNOs + N2 + 2Н2О По окончании разложения раствор фильтруют, фильтрат охлаждают до ком- натной температуры, выпавшие кристаллы отсасывают и промывают 2—3 раза водой по 30 мл. Выход около 350 г. Маточные растворы и промывные воды возвращают (10—12 раз) на раство- рение очищенного NaNOs, а затем на обработку технического продукта; при этом выход препарата квалификации х. ч., естественно, повышается. НАТРИЯ АМАЛЬГАМА Natrium amalgam Sodium amalgam Natrium amalgam € во йства Амальгама с содержанием Na до 1%—жидкая, от 1 до 2,5%—тестообраз- ная, от 2,5% и выше—твердая и кристаллическая. При стоянии на воздухе амальгама покрывается пленкой NaOH вследствие, реакции с кислородом и водяными парами воздуха. Воду разлагает с выделением водорода, однако зна- чительно медленнее, чем чистый натрий. Приготовление Получение натриевой амальгамы необходимо проводить под тягой в предо- хранительных очках и перчатках. 1. Для получения 1,5%-ной амальгамы в коническую колбу* из молибде- нового стекла, емкостью 250 мл, помещают 15 г свеженарезанного натрия и по- верх него наливают высококипящее минеральное масло (например, вазелино- вое) слоем 1—3 см. Колбу нагревают на электроплитке до тех пор, пока натрий не расплавится. Тогда из капельной воронки быстро приливают 935 г ртути (на горло колбы во избежание разбрызгивания надевают кусок картона с от- верстием для трубки капельной воронки). Затем колбу закрывают пробкой и встряхивают до тех пор, пока не исчезнут твердые частицы амальгамы. Затем колбу бь/стро охлаждают, масло сливают и амальгаму промывают абсолютным бензолом или лигроином. Получают 950 г 1,5%-ной амальгамы натрия. Таким образом может быть приготовлена и 3%-ная амальгама. 2. Для получения 10%-ной амальгамы нагревают до 150—200° в железном котле под тягой 3 кг ртути и вносят туда 300 г натрия кусками по 5 г, бросая куски возможно быстро один за другим. Внесение каждого куска должно со- провождаться появлением пламени; в противном случае усиливают нагревание и помешивают массу железной палочкой. Жидкую массу выливают на желез- ный лист, по затвердевании разбивают на куски, которые еще горячими поме- щают в плотно закрываемую банку. Сб. «Органические реакции», т. I, ИЛ, М., 1948, стр. 371-
364 Натрий 3. Для получения амальгамы в листочках горячую, еще жидкую амаль- гаму выливают при энергичном перемешивании механической мешалкой в ксилол, затем отфильтровывают через сухой фильтр и быстро высушивают (лучше в вткууме). Испытание Для определения содержания натрия вносят 10 г амальгамы в 100 мл воды и оставляют смесь стоять до прекращения выделения водорода, изредка встря- хивая. Затем титруют раствор 1 н. соляной кислотой с метиловым оранже- вым в качестве индикатора. НАТРИЯ АМИД Sodium amide Natriumamid NaNH2 Мол. в. 39,015 Свойства NaNH2—белая лучисто-кристаллическая масса, плавящаяся при 208° и возгоняющаяся выше 400°. Водой разлагается с образованием NH3 и NaOH. При нагревании в ваку- уме до 300—330° распадается на Na, N2, Н2 и Nils. Препарат, пожелтевший при хранении, следует уничтожить, так как при работе с ним возможен взрыв. Приготовление В железную полированную реторту помещают 500 г металлического нат- рия и через газопроводящую трубку, оканчивающуюся почти у поверхности натрия, пропускают быстрый ток NH3. Аммиак должен быть тщательно высушен и очищен от кислорода; последнее может быть достигнуто, например, пропу- сканием газа через трубку, заполненную натриевой проволокой. Когда весь воздух из реторты будет вытеснен, подогревают натрий до 350—360°; реакция идет весьма быстро и почти заканчивается в течение 3—4 час. Последние количества натрия вступают в реакцию медленно и требуют большого избытка NH3. Когда выделяющийся из реторты газ уже не будет содержать Н2, реакция закончена. Охлаждают реторту в медленном токе NH3 до 230°. Затем быстро выливают расплавленную массу на железный противень и закрывают крышкой. По охлаж- дении разбивают NaNH2 на куски, помещают в банку с корковой пробкой и заливают пробку парафином. Остатки натрия переплавляют под керосином. НАТРИЙ АММОНИЙ ФОСФОРНОКИСЛЫЙ Natrium phosphoricum Ammonium sodium Natriumammoniumphosphat ammoniatum phosphate NaNH4HPO4-4H2O Мол. в. 209,078 Свойства NaNHaHPO4-4H2O—бесцветные моноклинические кристаллы уд. в. 1,55, легко растворимые в воде. С фенолфталеином раствор показывает нейтральную реакцию, а с лакмусом—слабощелочную. При 79° плавится, отдавая NHs и воду и образуя Na2HPO«; при 200° переходит, теряя воду, в Na2H2P2O7 и затем (выше 243°) в стекловидную массу метафосфорнокислого натрия (NaPO3)(i- На воздухе выветривается и частично теряет NH3.
Натрия амид. Натрий-аммоний фосфорнокислый. Натрий борнокислый 365 Требования к продажному реактиву Наибольшие количества допустимых примесей (%) в NaNH4HPO4-4H2O различных квалификаций (по ГОСТ 4170—48): Примеси Х.Ч. ч.д.а. ч. Вещества, нерастворимые в воде 0,002 0,005 0,01 Хлориды (С1) 0,001 0,003 0,005 Нитраты (NO3) 0,0005 0,001 0,002 Сульфаты (SOa) ..... 0,005 0,02 0,04 Магний (Mg) 0,001 0,001 0,003 Железо (Те) 0,0005 0,001 0,003 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пересчете на РЬ) .... 0,0005 0,001 0,002 Мышьяк (As) 0,0005 0,001 0,002 Приготовление Приводимые ниже способы дают препарат квалификации ч. д. а. 1. Na2HPOa + NIUC1 = NaCl + NaNH4HPO4 Растворяют в 20 мл кипящей воды 60 г Na-jHPCU 12НгО (чистый) и 10 г NH3C1 (чистый) и охлаждают. Выпавшие кристаллы переносят на простую воронку, дают стечь маточному раствору и отжимают между листами фильтро- вальной бумаги. Для очистки соль растворяют в равном по весу количестве горячей воды, фильтруют и быстро охлаждают до + 10° при непрерывном пере- мешивании. Соль хорошо отсасывают и сушат при комнатной температуре на перга- менте, пока кристаллы не перестанут прилипать к стеклянной палочке. Выход около 25 г. 2. NaH2POd + NH4OH = NaNH4HPO4 + Н2О К 500 г Н3РО4 (чистая, уд. в. 1,12), нагретой в большой фарфоровой чашке, прибавляют постепенно 55 г ИагСОз (чистая) и упаривают до половины объема. Затем прибавляют 180 г 10%-ного NHjOH, горячий раствор фильтруют, упа- ривают до появления пленки кристаллов и, прибавим немного NH4OH, остав- ляют для кристаллизации. Выход 150—170 г. НАТРИЙ БОРНОКИСЛЫЙ (НАТРИЙ ТЕТРАБОРНОКИСЛЫЙ, ТЕТРАБОРАТ НАТРИЯ, БУРА) Natrium biboricum Sodium tetraborate Natriumpyroborat Borax Borax. Borate of soda Natriumbiborat. Borax Na2B4O7- ЮН20 Мол. в. 381,42 А. Кристаллический Свойства Na2B4O7-ЮН20—твердые белые призматические кристаллы уд. в. 1,72. При нагревании сначала плавится, затем вспучивается, теряя кристаллиза- ционную воду, и, наконец, переходит в стекловидную массу. До 200° устойчив моногидрат Na.,B4O7-Н2О; последняя молекула воды полностью удаляется при 400—450°. ' Соль хорошо растворима в воде; значительно растворима в глицерине; почти нерастворима в спирте. Водный раствор показывает на лакмус щелочную реакцию и при добавлении соляной кислоты до слабокислой реакции окраши- вает куркумовую бумажку в бурый цвет.
366 Натрий При кристаллизации соли из раствора при 56—80° выпадают октаэдри- ческие кристаллы состава NagB^O?-5Н2О. Безводный Na2B4O7—бесцвет- ные стекловидные кусочки уд. в. 2.37, поглощающие влагу при лежании на воздухе и при этом мутнеющие. Т. пл. 741°. Таблица 240 Таблица 241 Растворимость Na2B4O7 в воде Относительные ГС Na3B.O % ГС N02PjO7 % /°C Na2B4O7 раствор о/ /о и Д Н Ы X о в Na2B4O? 20 d4 1,0042 1,0084 1,0131 1,0179 1,0226 0 5 10 15 20 25 30 35 1,18 1,44 1,76 2,12 2,58 3,13 3,85 4,76 40 45 50 55 60,8 65 70 75 6,0 7,58 9,55 12.25 16.65 17,88 19,49 21,30 80 85 90 95 100 102,8 (т. КПП.) % 23,38 25,73 28,37 0,5 31,28 1,0 •34,63 1,5 36,73 2,0 2,5 Требования к продажному реактиву По ГОСТ 4199—48 кристаллический препарат всех квалификаций'должен содержать не менее 99,5% NazBjOj • ЮНгО. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в МагВаО?-ЮНгО раз- личных квалификаций: Примеси Х.Ч. ч.д.а. ч. Вещества, нерастворимые в соляной кислоте 0,003 0,005 0,02 Хлориды (CI) 0,0005 0,002 0,005 Сульфаты (SO4.) . ... 0,005 0,01 0,03 Тяжелые металлы сероводородной группы (в 0 ЛЛ1 пересчете на РЬ) . 0,0005 0,002 Железо (Fe) . 0,0003 0,0005 0,001 Мышьяк (As, 0,0001 0,0005 0,001 Кроме того, препарат должен выдерживать приведенное в ГОСТ испытание на карбонаты. Приготовление 1. Для получения препарата квалификации х. ч. растворяют 140—150 г продажной кристаллической буры при нагревании не выше 60е в 300 мл воды и полученный раствор фильтруют через складчатый фильтр в фарфоровую чаш- ку, охлаждаемую льдом. Непрерывно помегйивая фильтрат стеклянной палоч- кой, получают препарат в виде тонкой кристаллической муки. Кристаллы от- сасывают, пэомывают небольшим количеством холодной воды и повторяют пе- рекристаллизацию, после чего высушивают на воздухе в течение 2—3 дней. Полученный препарат отвечает формуле Na2B4O7-IOH2O и вполне пригоден для установки титров. 2. Растворяют 100 г борной кислоты в 10%-ном растворе 120 г NasCOs- Раствор фильтруют, упаривают до уд. в. 1,16 и охлаждают. Выпавшие кри- сталлы очищают по способу 1,
Натрий бромистый 367’ Б. Моногидрат («Жженая бура») Na2B4O7 - НзО Мол. в. 219,29 Нагревают кристаллическую буру Na2B4O7 • 10H2O в тигле или чашке; соль сначала плавится, затем, теряя воду, переходит во вспученную пористую массу. Тогда прекращают нагревание; массу по охлаждении растирают и по- мещают в плотно закрывающиеся банки. В. Безводный Na2B4O7 Мол. в. 201,27 Истертую жженую буру помещают в огнеупорный тигель и нагревают до* 900°. Соль плавится и при охлаждении затвердевает в стекловидную массу безводного Na2B4O7. НАТРИЙ БРОМИСТЫЙ (БРОМИД НАТРИЯ) Natrium bromatum Sodium bromide Natriumbromid NaBr-2H2O Мол. в. 138,939 Свойства NaBr-2H2O—бесцветный кристаллический порошок уд. в. 2,176, притяги- вающий на воздухе влагу. Т. пл. 50,7°. Дигидрат кристаллизуется из водных растворов лишь при 15—20°, выше 30° выпадает безводный NaBr. Кристаллизационная вода легко отщепляется как при нагревании выше 30°, так и при комнатной температуре при стоянии над H2SO4 или СаС1г- Без- водный NaBr имеет уд. в. 3,2, т. пл. 740°, т. кип. 1393°. Растворим в воде, в абсолютном этиловом спирте (2,16% при 19,5°) и в метиловом спирте (14,8% при 19,5°). Таблица 242 Растворимость NaBr в воде ГС NaBr % ГС NaBr % (°C NaBr % ГС NaBr % 0 44,3 50 53,7 НО 55,1 177 57,3* 20 47,5 80 54,2 140 55,6* 199 58.1* 40 51,4 100 54,8 155 56,5* 248 60,8* Таблица 24-3 Относительные веса водных растворов NaBr NaBr % <14 NaBr % 20 d4 NaBr % .20 (14 NaBr % ,20 d4 1 1,0060 10 1,0803 20 1,1745 28 1,2608 2 1,0139 12 1,0981 22 1,1951 30 1,2841 4 1,0298 14 1,1164 24 1,2163 35 1,3462 6 1,0462 16 1,1352 26 1,2382 40 1,4138 8 1,0631 18 1,1546 *По данным Г. к. Д иста н он а, >КО X, 7, № 3—4, 676 (1937).
368 Натрий Требования к продажному реактиву По ГОСТ 4168—48 безводный препарат ч. д. а. должен содержать не менее '98,5% NaBr, препарат чистый—чс менее 95%. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в NaBr различных ква- лификаций: Примеси ч.д.а. ч. Вещества, нерастворимые в воде.............. 0,005 0,02 Броматы (ВгОз) ... 0,001 0,005 Сульфаты (SO4)............. ............... 0,002 0,01 Азот общий (в пересчете на N) . 0,001 0,002 Барий (Ва)......... . . . 0,002 0,008 Кальций (Са) . . . 0,002 0,01 Магний (Mg)................................ 0,001 0,005 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пересчете на РЬ) . .................... 0,0002 0,001 Железо (Fe) ............................... 0,0002 0,001 Хлориды (С1) . . .............. 0,2 0,8 Йодиды (J)................................. 0,05 0,05 Кроме того, препарат должен выдерживать испытание на реакцию водного рас- твора. Растворяют 5 г препарата в 30 мл свежепрокипячепной и охлажденной без доступа углекислоты воды и делят раствор пополам. К одной половине добавляют 1 каплю 1%-ного раствора фенолфталеина,—жидкость должна остаться бесцветной, к другой половине приливают 1 каплю 0,1%-ного ме- тилоранжевого,—не должно появляться розовой окраски. Приготовление 1. Для получения препарата квалификации шстый разработана следую- щая методика. 2Fe + 2Вг2 = 2FeBr2 2FeBr2 + Br2 = 2FeBr3 2FeBr3 -r- 3Na2COs + 3H2O = 2Fe(OH)3 + 6NaBr + 3CO2 В колбу помещают 50 г порошка железа и 400 ли. воды и прибавляют по- степенно при хорошем охлаждении и взбалтывании 96 г брома Слабозелено- ватую жидкость фильтруют через гладкий фильтр в фарфоровую чашку и добав- ляют к фильтрату еще 32 г брома. Смесь нагревают до кипения и прибавляют постепенно при помешивании раствор 232 г Ыа2СОз-10НгО (чистый) в 1 л воды. Нагревают еще некоторое время для лучшего осаждения Ее(ОН)з. Жидкость над осадком должна иметь только слабощелочную реакцию. Если осаждение не закончилось, добавляют еще немного ИагСОз до слабощелочной реакции и на- гревают в течение нескольких минут. Раствор фильтруют, осадок на фильтре промывают горячей водой, упари- вают фильтрат до начала кристаллизации и охлаждают; выпавшие кристаллы хорошо отсасывают и помещают в банку с притертой пробкой. При выпарива- нии маточных растворов можно получить еще некоторое количество соли, кото- рую для очистки необходимо перекристаллизовать. 2. Если есть возможность использовать в качестве сырья техническое бром- ное железо FesBrg (с 63% Вг), то предыдущий синтез значительно упрощается. К нагретому до кипения раствору 460 г NaaCOg-lOIbO (чистый) в 150 мл воды добавляют понемногу (вспенивание!) раствор 350—400 г Fe3Br8 в 250 мл воды до исчезновения щелочной реакции профильтрованной пробы на фенол-
Натрий ванадиевокислый 369 фталеин. Снова нагревают до кипения, убеждаются еще раз в кислой реакции раствора и добавляют 0,25—0,5 г Ва(ОН)г для удаления SO4 . Дают отстоять- ся (реакция раствора должна быть щелочной на фенолфталеин), сливают жид- кость, декантируют осадок 2—3 раза горячей водой и раствор вместе с промыв- ными водами упаривают до уд. в. 1,58. Добавляют 2—3 капли раствора Na2S, фильтруют и дают охладиться. Выпавшие кристаллы отсасывают, промывают водой и сушат при 25—30°.'Маточные растворы упаривают до уд. в. 1,58 и кри- сталлизуют. Общий выход 250 г. 3. Для очистки* продажного NaBr, содержащего значительные количе- ства NaCl, его растворяют в абсолютном метиловом спирте (17 г на 100 мл спирта), отгоняют 1/5 спирта и отделяют выпавшие кристаллы, содержащие почти все количество NaCl. Раствор после отгонки оставшегося спирта дает чистый NaBr, содержащий лишь следы NaCl. НАТРИЙ ВАНАДИЕВОКИСЛЫЙ (МЕТА) (МЕТАВАНАДАТ НАТРИЯ) Natrium vanadicum (meta) Sodium metavanadate Natriummetavanadat NaVO3-2H2O Мол. в. 157,97 Свойства NaVO3-ЗНгО—белый или желтоватый кристаллический порошок. Хорошо растворим в воде, почти нерастворим в спирте. Т. пл. безводной соли 562°, уд. в. 2,79. Таблица 244 Растворимость NaVO3 в воде Таблица 245 Относительные веса водных растворов NaVO3 ГС NaVO,. NaVO, ,20 NaVO3 _»20 % % d4 % C14 25 14,0 1 1,0060 8 1,0690 40 17,1 2 1,0140 10 1,0814 60 20,3 4 1,0302 12 1,0991 75 23,1 6 1,0469 Требования к продажному реактиву По ВТУ 4—04—48 препарат ч. д. а. должен содержать не менее 76,5% NaVOs (в пересчете на безводный), препарат чистый—не менее 75,8%. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в NaVO3-2H2O различ- ных квалификаций: Примеси ч.д.а. ч. Потеря при прокаливании . 23,0 23,0 Вещества, нерастворимые в воде ... 0,2 0,4 Хлориды (С1)....................... . . 0,01 0,1 Кремнекислота (SiO2) . . 0,1 0,3 Углекислота (СОз) . . 0,4 Не норми- руется А. В. Р а к о в с к и й и В. В. По л я и с к и й. Изв. ИРЕА, вып. 6,5 (1927). ?4 и 'чистые химические реактивы
370 Натрий Приготовление Для получения препарата квалификации ч. д. а. разработана следующая методика*. К раствору 120 г Na2CO3 (ч. д. о.) в 1 л воды добавляют небольшими порциями при перемешивании 250 г MH4VOs (чистый). Кипятят 2—2,5 часа до полного удаления ИНз (проба жидкости при добавлении NaOH и кипячении не должна выделять NH3, обнаруживаемого по запаху). Испаряющуюся воду следует пополнять, поддерживая уд. в. раствора 1,25—1,28 (при 50—60°). Горячий раствор фильтруют, упаривают па водяной бане при 70—80° До уд. в. 1,35—1.38 (при 50—70°) и охлаждают до 20—25°. Выпавшие мелкие кристаллы метаванадата отсасывают, промывают 3—4 раза холодной водой (по 50 мл) и 2 раза спиртом' (по 40—50 мл). Препарат высушивают при 40—50° до удаления запаха спирта. Выход 210 г (80%). НАТРИЙ ВАНАДИЕВОКИСЛЫЙ (ОРТО) (ОРТОВАНАДАТ НАТРИЯ) Natrium vanadatum (ortho) Sodium vanadate Natriumvanadat (ortho) Na3VO4-12H2O Мол. в. 400,12 Свойства Na3VO4-12H2O—бесцветные игольчатые кристаллы. Легко растворим в горячей воде и нерастворим в спирте. Т. пл. 866°. Водный раствор показывает щелочную реакцию благодаря гидролизу, постепенно ортованадат превращает- ся в пированадат. 2Na3VO4 + Н2О = Na4V2O7 + 2NaOH При кипячении образуется метаванадат Na3VO4 + Н2О = NaVO3 + 2NaOH Требования к продажному реактиву По временным техническим условиям ИРЕА препарат ч. д. а. должен со- держать не менее 45,5% безводного Na3VO4. Потеря при прокаливании не должна превышать 54%. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в NasVO4-12H2O ква- лификации ч. д. а.: Вещества, нерастворимые в воде ..........0,02 Кремнекислота (SiO2).....................0,04 Хлориды (С1) ........................... 0,02 Углекислота (СО2).......................1,0 Приготовление Для получения препарата квалификации ч. д. а. разработана следующая методика **. Сначала из 24 г Na2CO3 и 50 г NH4VO3 готовят раствор NaVO3 (см. выше). После фильтрования добавляют 65 мл раствора NaOH (ч. д. а.), уд. в. 1,52—1,53. Постепенно выпадает осадок- ортованадата натрия. Дают от- стояться 25—30 мин., отсасывают, промывают 3—4 раза насыщенным рас- твором Na3VO4, затем 2—3 раза по 10 мл спирта. Препарат высушивают при 40—50° до исчезновения запаха спирта. Выход 120 г. * Метод ИРЕА (И. И. Ангелов, и X. М. Лейбович). ** Метод ИРЕА (И. И. Ангелов и X. М. Лейбович).
Натрий ванадиевокислый, виннокислый и виннокислый кислый 371 НАТРИЙ ВИННОКИСЛЫЙ (ТАРТРАТ НАТРИЯ) Natrium tartaricum Sodium tartrate Natriumtartrat Na2C4H4O6-2H2O Мол. в. 230,000 Свойства Na2C4H4O«-2H2O—бесцветные прозрачные ромбические кристаллы, легко растворимые в воде и нерастворимые в спирте. Таблица 246 Относительные веса водных растворов Na2C4H4O6 NaaC|HdOe % ^20 «4 Na2C,H,Oa % 4° NaaC,H,Oe % ,20 d4 1 1,0052 10 1,0702 20 1,1471 2 1,0123 12 1,0851 22 1,1633 4 1,0263 14 1,1002 24 1,1797 6 1,0410 16 1,1126 26 1,1963 8 1,0555 18 1,1313 28 1,2132 Требования к продажному реактиву По ГОСТ 3656—51 препарат ч. д. а. должен содержать не менее 99% НагСаГиОв-ЙНгО, препарат чистый—не менее 98%. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в Na2C4H4O6-2H2O различных квалификаций: Примеси ч.0.а. ч. Вещества, нерастворимые в воде............ 0,005 0,01 Сульфаты (SO4)............................... 0,005 0,01 Хлориды (С1).............................. 0,002 0,005 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пересчете на РЬ)......................... 0,0005 0,001 Железо (Fe) . . . 0,002 0,005 Кроме того, препарат должен выдерживать испытание на реакцию водного рас- твора. 5 г препарата растворяют в 100 мл воды и прибавляют 1 каплю 1 %-него спиртового раствора фенолфталеина. Появившаяся окраска раствора должна ис- чезнуть от прибавления 0,3 мл 0,1 н. НС1; если раствор бесцветен, то окраска должна появиться от прибавления 0,3 мл 0,1 и. NaOH. Приготовление Растворяют 100 г винной кислоты в 200 мл воды при 80° и нейтрализуют раствор, добавляя Na2COs-10H2O (чистый) до слабозеленой окраски на бром- тимоловый синий (около 200 г). К раствору добавляют 0,1—0,2 г активирован- ного угля, фильтруют, упаривают до уд. в. 1,5 и охлаждают при перемешива- нии. Кристаллы отсасывают, промывают 3—4 мл воды и сушат при комнат- ной температуре. Выход 60—70 г препарата квалификации ч. д «.и чистый (40—45%). Маточные растворы можно присоединить к новой загрузке. НАТРИЙ ВИННОКИСЛЫЙ КИСЛЫЙ (БИТАРТРАТ НАТРИЯ) Natrium bitartaricum Sodium bitartrate Natriumbitartrat NaHC4H4O6 H2O Мол. в. ISO,091 Свойства NaHC4H4Oe-H2O—-прозрачные ромбические призмы, растворимые в холод- ной (10%) и горячей (36%) воде. 24*
372 Натрий Требования к продажному реактиву По ГОСТ 5837—51 препарат ч. д. а. и чистый должен содержать не менее 99% NaHCaHdOe-HsO. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в NaHCaHiOe-HjO различных квалификаций: Примеси ч.д.а. ч. Вещества, нерастворимые в воде........... 0,005 0,01 Хлориды (С1) . . 0,005 0,01 Сульфаты (SOa)............................. 0,005 0,01 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пересчете на РЬ) . ... 0,002 0,005 Железо (Fe).............. . 0,002 0,005 Приготовление Для получения препарата реактивной чистоты растворяют 80—85 г вин- ной кислоты (чистая) в 380 мл воды. К половине раствора кислоты добавляют 65—70 г NaaCOs-lOHaO (чистая) до нейтральной реакции на бромтимоловый синий, и полученный раствор фильтруют при перемешивании в оставшуюся порцию винной кислоты. Выпадающие кристаллы кислой соли отсасывают и сушат на пергаменте при комнатной температуре. Выход 70—75 г. НАТРИЙ ВИСМУТОВОКИСЛЫЙ (ВИСМУТАТ НАТРИЯ) Natrium bismuthicum Sodium bismuthate Wismutsaures Natrium NaBiO3-2H2O Мол. в. 316,09 Свойства NaBiOs-2HaO—желтый, темнокрасный или красно-коричневый аморф- ный порошок, являющийся сильным окислителем. Слегка гигроскопичен. Не- растворим в воде; трудно растворяется в HNOs на холоду, легко—при нагре- вании. Висмутат, повидимому, не представляет собой определенного соединения, и ему только условно приписывают формулу NaBiOs. Требования к продажному реактиву По ГОСТ 4782—49 препарат ч. д. а. должен содержать не менее 85,0% активного кислорода в пересчете на NaBiOs, не более 0,002% С1~ и не более 0,001% Мп. Для испытания на С1 смесь 2 г препарата и 25 мл воды кипятят 10 мин., охлаждают, добавляют 2 мл HNOs (уд. в. 1,15), разбавляют до 50 мл, переме- шивают и фильтруют через фильтр, трижды промытый горячей водой. К 25 мл фильтрата добавляют 1 мл 0,1 н. AgNOs- Муть, появившаяся через 10 мин., не должна быть интенсивнее эталона, содержащего в том же объеме 1 мл HNOs (уд. в. 1,15), 1 мл 0,1 н. AgNOs и 0,2 мг С1“. Кроме того, препарат должен выдерживать испытание на растворимые перекиси: смесь 3+0,01 г препарата и 30 мл воды кипятят 5 мин. и фильтруют. По охлаждении к 20 мл фильтрата добавляют 1 г KJ, 1 мл соляной кислоты (уд. в. 1,12) и 2 мл 0,5%-ного раствора крахмала. Не должно появляться синего окрашивания (если же оно появилось, то от добавления 0,05 мл 0,1 н. NaaSaOs должно исчезнуть).
Натрий висмутовокислый и вольфрамовокислый 373 Приготовление 1. Препарат, не отвечающий квалификации ч. д. а., но пригодный для многих целей, наприме р для окисления органических соединений, а также для анализа, можно получить следующим путем. Bi(OH) (NO3)2 + Na2O2 + NaOH = NaBiO3 + 2NaNO3 + H2O В железном или никелевом тигле нагревают до красного каления 200 г NaOH (чистый) и очень осторожно небольшими порциями всыпают в тигель 100 г основного азотнокислого висмута (чистый). После полного растворения также осторожно и постепенно добавляют в расплавленную массу 20 г Na2O2. При работе глаза обязательно защищать очками, а руки—толстыми пер- чатками! Брызги расплавленного NaOH очень опасны! Массу перемешивают железным прутом и выливают на железный лист; после охлаждения разбивают продукт на мелкие куски и растворяют в 1,5 л воды. Осадок висмутата отфильтровывают через двойной фильтр на воронке Бюхнера и промывают холодной водой до полного удаления щелочи. Промытый осадок высушивают в фарфоровой чашке при 50°, тонко растирают и пересы- пают в банку. Содержание NaBiOs в препарате—около 79%. Выход 90 г. 2. Для получения препарата квалификации ч. д. а. разработана следующая методика*. Bi(NO3)3 + NaClO + 4NaOH = NaBiO3 + NaCl + 3NaNO3 + 2H2O Растворяют 230 г Bi(NOs)3-5H2O (чистый) в смеси 400 мл воды и 20 мл HNOs (чистая, уд. в. 1,4). Раствор фильтруют и добавляют к нему 1 л воды и 30%-ный раствор технического NaOH до нейтральной реакции на конго. За- тем приливают ПО мл 30%-ного NaOH и 2,4 л раствора NaClO с содержанием активного хлора не менее 70 г/л. Смесь нагревают 1 час при 95°, затем охлаж- дают, дают отстояться и осадок промывают 4—5 раз декантацией водой (по 4 л) до тех пор, пока отстаивание не начнет проходить очень медленно. Тогда отсасывают осадок, промывают водой до удаления С1~ и высушивают при 80°. Выход 120 г. НАТРИЙ ВОЛЬФРАМОВОКИСЛЫЙ (НОРМАЛЬНЫЙ ВОЛЬФРАМАТ НАТРИЯ) Natrium wolframicum Sodium tungstate Natriumwolframat Na2WO4-2H2O Мол. в. 329,93 Свойства Na2WO4-2H2O—просвечивающие листочки с перламутровым блеском или тонкие таблички уд. в. 3,25; уд. в. безводного препарата—4,2, т. пл. 698°. Рас- творим в воде; нерастворим в спирте. На воздухе выветривается, при нагревании ДО 100° теряет всю воду. Таблица 247 Растворимость Na2WO4 в воде ГС NaaWO4 . % ГС Na2WO4 % ГС №Д\’О4 % 0 36,5 - 20 42,2 80 47,4 5 41,0 40 43,8 100 49,2 10 41,9 Метод ИРЕА (И. И. Ангелов).
374 Натрий Таблица 248 Относительные веса водных растворов Na2WO4 Na2WO4 % 20 04 Na2WO4 % 20 «4 Na2WO4 % »20 «4 1 1,0074 10 1,0944 26 1,2862 2 1,0166 14 1,1372 30 1,3444 4 1,0354 18 1,1833 34 1,4084 6 1,0546 22 1,2328 38 1,4786 8 1,0742 Требования к продажному реактиву По ВТУ № 4—02—48 препарат ч. д. а. должен содержать не менее 99% NaaWO4-2H2O, препарат чистый—не менее 98%. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в Na2WO4-2H2O различ- ных квалификаций: Примеси ч.б.а. ч. Вещества, нерастворимые в воде.............. 0,1 0,5 Сульфаты (SO4).............................. 0,01 0,08 Хлориды (С1)................................ 0,005 0,01 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пересчете на РЬ)............................ 0,001 0,01 Приготовление Для получения препарата квалификации чистый в 20%-ный раствор NaOH вносят избыток HaWO4 и нагревают при перемешивании четыре часа. Затем смеси дают стоять 2—3 дня в теплом месте, изредка перемешивая. Раствор фильтруют через воронку со стеклянным фильтром, упаривают фильтрат до начала кристаллизации и охлаждают льдом. Выпавшие кристаллы отсасывают и сушат между листами фильтровальной бумаги. Маточный раствор при упари- вании дает еще значительное количество менее чистого препарата. НАТРИЯ ГИДРАТ ОКИСИ (ГИДРООКИСЬ НАТРИЯ, ЕДКИЙ НАТР) Natrium causticum Natrium hydricum Natrium oxydatum hydricum Sodium hydroxide Caustic soda Natriumhydroxyd Aetznatron NaOH Мол. в. 39,999 Свойства NaOH—бесцветная кристаллическая масса. Уд. в. 2,02. Быстро поглощает на воздухе СОа и воду, расплываясь при этом в переходя в NaaCOs. Т. пл. 327,6+0,9°, т. кип. 1388°. Легко растворим и воде (уд в. водных растворов NaOH см. табл, на стр. 375), значительно растворим в спирте и нерастворим в эфире. Из концентрированных водных растворов при —8° выделяются круп- ные моноклинические кристаллы гидрата NaOH-VaHaO. Упругость водяного пара над NaOH составляет всего около 0,16 мм рт. ст., что характеризует это вещество как хороший осушитель; при пропускании влажного воздуха через трубку с NaOH остаточная влажность при 25° состав- ляет всего 0,16 мг НаО на 1 л.
Натрия гидрат окиси 375 Таблица 249 Растворимость NaOH в воде ГС NaOH % ГС NaOH % ГС NaOH % 18 51,70 80 75,83 205 85,5 40,25 56,74 НО 78,15 265 91,6 57,85 62,85 159 81,09 298 96,7 62,2 66,45 192 83,0 Таблица 250 Удельный вес водных растворов NaOH при 15° Уд. в. NaaO % NaOH О/ /О В 100 мл Уд- в. NasO % NaOH % В 100 мл N^O г NaOH г Na2O г NaOH г 1,007 0,46 0,59 0,46 0,60 1,220 15,23 19,65 18,58 23,97 1,014 0,93 1 ,20 0,94 1,20 1 ,231 15,97 20,60 19,66 25,36 1,022 1,43 1,85 1,46 1,89 1,241 16,70 21,55 20,72 26,74 1,029 1,94 2,50 2,00 2,57 1 ,252 17,43 22,50 21,82 28,17 1,036 2,44 3,15 2,53 3,26 1,263 18,21 23,50 23,00 29,68 1,045 2,94 3,79 3,07 3,96 1,274 18,97 24,8 24,17 31,19 1,052 3,49 4,50 3,67 4,73 1,285 19,77 25,50 25,40 32,77 1,060 4,03 5,20 4,27 5,50 1 ,297 20,60 26,58 26,72 34,47 1,067 4,54 5,86 4,84 6,25 1,308 21,43 27,65 28,00 36,17 1,075 5,10 6,58 5,48 7,07 1,320 22,35 28,83 29,50 38,06 1,083 5,66 7,30 6,13 7,91 1,332 23,25 30,00 30,97 39,96 1,091 6,25 8,07 6,83 8,80 1 ,345 24,18 31,20 32,52 41,96 1,100 6,81 8,78 7,49 9,66 1,357 25,19 32,50 34,18 44,10 1,108 7,36 9,50 8,15 10,53 1,370 26,14 33,73 35,81 46,21 1,116 7,98 10,30 8,90 11,49 1,383 27,13 35,00 37,52 48,41 1,125 8,57 11,06 9,64 12,44 1,397 28,18 36,36 39,37 50,79 1,134 9,22 11,90 10,46 13,49 1,410 29,18 37,65 41,14 53,09 1,142 9,84 12,69 11,25 14,50 1,424 30,27 39,06 43,10 55,62 1,152 10,46 13,50 12,05 15,55 1,438 31,37 40,47 45,11 58,20 1,162 11,12 14,35 12,92 16,67 1,453 32,57 42,02 47,32 61,06 1,171 И ,74 15,15 13,75 17,74 1,468 33,77 43,58 49,57 63,98 1,180 12,40 16,00 14,63 18,88 1,483 35,00 45,16 51,91 66,97 1,190 13,11 16,91 15,60 20,12 1,498 36,22 46,73 54,26 70,00 1,200 13,80 17,81 16,56 21,37 1 .514 37,52 48,41 56,81 73,29 1,210 14,50 18,71 17,55 22,64 1,530 38,83 50,10 59,41 76,65
376 Натрий Требования к продажному реактиву По ГОСТ 4328—48 препарат х. ч. и ч. д. а. должен содержать не менее 95% NaOH, препарат чистый—-не менее 94%. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в NaOH различных квалификаций: Примеси Хлориды (С1) . . . . . х.ч. 0,005 ч.д.а. 0,01 0,025 Сульфаты (SO4) 0,005 0,01 0,03 Кремнекислота (S1О3) 0,01 0,02 0,1 Фосфаты (РОД 0,003 0,005 0,01 Азот общий (в пересчете на N) . . . 0,001 0,001 0,001 Железо (Fe) 0,0005 0,001 0,002 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пересчете на Ag) 0,003 0,003 0,003 Кальций (Са) 0,012 0,024 0,06 Натрий углекислый (Na2CO3) 1 2 4 Вещества, осаждаемые аммиаком (А12О3, Fe2Oa) 0,01 0,02 0,1 Приготовление Первыми двумя способами получают препарат квалификации чистый. 1. Растворяют 4 ч. Na2CO3 в 16 ч. воды и нагревают в чугунном котелке до кипения. Одновременно гасят 1 ч. хорошо прокаленной СаО в 4 ч. воды; по- лученную жидкую кашицу вносят небольшими порциями в раствор Na2CO3 до тех пор, пока отфильтрованная проба жидкости уже не будет шипеть от при- бавления соляной кислоты. В противном случае продолжают кипячение, до- бавив немного Са(ОН)2. По окончании реакции (каустификации) смеси дают отстояться; сливают прозрачную жидкость с осадка СаСОз и быстро упаривают в чугунной или, лучше, в серебряной чашке до уд. в. 1,33 (что соответствует 30%-ному рас- твору). 2. Можно также приливать к раствору• Ва(ОН)2 раствор Na2SO4, пока отфильтрованная проба, подкисленная соляной кислотой, не перестанет давать осадок с Na2SO4, а с ВаС12 не будет давать лишь незначительную муть. Жид- кости дают отстояться, сливают прозрачный раствор сифоном и упаривают в серебряной чашке. 3. Для приготовления раствора NaOH, практически свободного от №2СОз, растворяют продажный NaOH в равном количестве воды в склянке, закрытой резиновой пробкой, и оставляют на сутки. Спивают прозрачный раствор с осадка Na2COs и разбавляют свежекипяченой дестиллированной водой до нуж- ной концентрации. 4. Для получения 0,1 н. раствора NaOH, совершенно не содержащего кар- бонатов*, 2—3 г чистого металлического натрия (осторожно'. Очки и перчатки'.), очищенного от корочки окислов и взвешенного под керосином, вносят посте- пенно в стакан со 100 мл спирта. После того как весь натрий растворится, рас- твор переливают в литровую мерную колбу и доливают прокипяченной дестил лированной водой до метки. Н- А. Шилов, Объемный анализ, 1931, стр. 66.
Натрий гидросернистокислый 377 НАТРИЙ ГИДРОСЕРНИСТОКИСЛЫЙ (ГИДРОСУЛЬФИТ НАТРИЯ) Natrium hydrosulfurosum Sodium hydrosulfite Natriumhydrosulfit Sodium hyposulfite Na2S204-2H20 Мол. в. 210,146 Свойства Na2S2O4-2H2O представляет собой блестящие, как стекло, призматические кристаллы. В сухом состоянии устойчив на воздухе в течение нескольких дней; будучи влажным, чрезвычайно быстро окисляется до Na2S2O5. При хране- нии Na2S2O4 постепенно претерпевает процесс внутреннего окисления-восстанов- ления 2Na2S2O4= Na2S2O3 -|-hIa2S2O§ Безводный Na2S2O4—мелкий, очень твердый белый порошок. Очень легко растворим в воде, нерастворим в спирте. Водный раствор жадно поглощает кислород. Требования к продажному реактиву По ТУ НКХП 158—40 препарат ч. д. а. должен содержать не менее 85% Nb*S«O4. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в Na2S2O4 квалификации ч. д. а. Тиосульфат (Na2S2O3) ................ 2,5 Сульфат (Na2SO4) .................... 5 Сульфит (NajSOg)..................... 5 Хлористый натрий (NaCl).............. 1,5 Тяжелые металлы группы H2S и (NH4)2S . . 0,03 Приготовление Для получения препарата квалификации ч. д. а. разработана следующая методика*. Zn -|- 2SOa = ZnS2O4 ZnS2O4 + 2NaOH = Na2S2O4 + Zn(OH)2 В трехгорлую колбу емкостью 1,5—2 л, снабженную трубкой для подвода газа, термометром и мешалкой, помещают 50 г цинковой пыли (содержащей не менее 92% Zn) и 150 мл воды, охлаждают колбу снегом или ледяной водой, пускают в ход мешалку и пропускают под сильной тягой ток SOa с такой ско- ростью, чтобы газ успевал поглощаться почти полностью и температура не под- нималась выше 30—35°. Изредка бер.ут пробу жидкости. Как только появится желтоватый оттенок (через 30—50 мин.), прекращают пропускание SOa и, не останавливая мешалки, добавляют профильтрованный раствор 60 г NaOH в 400 мл воды. После 5-ми- нутного перемешивания выключают мешалку, дают жидкости спокойно стоять в течение 20 мин., затем снова перемешивают 5 мин. и через 20 мин. опять по- вторяют 5-минутное перемешивание. Раствор быстро фильтруют с отсасыванием и в фильтрат при охлаждении льдом пропускают NH3. Через 0,5—1 час выпадает кристаллический осадок**. * Метод ИРЕА (В. В. Полянский). ** Насыщение NH, ведут для понижения растворимости соли. Вместо NH3 можно продукт .высаливать прибавлением NaCl, но последняя загрязняет препарат.
378 Натрий Тогда прекращают пропускание NH3, перемешивают раствор 20—30 мин., оставляют на 30 мин. и сливают раствор с кристаллов возможно полнее. Кри- сталлы заливают 80—100 мл спирта, перемешивают, выдерживают 30 мин. и меняют спирт. Такую промывку проводят 4 раза. Полученный кристаллогидрат содержит 99,4—99,5% Na2S2O4-2H2O. Для получения безводного гидросульфита аммиачный раствор с выпавши- ми кристаллами при непрерывном перемешивании нагревают возможно быстрее на водяной бане до 65—70°, выдерживают 2 часа при этой температуре и охлаж- дают. Соль отсасывают, промывают спиртом (порциями по 30 мл), помещают тонким слоем в фарфоровую чашку или кристаллизатор и сушат в вакуум-су- шильном шкафу при 55—60° в течение 2—3 час. Препарат охлаждают в вакууме и быстро переносят в банку с притертой пробкой, оберегая от следов влаги. Выход 45—60 г препарата с содержанием 83—87% NasSsCU. Примечание. Рекомендуется все операции после добавления NaOH проводить под тонким слоем керосина (4 мм) для предохранения препарата от окисления (И. И. Ангелов). Чтобы иебавиться от запаха керосина, готовый препарат зали- вают сухим бензолом, отсасывают и высушивают 20 мин. при 58—60°. НАТРИЙ ДВУХРОМОВОКИСЛЫЙ (БИХРОМАТ НАТРИЯ, НАТРИЕВЫЙ ХРОМПИК) Natrium bichromicum Sodium bichromate Natriumbichromat Свойства Na2Cr2Oj-2H2O Мол. в. 298,03 Na2Cr2O7-2H2O—желтовато-красные моноклинические иглы или таблички, теряющие кристаллизационную воду при температуре выше 30°; при 84° пла- вится в кристаллизационной воде; при 110° полностью переходит в безводную соль. Последняя представляет собой оранжево-красный порошок уд. в. 2,5, плавящийся при 320° и при 400° разлагающийся с выделением кислорода. Сильно гигроскопичен; очень легко растворим в воде, образуя оранжевый раствор, обладающий кислой реакцией. Таблица 251 Растворимость Na2Cr2O7 в воде ГС Na2Cr2O7 % «°C Na2Cr2O7 % ГС Na.,Cr2O7 % ГС % Na2Cr2O, % 0 62,0 30 66,3 60 73,9 83 80,6 10 63,0 40 68,8 70 76,4 98 81,24 20 64,3 50 71,3 80 79,4 Таблица 252 Относительны е веса водных растворов NagCrgO? Na2Cr2O7 % 15 d4 Na2Cr2O7 % 15 d4 Na2Cr2O7 % a15 d4 NaaCraO, % J5 &4 1 1,006 10 1,070 18 1,126 35 1,244 2 1,013 12 1,084 22 1,153 40 1,279 4 1,027 14 1,098 26 1,179 45 1,312 6 1,041 16 1,112 30 1,207 50 1,342 8 1 ,056
Натрий двухромовокислый 379 Требования к продажному реактиву По ГОСТ 4237—48 препарат всех квалификаций должен содержать ие менее 99% Na2Cr2O7-2H2O. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в Na^Cr2O7-2H2O раз- личных квалификаций: Примеси ч.д.а. ч. Вещества, нерастворимые в воде............. 0,003 0,01 Хлориды (С1)............................... 0,005 0,02 Сульфаты (SO4)............................. 0,025 0,05 Вещества, осаждаемые аммиаком (Al, Fe, Сг и др.)....................................... 0,01 0,025 Соли кальция (Са) ..................... 0,01 0,02 Приготовление 1. Для получения препарата квалификации чистый растворяют 100 г КаСгО4 и 166 г Na2SO4 -10112О при 100° в возможно малом количестве воды и полученный раствор охлаждают до 34°; быстро отсасывают осадок K2SO4, к фильтрату добавляют раствор 26 г H2SO4 в 10 мл воды, упаривают до кристал- лизации и охлаждают льдом. Выпавший осадок Na2SOi • 10112О отфильтровы- вают, фильтрат снова упаривают до появления кристаллической пленки и охлаждают. Выделившиеся кристаллы препарата тщательно отсасывают и перекрис- таллизовывают из очень малого количества воды. 2. Процесс получения препарата квалификации ч. д. а. из технического натриевого хромпика довольно сложен, и количества реактивов, применяемых для удаления тех или иных примесей, зависят от количества этих примесей*. Указываемые ниже количества реактивов относятся к сырью, содержащему 90% Na2Cr2O7; 0,6% Na2SO4 и 2% NaCl. 200 г натриевого хромпика растворяют в 200 мл воды и фильтруют через двойной фильтр. Для удаления Са++фильтрат упаривают до половины объема и охлаждают. При этом выпадает 12—15 г кристаллов, загрязненных солями кальция. Их отсасывают, фильтрат разбавляют равным объемом воды и для Удаления СГ небольшими порциями при взбалтывании прибавляют Ag2CrO4 (всего около 10 г; приготовление см. стр. 499) до тех пор, пока не будет ясно заметно прекращение перехода красно-бурого осадка AgsCrOa в белый AgCl. Ag2CrO4 + 2NaCl = 2AgCl + Na2CrO4 Для пробы на полноту осаждения СГ 2 мл профильтрованного раствора раз- бавляют 8 мл воды, подкисляют 4 мл HNOs (х.ч., уд. в. 1,2), подогревают до 50° и добавляют 1—2 капли 5%-ного раствора AgNO3; не должно быть мути в течение 10 мин. В случае помутнения прибавляют еще небольшое количество Ag2CrO4. Для удаления ионов SO4 приливают** раствор ВаСг2О7, хорошо пере- мешивают и нагревают 1,5—2 часа, после чего производят контрольную пробу • Приведенный метод очистки разработай Е. А. Никитиной, Изв. ИРЕА, вьш. 9. 161 (1930). •• Для приготовления раствора ВаСг2О7 растворяют отдельно 6 а СгО3 (х.ч.) в 4 мл горячей воды и За Ва(ОН)2.8Н2О в 12 мл горячей воды. Горячий профильтро ванный раствор Ва(ОН)2 приливают к горячему же раствору СгО3. При сливании час- тично выпадает осадок ВаСгОъ который не мешает реакции.
380 Натрий на SO4 . Для этого 2 мл профильтрованного раствора разбавляют 6—8 мл воды, подкисляют 2—3 мл НС1 (х. ч.уп. в. 1,12) и прибавляют 1—2 капли 5%-ного раствора ВаОз; пЬсле 2-часового стояния не должно быть помутнения. Если SO; еще присутствует, снова прибавляют небольшое количество ВаСг2О7 ко всему раствору. После удаления SO; производят пробу на Ва++. 2 мл от- фильтрованного раствора разбавляют 4 мл воды и прибавляют 1—2 капли 10%-ной HsSOa,—в течение получаса не должно появляться мути. Прибавлять двухромовокислый барий необходимо очень осторожно, чтобы достигнуть удале- ния SO; , не вводя избытка Ва++. Раствор хромпика фильтруют, упаривают на водяной бане до появления кристаллической пленки и охлаждают до комнатной температуры, помешивая раствор. Выпавшие кристаллы (130—135 г) отсасывают, сушат при 35—40° при частом перемешивании и помещают в банку с притертой пробкой. Приведенный метод ввиду его сложности целесообразно применять только при очистке значительных количеств NasCraO?. 3. Чистый NaaCraO? можно получить и простой перекристаллизацией, но выход реактивного продукта настолько мал, что метод не может считаться рентабельным для лабораторных целей. Растворяют технический NaaCraO? до получения раствора уд. в.~1,45, дают отстояться в течение 3 суток и сливают раствор сифоном. Затем раствор упаривают до уд. в. 1,8—1,82 при 120° и кристаллизуют, охлаждая до 35°. Кристаллы (выход 40%) промывают холодной водой и повторяют все операции еще 2—3 раза. Готовый препарат высушивают при температуре не выше 70е. НАТРИЙ ИОДИСТЫЙ (ИОДИД НАТРИЯ) Natrium jodatum Sodium iodide Natriumjodid NaJ-2H2O Мол. в. 185,93 Свойства NaJ-2HaO—моноклинические призмы. Уд. в. 2,45. Выветривается в сухом воздухе. Из раствора NaJ при обычной температуре выкристаллизовывается дигидрат, выше 40° выпадает безводный NaJ в кубических кристаллах уд. в. 3,7. Т. пл. безводной соли 661,4°, т. кип. 1300°. Безводная соль притягивает из воздуха влагу и во влажном состоянии постепенно разлагается с выделением иода. Безводную соль следует защищать от действия света. Хорошо растворим в воде; насыщенный раствор кипит при 141°. Растворим также в спирте (25% при 20°). Таблица 253 Растворимость NaJ в воде t°c NaJ % ГС NaJ % ГС NaJ % 0 1 61,4 40 67,2 80 74,7 10 62,8 50 69,5 100 75,2 20 64,2 60 72,0 120 76,3 30 65,5 65 74,4 140 77,0
Натрий иодистый 381 Таблица 254 Относительные веса водных растворов NaJ NaJ % 4° NaJ % 20 «4 NaJ % d'f 1 1,0060 16 1,1366 30 1,2907 2 1,0138 18 1,1564 35 1,3556 4 1,0298 20 1,1769 40 1,4271 6 1,0463 22 1,1981 45 1,5062 8 1,0633 24 1,2201 50 1,5942 10 1,0807 26 1,2428 55 1,6927 12 1,0988 28 1,2663 60 1,8038 14 1,1174 Требования к продажному реактиву По ТУ 38—52 препарат ч.д.а. и чистый должен содержать не меиее 99% NaJ-2Н2О. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в NaJ-2H2O различных квалификаций: Примеси ч.д.а. ч. Вещества, нерастворимые в воде .... 0,005 0,01 Щелочность (в пересчете на Na2CO3)........... 0,02 0,05 Сульфаты (SOa)............................... 0,005 0,01 Азот общий (в пересчете на N)................ 0,001 0,002 Барий (Ва)................................. 0,002 0,004 Кальций (Са) . . . . 0,002 0,005 Магний (Mg).................................. 0,001 0,005 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пересчете на РЬ) .............. 0,0005 0,001 Железо (Fe).................................. 0,0005 0,001 Иодаты (JO3) . . ... ............. 0,005 0,01 Хлориды (С1) . . . ....... 0,05 0,1 Приготовление 6NaOH 4- 3J2 = 5NaJ + NaJO3 + 3H2O NaJO3 + 3Fe + 3H2O = NaJ + 3Fe(OH)2 Для получения препарата квалификации ч.д.а. поступают следующим образом. К 150 г горячего (70—80°) раствора NaOH (чистый, уд. в. 1,4) при энергичном размешивании постепенно добавляют 150—170 г иода до слабо- щелочной реакции на фенолфталеин. Температура во время реакции не дол- жна подниматься выше 90°. В конце операции раствор становится коричневым, но твердого иода не должно оставаться. Раствор охлаждают до 10—20°, сливают с осадка NaJOs*, разбавляют рав- ным объемом воды и погружают в него длинные железные стружки так, чтобы они пронизывали весь раствор. Затем добавляют Ja до получения кислого рас- твора (~Ю г) и кипятят 30—40 мин. для полного восстановления .Ю^ ДО J-• * NaJOs может быть легко очищен кристаллизацией из воды. 100 г соли раство- ряют в 350 мл горячей воды, раствор фильтруют, упаривают до образования пленки и Охлаждают до 10 — 15°. Соль отсасывают, промывают водойдо удаления J и сушат при 120—130°.
382 Натрий Полноту восстановления проверяют, добавляя к пробе раствора 1—2 капли H2SO«,—не должно быть побурения. В случае содержания в растворе примеси SO4 добавляют несколько ка- пель раствора BaJ2 до полноты осаждения BaSOa и затем NaOH до слабощелоч- ной реакции на фенолфталеин. Раствор нагревают до кипения, оставляют на 6—8 час. (для осаждения примеси тяжелых металлов рекомендуется добавить 2—3 мл свежей сероводородной воды), фильтруют, упаривают до образования пленки кристаллов и охлаждают, изредка перемешивая. Кристаллы отсасывают и сушат при 70—90°. Выход 150—170 г. НАТРИЙ КОБАЛЫОАЗОТИСТОКИСЛЫЙ (ГЕКСАНИТРОКОБАЛЬТ-[3]-АТ НАТРИЯ, КОБАЛЬТИНИТРИТ НАТРИЯ) Natrium cobaltinitrosum Cobalt sodium nitrite Natriumcobaltinitrit Na3Co(NO2)6-V2H2O Мол. в. 412,99 Свойства NasCofNOsK-VsHsO—тонки"» желтый порошок, устойчивый на воздухе. Удалить кристаллизационную воду нагреванием не удается, так как препарат при этом разлагается. Очень легко растворим в воде, нерастворим в спирте и эфире. Водные растворы неустойчивы. Требования к продажному реактиву По ГОСТ 4219—48 препарат ч.д.а. должен содержать 13,5—14,5% Со, не более 0,05% веществ, нерастворимых в воде, и 0,02% сульфатов (SO4). Кроме тоги, раствор препарата должен служить отчетливым реактивом на К+ при концентрации последнего 0,05 мг в 25 мл. Приготовление Оба нижеприведенных способа дают препарат реактивной чистоты. По пер- вому способу получают растворы препарата, по второму—кристаллический препарат. 1. CoCI2 + 7NaNO2 + 2СН3СООН == = Na3[Co(NO2)e] + 2NaCl + 2CH3COONa + NO + H2O Растворяют 50 г СоС12-6Н2О [чистый)* при нагревании в 50 мл воды и одновременно 150 г NaNO2 (чистый) в 500 мл воды; охлажденные растворы сливают вместе. К смеси при постоянном перемешивании (под тягой) прибав- ляют 50 мл 50%-ной СНзСООН. Жидкости дают отстояться, после чего сливают с осадка и фильтруют; фильтрат представляет собой готовый реактив. 2. Раствор 150 г NaNO2 (техн.) в 150 мл теплой воды охлаждают до 40— 50° (причем выпадает некоторое количество NaNO?); к раствору прибавляют 50 г СоС12-6Н2О и затем небольшими порциями приливают 50 мл 50%-ной СНзСООН. После этого в течение получаса пропускают сильную струю воздуха для удаления окислов азота. При этом образуется значительный осадок, для осаждения которого дают раствору стоять в течение 2 час. Жидкость фильтруют, а осадок тщательно отсасывают. Если фильтрат не совершенно прозрачен, то его еще раз фильтруют через тот же фильтр, однако этого следует по возможно- сти избегать, так как фильтрование идет очень медленно. Осадок, состоящий на- ряду с NasCo(NO2)6 также и из KsCo(NO2)6 вследствие обычной примеси соли ка- Можно заменить 60 г Со(Ы0з)2-6Н20.
Натрий кобальтоазотистокислый и кремнекислый 383 лия в продажном NaNO2, выщелачивают 50 мл воды при 70—80°. Получившийся раствор отфильтровывают от KbCo(NO2)6 и присоединяют к главной массе рас- твора; общий объем жидкости составляет теперь около 300 мл. Добавляя к рас- твору 250 мл спирта, осаждают Na3Co(NOa)6 (чтобы осадок не выпадал в виде чрезвычайно тонкого порошка, лучше всего приливать спирт тонкой струйкой при постоянном перемешивании). Выпавшую соль через несколько часов от- сасывают, промывают 100 мл спирта (порциями по 25 мл) и 50 мл эфира (также порциями по 25 мл) и сушат на воздухе. Выход 50—53 г. Полученный препа- рат еще не совершенно чист и обычно не дает с водой прозрачного раствора. Для окончательной очистки препарат растворяют в полуторном количестве холодной воды. Незначительный нерастворившийся осадок отсасывают и в полученный прозрачный фильтрат тонкой струйкой вливают равный объем спирта, подкисленного уксусной кислотой (до содержания 1—1,3%). Выпавший осадок отсасывают, промывают спиртом и эфиром и сушат при температуре не свыше 80°. Выход 40 г. НАТРИЙ КРЕМНЕКИСЛЫЙ (СИЛИКАТ НАТРИЯ, РАСТВОРИМОЕ СТЕКЛО) Natrium silicicum Sodium silicate Natriumsilikat Water glass Natronwasserglass Na2SiO3-9H2O Мол. в. 284,22 С в о й с т в'а Na2SiOs-9H2O—бесцветные ромбические кристаллы уд. в. 2,0. Безводная соль—аморфная стекловидная масса уд. в. 2,4. Т. пл. 1088°. Растворим в воде, нерастворим в спирте. Водный раствор Na2SiO3 (жидкое стекло)—прозрачная, густая, бесцветная или слабожелтая жидкость, имеющая щелочную реакцию*. Разлагается кислотами (даже углекислотой воздуха) с выделением студенис- того осадка кремнекислоты. Раствор Na2SiO3 следует хранить в сосудах с ре- зиновыми пробками, так как стеклянные и корковые пробки сильно приклеи- ваются к горлышку. Таблица 255 Относительные веса водных растворов Na2SiO3 Na2SiO3 % J8 сц Na2SlOj % ’18 d4 Na2SiO3 % ,18 <*4 1 1,0094 10 1,1122 20 1,2385 2 1,0203 12 1,1365 22 1,2653 4 1,0425 14 1,1613 24 1,2926 6 1,0652 16 1,1866 26 1,3204 8 1,0884 18 1,2123 Требования к продажному реактиву По ГОСТ 4239—48 раствор 5 г препарата ч.д.а. или 2 г препарата чистого в 100 мл воды должен быть прозрачным и не содержать механических примесей; Допускается легкая опалесценция. Препарат ч.д.а. должен содержать 19,3— 22,8% Na2O, препарат чистый—18,7—23,4%; отношение % Na2O %SiO2 для препа * Растворы NaaSiO3 характеризуются иногда, как растворы свободного NaOH, содержащие пептизированную кремневую кислоту. Однако имеются возражения про- тив такого представления. См., например, G. Dernier, С, 1S39, II. 48
384 Натрий рата ч.д.а. должно быть равным 1,03±0,03, а для препарата чистый 1,03+0,06. Раствор 5 г препарата (с точностью до 0,1 г) в 25 мл воды при добавлении 5 мл НС1 (уд. в. 1,12) не должен вспениваться от выделяющегося СОг. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в NaaSiOa-OHzO раз- личных квалификаций: Примеси ч.д.а. ч. Хлориды (С1)...................... . 0,01 0,02 Сульфаты (SOa).................... ... 0,01 0,02 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пересчете на РЬ).................... 0,001 0,002 Полуторные окислы (Al^Os+Fe^Og)....... 0,05 0,1 Приготовление Для получения кристаллического препарата* смешивают растворимое стекло и раствор NaOH так, чтобы получить соотношение SiO2 : NaaO : НгО= = 10 : 12,75 : 88. Указанные ниже количества реагентов правильны только для данного состава стекла; при стекле другого состава необходим пересчет. К раствору 31,8 г NaOH (чистый) в 200 мл воды добавляют 100 г раствори- мого стекла (состав: 30,58% S1O2, 14,34% Na2O). Смесь перемешивают и фильт- руют через двойной фильтр, добиваясь полной прозрачности. К фильтрату добавляют «затравку» —несколько кристалликов готового NasSiO.-,-9Н2О и оставляют на ночь. Кристаллы отсасывают, промывают спиртом (30 .ил) и сушат в вакууме (300 мм рт. ст.) при температуре не выше 30°. Препарат пере- носят в банку и заливают пробку парафином. Выход 100—115 г. НАТРИЙ КРЕМНЕФТОРИСТЫЙ (КРЕМНЕФТОРИД НАТРИЯ) Natrium Silicofluoricum Sodium fluosilicate Natriumsilicofluorid Fluorkieselwasserstoff Saures Natrium Na2SiF(; Мол. в. 188,07 С войства NasSiF6—белый кристаллический порошок уд. в. 2,68, малорастворимый в воде и нерастворимый в спирте. Таблица 256 Растворимость Na2SiF6 в воде /°C Na..SiFe % t°c NaJSiF6 % 10 0,53 50 1,27 20 0,66 100 2,4 Гребования к продажному реактиву По ТУ .14° 222—40 препарат ч.д.а. ррпиихк содержать не менее 99% Na2SiFe, препарат чистый—не менее 97%. Метод ИРЕА (Н. И. Гвайта)
Натрии кремнефтористый и метафосфорнокислый 385 Наибольшие количества примесей (%) в Na2SiF6 различных квалификаций: Примеси ч.д.а. ч. Свободная кислота (Нг) . . 0,03 0,1 Фторид натрия (NaF) 0,5 1,0 Влага 0,05 1,0 Хлориды (С1) . 0,005 0,02 Сульфаты (SO4) .... 0,05 0,1 Кальций (Са) 0,05 0,1 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пересчете на РЬ) 0,005 0,01 Железо (Fe) 0,01 не норми руется Приготовление Для получения препарата квалификации чистый, к раствору 66 г Na2COs (чистый) в 200 мл воды приливают понемногу 280 г раствора H2SiFe (90 г в пересчете на безводную). Выпадающий осадок соли отсасывают и сушат в платиновой чашке при 120°. НАТРИЙ МЕТАФОСФОРНОКИСЛЫЙ (МЕТАФОСФАТ НАТРИЯ) Natrium phosphoricum Sodium metaphosphate Natriummetaphosphat (meta) NaPOK Мол. в. 101,966 (NaPO3)6 Мол. в. 611.796 Свойства (NaPOs)e—белый порошок уд. в. 2,48, растворимый в воде; водный раствор имеет слабокислую реакцию. Т. пл. 610°. Таблица 257 Относительные веса водных растворов , NaPO3 NaPO.. % 4° NaPO, % ,20 U4 1 1,0064 6 1,0461 2 4 1,0145 1.0304 8 1,0614 Метафосфат весьма склонен к полимеризации; в зависимости от температуры получения образуются различные полимеры. Процесс образования метафосфа- тов может быть выражен следующей схемой*: 250° 505° [NaNH4HPO4] —> NaH2PO4---------» (NaPO3)2------> (NaPO3)3 607° (NaPO3)4-------> (NaPO3)6 • W. D. Treadwell, F. Lent wy Iler, HeJv. chim. acta. 21. 1450 (1938- 25 Чистые химические реактивы
386 Натрий Структурная формула гексаметафосфата следующая: О ONa О II I II NaO—Р—О—Р—О—Р—ONa I /\ I О О О О I \/ I NaO—Р—О—Р—О—Р—ONa II I II О ONa О Требования к продажному реактиву По ВТУ МХП 783—52 препарат чистый должен содержать не менее 95% NaPOs- Наибольшие количества допустимых примесей (%) в NaPOs квалифи- кации чистый: Ортофосфаты и пирофосфаты (в пересчете на NaH2PO4) . . 0,2 Хлориды (С1) ...... 0,01 Сульфаты (SO4) . ... 0,02 Железо (Fe)............ 0,005 Тяжелые металлы серово- дородной группы (в пе- ресчете на РЬ) . 0,005 Приготовление 1. 6NaNH4HPO4 = (NaPO3)6 + 6NH3 + 6Н2О В тигель* емкостью 100 мл помещают 86 г NaHNH4PO4-4HgO (чистый), осторожно нагревают до 110е и выдерживают 2 часа для полного обезвоживания. Затем тигель переносят в печь, нагретую до 700—750°, выдерживают при этой температуре 4 часа и выливают расплавленную соль в платиновую чашку, охлаждаемую снаружи водой. После затвердевания соль отделяют от стенок. Выход 40 г (95%). 2. Нагревают®* NaNHaHPOj ^HaO в течение 10—15 мин. при 620°, пос- те чего быстро охлаждают. Получается гексаметафосфат (NaPOs)6. НАТРИЙ МУРАВЬИНОКИСЛЫЙ (ФОРМИАТ НАТРИЯ) Natrium formicum Sodium formiate Natriumlormiat HCOONa-2H2O Мол. в. 104,042 Свойства HCOONa-2H2O—бесцветные гигроскопичные кристаллы, растворимые в воде и спирте. Т. пл. 253°. Таблица 258 Растворимость HCOONa в воде (°C HCOONa % (°C HCOONa % t°C HCOONa % t°C HCOONa % 0 30,5 20 46,5 60 54,6 100 61,4 10 37,7 25 50,0 80 57,6 123 66,2 15 41,9 40 51,8 Метод ИРЕА (И. И. Ангелов и А. А. Ильин). А. X. Бронников и В. Ф. Постников, ЖПХ. 11. 1295 (1938)
Натрий муравьинокислый и мышьяковистокислый 387 Таблица 259 Относительные веса водных растворов HCOONa HCOONa % Д8 HCOONa % 48 HCOONa % J8 a4 HCOONa % J8 d.4 1 1,0049 8 1,0498 14 1,0895 20 1,1300 2 1,0112 10 1,0630 16 1,1029 22 1,1439 4 1,0239 12 1,0762 18 1,1164 24 1,1580 6 1,0368 Требования к продажному реактиву По ГОСТ 5559—50 препарат ч.д.а. ррлукт содержать не менее 99,5% муравьинокислого натрия (высушенного при 100—110° до постоянного веса" в перечете на безводный), препарат чистый—не менее 99%. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в HCOONa-SHaO раз- личных квалификаций: Примеси ч.д.а. ч. Вещества, нерастворимые в воде 0,005 0,01 Хлориды (С1) 0,005 0,02 Сульфаты (SO4) 0,020 0,08 Железо (Fe) 0,001 0,003 Тяжелые металлы сероводородной группы 0,0005 0,001 Приготовление Для получения препарата квалификации ч.д.а. к 200 г NaHCOs постепенно при помешивании* добавляют 120 г те<нической 85%-ной муравьиной кислоты НСООН, причем реакция смеси должна остаться щелочной. Добавляют 0,5 г активированного угля, нагревают 1—2 часа и проверяют сероводородной водой на присутствие Fe+++. Если железо обнаружено, то добавляют ко всему рас- твору немного сероводородной воды и фильтруют. Раствор подкисляют НСООН (около 8 мл) до слабокислой реакции на лак- мус, упаривают до уд. в. 1,29 (при 80е) и охлаждают до 20°. При этом выпадает 5—16 г не совсем чистого НСООИаДНаО. Раствор фильтруют, упаривают на песчаной бане до температуры кипения (115°) и охлаждают льдом. Кристаллы отсасывают и промывают спиртом. Выход 130 г (88%). НАТРИЙ МЫШЬЯКОВИСТОКИСЛЫЙ (АРСЕНИТ НАТРИЯ) Natrium arsenicosum Sodium arsenite Natriumarsenit Na3AsO3 Мол. в. 191,88 Свойства Na3AsO3—белые мелкие кристаллы, растворимые в воде Сильно ядовит Приготовление As2O3 + 6NH4OH = 2(NH4)3AsO3 (?) 'г ЗН2О (NH4)3AsO3 + 3NaOH = Na3AsO3 + 3NH4OH Для получения препарата квалификации чистый к 250 мл NH4OH (чис- тый, уд. в. 0,91) добавляют** небольшими порциями при энергичном встряхи- * Метод ИРЕА (В. В. Шелягин). Метод ИРЕА (В. В. Полянский). 25*
388 Натрий вании 100 г As»C>3 (чистый). Смесь разогревается и выпадает объемистый осадок, состав которого неизвестен (воз,можно, что это (NH4)sAsOs]. Дают отстаиваться В течение часа, затем медленно добавляют при взбалтывании раствор 125 г чистого NaOH в 200 мл воды, причем осадок постепенно растворяется. Фильтруют и фильтрат упаривают в вакууме на водяной бане при 80° до консистенции сиропа (отгоняется около 350 мл воды). Сиропообразную жид- кость переносят в чашку и помещают в эксикатор над конц. H2SO4 при тем- пературе ниже 0°. Через сутки выпадают мелкие кристаллы. Их отсасывают, промывают 40 мл спирта и сушат в эксикаторе над H2SO4. Препарат переносят s темную банку с притертой пробкой. Выход 42 г NaaAsOs (60—65%). НАТРИЙ МЫШЬЯКОВОКИСЛЫЙ ТРЕХЗАМЕЩЕННЫЙ (АРСЕНАТ НАТРИЯ) Natrium arsenicicum Sodium arsenate Natriumarsenat Na3AsO4-12H2O Мол. в. 424,08 Свойства Na3AsO4-12H2O—бесцветные кристаллы ромбической или гексагональной системы. Уд. в. 1,76. Легко растворим в воде (26 : 100). На воздухе не изме- няется. При 85,5° плавится в кристаллизационной воде. Водный раствор Na3AsO4, имеющий сильнощелочную реакцию, постепенно поглотает СО» из воздуха, переходя в Na2HAsO4. Na3AsO4 СОа -|- Н2О = NaHCO3 -f- Na2HAsO4 Таблица 260 Относительные веса водных растворов Na3AsO4 Na3AsO, % .17 ^4 Na.AsOi % 17 «4 1 1,0097 8 1,0892 2 1,0207 10 1,1133 4 1,0431 12 1 1373 6 1,0659 Требования к продажному реактиву По ВТУ РУ-532—52 препарат чистый должен содержать не менее 49,0% Na3AsO4. Потери при высушивании не должны превышать 51,0%. Наибольшие количества допустимых примесей в Na3AsO4-12Н2О квали- фикации чистый'. Вещества, нерастворимые в воде 0,005 Хлориды (С1) .... 0,003 Сульфаты (SO4) 0,015 Арсениты (As2O3) 0,005 Нитраты (NO3) . . 0,005 Приготовление 1 К раствору H3AsO4 (чистая) добавляют NaOH (чистый), пока pH рас твора не достигнет величины 11,5—12,5 (темносинее окрашивание индикатора
Натрий мышьяковокислый и надборнокислый 389 тимолового синего при добавлении к пробе раствора). При испарении на воз- духе выпадают кристаллы арсената тем крупнее, чем выше pH раствора. Выход 40—50%. 2 . As2O3 + 2NaNO3 + 6NaOH = 2Na3AsO4 + 2NaNO2 + 3H2O Растворяют 20 г As2O3 в растворе 25 г NaOH, добавляют 17,5 г NaNO3 и выпаривают раствор. Остаток прокаливают при 500—600°. После охлаждения смесь солей растворяют в годе и концентрируют до кристаллизации. Выпадает чистый NasAsOa • 12Н2О. NaNO2 практически пол- ностью остается в маточном растворе. Выход 50—70%. НАТРИЙ НАДБОРНОКИСЛЫЙ (ПЕРБОРАТ НАТРИЯ) Natrium perboricum Sodium perborate Natriumperborat NaB02-H202-3H2O или NaBO3-4fI2O Мол. в. 153,88 Свойства NaBO3-4H2O—бесцветные кристаллы, трудно растворимые в воде. В сухом состоянии препарат может сохра- няться неограниченное время. Вод- Таблица 261 ный раствор при продол житель- ном стоянии выделяет кислород. Растворимость NaBOs в воде Пгш итлп сги^мтлтт плгткппя wsfSnm- дается энергичное выделение кис- лорода. При нагревании препа- t°C рата до 70й образуется моногид- NaBO3 % t°C NaBO3 % рат NaBO3H2O—белая, твер- дая, фарфорсвидная, гигроско- 15 пичная масса. 21 Требования к продажному ре По ВТУ МХП 3241—52 препарат чисть 2,49 2,62 активу lu должен 26 32 содержа 2,77 3,64 ть не менее 99% МаВОз-4Н2О. Примечание. Расхождение результатов определения процент- ного содержания NaBOs-4H2O по щелочности (Na) и по борной кислоте не должно быть более 1 %. Препарат должен содержать 10,1 — 10,4% активного кислорода. Потеря при прокаливании должна составлять 54,5—57,5%. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в NaBO3-4H2O ква- лификации чистый: Вещества, нерастворимые в воде 0,02 Сульфаты (SO4) . . . .............. 0,005 Хлориды (С1) 0,005 Железо (Fe)......................................... 0,005 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пересчете на РЬ)................................................ 0,001 Приготовление • Na2B4O7 + 4Н2О2 -J- 2NaOH = 4NaBO3 + 5Н2О Растворяют 20 г буры и 4 г NaOH в небольшом количестве воды и к раство- ру прибавляют 120 мл 3%-ной Н2О2. Через некоторое время при стоянии на холоду осаждаются мелкие, трудно растворимые кристаллы пербората. Их
390 Натрий отфильтровывают и промывают сначала холодной водой, затем спиртом и эфи- ром. Выход 15 г. 2. Н3ВО, + КагОг = NaBO3 + NaOH + Н2О В охлажденный льдом до —8° раствор 62 г борной кислоты в 500 мл воды вносят небольшими порциями 78 г Na2O2, избегая повышения температуры выше -|-10о. После суточного стояния на холоду отсасывают осадок, промывают спиртом и высушивают в эксикаторе. Выход до 35%. НАТРИЙ НАДСЕРНОКИСЛЫЙ (ПЕРСУЛЬФАТ НАТРИЯ) Natrium persulfuricum Sodium persulfate Natriumpersulfat Свойства Na2S2Oe Мол. в. 238,114 Na2S2O8—белые кристаллы, растворимые в воде и спирте. При 80" распа- дается с выделением О2 и образованием Na2SOi- Водные растворы постепенно разлагаются даже при комнатной температуре. Требования к продажному реактиву По ВТУ 3104—55 препарат ч.д.а. должен содержать не менее 98% Na2S2O8, препарат чистый—не менее 95%. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в Na2S2O8 различных квалификаций: Примеси ч.д.а.. ч. Вещества, нерастворимые в воде . . ............ 0,03 0,06 Хлориды (С1)........................ . . . 0,005 0,01 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пересчете на РЬ)...................... 0,0025 0,005 Железо (Fe) . . 0,001 0,003 Марганец (Мп)............... 0,0003 0,0006 Азот общий (в пересчете на N) 0,03 0,03 Приготовление 1. Na2CO3 -|- (NITOgS; О.: — Na2S2Ot -f- 2NH3 СО2 Ц- Н2О Препарат квалификации чистый получают следующим образом* Растирают в ступке 430 г Na2COs-10H2O (х.ч.) с 340 г (NH^sSgOg (ч.д.а.) Масса становится кашицеобразной и выделяется NH3 (операцию следует про- водить под тягой). Для удаления NHs нагревают смесь до 40—50° или проду- вают воздух, освобожденный от СО2. Кристаллическую массу отсасывают на воронке с пористой стеклянной пластинкой и высушивают в затемненном месте. 2. Для получения препарата квалификации ч.д.а. разработана следующая методика**. (NH4)2S2O6 + 2NaOH = Na2S2Os + 2NH? + 2H2O В круглодонную колбу емкостью 500 мл помещают 122 г (NHiJsSgO* (ч.д.а.) и 100 мл 33% ного раствора NaOH (чистый). Колбу присоединяют к вакуум-насосу и нагревают. При 30—40° отгоняют аммиак и воду, причем рас твор упаривается наполовину. Раствор охлаждают, выпавшие кристаллы от- фильтровывают и сушат при 40° в течение 1—2 час. Выход препарата с содер- * Метод ИРЕА (И. И. Ангелов, Н. И. Соколов и Т. П. КавардишО ** Метод ИРЕА (В. И. Бобышев)
Натрий надсернокислый и нитропруссидный 39J жанием 97—99% Na2S2O8 составляет 88 г. Маточные растворы, содержащие NaOH не более 12 г'л, используются при следующем синтезе. В этом случае выход Na2S2Og может увеличиваться до 94%. НАТРИЙ НИТРОПРУССИДНЫЙ (НИТР030ПЕНТАЦИАН0ФЕРРИАТ НАТРИЯ. НИТРОПРУССИД НАТРИЯ) Natrium nitroprussicum Sodium nitroprussiate Nitroprussidnatrium N i troterri dcy an natrium Na2Fe(CN)5NO-2H2O Мол. в. 297,97 Свойства Na2Fe(CN)6NO-2H2O—грана гово-красные ромбические кристаллы. Уд. в. 1,71. Не теряет кристаллизационной воды даже при 100°. При 400° разлагает- ся с выделением NO и (CN)2 Растворим в воде (28,5%), нерастворим в абсолют- ном спирте. Водный раствор довольно быстро разлагается даже на рассеянном свету. В щелочном растворе—сильный восстановитель. Нитропруссид натрия сильно ядовит. Требования к продажному реактиву По ГОСТ 4218—48 препарат всех квалификаций должен содержать не менее 97,5% Na2Fe(CN)sNO-2H2O. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в Na2Fe(CN)5NO-2II2O различных квалификаций: Примеси ч.д.а. ч. Вещества, нерастворимые в воде 0,005 0,01 Сульфаты (SO4) 0,01 0,03 Хлориды (С1) 0,01 0,03 Приготовление Получение препарата необходимо проводить под сильной тягой вслед, ствие чрезвычайной ядовитости выделяющихся при реакции газообразных про дуктов (циан и скислы азота). Препарат квалификации ч.д.а. получают следующим образом’ 2K4Fe(CN)6 + 4NaNO2 + 4H2SO4 = = 2K2Fe(CN)5NO + 2ND + (CN)2 + 2N02SO4 + 2Кг5О4 + 4H2O K2Fe(CN)5NO -F CuSO4 = CuFe(CN)5NO + K;£O4 CuFe(CN)5-NO + 2NaHCO3 = Na2Fe(CN)5NO + CuCO3 + CO2 + H2O В широкогорлой колбе растворяют при нагревании 120 г K4Fe(CN)e-ЗН2О в 240 мл воды и, при помешивании, вносят туда же 78 г NaNO2. Колбу помещают на водяную баню, закрывают пробкой, через которую проходят термометр, капельная воронка и широкая стеклянная трубка, слу- жащая для отвода в тягу выделяющихся газов. Нагревают до 85° и очень мед- ленно начинают приливать из капельной воронки раствор 68 г H2SO4 (уд. в. 1,84) в 240 мл воды. Приливание следует регулировать так, чтобы температура не поднималась выше 85—90". Когда будет прибавлена вся кислота, приливают еще 30мл такого же раство- ра H2SO4 и нагревают жидкость до 100° в течение 1—2 час. Затем испытывают Метод ИРЕА (П. И. Кувалдин).
392 Натрий раствор на присутствие KaFe(CN)e и KsFe(CN)6, для чего 0,5 мл раствора раз- бавляют 2,5 мл воды и смешивают с несколькими каплями FcSOd—не должно получаться' синего окрашивания; в противном случае добавляют еще 2—3 г NaNC>2 и повторяют нагревание. Другая реакция: проба жидкости от добав- ления CuSQj должна давать светлозеленый, но не коричневый осадок. Жидкость фильтруют в фарфоровую чашку и добавляют при перемешивании нагретый до 80° раствор 73 г CuSO4-5H2O в 150 мл воды. Выпавшему светлозеленому осадку нитропруссида меди дают отстояться, декантируют жидкость и промывают осадок декантацией тепловатой (25—30°) водой до исчезновения реакции на SO4 " в промывных водах (добавление ВаС12 не должно вызывать помутнения). Отмытый осадок разлагают концентрирован- ным раствором 40 г NaHCOs, фильтруют и осадок СиСОз промывают на фильт- ре водой. Фильтрат, содержащий нитропруссид натрия, вместе с промывными водами подкисляют 6—8 мл СНзСООН и упаривают до половины объема. В полученном растворе окончательно осаждают примесь SO4 .добавляя 1,5—2 г уксуснокислого бария Ва(СНзСОО)г. Раствор фильтруют, упаривают на водяной бане до появления толстой кристаллической пленки и охлаждают. Выпавший продукт перекристаллизовывают из горячей воды и сушат при-тем- пературе не выше 40°. НАТРИЯ ПЕРЕКИСЬ Natrium peroxydatiim Sodium peroxyde Natriumperoxyd Natrium hyperoxydatum Na2O2 Мол, в. 77,982 Свойства Совершенно чистая Na2O2—белый порошок уд. в. 2,81; технический пре- парат обычно имеет желтоватую окраску. При нагревании желтеет. Соприка- саясь с водой, сильно разогревается и растворяется с частичным разложением. При кипячении раствора выделяется кислород. При употреблении ледяной во- ды или измельченного льда разложение незначительно. Нерастворима в спирте. ИагОг-РНгО—белые таблички, плавящиеся при 30° в кристаллизацион- ной воде. При длительном хранении расплывается, разлагаясь на NaOH, воду и кислород. Требования к продажному реактиву По ТУ МХП 1665—50 препарат квалификации чистый должен содержать не менее 87% Na2O2, а квалификации ч.д.а.—не менее 94%. Наибольшие количества допустимых примесей (%) для Na2Os различных квалификаций: Примеси ч.д.а. ч. Хлориды (С1) 0,003 0,008 Сульфаты (SO4) 0,005 0,03 Железо (Fe) 0,005 0,05 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пересчете на РЬ) 0,005 0,008 Кремнекислота и вещества, осаждаемые аммиаком (Si Оз) - 0,05 0,1 Фосфаты (РО4) отсутствие 0,01 Азот общий (в пересчете на N2) . . . 0,01 0,01
Натрия перекись. Натрий пиросернокислый 393 Приготовление 1. Металлический натрий помещают в алюминиевый сосуд, снабженный трубками для подвода и отвода газов, и, нагрев до 300°, пропускают сухой, свободный от СО2 воздух до полного сгорания натрия. Метод не может быть ре- комендован для лабораторного получения Na2O2 (аппаратурные затруднения). 2. Для приготовления гидрата Na2O2-8H2O (мол. в. 222,12) растворяют 1 ч. Na2O2 (техн.) в 4 ч. ледяной воды, тщательно наблюдая, чтобы температура жидкости не поднималась выше 40°. При охлаждении полученного раствора до. 0° выкристаллизовывается Na2O2-8H2O, который отсасывают и сушат в ат- мосфере, свободной от СОг- НАТРИЙ ППРССЕРНОКИСЛЫЙ (ПИРССУЛЬФАТ НАТРИЯ) Natrium pyrosulfuricum Sodium pyrosulfate Natriumpyrosulfat Na2S2O7 Мол. в. 222,114 С войстна Na2S2O7—белая плотная масса, легко растворимая в воде. Т. пл. 402°. При высокой температуре (частично уже при 320—370°) отщепляет SO3. Требования к продажному реактиву По ВТУ МХП 2871—51 препарат ч.д.а. должен содержать не менее 95% Na2S2O7, препарат чистый—не менее 92,5%. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в Na2S2O7 различных квалификаций: Примеси ч.д-а. ч. Вещества, нерастворимые в воде ....... 0,005 0,02 Хлориды (С1) 0,0005 0,001 Фосфаты (РО4) 0,0005 0,001 Мышьяк (As) 0,00005 0,00005 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пересчете на РЬ) . . ...... 0,0005 0,0005 Железо (Fe) . 0,0008 0,001 Кремневдя кислота (вещества, осаждаемые аммиаком) 0,01 0,025 Кальций и магний tCaO-|-Mg2P2O7) . . 0,005 0,01 Приготовление 2NaHSO4-H2O = Na2S2O7 + ЗН2О В фарфоровой чашке нагревают 100 a NaHSO4-H2O до 200—250°. Расплав- ленная соль кипит (необходимы защитные очкиУ), теряя кристаллизационную воду. Через 30 мин. повышают температуру до 320°. Сначала наблюдается вы- деление из расплавленной соли крупных пузырей пара, затем пузыри стано- вятся мелкими и, наконец, появляется легкий дымок SO3, что указывает на Конец реакции. Расплавленную соль выливают в фарфоровую ступку, по охлаждении дро- бят на куски и еще теплой переносят в плотно закрывающуюся банку. Выход около 80 г (околб 100%).
394 Натрий НАТРИЙ ПИРОФОСФОРНОКИСЛЫЙ (ПИРОФОСФАТ НАТРИЯ) Natrium pyrophosphoricum Sodium pyrophosphate Natriumpyro- phosphat Na4P2O7 Мол. в. 265,914 Na4P2O7 ЮН2О Мол. в. 446,074 Свойства Безводный Na4P2O7—белая масса уд. в. 2,45, плавящаяся при 988°. Гид- рат Na4P2O7- 10Н2О—бесцветные, блестящие кристаллы, уд. в. 1,85, раство- римые в воде и нерастворимые в спирте. Водный раствор имеет щелочную реак- цию; при кипячении в присутствии кислот переходит в Na2HPO4. Таблица 262 Растворимость Na4P2O7 в воде ГС Na.P2O, % t°C Na,P2O, % ГС Na4PsO, % 0 3,1 30 9,0 60 18,0 10 3,8 ; 40 11,9 70 20,3 20 5,8 ; 50 14,8 80 23,1 Таблица 263 Относительные веса водных растворов Na4P2O7 Na.P2O, % ,20 СЦ Na,P,O, % ,20 d4 1- 1,009 3 1,028 2 1,019 4 1,037 Требования к продажному реактиву По ГОСТ 342—41 препарат ч.д.а. должен содержать не мнене 99% Na4P2O7 •ЮНгО, препарат чистый—не менее 97%. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в Na4P2O7 - ЮН2О раз- личных квалификаций: Примеси ч.д. а. ч. Вещества, нерастворимые в воде . 0,005 0,01 Хлориды (С1)......... 0,002 0,005 Сульфаты (SOi) . 0,05 0,05 Железо (Fe) ............... . ... 0,001 0,003 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пересчете на РЬ) . .............. (1,001 0,002 Мышьяк (As) ... 0,0001 0,0005 Ортофосфаты (РО4) . . . . 0,3 0,3 Натрий углекислый (NazCO3)............... 0,15 0,3
Натрий пирофосфорнокислый, пятисерниыпый и сернистокислый 395 Приготовление Для получения безводного и водного препарата квалификации ч.д.а. разработана следующая методика*. 2Na2HPO4 = Na4P2O7 + Н20 180 г Na2HPO4-12H2O (чистый) помещают р. фарфоровые чашки, прикры- тые часовыми стеклами от разбрызгивания, и просушивают 4—5 час при 120—130°. Безводную соль (73 г) прокаливают в большом фарфоровом тигле при 550—600° в течение 2—3 час., изредка перемешивая. Прокаливание ведут до тех пор, пока растворенная в воде проба препарата не будет давать с азотнокислым серебром чисто белый (не желтоватый) осадок. Для получения кристаллического гидрата прокаленную соль растворяют при 70—75° в 320 мл воды, раствор упаривают при 70—75° до образования сплошной кристаллической пЛенхи и медленно охлаждают до 20°. Кристаллы отсасывают, промыгаюг 50 мл воды, сушат на пергаменте и переносят в банку с притертой пробкой. Выход 100 г (85%). НАТРИЙ ПЯТИСЕРНИСТЫЙ (ПЕНТАСУЛЬФИД НАТРИЯ) Natrium pentasulfuratum Sodium pentasulfide Natriumpentasulfid Na2S5-5H2O Мол. в. 296,392 Свойства Na2S5-5H2O—оранжево-красные кристаллы, легко растворимые в воде При действии кислот выделяется сера. Приготовление 1. Растворяют 8 г NaOH в возможно малом количестве спирта, делят рас- твор пополам и одну часть насыщают сероводородом. Смешав затем обе части раствора, прибавляют при нагревании 12,8 г истертой серы. При стоянии на холоду в течение нескольких дней сначала выпадает Na2S4-8H2O, а затем при 5°—Na2S6-5H2O. 2. Для приготовления раствора так называемого «многосерннстого» нат- рия, представляющего собой смесь различных полисульфидов, настаивают теп- лый раствор сернистого натрия (Na2S) с серой и фильтруют. НАТРИЙ СЕРНИСТОКИСЛЫЙ (СУЛЬФИТ НАТРИЯ) Natrium sulfurosum Sodium sulfite Natriumsulfit Na2SO3-7H2O Маи. в. 252,160 Свойства Na2SO3-7H2O. Большие бесцветные кристаллы моноклинической системы, УД. в. 1,56, легко растворимые в воде со щелочной реакцией. На воздухе выветривается и окисляется, переходя в Na2SO4. При 150° теряет кристаллизационную воду; при более сильном нагревании плавится в смесь Na2S и Na2SO4. При хранении в банках верхний слой Na2SO3 отлично защищает от окисле- ния нижний слой. Безводный Na2SO3—кристаллический порошок уд. в. 2,633, окисляется гораздо медленнее кристаллогидрата; в сухом воздухе не изменяется. * Метод ИРЕА (И. И. Ангелов, А. А. Ильин).
396 Натрий Таблица 264' Растворимость Na»SO3 в воде i°C NasSO3 % t°C Na.,SO. % rc Na3SO3 % 0 12,5 33,4 28,0 70 23,5 10 16,0 40 27,0 80 22,6 20 20,7 50 25,7 90 21 ,7 30 26,1 60 24,5 100 21,2 Таблица 265- О гносительн ыe веса водных рас т в о p о в NazSO3 Na2SO., 19 Na.SO,. 19 Na. SO 3 19 % d4 % % d4 I 1,0078 8 1,0751 14 1,1346 2 1,0172 10 1,0948 16 1,1549 4 6 1,0363 1,0556 12 1,1146 18 1.1755 Требования к продажному реактиву По ГОСТ 195—41 безводный препарат ч.д.а. должен содержать не менее 94,0?'6 Na2SO3, препарат чистый—не менее 91,0%. По ГОСТ 429—41 кристаллический препарат ч.д.а. должен содержать не менее 96,0% Na2SO3-7H2O, препарат чистый—не менее-91,0%. Наибольшие количества допустимых примесей (%) для безводного Na2SOs и гидрата Na2SOs-7H2O различных квалификаций: Примеси Вещества, нерастворимые в воде Хлориды (С1)................... Тяжелые металлы сероводородной группы (в пересчете на РЬ) . . Железо (Fe) ................ Мышьяк (As) ... Бисульфит (NaHSO3) .... - Карбонаты (Na2CO3) для безводного для Na,SO,-7H,O Na; ,SO3 ч.д.а. ч. ч.д. а. ч. 0,01 0,02 0,005 0,01 0,01 0,02 0,005 0,01 0,001 0,002 0,001 0.001 0,001 0,002 0,001 0,002 0,0001 0,0005 0,0001 0,0005 Отсутствие Отсутствие 0,3 0,3 0,3 0,3 Приготовление 1 Na2CO3 + 2SO2 + Н2О = 2NaHSO3 + СО2 2NaHSO3 + Na2CO3 = гИа-ЗОз + CO2 + H2O Профильтрованный раствор 160 г Na2CO8-102O (или эквивалентного коли- чества NaOH) в 320 мл воды делят пополам, и одну часть насыщают SO2 при нагревании до 40° на водяной бане. К жидкости (содержащей теперь NaHSOs)
Натрий сернистокислый и се рнис токислый кислый 39/ приливают вторую половину раствора, причем образуется раствор сульфита натрия. Раствор оставляют кристаллизоваться, по возможности защищая от дей- ствия воздуха*. Выход 80—90%. 2. Для приготовления безводного Na2SO3 квалификации чистый готовят -насыщенный при 33° раствор Na2SO8-7H2O техн. (уд. в. раствора 1,28—1,30). Добавляют немного концентрированного раствора NaOH для осаждения Са, М<т и других металлов и фильтруют. Фильтрат медленно нагревают до 100— 105°, причем выпадает безводный Na2SO3. Быстро отсасывают горячий раствор и сушат соль при комнатной температуре. НАТРИЙ СЕРНИСТОКИСЛЫЙ КИСЛЫЙ (БИСУЛЬФИТ НАТРИЯ, ПИРОСУЛЬФИТ НАТРИЯ) Natrium bisulfurosum Sodium bisulfite Natriumbisulfit Na3S2O5 Мол. в. 160,114 Свойства Na2S2O5—белый порошок с сильным запахом SO2. При лежании на воздухе теряет SO2 и поглощает кислород, переходя в Na2SO.-i. Водный раствор имеет кислую реакцию и разлагается выше 65° на Na2SOs и SO2. Раствор Na2S2Or, растворяет серу с образованием Na2S2O3. Таблица 266 Растворимость Na2S2O5 в воде ГС Na2S„O5 % ГС NaAOr. % ГС Na2S2O5 % 0 37,4 22,8 39,8 59 44,3 10,4 38,8 31,4 40,8 81,4 47,4 15 39,2 40,2 41 ,6 97.2 49.1 Требования к продажному реактиву По временным техническим условиям ИРЕА препарат чистый должен содержать не менее 90% Na2S2Ofl. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в Na2S2Os квалифика ции чистый: Вещества, нерастворимые в воде . 0,01% Хлориды ( С1) ........ ................ 0,01 % Железо (Fe) .................................... 0,001% Тяжелые металлы сероводородной группы (в пересчете на РЬ) ... - 0,002% Мышьяк (As)............... . . . . 0,0002% По ТУ МХП 1944—49 раствор бисульфита натрия квалификации чистый должен иметь светложелтый цвет и содержать не менее 36,5% NaHSO3 (или не менее 22,5% SO2). Реакция раствора должна быть нейтральной или слабокис- лой. * О получении NaaSO3 в присутствии отрицательных катализаторов, замедляю- щих окисление препарата, см. Я- И. Зильберман и П. Т. Иване в, ЖПХ. 13. 451 (1940).
398 Hoinpuu Наибольшие количества допустимых примесей (%) в растворе бисульфита квалификации чистый: Железо (Fe)...............0,01 Мышьяк (As)..............0,0005 Хлориды (С1)............... 0,1 Тяжелые металлы сероводо- родной группы (в пересчете на РЬ)...................0,01 Кроме Гтого, препарат Должен выдерживать испытание на реакцию раствора. 10 мл раствора разбавляют водой (50 мл) и прибавляют 2—3 капли раствора метилового оранжевого. Раствор должен быть желтым. Появившееся оранжевое или розовое окрашивание должно перейти в желтое при прибавлении 0,2лыг 0,1 в. NaOH. NaHCOo SO2 Стеклянная вата ис. 44. Колонка для получения бисульфита натрия. Приготовление I. NaHCO3 + SO2 = NaHSOg + CO2 2NaHSO3 = Na^aOs + H2O Для получения препарата квалифи- кации ч.д.а. в колбу помещают раствор 80 г NaHCOs (чистый) в 400—600 мл воды* и пропускают струю SO2 (промы- того водой) до полного прекращения выделения СО2. Раствор NaHSOg, сильно пахнущий SO2, сохраняют** в закупо- ренной склянке. Для получения Na2SgOs к раствору прибавляют равный объем спирта и отсасывают выпавший кристал- лический порошок. Выход 80—90%. 2. В обычную сушильную колонку (рис. 44), нижняя часть которой напол- нена стеклянной ватой, загружают смесь NaHCOg с крупными осколками стек- ла. Снизу колонки пропускают ток SO2, пока не прекратится выделение СО2 и сернистый газ будет проходить колонку, не поглощаясь. Тогда содержимое колонки отделяют от осколков стекла и помещают в плотно закупоренную бан- ку- Выделяющаяся при реакции вода собирается в нижней части колонки, и соль получается практически сухой. НАТРИЙ СЕРНИСТЫЙ (СУЛЬФИД НАТРИЯ) Natrium sulfuratum Sodium sulfide Natriumsulfid Na2S-9H2O Мол. в. 240,192 Na2S-5H2O Мол. в. 168,128 Свойства I Кристаллогидрат Na2S-9H2O—большие прозрачные бесцветные или ела- боокрашенные квадратные призмы, растворимые в воде с сильнощелочной реакцией. ** NaHCO3 можно заменить 140 г NasCO3.10Н2О или 40 г NaOH При получении NaHSO3 следует иметь б виду, что эта соль существует толь- ко в растворе; при кристаллизации выделяется пиросульфит NaPS2O<
Натрий сернистый 399 Раствор Na2S на воздухе быстро окисляется, поэтому некоторые авторы ре- комендуют хранить его под слоем масла. На воздухе препарат становится влаж- ным, но не расплывается; одновременно происходит медленное окисление. Уд. в. безводного Na2S 1,86. Т. пл. 1180°+10°. Растворимость Na2S в воде Таблица 267 сс Na2S % /°C Na.S % !°С Na.fi % 10 18 2& 37 О 1 13,4 15,3 17,7 21.0 носитель 15 48 60 н ы е веса 24,2 26,3 28,1 водных ра 70 80 90 створов b 30,2 32,9 36,4 Таб лица 268 aeS Na.S % 18 а4 Na S % 18 % 18 d4 1 2 4 6 Требован По ГОС Na2S-9H2O, Наибол) ных квалиф Вещества Вещества Па282О Соли амм Металлы 1,010 1,021 1 ,044 1.067 ИЯ к ирод Т 2053—43 препарат чг ,шие количес икаций: нерастворим! окисляемь 5Н2О) . . ОН ИЯ (NH4) сероводороднс 8 10 12 а ж н 0 м у р грепарат ч.д. ютый—не ме гва допустим Примеси □ie в воде е иодом ?й группы 1,091 1,115 1,139 е а к т и в у а. должен с шее 92%. ых примесей в пересчете 14 16 18 одержать н (%) в Na2S-f ч.д- а- . . 0,005 на 1,02 0,00 От 1,163 1,188 1.214 е менее 97% )Н2О различ- ч. 0,005 3,0 0,006 сутствие Приготовление Для получения препарата квалификации ч.д.а. из технического продукта разработана следующая методика*. I. 400 г технического продукта растворяют под тягой в 400 мл горячей воды, фильтруют через складчатый фильтр, и фильтрат сильно охлаждают при энергичном размешивании. Мелкие желтые кристаллы (600—700 г) отсасывают, переносят в чашку, добавляют 15 мл воды и 0,2 г Ва(ОН)2, нагревают, фильтруют и охлаждают. Выпадающие кристаллы отсасывают и для окончательной очист- ки растворяют при нагревании, добавив 5—10 мл воды. Прибавляют 2—3 г Метод ИРЕА (И. И. Ангелов. К. П. Олейник).
400 Натрий Рис. 45. Сушильный «пистолет»: 1 — пистолет; 2 — пробирка с осушаемым веществом; 3— кран; 4— круглодонная колба с обогревающей жидкостью; 5—об- ратный холодильник. ZnO, тщательно перемешивают, дают отстояться, фильтруют и фильтрат охлаж дают льдом, непрерывно перемешивая. Мелкие белые кристаллы отсасывают и, если нужно, сушат 24 часа в ва куум-эксикаторе над CaCh. Выход 70—140 г. Если кристаллы получаются желтоватые, то повторяют перекристалли- зацию, добавив немного ZnO. 2. По другому методу* растворяют 250 г NaOH (чистый) в I л воды, фильт- руют и делят раствор пополам. В одну часть пропускают сероводород до пол- ного насыщения, затем добавляют вторую половину и быстро фильтруют, за- крывая воронку часовым стеклом для уменьшения доступа воздуха. Фильт- рат упаривают в вакууме на водяной бане при 50—55° до половины объема. Выпадающие при этом кристаллы NasS-OHaO растворяют, добавляя не- большое количество воды. Раствор переливают в банку и охлаждают льдом при частом перемешивании (ре- комендуется внести «затравку»— кристаллик готового МагБ-ЭНгО). Выпавшую соль быстро отсасы- вают, промывают 2—3 раза спиртом (по 25 мл) и помещают в банку с хо- рошей пробкой. Выход 400—4.50 г. 3. Для получения безводного NasS высушивают кристаллогидрат в су- шильном пистолете Фишера над Р2О5, применяя в качестве нагревающей жидкости ацетон. Устройство сушильного пистоле- та Фишера видно из рис. 45. Осу- шитель (например, РгО5) помещается в пистолет 1, соединенный шлифом с пробиркой 2, где находится осушае- мое вещество. Аппарат соединяют с вакуумным насосом через кран 3. Таким образом, принцип устрой- ства сушильного пистолета тот же. что и вакуум-эксикатор а. Отличи тельным является приспособление, позволяющее высушивать при нагре- вании. Для этого в колбе 4 кипятят жидкость с подходящей температурой кипения (в нашем случае ацетон с т. кип. 56°). Пары обогревают пробирку, а следовательно, и высушиваемый пре- парат и, конденсируясь в холодиль- нике 5, стекают в виде жидкости об- ратно в колбу 4. С помощью пистолета Фишера можно вести высушивание при строго определенной температуре и чрезвычайно ускорить процесс сушки, используя одновременно действие осушителя, вакуума и нагревания. При таком методе получения препарат удерживает около 4% воды; поэ тому рекомендуется дополнительно прокалить полученную соль до 700° в токе водорода. Метод ИРЕА (Б. С. Нечаева).
Натрий серноватистокислый 401 НАТРИЙ СЕРНОВАТИСТОКИСЛЫЙ (ТИОСУЛЬФАТ НАТРИЯ, «ГИПОСУЛЬФИТ»*) Natrium hyposulfurosum Sodium hyposulfate Natriumhyposulfit Natrium thyosulfuricum Sodium thiosulfate Natriumthiosulfat Na2S2O3-5H2O Мол. в. 248,194 Свойства Па252О3-5Н2О—большие прозрачные моноклинические призмы уд. в. 1,73, не изменяющиеся на воздухе. Легко растворим в воде со слабощелочной реакцией; нерастворим в спирте. При 56° плавится в кристаллизационной воде, при 100° обезвоживается. При прокаливании распадается на Na2S и Na2SOt. Сильными кислотами разлагается с выделением S и SOa. Таблица 269 Растворимость Na^Og в воде ГС Na2S2O3 % t°c Na2S2O3 % ГС Na2S2O, % 0 34,4 40 50,6 72 70,4 10 37,9 45 54,5 80,5 71,3 20 41,2 50 62,9 90,5 71,8 30 45,9 60 67,4 100 72,7 Таблица 270 Относительн ы'е веса водных растворов Na2S2O3 Na2S2O3 20 Na.S.O3 20 NaAO3 „20 % сц % а 4 % 1 1,0065 12 1,1003 24 1,2128 2 1,0148 14 1,1182 26 1,2328 4 1,0315 16 1,1365 28 1,2532 6 1,0483 18 1,1551 30 1,2739 8 1,0654 20 1,1740 35 1,3273 10 1,0827 22 1,1932 40 1,3827 Требования к продажному реактиву По ГОСТ 4215—48 препарат должен содержать не менее 99,0% Na2S2O3- •5Н2О, препарат чистый—не менее 98%. Препарат должен выдерживать при- веденное в ГОСТ испытание на реакцию водного раствора. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в Na2S2Os-5H2O раз- личных квалификаций: Примеси ч.д.а. ч. Вещества, нерастворимые в воде............ 0,01 0,015 Кальций (Са) ............................. 0,005 0,01 Сульфиды (S) ........... 0,0005 0,001 Сульфаты и сульфиты (SO«) • 0,15 0,3 * Название «гипосульфит» правильнее применять к Na3S2Ov 26 Чистые химические, реактивы
-102 Натрий Приготовление / 1. В колбе с обратным холодильником кипятят раствор 100 г Na2SO8 7НгО в 200 мл воды с 14 г тонко истертой черенковой серы, предварительно смоченной спиртом (иначе сера не смачивается раствором и плавает на поверх- ности), до тех пор, пока сера не перестанет растворяться. Нерастворившую- ся серу отфильтровывают, раствор упаривают до кристаллизации и охлаж- дают. Выход около 60%. 2. Для получения препарата квалификации ч.д.а. 700 г технического тио- сульфата растворяют в 300 мл горячей воды, фильтруют и охлаждают до 0°, при непрерывном перемешивании, для получения более мелких кристаллов Выпавшую соль (450 г) отсасывают и перекристаллизовывают еще раз в та- ких же условиях. Из маточного раствора можно выделить менее чистый пре- парат. 3. Для получения вполне чистого препарата, пригодного для всех анали- тических целей, очищенную перекристаллизацией соль растирают со спиртом, выливают массу на фильтр, и, дав стечь спирту, промывают соль абсолютным спиртом и эфиром. Препарат оставляют на сутки, покрыв фильтровальной бу- магой, после чего ссыпают в сухую банку. По свидетельству авторов*, очищен- ный таким путем препарат содержал 99,99% тиосульфата и даже после 5-лет- него хранения содержал 99,9—99,94% Na2S2O3-5H2O. НАТРИЙ СЕРНОКИСЛЫЙ (СУЛЬФАТ НАТРИЯ, ГЛАУБЕРОВА СОЛЬ)** Natrium sulfuricum Sodium sulfate Glauber’s salt Natriumsulfat Glaubersalz Na2S0410H20 Мол. в. 322,208 Na2SO4 Мол. в. 142,048 Свойства Na2SO4-10H2O—большие бесцветные моноклинические призмы уд. в. 1,46, горько-соленого вкуса. На воздухе быстро выветривается, переходя в белый порошок безводной соли. При 32,4° Na2SO4-10H2O плавится в кристаллизацион- ной воде. Безводный Na2SO4 имеет т. пл. 885°, т. кип. 1430°. Таблица 271 Растворимость Na2SO4 воде t°c Na, SO, % t°C NaaSO, % ГС Na2SOt % 0 4,5 25 21,9 50 31,9 10 8,2 30 28,8 70 30,5 15 11,7 32,28 33,2 90 30,0 20 16,1 40 32,5 100 29,9 * La Мег V. К., То m 1 1 nson’H. М., Ind Eng. Chem., Anal. Ed., 9. 588 (19371* •• Термин «глауберова соль» относится только к декагидрату
Натрий сернокислый 403 Таблица 27 2 Относительные веса водных растворов Na2SO« Sa2SO,- i0H2O % NaaSO4 % d19 NaJSO,. 10H2O % Na2SO4 % 1 0,441 1,0040 16 7,056 1,0642 2 0,881 1,0079 17 7,497 1,0683 3 1,323 1,0118 18 7,938 1,0725 4 1,764 1,0158 19 8,379 1,0766 5 2,205 1,0198 20 8,820 1,0807 6 2,646 1,0238 21 9,261 1,0849 7 3,087 1,0278 22 9,702 1,0890 8 3,528 1,0318 23 10,143 1,0931 9 3,969 1,0358 24 10,584 1,0973 10 4,410 1,0398 25 11,025 1,1015 11 4,851 1,0439 26 11,466 1,1057 12 5,292 1,0479 27 11,907 1,1100 13 5,773 1,0520 28 12,348 1,1142 14 6,374 1,0560 29 12,789 1,1184 15 6,615 1,0601 30 13,230 1,1226 Требования к продажному реактиву По ГОСТ 4166—48 и 4171—48 препарат должен выдерживать приведенное в ГОСТ испытание на реакцию водного раствора. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в безводном Na2SO« и в NaaSOa-lOHzO различных квалификаций: Примеси БезгсдаыЙ Na. SO. Na.SO4-10HsO ГОСТ 4166- -48 ГОСТ 4111- -48 х.ч. ч.д.а. ч. Х.Ч. ч.д.а. ч. Вещества, нерастворимые в воде о; 005 0,01 0,02 0,002 0,005 0,01 Хлориды (С1) .... 0,001 0,003 0,005 0,0005 0,001 0,002 Аммонийные соли (ЫН4) 0,002 0,002 0,006 0,001 0,001 0,003 Нитраты (NO3) , . 0,002 0,002 0,006 0,001 0,001 0,003 Железо (Fe) . . . 0,0002 0,0008 0,0015 0,0001 0,0004 0,0008 Кальций, магний и вещества, осаждаемые аммиаком . . . 0,02 0,04 0,1 0,01 0,02 0,05 Тяжелые металлы сероводород- ной группы (в пересчете на РЬ) 0,001 0,002 0,004 0,0005 0,001 0,002 Мышьяк (As) 0,0002 0,0005 0,0005 0,0001 0,0003 0,0003 Потери при прокаливании . . . 0,2 0,2 0,5 — — — Приготовление Na2CO3 + H2SO4 = NagSOi -F H2O -|- COa Для получения препарата квалификации ч.д.а. к 20%-ному раствору H2S04 (ч.д.а.) добавляют небольшими порциями сухой Na2COs (чистый) до прекраще- ния выделения СО2 и до приобретения раствором слабощелочной реакции. Раствор нагревают до кипения, фильтруют и фильтрат упаривают до начала кристаллизации. При охлаждении выпадают кристаллы NagSOj- IOH2O. Для получения безводного препарата декагидрат (NasSCU-lOHaO) нагревают в фарфоровой чашке при температуре около 100°, пока не останется оыхлый белый порошок. 26*
404 Натрий НАТРИЙ СЕРНОКИСЛЫЙ КИСЛЫЙ (БИСУЛЬФАТ НАТРИЯ) Natrium bisulfuricum Sodium bisulfate Natriumbisulfat NaHSO4H2O Мол. в. 138,081 NaHSO4 Мол. в. 120,065 Свойства NaHSOi-HfeO—крупные бесцветные гигроскопичные кристаллы монокли- нической системы, растворимые в воде с сильнокислой реакцией. Т. пл. 58,5°. При нагревании сначала дает безводную соль, затем, теряя из двух молекул соли еще молекулу воды, переходит в пиросернокислый натрий. Безводный NaHSOi—прозрачные кристаллы триклинической системы уд. в. 2,74, мутнеющие на воздухе, но не гигроскопичные. Т. пл. 186°. Таблица 273 Относительные веса водных растворов NaHSO4 NaHSO, % 20 d4 NaHSO, % ,20 а4 NaHSO, % ,20 d4 1 1,0059 8 1,0611 16 1,1271 2 1,0137 10 1,0773 18 1,1441 4 1,0293 12 1,0937 20 1,1614 6 1,0451 14 1,1103 22 1,1789 Требования к продажному реактиву По ВТУ РУ 627—52 препарат ч.д.а. и чистый должен содержать 98—100% NaHSO4. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в NaHSO4 различных квалификаций: Примеси ч.д.а. ч. Вещества, нерастворимые в воде 0,005 0,02 Хлориды (С1)......... 0,001 0,002 Нитраты (NO3) . . 0,001 0,002 Фосфаты (РО4) 0,00025 0,0005 Мышьяк (As) . 0,00005 0,0001 Кальций (Са) 0,0025 0,005 Магний (Mg)................................... 0,0005 0,0015 Тяжелые металлы сероводородной грчппы (в пересчете на РЬ) . . . . ........... 0,0005 0,0007 Железо (Fe)................................... 0,0002 0,0007 Кремнекислота и вещества, осаждаемые аммиаком 0,01 0,02 Приготовление 1. Для получения препарата ч.д.а. в виде гидрата растворяют 90 г NazSOij -IOH2O (ч.д.а.) в 160 г 19%-ной H2SO4 (ч.д.а.). Раствор упаривают на водяной бане и охлаждают. Кристаллы отсасывают и помещают в плотно закрываю- щиеся банки. 2. Для получения безводного NaHSO4 нагревают до полной прозрачности смесь 71 г Na2SO4 (чистый) и 49 г Нг5О4 (чистая, уд. в. 1,84). Расплавленную массу выливают в платиновую или фарфоровую чашку, охлаждаемую водой. По затвердении массу разбивают на куски и складывают в банки.
Натрий сернокислый кислый, тиосурьмянокислый и углекислый 405 НАТРИЙ ТИОСУРЬМЯНОКИСЛЫЙ (ОРТО) (СУЛЬФОАНТИМОНАТ НАТРИЯ, СОЛЬ ШЛИППЕ) Natrium thiostibicum Sodium thioantimonate Natriumsulfoantimonat Schlippesches Saiz Na3SbS4-9H=O Мол. в. 481,14 Свойства Na3SbS4-9H2O—бесцветные или слегка желтоватые тетраэдры уд. в. 1,81, на воздухе покрывающиеся с поверхности красно-бурым налетом SbsSs. Раство- рим в воде, нерастворим в спирте. Водные растворы имеют щелочную реакцию. Таблица 274 Растворимость Na3SbS4 в воде ГС Na.SbSj % ГС Na.SbS, % 0 11,8 49,6 38,9 15 19,3 59,6 45,0 30 27,1 69,6 50,7 38 32,0 79,5 57,1 Приготовление 8NaOH + Sb2S3 + 6S = 2Na3SbS4 + Na2SO4 + 4H2O К раствору 7,7 г NaOH (чистый) в 80 мл воды в большой фарфоровой чашке прибавляют 18 г тонкоистертой Sb2Ss и 3 г порошка серы, и смесь нагревают до кипения при постоянном перемешивании, пополняя испаряющуюся воду. Ки- пячение продолжают до тех пор, пока серая вначале окраска не перейдет в жел- товатую. Тогда раствор декантируют через фильтр и оставшуюся в чашке массу выщелачивают 50 мл воды при кипячении. После фильтрования все растворы объединяют и упаривают на водяной бане до начала кристаллизации; если при этом раствор мутнеет и приобретает коричневую окраску, добавляют немного NaOH. Выпадающие при охлаждении кристаллы собирают на воронке; из сте- кающего маточного раствора можно извлечь выпариванием еще порцию кри- сталлов. Полученную соль сушат между листами фильтровальной бумаги. Если необходимо сохранить кристаллы без побурения, их хранят в спирте, содер- жащем небольшое количество NaOH. НАТРИЙ УГЛЕКИСЛЫЙ (КАРБОНАТ НАТРИЯ, СОДА) Natrium carbonicum Sodium carbonate Natriumcarbonat Soda Soda Na2CO3 Мол. в. 105,993 Na2CO310H2O Мол. в. 286,153 Свойства Na2CO3-10H2O—бесцветные прозрачные моноклинические кристаллы уд. в- 1,5, быстро выветривающиеся на воздухе с образованием белого порош- ка Na2CO3-5H2O. При 35,37° плавится в кристаллизационой воде, выделяя
406 Натрий гидраты с меньшим содержанием воды (Na2COs-H2O и, возможно, Па2СО3-2Н2Ой Ыа2СОз-ЗН2О). Растворим в воде (с охлаждением); максимальная растворимость наблюдается при 34°. Водные растворы имеют сильнощелочную реакцию (для 6н. раствора рН=12,8, для 1 н. рН= 12,27, для 0,1 н. рН=10,9). Таблица 275 Таблица 276 Растворимость Na2CO3 Относительные веса водных вводе .растворов Na2CO3 t°c Na2CO3 % re Na„CO3 Na.CO., % % 4° Na2CO3 % ,20 «4 0 5 10 15 20 25 30 6,63 8,6 11,2 14,1 17,8 22,8 29,0 40 50 60 70 88,4 104,8 33,2 1 32,2 31,7 2 31,4 31,1 4 31,1 6 1,0086 1,0190 1,0398 1,0606 8 10 12 14 i 1,0816 1,1029 1,1244 1,1463 NasCO-j-Н2О—мелкие ромбические кристаллы уд. в. 2,259, начинающие терять воду уже при 47° на воздухе. Na2COs —белый порошок, уд. в. 2,5, легко растворимый в воде с разогре ванием (теплота гидратации). Т. пл. 852° (по другим данным 856°). Требования к продажному реактиву По ГОСТ 83—41 безводный препарат (считая на прокаленный) всех квали- фикаций должен содержать не менее 99,8% ИагСОз- По ГОСТ 84—41 кристаллический препарат (считая на прокаленный) всех квалификаций должен содержать не менее 99,8% Na2COs. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в безводном и криста.» лическом препарате различных квалификаций: Примеси Х.Ч. Na.,CO3 ГОСТ 83—41 ч.д.а. Na,COt- Т0Н.П ч. Х.Ч. ГОСТ 84—41 ч.д.а. ч. Потеря при прокаливании Вещества,. нерастворимые 1 1 1,5 — — — в воде ..... 0,005 0,01 0,02 0,002 0,005 0,01 Хлориды (О) Сера общая (в пересчете 0,001 0,002 0,005 0,0005 0,001 0,003 на SOa) Азот общий (в пересчете 0,004 0,006 0,01 0,002 0,003 0,005 на N) 0,001 0,001 0,002 0,0005 0,0005 0,001 Кремнекислота (SiO2) . . 0,003 0,003 0,01 0,001 0,001 0,005 Фосфаты (РОа) Вещества, осаждаемые ам- 0,002 0,002 0,005 0,0005 0,0005 0,002 миаком Кальций и магний (Са и 0,005 0,01 0,03 0,002 0,004 0,01 Mg) Тяжелые металлы серово- дородной группы (в не- 0,01 0,02 0,02 0.005 0,01 0,01 ресчете на Pb) . . . 0,0005 0,0005 0,001 0,0003 0,0003 0,0005 Железо (Fe) 0,0001 0,0003 0,001 0,00005 0.00015 0,0003 Мышьяк (As) . . . 0,00005 0,00005 0,00005 0,00003 0,00003 0,00003 Калий (К) 0,005 0,005 0,02 0,003 0,003 0.01
Натрий углекислый и углекислый кислый 407 Приготовление 1. Для получения кристаллического препарата растворяют 1 ч. безводной соды (NaaCOs) соответствующей квалификации в 5 ч. горячей воды, фильт- руют и охлаждают до комнатной температуры. Выпавшие кристаллы быстро отсасывают и помещают в плотно закрытую банку. 2. Для получения безводного NasCOs (х. ч.) можно применить следующий метод*. В серебряной чашке** тщательно перемешивают 500 г NaHCOs (чистый) и 150 мл воды, затем отсасывают и промывают соль небольшими порциями воды для удаления следов С1 и 5(Д . Остается около 475 г чистого NaHCOs. Соль нагревают в серебряной чашке 3 часа при 300°. Полученный NasCOs (300 г) растворяют в 2 л воды при нагревании на водяной бане. По охлаждении фильтруют через двойной фильтр в серебряную чашку и дают отстояться в течение 2 суток. Осторожно сливают совершенно прозрачный раствор, упари- вают его до образования значительной пленки кристаллов и охлаждают ррв перемешивании, добавив при 30° «затравку»—кристаллик NasCOs • IOH2O. Охлаждение ведут до 10°. Отсасывают кристаллы NasCOs-lOHsO (около 740 г) и промывают ледяной водой (около 150 мл). Соль помещают в автоклав в серебряной чашке и в течение суток насыщают СОг под давлением 2—3 атм. i Отсасывают образовавшийся NaHCOs (375 г), промывают его ледяной водой и нагревают в серебряной чашке 3 часа при 300°, изредка перемешивая. Выход 230 г NasCOs квалификации х. ч. 3. Для приготовления моногидрата NasCOs-HsO нагревают декагидрат NasCOs-ЮН2О до 60—70е. При этом соль плавится в кристаллизационной воде и частью остается в растворе, частью выпадает в виде мелких кристаллов моно- гидрата. Еще теплую жидкость фильтруют через воронку для горячего фильт- пования и промывают кристаллический порошок горячим спиртом. НАТРИЙ УГЛЕКИСЛЫЙ КИСЛЫЙ (БИКАРБОНАТ НАТРИЯ, ДВУУГЛЕКИСЛЫЙ НАТРИЙ) Natrium bicarbonicum Sodium bicarbonate Natriumbicarbonai NaHCOs Мол. в. 84,010 Свойства NaHCOs—снежно-белый кристаллический порошок, растворимый в воде и почти нерастворимый в спирте. При 350—400° Таблица 277 теряет воду, количествен- но переходя в ИагСОз. Раствор и м о с т ь NaHCC )3 в воде Даже при лежании на воздухе при комнатной температуре соль теряет заметные количества СОа. NaHCOs кристалли- зуется также в виде мел- ких четырехугольных табличек. ГС NaHCO3 % 1 ГС NaHCOa % «°C NaHCO., % 0 10 15 6,45 7,58 8,09 20 30 40 8,76 9,96 11.27 45 50 60 12,17 12,67 14,09 * Метод ИРЕА (А. В. Раковский, В. В. Полянский). ** При работе с большими количествами серебряные чашки (для операций, не связанных с нагреванием) деревянными кадками, находился раствор NaaCOs. можно заменить в которых долго
408 Натрий Таблица 278 Относительные веса водных растворов NaHCOs NaHCO. % J8 d4 NaHCO3 % я18 d4 NaHCO, % 18 Д4 1 1,0059 4 1,0280 7 1,0505 2 1,0132 5 1,0354 8 1,0581 3 1,0206 6 1,0429 Требования к продажному реактиву Но ГОСТ 4201—48 препарат х.ч. и ч.д.а. должен содержать не менее 98,5% NaHCOs. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в NaHCOs различных квалификаций: Примесн Х.Ч. Ч.0.О. ч. Вещества, нерастворимые в воде 0,005 0,01 0,02 Хлориды и хлораты (С1) 0,002 0,005 0,01 Сера общая (в пересчете на SO4) . . 0,005 0,005 0,01 Азот общий (в пересчете на N) 0,0005 0,001 0,002 Фосфаты (РО4) 0,001 0,002 0,005 Кремне кислота (SiO3) . 0,002 0,003 0,02 Кальций и магний (CaO-|-iMg2P2O7) 0,005 0,01 0,02 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пере- счете на РЬ) 0,0005 0,001 0,002 Железо (Fe) 0,0005 0,001 0,002 Калий (К) 0,01 0,02 0,04 Вещества, осаждаемые аммиаком 0,003 0,007 0,03 Приготовление Na2CO3 + СО2 + Н2О = 2NaHCO3 Для получения препарата квалификации ч.д.а. насыщенный на холоду раствор NasCOs (чистый) нагревают до 40°, помещают в толстостенную склян- ку на 1 л и закрывают склянку резиновой пробкой с короткой, загнутой па конце газоподводящей трубкой от аппарата Киппа, заряженного мрамором и соляной кислотой. Ток СО2 проходит через склянку Тищенко с водой, служа- щую для промывания газа и контроля скорости поглощения. Склянку помещают в механический встряхиватель и взбалтывают до тех пор, пока поглощение газа ослабеет. Тогда останавливают мешалку, открывают пробку, выдувают скопившийся в склянке воздух струей СОг и повторяют опе- рацию насыщения СОг еще 1—2 раза. Выпавший мелкокристаллический осадок NaHCOs промывают деканта- цией ледяной водой, отсасывают и промывают ледяной водой до тех пор, пока проба промывной жидкости будет давать лишь слаборозовое окрашивание с фенолфталеином. Соль высушивают на стекле при комнатной температуре. Скорость процесса зависит прежде всего от давления, под которым проис- ходит насыщение СО2.
Натрий уксуснокислый 409 НАТРИЙ УКСУСНОКИСЛЫЙ (АЦЕТАТ НАТРИЯ) Natrium aceticum Sodium acetate Natriumacetat Essigsaures Natrium CH3COONa-3H2O Мол. в. 136,085 CH3COONa Мол. в. 82,037 Свойства CHsCOONa-ЗНгО—бесцветные прозрачные кристаллы уд. в. 1,528. При 58° плавятся в кристаллизационной воде, выше 100° обезвоживаются. Легко растворим в воде, труднее в спирте (2,1 %). Водные растворы имеют слабо- щелочную реакцию (для 1 н. раствора рН=8,2). Безводный CHsCOONa плавится при 324°; при более высокой температуре разлагается на углекислый натрий и ацетон. Ра Таблица 279 ствбримость CHsCOONa в воде Таблица 280 Относительные веса водных растворов CHsCOONa t°c CH.COONa FC CIIfCOONa CH.COONa 20 CH COONa 20 % % % U4 % сЦ 0 26,6 50 45,3 1 1,0033 16 1,0807 2 1,0084 18 1,0913. 10 29,0 58 58,0 4 1,0186 20 0,1021 20 31,7 160 58,2 6 8 1,0289 1,0392 22 24 1,1130 1,1240 30 35,2 80 60,5 10 1,0495 26 1,1351 12 1,0598 28 1,1462 40 39,5 100 63,0 14 1,0702 Требования к продажному реактиву По ГОСТ 199—52 препарат ч.д.а. и чистый должен содержать не менее 99,0% CHsCOONa-ЗН2О. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в CHsCOONa-ЗН2О различных квалификаций: Примеси ч.д.а. ч. Вещества, нерастворимые в воде.................... 0,002 0,005 Хлориды (С1)....................................... 0,002 0,005 Сульфаты (SO4) 0,005 0,005 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пересчете на РЬ).......................................... 0,0005 0,001 Железо (Fe)...................................... 0,0002 0,0005 Фосфаты (РО4).................................... 0,0002 0,0005 Алюминий (А1) .... ...................... 0,0005 0,001 Кальций (Са) .................................... 0,0025 0,0025 Магний (Mg)...................................... 0,00025 0,0005 Кислотность (СНзСООН) или щелочность (Na2CO3) . . 0,02 0,04
410 Натрий Приготовление I. Для получения препарата квалификации ч.д.а. из технического продук- та, загрязненного С1—, SO^ и примесями, окисляемыми КМпОл, разработана следующая методика*. Растворяют 500 г технического продукта в 350 мл горячей воды, фильтруют горячий раствор и упаривают фильтрат на водяной бане при 65—70° до уд. в. 1,27—1,28. При охлаждении до 20° выделяется около 400 г CHsCOONa-ЗНгО. Кристаллы отсасывают, промывают очень небольшим количеством воды и растворяют в 250—300 мл горячей воды. К раствору добавляют несколько ка- пель раствора NaOH или NasCOs до яснощелочной реакции, приливают 80— 100 мл 2,5%-ного раствора КМпОа и выдерживают 30—45 мин. Окраска МпО4 должна сохраняться все время, в противном случае следует добавлять еще не- много КМпОа. Раствор кипятят до разрушения избыточного перманганата, отфильтровывают от МпО2 и упаривают при 65—70° до уд. в. 1,24. При охлаж- дении выкристаллизовывается около 250 г CHsCOONa-ЗНгО квалификации ч.д.а. Кристаллы отсасывают и высушивают при комнатной температуре. Маточный раствор при выпаривании до уд. в. 1,25 дает еще фракцию кристаллов квалификации чистый. 2. Безводный CHsCOONa получают нагреванием кристаллической соли при 120° в фарфоровой чашке до получения сухой белой массы. НАТРИЙ ФОСФОРНОВАТИСТОКИСЛЫЙ (ГИПОФОСФИТ НАТРИЯ) Natrium hypophosphorosum Sodium hypophosphite Natriumhypophosphit monobasic Unterphosphorigsaures Natrium NaH2PO2-H2O Мол. в. 105,998 •Свойства NaHaPOa-HsO—белые очень гигроскопичные кристаллы. При нагревании выше 200° внезапно разлагается по уравнению 5NaH,PO2 = NaJCO; -|- NaPO3 + 2РН, -Ь 2Н2 Соль хорошо растворима в воде (около 50%) и спирте (3%). В сухом состоянии устойчива при хранении. Сильный восстановитель: восстанавливает соли Au, Ag, Pt, Hg, As до металла, с сильными окислителями взрывает. Некоторые металлы (Ni, Pd) в раздробленном состоянии вызывают быстрое разложение оаствора гипофосфита с выделением На. Требования к продажному реактиву По ГОСТ 200—41 препарат ч.д.а. должен содержать NaHaPOa-HsO не менее 98,0%, препарат чистый—не менее 95,0%. Препараты обеих квалифика- ций должны выдерживать испытания на мышьяк и на пригодность их для определения мышьяка, а также на реакцию 5%-ного водного раствора. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в ИаНгРОа-НгО раз- личных квалификаций: Примеси ч.д.а. ч. Вещества, нерастворимые в воде 0,005 0,01 Фосфиты (Na2HPO3-5H2O) . . 0,5 1,5 Кальций (Са) . . 0,02 0,1 Сульфаты (SOj) . . . . 0,02 0,1 Метод ИРЕА (И. И. Ангелов, X. М. Лейбович).
Натрий фосфорноватистокислый 411 Приготовление Работу следует вести под сильной тягой и иметь наготове противопожар- ные средства'. ЗСа(ОН)2 + 8Р + 6Н2О = ЗСа(Н2РО2)2 + 2РН3 Са(Н2РО2)2 + Na2CO3 = 2NaH2PO2 + CaCOg 1. Для получения препарата квалификации чистый вначале готовят ги- пофосфит кальция следующим образом. В трехгорлую колбу* из молибденового стекла, емкостью 1,5 л, снабжен- ную мешалкой с ртутным затвором 1 и обратным холодильником 2 и газопод- водящей трубкой 3 (рис. 46), помещают 320 мл воды, свеже- погашенную известь (приготов- ленную из 80 г хорошей СаО и просеянную через сито 100 от- верстий на сл2), 20 г желтого фосфора в кусочках (огнеопас- но'. правила обращения с жел- тым фосфором см. стр. 539) и 25 мл дихлорэтана С2Н4С12**. Отводная трубка шарикового холодильника соединена с пус- той промывной склянкой 4 и далее с трубкой, погруженной в 300 мл 10%-ного раствора CuSOj для поглощения РНз. Нагревают колбу на водя- ной бане (при закрытой трубке 3). Когда температура смеси достигнет 40—50°, включают мешалку и повышают темпера- туру на водяной бане до тех пор, пока в холодильнике нач- нет конденсироваться и сте- кать дихлорэтан. Нагревание продолжают 5—6 час., регулируя нагрев так, чтобы не происходило заполне- ния 'шариков холодильника жидким дихлорэтаном (около 85°). Перерывы в работе крайне нежелательны, поскольку в газовой фазе внутри аппаратуры содержится самовоспламеняющийся РНз. Колбу охлаждают, и через трубку 3 пропускают СО2 для осаждения избыт ка Са(ОН)2 в виде СаСОз. Реакция осаждения считается законченной, когда pH раствора снизится до 7,5—8,0 (проба раствора не должна давать розовой или красной окраски с фенолфталеином). Смесь фильтруют под тягой, промывая осадок несколько раз водой*** Промывные воды упаривают до половины объема, присоединяют к основному раствору и добавляют небольшими порциями 20%-ный раствор Na2COs (70— 80 мл) до слабощелочной реакции на фенолфталеин. Раствор отсасывают от осадка СаСОз, промывая осадок 20 мл воды, фильт- рат (около 800 мл) упаривают на водяной бане до объема 120—130 мл, фильт- руют через складчатый фильтр, вновь упаривают до консистенции кашицы, ч кристаллы отсасывают. Чашку с влажной солью помещают в сушильный * Метод ИРЕА (А. Д. Цац, И. И. Ангелов). •• Пары дихлорэтана вытесняют воздух из колбы, что необходимо во избежание воспламенения фосфора. *** Осадок может содержать некоторое количество желтого фосфора и является огнеопасным. Рекомендуется осадок зарыть в землю.
412 Натрий шкаф и высушивают при 80—95°, пока не получится белый порошок, не при- стающий к пестику при растирании. Выход около 25 г (55%). Препарат содер- жит около 96% ПаНгРОг-НгО, остальное—ИагНРОз ДНгО и другие соли. 2. Значительно проще можно приготовить NaHaPOa из готового гипо- фосфита кальция. К суспензии Са(НаРОг)а (1 : 1) добавляют кристаллический NaaCOs-lOHaO- до слабощелочной реакции на фенолфталеин. Смесь фильтруют, промывая оса- док, и объединенный фильтрат упаривают до уд. в. 1,43—1,45 при 85-—90°. Охлаждают до 18°, кристаллы отсасывают, а маточники снова упаривают и- кристаллизуют. НАТРИЙ ФОСФОРНОВОЛЬФРАМОВОКИСЛЫЙ (ВОЛЬФРАМАТ-ФОСФАТ НАТРИЯ) Natrium Sodium Phosphorwolframsaures phosphowolframicum phosphotungstate Natrium Na2H5[P(W2O7)e] Мол. в. 2961,037 Свойства Na2H5[P(W2O7)6]—мелкие белые кристаллы, выветривающиеся на воздухе. Хорошо растворим в воде (47,39% при 20°). Таблица 281 Относительные веса водных растворов Na2H5[P(W2O7)6] Na2Hs[P(W2O,)„J % 4° Na2H,[P(W,O,)„] % 20 d4 5 1,044 35 1,414 15 1,143 45 1,613 25 1,262 Требования к продажному реактиву По МПТУ 4295—53 препарат х.ч. должен содержать не менее 87% WOs, препарат ч.д.а.—не менее 86,8%, препарат чистый—не менее 86,8%. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в Na2H5[P(W2O7)Gl различных квалификаций: Примеси Х.Ч. ч.д.а. ч. Вещества, нерастворимые в воде 0,003 0,005 0,01 Хлориды (С1) 0,008 0,01 0,02 Сульфаты (SO4) 0,01 0,02 0,03 Аммоний (NH4) . 0,005 0,005 0,01 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пересчете на РЬ) 0,002 0,003 0,005 Приготовление 12Na2WO4 + Na2HPO4 + 24НС1 = Na2H5[P(W2O7)e] + 24NaCl + ЮН2О Для получения препарата к. ч. растворяют* 100 г Na2WO4-2H2O (х. ч.) и 15 г Na2HPO4-12H2O (х. ч., в 400 мл горячей воды и к раствору добавляют тонкой струей 100 мл НС1 (х. ч., уд. в. 1,19.) Метод ИРЕА (Е. А. Никитина).
Натрий фосфорновольфрамовокислый и фосфорнокислый кислый 41 Выпадающий сначала желтый осадок WOs растворяется в избытке кислоты, и появляются мелкие кристаллы фосфорновольфрамовокислого натрия. Раствор упаривают на водяной бане до половины объема и дают медленно охладиться. Кристаллы отсасывают и для освобождения от примеси С1-' пере- кристаллизовывают. Для этого растворяют 100 г соли в 200 мл горячей воды, фильтруют, упаривают до появления кристаллов на дне и медленно охлаждают. Если при упаривании появляется синеватая или фиолетовая окраска (результат восстановления W6+), то добавляют 0,5—1 мл бромной воды или 3%-ную Н2О2 (по каплям до обесцвечивания). Соль отсасывают и сушат на стекле при температуре не выше 35—40° до прекращения прилипания к стеклянной палочке. Во время синтеза растворы следует тщатель- но оберегать от попадания пыли, органических веществ и следов NH3. НАТРИЙ ФОСФОРНОКИСЛЫЙ КИСЛЫЙ ОДНОЗАМЕЩЕННЫЙ (ДИГИДРОФОСФАТ НАТРИЯ) Natrium phosphoricum monobasicum Sodium phosphate monobasic Natriumphosphat einbasisch NaH2PO4-2H2O Мол. в. 156,020 Свойства №НгРО4-2Н2О—бесцветные ромбические кристаллы уд. в. 2,04. При 57,4° плавятся в кристаллизационной воде, при 100° обезвоживаются. Даль- нейшее нагревание до 200° приводит к образованию пирофосфата Na2H2P2O7. Таблица 282 Растворимость NaH2PO4 в воде t°c NaH РО. % ГС NaH РО4 % ГС NaH..PO4 '% ГС NaH2PO, % 0 36,7 30 51,5 60 64,2 90 69,3 10 41,1 40 58,0 70 65,5 100 71,2 20 46,0 50^- 61,3 80 67,5 Требования к продажному реактиву По ГОСТ 245—41 препарат ч.д.а. должен содержать не менее 99,0% NaH2PO4-2H2O, препарат чистый—не менее 98,0% ; pH раствора должен быть 4,2—4,6. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в NaH2PO4-2H2O различных квалификаций: Примеси ч.в.а. ч. Вещества, нерастворимые в воде .......... 0,01 0,02 Хлориды (С1)..........................- - 0,005 0,01 Сульфаты (SO4) 0,01 0,02 Железо (Fe)......................... 0,002 0,005 Вещества, осаждаемые аммиаком.................... 0,01 0,02 Тяжелые металлы группы H2S (в пересчете на РЬ) . . 0,001 0,005 Азот общий (в пересчете на N) ..................... 0,002 0,005 Мышьяк (As) ..................................... 0,0002 0,0005
414 Натрий Приготовление 1. Для получения препарата квалификации чистый к раствору 200 г техни- ческой НзРО« в 100 мл воды добавляют 10 мл сероводородной воды для осажде- ния As. На другой день раствор фильтруют и добавляют к фильтрату Na2CO;» (чистый) до тех пор, пока проба раствора (5 мл) не будет менять окраску метил- фиолетового, а после добавления 1 капли Н3РО4 будет давать ясно кислую реак- цию на метилоранжевый. Кипятят 15 мин. для удаления СОз, фильтруют, и фильтрат охлаждают при частом перемешивании. Кристаллы отсасывают и сушат при комнатной температуре. Выход 180 г. 2. Для получения препарата квалификации ч.д.а., к раствору 90 г НазНРО4- 12НзО (ч.д.а.) в 60 мл воды добавляют 17—18 мл Н3РО4 (чистая, уд. в. 1,7) до яснокислой реакции на лакмус. Дают раствору отстояться в тече- ние 2—3 час., добавляют 0,1г активированного угля, фильтруют, упаривают до образования пленки и кристаллизуют при охлаждении и перемешивании. Соль отсасывают и сушат на воздухе. Маточный раствор при упаривании дает препарат, требующий перекри- сталлизации из воды. Выход около 80 г (90%). НАТРИЙ ФОСФОРНОКИСЛЫЙ КИСЛЫЙ ДВУЗАМЕЩЕННЫЙ (ГИДРОФОСФАТ НАТРИЯ) Natrium phosphoricum Sodium phosphate dibasic Natriumphosphat zweibasisch Na2HPO4-12H2O Мол. в 358,157 Свойства Na2HPO4- 12H2O—бесцветные прозрачные моноклинические призмы уд. в. 1,63, быстро выветривающиеся на воздухе. Растворим в воде со щелочной реакцией (для 0,1 —1,0 н. раствора pH около 9,0) и нерастворим в спирте. Т. пл. 38° (в кристаллизационной воде). При осторожном высушивании при температуре несколько ниже т. пл. дает дигидрат—белый порошок, устойчи- вый в воздухе с относительной влажностью ниже 50%. При 100° теряет всю кристаллизационную воду, при 250° распадается с образованием пирофосфор- нокислого натрия Na4P2O7. При кристаллизации из водных растворов при температуре выше 30° выпадает гептагидрат Na2HPO4-7H2O. Таблица 284 Таблица 283 Относительные веса водных Растворимость Na2HPC>4 вводе растворов Na2HPC>4 f°C NaHPO. '0/ /0 i°C Na HPO, % NaJHPO, О/ /0 18 d4 NabHPO., О/ /0 18 d4 0 10 1,8 3,7 48,4 59 44,1 47,6 1 1,009 4 1,043 15 20 5,1 7,2 70 78,5 48,7 48,9 2 1,020 5 1,055 25 36 -to 10,5 30,0 35,6 85 95 49,3 51,0 3 1,031 6 1,067
Натрий фосфорнокислый дву- и трехзамещенный 415 Требования к продажному реактиву Наибольшие количества допустимых примесей (%) в Na2HPO4 - 12Н2О' пазличных квалификаций (по ГОСТ 4172—48): Примеси х.ч. ч.д.а. ч. Вещества, нерастворимые в воде 0,002 0,005 0,01 Хлориды (О) 0,001 0,003 0,005 Нитраты (NO3) . 0,0005 0,001 0,002 Сульфаты (SO4) 0,005 0,02 0,04 Магний (Mg) . . . . . 0,001 0,001 0,003 Железо (Fe) 0,0005 0,001 0,003 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пересчете на РЬ) ... 0,0005 0,001 0,002 Мышьяк (As) 0,0005 0,001 0,002 Кроме того, препарат должен выдержать испытание на реакцию водного рас- твора. 3 г препарата растворяют в 30 мл воды, фильтруют и прибавляют 3 капли 1%-ного спиртового раствора фенолфталеина. Появившееся розовое окрашивание обеспечивают, нейтрализуя раствор 1 н. НС1 (для х. ч. не более 0,5 мл, pjm ч. д. а.—0,5 мл, для чистого—1 мл). Раствор кипятят 2 мин. и охлаждают. Окраска не должна появиться вновь. Приготовление 1. Н3РО4 + Na2CO3 = Na2HPO4 + Н2О + СО2 Для получения препарата квалификации ч.д.а. в объемистую фарфоровую чашку помещают 20%-ную Н3РО4 (ч.д.а.) и, нагрев ее на паровой бане, прибав- ляют насыщенный раствор Na2CO3 (ч.д.а.), пока горячая жидкость не приобре- тет слабощелочную реакцию на фенолфталеин. Тогда раствор фильтруют, фильт- рат упаривают до кристаллизации и охлаждают. Кристаллы помещают на во- ронку и, после того как стечет жидкость, высушивают между листами фильт- ровальной бумаги при комнатной температуре. 2. Для получения препарата «по З'ёренсену» (Na2HPO4 -2Н2О) 100 г обыч- ной соли Na2HPO4-12H2O (ч.д.а.) высушивают в тонком слое при температуре не выше 37° до тех пор, пока проба соли при прокаливании покажет потерю веса, равную 25,28420,1%. Выход 50 г. НАТРИЙ ФОСФОРНОКИСЛЫЙ ТРЕХЗАМЕЩЕННЫЙ (ОРТОФОСФАТ НАТРИЯ ТРЕТИЧНЫЙ) х atrium phosphoricum Sodium phosphate Natriumphosphat dreibasisch tribasicum normal Natriumorthophosphat tertiar Na3PO4-12H2O Мол. в. 380,140 Свойства Na3PO4- 12H2O—бесцветные кристаллы уд. в. 1,63, в сухом воздухе вывет Ривающиеся. При 73,4° плавится в кристаллизационной воде; полное обезво- живание не достигается даже при 200°. В водном растворе соль почти полностью Ьасщепляется на Na2HPO4 и NaOH и имеет сильношелочную реакцию. Уд. вес безводной соли 2,54.
416 Натрий Таблица 285 Растворимость Na3PO4 в воде t°c NaPO, % /°C Na.PO, % 0 1,5 50 30,1 10 3,9 60 35,5 15 9,5 70 40,8 20 9,9 80 44,8 30 16,7 90 48,7 40 23,7 100 51,9 Требования к продажному реактиву Таблица 286 О т н ос и тельные веса водных растворов Na3PO4 Na PO, % ,’5 d4 Na PO, % 15 «4 1 1,0087 6 1,0624 2 1,0194 7 1,0737 3 1,0299 8 1,0850 4 1,0405 9 1,0962 5 1,0515 10 1,1083 По ТУ МХП 1963—49 реактивный препарат должен содержать не менее 95% Na3PO4- 12Н2О. Наибольшие количества примесей (%) в Na3PO4-12H2O: Вещества, нерастворимые в воде . . . ......... 0,01 Хлориды (С1) ......... 0,005 Сульфаты (SO4) ... 0,05 Железо (Fe)........................................ 0,002 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пересчете на РЬ) ............................................ 0,002 Свободная щелочь (NaOH) ........... .............. 2,5 Na2HPO4 ........................................... 1,5 Приготовление Na2HPO4 NaOH == NaaPO4 + Н2О Для получения препарата реактивной чистоты к горячему раствору 90 г Na2HPO4-12H2O (чистый) в 70 мм воды добавляют 9,8 г NaOH (чистый). Фильтруют, упаривают фильтрат до уд. в. 1,34 и охлаждают при перемешивании. .Кристаллы отсасывают и перекристаллизовывают из воды. Выход 60 г (63%). НАТРИЙ ФОСФОРНОМОЛИБДЕНОВОКИСЛЫЙ (МОЛИБДАТ-ФОСФАТ НАТРИЯ, РЕАКТИВ ЗОННЕНШТЕЙНА) Natrium Sodium Phosphormolybdansaures phosphomolybdaenicum phosphomolybdate Natrium Na3H4[P(Mo207)6] - H2O Мол. в. 1945,40 Свойства Na3H4[P(Mo2O7)eJ-HaO — желтые кристаллы, очень легко растворимые в воде. Хранить препарат следует в плотно закрытых банках оранжевого стекла, оберегая от пыли и NHs.
liатрий фосфорномолибденовокислый 417 Требования к продажному реактиву По МПТУ 4222—53 препарат квалификации ч.д.а. и чистый должен содер- жать 3,5—4,0% Р2О5 и 90,5—94,0% МоОз (в обоих случаях в пересчете на про- каленный остаток); потери при прокаливании 12—17%. Наибольшие количества допустимых примесей в NasH4[P(iMo2O7)6]-Н2О различных квалификаций (%): Примеси ч.д.а. ч. Вещества, нерастворимые в воде ............ 0,01 0,02 Хлориды (С1)............................... 0,01 0,02 Сульфаты (SO4) . . .............. 0,01 0,02 Соли аммония (NH4) 0,005 0,015 Железо (Fe)................................... 0,001 0,002 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пе- ресчете на РЬ)................................ 0,002 0,003 Приготовление 1. (NH4)cMo7024 + 14NaOH = 7Na2MoO4 + 6NH3 + 10H2O 12Na,Mo04 4- Na2HPO4 + 23HC1 = Na3H4[P(Mo,O,)6] + 23NaCl + 1CH2O Для получения препарата квалификации ч.д.а. растворяют * 100 г молиб- деновокислого аммония (NH4)eMc7O24-4H2O в 300 мл воды в серебряной чашке, нагреваемой на водяной бане под тягой. Добавляют 49 г NaOH и продолжают нагревать до исчезновения запаха NHs, пополняя испаряющуюся воду. Раствор фильтруют и добавляют к нему 16,9 г Na2HPO4 - 12Н2О и 104 мл соляной кисло- ты (уд. в. 1,19). Раствор должен сразу же приобрести желтую окраску, что свиде- тельствует о правильном ходе процесса. После этого его упаривают на водяной бане до появления кристаллической пленки и медленно охлаждают, не снимая с бани. Выпавшие кристаллы отфильтровывают, растворяют в 120—130 мл горя- чей воды, перемешивают стеклянной палочкой, упаривают до появления пленки и медленно охлаждают. Вторую и третью перекристаллизации проводят так же, растворяя соль в 100 мл воды. Для последней перекристаллизации соль раство- ряют в 60—80 мл горячей воды, дважды фильтруют через плотный фильтр и упаривают в вакууме. Кристаллы, выпадающие при охлаждении, отсасывают и сушат в эксикаторе над H2SO4. Маточный раствор после первой кристаллизации встряхивают в делитель- ной воронке с ацетоном, беря на 50 мл раствора 30 мл ацетона. Жидкость рас- слаивается на 3 слоя. Верхний и нижний слои отбрасывают, а средний (зеленый) слой, представляющий ацетоновый раствор фосфорномолибденовокислого нат- рия, отделяют, отгоняют ацетон на водяной бане и переливают остаток в фар- форовую чашку. Прибавляют 7 мл HNOs (уд. в. 1,4) для окисления низших окис- лов молибдена, фильтруют желтый раствор и упаривают его до кристаллизации. Соль перекристаллизовывают один раз из воды, как указано выше, и один раз с упаркой в вакууме. Маточные растворы от всех кристаллизаций объединяют и упаривают до появления пленки. Выпадающую при охлаждении соль 2—3 раза перекристал- лизовывают обычно и один раз с упаркой в вакууме. Общий выход препарата составляет 60 г (70%). 2. Для приготовления раствора препарата** растворяют 20 г молибдено- вокислого аммония (NH4)6Mo7O24-4H«O, в 20 мл горячей воды и прибавляют 100 г HNOs (уд. в. 1,2). К жидкости, нагретой на водяной бане, добавляют рас- * Метод ИРЕА (А. В. Раковский). Хим. реактивы, стр. 185. 97 z / Чистые химические реактивы
418 Натрий твор NaaHPOt до прекращения выпадения, осадка. Отстоявшуюся жидкость де- каптируют, осадок промывают горячей водой, отсасывают и растворяют при нагревании на водяной бане в возможно меньшем количестве 20%-ного раствора Ыа2СО3. Раствор выпаривают досуха; остаток прокаливают до полного удаления МНз, смачивают несколькими каплями HNOs и снова прокаливают до сплавле- ния. Наконец, белую соль растворяют в 20 мл воды и добавляют немного HNO» (раствор при этом желтеет). НАТРИЙ ФТОРИСТЫЙ (ФТОРИД НАТРИЯ) Natrium fluoratum Sodium fluoride Natriumfluorid Свойства NaF Мол. в. 41,99 NaF—мелкие белые кристаллы тетрагональной системы, уд. в. 2,77, растворимые в воде со щелочной реакцией. Т. пл. 988°, т. кип. 1693°. Таблица 287 Растворимость NaF в воде ГС NaF % ГС NaF % 15 3,85 21 4,00 18 4,22 25 4,03 Таблица 288 Относительные веса водных растворов NaF NaF о/ /о 18 «4 NaF % 18 d4 1 1,0092 4 1,0409 2 1,0198 5 1,0515 3 1,0304 активу Требования к продажному р По ГОСТ 4463—48 препарат ч.д.а. должен содержать не менее 98% NaF. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в NaF различных ква- лификаций: Примеси ч.д.а. ч. Вещества, нерастворимые в воде ... 0,05 0,1 Хлориды (О) ... . . 0,005 0,01 Сульфаты (SO4) . . ....................... 0,05 0,1 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пересчете на РЬ).............. ............................ 0,005 0,01 Железо (Fe) ... ................... 0,005 0,01 Кислотность (HF) . . .... 0,2 0,5 Щелочность (Na2CO3) ................... . . . 1,0 1,5 Соли H,SiFe для препарата с кислой реакцией (NasSiFe)........................................ 0,4 0,8 Кремнекислота для препарата со щелочной реакцией (SiO») ... . . 0,05 0,1 Приготовление Для получения препарата квалификации ч.д.а. разработана следующая методика*. Метод ИРЕА (С. И. Кузьмичев)
Натрий фтористый и хлористый 419 Раствор 400 г NaOH (техн.) в 500 мл воды выдерживают 10—12 дней и осто- рожно сливают с осадка Па2СОз- 1050 мл раствора, содержащего 135 г NH4HF2 (см. приготовление), разливают- на равные части в три банки. К первой части добавляют 170 мл 45%-ного раствора NaOH (приготовление—см. выше), ко второй и третьей частям—по 70 мл NaOH. При добавлении NaOH жидкость энергично размешивают в течение нескольких минут.. После оседания трудно растворимого NaF в первой банке жидкость пере- ливают во вторую банку, а из нее после энергичного размешивания и оседания pjaF—в третью банку. (Такой порядок удобен тем, что сокращается расход NaOH, который должен быть в большом избытке.) Кристаллический осадок NaF отсасывают и промывают водой для удале- ния SON, СП и избытка NaOH. Промытую соль высушивают при 35—40° и хранят в парафинированной банке. Выход 90 г (63%). НАТРИЙ ХЛОРИСТЫЙ (ХЛОРИД НАТРИЯ, ПОВАРЕННАЯ СОЛЬ) Natrium chloratum NaCl Свойств а Sodium chloride Common salt Мол. в. 58,448 Natriumchlorid Kochsalz NaCl—белые кубические кристаллы или мелкокристаллический порошок уд. в. 2,1675 (di). Т. пл. 800°, т. кип. 1440°. Растворим в воде, нерастворим и спирте. Таблица 209 Растворимость NaCl в воде ГС NaCl % ГС NaCl % ГС NaCl % —15 24,66 25 26,54 80 27,65 0 26,21 40 26,81 90 27,99 + 5 26,27 50 27,00 too 28,38 9 26,33 60 27,14 109,7 28,75 14 26,41 70 27,47 Таблица 290 Относительные веса водных растворов NaCl* NaCl О/ /о л20 сЦ NaCl % ,20 cl 4 NaCl % 4° 1 1,00725 10 1,07335 19 1,14315 2 1,01450 11 1,08097 20 1,15107 3 1,02174 12 1,08859 21 1,15931 4 1 ,02899 13 1,09622 22 1,16755 5 1,03624 14 1,10384 23 1,17580 6 1,04366 15 1,11146 24 1,18404 7 1,05108 16 1,11938 25 1,19228 8 1,05851 17 1,12730 26 1,20098 9 1,06593 18 1,13523 26,395 1,20433 * Более точные данные см. Н. В. Гевелинг, Известия сектора физико-химического анали- за Академик наук СССР, 9, 82 (1936). Удельные веса даны с точностью до шестого десятич- ного знака' для концентраций 0,11-2.9. ‘27*
420 Натрий При кристаллизации из водных растворов при температуре минус 10“ выпадают большие шестиугольные таблички гидрата NaCl-2H2O. Требования к продажному реактиву По ГОСТ 4223—48 препарат всех квалификаций должен содержать не менее 99,8% NaCl. Наибольшие количества допустимых примесеи (%) в NaCl различных ква- лификаций: Примеси Х.Ч. ч.д.а. ч. Вещества, нерастворимые в воде . . 0,003 0,005 0,02 Сульфаты (SON . . 0,002 0,005 0,01 Азот общий (в пересчете на N) . . . . 0,0005 0,001 0,001 Кальций (Са) 0,005 0,007 0,01 Магний (Mg) 0,002 0,003 0,005 Мышьяк (As) . . . . . 0,00002 0,00005 0,0001 Тяжелые металлы сероводородной (в пересчете на РЬ) . . группы . . 0,0005 0,0005 0,001 Железо (Fe) 0,0001 0,0003 0,0005 Калий (К) . 0,01 0,02 0,04 Иод (J) . 0,008 0,008 0,012 А. Кристаллический NaCl Приготовление 1. Для получения препарата квалификации ч.д.а. или чистый из техни- ческого продукта поступают следующим образом. Растворяют 1 кг технической поваренной соли в 3 л воды, дают раствору отстояться и декантируют. Раствор подкисляют соляной кислотой до слабокислой реакции на бромтимоловый синий, нагревают и добавляют раствор 50 г ВаС1» -2Н2О в 200 мл воды для осаж- дения SON “. Нагревают 20 мин., дают отстояться, фильтруют, и к горячему фильтрату добавляют 3 мл 20%-ного NaOH и 100 мл 20%-ного Na-jCOs- Раствор кипятят 30 мин. и фильтруют. Фильтрат нейтрализуют соляной кислотой (х.ч.) на лакмус и упаривают, вычерпывая NaCl по мере его выпадения. Кристал- лы отсасывают, промывают небольшим количеством воды и сушат при 70— 100°. Выход 80% препарата квалификации чистый или ч.д.а. 2. Для очистки технической поваренной соли ее концентрированный про- фильтрованный раствор насыщают газообразным НО. Конец газоподводя щей трубки, погруженный в раствор, рекомендуется снабдить воронкой, чтобы выделяющаяся кристаллическая масса не закупорила выходного отверстия (NaCl очень плохо растворим в соляной кислоте). Препарат отсасывают, про- мывают несколько раз соляной кислотой (чистая, уд. в. 1.19) и, высушив, прокаливают соль в платиновой чашке при 500—600° до постоянного веса. Приведенным методом можно очистить NaCl от SON: однако некоторое количество КС1 и MgCl2 может остаться в препарате. Б. Коллоидный NaCl Приготовление* Тщательно высушиваю! при 110—120° в сушильном шкафу 15—20 г сали- циловокислого натрия (CeHaOHCOONa) (от степени высушивания зависит проч- ность геля'.). В колбу помещают 20 г хлористого тионила (SOC12), всыпают туда же высу- шенный салициловокислый натрий, закрывают пробкой с хлоркальциевой труб- * Л. К а р г а ч, Колл, химия, стр. 12.
Натрий хлорноватистокислый 421 кой и помещают под тягу (выделение SO2), не взбалтывая. Через сутки содер- жимое колбы превращается в красивый зелено-оранжевый студень консистенции жидкого мыла. При хорошей укупорке студень держится несколько недель, пос- ле чего мутнеет. НАТРИЙ ХЛОРНОВАТИСТОКИСЛЫЙ (ГИПОХЛОРИТ НАТРИЯ) Natrium hypochlorosum Sodium hypochlorite Natriumhypochlorit NaClO Мол. в. 74,448 Свойства NaClO в безводном состоянии неизвестен. Раствор NaClO—бесцветная жидкость со щелочной реакцией, постепенно разлагающаяся на NaCl, NaClOs и О2 и являющаяся сильным окислителем; скорость разложения зависит от концентрации раствора и примеси свободной щелочи. На свету, а также при нагревании, разложение протекает особенно быстро. Раствор NaClO ранее назывался лабарраковой водой. При упаривании раствора NaClO в вакууме можно выделить неустойчивый гидрат NaClO-5H2O, который легко переходит в NaClO-H2O. Последний при нагревании до 70° разлагается со взрывом. Приготовление 1. СаОС12 + Na2CO3 = СаСО8 + NaClO + NaCl Для приготовления раствора* NaClO 100 г хлорной извести с содержанием 35—36% активного хлора тщательно размешивают в течение 15 мин. с 170 мл воды и добавляют к смеси при постоянном перемешивании раствор 70 г Na2CO3 (техн.) в 170 мл воды. Масса сначала густеет, затем опять разжижается. Тогда отсасывают жидкость от осадка СаСОз через полотняный фильтр. Выход 320 мл с содержанием активного хлора 71—100 г/л. 2. 2NaOH + С12 = NaClO + NaCl + Н2О Для приготовления раствора средней концентрации смешивают в большом высоком сосуде 2 кг 50%-ного раствора NaOH с 2 кг толченого льда и при воз- можно сильном охлаждении сосуда холодильной смесью пропускают струю газообразного хлора, пока вес раствора не увеличится на 800 г. Температура должна быть все время ниже —10°. Приготовленный таким путем раствор можно довольно долго сохранять в темном и холодном месте без потери им реакционной способности. Испытания 1. Содержание активного хлора. 10 мл испытуемого раствора разбавляют в мерной колбе до 500 мл, отбирают пипеткой 25 мл, добавляют точно 50 мл 0,1 н. НС1 и 2 г KJ и титруют выделившийся Js 0,1 н. раствором Na2S2O3. Содержание С12 в 1 мл=0,007092 V, где V—объем 0,1 н. Na2S2O3. 2. Свободная щелочь. К раствору после определения активного хлора до- бавляют 2—3 капли метилоранжа и титруют 0,1 н. раствором NaOH. Содержание NaOH в 100 мл = 40—0,8 (VNaAOa + VNaOH), где VNasSiOa 11 ^NaOH — объемы 0,1 н. растворов Na2S2O3 и NaOH, затраченные на титрова- ние. Метод ИРЕА (И. И. Ангелов).
422 Натрий НАТРИЙ ХЛОРНОВАТОКИСЛЫЙ (ХЛОРАТ НАТРИЯ) Natrium chloricum Sodium chlorate Natriumchlorat Chlorsaures Natrium NaClO;; Мол. в. 106,448 Свойства NaCl Оз—бесцветные кристаллы кубической системы. Уд. в. 2,5. Т. пл 248°; при более высокой температуре разлагается с выделением О2. Хорошо растворим в воде, очень плохо в 90%-ном спирте. Таблица 291 Растворимость NaClОз в воде Таблица 292 Относительные веса водных растворов NaClOs ГС NaClO3 % NaClO, % 18 d4 NaCl О, % J8 d4 0 45,1 1 1,0053 16 1,1131 15 47,6 2 1,0121 18 1,1288 20 49,7 4 1,0258 22 1,1614 40 56,5 6 1,0397 26 1,1953 60 59,5 8 1,0538 30 1,2307 80 63,6 10 1,0681 34 1,2680 100 67,1 12 1,0827 38 1,3085 14 1,0977 40 1,3285 Требования к продажному реактиву По ВТУ РУ 8S6—53 препарат чистый должен содержать не менее 97,5% NaClO3. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в NaClO3 квалификации чистый’. Вещества, нерастворимые в воде..................... 0,015 Хлориды (С1) ................. . 0,02 Сульфаты (SO4) . . ................ 0,01 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пересчете на РЬ) .,........................... . . . 0,002 Железо (Fe) ... . . 0,001 Броматы (ВгО3) ... 0,01 Мышьяк (As) . ........ 0,0001 Приготовление Для получения реактивного препарата 100 г КС1О3 и 60 г безводного Na2SO5 растворяют при нагревании в 600 мл воды. Тотчас же при охлаждении смешива- ют раствор с 300 г спирта. После двухдневного стояния жидкость сливают с осадка K2SO4 и последний промывают 30%-ным спиртом. Промывную жидкость соединяют с главной порцией спиртового раствора, переливают в колбу и от- гоняют спирт. Остаток упаривают и охлаждают до кристаллизации. Для очистки соль подвергают вторичной перекристаллизации из воды*. Prap. Chem., 330.
Натрий хлорноватокислый и хлорнокислый 423 НАТРИЙ ХЛОРНОКИСЛЫЙ (ПЕРХЛОРАТ НАТРИЯ) Natrium perchloricum Sodium perchlorate Natriumperchloral NaC104H,0 Мол. в. 140,464 NaCiO4 Мол. в. 122,448 Свойства Моногидрат NaClO4-11»O—ромбические призмы уд. в. 2,02, теряющие воду над H2SO4 или при нагревании до 50°. При кристаллизации выше 50" образует- ся безводный NaC104—-прямоугольные призмы, иа воздухе постепенно погло- щающие влагу и переходящие в моногидрат. Т. пл. 482°. Легко растворим в во- де, спирте и эфире. Насыщенный водный раствор кипит при 143°. Таблица 293 Растворимость NaClO4 в воде Таблица 294 Относительные веса водных растворов NaClO4 ГС NaClO, % ГС NaClO, % NaClO, % 18 NaClO. % 18 0 62,87 50 73,26 1 1,0051 18 1,1241 2 1,0116 22 1,1554 15 65,63 55 73,93 4 1,0247 26 1,1883 6 1,0381 30 1,2227 25 67,82 75 75,01 8 1,0517 34 1,2591 10 1,0656 38 1,2969 38 70,38 100 76,75 14 1,0943 Требования к продажному реактиву По ВТУ РУ 839—53 препарат NaClO4-H2O чистый должен представлять собой порошок белого цвета и содержать не менее 89% NaC104, не более 0,002% сульфатов, 0,02% нерастворимых веществ и не более 3% влаги. Щелочность препарата, в расчете на NaOH, не должна превышать 1%. По ВТУ РУ 870—53 препарат NaClO4 чистый должен представлять со- бой порошок белого цвета и содержать не менее 96% NaClO4 и не более 0,02% нерастворимых веществ. Кроме того, препарат должен выдержать испытание на реакцию раствора. Для этого 1,0 г препарата растворяют в 100 мл воды, прибавляют 1—2 капли метилового оранжевого и титруют 0,1 н. НС1—не должно пойти более 1 мл. Приготовление Для получения препарата квалификации чистый можно применить лю- бой из способов, приведенных ниже. 1. К горячему раствору* 100 г На2СОз-ЮН2О (ч.д.а.) в 300 мл воды до- бавляют понемногу 234 г 30%-ной НС1О4 (ч.д.а.) до очень слабой кислой реак- ции на лакмус. Дают постоять 1 час и проверяют реакцию раствора, добавляя в случае необходимости немного NaaCO3 или НС1О4. Раствор фильтруют, если нужно (могут выделиться кристаллики КС1О4), и фильтрат выпаривают досуха на водяной бане. Затем чашку с солью переносят под тягу на песчаную баню, нагретую до 100—150°, и постепенно повышают температуру до 180—200° Нагревание ведут до тех пор, пока не прекратится выделение дыма НС1О4. * Метод ИРЕА (В. В. Полянский. И. И. Ангелов).
424 Натрий Остаток растворяют в минимальном количестве холодной воды, фильт- руют, если требуется, и выпаривают на водяной бане до состояния кашицы. Кристаллы отсасывают иа воронке с пористой стеклянной пластинкой (можно употреблять и плотный бумажный фильтр) и высушивают, постепенно повышая температуру до 220—230°. Выход 65—68г безводного NaClO4 (около 90%). 2. Профильтрованный раствор* 200 г NaClO3 в 400 мл воды подвергают электролизу при анодной плотности тока 0,7—0,8 а'см2 с никелевыми катодами и платиновыми анодами. При площади анода 25 с.м2 процесс, занимает 3—4 ча- са. Температуру электролита поддерживают между 10 и 15”. Для контроля процесса время от времени берут 1 мл раствора электролита, прибавляют 25 мл 0,1 н. раствора FeSO4 (титр устанавливается по КМпО4) и кипятят в кониче- ской колбе в атмосфере СОг. После охлаждения разбавляют до.200 мл и избы- ток FeSO4 оттитровывают 0,1 н. раствором КМпО4. Когда 92—96% NaClOs перейдет в NaClO4, раствор выпаривают в фарфоровой чашке досуха и кристал- лизуют, как в способе 1. НАТРИЙ ЩАВЕЛЕВОКИСЛЫЙ (ОКСАЛАТ НАТРИЯ) • Natrium oxalicum Sodium oxalate Natriumoxalat Na2C2O4 Мол. в. 134,014 Свойства Na2C2O4—белый кристаллический порошок, мало растворимый в воде и нерастворимый в спирте. При прокаливании разлагается на Na2CO3 и СО Таблица 295 Растворимость Na2C2O4 в воде ГС Na.C.O, % ГС Na.jC.Oj % 10 2,77 25 3,47 15 3,12 80 5,54 20 3,30 Требования к продажному реактиву По ГОСТ 5839—51 препарат х. ч. должен содержать не менее 99,8% Na^O®. препарат ч.д.а.—не менее 99,6%. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в Na2C2O4 различных квалификаций: Примеси Х.Ч. ч.&.а. Вещества, нерастворимые в воде 0,005 0,01 Хлориды (С1) . 0,002 0,005 Сульфаты (SO4) 0,004 0,008 Железо (Fe) 0,0002 0,0005 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пересчете па РЬ) ... 0,001 0,002 Калий (К) 0,006 0,01 Вода гигроскопическая 0,01 0,02 Кислотность (Н2С2О4) 0,01 0,025 Щелочность (СО3) ..... 0,02 0,05 Азот общий (в пересчете на N) 0,001 0,002 * Метод ИРЕА(И И. Ангелов, А. С. Шаньгина).
Натрий щавелевокислый. Никель азотнокислый 425 Кроме того, препарат должен выдержать пробу с серной кислотой. I г препарата взвешивают с точностью до 0,01 г, помещают в коническую колбу, прибавляют 10 мл серной кислоты (ГОСТ 4204—48) и нагревают до на- чала выделения паров серной кислоты. Препарат считают соответствующим стан- дарту, если окраска испытуемого раствора по сравнению с окраской 10 мл сер- ной кислоты, нагретой до той же температуры, будет иметь лишь очень слабый коричневатый оттенок. Приготовление Для получения"препарата квалификации х.ч. разработана следующая мето- дика*. К нагретому до 70—80° раствору 125 г щавелевой кислоты Н2С2О4-2Н2О (чистая) в 80 мл воды добавляют по каплям при перемешивании раствор 82 г NaOH (чистый) в 200 мл воды до сильнощелочной реакции на фенолфталеин. Не давая охладиться ниже 70—80°, сливают раствор с кристаллов Na2C2O4. (иначе препарат будет давать муть при растворении в воде). Соль быстро от- сасывают, промывают 100 мл воды и проверяют водную реакцию (проба, рас- творенная в воде, не должна давать розовой окраски с фенолфталеином). Затем соль промывают 20 мл чистого спирта, сильно отсасывают и сушат в серебряной чашке при 150—200°, перемешивая изредка серебряным шпателем. Соль долж на получиться сыпучей, как песок. Выход 100 г (75%). НИКЕЛЬ АЗОТНОКИСЛЫЙ (НИТРАТ НИКЕЛЯ) Niccolum nitricum Nickel nitrate Nickelnitrat Ni(NO3)3-6H2O Свойства Ni(NO3)2-6H2O — изумрудно- зеленые кристаллы моноклиниче- ской системы уд. в. 2,05, слегка выветривающиеся в сухом воздухе и быстро расплывающиеся во влажном. При 57° плавится в кри- сталлизационной воде; при даль- нейшем нагревании теряет 3 мол. воды и затем HNOs- При прокали- вании распадается, оставляя Ni2O3. Растворим в воде и спирте. Мол. в. 290.80 Таблица 296 Растворимость Ni(NO3)2 в воде ГС Ni(NOa)3 0/ /о ГС Ni(NOJ, % 0 44,3 55 61,1 20 49, 1 70 63,9 40 54,8 95 77,2 Таблица 297 Относительные веса водных растворов Ni(NO3)2 Ni(NO,)., % ‘ 18 d4 Ni(NOa)5 % 18 Q4 N1(NOJs % ,18 d4 1 1,007 10 1,088 20 1,191 2 1,016 12 1,108 25 1,249 4 1,033 14 1,128 30 1,311 6 1,051 16 1,148 35 1,379 8 1,069 18 1,170 Метод ИРЕА (Т. В. Полянский).
126 Никель Требования к продажному реактиву По ГОСТ 4055—48 препарат квалификации ч.д.а. или чистый должен содер- жать не менее 98% Ni(NOs)s-6H2O. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в КЩНОз^а-бНгО раз- личных квалификаций: Примеси ч.д.а. ч. Вещества, нерастворимые в воде . . . 0,005 0,01 Хлориды (С1) . . . .......... 0,002 0,01 Сульфаты (SO4) . . . .... 0,01 0,03 Железо (Fe) ................... 0,0005 0,001 Цинк (Zn) . ...................... 0,01 0,05 Кобальт (Со)......... ............. 0,1 0,3 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пе- ресчете на Си)............................ 0,002 0,01 Щелочные и щелочноземельные металлы (в виде сульфатов)....................... 0,2 0,5 Примечание. Препарат, содержащий не более 0,002% Со, носит название «без кобальта». 'Приготовление 1. Для получения препарата квалификации чистый взбалтывают 46 г NiCOs (чистый) с 140 мл воды и в полученную смесь прибавляют постепенно 84 мл HNOs (чистая, уд. в. 1,4). Раствор упаривают до объема 140 мл, охлаж- дают, а выпавшие кристаллы отсасывают и помещают в плотно закрывающиеся банки. Выход 35—38 г. Маточные растворы при выпаривании дают еще значительное количество кристаллов. 2. Для получения* препарата квалификации ч.д.а. «без Со» исходят из NiClg (без кобальта, приготовление см. стр. 431). В чашку помещают 57,5 г безводного N1C1.2, 50 мл воды и 90 мл HNOs (ч.д.а.. уд. в. 1,4). Смесь упаривают под тягой на водяной бане до состояния кашицы и дальше прокаливают на пес- чаной бане в никелевом или фарфоровом тигле при 500°. Полученную NiO (около 33г) проверяют на С1—; если С1 имеется, то про- мывают ее горячей водой. Добавляют 58 мл HNOs (ч.д.а. уд. в. 1,4), подогре- вают до растворения и фильтруют. Фильтрат упаривают до образования пленки и охлаждают. Кристаллы отсасывают и переносят в банку с притертой пробкой. Выход 100—120 г. 3. Для получения препарата квалификации ч. д. а. без Со к нагретому до 70—80° раствору 400 г Ni(NO3)2-6H2O (чистый) в 800 мл воды прибавляют** гидрат окиси никеля и перемешивают в течение 2 час. Весь Со выпадает в оса- док в виде Со(ОН)3. Раствор фильтруют, осадок промывают; фильтрат и про мывные воды упаривают и кристаллизуют обычным образом. Гидрат окиси никеля получают медленным прибавлением (в два-три приема) 105 мл раствора NaClO (с содержанием 60 г NaOH и 70 г активного хлора в 1 л) к раствору 12 г Ni(NO3)2-6H2O в 55 мл воды. Осадок отфильтровывают и промывают горячей водой до удаления СГ Ni(QH)3 можно хранить под водой з течение не более двух суток. * Метод ИРЕА (В, В, Шел яги и). •* Метод ИРЕА (Г. И. Горштейн. И Ф. Башкина).
Никель-аммоний сернокислый 4'21 НИКЕЛЬ-АММОНИЙ СЕРНОКИСЛЫЙ Niccolum sulfuricum Nickel ammonium Nickelammoniumsulfat ammoniatum sulfate NiS04(NH4)2S04.6H,0 Мол. в. 395,00 войства NiSO4-(NH4)2SO4-6H2O—сине-зеленые кристаллы моноклинической cue темы, уд. в. 1,91, изоморфные с соответствующими соединениями Со р Mg. Почти нерастворим в холодном насыщенном растворе (NH4)2SO4. При нагре вании теряет воду без предварительного плавления. Таблица 29S Растворимость NiSO4-(NH4)2SO4-6H2O в воде (°C % безводной соли ГС % безводной соли t°C % безводной соли 3,5 1,8 30 7,2 59 14,3 10 3,1 40 10,3 68 15,8 16 20 5,5 5,6 50 1 12,6 85 22,2 Требования к продажному реактиву По ГОСТ 4464—48 препарат ч.д.а. должен содержать не менее 98,0% NiSO4-(NH4)2SO4-6H2O, препарат чистый—не менее 96%. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в NiS04-(NH4)2SO4 6Н2О различных квалификаций: Примеси ч.д.а. ч. Вещества, нерастворимые в воде................ 0,005 0,01 Хлориды (С1).................................. 0,002 0,005 Железо (Г'е).................... 0,0005 0,002 Цинк (Zn) ... 0,005 0,02 Кобальт (Со) . ............... . . ... 0,05 0,1 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пе- ресчете на Си) - -........................ 0,002 0,005 Щелочные и щелочноземельные металлы (в виде сульфатов) . . .................... 0,05 0,1 Примечание. Препарат, содержащий не более 0,002% Со. носит название «без кобальта». Приготовление 1. Препарат ч.д.а. «без Со» получают следующим образом. Смесь 100—125г (NH4)^CO8, 60 г NasHPO4 и Юг NH4C1 (все соли реактив- ной чистоты) сильно взбалтывают в 300 мл теплой (40—50°) воды. При этол большая часть солей растворяется, после чего жидкость охлаждают до комнат- ной температуры и насыщают ее СОг- К приготовленному таким образом раствору прибавляют раствор 50 г Ni(NO3)2-6Н2О (чистый), и смесь постепенно нагревают до кипения. При этом образовавшийся вначале осадок почти полностью растворяется; в противном
428 Никем случае добавляют по каплям NH4OH до почти полной прозрачности раствора. Кипятят 15—30 мин., причем примесь Со++ выпадает в виде CoNH4PO4, в то время как Ni + + остается в растворе. Трудность заключается в том, что при недостаточно долгом кипячении Со++ осаждается неполностью, если же кипя- тить слишком долго, то частично выпадает и Ni+ + . После кипячения раствору дают стоять час и фильтруют; к фильтрату прибавляют около 100 мл 50%-ной H2SO4 и упаривают до объема 100—150 мл. Уже в горячем растворе частично выпадает NiSO4-(NH4)2SO4-6H2O, а при охлаждении выпадение бывает почти полное (при неполном отделении Со+ + маточный раствор имеет розовый оттенок). Маточный раствор сливают, и кристаллы несколько раз промывают на фильтре водой. Еще влажную кристаллическую массу перекристаллизовывают из возможно малого количества кипящей воды. Выделение кристаллов начинает- ся после прибавления 100 мл насыщенного раствора (NH4)2SO4, подкисленного 10 мл разбавленной H2SO4. По охлаждении раствор фильтруют, кристаллы мно- гократно промывают холодной водой и, наконец, спиртом. Выход 48—50 г (около 80%). 2. Если примесь Со не является вредной, то препарат можно получить значительно более простым методом—сливая горячие насыщенные профильт- рованные растворы 280 г NiSO4-7H2O и 150 г (NH4)2SO4, подкисленные H2SO4, Сразу начинает выпадать кристаллическая мука двойной соли. По охлаждении препарат отсасывают и промывают холодной водой и спиртом. Выход близок к теоретическому. НИКЕЛЯ ОКИСЬ (ОКСИД НИКЕЛЯ [3]) Niccolum oxydatum Nickel sesquioxide Nickeloxyd Ni2O3 Мол. в. 165,38 Свойства N i2O3—блестящие черные комочки, легко растирающиеся в порошок. Растворим в H->SO4 и HN03 с выделением О2 и в соляной кислоте с выделением С12. Требования к продажному реактиву По ГОСТ 4331—48 препарат чистый должен содержать не менее 60,0% Ni. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в Ni2O3 квалификации чистый: Вещества, нерастворимые в соля- ной кислоте...................0,2 Сера общая (в пересчете на SO4) 0,05 Железо (Fe).......... . 0,003 Кобальт (Со) ................0,2 Щелочные и щелочноземельные металлы (в виде сульфатов) . 0,3 Тяжелые, металлы сероводород- ной группы (в пересчете на Си) 0,01 Хлориды (С1) ..............0,01 Нитраты (NOS).................0,05 Приготовление 2NiCk + NaClO 4 4NaOH = Ni3O3 4- 5NaCl 4- 2H2O Для получения препарата квалификации чистый к профильтрованному раствору* 330 г NiCl2-6H2O (ч.д.а. без кобальта) добавляют 200 мл 30%-ного Метод ИРЕА (В. В. Шелягин).
Никеля окись. Никель сернокислый 429 раствора NaOH* и постепенно при перемешивании приливают 500—600 мл раствора NaClO (полученного по методу 1, стр. 421). Смесь оставляют на ночь, осадок отсасывают и промывают горячей водой (2—2 .5 л) до удаления С1~. Оса- док просушивают при 100°, затем снова промывают горячей водой (4—5 л) и окончательно высушивают при 130°. Выход 100 г (90%). НИКЕЛЬ СЕРНОКИСЛЫЙ (СУЛЬФАТ НИКЕЛЯ) Niccolum SLilfuricum Nickel sulfate Nickelsulfat NiSO4-7H.2O Мол. в. 280,87 С войства Безводный NiSOd, получаемый при легком прокаливании NiSO4-7H2O, представляет собой светложелтую массу, зеленеющую на воздухе вследствие поглощения воды. Растворим в воде, нерастворим в спирте и эфире. Из водного раствора выкристаллизовываются в зависимости от условий различные гидраты: NiSO4-7H2O—кристаллизуется между 15 и 20°. Темноизумрудные ром бическо-гемиэдрические кристаллы уд. в. 1,98. NiSO4-6H2O—кристаллизуется между 30 и 40° в кристаллах квадратной системы. NiSO4-4H2O—кристаллизуется между 50 и 70° в виде моноклинических кристаллов, при обыкновенной температуре вскоре становящихся непрозрач- ными. Таблица 299 Растворимость NiSO4 в воде ГС NiSO, % ГС NiSO. % t°c NiSO, % ec NiSO, % 0 21,4 31,5 30,2 50 33,4 70 37,3 15 25,5 32,3 30,4 53,3 34,5 80 38,7 30 29,8 44,7 32,4 60 35,4 99 T 43,4 аблица 300 Относительные веса водных растворов NiSO,; NiSO, 18 NiSO, .18 NiSO, 18 NiSO, 18 % di % d4 % «4 % d4 1 1,0091 6 1,0630 12 1,1325 16 1,1825 2 4 1,0198 1,0415 8 10 1,0852 1,1085 14 1,1575 18 1 ,2090 Требования к продажному реактиву По ГОСТ 4465—48 препарат ч.д.а. и чистый должен содержать от 20,3 До 22,4% Ni (первая цифра относится к семиводному, а вторая—к шестиводно- му кристаллогидрату). * Растворяют 500 г NaOH (чистый) в 1 л воды, дают отстояться несколько дней, затем прозрачный раствор сливают и разбавляют водой до уд, в. 1,332.
430 Никель Наибольшие количества допустимых примесей (%) в NiSO4-7H2O различ- ных квалификаций: Примеси ч.д.а. ч. Вещества, нерастворимые в воде................... 0,005 0,02 Хлориды (С1) . ............. . . . 0,002 0,01 Железо (Fe) ............................................ 0,0005 0,005 Кобальт (Со)......................................... 0,02 0,2 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пересчете на Си) 0,002 0,01 Цинк (Zn).......................... .................... 0,01 0,05 Щелочные металлы, магний и кальций (в виде сульфатов) 0,1 0,5 Примечание. Препарат, содержащий менее 0,002% Со, носит название «без кобальта». Приготовление Для получения препарата квалификации ч.д.а. без кобальта исходным продуктом служит безводный NiCla (ч.д.а. без кобальта). К раствору 35 г NiCl2 в 80 мл воды добавляют под тягой 18 мл H2SO4 (ч.д.а., уд. в. 1,84). Реакция протекает с сильным разогреванием и выделением большого количества хлористого водорода. Раствор выпаривают досуха, оста- ток прокаливают на песчаной бане, затем добавляют 150—200 мл воды, кипятят до полного растворения и фильтруют. Фильтрат упаривают при 70—75° до появления кристаллической пленки и оставляют для кристаллизации. Выход (при использовании маточных растворов) 80 г (80%). Препарат ч. д. а. без Со можно получить по методу получения препарата Ni(NO3)2-6Н2О ч. д. а. без Со с применением Ni(OH)3, соблюдая те же концентрации и условия. НИКЕЛЬ УГЛЕКИСЛЫЙ ОСНОВНОЙ (ОСНОВНОЙ КАРБОНАТ НИКЕЛЯ) Niccolum carbonicum basicum N ickel carbonate basic Nickelcarbonat basisch С войства NiC03-xNi(0H)2 NiCOg-xNi(OH)2—светлозеленый порошок, легко растворимый в разбав- ленных кислотах. В воде почти не растворим (ПР=1,4-10—7 при 25°). Требования к продажному реактиву По ГОСТ 4466—48 препарат ч.д.а. должен содержать не менее 44% Ni, препарат чистый—не менее 40%. Наибольшие количества допустимых при- месей (%) в NiCO3-xNi(OH)2 различных квалификаций: Примеси ч.д.а. ч. Вещества, нерастворимые в соляной кислоте............. 0,01 0,02 Хлориды (С1) . . ........... ..................... 0,005 0,01 Сульфаты (SO4) . ........... . ......... 0,01 0,05 Железо (Fe).......... . . ....... 0,001 0,002 Кобальт (Со) ................... ..................... 0,05 0,3 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пересчете на Си) 0,005 0,01 Цинк (Zn) .............;.............................. 0,05 0,05 Щелочные и щелочноземельные металлы (в.виде сульфатов) . . 0,4 0,7 Примечание. Препаратус содержанием Со ниже 0,002% при- сваивается квалификация «без кобальта».
Никель углекислый основной. Никель хлористый . 431 Приготовление Для получения препарата квалификации ч.д.а. без кобальта к кипящему раствору* 100 г Na2CO3 (ч.д.а.) в 400 мл воды приливают нагретый до кипения- раствор 100 г NiCl2 (ч.д.а. без кобальта). Реакция раствора должна оставаться щелочной. Осадок NiCOs отсасывают, промывают горячей водой до удаления СГ и высушивают при температуре не выше 40°. Сухой продукт снова промыва- ют горячей водой, причем удаляются последние следы С1—. Препарат сушат пре 25—30°. Выход 90 г. НИКЕЛЬ ХЛОРИСТЫЙ (ХЛОРИД НИКЕЛЯ) Niccolum chloratum Nickel chloride Nickelchlorur. Nickelchlorid Свойства NiCl2 NiCl2-6H2O Мол. в. 129,60 Мол. в. 237,70 NiCh—желтый порошок или желто-коричневые блестящие листочки уд. в. 3,55,. при нагревании в вакууме возгоняющиеся без изменения. Т. пл. 1001°. Гигроскопичен, во влажном воздухе расплывается и зеленеет вследствие образования кристаллогидратов. Растворим в воде, спирте, гликоле. Кристаллогидрат МКДг-бНгО—моноклинические кристаллы травянисто- зеленого цвета, выветривающиеся в сухом и расплывающиеся во влажном воз- духе. Растворим в воде и спирте. Таблица 30Г Растворимость NiCl2 в воде ГС NiCl., % «°C NiCb % (°C NICl. % 0 35,3 30 40,5 60 44,8 10 37,5 40 41 ,9 78 46,5 20 - 39,0 50 43,2 96 46.8 Таблица 302 Относительные веса водных растворов NiCK NICla % J8 d4 NiCl2 % ,18 d4 N1CIS % .18 1 1,008 8 1,079 16 1,167 2 1,018 10 1,100 18 1,192 4 1,038 12 1,122 20 1.216 6 1,058 14 1.144 Г р е б о в а н и я к продажному реактиву По ГОСТ 4038—48 препарат ч.д.а. и чистый должен содержать не менее %% NiCl2-6H2O. Метод ИРЕА (В В Полянский)
432 Никель. Озон Наибольшие количества допустимых примесей (%) в NiCl2-6H2O различных квалификаций: Примеси ч.д.а. ч. Вещества, нерастворимые в воде 0,005 0,01 Сульфаты (SO4)..................................... . 0,01 0,03 Железо (Fe)........................................ . 0,0005 0,001 Цинк (Zn) . 0,01 0,05 Кобальт (Со)....................................... 0,05 0,2 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пересчете на Си) 0,002 ‘ 0,005 Щелочные и щелочноземельные металлы (в виде сульфатов) . 0,2 0,5 Нитраты (NOS) . ........................... 0,008 0,1 Примечание. Препарат, содержащий не более 0,002% Со, носит название «без кобальта». 'Приготовление NiSO4 + 6NH4OH = [Ni(NH3)c]SO4 + 6Н2О [Ni(NH3)c]S04 2NH4C1 = [Ni(NH3)6]Cl2 + (NH4)2SO4 [Ni(NHB)e]Cl2 = NiCl2 + 6NII, Для получения безводного и водного препаратов квалификации ч.д.а. без кобальта, служащего исходным сырьем для приготовления других солей никеля, разработана следующая методика*. К 200 jm'NH4OH (уд. в. 0,91) добавляют 100 г NiSO4-7H2O (техн.). Смесь взбалтывают и оставляют на ночь для окисления Fe++. Раствор фильтруют, причем на поверхности фильтрата нс должно образовываться бур’ой пленки (в противном случае оставляют раствор еще па сутки), и добавляют 50 г NH4C1 •(чистый), причем выпадает [Ni(NH3)e]Cls. Кристаллы соли отсасывают, про- мывают раствором 20 г NH4C1 (ч.д.а.) в 100 мл NH4OH (уд. в. 0,91), высуши- вают и прокаливают в никелевой чашке при 450° под тягой, часто перемеши- вая. Выход безводного NiCls квалнфикции ч.д.а. без кобальта 35 г. Для приготовления кристаллогидрата NiCl2-6H2O полученный безводный NiCl2 растворяют в 90 мл воды и фильтруют. Фильтрат подкисляют 2 мл 10%-ной соляной кислоты (ч.д.а.). Нагревают до кипения и добавляют по кап- лям 1—2 мл 3%-ного раствора ВаС12 Для осаждения SO4 . Фильтруют и упаривают фильтрат при 75—'80° до образоваия пленки. При охлаждении выпадает около 30 г соли, которую отсасывают и помещают в банку с притер- той пробкой. Упариванием маточного раствора можно получить еще около 20 г препарата. Общий выход 50—53 a NiCl2-6Н2О (92%). ОЗОН Ozone Ozon О3 Мол. в. 48 •Свойства О3—газ слабоголубого** цвета, уд. в. 1,658 (по воздуху), с характерным за- пахом, вызывающим головную боль и при больших концентрациях напоми- нающим хлор. Запах ощутим еще при разбавлении 1 : 500000. Т. пл. —250°. т. кип.—112,3°. В воде растворим лучше кислорода (1ч. воды растворяет при 0° и 760 мм давления 0,49 ч. озона). Воздух, растворенный в воде, в 20 раз бо- гаче озоном, чем атмосферный; растворимость озона в воде зависит от парциаль- ного давления озона в воздухе. * Метод ИРЕА (В. В. ЕОелягин). ** По некоторым источникам — бесцветный.
Озон 433 Легко растворим в ледяной СНзСООН и СС1« с темносиней окраской. Кон- центрированный озон при быстром нагревании взрывает с большой силой. ТКидкий озон—темнофиолетовая жидкость уд. в. 1,78 при —182°. Твердый озон черного цвета с фиолетовым отблеском. Характерная реакция на озон—почернение предварительно нагретого кус- ка серебряной жести. Таблица 303 Растворимость озона* в воде при 20° Содержа- ние О3 в газе % об. В 100 м л раствора Содержание О., в газе % об. В 100 мл раствора молей О . г О молей О3 е О3 0,05 6-10-6 2,88-10—4 0,50 6,5-10-6 3,22-10—3 0,10 9-Ю-6 4,32-10-4 0,75 9,4-Ю-з 4,52-10-з U, 25 3,4-10-5 1,63-10-® 1,00 1,26-10—’ 6,05-10-з Приготовление ЗО2 v > 2Од При получении озона следует соблюдать пред- осторожности при обоащении с током высокого напряжения. Из простых аппаратов для получения озона действием тихого электрического разряда на кис- лород можно указать следующие**: 1. Аппарат Мюллера состоит из трех стек- лянных цилиндров, впаянных один в другой, как показано на рис. 47. Внутренний цилиндр 1 и наружный 3 наполнены слабым соляным раство- ром, служащим обкладкою. Средний цилиндр 2 служит реакционным пространством, где кислород под влиянием тихого разряда превращается в озон. Газ поступает через трубку 4 и отводится через трубку 5. Подвод тока от индукционной катушки (или переменного тока) производится через про- волоки 6 и 7, погруженные в соляный раствор. Отвод газа из трубки 5 может быть произведен через пришлифованную к ней трубку, так как практика показывает, что резиновые трубки силь- но разрушаются огоном и становятся хрупкими. 2. Аппарат Либермана изображен на рис. 48. В одно колено U-образной трубки опущена и за- креплена толстостенная пробирка 1, закрытая пробкой, через которую проходит платиновая проволока 2, оканчивающаяся кусочком платино- вой жести. Другое колено Гт-образной трубки плотно закрывают пробкой. Весь прибор встав- ляется в прорез в асбестовом картоне 3, служащем крышкой для толстостенного стакана (батарейно- го) Стакан и пробирку наполняют серной кис- лотой уд. в. 1,4—1,5. Рис. 47. Озонатор Мюл- лера: 1—внутренний цилиндр; 2 — средний цилиндр; 3 —на- ружный цилиндр: 4— кисло- родподводящая трубка; 5— газоотводная трубка; 6. 7 — электроды. Л. И. Каштанов и О. Н. О л е щ у к, ЖОХ, 1, 339 (1S36). _ „Об установке для регулярного получения озона см., например, Н. Brach. Cliem. Ztg., 86. 1325 (1912); Bull. Soc. chim. France (5), 3, 701 (1936). 28 Чистые химические реактивы
434 Озон. Олово В кислоту, налитую в стакан, погружают платиновую проволоку 4, так- же заканчивающуюся кусочком платиновой жести. Обе проволоки соединяются с индукционной катушкой. Для подвода и отвода воздуха оба конца Ll-образной трубки снабжаются длинными просверленными корковыми пробками. Для осушки и очистки поступающего воздуха и озонированного воздуха (послед- ний при наличии влаги содержи) скислы азота) м-окно при помощи тех же просверленных пробок присоединять любую необходимую аппаратуру. Все пробки рекомендуется предварительно проварить в парафине во из- бежание сильного разрушения их озоном. 3. Простой лабораторный озонатор* изображен на рис. 49. Для устройства озонатора использован либиховский холодильник длиной 600 мм из молибдено- вого стекла, с припаянной боковой трубкой. Латунная проволока 1, укрепленная в резиновых пробках 2 и 3, проходит через форштосс холодиль- ника, заполненный 5%-ной H2SO4. Рис. 49. Озонатор из холодиль- ника: 1—латунная проволока; 2. 3 — резино- вые пробки; 4—трансформатор; 5 — алюминиевая фольга; 6 — заземление; 7 — кислородподводящая трубка; 8— газоотводная трубка. Рис. 48. Схема озонатора Ли- , . бермана: 1—толстостенная пробирка; 2, 4 — платиновые проволоки; 3 — асбес- товый картон. Проволока соединена с одной клеммой трансформатора 4 на 10—15 тыс. в (от неоновой лампы). Другая клемма трансформатора присоединена к алюми- ниевой фольге 5, служащей наружной обкладкой кожуха холодильника. Ре- комендуется обкладку заземлять с помощью провода 6. Кислород вводится в озонатор через отросток 7; озонированный газ отводится через второй отросток и трубку 8. В случае необходимости можно монтировать серию озонаторов такого типа, соединяя их последовательно с помощью изолированных проводов. Скорость кислорода во всех случаях 50—100 мл/мин. Содержание Оз в выходящем газе 3—5%. Напряжение 5—15 тыс. в. Питание трансформатора током 5—7 а. W. S h е с h а п, W. Carmody, Jnd. Eng. Chem., Anal. Ed., », 8 (1937).
Олово 435 ОЛОВО Stannum Tin Zinn Sn Ат. b. 118,70 Свойства Sn—блестящий серебристо-белый очень мягкий и тягучий металл (кристал- лизуется в тетрагональной системе) уд. в. 7,287 при 15°. При сгибании трещит; выше 195° становится хрупким вследствие перехода в другую модификацию (ромбическое олово). Т. пл. 231,54°, т. кип. 2275°. Ниже + 18° устойчива дру- гая модификация—серое олово уд., в. 5,7; поэтому, находясь долгое время на холоду, олово превращается в рыхлый серый порошок («оловянная чума»), состоящий из кристаллов кубической системы. При обычной температуре олово почти не изменяется от действия воздуха и очень разбавленных кислот. Очень концентрированная HNO3 не действует на олово, кислота уд. в. 1,4 окисляет его в метаоловянную кислоту. Разбавленная HNOa растворяет олово с образованием Sn(NO3)2. Крепкая HoS04 дает SnSO4, а сама частично восстанавливается до SO2. Sn легко растворяется при кипя- чении с концентрированной соляной кислотой с образованием SnCl2; присут- ствие платины способствует растворению. Олово растворяется также в ще- лочах (при кипячении), образуя соли оловянной кислоты ^станиаты) Me2SnO3. Требования к продажному реактиву По ВТУ МХП 3419—52 и 3418—52 наибольшее количество допустимых примесей (%) для олова «гранулированного» и «в палочках» различных квалифи- кации: Примеси ч.д.а. ч. Примеси ч. д. а. ч. Свинец (РЬ) . . . 0,04 0,25 Сурьма (Sb) . . 0,015 0,1 Медь (Си) . . . . 0,01 0,03 Мышьяк (As) . . 0,015 0,02 Железо (Fe) . . . 0.01 0,02 Приготовление 1. Для получения металла высокой чистоты применяется электрохимиче- ский метод. Сначала готовят раствор SnSO4. Для этого раствор 240 г CuSO4- 5Н2О (х.ч.) настаивают с 120 г мелко истолченного металлического олова*. После обесцвечивания раствор SnSO4 фильтруют и употребляют для элек- тролиза. Очень хорошие результаты получаются при следующем составе ванны: 50eSnSO4, 50г Na^C^, Юг метакрезола [СеН4(ОН)СН3], 10 г столярного клея, 30—50 г HjSOt, 1 л воды. Плотность тока 1,5—2,5 а! см2. Напряжение тока при расстоянии между электродами 5 см должно составлять 0,6—0,8 в. Наилучшая температура 18—20°. Во время электролиза необходимо энергичное перемеши- вание электролита, лучше всего при помощи механической мешалки. Электро- ды изготовляются из оловянных пластин. Получаемый металл содержит лишь тысячные доли процента As и Sb; содержание Sn=99,995%. 2. По другому методу**, обеспечивающему столь же высокую чистоту, что и первый метод, 30% -ный раствор SnCl2-2H2O (ч.д.а.) подвергают электро- лизу с графитовыми электродами размером 8X2 см. Сила тока 2 а (что соответ- ствует плотности тока 0,12 а!см2), напряжение 5 в. Температура электролита около 30°. Расстояние между электродами 8 см. * Порошок олова можно получить, если расплавить его в железной ступке и, лав остыть до 200°, быстро измельчить пестиком. *• Метод ПРЕД (Н. А. Петров). 28*
436 Олово Осаждающееся на катоде порошкообразное (губчатое) олово время от вре- мени извлекается стеклянной палочкой. За 1 час получается около 3 г Sn. После осаждения 80% всего олова, находящегося в растворе, металл тщатель- но промывают водой и сплавляют в фарфоровом тигле. Содержание посторон- них металлов в препарате составляет всего 0,005%. 3. Для получения губчатого олова растворяют 200 г SnCl2 2Н2О в 3 л воды, выливают раствор в 2 л 30%-ного NaOH, разбавляют 3 л воды и, приба- вив 30 г KCN (яо! Меры предосторожности, см. стр. 213}, погружают в жид- кость полоски листового цинка. Выпадающее губчатое олово тщательно про- мывают водой, причем препарат получается в виде сероватого, очень устой- чивого порошка. ОЛОВА ДВУОКИСЬ (ОКИСЬ ОЛОВА [4], ОЛОВЯННЫЙ АНГИДРИД) Stannum oxydatum Acidum stannicum anhydricum Stannic oxyde Stanic acid anhydride Zinnsaureanhydrid Stannioxyd SnO2 Мол. в 150,70 Свойст ва SnO2—белый порошок уд. в. 6,95, нерастворимый в воде, кислотах и щело- чах; при сплавлении со щелочами образует соли оловянной кислоты (станнаты). Т. пл. 1127°. Требования к продажному реактиву По ВТУ РУ—1089—54 препарат ч.д а. должен содержать не менее 99,8% SnOi, препарат чистый—99,5%. Наибольшие количества допустимых приме- сей (%) в SnO2 различных квалификаций: Примеси ч.д.а. ч. Вещества, растворимые в соляной кислоте ... 0,05 0,10 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пе- ресчете на РЬ) . . ............ 0,01 0,05 Железо (Fe).................................. 0,003 0,006 Потери при прокаливании...................... 0,2 0,4 Сульфаты (SOa)............................... Отсутствие мути Тонина помола—препарат должен проходить через шелковое сито 576 отв/см- без остатка. Приготовление 1. Прокаливают оловянную кислоту (см. приготовление) при 500—600и 2. Растворяют* 50 г SnCl2-2H2O в смеси 80 мл воды и 15 м.л HCI уд. в. 1,19, раствор фильтруют и к фильтрату добавляют небольшими порциями NH4OI I уд. в. 0,91 до слабощелочной реакции на лакмус (около 75 лл). Осадок Sn(OH)2 отсасывают, промывают 3 раза дестиллированной водой (порциями по 50 мл}, переносят в фарфоровую чашку и сушат в течение 5 час. при 50—60 . изредка перемешивая. Сухую массу переносят в муфельную печь и прокали- вают 5—6 час. при 800—900°. Выход 62—63 г (93%). Метод ИРЕА (И. И. Ангелов, В. В. Полянский).
Олова двуокись. Олова закись. Олово серное 437 ОЛОВА ЗАКИСЬ (ОКИСЬ ОЛОВА [2]) Stannum oxydulatum Stannous oxide Zinnoxydul Stannooxyd SnO Мол. в. 134,70 Свойства Изготовленная по первому способу (см. ниже) SnO имеет вид черного по- рошка, по второму способу—зеленых или фиолетовых кристаллов. Уд. в. 6,3. SnO нерастворима в воде и щелочах; растворима в кислотах с образованием солей двухвалентного олова. При нагревании на воздухе сгорает, образуя SnO2. Требования к продажному реактиву По ВТУ МХП 2932—51 препарат чистый должен содержать не менее 88% SnO. Наибольшее количество допустимых примесей (%) в SnO квалификации чистая'. Вещества, нерастворимые в соля- Сульфаты (SO4) .............0,01 ной кислоте . ... .0,05 Тяжелые металлы ..... 0,05 Хлориды (С1) 0,01 Аммонийные соли (NH4) .... 0,005 Приготовление 1. SnCl2 + Na2CO3 = SnO + 2NaCl + CO2 Смесь 60 г SnCl2-2H2O и 74.1 г Na2CO3 ЮН2О плавят в фарфоровом тигле. После охлаждения плав отмывают водой от NaCl, отсасывают и промывают спир- том и эфиром. SnO получается в виде черного порошка. 2. SnCl2 + NH4OH = Sn(OH)2 + 2NH4C1 Sn(OH)Cl = SnO 4- HCI К раствору SnCl2 прибавляют NH40H и выпавший белый осадок очищают многократной декантацией. Затем водную суспензию нагревают до кипения и прибавляют кристаллик SnC.l2-2H2O. Осадок тотчас окрашивается в розово- красный цвет и в течение нескольких минут кипячения переходит в зеленые или фиолетовые кристаллы SnO. Прибавление SnCl2 имеет целью образование хлорокиси Sn(OH)Cl, которая легко распадается по уравнению: Sn(OH)Cl=SnO+HCl Образовавшаяся свободная соляная кислота с Sn(OH)2 снова дает хлор- окись и т. д. ОЛОВО СЕРНОЕ (СУЛЬФИД ОЛОВА [4], «СУСАЛЬНОЕ ЗОЛОТО») Stannum bisulfuratum Tin bisulfide Stannisulfid Mosaic gold Zinnsulfid, Mussivgold Tin bronze SnSa Мол. в. 182,83 Свойства Кристаллическое SnS2—блестящие прозрачные желтые чешуйки или 6-угольные листочки уд. в. 4,51, мягкие и жирные на ощупь, как графит. При нагревании становится темнокрасным, иногда почти черным; одиако при
438 Олово охлаждении желтый цвет возвращается. При очень сильном нагревании SnS2 распадается на SnS и серу. 1 Аморфное SnS2—желтая масса, нерастворимая в разбавленных кислотах; растворимо в NH4OH (с образованием красной жидкости) и в растворе Na2CO3. Особенно легко растворяется в NaOH и многосернистом аммонии В воде почти нерастворимо (1,36-10~6% при 18°). Приготовление 1. Золотистое SnS2 получается следующим образом. 12 ч. чистого олова, свободного от РЬ, переводят в амальгаму при помощи 6 ч. ртути. Амальгаму смешивают с 7 ч. серного цвета и 6 ч. NH4C1, после чего подвергают массу много- часовому нагреванию под сильной тягой в тигле, сначала не доводя до каления, а позднее, когда прекратится выделение паров, повышая температуру до тем- нокрасного каления. Вначале улетучивается NH4C1, затем возгоняется HgS и некоторое количество SnCI2, a SnS2 остается в реторте. Верхний слой полу- ченного таким образом препарата состоит из золотистых, нежных, прозрачных листочков. Выход 8 ч. SnS». 2. Для приготовления аморфного SnS2 пропускают H2S через слабо под- кисленный раствор SnCl4. Осадок промывают водой, затем спиртом и-эфиром и быстро высушивают в вакууме. При длительном сушении на воздухе препарат выделяет H2S и при этом темнеет. ОЛОВО СЕРНОКИСЛОЕ ЗАКИСНОЕ (СУЛЬФАТ ОЛОВА [2J) Stannum sulfuricum Stannous sulfate Stannosulfat oxydulatum Zinnoxydulsulfat SnS04 Мол. в. 214,77 Свойства SnSO 4—мелкие бесцветные иглы или листочки с перламутровым блеском. Растворимо в воде; водный раствор при стоянии выделяет осадок основной соли. При 19° в воде растворяется 15,83% SnSO4, а при 100°—15,33%. Требования к продажному реактиву По ТУ МХП № 2923—51 препарат ч.д.а. должен содержать не менее 99% SnSO4), а препарат чистый—не менее 97%. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в SnSO4 различных ква- лификаций: Примеси ч.д.а. ч. Вещества, нерастворимые в соляной кислоте . . 0,005 0,02 Вещества, осаждаемые сероводородом (в пере- счете на РЬ)................................ 0,02 0,05 Железо (Fe) ............................... 0,005 0,01 Приготовление 1. К 120 г гранулированного олова добавляют 65 мл воды и 65 мл HzSOa (уд. в. 1,84) и кипятят смесь в течение нескольких часов до прекращения реак- ции. Раствор сливают, а оставшуюся массу нагревают с 250 мл воды для извле- чения SnSO4. Обе порции раствора фильтруют и упаривают в вакууме до обра- зования густой массы. Соль отсасывают, промывают 2 раза спиртом и высуши- вают. Выход 130 г (60%). 2. Хороший метод получения раствора SnSO4 указан выше (см. стр. 435)-
Олово сернокислое и хлористое 439 ОЛОВО СЕРНОКИСЛОЕ ОКИСНОЕ (СУЛЬФАТ ОЛОВА [4]) Stannum sulfuricum Stannic sulfate Zinnsulfat oxydatum Stannisulfat Sn(SO4)2-2H2O Мол. в. 346,86 Свойства Sn(SO.)2-2Il2O—мелкие белые гексагональные кристаллы, растворимые в подкисленной воде. Соль гигроскопична. Приготовление К 260 г SnCl4 добавляют под тягой небольшими порциями 440 г 50%-ной H2SO4. Смесь упаривают до вязкости густого сиропа, намазывают на стеклян- ные листы или фарфоровые пластинки и высушивают в вакууме (лучше всего л вакуум-сушильном шкафу). Затвердевшую массу измельчают. Выход 350 г. ОЛОВО ХЛОРИСТОЕ (ХЛОРИД ОЛОВА [2], «ОЛОВЯННАЯ СОЛЬ») Stannum chloratum Stannous chloride Zinnchloriir - Stannochlorid SnCL Мол. в. 189,61 SnCl2-2H2O Мол. в. 225,64 А. Безводное хлористое олово Свойства SnCl2—бесцветная просвечивающая кристаллическая (ромбической систе- мы) масса уд. в. 3,95, плавящаяся при 241° и кипящая при 603,25°. Растворимо в воде, спирте, эфире, ацетоне, пиридине и уксусноэтиловом эфире. Довольно устойчиво на воздухе. Приготовление Для получения* безводного SnCl2 нагревают 200 г SnCl2-2H2O (ч.д.а.) в фарфоровой чашке под тягой. Соль плавится при 40°. Температуру постепенно поднимают до 120—125°, причем жидкость густеет (необходимо частое переме- шивание), превращается в тестообразную массу и, далее, в комочки, которые следует время от времени измельчать. Температуру повышают до 13СР и продолжают обезвоживание до получения совершенно сухого продукта. Тог- да соль измельчают пестиком и сушат в сушильном шкафу при 130—135° до постоянного веса (около 2 час.). Препарат охлаждают в эксикаторе и переносят в банку с притертой пробкой. Соль содержит около 99,6% SnCl2, но обычно имеет сероватую окраску. Выход 165 г SnCl2 квалификации ч.д.а. (около 100%). Совершенно белый препарат можно получить, выдерживая SnCl2-2H2O в течение 10 дней в вакууме над Нг5О4 при комнатной температуре. Б. Гидрат хлористого олова Свойства SriCl2-2EI2O—бесцветные иглы** или таблички уд. в. 2,7, растворимые в воде (растворимость в воде чрезвычайно велика) и спирте. При 40° плавится в кристаллизационной воде, при более сильном нагре- вании теряет воду. * Метод ИРЕА (И. И. Ангелов и В. В. Полянский). ** Игольчатые кристаллы SnCl2-2H2O достигают иногда в длину 150 мм при толщине 20 — 30 мм.
440 Олово Таблица 304 Относительные веса водных растворов SnCl2 SnCl2 % 15 «4 йпС12 % ,15 «4 SnCl2 % J5 (З4 SnCI % ,15 d4 1 1,0068 12 1,0986 24 1,2159 45 1,4897 2 1,0146 14 1,1167 26 1,2377 50 1,5729 4 1,0306 16 1,1353 28 1,2603 55 1,6656 6 1,0470 18 1,1545 30 1,2873 60 1,7695 8 1,0638 20 1,1743 35 1,3461 65 1,8685 10 1,0810 22 1,1948 40 1,4145 Требования к продажному реактиву По ГОСТ 36—40 препарат ч.д.а. должен содержать SnCl2>2H2O не менее- 97% , чистый—не менее 95% и выдерживать испытание на As. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в SnCl2-2H2O различ- ных квалификаций: Примеси ч.д.а, ч. Вещества, нерастворимые в соляной кислоте . . 0,005 0,01 Сульфаты (SO*) . . . ................. 0,003 0,01 Вещества, осаждаемые HoS в щелочной среде . 0,02 0,1 Щелочные и щелочноземельные металлы в виде сульфатов .......................... ... 0,02 0,1 Железо (Fe) ... . 0,003 0,01 Приготовление Для получения препарата квалификации ч.д.а. 70 г гранулированного оло- ва помещают в платиновую чашку, добавляют 180 мл соляной кислоты (чистая, уд. в. 1,14) и кипятят до полного растворения*. Раствор фильтруют, и фильт- рат выпаривают (лучше в вакууме) до тех пор. пока проба жидкости не будет при охлаждении кристаллизоваться. Тогда раствор охлаждают льдом, дают кри- сталлам стечь на воронке и переносят в банку с притертой пробкой. Маточный раствор при упаривании и кристаллизации дает еще одну фракцию довольно чистого препарата. Выход НО—120 г SnCl2-2Fl2O. Б. Солянокислый раствор SriCl2 (реактив Беттендорфа) Приготовление 1. Для приготовления раствора SnCl2, применяемого в качестве реактива на As, смешивают 50 г SnCl2-2H2O (ч.д.а.) со 100 мл соляной кислоты (х.ч., уд. в. 1,124) и насыщают газообразным НС1, причем SnCl2 растворяется. 2. Смешивают 25 г SnC12-2H2O (ч.д.а.) со 150 мл эфира. После того как большая часть соли растворится, прибавляют такое количество соляной кислоты (х.ч., уд. в. 1,124), чтобы раствор стал совершенно прозрачным, и затем сливают прозрачную жидкость с осадка. * В присутствии платины растворение Sn идет значительно быстрее вследствие образования гальванической пары Sn —Pt. Если не имеется платиновой чашки требуе- мого размера, то растворение можно проводить в фарфоровой чашке, поместив в нее какой-либо платиновый предмет (например, тигель).
Олово хлорное 441 Для пробы на As к испытуемой жидкости прибавляют несколько капель концентрированного раствора (NH^MoOa, 5 мл соляной кислоты и 5 мл реакти- ва Беттендорфа, хорошо перемешивают и оставляют на несколько минут при 40°. Затем добавляют несколько миллилитров амилового спирта и взбалтывают. В при- сутствии As спирт окрашивается в синий цвет. Чувствительность реакции 1 мг As в 1 л воды. ОЛОВО ХЛОРНОЕ (ХЛОРИД ОЛОВА [4]) Stannum tetrachloratum SnCl, SnCI4-5H2O Stannic chloride Tin tetrachloride Zinnchlorid Stannichlorid Мол. в. 260,53 Мол. в. 350,61 А. Безводное хлорное олово Свойства SnCl4—бесцветная легкополвижная жидкость уд. в. 2,278 при 0°. Т. пл. —33°, темп. кип. +114°. На воздухе сильно дымит: При действии влажного' воздуха или вычисленного количества воды образует кристаллы гидрата SnCl4-5H2O. В большем количестве воды растворяется. Со Спиртом реагирует с образованием эфира и хлорокиси оловй. С эфиром дает эфнраты, например SnCl4-2(C2H6)2O. Смешивается с бромом и CSa. Таблица 305 Удельный вес водных растворов SnCl4 при 15° SnCl4-5H.,O % SnCl, % d15 БпСЦ-бНоО % SnCl. % d15 SnCl,- 5H.O 1 » SnCl., % Д5 a 2 1,49 1,012 34 25,24 1,2268 66 49,06 1,538 4 2,98 1,024 36 26,76 1,242 68 50,55 1,563 6 4,46 1,036 38 28,22 1 ,259 70 52,03 1,587 8 5,95 1,048 40 29,74 1,2755 72 53,52 1,614 10 7,43 1,059 42 31,20 1,293 74 55,00 1,641 12 8,91 1,072 44 32,72 1,310 76 56,49 1,669 14 10,40 1,084 46 34,18 1,329 78 57,98 1,698 16 1 1,88 1,097 48 35,68 1,347 80 59,47 1,727 18 13,87 1,110 50 37,16 1 .366 82 60,95 1,759 20 14,86 1,1236 52 38.65 1,386 84 62,44 1,791 22 16,35 1,137 54 40,14 1,406 86 63,92 1,824 24 17,83 1,151 56 41,62 1 ,426 88 65,10 1,859 26 19,32 1,165 58 43,11 1,447 90 66,89 1,893 28 20,80 1,180 60 44,60 1,468 92 68,37 1,932 30 22,28 1,195 62 46,09 1,491 94 69,86 1,969 32 23,78 1,210 64 47,58 1,514 96 71,35 1,988 Требования к продажному реактиву По ТУ 3158—52 препарат чистый должен содержать не менее 99% SnCU. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в SnCl4 квалификации чистое Вещества, осаждаемые аммиаком (Fe2O3 и А12О3)..........0,02 Сульфаты (SO4)‘...................................... 0,01 Вещества, осаждаемые H2S (в пересчете на РЬ) ... 0,005 Железо (Fe) ......................................... 0,006 Щелочные и щелочноземельные металлы (в виде сульфатов) . 0,08
442 Олово .Приготовлен не 1. Большую пробирку (3—4 см диаметром, 20—25 см длины) заполняют на 3/ц объема гранулированным оловом. Пробирку закрывают пробкой с двумя отверстиями: через одно проходит газоподводящая трубка, через другое_ форштосс обратного холодильника (рис. 50). Налив в пробирку несколько мл SnCl4, пропускают* в нее сухой хлор (тягсЛ) с такой скоростью, чтобы газ успевал прореагировать с оловом. Про- исходит бурная реакция, иногда с появлением пламени. Когда слой SnCl4 на дне пробирки значительно увеличится, трубку, подводящую хлор, несколь- ко поднимают, оставляя ее погруженной в жидкость. По окончании реакции Рис. 50. Прибор для получения хлорного олова. Рис. 51. Сдвоенный прибор для получения хлорного олова: 1, 2— пробирки; 3, 4—тубусы; 5—соединяющий трубка; 6—ша- риковый холодильник-. 7— хлор- подводящая трубка. SnCl4 сливают, выдерживают 1 час в закрытой склянке, добавив несколько гранул Sn для связывания свободного хлора, после чего перегоняют, собирая фракцию, кипящую при 112—114° (приемник для предохранения от влаги воз- духа снабжают хлоркальпиевой трубкой). Если исходное олово содержало Fe, то рекомендуется перегонку SnCl4 не доводить до конца во избежание перехода примеси FeCl3. Если требуется приготовить большое количество SnCl4, то можно рекомендовать применение прибора, изображенного на рис. 51, позволяющего получить до 1 кг SnCl4 в день. Две пробирки 1 и 2 (длиной 20—25 см, диам. 4 см) с тубусами 3 и 4 соединены трубкой 5. К про- бирке 2 присоединяют обратный холодильник 6. Пробирки наполняют на 3/з объема гранулированным оловом и пропускают через трубку 7 ток сухого хло- ра, сначала медленно, во избежание чрезмерного разогрева, затем (когда труб- ка 7 окажется погруженной в SnCl4) быстрее. • Можно обойтись без добавления готового SnCI4, ио в этом случае хлорирование начина- ют проводить с малой скоростью. Когда на дне пробирки собирается несколько миллилитров SnClj, скорость пропускания хлора можно увеличить.
Олово хлорное 443 Когда пробирка 1 окажется почти заполненной SnCl4 (пробирка 2 к этому времени наполняется приблизительно до половины высоты), отключают газо- подводящую трубку от источника хлора, подставляют под трубку 7 сухую склянку и через верхнее отверстие холодильника 6 продувают аппарат возду- хом с помощью резиновой груши. При этом SnCI4 почти полностью перели- вается в подставленную склянку. Загрузив через тубусы новую порцию олова, продолжают хлорирование. Для очистки препарат перегоняют, до- бавив немного листового олова (станиоля) для связывания растворенного хло- ра. Фракция 112—114° представляет собой чистый препарат. Выход 90—95%. 2. В коническую колбу* помещают 200 г безводного SnCh и пропускают струю хлора (тяга), проходящего предварительно через склянку Тищенко с конц. HgSOa, со скоростью 60—70 пузырьков в минуту. Избыток хлора поглощается в склянке Тищенко с NaOH (рис. 52). Вскоре SnCl2 разогре- вается до 70—80° (за счет теплоты реакции) и превращается в жидкое SnCl4. Конец реакции определяется по постепенному падению темпера- туры. Жидкость под тягой пере- ливают в колбу для перегонки, добавляют немного олова в тон- ких листочках для связывания растворенного хлора и медленно перегоняют, собирая фракцию 112—114°. Препарат перели- вают в склянку с притертой или корковой (ноне резиновой!) пробкой. Выход 250 г SnCl4 (90%). Рис. 52. Прибор для получения хлорного олова из SnCh. Б. Кристаллическое хлорное олово Свойства SnCl4-5H4O—белые полупрозрачные моноклинические кристаллы, пла- вящиеся около 60° и расплывающиеся на воздухе. В вакууме теряет 3 молеку- лы кристаллизационной воды. Очень легко растворимо в воде. Требования к продажному реактиву По ВТУ 3381—52 препарат чистый должен содержать SnCl45H2O не менее '99%. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в SnCl4-5H2O ква- лификации чистое'. Вещества, осаждаемые аммиаком (Fe2O3 и А12О3) . . 0,02 Сульфаты (SO4).................................... 0,01 Вещества, осаждаемые H.^S в щелочной среде .... 0,005 Железо (Fe)....................................... 0,006 Щелочные и щелочноземельные металлы (в виде суль- фатов) ........................................... 0,05 Т1риготовление К 33 мл воды добавляют постепенно небольшими порциями 100 г SnCl4 (приготовление см. выше). Полученная горячая прозрачная жидкость при охлаждении и перемешивании закристаллизовывается полностью. Выход 100— ЮЗ г SnCl4-5H2O (85%). Метод ИРЕА (И. И. Ангелов, В. В. Полянский).
444 Палладий. Пемза ПАЛЛАДИЙ ХЛОРИСТЫЙ (ХЛОРИД ПАЛЛАДИЯ [2]) Palladium chloratum Palladium chloride Palladiumchlorid PdCl2 Мол. в. 177,6 Свойства PdCl2-2H2O—красно-бурые призматические, кристаллы, легко теряющие воду, превращаясь в безводный PdCl2. Водный раствор PdCl2 поглощает значи- тельные количества СО, СН4, С2Н4, H2S, О2 и других газов. Восстановителям (НСООН, CHSOH и др.) PdCl2 легко восстанавливается до металла. Требования к продажному реактиву По ВТУ МХП 2323—50 препарат квалификации чистый должен содержать не менее 59% Pd. Для анализа 0,25 г препарата растворяют в 10 .«л теплой соляной кислоты (уд. в. 1,05) и разбавляют раствор водой до 100 .«л. Добавля- ют 100 мл 1%-ного спиртового раствора диметилглиоксима, нагревают час на водяной бане и фильтруют раствор горячим. Осадок промывают горячей водой, прокаливают и взвешивают Pd в виде металла. Приготовление Промывают 2,5 г металлического палладия* концентрированной соляной кислотой в течение 1 часа. Металл переносят в колбу, добавляют 13 мл соляной кислоты (ч.д.а., уд. в. 1,19) и 4,5 мл HNO3 (ч.д.а., уд. в. 1,34), закрывают кол- бу стеклом и оставляют на несколько часов. Затем жидкость перемешивают и нагревают на водяной бане до прекращения растворения. Раствор сливают и выпаривают на водяной бане досуха, помещая над чашкой воронку для предо- хранения раствора от пыли. При начале кристаллизации добавляют 5 мл соля- ной кислоты (ч.д.а., уд. в. 1,19) и непрерывно перемешивают. Влажную массу растирают и высушивают на водяной бане. Сухой остаток растворяют в смеси 2 мл соляной кислоты и 18 мл воды, на- гревают один час, сливают раствор и, если нужно, добавляют к остатку еще во ды и соляной кислоты. Раствор фильтруют через беззольный фильтр, выпа- ривают, предохраняя от пыли, как указано выше, и высушивают сначала на водяной бане до исчезновения запаха НС1, затем в сушильном шкафу при 100— 120°, изредка,растирая. Выход 4 г, т. е. количественный. Рекомендуется хранить PdCl2 в запаянных стеклянных ампулах. ПЕМЗА ДЛЯ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ Требования к продажному препарату По ВТУ МХП 3421—52 наибольшие количества допустимых примесей (%) в пемзе следующие: Вещества, растворимые в НС1 . 0,4 Хлориды................... 0,01 Железо..................... 0,05 Приготовление 1. Помещают 200г молотой пемзы** в банку, добавляют 500—600 мл воды, сильно взбалтывают и оставляют на 1 час. При стоянии происходит расслоение— образуется темносерый слой тяжелых минеральных частиц и легкий светлый слой пемзы. Этот слой отбирают и снова взбалтывают с водой (если снова обра- зуется слой тяжелых частиц, то его отделяют и отбрасывают). * Метод ИРЕА (В. В. Полянский). • » метод ИРЕА (А. С. Шаиьгина).
Пемза. Палладий хлористый. Песок кварцевый 445 Пемзу заливают 80 мл царской водки (приготовленной из технических со- ляной и азотной кислот) и нагревают под тягой при 80—90°, размешивая ме- ханической мешалкой. Через 1 —1,5 часа добавляют 100—200 мл воды, дают .отстояться, сливают раствор и повторяют обработку царской водкой еще раз. Затем два раза промывают водой и обрабатывают соляной кислотой (чистая) в тех же условиях, как при обработке царской водкой. Промывают 5 раз горячей дестиллированной водой до удаления Fe+++ и С1— и дают стечь жидкости на полотняном фильтре. Пемзу высушивают и прокаливают 2 часа при 450°. При более высокой температуре пемза получается желто-красного цвета. Выход 125—130 г. 2. Для специальной очистки (необходимой при употреблении пемзы в качестве катализатора при некоторых синтезах) пемзу в кусочках до промывки прокаливают под тягой в трубчатой печи в токе хлора при 300° (скорость хлора 100—150 смя/мин). Хлорирование проводят в течение 4 час., постепенно по- вышая температуру до 900°. Затем прекращают пропускание хлора, открывают трубку, прокаливают пемзу еще 20—30 мин. и охлаждают. Из 100 г получается 70—73 г прокаленного продукта. Далее пемзу переносят в чашку, добавляют 700—800 мл соляной кислоты (уд. в. 1,19) и кипятят под тягой 40—50 мин. Повторяют обработку кислотой еще раз, затем промывают продукт 4 раза де- стиллированной водой, просушивают и прокаливают 2 часа при 800—900°. Со- держание SiO2 в препарате составляет 72,7—74,4%. ПЕСОК КВАРЦЕВЫЙ SiO.J Требования к продажному препарату По ТУ НКХП 682—41 кварцевый песок ч.д.а. должен содержать не ме- нее 99,8% S1O2, чистый—не менее 99,5%. При просеивании песок ч.д.а. дол- жен полностью проходить через сито с отверстиями 0,2—0,5 мм, песок чистый— через сито с отверстиями 0,5—1 мм. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в кварцевом песке раз- личных квалификаций: Примеси ч.д.а. ч. Хлориды (С1)................................ 0,005 0,01 Вещества, растворимые в соляной кислоте ... 0,05 0,1 Потеря при прокаливании .................... 0,02 0,08 Приготовление Для получения кварцевого песка квалификации ч.д.а. разработана сле- дующая методика*. 1 кг возможно более чистого природного белого песка** помещают в фарфоровый стакан емкостью 3 л, добавляют400 мл царской вод- ки, размешивают40 мин., затем сливают жидкость, добавляют к песку 400 мл соляной кислоты (уд. в. 1,19) и снова перемешивают смесь при нагревании в течение 40 мин. Промывку соляной кислотой повторяют еще раз (1 час), за- тем промывают песок сначала водопроводной, затем дестиллированной водой (по 500—600 мл). Промывание ведут до удаления С1~ (проба с AgNOs). Песок отфильтровывают через полотняный фильтр, слегка подсушивают, затем про- каливают 1 час в фарфоровых тиглях при 700—80С6. Выход около 950 г песка с содержанием 99,9% SiO2- * Метод ИРЕА (А. С. Шаньгина). ’ Для Московской области, например, рекомендуется люберецкий песок.
446 Платина ПЛАТИНА Platinum Platinum Platin Pt Ат. b. IS5.23 А. Чистая платина Свойства Pt—серовато-белый блестящий очень тягучий металл, кристаллизующий- ся в кубической системе, по мягкости напоминающий медь. Т. пл. 1773,3-р1°г т. кип. 3800°. Уд. в. 21,4—21,48. Очень устойчив по отношению к большин- ству химических реагентов, растворим только в царской водке. Приготовление Примерная методика разделения платиновых металлов заключается в. следующем. Около 5 г технической платины сплавляют с 10-кратным количест- вом свинца в угольном тигле, снабженном крышкой и помещенном в большой глиняный тигель, наполненный древесным углем. Сплавление производится в течение 4—5 час. при 1000°. Охлажденный сплав обрабатывают теплой, сильно- разбавленной HNOs до полного прекращения газовыделения. Получившийся раствор содержит около 98,496 взятого свинца, а также небольшие количества платины, родия и железа, весь палладий и всю медь. Оставшийся нерастворимым черный металлический порошок отфильтро- вывают, промывают и при нагревании обрабатывают разбавленной царской водкой (2 об. HNOs, 8 об. соляной кислоты и 90 об. воды). После 5—7-часовой обработки царская волка растворяет оставшийся свинец, платину и родий, оставляя серые листочки сплава, содержащего Ir, Ru и иногда Fe; этот оста- ток отфильтровывают. Раствор концентрируют упариванием, осаждают РЬ при помощи H2SO4, снова упаривают, добавляют хлорной воды и выливают полученную жидкость (приблизительно 100 мл) на холоду в насыщенный рас- твор NH4CL Смесь нагревают до 100° и охлаждают. Выпадающий при этом хлороплатинат аммония (ПН4)гР1С16 (содержащий родий) промывают декантацией и при помощи насыщенного раствора NH«C1 смывают на фильтр. Фильтрат вместе с промывными водами упаривают, пока при охлаждении раствора снова не выпадет (NHa)2PtCl6, который, после промывания, присо- единяют к главной порции осадка. Фильтр с хлороплатинатом высушивают, осадок переносят в фарфоровую лодочку и при возможно низкой температуре осторожно восстанавливают в трубчатой печи в струе светильного газа. Получившийся губчатый металл смешивают с KHSOa и нагревают постепенно до темнокрасного каления. Обработку бисульфатом повторяют до тех пор, пока соль, соприкасающаяся с металлом в течение 10 мни., не перестанет окрашиваться. Массу после охлаж- дения обрабатывают водой (причем растворяются все примеси, перешедшие в. растворимое состояние при сплавлении с KHSO4) и оставшуюся платину тща- тельно промывают водой. Для удаления еще присутствующих небольших коли- честв PbSOa металл последовательно обрабатывают растворами (NH«)»COs и HNOs, промывают разбавленной фтористоводородной кислотой, затем тща- тельно промывают водой и прокаливают. Выход количественный. Б. Платиновая чернь Свойства Платиновая чернь—черный порошок, адсорбирующий при 0° громадные количества водорода; в этом отношении она стоит выше губчатой платины
Платина 447 Приготовление 20 M‘i раствора* * HsPtCle (приготовление см. стр. 271), содержащего 5 г Pt, охлаждают до —10° и при перемешивании медленно добавляют 105 е50%-ного раствора КОН, следя, чтобы температура не повышалась выше 4—6°. Затем нагревают на водяной бане до 55—604 в течение 30 мин. Осадок промы- вают декантацией водой в высоком цилиндре до удаления С1—и щелочи. Про- мытый осадок отсасывают и помещают на 10—12 час. в вакуум-эксикатор-- для удаления адсорбированных газов. В. Губчатая платина Свойства Губчатая платина представляет собой серую губчатую массу с сильно раз- витой поверхностью; применяется в качестве катализатора. Приготовление 1. Нагревают платиновую чернь (приготовление см. выше) в струе водорода до 400° и охлаждают в токе СОг, свободного от кислорода. 2. Губчатая платина получается также при слабом прокаливании хлоро- платината аммония (NH4)2PtCle. Г. Коллоидальная платина Свойства Коллоидальный раствор Pt черного цвета; от прибавления электролитов или при кипячении происходит обесцвечивание раствора и выпадение платины в виде черного порошка. Если каплю коллоидального раствора Pt прибавить к Н2О2, то последняя моментально разлагается с выделением кислорода. Для удачного восстановления платиновых солей в гидрозоль платины необ- ходимо точное выполнение рецептурных условий и применение тщательно вымытых сосудов и свежеперегнанной воды. Приготовление 1. К 50 мл 0,01 н. раствора EhPtCle, доведенного прибавлением ИагСОз. до слабощелочной реакции, приливают при нагревании 7,5 мл 0,1 м раствора пирокатехина, причем появляется желто-коричневая окраска. После корот кого стояния раствор подвергают диализу. 2. К 75 мл 0,06%-ного раствора НгР1С1е прибавляют 4 мл 0,2 н. раствор NaOH и нагревают до кипения. Прекращают нагревание, прибавляют 5 мл 0,4%-ного раствора формалина, вновь нагревают и во время энергичного ки- пения прибавляют еще 5 мл такого же раствора формалина. При дальнейшем кипячении желтоватый вначале раствор постепенно темнеет до полной непро- зрачности. Чтобы избежать выпадения нерастворимой Pt, которое происходит при спокойном стоянии раствора, жидкость разбавляют равным объемом воды и подвергают диализу через пергаментную гильзу, предварительно в течение продолжительного времени выдержанную в дестиллированной воде. р'1 Упариванием можно значительно сконцентрировать гидрозоль, не опасаясь выпадения платины. 3. Можно применить восстановление HaPtClg гидразингидратом с прибав- лением предохранительного агента или без него**. * Метод ИРЕА (В. В. Полянский). * A. G u t b 1 е г, Z. anorg. Chem., 32, 352 (1903): J. prakt. Chem., 71, 359 (1905)
448 Платина а) С предохранительным агентом. Смешивают разбавленный раствор H2PtCle (лучше всего 0,1%) с равным объемом 1%-ного раствора гуммиараби- ка*, предварительно нагретого при 95° в течение 3 час., и несколькими капля- ми 0,05%-ного раствора ГчДД-НгО, причем раствор уже при обыкновенной тем- пературе становится темнокоричневым; если окраска не усиливается от даль- нейшего прибавления N2H4-H2O, смесь подвергают диализу. Полученный раствор фильтруется через бумагу, не разлагаясь, и его мож- но даже несколько сконцентрировать упариванием. Этот чрезвычайно устой- чивый раствор дает при испарении в вакууме над H2SO4 твердый гидрозоль обладающий способностью нацело растворяться в теплой воде. б) Без предохранительного агента. Смешивают I мл 0,075%-ного раствора H2PtCle с несколькими каплями сильно разбавленного раствора гидразингидра- та. Полученную жидкость, окрашенную в темный цвет, выливают в диализатор, которым может служить пергаментная гильза, продолжительное время выдер- жанная в дестиллированной воде. 4. 1 мл 0,5%-ного раствора HaPtCU разбавляют водой до 200 мл и добав- ляют 4 мл 0,1 н. NaOH. Затем приливают 2 мл 0,5%-ного раствора аскорбино- вой (или изоаскорбиновой) кислоты, причем тотчас же образуется прозрачный коричневый золь**. Д. Получение платины из лабораторных остатков 1. К раствору***, содержащему соли H2PtCle, добавляют муравьиную кисло- ту, нагревают смесь до кипения и постепенно приливают раствор Na2COs при непрерывном перемешивании. Выпавший осадок платиновой черни отсасывают, промывают водой, подкисленной соляной кислотой, и просушивают. 2. Для выделения Р1 из лабораторных остатков****, содержащих KzPtCle и спирт, выпаривают их досуха, растворяют в воде и выливают в рас- твор NaOH (уд. в. 1,2), прибавив к нему 8% глицерина. Смесь нагревают до кипения, причем Pt выпадает в виде черного порошка; его промывают сначала водой, затем соляной кислотой, снова водой и прокаливают. 3. Для выделения платины из остатков после определения К+ в виде K2PtCl6 можно применить следующий метод*****. Из спиртовых промывных вод осаждают Н2Р1С16 в виде (NH4)2PtCl0, до- бавляя избыток NHaCl. Собранные осадки KaPtCls и (NH4)2PtCle помещают в большую банку, содержащую 2 л дестиллированной воды и 25 мл 85%-ной муравьиной кислоты. Банку неплотно закрывают и оставляют на 3—5 дней при комнатной температуре. Выделяющийся осадок металлической Pt промы- вают горячей водой до удаления С1—• Е. Очистка платиновых сосудов Для очистки платиновых сосудов в них нагревают KHSOa при такой тем- пературе, чтобы выделялись белые пары серного ангидрида (не ограничиваясь только плавлением соли). Для этой же цели применяют буру или борфторид калия KBF«. Можно также сплавлять в сосудах смесь равных частей борной кислоты Н3ВО3 и борфторпда калия KBF4, причем масса легкорастворяется после охлаж- дения тигля, в то время как один KEF4 крепко пристает к стенкам и растворяет- ся только после длительного кипячения. * В качестве предохранительных агентов иногда применяются также лизаль- биновая и протальбиновая кислоты. ** Н. Brintzinger, Koll. Z., 73, № 1. 22 (1937). **• Метод ИРЕА (И. И. Ангелов н В. В. Полянский). ***** Аналит. химия, стр. 279- ***** М. С. Swisher, F. F. Hummel. Ind. Eng. Chem., Anal. Ed., 11» 162 (1939).
Платина хлористая и хлорная 449 Для удаления из тигля затвердевшего сплава можно поступать следующим образом. Втыкают в еще незатвердевшую массу проволочную спираль и после застывания подвешивают тигель к лапке штатива. Проволоку подтягивают так, чтобы дно тигля приходилось несколько выше кольца штатива. При непродол- жительном нагревании тигля последний падает в кольцо, в то время как плав остается на .спирали. Если имеется тигельная печь, способная дать нагрев до 1200° (криптоль- ная каскадная или высокочастотная), то в подлежащем очистке сосуде нагре- вают хлористый магний-аммоний MgC12-2NII4Cl до 1100—1200°. По охлаждении сосуд выдерживают в кипящей воде. Очищенная таким путем платина становит- ся белой и блестящей, как новая. ПЛАТИНА ХЛОРИСТАЯ (ХЛОРИД ПЛАТИНЫ[2]) Platinum chloratum Platinum dichloride Platinchlorijr Platinous chloride Platinochlorid PtCk Мол. в. 266,14 Свойства PtCl2—коричневый или серо-зеленый порошок уд. в. 6,05, нерастворимый в воде и растворимый в горячей соляной кислоте с образованием платинисто- хлористоводородной кислоты H2PtCl4. Приготовление Через губчатую платину, находящуюся в стеклянной трубке, нагретой до 240—250°, пропускают до прекращения поглощения сухой хлор. Выход ко- личественный. ПЛАТИНА ХЛОРНАЯ Platinum tetrachloratum PJatinic chloride Platinchlorid PtCl4 PtClr5H2O Мол. в. 337,06 Мол. в. 427,14 Свопе т в a PtCl4—красно-бурые гигроскопичные кристаллы, спирте и ацетоне; из водного раствора кристаллизуется Растворима в воде, с 5 молекулами воды. Требования к продажному реактиву По ВТУ МХП 2322—50 пятиводный гидрат должен содержать не менее 45,7% Pt. Приготовление H2PtCle = Ptcu + 2НС1 1—3 г H2PtCl(1-H2O помещают в фарфоровую лодочку* и нагревают в токе хлора 1 —1,5 часа, сначала при 220—215°, затем при 205—200°. Получается безводная PtCl4 с теоретическим выходом. Кристаллизацией из воды можно получить пятиводный гидрат. 1 Метод ИРЕА (В. В. Полянский). 29 Чистые химические реактивы
450 Ртуть РЕАКТИВ НЕССЛЕРА K2HgJ4xKOH Свойства Реактив Несслера представляет собой щелочной раствор K2HgJ4. Бледножелтая жидкость, дающая с NH4 красно-бурый осадок. Чувстви- тельность реакции 0,1 мг Nils в 1 л воды. Требования к продажному реактиву По ВТУ РУ-621—52 препарат ч.д.а. должен быть прозрачным, бледно- желтого цвета и выдерживать испытание на чувствительность к аммиаку. В цилиндр с притертой пробкой емкостью 100 мл помещают 100 мл дестил- лированной воды и прибавляют 2 мл испытуемого реактива; в другой такой цилиндр помещают 100 мл воды, 0,005 мг N [раствор, содержащий N, готовят по ГОСТ 4212—48(1)] и прибавляют 2 мл испытуемого реактива. Окрашивание раствора во втором цилиндре должно быть интенсивнее окра- шивания испытуемого раствора в первом цилиндре. Приготовление 1. Взбалтывают смесь 35 г KJ и 13 г HgCl2 (л51) с 800 мл воды, свободной* от ЬШз, и нагревают до полной прозрачности жидкости. Затем прибавляют по каплям насыщенный раствор HgCl2 до начала образования неисчезающего осад- ка, после чего добавляют раствор 160 г КОН (или 120 г NaOH) в 1 л годы и еще несколько капель HgCl2. Жидкости дают отстояться, фильтруют, если есть оса- док, и сохраняют в склянке с притертой пробкой. 2. 6 г HgCl2 растворяют в фарфоровой чашке в 50 мл горячей (80°) воды, свободной от NHs, добавляют раствор 7,4 г KJ в 50 мл воды, охлаждают и дают отстояться. Слив жидкость, осадок HgJ2 трижды промывают декантацией хо- лодной водой (по 20 мл) для удаления образовавшегося КС1. К промытому осад- ку добавляют 5 г KJ и немного воды для растворения; к полученному раствору добавляют концентрированный раствор 20 г NaOH и по охлаждении разбавляют водой до 100 мл. Дают отстояться, сливают прозрачную жидкость сифоном в темную склянку с притертой пробкой и сохраняют в темном месте. Hydrargyrum Hg РТУТЬ Mercury Quecksilber Ат. в. 200,61 Свойства А. Обыкновенная ртуть Белый с синеватым оттенком жидкий металл уд. в. 13,551 при 20°. По другим данным d«= 13,59539+0,00001. Т. пл. —38,89°, т. кип. 356,66+0,02°. При застывании становится ковким, как свинец, и кристаллическим (октаэд- ры, срастающиеся в иглы). При комнатной температуре не окисляется на воз- духе; окисление происходит только при длительном нагревании около темпе- ратуры кипения. Совершенно чистая ртуть при выливании образует круглые, блестящие легкоподвижные капли; нечистая ртуть покрывается пленкой и ост- авляет длинные белые полосы. * Получается перегонкой обычной воды с небольшим количеством Na2CO3. Первую и последнюю четверти погона отбрасывают. К десгпллату добавляют несколько капель разбавленной H2SO4 и вторично перегоняют.
Реактив Несслера. Ртуть 451 Пары ртути очень ядовиты. Хранить ртуть следует в закрытых склянках итп под слоем воды, работу проводить с ней под тягой. Приготовление Из методов лабораторного получения ртути можно упомянуть лишь о перегонке в тугоплавкой реторте смеси киновари с порошком железа. Гораздо чаще в лабораторной практике встречается необходимость очистки ртути, за- грязненной различными примесями. Очистка Рис. 53. При- способление для фильтро- вания ртути через замшу. 1. Ртуть хорошо очищается фильтрованием через замшу. Аппарат состоит из узкой 'железной трубки, оканчивающейся цилиндрическим расширением с винтовой нарезкой. В расширение вкладывается несколько кружков замши, которые зажимают навинчиваемой муфтой с отверстием посредине (рис. 53). Наливаемая в трубку ртуть своей тяжестью продавли- вается через замшу и стекает мелкими каплями. 2. Можно рекомендовать следующий быстрый и довольно простой метод очистки, пригодный для переработки значи- тельных количеств ртути. |Две воронки, размер которых за висит от количества очищаемой ртути, помещают в штативе одну над другой (рис. 54). В воронки кладут фильтры из фильт- ровальной бумаги, причем верхний фильтр протыкается обыч- ной, а нижний—самой тонкой иглой. Назначение верхнего фильтра—задер- жать наиболее крупные механические примеси, могущие засорить отверстие нижнего фильтра. Под нижнюю ворон- ку помещается высокая (около метра) ши- рокая стеклянная трубка с капиллярным изгибом на конце, наполненная 0,5%-ной HNO3. В верхнюю воронку наливают очи- щаемую ртуть. Последняя, проходя через два фильтра, выходит из трубки нижней воронки в виде мельчайших капель. Капли ртути проходят через высокий столб HNOs, где очищаются от примесей. Внизу трубки собирается чис- тая ртуть. По окончании операции ртуть переливают в фарфоровую чашку и промывают декантацией водой до полного удаления HNOS. Остающиеся на поверхности рту- ти капли воды собирают при помощи полосок хорошей фильтровальной бумаги. Затем ртуть еще раз фильтруют через проколотый иглой сухой фильтр. 3. Лучшим методом очистки ртути, пригодным для самых загрязненных отходов, является метод элек- тролиза со ртутными электродами. В толстостенный кристаллизатор диам. 20—25 см загружают 3—4 кг очищаемой ртути (рис. 55). При по- мощи стеклянной трубки 1 с впаянной платиновой про- волочкой очищаемую ртуть соединяют с положительным полюсом аккуму- ляторной батереи или другого источника постоянного тока. Электролитом яв- ляется 5%-ная HNOs, чистая или техническая. Катодом служит ртуть в стек- лянном стаканчике 2; при помощи платиновой проволочки, впаянной в труб- ку 3, ртуть соединена с отрицательным полюсом источника тока. Пустив 29* Рис. 54. Прибор ДЛЯ очистки ртути.
452 Ртуть в ход механическую мешалку 4, включают ток и ведут электролиз при на- пряжении 5—6 в и силе тока 5—8 а. При этом примеси металлов переходят из очищаемой ртути в раствор и частично выделяются на катоде. Через 5—Ю мин. электролиза примеси, переходящие в раствор из ртути, Окрашивают электролит в темный, почти черный цвет. Тогда, не прерывая элек- тролиза, сливают электролит сифоном, заливают свежую 5%-ную HNO3 и продолжают электролиз. Электролит приходится менять 3—8 раз (в зависимости от степени загрязнения ртути), до тех пор гГОка он не перестанет окрашиваться и будет оставаться бесцветным и прозрач- ным. Тогда сливают HNO3, тщательно промывают ртуть водой и высушивают фильтровальной бумагой. 4. Окончательная ' очистка ртути Д,пя наиболее ответственных целей до- стигается только перегонкой в вакууме Рекомендуемый для этой цели аппарат изображен на рис. 56. Перегоняемая ртуть заливается в сосуд 1 и добавляется Рис. 56. Схема аппарата для пе- регонки ртути: / — сосуд со ртутью; 2 —цилиндри- ческое расширение на трубке; 3—элек- трическая обмотка; 4 — холодильник; 5—трубка; 6—приемник; 7—стаканчик Рис. 55. Схема электролизера для очист- ки ртути: 1 — анод, стеклянная трубка с впаянной пла- тиновой проволокой; 2— стакан; 3—катод; 4—мешалка. по мере перегонки. Пустив вход насос, создают в аппарате вакуум, в результате чего ртуть из сосуда 1 поднимается на высоту около 760 мм в цилиндрическое расширение 2, окруженное электрической обмоткой 3 и покрытое снаружи ас- бестовой теплоизоляцией. Включают электрообогрев (до 250°), причем ртуть в расширении 2 закипает. Пары ртути конденсируются в холодильнике 4 и сте- кают в трубку 5 и приемник 6. Когда в приемнике 6 наберется достаточное количество ртути, насос вы- ключают и постепенно (чтобы не было толчка) впускают в приемник 6 воздух, причем ртуть в трубке 5 поднимается на высоту около 760 мм. Дальнейшая пе- регонка не требует работы насоса. Ртуть, накапливающаяся в приемнике 6. постепенно переливается в стакан 7- Аппарат может работать длительное время почти без присмотра, необхо- димо только время от времени подливать ртуть в сосуд 1. Сильно загрязненную ртуть следует предварительно подвергнуть очист- ке (лучше всего электролизом). В противном случае перегнанная ртуть может содержать примесь летучих металлов (Zn, Cd).
Ртуть 453 Испытания 1. При нагревании 200 г препарата в фарфоровом тигле не должно оставать- ся весомого остатка (под тягой! Пары ртути сильно ядовиты!}. 2. Кипятят в пробирке в течение 1 мин. 5 г ртути с 5 мл воды и 4,5 г Па252О3-5Н2О. При этом ртуть не должна терять своего блеска и, самое боль- шее, может принимать слабожелтый оттенок. ’з. 5 г препарата при растворении в 20 мл HNO3 (уд. в. 1,4) должны дать прозрачный раствор. 4. При встряхивании ртути в атмосфере свободного от пыли воздуха по- верхность ее должна оставаться блестящей. 5. Определение количества примесей в ртути может быть проведено сле- дующим путем*. 100—200 г ртути вносят в склянку емкостью 250 мл, добавляют 100 мл воды и 25 мл 10%-ной серной кислоты, а затем титруют при сильном встряхи- вании 0,1—0,02 н. раствором перманганата калия, пока ртуть внезапно не пре- вратится в эмульсию. Чем меньше затрачено для этого КЛАпСЧ, тем чище ртуть. Метод основан на том, что высокое поверхностное натяжение чистой ртути чрезвычайно сильно снижается в присутствии примесей. Б. Коллоидальная ртуть Приготовление 30 мл белковой смеси Пааля (приготовление, см. сноску на стр. 341) растворяют в 24 мл ледяной СН8СООН и нагревают несколько минут на водяной бане**. Если белковая смесь свежая, то продолжают нагревание до исчезнове- ния запаха H2S. Затем при постоянном и тщательном взбалтывании приливают по каплям раствор 0,375 г HgCl2. Полученный коллоид коагулируют при помощи Na2CO3, осадок не менее четырех раз промывают водой, растворяют в очень слабом растворе NaOH и выпаривают досуха на водяной бане. Остается блестя- щий черный порошок, раствор которого в закрытом сосуде сохраняется неопре- деленное время. При 17° уд. в. 1 % -кого раствора равен 1,0100. Частицы коллоида заря- жены отрицательно. В. Переработка ртутных остатков Для простой переработки лабораторных ртутных остатков на соли ртути можно рекомендовать следующий метод. Остатки выпаривают и нагревают с HNO3 до полного растворения. Раствор выпаривают досуха, выщелачивают водой и фильтруют, посте чего, добавив царской водки, снова выпаривают досуха. Остаток растворяют в горячей воде, фильтруют и, подкислив соляной кислотой, насыщают сероводородом. Полу- ченный остаток сернистых соединений обрабатывают при нагревании много- сериистым аммонием (ЫНа)25Л. и снова фильтруют. Оставшиеся сернистые со- единения металлов IV группы промывают и нагревают со слабой соляной кисло- той до прекращения выделения H2S. Смесь декантируют, осадок HgS промывают до исчезновения кислой реакции и растворяют в царской водке. Раствор выпаривают досуха, выщелачивают водой, фильтруют и прибавляют к фильтрату раствор КОН. Выпавший желтый осадок HgO хорошо промывают водой и перерабатывают на соли ртути обыч- ным путем. * Н. Р. Matthews, Soc. chem. Ind. Proceed., 36, 1104 (1936); Z. anal. Chem., 43, 355 (1938). ” Герасимов и Козырев, ЖРФХО, 62, 633 (1930).
454 Ртуть РТУТЬ АЗОТНОКИСЛАЯ ЗАКИСНАЯ (НИТРАТ РТУТИ)I]) Hydrargyrum nitricum Mercurous nitrate Mercuronitrat oxydulatum Quecksilbernitrat (oxydul) HgNO.4-H2O5 Мол. в. 280,63 Свойства HgNOs-HaO—бесцветные моноклинические кристаллы уд. в. 4,79, со сла- бым запахом азотной кислоты. В сухом воздухе выветривается. Т. пл. 70°; при более высокой температуре разлагается на HgO и NO2. При действии воды разлагается, выделяя желтый осадок основной соли. HgNO3 легко растворяется в воде, подкисленной HNOs- При длительном соприкосновении раствора с воздухом HgNO3 окисляется до Hg(NOs)-2; поэтому растворы рекомендуется хранить в склянках, на дно которых налито немного ртути. Требования к продажному реактиву По ГОСТ 4521—48 препарат х.ч. должен содержать не менее 99% HgNO3- •НеО, препарат ч.д.а.—не менее 98% и чистый—не менее 97%. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в HgNOs-НгО различ- ных квалификации: Примеси Х.Ч. ч.д.а. ч. Нелетучие вещества . 0,005 0,02 0,05 Железо (Fe) ..... . 0,0002 0,0005 0,001 Соли окиси ртути (Hg++) . . . 0,2 0,5 1,0 Вещества, нерастворимые в HNO3 . . 0,03 0,05 о,1 При готовление Для получения препарата квалификации ч.д.а. разработана следующая методика* **. 3Hg 4- 4HNO3 = 3HgNO3 I- NO + 2H2O В широкий кристаллизатор, помещенный под тягой, наливают 150 г ме- таллической ртути и 150 мл азотной кислоты (ч.д.а., уд. в. 1,185) и оставляют смесь стоять в течение нескольких дней при температуре не выше 10—15°,. изредка перемешивая, чтобы удалить с поверхности ртути слой крис- таллов. Затем смесь переносят в фарфоровую чашку и подогревают на водяной бане до полного растворения кристаллов. Раствор сливают с ртути, фильтруют, и фильтрат медленно охлаждают до 0°. Выпадающие кристаллы отсасывают п слегка промывают 2%-ной азот- ной кислотой. Маточный раствор вместе с промывными водами и оставшейся ртутью упа рнвают на водяной бане до х/3 объема, фильтруют и проводят кристаллизацию, как указано выше. Обе фракции кристаллов высушивают на пергаментной бумаге в течение 3 час. и еще слегка влажными помещают в темные банки с притертыми проб- ками. Выход 150 г. * Или Hg4NO{)2’2Н>О, мол. в. 561, 26. *' Метод “ИРЕА (А-. С. Шахов).
Ртуть азотнокислая закисная и окисная 455 РТУТЬ АЗОТНОКИСЛАЯ ОКИСНАЯ (НИТРАТ РТУТИ [2]) Hydrargyrum nitricum Mercuric nitrate Mercurinitrat oxydatum Quecksilbernitrat (Oxyd) Hg(NOs)2-1/2H2O Мол. в. 333,63 Свойства Hg(NOs)2—бесцветные кристаллы уд. в. 4,3 (безводная соль), очень легко растворимые в воде, гидролизуясь при этом. Т. пл. безводной соли 79°. Требования к продажному реактиву Наибольшие количества допустимых примесей (%) в Hg(NO3)2-ЧгНгО различных квалификаций (по ГОСТ 4520—48): Примеси х.ч. ч.д.а. ч. Нелетучие вещества 0,005 0,02 0,05 Железо (Fe) 0,0002 0,0005 0,001 Хлориды (С1) 0,001 0,003 0,005 Сульфаты (SO4) 0,005 0,02 0,05 Основные соли (в пересчете на HgO) 1,0 3,0 5,0 Кроме того, 2 г препарата должны полностью растворяться в 4 мл соляной кислоты (уд. в. 1.12). давая прозрачный раствор (что свидетельствует об от- сутствии закисной соли). Приготовление Для получения препарата квалификации ч.д.а. разработана следующая методика*. Hg + 4HNOS = Hg(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O В нагретую до 50—60° (тягаУ) смесь 100 мл HNOs (чистая, уд. в. 1,4) и 60,ил воды вносят порциями 100 г продажной металлической ртути, содержащей не более 0,025% нелетучего остатка. Смесь перемешивают и, продолжая нагре- вание, добавляют через 20—30 мин. по 10 мл азотной кислоты (1 : 1) до полного окисления Hg+ (проба раствора не должна давать мути от добавления со- ляной кислоты). Раствор упаривают иа водяной бане при 70—80° до образования небольшой пленки, добавляют 7 мл азотной кислоты, причем выпавшие кристаллы долж- ны раствориться (в противно.м случае жидкость подогревают), и оставляют раствор для кристаллизации на ночь при температуре 5—10° ниже нуля. Важно соблюдать указанные условия упаривания и кристаллизации,— только в этом случае получаются хорошо образованные кристаллы, легко отделяемые от раствора. Соль отсасывают, промывают 20 мл азотной кис- лоты (1 : 1) и помещают в банку с притертой пробкой. Маточный раствор при упаривании и кристаллизации дает еще значительное количество препарата. Выход 150—155 я (90—93%). Метод ИРЕА (А. А. Казанцев).
456 Ртуть РТУТЬ БРОМИСТАЯ (БРОМИД РТУТИ [1]) Hydrargyrum bromatum Mercurous bromide Mercurobromid Quecksilberbromiir HgBr Мол. в. 280,53 Свойства HgBr—мелкие белые кристаллы тетрагональной системы, уд. в. 7,3, чувствительные к свету (но менее, чем HgJ). При 345° возгоняется. В воде почти нерастворим (3,9-10’°% при 25°; ПР= 1,3-10 21). Приготовление Препарат чувствителен к свету, и все операции его получения следует про- водить в затемненном помещении. К раствору 125 г HgNOs-HsO (ч.д.а.) в смеси 1100 мл воды и 15 мл HNOs (х.ч.,ур,. в. 1,4) добавляют раствор 75 г КВг в 150 мл воды. Выпавший тяжелый белый осадок HgBr на следующий день промывают декантацией, отсасывают и сушат при 80°. Выход 105—ПО г (80%). Испытания Препарат должен выдерживать- следующие испытания: 1. Растворимость. 0,5 г препарата после добавления нескольких капель брома должны полностью раствориться в 5 мл спирта. 2. Реакция на HgBr2. Взбалтывают 1 г препарата с 10 мл воды и фильтру- ют. К половине фильтрата добавляют HNO3 и AgNOs,—не должно быть мути (AgBr). Ко второй половине добавляют сероводородной воды,—не должно происходить потемнения. 3. Реакция водной вытяжки. Взбалтывают 1 г препарата с 10 мл воды и фильтруют. Фильтрат должен показывать нейтральную реакцию на фенол- фталеин и лакмус. 4. Нелетучий остаток. При прокаливании 0,5 г препарата (тяга)) не долж- но оставаться весомого остатка. РТУТЬ БРОМНАЯ (БРОМИД РТУТИ [2]) Hydrargyrum bibromatum Mercuric bromide Mercuribromid Quecks i 1 berbromi d HgBr-г Мол. в. 3C0,44 Свойства HgBr-2 в возогнанном виде—красивые белые игольчатые кристаллы ром- Растворимость Таблица 306 HgBr2 в воде бической системы, уд. в. 5,73; из водных растворов кристаллизуется листочками. Плохо растворима в ГС HgBr2 % /°C HgBr» % ’ холодной воде, значительно лучше в спирте (23,1% при 25°) и эфире. Т. пл. около 236°, т. кип. 325°. Препарат, загрязненный сле- дами HgBr или органическими веществами, темнеет на свету; хранить его следует в темных, плотно закупоренных банках. 25,0 33,5 55,5 0,614 0,685 1,46 78,0 96,5 2,52 4,34
г Ртуть бромистая и бромная. Ртути закись 457 Требования к продажному реактиву По ГОСТ 5508—50 препарат ч.д.а. должен содержать не менее 99,5% HgBr2, препарат чистый—не менее 99%. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в HgBr2 различных квалификаций: Примеси ч.б.а. ч. Вещества, нерастворимые в растворе КВг ... 0,02 0,04 Остаток после прокаливания ................ 0,02 0,04 Железо (Fe)................................ 0,0005 0,001 Мышьяк (As)................................ 0,0001 0,0002 Приготовление 1. HgO -|- 2HNO3 — Hg(NO3)2 4“ Н2О Hg(NO3)2 4- 2NaBr — HgBr2 + 2NaNO3 К раствору 50 мл HNOa (уд. в. 1,4) в 400 мл воды добавляют постепенно 120 г желтой HgO. Дают отстояться, фильтруют и проверяют раствор на при- сутствие Hg+ (если проба раствора при добавлении соляной кислоты дает муть, то добавляют несколько капель брома). К полученному раствору добавляют раствор 125—130 г NaBr -2Н2О в 180—200 мл воды до полноты осаждения HgBr2 [пробы раствора не должны давать осадка ни от NaBr, ни от Hg(NO3)2[. Дают смеси отстояться, осадок отсасывают, промывают 2—3 раза водой (по 200 мл) до удаления NO3~ (проба с дифениламином) и высушивают на пергаменте при 60—70°. Выход 140 г (70%). 2. К 100 г металлической ртути добавляют 50 мл воды и постепенно прили- вают по каплям бром (тягоХ) до исчезновения капель ртути. Выделившиеся кри- сталлы отсасывают под тягой в затемненной комнате, растворяют в 500 мл спирта при кипячении (огнеопасно}), фильтруют и дают охладиться. Кристаллы отсасывают и высушивают в темноте при 80—90°. Выход 155—.157 г (85—87%). РТУТИ ЗАКИСЬ (ОКИСЬ РТУТИ [1]) Hydrargyrum oxydulatum Mercurous oxide Mercurooxyd Quecksi Iberox ydu 1 Ilg2O Мол. в. 417,22 Свойства Hg2O—коричнево-черный порошок уд. в. 9,8, нерастворимый в воде. Препарат непрочен и разлагается при хранении на HgO и металлическую ртуть (разложение идет быстрее на свету или при нагревании). Частичное разложение наступает уже в процессе получения Hg2O. Приготовление 10 г HgNO3-H2O (ч.д.а.) тонко измельчают в фарфоровой ступке и смеши- вают с 1,8 г 25%-ной HNOs (ч.д.а.). Смесь выливают (избегая нагревания) в такое количество дестиллированной воды, чтобы общий объем состав- лял 100 мл. Полученный раствор вливают в раствор 4 г КОН (ч.д.а.) в 50 мл спирта. Образующуюся коричневатую массу после тщательного промывания водой и спиртом в темноте высушивают при комнатной температуре. Выход 7,2 г
458 Ртуть РТУТЬ ИОДИСТАЯ (ИОДИД РТУТИ [1]) Hydrargyrum jodatum Mercurous iodide Mercurojodid Green iodide of mercury Quecksilberjodiir HgJ Мол. в. 327,52 А. Обыкновенная иодистая ртуть Свойства HgJ—желтый порошок уд. в. 7,70, нерастворимый в спирте и эфире и поч» ти нерастворимый вводе (ПР=4-10~29 при 25°). При действии света распа- дается на HgJ2 и Hg. При нагревании около 70° окрашивается в красный цвет, при дальнейшем нагревании—в темиофиолетовый. При 290° плавится в чер- ную жидкость, из которой при осторожном охлаждении получают прозрачные желтые кристаллы HgJ. Умеренно нагретая HgJ при охлаждении принимает первоначальную желтую окраску. Возгонка начинается уже при 120°. Требования к продажному реактиву По ВТУ У-322—51 препарат чистый должен содержать не менее 95,0% HgJ и не более 0,001 % Fe; остаток после прокаливания не должен превышать 0,2%* Приготовление Препарат чувствителен к свету и все операции его получения следует проводить в затемненном помещении. Для получения препарата чистый растворяют 80 г HgNOs-H-zO (ч.д.а.) в смеси 750 мл воды и 8 мл HNO3 (ч.д.а., уд. в. 1,4) при температуре не выше 50—55'. Раствор фильтруют и добавляют к нему при перемешивании раствор 48 г KJ в 3,4 л воды. Осадок HgJ промывают декантацией холодной водой до удаления Ь!Оз“, затем отсасывают и промывают три раза спиртом (по 10—30 мл). Препарат высушивают в вакууме в темном месте при комнатной температуре. Выход 80—82 г (85—87%). Б. Коллоидальная иодистая ртуть Свойства Зеленовато-желтый порошок, растворимый в воде с образованием желто- зеленой жидкости с нейтральной реакцией. Приготовление Поступают так же, как для приготовления коллоидальной HgCl, употреб- ляя KJ вместо КС1 (см. стр. 464). РТУТЬ ИОДНАЯ (ИОДИД РТУТИ [2]) Hydrargyrum bijodatum Mercuric iodide Mercurijodid Red iodide of mercury Quecksilberjodid HgJ2 Мол. в. 454,43 Свойства Красная модификация HgJг представляет собой тонкокристаллический (тетрагональной системы) порошок уд. в. 6,28, почти нерастворимый в воде (0,004% при 25"; ПР—3,2-10-29). Растворима в этиловом спирте (2% при 20°),
Ртуть иодистая. и иодная. Ртути окись 459 в метиловом спирте (4% при 20°), эфире, хлороформе, глицерине, ацетоне, се- роуглероде и др. 'Г. пл. 253’, т. кип. 349°. Н ’ Желтая модификация HgJ2 имеет уд. в. 6,27 и состоит из кристаллов ром- бической системы; при комнатной температуре неустойчива. Через несколько часов переходит в красную, стабильную форму (быстрее—в тонко истертом со- стоянии). Требования к продажному реактиву По ГОСТ 3206—46 препарат ч.д.а. должен содержать не менее 99,5% HgJs, препарат чистый—не меиее 99% . Остаток после прокаливания не должен превышать для ч.д.а. 0,05%, для чистого—0,2%. Растворимых в воде солей Hg не должно быть больше 0,05% для ч.д.а. и 0,1% Для чистого препарата. При растворении 1 г препарата в 20 мл 10%-ного KJ раствор должен быть прозрачным и не содержать нерастворимого остатка. Приготовление 1. Для получения красной модификации препарата квалификации ч.д.а. растворяют* при нагревании 60 г HgCU (ч.д.а.) (яд'.) в 1,25 л воды, фильтруют и к холодному раствору добавляют при перемешивании раствор 75 г KJ (ч.д.а.) в 250 мл воды. На следующий день осадок”Н§.1-2 промывают водой декантацией, а затем— на воронке для,отсасывания, до удаления С1_ (проба раствора от добавления AgNO3 может данать лишь слабую муть). Препарат высушивают при 70—80°. Выход 93 г HgJ2 (около 100%). 2. Для получения препарата желтой модификации растворяют красную HgJ2 в спирте и полученный бесцветный раствор выливают в холодную воду Образующаяся сначала светложелтая эмульсия постепенно выделяет пластин- чатые желтые кристаллы. РТУТИ ОКИСЬ (ОКИСЬ РТУТИ [2]) Hydrargyrum oxydatum Mercuric oxide Mercurioxyd Quecksilberoxyd HgO Мол. в. 216,61 Свойства HgO—яркокрасный или желтый порошок уд. в. 11,27, темнеющий от дей- ствия света. Ядовита. При осторожном нагревании чернеет, при охлаждении принимает первоначальную окраску. Выше 400’ разлагается на Hg и О2. Поч- ти нерастворима в воде (красная модификация 1 : 20500, желтая 1 : 19500) и спирте. Растворима в HNOs и НС1. Препарат рекомендуется хранить в плотно за .упоренных банках. Красная модификация под микроскопом обнаруживает кристаллическое строение (кристаллы ромбической системы). Требования к продажному реактиву / По ГОСТ 5230—50 для желтой окиси ртути содержание HgO в препарате ч.д.а. должно быть не менее 99,5%, в препарате чистый—не менее 99%. По ВТУ РУ-487—51 для красной окиси ртути содержание HgO в препара- те чистый должно быть не менее 99%. Метод ИРЕА (А. Л. Казанцев). ’
460 Ртуть' Наибольшие количества допустимых примесей (%) в HgO различных ква- лификаций: Примеси Желтая ч.д.а. HgO ч. Красная HgO ч. Остаток после прокаливания 0,05 о,1 о,1 Хлориды (С1) . . 0,005 0,01 0,005 Сульфаты (SO4) 0,005 0,01 0,05 Нитраты (NO3) 0,02 0,04 Кроме того, препарат как желтой, так и красной окиси ртути должен выдержи- вать испытание на растворимость в соляной кислоте.. Для этого 1 г препа- рата растворяют в 20 мл НС1 уд. н. 1,12,—раствор должен быть прозрачным. Красная окисная ртуть должна выдержать испытание на содержание нитра- тов. 0,5 г препарата растворяют в 2 мл 20%-него раствора H2SO4, прибавляют 1 мл 0,5%-ного раствора NaCl, 1 мл раствора индиго (1 : 5000), 10 мл H2SO4 уд. в. 1,84, перемешивают и через 10 мин. прибавляют 20 мл воды. Наблюдае- мое окрашивание испытуемого раствора должно быть равно или интенсивнее окра- шивания эталонного раствора. Этот раствор должен содержать 0,2 мг NO3, 2 мл 20%-ной ILSOj, 1 мл 0,5%-ного раствора NaCl, 1 мл раствора индиго (1:5000) 10 мл I LSO.j уд. в. 1,84. После прибавления кислоты раствор должен быть хорошо перемешан, через 20 мин. к нему следует добавить 20 мл воды. Приготовление 1. Для получения красной окиси ртути квалификации ч.д.а. 100 г Hg(NO3)2-ОДНгО растирают в ступке с 50 г металлической ртути, помещают смесь в фарфоровую чашку диаметром 15 см и нагревают на песчаной бане до 300° (под сильной тягой). Цвет меняется по мере удаления окислов азота, пере ходя через желтый и коричневый в темнолиловый. По охлаждении масса ста- новится светлооранжевой. Препарат еще раз прокаливают 20 мин. при 350° (не выше'.). 2. Желтая окись ртути чувствительна к яркому свету, поэтому ее полу- чение нельзя проводить при дневном свете, а только при искусственном. Для получения желтой окиси ртути к холодному раствору 100 г HgCh (ч.д.а.) (яд'.) в 1,6 л воды добавляют при перемешивании прозрачный раствор 50 г NaOH (чистый) в 300 мл воды. Смесь тщательно перемешивают, дают от- стояться 15—20 мин. и промывают декантацией водой (порциями по 750 мл). Промывание ведут до удаления С1— в промывной воде. Отсасывают и сушат на пергаменте при 45—50°, растирая массу стеклянной пробкой. Препарат упа- ковывают в темную банку. Выход 76 г HgO квалификации ч.д.а. (96%). РТУТЬ СЕРНИСТАЯ (СУЛЬФИД РТУТИ [2], КИНОВАРЬ) Hydrargyrum Mercuric sulfide Mercurisulfid sulfuratum Cinnabar, Vermilion Quecksilbersulfid Zinnober HgS Мол. в. 232,68 А. Обыкновенная сернистая ртуть Свойства HgS—красный кристаллический (гексагональной системы) порошок, уД- в. 8,09, нерастворимый в воде и спирте. При нагревании становится сначала коричневым, затем черным; при охлаждении возвращается красный цвет.
Ртуть сернистая и сернокислая закисная 461 Т возгонки 580°, т. пл. 1450° (под давлением). На свету HgS темнеет вслед- ствие выделения тонкораздробленной ртути. При осаждении из растворов HgS выделяется всегда в виде черной модификации. В зависимости от кристалли- ческой структуры ПР колеблется в пределах 2-10~®—4-10-при 18°. Приготовление 100 г чистой металлической ртути тщательно растирают с 40 г порошка ссэы («серный цвет») до получения однородной серовато-черной массы, не со- пержащей капелек ртути. Обливают смесь раствором 25 г 1\ОН в 140 мл воды и нагревают на водяной Сане при 40—45° (не выше\) в течение нескольких дней, пополняя испаряющуюся воду и часто перемешивая. Полученный яркокрасный порошок для удаления свободной серы кипятят с раствором Na»SO3: NaoSOo + S = Na-SiOa Препарат отсасывают, промывают горячей водой и высушивают при 90— 100°. Высушенную HgS растирают и просеивают. Выход 120—-123 г. Испытания Чистота препарата легко определяется по полному улетучиванию препа- рата при накаливании в платиновом тигле. Б. Коллоидальная сернистая ртуть Приготовление 1. Несколько капель насыщенного раствора Hg(CN)2 (я<?1) прибавляют к 200 мл воды, и в полученный раствор пропускают H2S; получается темонокорич- невый золь, трудно поддающийся диализу*. Прозрачный коричневый золь получается также при прибавлении сероводородной воды к очень разбавлен- ному раствору Hg(CN)z. 2. Наиболее чистый золь HgS получается конденсацией паров ртути, серы и воды на поверхности, охлаждаемой жидким воздухом, п плавлением полу- ченного льда**. РТУТЬ СЕРНОКИСЛАЯ ЗАКИСНАЯ (СУЛЬФАТ РТУТИ [1]) Hydrargyrum sulfuricum Mercurous sulfate Mercurosulfat oxydulatum Hg2SO4 Мол. в. 497,29 Свойства HgjSOi—белая кристаллическая мука или мелкие бесцветные монокли- нические призмы уд. в. 7,56, мало растворимые в воде (0,06% при 25°) и легко растворимые в горячей концентрированной H0SO4. На свету быстро принимает серую окраску. Плавится при красном калении. Требования к продажному реактиву По ГОСТ 5231—50 препарат чистый должен содержать не менее 98% HgsSOa. * Колл, химия, стр. 99. •• Р. Черни цк а я и В. Каргин, ЖФХ, 9 (4), 481 (1937),
462 Ртуть Наибольшие количества допустимых примесей (%) в HgoSCU квалификации чистый: Остаток после прокаливания . . 0,05 Железо (Fe) . ............ 0,001 Соли окиси ртути (Hg) . . 0,1 Нитраты (NO3) . . .... 0,007 Влага........................ 2 Приготовление Оба нижеприведенных способа дают препарат реактивной чистоты. 1. 2Hg -4- 2H2SO4 = HgnSOi + SO2 + 2Н2О Нагревают 1 ч. ртути с Ъз—1 ч. конц. H..>SO4, пока приблизительно полови- на ртути не перейдет в твердую соль. Неиспользованную ртуть сливают, а соль промывают небольшим количеством холодной воды и высушивают. 2. 2HgNO3 + H2SOi = Hg2SO4 + 2HNO3 К раствору HgN03 (приготовление см. стр. 454) прибавляют избыток раз- бавленной H2SO4. Выпадающий мелкокристаллический осадок промывают небольшим количеством воды и высушивают. РТУТЬ СЕРНОКИСЛАЯ ОКИСНАЯ (СУЛЬФАТ РТУТИ [2]) Hydrargyrum sulfuricum Mercuric sulfate Mercurisulfat oxydatum HgS04 Мол. в. 296,68 Свойства HgSOj—белая кристаллическая масса уд. в. 6,47. Прп нагревании сначала желтеет без разложения, затем становится коричневой; при охлаждении окра- ска исчезает. При более сильном нагревании разлагается. С небольшим коли- чеством воды безводный препарат образует белые кристаллы гидрата сернокис- лой ртути HgSO4-H2O. Большим количеством воды HgSOi разлагается (особенно прп нагревании), образуя желтую основную соль и свободную H2SO4. Требования к продажному реактиву По ГОСТ 5558—50 препарат ч.д.а. должен содержать"’ не менее 98,5% HgSO4, препарат чистый—98%. Наибольшие количества допустимых прпмесей'(%) в HgSO4 различных ква- лификаций: Примеси ч.д.а. ч. Остаток после прокаливания................ 0,04 0,06 Хлориды (С1) ........................... 0,003 0,005 Железо (Fe)...................... . 0,001 0,002 Вещества, нерастворимые в серной кислоте . . 0,03 0,05 Примечание. Содержание влаги и свободной серной ки- слоты не нормируется.
Ртуть сернокислая окисная, уксуснокислая и хлористая 463 Приготовление Для получения реактивного препарата к раствору 16 мл H2SO4 (х.ч., уд. в. 1,84) в 145 мл воды прибавляют при перемешивании 30 г желтой HgO (ч.д.а.), затем 1 г активированного угля, фильтруют и упаривают фильтрат, время от времени вычерпывая кристаллы фарфоровым шпателем. Соль отса- сывают и высушивают при 300—400° до полной сыпучести. Выход 34 г (83%). Препарат следует предохранять от яркого дневного света. РТУТЬ УКСУСНОКИСЛАЯ (АЦЕТАТ РТУТИ [2]) Hydrargyrum aceticum Mercuric acetate Mercuriacetat oxydatum Hg(CH3COO)2 Мол. в. 318,70 Свойства Hg(CII3COO)2—белые кристаллы уд. в. 3,286, растворимые в воде (25% при 10°) и спирте. Требования к продажному реактиву По ВТУ 306—51 препарат чистый должен содержать не менее 97% Hg(CH3COO)2 и не более 0,0002% Fe. Остаток после прокаливания не должен быть выше 0,02%. Приготовление К 300 мл 30%-ной СН3СООН (ч.д.а. или чистая) постепенно добавляют при нагревании ПО г желтой HgO. При этом всплывает небольшое количество бе- лых кристаллов Hg2(CH3COO)2, образующейся за счет восстановления Hg++. Раствор фильтрует, упаривают до образования пленки (защищая от света) и охлаждают. Кристаллы отсасывают и переносят в темную банку. Маточный раствор упаривают до уд. в. 1,45 и кристаллизуют. Выход 1С0 г (61—62%). РТУТЬ ХЛОРИСТАЯ (ХЛОРИД РТУТИ |1], КАЛОМЕЛЬ) Hydrargyrum chloratum Mercurous chloride Mercurochlorid, Quecksilber- Calomel chloriir, Kalomel Hg2CI2 Мол. в. 472,13 или HgCl Мол. в. 236,07 Свойства HgsCls—микроскопические кристаллы тетрагональной системы, уд. в. 7,15. Практически нерастворим в воде (ПР=2-10~18 при 25е), спирте, эфире и разбавленных кислотах. Растворяется в горячих конц. HNO3 и H2SO4 с образованием солей Hg++. Кроме того, растворяется при кипячении в соляной кислоте, растворах NFKC1 и щелочей, выделяя ртуть и образуя HgCl2. Раствори- ма в бензоле и пиридине. При постепенном нагревании возгоняется прп 383,2° без предварительного разложения*. Т. пл. 543°. При продолжительном дей- ствии света темнеет вследствие выделения металлической ртути. * Плотность пара хлористой ртути при 375 —425° отвечает формуле HgCl, мол. в., определенный в растворах, — формуле Нщ.С13.
464 Ртуть Требования к продажному реактиву По ГОСТ 3203—46 препарат ч.д.а. должен содержать не менее 99,5% Hg2Q препарат чистый—не менее 99%. Наибольшие количества допустимых прпмесей (%) в Hg2Cl2 различных квалификаций: Примеси ч.д.а. ч. Остаток после прокаливания ................. 0,02 0,06 Железо (Fe) ................................ 0,0005 0,0005 Соли двухвалентной ртути (Hg++) ..... 0,0005 0,001 А. Кристаллическая хлористая ртуть Приготовление Для получения препарата квалификации ч.д.а. в раствор 15 г NaCl (ч.д.а.) в /5—80 мл воды вливают при помешивании раствор 50 г HgNO3-H2O (приго- товление см. стр. 454) в 445 мл воды, к которой добавлено 8 мл HNO3. Во из- бежание образования основной соли необходимо соблюдать указанный порядок— приливать HgNO3 к NaCl, но не наоборот. Выпавшей Hg2Cl2 дают отстояться в темном месте, декантируют, осадок сме- шивают с холодной водой, снова дают отстояться и опять декантируют. Это повторяют до тех пор, пока проба промывных вод с AgNO3 не будет давать только небольшое помутнение. Промытый осадок отфильтровывают и высу- шивают. Б. Коллоидальная хлористая ртуть Для получения твердой коллоидальной HgsCl2 можно действовать раствором КС1 на растворимые соли одновалентной ртути в присутствии, например, яич- ного белка; при испарении в вакууме полученного раствора остается твердая коллоидальная Hg2Cl2 (в смеси с белком). Последняя представляет собой сероватый порошок, растворимый в воде (1 : 50) с образованием молочной жидкости. В спирте, эфире, их смеси, бензоле и хлороформе нерастворима. При прибавлении НС1 к водному коллоидальному раствору выпадает осадок, снова растворяющийся при добавлении щелочей.. РТУТЬ ХЛОРНАЯ (ХЛОРИД РТУТИ [2], СУЛЕМА) Hydrargyrum bichloratum corrosivum Mercuric chloride Bichloride of mercury Corrosive sublimate Mercurichlorid Quecksilberchlcrid Sublimat HgCl. Мол. в. 271,52 С в о й с т в а HgCl2—бесцветные иглы (ромбические призмы) уд. в. 5,42. Т. пл. 275“, т. кип. 301°. Хорошо растворима в горячей воде, спирте (25%) и эфире-(7—8% ) значительно хуже—в холодной воде. В водных растворах мало диссоциирована, вследствие чего имеет аномально малую величину произведения растворимости (ПР= 2,6-10-15 при 25°). Сильно ядовита! Уже 0,2—0,4 г является смертель- ной дозой. Летуча с парами воды. Водные растворы постепенно разлагаются под дей- ствием воздуха и света, образуя Hg2Cl2, НС1 и О2.
Ртуть хлорная 465 Таблица 307 Растворимость HgCI2 в воде tC HgCIs % t°c HgCl2 % rc 1 HgCL % 0 4,1 30 7,8 70 14,7 10 5,3 40 8,8 80 19,5 20 6,2 50 10,2 90 27,1 25 6,8 60 12,2 100 35,1 Таблица 308 Относительные веса водных растворов HgCl2 HgCS2 % 2Л d4 HgCl2 % 20 d4 HgCI2 % 4° 1 2 О т н 1,0072 1,0148 осительн! 3 4 i e веса с n 1,0236 1,0323 И p T О в Ы X I 5 6 астворов 1,0411 1,0500 Таблица 309 HgCl2 HgCl2 % d20 HgCI2 % d30 HgCS2 % d20 0 1,22 2,38 0,81435 0,8228 0,8314 4,42 8,56 12,43 0,8463 0,8789 0,9119 15,91 19,32 22,46 0,9425 0,9753 1,0083 Требования к продажному реактиву По ГОСТ 4519—48 препарат ч.д.а. должен содержать не менее 99,5% HgCU, препарат чистый—не менее 99,0%. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в HgCl2 различных квалификаций: * Примеси ч.д.а. ч. Вещества, нерастворимые в горячей воде . . . 0,02' 0,.05 Нелетучий остаток ......................... 0,02 0,04 Вещества, не осаждаемые H2S ....... 0,02 0,04 Железо (Fe) ............................... 0,0005 0,001 Мышьяк (As) . . . . .... 0,0005 0,001 Приготовление По всем нижеприведенным способам получают препарат квалификации ч.д.а. 1. Растирают 20 г HgO (ч.д.а.) с водой в жидкую кашицу, которую по- степенно вносят в 75 мл 10%-ной соляной кислоты (ч.д.а.). По растворении HgO жидкость фильтруют, упаривают до появления кристаллической пленки и дают закристаллизоваться. 30 Чистые химические реактивы
466 Ртуть 2. 100 г ртути обливают 45 мл соляной кислоты (ч.д.а., уд. в. 1,19), слабо нагревают и добавляют 7 мл HNO3 (уд. в. 1,2). По окончании реакции нагре- вают еще час, после чего раствор сливают, к оставшейся ртути снова приливают 45 мл соляной кислоты и 7 мл HNOs и повторяют эти операции три раза. Все порции раствора соединяют, выпаривают досуха, добавляют 1.6 мл соляной кислоты и упаривают досуха на водяной бане. Сухой остаток раство- ряют в 10 мл соляной кислоты и 200 мл горячей воды, добавляют 2—3 г HgO, кипятят, отфильтровывают избыточную HgO и Fe(OH)3, упаривают раствор до объема 100 мл и охлаждают. Выпавшие кристаллы отсасывают, промывают 10 мл ледяной воды и высушивают при 20—30°. Выход около 120 г (94%)*. 3. Для получения значительных количеств HgCl2 можно рекомендовать метод, затруднительный лишь в том отношении, что для него требуется квар- цевая колба с четырьмя тубусами**. Через один из них проходит трубка капель- ной воронки, содержащей чистую ртуть, через второй—трубка', подводящая су- хой С12, через третий—высокотемпературный термометр (на 500е). Четвертый тубус соединен широкой стеклянной трубкой с большой эрленмейеровской кол- бой, служащей камерой для осаждения возгоняющейся HgCl-2. Все соединения должны быть на шлифах или на асбестовых пробках. Прибор помещают под хорошую тягу и, нагрев кварцевую колбу на песчаной бане до 450—500°, пускают ток хлора; выждав немного, приливают по каплям из капельной воронки очищенную ртуть. Встречаясь с хлором при высокой температуре, ртуть образует HgCl2, которая возгоняется и осаждается на стенках прием- ника. При избытке хлора и чистой ртути получается препарат очень высокого качества. При емкости кварцевой колбы 500 мл и приемника 4—7 л аппарат может дать в день несколько килограммов HgCl2. РТУТЬ ЦИАНОВАЯ (ЦИАНИД РТУТИ [2]) Hydrargyrum cyanatum /Mercuric cyanide Mercuricyanid Quecksi Ibercy, hi id Hg(GN)2 Мол. в. 252,65 Свойства Hg(CN)-2—белые квадратные призмы и пирамиды уд. в. 3,99. Сильный яд] При нагревании тонкого слоя порошка Hg(CN)2 она полностью улетучивает- ся. При нагревании же в пробирке крупных кристаллов Hg(CN)2 они сначала раскалываются, затем плавятся и, н»конец, распадаются на ртуть и циан; часть последнего полимеризуется и остается в пробирке в виде коричнево- черного порошка парациана. Растворима в воде (9,3% при 20°), в этиловом спирте (7%) и метиловом спирте (25%); плохо растворима в эфире. ' При готовление Всю работу проводить под хорошей тягой! В профильтрованный*** и нагретый до 40° раствор 10 г NaCN (или 13 г KCN) в 75 мл воды вносят (порциями по 1—3 г) при перемешивании 30 г HgSOa. Кашицеобразную массу по остывании обрабатывают теплым спиртом, при- * Соли редких и цветных металлов. ♦* Соли редких и цветных металлов, стр. 97. Ю. Швицер, Производство химико-фармацевтических и техно-химических препаратов, МРХЛ, M.-JL, 1934, стр. 55.
Ртуть циановая. Рубидий хлористый. Свинец 467 чем Hg(CN)2 растворяется, a Na2SO4 остается. Раствор выпаривают на водяной бане; остаток растворяют в минимальном количестве горячей воды, фильтруют И упарив фильтрат до половины объема, охлаждают для кристаллизации. испытания I. Нелетучие примеси. При осторожном нагревании препарат должен со- вершенно улетучиваться. Разбрасывания кристаллов можно избежать, истирая их в порошок и помещая его на платиновую жесть небольшими порциями (О 1 г). Операцию необходимо проводить под симной тягой. ' ’ 2. Хлорная ртуть (HgCl2). Раствор 1 г препарата в 14 мл воды не должен вызывать покраснения лакмуса. 3. Хлориды (СП). Раствор препарата, подкисленный HNO3, от прибавле- ния AgNO3 не должен давать осадка. РУБИДИЙ ХЛОРИСТЫЙ(ХЛОРИД РУБИДИЯ) Rubidium chloratum Rubidium chloride Rubidiumchlorid RbCl Мол. в. 120,94 Свойства RbCl—бесцветные кубические кристаллы, легко растворимые в воде и нерастворимые в спирте. Т. пл. 717°, т. кип. 1385°. Требования к продажному реактиву По ВТУ МХП 2840—51 препарат чистый должен содержать не менее 98,5% RbCl и не более 0,5% К. Приготовление Раствор 50 г Rb2COs в 100 мл воды нейтрализуют 60 г соляной кислоты (ч.д.а., уд. в. 1,19) до слабощелочной реакции. Раствор оставляют на ночь, затем фильтруют, точно нейтрализуют соляной кислотой и выпаривают на во- дяной бане досуха. Выход 49—50 г. СВИНЕЦ Plumbum Lead Blei РЬ Ат. в. 207,21 Свойства А. Чистый свинец РЬ—блестящий синевато-серый металл уд. в. 11,352—11,356 при 23°. 327°, т. кип. 1744°. Образующиеся при кипении пары чрезвычайно ядо- Во влажном воздухе свинец теряет своп блеск, покрываясь пленкой окиси, которая защищает остальной металл от окисления. Свинец, находящийся в воде, при доступе воздуха и СО2 постепенно выделяет крупные блестящие кри- сталлы основной углекислой соли. При плавлении свинец теряет блеск и покрывается серой пленкой, быстро переходящей в желтую РЬО. Губчатый свинец—темносерая пористая масса, легко окисляющаяся на воздухе. 30*
468 Свинец Требования к продажному реактиву Наибольшие количества допустимых примесей (%) для препарата чистый (по ТУМХП 113—51): Серебро (Ag) ........................ 0,001 Медь (Си)............................ 0,02 Железо (Fe) ........................ .0,001 Приготовление 1. Для получения реактивного свинца* Pb(NO3)2 пли РЬ(СН3СОО)2-ЗН2О трижды перекристаллизовывают из дважды перегнанной дестиллированной воды. Раствор полученной соли подвергают электролизу, как описано при по- лучении олова (стр. 435). Напряжение 8 в, сила тока 1,2 а. В течение 1 часа получается около 5 г РЬ. 2. Для получения гранулированного свинца выливают по каплям рас- плавленный металл в воду с высоты 10 см. В этих условиях гранулы имеют желательную форму («зерна овса»). Б. Губчатый свинец Приготовление На цинковую пластинку помещают 25-миллиметровый слой густого теста из PbSOi и воды, покрывают другой пластинкой цинка и все погружают в раствор NaCl. Через 9—10 дней PbSO3 превращается в губчатый металлический свинец. В. Коллоидальный свинец Приготовление 1. Коллоидный раствор РЬ в метиловом спирте может быть получен искро- вым распылением свинцовой фольги, взвешенной в метиловом спирте**. Искру получают между электродами из трудно распыляемого материала (Fe, Al). Получение золя совершенно аналогично получению коллоидальной сурьмы (см. стр. 512). Приготовленный таким путем коллоидный раствор РЬ в прохо- дящем свете интенсивно синий, в отраженном—сине-черный. 2. Очень быстро можно приготовить золь свинца распылением, путем облучения ультрафиолетовыми лучами. Свинец, очищенный с поверхности от пленки окислов, помещают в плоскую фарфоровую чашку, заливают спиртом и подвергают облучению кварцевой ртутной лампой на расстоянии нескольких сантиметров от свинца, Через 5 мин. получается прекрасный коллоидальный раствор. 3. Для получения коллоидального РЬ, растворимого в воде***, нагревают 30 мл смеси Пааля (приготовление см. сноску на стр. 341) с 30 мл ледяной СН3СООН на водяной бане до удаления запаха H2S, после чего добавляют по каплям прп встряхивании 3 мл 25%-ного раствора Pb(NO3)2. Смесь нагревают до почернения и коагулируют добавлением Na2CO3. Осадок отфильтровывают, промывают 5—6 раз водой, затем снова растворяют в воде, добавив несколько капель 20%-него раствора NaOH, и дают раствору испариться при комнатной температуре. Осадок высушивают при 105°. * Метод ИРЕА (Н. А. Петров). •» Т. Svedberg, Вег., 38, 3616 (1905). *** Труды Казанского химико-технологического института им. Бутлерова, т. 1, 1934, стр. 119.
Свинец азотнокислый 469 СВИНЕЦ АЗОТНОКИСЛЫЙ (НИТРАТ СВИНЦА [2]) Plumbum nitricum Lead nitrate Bleinitrat Pb (NO3)S Мол. в. 331,23 Свойства Pb(NOs)2—бесцветные или белые кристаллы кубической системы. Уд. в. 4,5. Довольно легко растворим в воде, нерастворим в спирте, плохо растворим в метиловом спирте (1,35%). При нагревании выше 200е распадается на РЬО, ЬЮг и Оз- Таблица 310 Растворимость Pb(NOs)2 f°C Pb(NO»)3 % t°c Pb(NO3)3 % PC Pb(NOs)2 o- /О 0 26,7 40 41,0 70 49,4 10 30,8 50 44,0 80 51,8 20 34,3 60 46,8 100 56,0 30 37,8 Таблица 311 Относительные веса водных растворов Pb(NO3)2 Pb(NOs)., О/ /О J8 d4 Pb(NO.,)2 /О J8 d4 Pb(NOa)s % ,18 d4 1 1,0074 12 1,1123 22 1,2277 2 1,0163 14 1,1336 24 1,2529 4 1,0344 16 1,1557 26 1,2783 6 1,0529 18 1,1789 28 1,3037 8 10 1,0720 1,0918 20 1,2030 30 1,3289 Требования к продажному реактиву По ГОСТ 4236—48 препарат ч.д.а. должен содержать не менее 99% Pb(NO3)2, препарат чистый—не менее 98,5%. Потери при высушивании препарата ч.д.а. не должны превышать 1,5%,’ препарата чистый—2,5?/6- Наибольшие количества допустимых примесей (?/о) в Pb(NO3)2 различных квалификаций: Примеси ч.д.а. ч. Вещества, нерастворимые в воде ... 0,005 0,02 Хлориды (С1)............................... 0,002 0,005 Железо (Fe)................................ 0,001 0,005 Медь (Си) ... .................... 0,0005 0,001 Щелочные и щелочноземельные металлы (в виде сульфатов)................................. 0,05 0,10
470 Свинец Приготовление Для получения препарата квалификации ч.д.а. разработана следующая методика*. 100 г ^гранулированного РЬ растворяют в 125 мл HNOs (ч.д.а., уд. в. 1,4) под тягой (вначале смесь подогревают). По охлаждении Pb(NOs)2 выпадает в виде мелкокристаллического порошка. Его промывают 2—3 раза конц HNO3, отсасывают на стеклянном фильтре и перекристаллизовывают, раство- ряя 150 г Pb(NO3)2 в НО г горячей воды. Для лучшей очистки добавляют NHjOH (уд. в. 0,91) до появления неисчезающей мути, вносят в раствор свин- цовую пластинку и, уменьшив нагрев, выдерживают 10—15 мин. Затем раствор быстро фильтруют и охлаждают. Выпавшие кристаллы отсасывают, промывают 10—20 мл воды и высушивают при 80°. Выход 140—145 г (90%). Аналогичным путем (перекристаллизация с очисткой) можно получить препарат ч.д.а. из Pb(NOs)2 (техн.). Для получения препарата квалификации х. ч. растворяют 150 г Pb(NO3)2 (ч.д.а.) в 150 мл воды при нагревании, фильтруют и добавляют к фильтрату 2 мл HNOs (х. ч., уд. в. 1,4) и охлаждают. Кристаллы отсасывают и высу- шивают. Выход 65 г. СВИНЦА АМАЛЬГАМА Свойства Lead amalgam Bleiamalgam Амальгама свинца может быть твердой или жидкой при комнатной тем- пературе в зависимости от состава Таблица 312 Температура плавления амальгамы свинца различного состава Hg % t°c Hg % t°C Hg % PC Hg % t°c 2,5 318,5 21,4 232,0 53,8 149,5 82,7 101 6,1 305,2 35,1 204,0 62,7 129,5 86,0 96,75 10,7 288,0 39,8 189,5 67,6 120,2 89,4 90,75 16,2 267,5 49,1 162,5 74,4 110,5 98,2 ниже 23° Твердая амальгама—хрупкая белая зернистая кристаллическая масса, на воздухе покрывающаяся синевато-желтой побежалостью. Наряду со спла- вом РЬ и Hg в ней содержится соединение Pb2Hg. Приготовление 1. 40 г гранулированного свинца обливают концентрированной соляной кислотой, перемешивают в течение 10 мин., затем промывают водой и сушат несколько минут при 100°. Прилив к свинцу 60 г чистой ртути, нагревают смесь 1 час при перемешивании под тягой и дают охладиться. Амальгаму промывают водой и высушивают фильтровальной бумагой**. * Метод ИРЕА (И. И. Ангелов и П. И. Кувалдин). •* М. Z. Holt, A. G. Gray, Ind. Eng. Chem., Anal. Ed., 12, 144 (1940).
Свинца амальгама. Свинца гидрат окиси 471 2. В случае необходимости амальгамировать свинец лишь с поверхности лист свинца, хорошо очищенный от пленки окиси, натирают ртутью до приоб- ретения всей поверхностью характерного блеска. СВИНЦА ГИДРАТ ОКИСИ (ГИДРООКИСЬ СВИНЦА [2]) Plumbum oxydatum Lead hydroxide hydricum Pb(OH)2* Мол. в. 241,23 Bleihydroxyd Свойства Pb(OH)2—белый микрокристаллический порошок со слабощелочной реак- цией; на воздухе поглощает СО2, переходя в углекислую соль. В воде практи- чески нерастворим (ПР=3-10~16). При 100° постоянен, при 130° начинается обезвоживание, заканчивающееся при 145°. Диссоциация РЬ(ОН)2 как основания характеризуется термодинамиче- скими константами: Ki= 9,6-10-4, К2=3,0-10~8 при 25°. Обладает амфотер- ными свойствами и может вести себя как слабая кислота Н2РЬО2 с константой диссоциации /<=2,1-10~гб при 25е. Требования к продажному реактиву По ТУ РУ-1073—54 препарат чистый должен содержать 75—89% РЬО. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в РЬ(ОН)2 квалификации чистый-. Вещества, нерастворимые в уксусной кислоте . . ... . 0,01 Хлориды (С1) ........................... ... 0,002 Сели аммония (КТЦ; . . ...... 0,005 Железо (Fe)....................................... . 0,002 Карбонаты (СО3)..............» ..................... 0,4 Вещества, не осаждаемые сероводородом (в виде сульфатов) 0,05’ Медь (Си) ............................................ 0,001 Пр и гото вление Для получения реактивного препарата к горячему раствору** 100 г РЬ(№Оз)г (техн.) в 300 мл воды добавляют 2—2,5 мл NHaOH (уд. в. 0,91) и кипятят смесь вместе с выпавшим осадком РЬ(ОН)2 в течение нескольких минут. При этом происходит выпадение примеси Fe в виде Fe(OH)3. К раствору, отфильтрованному от осадка и нагретому до 65—70°, добавляют при энергичном перемешивании 40 мл NH4OH (уд. в. 0,91), проверяя на полноту осаждения (избыток NH4OH должен составлять 1,5—2 мл). Выпадающий белоснежный мелкокристаллический осадок промывают горячей водой, содержащей 1% по объему NH4OH (уд. в. 0,9 1). Промывание ведут до удаления ЫО^Дпромывная жидкость при добавлении 1 мл раствора дифениламина в H2SO4 может показывать лишь незначительное синее окраши- вание). Промытый осадок РЬ(ОН)2 отсасывают, высушивают при температуре не выше 105° и растирают в ступке. Выход 65 г (80%). * Препара?' отвечает этому составу лишь приблизительно. •* Метод ИРЕА (И. И. Ангелов и П. И. Кувалдин).
472 Свинец СВИНЦА ДВУОКИСЬ («СВИНЦА ПЕРЕКИСЬ», ОКИСЬ СВИНЦА [4]) Plumbum peroxydatum PbO2 Lead peroxide Lead dioxide Мол. в. 239,21 Bleidioxyd Bleiperoxyd Свойства PbO2—темнокоричневый аморфный порошок уд. в. 9,4 или кристалличе- ский порошок уд. в. 9,36. Почти нерастворим в воде и разбавленных кислотах (кроме щавелевой). При нагревании выше 280° распадается на сурик (РЬ3О4) и Ог- Сильный окислитель. Поглощает SO2, переходя в белый PbSO4. При взаи- модействии с горячей конц. H2SO4 выделяет кислород, с соляной кислотой вы- деляет хлор. H2S вызывает раскаливание влажной РЬО2. Требования к продажному реактиву По ГОСТ 4216—48 препарат (по активному кислороду) должен содержать не менее 90% РЬО2. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в РЬО2 различных ква- лификаций: Примеси ч.д.а, ч. Вещества, нерастворимые в кислоте ............. 0,1 0,3 Хлориды (С1) ......................... 0,02 0,1 Сульфаты (SO4) ................ ..... 0,05 0,1 Марганец (Мп)..................................... 0,0003 0,0005 Тяжелые металлы сероводородной группы (исключая РЬ, в пересчете на Си)........................ . 0,01 0,03 Вещества, не осаждаемые H2S.................. 0,5 1,0 Азот общий (в пересчете на N) . .... 0,01 0,02 Карбонаты (СО3) . . .......... ... 0,03 0,06 Приготовление Для получения препарата квалификации ч.д.а. можно воспользоваться любым из нижеприведенных способов. 1. Pb(CH3COO)2 + С12 + 2Na2CO3 = РЬО2 + 2CH3COONa J- 2NaCl + ЗСО2 К раствору 100 а РЬ(СН3СОО)2-ЗН2О (ч.д.а.) в 300 мл воды прибавляют креп- кий раствор 30 г Па2СО3(ч.<).а.) и пропускают сильную струю хлора до тех пор, пока масса не приобретет темнокоричневый цвет. Подводящая хлор трубка должна доходить почти до дна сосуда. По окончании реакции смесь нагревают 1,5 часа на водяной бане и выливают в стакан. Дав отстояться, де- кантируют и нагревают осадок с 24—25%-ной HNO3 для удаления примеси РЬСО3; наконец, осадок промывают несколько раз декантацией, отсасывают и промывают водой до удаления С1~ (подкисленная HNO3 проба промывных вод от добавления AgNO3 не должна мутнеть). Выход 90—95%. 2. Pb(CH3COO)2 + СаОС12 + Н2О = РЬО2 + СаС12 + 2СН3СООН По другому методу*, сначала готовят раствор окислителя, замешивая 750 г хлорной извести с 2250 мл воды. Тщательно раздавливают комочки из- Разработаи Д. Н. Финкельштейном.
Свинца двуокись. Свинец иодистый 473 вести, дают отстояться и фильтруют через плотный фильтр, промывая осадок 500 мл воды. Через несколько часов раствор полезно еще раз профильтровать. К прозрачному раствору хлорной извести, помещенному в большую фар- форовую чашку, приливают при перемешивании теплый (50°) прозрачный рас- твор 325 г чистого РЬ(СНзСОО)2-ЗН2О в 500 мл воды. Выпадающий желтый оса- док быстро приобретает коричневый цвет. Смесь нагревают при 100—110° и через 20—30 мин. испытывают на полноту осаждения РЪ+ + ; если имеется непрореагировавший РЬ++, то добавляют еще 250—500 мл раствора хлорной извести и продолжают кипячение еще 2 часа. Осадок РЬО2 промывают декантацией горячей водой (при хорошем перемеши- вании) до удаления СГ~, затем заливают осадок 500—750 мл 15%-ной HNOs, оставляют стоять на 2 часа, после чего снова промывают 2—3 раза водой. Оса- док отсасывают, помещают полученную пасту на пергаментную бумагу слоем в 4—5 мм и сушат при 100". Выход около 200 г. 3. Для препарата «гранулированного по Преглюъ полученную по одному из вышеописанных способов кашицеобразную массу намазывают на пергамент- ную бумагу слоем в несколько миллиметров и высушивают. При этом слой растрескивается на отдельные кусочки—гранулы, которые отсеивают от примеси порошкообразного препарата. СВИНЕЦ ИОДИСТЫЙ (ИОДИД СВИНЦА [2]) Plumbum jodatum Lead iodide Bleijodid PbJ2 Мол. в. 461,03 Свойства PbJ2—желтый порошок; в кристаллическом листочки гексагональной системы. Уд. в. 6,10. При нагревании окраши- вается сначала в желто-красный цвет, Р а с т в виде—блестящие золотистые Таблица 313 о р и м о с т ь Pb J2 в воде в коричнево-черный; при охлаждении возвращается первоначальный жел- тый цвет. Т. пл. 393°, т; кип. около гс РЫ2 % ГС РЫ3 % 900°. В воде растворим плохо, значи- тельно растворяется в концентриро- ванных растворах KJ и NaJ, образуя соединения типа Me[PbJ8], При раз- бавлении таких растворов водой PbJ2 выпадает снова. 0 15 25 45 0,044 0,061 0,076 0,145 65 80 100 0,217 0,301 0,434 Приготовление К горячему раствору 260 г KJ (ч.д.а.) в 600 мл воды добавляют тонкой стру- ей при перемешивании раствор 300 г РЬ(СН3СОО)2-ЗН2О (ч.д.а.) в 600 мл воды. Осадок промывают 8—10 раз декантацией, отсасывают, высушивают тонким слоем на пергаменте при 80—90° и растирают в тонкий порошок под тягой (препарат сильно пылит). Кристаллизация полученного желтого осадка из ледяной СН3С00Н дает хорошо образованные кристаллы PbJ2. Испытания Встряхивают 3 г препарата с 60 мл воды и фильтруют. В отдельных пор- циях фильтрата (по 10 мл) проделывают следующие испытания. 1. Метиловый оранжевый должен показывать нейтральную реакцию.
474 Свинец 2. При добавлении крахмала не должно появляться синего окрашивания (свободный иод). 3. От AgNO3 не должно появляться значительного белого осадка (С1“). 4. При добавлении реактива Несслера не должен образовываться красно- бурый осадок (NH+). При нагревании пробы PbJ2 в пробирке не должны выделяться капли воды и окраска пробы не должна изменяться. СВИНЦА ОКИСЬ (ОКИСЬ СВИНЦА [2], ГЛЕТ, МАССИКОТ) Plumbum oxydatum Lead monooxide Bleioxyd Bleiglatte PbO Мол. в. 223,21 Свойства PbO—желтые кристаллы ромбической системы, уд. в. 9,28—9,38 или крас- ные тетрагональные кристаллы уд. в. 9,5. Цвет в зависимости от метода полу- чения колеблется от зеленовато-желтого до гранатово-красного. Выше 587° красная модификация переходит в желтую. Т. пл. 880°, т. кип. 1470°. Окись свинца очень мало растворима в воде (1,2-10~4%, водная вытяжка имеет слабо- щелочную реакцию), растворима в горячих растворах КОН и NaOH с образо- ванием плюмбитов, растворима также в HNO3 и СН3СООН; соляной кислотой переводится в РЬС12. На воздухе РЬО медленно поглощает СО2. Расплавленная РЬО сильно действует на фарфор. Требования к продажному реактиву По СТ ГХП 15/1873 препарат ч.д.а. должен содержать не менее 99,5% РЬО, препарат чистый—не менее 99%. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в РЬО различных ква- лификаций: Примеси ч.д.а. ч. Вещества, нерастворимые в СН3СООН .... 0,03 0,1 Вещества, растворимые в воде................ 0,03 0,2 Хлориды (С1) . . .................... 0,03 0,08 Азот общий (в пересчете на N) ............... 0,003 0,009 Вещества, не осаждаемые сероводородом 0,1 0,3 Медь (Си) ... .................... 0,002 0,005 Железо (Fe) . . . 0,001 0,003 Серебро (Ag) ............. ............... 0,005 0,005 Потеря при прокаливании................... . 0,1 0,25 Высшие скислы (РЬ3О4)........................ 0,05 0,3 Приготовление Для получения препарата квалификации ч.д.а. можно воспользоваться любым из нижеприведенных методов. 1. Прокаливают 100 г РЬ(ОН)2 в никелевой чашке при 750—800°, переме- шивая массу никелевым шпателем. Прокаливание ведут 2—-3 часа до равномер- ного коричнево-оранжевого цвета препарата. Выход 90 г. 2. Прокаливают 100 г РЬСО3 (ч.д.а.) в фарфоровой чашке при 600°, часто перемешивая. После охлаждения массу растирают и просеивают. Выход око- ло 80 г.
Свинца окись. Свинец сернистый 475 3. Растворяют 400 г РЬ(СН5СОО)2 ЗН2О (ч.д.а.) в 1,2 л воды, добавляют 1 мл соляной кислоты' (уд. в. 1,19) и через час фильтруют в большую фарфоро- вую чашку. Нагрев раствор до 60°,приливают к нему тонкой струей, слегка помешивая, прозрачный раствор 120 г КОН (или 90 г NaOH ч.д.а.) в 1,1 л воды, кипятят до перехода белого РЬ(ОН)а в хорошо отстаивающийся желтый РЬО(1—1,5 ча- са) и промывают последний горячей водой до удаления С1~. После сушки пре- парат прокаливают в фарфоровой чашке в течение часа прп 600—650° и дают остыть на воздухе*. Выход около 200 г. СВИНЕЦ СЕРНИСТЫЙ (СУЛЬФИД СВИНЦА [2]) Plumbum sulfuratum Lead sulfide Bleisulfid PbS Мол. в. 239,28 А. Обычный сернистый свинец Свойства PbS—черный с коричневатым оттенком порошок уд. в. 7,1, в кристалли- ческом виде (кубическая система)—свинцово-серая масса уд. в. 7,5. Т. пл. 1110°; уже при 860° начинает частично улетучиваться. Растворим при нагре- вании в разбавленной HNOS; почти нерастворим в воде (8,67-10—10% при 25°, ПР=3,40-10—2S). Требования к продажному реактиву По ВТУ’РУ-798—53 препарат чистый должен содержать не менее 92,0% PbS. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в PbS квалификации чистый'. Сульфаты (SO4) ..........................1,0 Хлориды (С1) 0,01 Щелочные и щелочноземельные металлы (в виде сульфатов)................................0,5 Железо (Fe)............................ 0,05 Л р и г о т о в л е н и е 2PbCO3+3S=2PbS+2CO2+SO2 1. Смесь 250 г РЬСОз и 61,2 г серы в порошке осторожно нагревают в плот- но закрытых тиглях до 300°. По охлаждении продукт измельчают и просеивают. Выход 260 г (около 100%). 2. Для получения кристаллического PbS'прокаливают тщательно растер- тую смесь 1 ч. сухого осажденного PbS, 6 ч. сухого СаСО3 и 6 ч. серы при светло- красном калении. После охлаждения выщелачивают массу водой, выпавший PbS отсасывают и промывают разбавленной соляной кислотой. Б. Коллоидный сернистый свинец При готовление В очень разбавленный раствор РЬ(СНзСОО)2 (к которому прибавлено, во избежание образования основных солей, некоторое количество СНзСООН) Разработано Д. Н. Финкельштейном.
476 Свинец пропускают несколько пузырьков сероводорода. При этом жидкость превращает- ся в темнокоричневый прозрачный очень постоянный коллоидный раствор. Насыщение жидкости сероводородом, а также кипячение вызывают быструю коагуляцию. СВИНЕЦ СЕРНОКИСЛЫЙ (СУЛЬФАТ СВИНЦА [2]) Plumbum sulfuricum PbSO4 Свойства Lead sulfate Мол. в. 203,28 Bleisulfat PbSO;—белый порошок уд. в. 6,06, плавящийся около 1100° и засты- вающий при охлаждении в кристаллическую массу (моноклинической или ром- бической системы). Очень-трудно растворим вводе (0,0046% при 18'). Растворим в щелочах (образуя плюмбиты) и в аммиачных растворах уксуснокислого и виннокислого аммония (давая двойные соли). Требования к продажному реактиву По ТУ НКХП 127—47 препарат ч.д.а. и чистый должен содержать не менее 99% PbSO4- Наибольшие количества допустимых примесей (%) в PbSO4 различных квалификаций: Примеси ч. 0. а. ч. Вещества, нерастворимые в воде............. 0,1 0,25 Вещества, нерастворимые в CH3COONHj ... 0,05 0,1 Железо (Fe) ............................. . 0,002 0,005 Хлориды (CI) .............................. 0,002 0,005 Потеря при прокаливании...................... 0,3 0,8 Приготовление Для получения препарата ч.д.а. растворяют 83 г Pb(NO3)2 в 250 мл воды и добавляют 15%-ную Н^О4 (чистая) до полноты осаждения. После отстаи- вания осадок PbSO4 промывают 3—4 раза 2%-ной H2SO4 (до удаления NOT-), отсасывают, промывают водой и высушивают при 200°. Выход 93%. СВИНЕЦ УГЛЕКИСЛЫЙ (КАРБОНАТ СВИНЦА [2]) Plumbum carbonicum Lead carbonate Bleicarbonat PbCO3 Мол. в. 267,22 А. Средний углекислый свинец Свойства РЬСО3—белый порошок уд. в. 6,4—6,6. При кипячении с водой медленно теряет СО2, переходя в основную соль. Очень плохо растворим в воде (ПР= = 3,3-10—12 при 18°); растворяется в разбавленных HNO3 и СН3СО2Н, а так- же в растворах КОН и NaOH. При 300° полностью распадается на РЬО и СО2. Требования к продажному реактиву По ТУ МХП 3177—52 остаток после прокаливания для препаратов ква- лификаций ч.д.а. и чистый должен быть не менее 83% и не более 84,5%.
Свинец сернокислый и углекислый 471 Наибольшие количества допустимых примесей (%) в РЬСО3 различных квалификаций: Примеси ч.д.а. ч. Вещества, нерастворимые в азотной кислоте . . 0,02 0,05 Вещества, нерастворимые' в уксусной кислоте . 0,02 0,05 Вещества, не осаждаемые сероводородом (в виде сульфатов)................................... 0,1 0,4 Приготовление Для получения препарата квалификации ч.д.а. исходят из реактивов такой же чистоты. Вливают раствор какой-либо нейтральной свинцовой соли [Pb(NO3)£, РЬ(СН3СОО)2] в избыток холодного раствора NajCOs или КгСО3; выпадающий осадок тщательно промывают. Б. Основной углекислый свинец Приблизительно отвечает формуле 2РЬСО3-РЬ(ОН)2 С войства Основной углекислый свинец—-белый плотный аморфный тяжелый поро- шок, нерастворимый в воде и спирте. Растворяется в разбавленных HNO3 и СН3СООН, а также в растворах КОН и NaOH. При нагревании выше 180° переходит в РЬО. Требования к продажному реактиву По ТУ МХП 128—48 в основном углекислом свинце должно содержаться не менее 79% РЬ. Наибольшие количества допустимых примесей (%) для основного угле- кислого свинца различных квалификаций: Примеси ч.д.а. ч. Вещества, нерастворимые в СН3СООН .... 0,02 0,05 Хлориды (С1) . ... .............. 0,005 0,01 Нитраты (NO3)............................. 0,007 0,014 Вещества, не осаждаемые сероводородом ... 0,2 0,5 Медь (Си)................................... 0,005 0,01 Железо (Fe)................................. 0,005 0,01 Приготовление Для получения препарата квалификации ч.д.а. исходят из реактивов той же степени чистоты. В раствор 50 г РЬ(СН3СОО)2-ЗН2О или 43,5 г Pb(NO3)2 в 250—300 мл воды добавляют постепенно 28 г твердого NaHCO3 (или раствор 8 г Na2CO3 в 8 мл воды и 9—10 г NaHCO3).. Выпавший осадок РЬСО3 промывают водой. Одновре- менно готовят раствор основного уксуснокислого свинца, для чего к раствору 25 г РЬ(СН3СОО)2-ЗН2О в 125—150 мл воды добавляют 15 г тонко истертого РЬО. Полученный раствор добавляют к приготовленному раньше осадку. Жидкость хорошо размешивают, дают осесть основной соли, отфильтровывают последнюю, тщательно промывают и отжимают.
478 Свинец СВИНЕЦ УКСУСНОКИСЛЫЙ (АЦЕТАТ СВИНЦА, СВИНЦОВЫЙ САХАР, САХАР-САТУРН) Plumbum aceticum Sal Saturn! Lead acetate. Diacetate lead Bleiacetat Salt of Saturn. Sugar of lead Bleizucker Свойства PbCH,C(X))2-3H;O Мол. в. 379,35 РЬ(СНзСОО)2-ЗН2О—большие прозрачные моноклинические кристаллы, уд. в. 2,49, быстро выветри- Таблица 314 вающиеся на воздухе и по- крывающиеся слоем РЬСО3. Растворимость РЬ(СНзСОО)2 в воде Ядовит. В вакууме над H2SO4 «°C РЬ(СНСОО), % ГС РЬ(СН,СОО)2 ДУ Уже ПРИ 40°. При 75° плавит- % ся в кристаллизационной воде, при дальнейшем нагревании 0 10 20 25 О т 16,45 22,65 30,68 35,26 носитель! 30 40 50 з ы е вес переходит в белый порошок с 41,02 т. пл. 280°. Легко растворим в 53,79 воде и глицерине (17% при 68,85 20°); нерастворим в эфире, трудно растворим ; в спирте (3,4% при 20°). Таблица 315 -а водных растворов РЬ(СН3СОО)2 PbfCHsCOO)» % .18 «4 РЪ(СНзСОО)., О/ /о 18 «4 1 РЬ(СН3СОО)2 % Л8 «4 1 1,0061 12 1,0936 24 1,2063 2 1,0137 14 1,1109 26 1,2273 4 1,0290 16 1.1283 28 1,2489 6 1,0446 18 1,1473 30 1,2711 8 1,0605 20 1.1663 35 1,3304 10 1,0768 22 1,1860 40 1,3994 Требования к продажному реактиву По ГОСТ 1027—51 препарат ч.д.а. должен содержать не менее 99% РЬ(СНзССЮ)2-ЗН2О, препарат чистый—не менее 98%. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в РЬ(СН3СОО)2-ЗН2О различных квалификаций: Примеси ч.д.а. ч. Вещества, нерастворимые в воде............... 0,005 0,01 Хлориды (С1)............................... 0,0005 0,002 Медь (Си).................................. 0,0005 0,001 Железо (Fe)................................ 0,001 0,002 Щелочные и щелочноземельные металлы (в- виде сульфатов)................................. 0,02 0,05 Приготовление По обоим приведенным ниже способам можно получить препарат квали- фикации ч.д.а.
Свинец уксуснокислый и хлористый 479 1. Растворяют РЬО в горячей 50%-ной СН3СООН до насыщения. Раствор фильтруют, добавляют немного СН3СООН, упаривают до уд. в. 1,4 и оставляют для кристаллизации. Выпавшую соль отделяют от маточного раствора и сушат между листами фильтровальной бумаги. 2. Для очистки технического продукта («свинцового сахара») растворяют при нагревании 100 г соли в 100 мл 1%-ной СНзСООН, фильтруют горячий раствор и дают фильтрату охладиться до комнатной температуры. После от- деления кристаллов маточный раствор упаривают до половины объема и снова кристаллизуют. Если сырье содержит примесь железа, то раствор кипятят с небольшим ко- личеством РЬОг, затем добавляют РЬО, снова кипятят, отфильтровывают оса- док, содержащий Fe(OH)3, и, подкислив раствор СН3СООН, упаривают до кри- сталлизации. СВИНЕЦ ХЛОРИСТЫЙ (ХЛОРИД СВИНЦА [2]) Plumbum chloratum Lead chloride Bleichlorid РЬС12 Мол. в. 278,12 Свойства РЬС12—мелкие ромбические иглы уд. в. 5,91. Т. пл. 500°, т. кип. 900°. Расплавленный РЬС12 при охлаж- дении затвердевает в белую роговид- ную массу. В воде, особенно холодной, рас- творим плохо (ПР= 1,1 -10“4 при 25°). Присутствие в растворе НС1 при- мерно до 10% уменьшает раствори- мость, при содержании же НС1 выше 10% растворимость увеличивается; на- сыщенный раствор РЬС12 в концент- рированной соляной кислоте при разбавлении выделяет некоторую часть соли в твердом виде. Нерас- творим в спирте и зфире. Растворимость РЬС12 или листочки с шелковистым блеском,. Таблица 316. Растворимость РЬС12 в воде ГС РЬС12 % тс РЬС12 % 0 15 25 45 в соля 0,64 0,91 1,05 1,55 ной кис 65 80 100 Та лоте 2,08 2,54 3,20 блица 317 Концентрация НС1, % РЬС12, %, при температуре 0° 2(1" 40° 55° 86° 0 5,3 9,1 15,25 18 23,95 0,74 0,273 0,118 0,234 0,45 1,064 1,06 0,291 0,138 0,458 0,583 1,233 1,45 0,43 0,31 0,67 0,94 1,60 1,73 0,61 0,52 0,893 0,143 1,935 2,36 1,10 1,07 1,65 1,92 2,76 Требования к продажному реактиву По ГОСТ 4210—48 препарат ч.д.а. должен содержать не менее 99,5%,- РЬС13, препарат чистый— не менее 98,0%.
480 Свинец Наибольшие количества допустимых примесей (%) в РЬС12 различных .квалификаций: Примеси ч.д.а. ч. Вещества, нерастворимые в воде . ... 0,05 0.1 Сульфаты (SO4)............................. 0,02 0,05 Азот общий (в пересчете на N) ............. 0,01 0,02 Щелочные и щелочноземельные металлы (в виде сульфатов) ................................. 0,01 0,02 Железо (Fe).............. ................. 0,0005 0,001 П риготовлеиие По приведенным ниже способам можно получить препарат квалификации ч.д.а. 1. 25 мл соляной кислоты (чистая, уд. в. 1,12) разбавляют 1800 мл воды, нагревают смесь до кипения и растворяют в ней 15 г РЬСО3 (ч.д.а.). Охлаждают раствор до 0—5°, сливают жидкость, кристаллы РЬС12 отсасывают, промывают 5—10 мл ледяной воды и высушивают при температуре ниже 40° (иначе возмо- жен частичный гидролиз с образованием основной соли). Выход 13 г (85%). 2. Растворяют 40 г РЬ(СН3СОО)2-ЗН2О в 80 мл горячей воды, добавляют 15 г РЬО (техн.), кипятят до растворения и фильтруют. К фильтрату добавля- ют 40 г соляной кислоты уд. в. 1,19, дают отстояться и сливают жидкость, со- храняя ее для дальнейшей работы. Кристаллы отсасывают и промывают 15 мл воды. К слитой жидкости добавляют 25 г РЬО, нагревают до растворения, фильт- руют и добавляют к фильтрату 30 г соляной кислоты уд. в. 1,19. Выпавший РЬС12 отсасывают и промывают 10—15 мл холодной воды. Кристаллы от пер- .вого и второго осаждений высушивают при 25 -35°. Выход 75 г (95%). СВИНЕЦ ХРОМОВОКИСЛЫЙ (ХРОМАТ СВИНЦА [2]) Plumbum chromicum Lead chromate Bleichromat Chrom yellow PbCrO4 Мол. в. 323,22 'Свойств a Осажденный РЬСгО4—яркий лимонно-желтый порошок; кристалличе- ский РЬСгО4—красивые прозрачные красные или темнокоричневые кристаллы моноклинической системы уд. в. 6,12. При нагревании хромат становится красным, однако при охлаждении возвращается желтая окраска. При 844° плавится, застывая при охлаждении в темнокоричневую массу. При более сильном нагревании отдает кислород. Нерастворим в воде (ПР= 1,77-10“14 при 18°), растворяется в HNO3 и щелочах. Требования к продажному реактиву По ГОСТ 4524—48 препарат квалификации ч.д.а. должен содержать не менее 98% РЬСгО4. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в РЬСгО4 квалификации 'Ч.д.а.'. Вещества, растворимые в воде.............. 0,3 Углерод общий (в пересчете на С) ... 0,006 Нитраты (NO3) ............................ 0,002
Свинец хромовокислый. Селен 481 Приготовление 1. Для получения препарата квалификации ч.д.а. разработана следующая методика. 2Pb(CH8COO)2 + Na2Cr2O7 Н2О = 2РЬСгО4 r 2CHsCOONa 2СН3СООН Растворяют* 75—80 г РЬ(СНаСОО)2-ЗН2О (чистый) в 450 мл горячей ___80 ) воды. Если появляется муть, добавляют 1—2 мл СНзСООН и фильт- руют. К раствору РЬ(СН3СОО)2 при 35-—40° приливают профильтрованный теплый раствор 35 г Na._CrtO7-2H2О (техн.) в 450 мл воды. Хорошо переме- шивают, дают отстояться и фильтруют. Осадок отсасывают и промывают во- дой. пока проба фильтрата, выпаренная на часовом стекле, не покажет отсут- ствия нелетучего остатка. Тогда РЬСгОа сильно отсасывают и сушат при 100—1Ю°, раздавливая комки пестиком. Затем препарат растирают и перено- сят в банку. Выход 63—65 г (95—97%). 2. Для приготовления препарата квалификации «.ч.д.а. плавленый» сухой РЬСгО4, полученный по п. 1, помещают в шамотный тигель, закрывают крышкой и постепенно нагревают до 850°, причем РЬСгО4 плавится с вскипанием. Сле- дует дать расплавленной массе «прокипеть» 6—7 мин., после чего расплав вы- ливают на чугунную сковороду или стальной лист. По охлаждении затвердевшую соль дробят на куски. Выход 63 г (97%). Препарат для целей элементарного анализа просеивают через сита с диаметром отверстий 2,5 и 10 мм. СЕЛЕН Selenuni Selenium Selen Se Ат. в. 78,96 Свойства Селен существует в нескольких аллотропических видоизменениях. Красный аморфный Se—чрезвычайно тонкий порошок, при на- гревании становящийся клейким и около 50° темнеющий и размягчающийся. Уд. в. 4,259 при 20°. После охлаждения—хрупкая и ломкая масса. Истертый аморфный Se несколько растворим в CS2 (0,016% при 0°, 0,1% при 46,6°). Стекловидный аморфный Se—хрупкая масса уд. в. 4,28 при- 20°, легко царапающаяся и измельчающаяся. Обладает поверхностью с металлическим блеском и раковистым изломом. При измельчении превращает- ся в темнокрасный порошок. Не имеет определенной т. ил.; выше 100° разжи- жается, при охлаждении тянется в упругие нити; при 250° вполне жидок, при э0° вполне тверд. Почти • нерастворим в CS2. Кристаллический моноклинический Se существует в двух модификациях: красные листочки уд. в. 4,47 и темнокрасные прозрачные короткие призмы. Почти нерастворим в CS2. «Металлический» Se, получаемый очень медленным охлаждением стекловидного селена, имеет свинцово-серую зернистую поверхность и тонко- зернистый матовый излом. Уд. в. 4,8. Т. пл. 220,2°. При истирании получается серый порошок. Нерастворим в CS2. Т кип. селена (любой модификации) 688°. Требования к продажному реактиву По ГОСТ 5455—50 селен металлический (реактив) должен представлять собой порошок или пластинки серо-черного цвета и содержать не менее 99,5% * Метод ИРЕА (Г. Н. Пятницкая). I Чистые химические реактивы
482 Селен Наибольшие количества допустимых примесей (%) в Se: Влага .......................................... . . 0,10 Нелетучий остаток (при 350°) . . . ... 0,20 Теллур (Те) . ................ 0,03 Сера (S) . ........................ 0,02 Железо (Fe)............................... 0,005 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пересчете на РЬ)............................................... 0,01 Примечание. Нелетучий остаток включает в себя примеси теллура, серы, железа и тяжелых металлов сероводородной группы Приготовление 1. H2SeO3 F 2SO2 + Н2О = Se -f 2H.SO4 Для получения препарата квалификации х.ч. 100 г селена (техн.) обливают 480 г 38%-ной HNO3 и оставляют стоять (под тягой) до прекращения растворе- ния Se (1—2 дня). Затем нагревают при 75—80° до полного растворения, если надо, фильтруют и выпаривают раствор досуха. Остаток сушат для удаления HNO3. Полученный SeO2 растворяют в 550 мл воды, фильтруют, упаривают фильтрат до объема 90 мл и медленно охлаждают. Крупные кристаллы HLSeO3 отсасывают и промывают небольшим количеством холодной воды. Препарат еще 1—2 раза перекристаллизовывают, затем растворяют в иоде, беря на 100 г H2SeO3 1 л воды, подкисленной 20—30 мл соляной кислоты (чистая). Раствор насыщают SO2 до полноты осаждения Se (6—8 часов). Осадок отсасывают, про- мывают до удаления С1— и высушивают, медленно повышая температуру до 200°. Препарат получается в виде серого мелкокристаллического порошка металлического селена. Выход 80—85%. 2. Куски селена помещают в реторту, обмазанную асбестом, и нагревают реторту, пропуская медленный ток SO2. Перегоняющийся селен стекает из гор- ла реторты в стакан с водой, где затвердевает в виде «перлов». А. Аллотропические видоизменения селена• ** Приготовление 1. Аморфный красный порошкообразный Se. Получается восстановлением селенистой кислоты при помощи SO2, Zn, Fe. SnCl2, Р4О0 и др. на холоду или осаждением водой раствора Se в конц. H2SC>4. 2. Аморфный стекловидный Se. При медленном охлаждении расплавлен- ного селена последний остается жидким значительно ниже точки плавления и, наконец, при 50° в условиях равномерного охлаждения застывает в аморфную массу. 3. Кристаллический моноклинический Se. Кипятят 1—2 г красного аморф- ного селена с 1 л CS2 в течение 2 час. в колбе, снабженной обратным холодиль- ником (осторожно! огнеопасно!). Полученную светлооцанжевую с зеленоватым оттенком жидкость подвергают медленному испарению в стакане, закрытом несколькими слоями фильтровальной бумаги и обвязанном бечевкой. Полу- чаются крупные хорошие кристаллы наряду с мелкокристаллической массой^ 4. Серый «металлический» Se. Расплавленный селен охлаждают до 180 и держат некоторое время при этой температуре. Вскоре масса становится кри- сталлической, причем этот переход сопровождается повышением температуры. Можно также нагревать аморфный селен в течение нескольких часов при 150—200°. • Метод ИРЕА (В. С. Нечаева, В. В. Полянский). *• Ргар. Chem., IDS.
Селен. Сера. 483 Б. Коллоидальный селен Приготовление 1. При смешении растворов SO2 и H2SeO3 в количествах, вычисленных по H2SeO3 + 2SO2 + Н2О = Se + цвет жидкости быстро переходит в желтый, затем в оранжевый и, наконец, в кроваво-красный Если растворы не очень разбавлены, образуется темнокрас- ный осадок; жидкость становится прозрачной, оставаясь темнокрасной Оса- док представляет собой растворимый селен, вскоре после получения он способен полностью растворяться в воде, образуя прозрачную красную жидкость. При хранении (лаже под водой) постепенно становится нерастворимым. Подвергая жидкость диализу, получают раствор, свободный от всех примесей. 2. Для получения очень прочного коллоидного раствора к раствору 1 г очищенного SeCh в 5(10 мл тепловатой дестиллированной воды прибавляют по каплям 0,05%-ный раствор гидразин-гидрата. Обычно тотчас же появляется желтое окрашивание; ври более сильном нагревании окраска переходит в тем- нокрасную. Для совершенной очистки раствор подпер, ают диализу. 3. Растворяют истертый селен в нескольких миллилитрах гидразин- гидрата до насыщения, быстро наступающего при энергичном встряхивании; образуется густой сиропообразный раствор окрашенный в темный цвет. Прибавляя несколько капель этого раствора при быстром размешивании к нескольким литрам воды, получают интенсивно красный, чрезвычайно устой- чивый раствор*. 4. К раствору красного Se в сероуглероде добавляют различные коли- чества летяной СП3СООП. Полученные золи почти бесцветны в проходящем свете; в отраженном снете окраска их варьирует от красной и розовой до жел- товатой в зависимости от концентрации. Золи устойчивы в течение 3 дней**. Таким мето юм были получены золи с концентрациями Se 0,00179— 0,447 а/л и CS2 0,2—59%. СЕРА Sulfur Sulfur Schwefel S Ат. в. 32.0С6 А. Очищенная сера Свойства Сера—сухой желтый порошок без запаха и вкуса, почти полностью рас- творяющийся при кипячении с раствором NaOH (не растворяются минеральные примеси); влажную лакмусовую бумажку не должен окрашивать в красный инет (свободная кислота). Таблица 318 Растворимость серы в сероуглероде ГС S % EC S % ГС S % -11 14.2 + 15 29,4 48 59,4 - 8 15,1 22 31,6 55 64,5 0 22,5 38 48,6 31* * Т. Meyer, Вег., 46, 3089 (1913). A- L. Е I d е г, Р. N< В nr kard, J. phys. Chem., 41, 622 (1937).
Сера Растворимость серы в органических Таблица растворителях Растворитель ГС - «13? 1 Растворитель ГС S % Бензол 26 0,96 Эфир ... 23,5 0,96 » 71 4,19 Хлороформ 22 1,19 Толуол 23 1,46 Фенол 174 14,1 1 Анилин 130 46,2 Таблица Относительные веса растворов серы в CS» S % S % " S % S % d 0 1,271 7,0 1,300 16,1 1,338 28,1 1,376 1,2 1,276 8,0 1,304 18,1 1,346 30,2 1,380 2,1 1,280 9,2 1,309 20,1 1,354 32,6 1,384 3,1 1,284 10,2 1,313 22,1 1,361 34,5 1,387 4,1 1,288 12,1 1,321 24,0 1,367 36,1 1,389 5,0 1,292 14,0 1,329 26,0 1,372 37,2 1.391 6,0 1,296 Требования к пр одаж и ому реактиву По ВТУ 3097—52 препарат чистый (черенковая сера) должен содержать не менее 99 6% S, не более 0,3% золы и иметь кислотность не более 0,05%. Приготовлен и;е Техническую серу возгоняют, измельчают и просеивают. 10 ч. истертой серы смешивают с 7 ч. воды и 1 ч. NH4OH и оставляют смесь на час при частом взбалтывании. Затем серу тщательно промывают водой, сушат при температуре не выше 30° и истирают в порошок. И’с'п ы т а'и и я£ Для испытания на содержание As смешивают 1 г очищенной серы с 20 мл нагретого до 35—40’ NH4OH и дают смеси стоять час, изредка встряхивая. Фильтруют; фильтрат не должен окрашиваться в желтый цвет или выделять осадок ни от подкисления соляной кислотой, пи от добавления соляной кис- лоты и сероводородной воды Б. Чистейшая сера Приготовление Для получения чистой кристаллической серы 200 г серы растворяют в 500 мл CSa (осторожно! CS2 крайне огнеопасен. См. стр. 529). Раствор фильтруют в колбу для перегонки и отгоняют 350—380 мл CS2 на водяной бане (вблизи не должно быть огня!). Оставшийся раствор охлаж
Сера 485 дают возможно медленнее. После полного охлаждения раствор сливают (его можно применить для растворения новой порции серы), а кристаллы сэры сушат яа бумаге при комнатной температуре 1—2 дня до исчезновения запаха CS2. Выход 170 г (85%). В. Серный цвет Приготовление I Для получения серного цвета можно поступать I следующим образом. Горло реторты (рис. 57) при s' помощи асбестового картона укрепляется в боковом [ \ тубусе большой колбы так, чтобы оно было направлено I SsPt— кверху, иначе расплавленная сера может стечь в колбу I и последняя лопнет. Наполнив реторту до половины \ J / серой, начинают осторожно и медленно нагревать У '—• ее. Пламя должно охватывать весь баллон реторты ‘ во избежание значительной конденсации серы в верх- ней ее части. Пары серы, проходя в колбу, конденси- Рис. 57. Прибор для руются и оседают на стенках в виде мельчайшего получения серного порошка серного цвета. цвета. Г. Осажденная сера (сернсе молско) Свойства Осажденная S представляет собой желтый или сероватый аморфный чрез- вычайно тонко раздробленный порошок уд. в. 1,92, почти полностью раствори- мый в CSa, без вкуса и запаха. Хорошо высушенный препарат при хранении в :акрытой банке почти не изменяется; лишь после длительного хранения, особен- но в присутствии влаги, приобретает кислую реакцию и слабый запах. Приготовление 12,5 г свежепрокаленной извести* гасят 75 мл воды; к полученной каши- це добавляют 25 г очищенной серы и затем 250 мл воды. Смесь кипятят в тече- ние часа при непрерывном перемешивании (изредка пополняя испаряющуюся воду), после чего жидкость фильтруют через полотняный фильтр. Осадок кипятят еще полчаса с 150 мл воды и также фильтруют. Соединенным фильтратам дают отстояться в течение нескольких дней, затем фильтруют и разбавляют водой до объема 600 мл. К полученному раствору постепенно прибавляют при перемешива- нии 12%-ную соляную кислоту до тех пор, пока жидкость над отстоявшимся осад- ком серы не будет уже иметь желтого цвета и щелочной реакции. После осаж- дения серы прозрачную жидкость сливают, а осадок промывают сначала дестиллированной водой декантацией, затем на полотняном фильтре, пока промывные воды не перестанут показывать щелочную реакцию и не будут давать муть с AgNOs. Тогда осадок отжимают и сушат при температуре не выше 30°. Если осажденная сера содержит железо, что узнается по серо-зеленой окраске, то ее очищают, для чего, слив маточный раствор, промывают осадок декантацией и настаивают в течение нескольких часов с 9—10%-ной соляной кнелотой. Дальше поступают, как указано выше. Д. Модификации серы Свойства Сера существует в нескольких аллотропических видоизменениях. а) Ромбическая сера—крупные ломкие ромбические кристаллы уд в. 2,07. Т. пл. 112,8°. Растворима в сероуглероде (CS2), хлористой сере (ЗгС12), * Prap. Chem., 72.
486 Сера углеводородах, эфирных маслах и жидком SO2. Нерастворима в воде; в спир- те и эфире почти нерастворима. б) ЛАиноклииическая сера-—бледные, голубовато-желтые кристаллы уд в. 1,96. В течение нескольких диен переходит с выделением тепла в ромбиче- скую серу. Точка перехода при обычном давлении 95,6°. Т. пл. 118,95°. Раство- рима в CS2 и толуоле. в) Пластическая сера—серо-желтая резинообразная масса, лишь частич- но растворимая в CS2. При хранении постепенно переходит в ромбическую. Т. кип. серы (любой модификации)—444,55°. Приготовление а) Ромбическая сера При кристаллизации серы из CS2 (см. раздел Б) при невысокой температу- ре выделяются ромбические кристаллы. 6) Моноклиническая сера I. Расплавляют серу в тигле и дают несколько остыть. После того как на поверхности образуется достаточно толстая корка, ее пробивают и выливают серу, оставшуюся жидкой. При этом стенки тигля оказываются покрытыми тон- кими косыми столбиками моноклинической серы. 2. Растворяю! 10 г серы в 100 мл кипящего бензола и очень медленно охлаждают. Между сО и 75° выпадает около За моноклинической серы (при более низкой температуре выделяется смесь ромбической и моноклинической серы). в) Пластическая сера Нагретую почти до кипения серу выливают в холодную воду. Получа- ющаяся резинообразпая масса в течение нескольких дней теряег свою пластич- ность и становится хрупкой. Е. Коллоидальная сера Свойства Коллоидный раствор с частицами, неразличимыми даже в ультрамикроскоп, представляет собой светложелтую жидкость. По мере увеличения размеров частиц раствор мутнеет и, наконец, становится совсем непрозрачным. Одно- воеменно наблюдается и изменение окраски. Раствор принимает цвет от красно- ватого до красновато-коричневого, когда величина частиц доходит до границы ультрамикроскопической видимости. При еще большем увеличении частиц раствор принимает оттенок от пурпурового до синего, одяако с укрупнением частиц чистота окраски уменьшается, так что почти нельзя указать характер- ного цвета. При добавлении желатины в качестве предохранительного агента раствор принимает слабую чистоголубую окраску. Приготовление 1. Светложелтый коллоидный раствор серы получают следующим путем, смешивают 10 мл 20%-ного раствора желатины с 5 мл 0,4 н. раствора Na^SA и одновременно 10 мл 20%-ного раствора желатины с 5 мл соляной кислоты Оба раствора сливают при 25—30° и быстро охлаждают, выливая в охлажденную льдом чашку. Приготовленный по этому методу прозрачный раствор устойчив в течение 15 мин. 2. В охлажденные льдом 70 г II2SO.i (уд. в. 1,84) приливают по каплям при размешивании раствор 50 г Na2S2Oa 5Н2О в 30 мл воды. К полученной густой желтоватой массе прибавляют 30—50 мл воды и удаляют образующийся SO2 нагреванием на водяной бане в течение 10—15 мин. Получается прозрачная
Сера бромистая и хлористая 487 серовато-желтая жидкость, которую после охлаждения отфильтровывают от хлопьев серы через стеклянную вату или полотно. Фильтрат представляет со- бой концентрированное коллоидное серное молоко, содержащее значительные количества Na2SO4. Золь становится прозрачным при нагревании и мутнеет при охлаждении. Разбавленные растворы довольно постоянны*. СЕРА БРОМИСТАЯ (ОДНОБРОМИСТАЯ) Sulfur bromatum Sulfur monobromide Schwefelbromiir S2Br2 Мол. в. 223,964 Свойства S2Br2—красная маслообразная тяжелая жидкость уд. в. 2,64, не смачи- вающая стекло (подобно ртути). Т. пл. —46°, т. кип. 54° при 0,18 мм, 58° при 0,22 мм, 200—210° при нормальном давлении (с разложением). По запаху напоминает S2CI2. В отличие от последней почти не растворяет серу. Водой тотчас разлагается, причем выпадает S. 11 р и г о т о в л ение В стеклянной трубке запаивают 24 г чистой (перекристаллизованной из CSt) серы и открытую пробирку, содержащую 19 мл чистого брома. После за- паивания трубку помещают в защитный кожух (изготовленный из куска водо- проводной трубы диаметром 25—30 мм) и нагревают в течение двух часов на водяной бане (под тягой). По охлаждении трубку вскрывают и полученную жидкость перегоняют в абсолютно сухой аппаратуре па шлифах в вакууме, собирая фракцию с т. кип. 57—58° при 0,22 мм Полученную S2Br2 необходимо тотчас же поместить в плотно закрывающиеся склянки или запаянные трубки, так как препарат чрезвычайно чувствителен к влаге воздуха. СЕРА ХЛОРИСТАЯ (ОДНОХЛОРИСТАЯ)’ Sulfur' chloratum Sulfur monochloride Schwefelchloriir 'S,C12 Мол. в. 135,046 Свойства S2C12—темножелтая (в совершенно чистом состоянии бесцветная) масля- нистая жидкость, уд. в. 1,68 при 0°, с отвратительным удушливым запахом, сильно дымящая на воздухе. Т. пл. —80°, т. кип.** +138°. Пары SeCE вызывают слезотечение; S2CI2 растворяет серу (до 67%) и иод. Смешивается во всех отношениях с бромом и CSz. Водой тотчас разлагается с образованием HCI, S и SO2. При насыщении хлором при —25° образует SC14—светлокоричневую жидкость, затвердевающую при —31° и разлагающу- юся уже при —15°. При насыщении хлором около 0° образуется SC12, красная жидкость с Т. кип, 59°, легко разлагающаяся на S2C12 и С12. Требования к продажному реактиву По временным техническим условиям ИРЕА препарат должен иметь кип. 136—138° (при 760 мм) и d|° 1,675—1,680. * Коллоиды. ** По другим данным г. кип. 137,1°.
488 Серебро Приготовление В реторте с тубусом помещают 30 г серы и нагревают до 125—130°. Через трубку в тубусе к расплавленной сере подводят струю сухого хлора, причем трубка, подводящая газ, не должна касаться поверхности серы. Образующийся продукт быстро перегоняется и собирается в охлаждаемом приемнике; реакцию, не доводят до израсходования всей серы. Для очистки от С12 и SC12 препарат перегоняют с дефлегматором, собирая фракцию, переходящую около 138°. Выход 97% по израсходованной S. СЕРЕБРО Argentum Silver Silber Ag Ат, в. 107,880 А. Чистое серебро Свойства Ag—мягкий очень тягучий белый металл уд. в. 10,49, кристаллизующияс , в кубах и октаэдрах. Т. пл. 960,5°, т. кип. 2152°. Совершенно постоянен в от- ношении воды; на воздухе медленно покрывается тонким слоем Ag2S. Расплав- ленное при -доступе воздуха серебро поглощает кислород, выделяя его при охлаждении. Фтористоводородная, соляная и серная кислоты при комнатной температуре не действуют на серебро; горячая конц. H2SO4 растворяет его с образование,-.. Ag2SO4, выделяя SO2. Расплавленные щелочи и селитра на серебро не дей- ствуют. Лучшим растворителем является HNO3, переводящая Ag в AgNO3. Приготовление а) Из сплавов, содержащих медь AgNO3 + 2NH4OH = [Ag(NH3)2]NO3 -т- 2Н2О 2[Ag(NH3)2]NO3 + (NH4)2SO3 + ЗН2О = 2Ag + (NH^gSOt + 2NH4NO3 + 2NH4OH Сплав растворяют в разбавленной кипящей HNO3, раствор выпаривают досуха и оставшуюся .массу расплавляют. По охлаждении плав растворяют в избытке 1—2%-ного NH4OH, и раствор оставляют на двое суток. Раствор, содержащий Ag+ и Си++, фильтруют через двойной фильтр и разбавляют во- дой с расчетом, чтобы содержание Ag не превышало 2%. Прежде чем присту- пить к восстановлению полученного раствора при помощи сернистокислого аммония (NH4)2SO3*. необходимо точно установить потребное количество это- го реактива. Для этой цели берут определенный объем раствора (NHdJgSQs, нагревают до кипения и устанавливают количество медно-серебряного раствора, обесцвечивающегося от этого количества соли. Затем весь серебряный раствор обрабатывают вычисленным количеством аммиачного раствора (NH4)2SOs и смесь оставляют на 48 час. в плотно закрытом стеклянном сосуде. При этом Vs Ag выделяется в виде сероватого, часто сильно блестящего кристалличе- ского «дождя». Осадок декантируют, и осаждают остальное серебро нагреванием раствора до 50—70°. После промывания водой, содержащей NH4OH, осажден- ное серебро нагревают несколько дней с NH4OH и, наконец, тщательно промы- вают водой. * Раствор (NH,)eSO3 можно приготовить, пропуская SOs в водный аммиак до . лабощелочной реакции. При охлаждении выделяются кристаллы (NH.)aSO3.
Серебро 489 б) Из сплавов, содержащих Аи, Си, Pb, Sn, As, Zn и др. 1. Сплав растворяют в разбавленной (13—16%-ной) HNO3, раствор раз- I лявля'ют дестиллированной водой и оставляют спокойно стоять, причем осаж- даются Au, SnO2, Sb2O3 и др. После отстаивания фильтруют через двойной или Кройной фильтр в объемистый стакан и осаждают соляной кислотой уд. в. 1,12 Сне NaCl!), взятой в незначительном избытке. Жидкость с осадком нагревают, причем посторонние металлы растворяются в образовавшейся царской водке <г!ри употреблении NaCl в осадке вместе с AgCl могут содержаться РЬС12, BiOCi и SbOCl). Осевшее AgCl отфильтровывают и повторно кипятят с 10%-ной соляной кислотой (ч.д.а ); затем промывают горячей водой декантацией до исчезно- вения кислой реакции и до прекращения реакции на Сн++ в промывных водах [KaFe(CN)e не должен давать красно-бурого осадка]. Полученное AgCl восста- навливают, как указано ниже (см. п. в). 2. Чистейший металл, применяемый при определении атомных весов*, получается из рафинированного серебра. Последнее переводят в AgNO3, пяти- кратно осаждают конц. HNO3 из насыщенного водного раствора и восстанавли- вают муравьинокислым аммонием (HCOONH4) до металла. Порошок Ag тща- тельно промывают, высушивают и сплавляют в лодочке из СаО. Полученные крупные капли служат анодом при последующем электролизе, проводимом при 1,34 в. Кристаллический катодный осадок сплавляется в токе Н2 в лодочках из СаО. Корольки промывают разбавленной HNO3, затем водой и сушат в вакууме при 400°. в) Из галоидных солей серебра 1. Для регенерации серебра из осадков AgCl, AgBr или AgJ последние об- рабатывают разбавленной (13—16%) HNO3 в течение суток, затем фильтруют и промывают водой. Осадок размешивают с водой, суспензию подкисляют раз- бавленной H2SO4 до слабокислой реакции на конго и добавляют гранулирован- ный цинк в количестве 235 г на I кг AgCl 175 г на 1 кг AgBr 140 г на I кг AgJ Постепенно смесь разогревается за счет теплоты реакции, большая часть цинка растворяется, а осадок Ag выпадает на дно. Процесс считают законченным, когда проба порошка после тщательного промывания водой будет полностью растворима в HNO3. Если этого достигнуть не удается, то добавляют еще 10% Zn и нагревают несколько часов на водяной бане. Порошок серебра отсасывают, тщательно промывают до удаления С1_ (или Вг— и J—), обрабатывают 10%-ной H2SOa для растворения избытка Zn, промывают водой до полного удаления SOJ и высушивают при 80—100°. Выход почти теоретический. 2. Жидкую кашицу, полученную размешиванием 500 г влажного AgCl в 500 мл горячей воды, помещают в фарфоровый стакан, снабженный механической мешалкой (под тягой), добавляют раствор 300 г NaOH в 750 мл воды и при 35—40° вводят при непрерывном перемешивании 250 г 40%-ного формалина. Смесь перемешивают 2—3 часа, добавляют еще 200 мл формалина и постепенно в течение 2 час. повышают температуру до 55—70°. Осадок серебра отсасывают, промывают сначала горячей водой (1 л), затем 500 мл 2%-ной H2SO4, 500 мл 2%-ного NH4OH и, наконец, горячей водой до удаления С1~. Промытый металл высушивают при 40—50°. Выход количественный. *о. Honlgschmldt, Z. anorg. Ch-, 221, 134 (1934); S6, 5 (1914); В. M. 11 е р м я к о в, ЖОХ, 8 (18), 1881 (1938),
490 Серебро г) Из азотнокислого серебра Для получения весьма чистого металла* насыщенный при 25° раствор триж- ды перекристаллизованного AgNOs подвергают электролизу с полированными графитовыми электродами, помещенными в мешочках из бязи на расстоянии 2 см друг от друга. Напряжение на клеммах ванны 3 в. Плотность тока 0,006 а/см2. Осадок Ag снимают с катода и сплавляют в фарфоровом тигле. д) Из серебряных остатков* ** (лабораторных, фотографических и др.) 1. Остатки кипятят с гранулированным цинком в присутствии соляной кислоты. Восстановившееся серебро отделяют от избытка Zn, промывают де- кантацией и, растворив в HNOs, осаждают соляной кислотой в виде AgCl. Последнее восстанавливают одним из вышеуказанных способов (см. п. в). 2. Выпаривают остатки досуха, и сухую массу кипятят с концентрирован- ной соляной кислотой и КСЮз до прекращения выделения хлора. Осадку дают осесть, тщательно промывают декантацией и полученное AgCl восстанавливают, как указано выше (см. п. в). 3. Для выделения Ag из фотографических остатков (фиксажные ванны) добавляют NH4OH до появления запаха NHd и действуют небольшим избытком (NH4)£S. После отстаивания жидкость сливают, осадок Ag;S отсасывают, промывают горячей водой, высушивают и прокаливают при 950е, добавив I—2 г безводной буры. Для удаления буры гранулы металла кипятят с водой***. Испытани я**** Раствор 2 г металла в возможно малом количестве HNO3 (уд. в. 1,2) дол- жен быть бесцветным и не содержать нерастворившегося остатка (Sn, Sb). От прибавления волы раствор не должен мутнеть (Bi). После осаждения всего серебра соляной кислотой в виде AgCl и выпаривания фильтрата не должно оставаться никакого весомого остатка. Б. Молекулярное серебро Приготовле ни е Хорошо промытое AgCl помещают в батарейный стакан, заливают водой и погружают туда мелкопористую глиняную пробирку, содержащую несколь- ко палочек металлического цинка Затем погружают в AgCl кусок платиновой жести и замыкают ток, соединяя платиновой проволочкой жесть с цинком. Ускоряя реакцию прибавлением нескольких капель НС1 к воде в пробирке, можно переработать в несколько дней до 250 г AgCl. При помощи сифона под- держивают уровень жидкости внутри пробирки ниже уровня в стакане, чем до минимума уменьшают диффузию ZnCl2 наружу. Серый порошок серебра промывают водой, затем для удаления следов не- восстановившегося AgCl аммиаком, и, наконец, спиртом и эфиром. Промытый металл сушат сначала в вакууме над H2SO4, затем в шкафу при 150°. ♦ Метод ИРЕА (Н. А. Петров). •• См также Б. Я. Т а р т а к о в с к и й, Зав. лаб., 9, 112 (1940). *•* Ag2S можно также переработать на AgNO3 растворением в HNO., (Н. Н Л а пи н, ЖАХ, 4 (6), 369 (1949)). Ргар. Chem., стр. 523.
Серебро 491 В. Коллоидальное серебро (колларгол) Приготовление 1. К 200 мл 10%-ного раствора AgNOs прибавляют смесь 200 мл раствора FeSO4, 280 мл 40%-кого раствора лимоннокислого натрия (Na3CeH5O7) и 50 мл 10%-ного раствора NaOH. Образовавшийся осадок имеет переходящий лиловый цвет; он сохраняется некоторое время под маточным раствором и переходит па фильтре в синий, прйчем осадок остается растворимым. Его промывают раствором какой-либо соли, лучше всего NH4NO3. После этого он тотчас растворяется в чистой воде, образуя раствор кроваво-красного цвета; от прибавления 5— 10% соли снова становится нерастворимым. Очищенный повторным растворе- нием в чистой воде, осаждением с помощью NH4NO3 и промыванием спиртом осадок еще растворим, однако несколько труднее, чем прежде. Он содержит в среднем 97,2% Ag, остальное—лимоннокислое железо. 2. К раствору 40 г NaOH и 40 г декстрина в 2 л воды прибавляют поне- многу концентрированный раствор 28г AgNOs. Хотя содержание Ag меньше 1%, жидкость имеет глубокий черный цвет; при разведении становится красной, при еще более сильном разбавлении—желтоватой. Из различных сортов декстрина лучше всего действует обычный, палевый. 3. К 100 мл 0,002 п. раствора AgNO3 прибавляют* несколько капель свеже- приготовленного 1%-ного таннина и несколько капель 1%-ного раствора Na2CO3. При нагревании получается золь, интенсивно окрашенный в красно- коричневый цвет и не особенно чувствительный к электролитам. 4. При прибавлении по каплям 0,05%-ного раствора гидразина-гидрата к 0,0001 н. раствору AgNO3 и нагревании образуется золь, яркожелтый в про- ходящем свете и зеленоватый в отраженном. 5. К 100 мл аммиачного раствора AgsO (соотношение Ag : NH3=1 : 4), содержащего 0,01 г Ag, добавляют раствор 2 мл 0,1%-иого раствора гидразин- гидрата в 100 мл воды; полученный желтый золь совершенно прозрачен**. Г. Получение серебряного зеркала При готовление Стекло, подвергающееся серебрению, должно быть тщательно вымыто^и обезжирено промыванием спиртом. 1. К раствору 8 г AgNO3 (ч.д.а.) и 13 г NH4NO3 (ч.д.а.) в 500 мл воды добав- ляют раствор 11 г NaOH (чистый) в 500 мл воды. Выпадающий белый осадок растворяют, добавляя по каплям 10%-ный NH4OH до почти полного растворения (избыток NH4OH совершенно недопустим***). После фильтрования получают раствор I. К раствору 160 г сахара-рафинада в 500 мл воды добавляют 16 г винной кислоты (или 8 мл HNO3 уд. в. 1,4), и жидкость кипятят в колбе с обратным холодильником до появления желтоватой окраски (около 30 мин.). После охла- ждения жидкость разбавляют в 10 раз и получают раствор II. Для серебрения смешивают растворы I и II, причем раствора II берется в 10—15 раз меньше, чем раствора I. Смесь немедленно выливают на стеклянную поверхность, подлежащую серебрению. Если требуется серебрить колбу, то 10—20 мл смеси растворов I и II на- ливают в чисто вымытую колбу и встряхивают несколько минут. 2. Для серебрения стекла пригодна также смесь 20 мл 3%-иого раствора AgNO3 с 0,5 мл метилового спирта и 0,5 мл формалина. * Колл, химия, стр. 8. * Н. Freundlich, D. Steiner, J. chem. Soc., 1937, 1083. * ** Если случайно добавлен лишний NH<OH, то приливают по каплям I %-ный раствор AgNO} до появления мути, не исчезающей при взбалтывании.
492 Серебро СЕРЕБРО АЗОТИСТОКИСЛОЕ (НИТРИТ СЕРЕБРА) Argentum nitrosum Silver nitrite Silbernitrit AgNOj Мол. в. 153,888 Свойства AgNO2—тонкие, как волос, светложелтые, почти белые иглы ромбической системы, уд. в. 4,45, чернеющие под влиянием света и воздуха вследствие обра- зования AgNO3 и Ag. В воде растворимо довольно плохо (0,32% при 20°; ПР= = 5,8 10—4 при 25°). Легко растворимо в NH4OH и ацетонитриле. Разлагается при нагревании. Приготовление Сливают теплые растворы 118 а AgNO3 в 550 мл воды и 50 г NaNO2 в 500 мл воды. Выпавший осадок AgNO2 промывают декантацией и высушивают в шка- фу. Препарат следует оберегать от света. Выход 100 г (95%). Испытания 0,3 г препарата должны полностью растворяться как в 5 мл разбавленной UNO.,, так и в 5 мл разбавленного NH1OH. При нагревании пробы препарата в пробирке не должно выделяться капель воды. Для определения примесей, не осаждаемых НС1, растворяют 2 г препарата в разбавленной HNO3, добав- ляют 100 мл воды, нагревают до кипения и осаждают 2 мл соляной кислоты. Охлаждают, фильтруют во взвешенную чашку и выпаривают фильтрат досуха Остаток не должен быть больше 0,03%. СЕРЕБРО АЗОТНОКИСЛОЕ (НИТРАТ СЕРЕБРА, ЛЯПИС) Argentum nitricum Silver nitrate Silbemitrat Hdllenstein AgNO3 Мол. в. 169, 888. Свойства . AgNO3—бесцветные ромбические пластинки уд. в. 4,3551, плавящиеся при 208,5° и разлагающиеся при красном калении. Не изменяется под дейст- вием света, если не присутствуют органические вещества; в противном случае чернеет. По этой причине оставляет черные пятна на руках, материи и т. д. Легко растворимо в воде и глицерине. Растворимо в этиловом, метиловом и изопропиловом спиртах, труднее—в ацетоне и бензоле. Очень легко растворимо в бензонитриле. Почти нерастворимо в конц. HNO3. Ядовито! Таблица 321 Растворимость AgNO3 в воде ГС AgNO, % ГС AgNO. % ГС AgNOs % 0 53,5 50 80,0 100 90,1 10 61,5 60 82,5 но 91,7 20 68,3 70 84,6 125 94,2 30 73,8 80 86,7 133 95,1 40 77,0 90 88,4
Серебро азотистокислое и азотнокислое 493 Таблица 322 Относительные веса водных растворов AgNO3 AgNO, % и18 а 4 AgNO,, % 1 J8 AgNO, % ,18 а 4 5 1,0422 25 1,2555 45 1,5705 10 1,0893 30 1,3213 50 1,6745 15 1,1404 35 1,3945 55 1,7895 20 1,1958 40 1,4773 60 1,9158 Требования к продажному реактиву По ГОСТ 1277—41 препарат ч.д.а. должен содержать не менее 99,80% AgNOs, препарат чистый—не менее 99,75%. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в AgNO3 различных квалификаций: Примеси ч.д-а. ч Вещества, нерастворимые в воде ... 0,005 0,01 Вещества, не осаждаемые НС1 . . ..... 0,04 0,06 Сульфаты (SO4) . . .................. 0,004 0,006 Железо (Fe) ... ...................... 0,0004 0,0007 Кроме того, препарат должен выдерживать следующие испытания: 1. Свинец, висмут, медь. К раствору' 2 г препарата в 20 мл воды, подкислен- ной несколькими каплями HNO3, прибавляют 20%-ный аммиак до растворения образовавшегося осадка. Полученный раствор при рассмотрении в проходя- щем свете на фоне белой бумаги не должен иметь голубого оттенка, а в отражен- ном свете на фоне черной бумаги не должен иметь опалесценции. Для срав- нения ставят слепой опыт. 2. Свободная HNOs. В две колбы, емкостью 50 мл каждая, помещают по 1 г препарата и наливают по 10 мл воды. В обе колбы прибавляют по 1 кап- ле 0,1%-ного спиртового раствора метилового красного и в одну из них 1 кап- лю 1 н. H2SO4. Розовая окраска во второй колбе должна быть интенсивнее, чем в первой. Приготовление а) Из «банковского» серебра (999 пробы) Для получения препарата квалификации ч.д.а. стружки серебра (60 г) постепенно добавляют под тягой к нагретому до 50° раствору 43 мл HNO3 (А'-ч, УД. в. 1,4) в 45 мл воды. После полного растворения жидкость фильтруют, фильтрат упаривают до образования кристаллической пленки и охлаждают при помешивании. Кристаллы AgNO3 отсасывают и промывают два раза ледяной водой. Маточный раствор вместе с промывными водами упаривают и кристаллизуют, как указано выше Обе фракции кристаллов смешивают, высушивают при 110° и помещают банку оранжевого стекла. Выход 95 г (90%). Маточный раствор после второй кристаллизации может содержать Си и должен подвергаться специальной очистке (см. ниже).
494 Серебро б) Из сплавов, содержащих медь 1. Для получения препарата квалификации ч.д.а. из сплавов, содержащих несколько процентов Си, поступают следующим образом. Сплав растворяют в 20—40%-ной HNO3 до насыщения. В части раствора* при помощи КОН осаж- дают Ag2O с примесью Cu(OH)s; осадок промывают и смешивают с остальной частью раствора, причем вся медь, содержащаяся в растворе, количественно' выпадает в виде Си(ОН)2, а Ag..O из осадка перейдет в раствор. Смесь фильтру- ют, фильтрат упаривают и кристаллизуют AgNO3, как описано выше. Для ис- пользования Ag, оставшегося в осадке Си(ОН)2, последний обрабатывают соля- ной кислотой; оставшееся нерастворенным AgCl восстанавливается в металли- ческое серебро действием Zn (см. стр. 490). 2. Для получения AgNO3 реактивной квалификации из сплавов более бедных серебром**, в которых все же Ag больше, .чем Си, сплав растворяют в HNO3, фильтруют, упаривают и кристаллизуют, как обычно. Кристаллы AgNO3, содержащие Cu(NO3)2, промывают водой или, в случае значительных количеств меди, 5—10%-ным раствором HNO3. Промытые кристаллы перекристаллизо- вывают из горячей воды; промывные воды, содержащие значительное коли- чество AgNOs, могут быть применены при повторной работе для промывания кристаллов. Выход благодаря потерям при кристаллизации низкий. 3. Препарат, полученный из сплавов, в которых меди больше, чем серебра, нуждается в дополнительной очистке. Промытые по предыдущему метолу кристаллы AgNO3, содержащие Cu(NO3)2 плавят в платиновой чашке в течение часа при 290—300е. При этом Cu(NO3)2 разлагается, оставляя СиО, в то время как AgNO3 почти не изменяется. После охлаждения сплавленную массу растворяют в воде, отфильтровывают СиО, фильтрат подкисляют HNO3 и упаривают до кристаллизации. 4. Для очень бедных серебром (до 30%) сплавов целесообразнее всего, рас- творив сплав в HNO3, осалить соляной кислотой все серебро в виде AgCl и последнее после промывания восстановить до металла (см. выше). Чистое се- ребро переводят в AgNO3 растворением в HNOs. СЕРЕБРО БРОМИСТОЕ (БРОМИД СЕРЕБРА) Argentum bromaturn Silver bromide Silberbromid Bromsilber AgBr Мол. в. 187,796 Свойства AgBr—желтовато-белый порошок, почти нерастворимый в воде (3,57- -10~5%, ПР=7,7-10—13 при 25е) и разбавленных кислотах Слабо растворим bNH4OH(0,4% в 10% NHaOH при 20е) и пиперидине. При 422° плавится в крас- новатую жидкость уд. в. 6,47. Требования к продажному реактиву По ВТУ РУ 1088—54 препарат чистый должен полностью растворяться в тиосульфате натрия н содержать не более 0,2% веществ, растворимых в во- де, и 0,002% нитратов (NO:i). Кроме того, препарат должен выдержать испытание на растворимость в растворе тиосульфата натрия. 1 г препарата растворяют в 50 мл 10%-ного раствора тиосульфата натрия. Полученный раствор должен быть прозрачным. * Процент взятого раствора должен быть по крайней мере в 3 раза больше процентно- го содержания Си в сплаве. Так, если сплав содержит 3% Си. то надо взять для осаждения 9— J ( % раствора. •• 4 В. Раковский и С. И. Доброжинский. Изв, ИРЕА» 1. 2^5» 308 (1933).
Серебро бромистое, двухромовокислое и иодистое 495. А. Обыкновеннее бромистое серебро Приготовление К нагретому до 50° раствору 54,4 г AgNO3 в 520 мл воды добавляют теплый раствор 40 г КВг в 160 мл воды. Осадок AgBr отсасывают, промывают и сушат на водяной бане. Выход 60 г (100%). Вся работа с AgBr должна проводиться в затемненном месте. В. Коллоидальное бромистое серебро Приготовление К смеси 2—3 мл 0,01 н. раствора КВг и 100 мл воды прибавляют 1—2 мл 0,1 и. раствора AgNO3. Образуется слегка сероватый г-идрозоль, довольно непрочный*. СЕРЕБРО ДВУХРОМОВОКИСЛОЕ (БИХРОМАТ СЕРЕБРА) Argentum bicliromicum Silver bichromate Silberbichromat Ag2Cr2O7 Мол. в. 431,78 Свойст ва Ag2Cr2O7—блестящие красные ромбические листочки уд. в. 4,77, плохо растворимые в воде (0 0083% при 15°; ПР=2-10~7 при 25°). При кипячении с водой образует Ag2C.rO4; из раствора при охлаждении снова, осаждаются кристаллы Ag2Cr2O7. Хорошо растворимо в HNO3 и NH4OH. Приготовление К кипящему раствору 34 г AgNO3 (х.ч.) в 340 мл воды приливают нагретый до кипения раствор 30 г К2Сг2О7 (х.ч.) и 300 г HNO3 (х.ч., уд. в. 1,15) в 600 мл воды. Дают смеси медленно охладиться, причем выделяются блестящие красные кристаллы. Их отсасывают, промывают небольшим количеством холодной во- ды if сушат в эксикаторе над H2SO4. СЕРЕБРО ИОДИСТОЕ (ИОДИД СЕРЕБРА) Argentum jodatum Silver iodide Silberjodid Jodsilber AgJ Мол. в. 234,79 А. Обыкновеннее иодистое серебро С в'о й с т в а AgJ—светложелтый аморфный порошок уд. в. 5,68. почти нерастворимый в воле (2,1 -10—’%; ПР= 1,5-10~16 при 25е), NH4OI 1(0.04% в 10%-ном NH4OH) и разбавленных кислотах. Растворим в концентрированных растворах KJ, Na2S2O3 и в метиламине. Чувствителен к свету. При 552° плавится в желтую жидкость, при более высокой температуре приобретает красно-бурый цвет. Требов'ания к продажному реактиву Наибольшие количества допустимых примесей (%) в AgJ квалификации чистый (по ВТУ РУ-2024—54): Вещества, растворимые в воде . 0,05 Хлориды (С1) ............. 0,1 Колл, химия, стр. 10.
496 Серебре Кроме того, препарат должен выдерживать следующие испытания: 1. Медь. 2 + 0,01 г препарата интенсивно взбалтывают с 40 мл 10%-ного NH4OH, дают отстояться и фильтруют. Полученный раствор при рассматрива- нии на фоне белой бумаги не должен иметь голубого окрашивания. 2. Реакция раствора. 4 г препарата обливают 100 мл воды и при частом перемешивании нагревают до кипения. Отстоявшийся раствор фильтруют через сухой фильтр, причем первую порцию фильтрата отбрасывают. Остальной фильтрат должен быть нейтральным на лакмус. Приготовление К теплому (50°) раствору 50 г AgNO3 в 50 мл воды добавляют в темной ком- нате нагретый до 50° раствор 47,5 г KJ в 95 мл воды. Осадок отсасывают, тща- тельно промывают и высушивают на водяной бане. Вся работа с AgJ должна проводиться в темноте или при красном свете. Б. Коллоидальное иодистое серебро Приготовление К смеси 2—3 мл 0.1 н. раствора KJ и 100 мл воды прибавляют 1—2 мл 0,1 н. раствора AgNO3. Получается жеЛтовато-зеленый гидрозоль, который без диализа может сохраняться месяцами. Полная очистка раствора путем диа- лиза не удается. Более концентрированный, но менее прочный золь получается при вли- вании 7—8 мл 0,1 н. раствора AgNO3 в 20 мл 0,05 н. раствора KJ. СЕРЕБРА ОКИСЬ Argentum oxydatum Silver oxide Silberoxyd Ag2O Мол. в. 231,760 Свойства Ag2O—коричневый порошок уд. в. 7,52, после сушки (при 60—80°)—почти черный. Окись серебра несколько растворима в воде (0,006—0,009%) со шелоч ной реакцией. При хранении в темноте как в сухом, так и во влажном состоя- нии постоянна; однако на свету постепенно разлагается на Ag и Ог. При на- гревании в струе воздуха разлагается при 300°. Формалин в присутст- вии щелочи восстанавливает Ag2O до металлического серебра. Требованиями продажному реактиву По ВТУ РУ-927—53 сухой препарат чистый должен содержать не менее 99% Ag2O; потеря при высушивании (при 100°) не должна превышать 0,2%. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в Ag2O квалификации чистый-. Вещества, нерастворимые в HNO3...... 0,03 Железо, медь, мышьяк (в сумме)...... 0,1 Приготовление К концентрированному раствору 500 г AgNOs (х.ч.) прибавляют 10%-нЫИ раствор 125 г NaOH (х.ч.), и выпавший осадок промывают декантацией. При-
Серебра окись. Серебро сернокислое 497 меняемая вода предварительно освобождается от растворенного СО2, для чего через нее длительное время пропускают свободный от СО2 воздух. После промывания большую часть воды, удержанной осадком, отделяют отсасыванием; весьма желательно влажную еще массу подвергнуть центрифу- гированию, Препарат переносят в колбу с двумя отводными трубками, одна из которых соединяется с водоструйным насосом. Через другую трубку, дохо- дящую до поверхности AgzO, подают сухой, свободный от СОг воздух. Колбу помещают в нагретую до 85—88е водяную баню и, пустив в ход насос, проса- сывают через аппарат воздух; сушка заканчивается через 3 суток. СЕРЕБРО СЕРНОКИСЛОЕ (СУЛЬФАТ СЕРЕБРА) Argentum sulfuricuni Silver sulfate Silbersulfat Ag2SO4 Мол. в. 311,826 Свойства AgaSOa—мелкие ромбические кристаллы уд. в. 5,40, довольно плохо рас- |воримые в воде (ПР=7,7-10~5 при 25°), легко растворимые в NH4OH и не растворимые в спирте. Сравнительно легко растворимо в конц. H2SO4, но сно- ва выпадает при разбавлении раствора водой. Таблица 323 Растворимость Ag2SO4 в воде t с AgsSO, % (°C Ag2SO4 % ГС AgSO, % 0 0,57 40 U,97 80 1,28 10 0,69 60 1,14 100 1 ,39 20 0.79 Требования к продажному реактиву По ВТУ 810—53 препарат чистый должен содержать не менее 99,5% AgaSCU Наибольшие количества допустимых примесей (%) в Ag2SO4 квалификации чистое: Вещества, нерастворимые в HNO3 0,05 Нитраты (NOS) 0,1 Медь (Си) . • 0,01 Вещества, не осаждаемые соляной кислотой 0,1 Железо (Fe) ..................... . . . 0,002 Приготовление К раствору 34 г AgNOs (ч.д.а.) в 20 мл горячей воды добавляют профилы Рованный горячий раствор 13,2 г (NH4)2SO4 (ч.д.а.) в 20 мл воды. По охлажде- нии кристаллический осадок AgzSCU отсасывают, промывают холодной водой н сушат. Выход 28 г (89%). Чистые химические реактивы
498 Серебро СЕРЕБРО ФТОРИСТОЕ (ФТОРИД СЕРЕБРА) Argentum fluoratum Silver fluoride Silberfluorid Fluorsilber AgF-2H2O Мол. в. 162,91 Свойства AgF-2H2O—бесцветные, довольно непостоянные кристаллы кубическом системы, уд. в. 5,85, расплывающиеся во влажном воздухе. При длительном стоя- нии над H2SO4, особенно в вакууме, теряет воду и HF, чернеет вследствие вы- деления Ag и превращается с поверхности в основную соль. Растворимо i воде (40% при 20°), безводная соль плавится при 435°. Таблица 324 Относительные веса водных растворов AgF AgF % ,18 04 AgF % 18 d4 AgF % J8 04 AgF % 18 1 1,0088 6 1,0613 12 1,1316 18 1,2110 2 1,0191 8 1,0838 U 1,1572 20 1,2394 4 1,0399 10 1,1071 16 1,1837 Приготовление Растертую кашицу 70 г Ag2O в 100 мл воды постепенно добавляют к на- гретому раствору 41г 40%-ной HF {ч.д.а.) в 160 мл воды, находящемуся в серебряной чашке {под тягой}), следя, чтобы реакция раствора все время оста- валась кислой на бумажку конго. Раствор упаривают на водяной бане под тя- гой до кристаллизации. Выход 91 г (около 90%). СЕРЕБРО ХЛОРИСТОЕ (ХЛОРИД СЕРЕБРА) Argentum chloratuin AgCl Silver chloride Мол. в. 143,337 Silberchlorid Chlorsilber Свойства AgCl—светочувствительный белый аморфный порошок уд. в. 5,56. Пло хо растворимо в воде (ПР= 1,56-10—10 при 25°) и разбавленных кислотах, значительно растворимо при кипячении в концентрированной соляной кислоте, несколько растворимо в крепких растворах NaCl и NH4C1, хорошо растворимо в NH4OH. При 455° плавится и при охлаждении застывает в роговидную масел Таблица 325 Растворимость AgCl в воде t°C AgCl % t°c AgC) % 1.6 0,56-10~4 25 1,9-10—4 10 0,89-10—* 50 5,2-Ю-4 18 1,6 - io-4 100 21,7-10~4
Серебро фтористое, хлористое и хромовокислое 499 Требования и продажному реактиву Согласно РУ 419 -51 препарат чистый должен содержать не более 0,02% веществ, растворимых в воде, и 0,005% растворимых хлоридов. Кроме того, препарат должен выдерживать следующие испытания: 1. Аммиак. К 5 г препарата прибавляют 5 мл 10% NaOH. Осторожно нагревают и испытывают пары на красную лакмусовую бумажку. Не должно быть посинения. 2. Реакция водного раствора. 20 + 0,01 г препарата взбалтывают с 200 мл воды и фильтруют. Раствор должен иметь нейтральную реакцию на лакмус. А. Обыкновенное хлористое серебро Приготовление Для получения реактивного препарата к раствору AgNOs (ч. 0. а.) прибав- ляют раствор соляной кислоты или NaCl (ч. д. а.) до прекращения выделения осадка. Выпавшее AgCl фильтруют, промывают н сушат в темноте при 80— 90°. Б. Коллоидальное хлористое серебро Приг отопление 1. К смеси 2—3 мл 0,1 п. раствора НС1 в 100 мл воды добавляют 1—2 мл 0,1 н. AgNOs; образуется довольно непрочный, молочно-белый гидрозоль*. 2. К темному раствору коллоидального серебра прибавляют хлорной воды до обесцвечивания. Получается белая или светложелтая жидкость, в достаточ- но разбавленном состоянии прозрачная и опалесцирующая. От прибавления небольших количеств минеральных кислот или солей AgCl выпадает в обычной, нерастворимой форме. При осаждении уксуснокислым натрием или желатиной и лимоннокислым натрием получается AgCl, несколько растворимое в воде. СЕРЕБРО ХРОМОВОКИСЛОЕ (ХРОМАТ СЕРЕБРА) Argentum chromicum Silver chromate Silberchromat Ag2CrO4 Мол. в. 331,77 Свойства Ag2CrO4—красный аморфный (или неясно кристаллический) порошок, слабо растворимый в воде (2,5—3,0-10—3?4i). В ледяной СНзСООН нераствори- мо; в разбавленной СНзСООН растворяется в большей или меньшей степени в <ависимости от концентрации кислоты. Растворимо в HNOs и NH4OH. Приготовление В раствор 100 г KsCrO4 в 400 мл воды медленно вливают при перемешива- нии раствор 170 г AgNOs в 600 мл воды. Жидкость декантируют, осадок отса- сывают и сушат при 80—90°. Выход 162 г (97,5%). .42* Колл, химия, стр. 10.
500 Серебро СЕРЕБРО ЦИАНИСТОЕ (ЦИАНИД СЕРЕБРА) Argentum cyanatum Silver cyanide Silbercyanid Cyansilber AgCN Мол. в. 133,899 Свойства AgCN—белый порошок, уд. в. 3,96, растворимый в NH4OH, Na2S2Os и KiFe(CN)e. В воде практически нерастворим (ПР=2,2-10~12 при 20°). На свету буреет. При нагревании в отсутствие воздуха около 325° плавится в красно-бурую жидкость и выделяет часть циана; при затвердевании получается серая масса, оставляющая при накаливании на воздухе чистое серебро. Раз- бавленная (1 : 1) H2SO4 разлагает при кипячении AgCN с образованием Ag2SO4 (осторожно, пары HCN ядовиты}). Требования к продажному реактиву Наибольшие количества допустимых примесей (%) в реактивном Agt.N- Вещества, нерастворимые в 25%-ном NH4OH 0,001 Медь (Си) ... . 0,0005 Железо (Fe) . 0,0000 Щелочи ... 0,001 Нитраты (NO3) 0,0002 Приготовление Для получения реактивного препарата к рествору AgNOs (ч.д.а.) при бавляют раствор KCN (чистый, осторожно, яд}), избегая избытка последнего Если применяемый KCN содержит KCNO и КгСО3. то очистить получаемый препарат от AgCNO и Ag2CO3 можно настаиванием с разбавленной HNOs; однако в KCN не должно содержаться С[~ и Fe(CN)j74, так как эти йоьы перей- дут в препарат. Полученное AgCN сушат при температуре не выше 126е (при более высокой температуре оно буреет). СМЕСЬ ЭШКА Свойства Белый рыхлый порошок, представляющий собой смесь Na«CO3 u MgO Употребляется при определении содержания серы в угле. Требования к продажному реактиву По ГОСТ 5144—49 реактивный препарат должен представлять собой мел кий легкий порошок белого цвета с содержанием Na2COs в пределах 34- 41% и MgO—в пределах 59—66%. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в смеси: Общая сера (в пересчете на S)...... 0,006 Вещества, нерастворимые в НС!, и вещества, осаждаемые H2SO4 из солянокислого рас- твора (в сумме) .................... 0,05 Приготовление К 200 г Na2CO3 (х.ч.) понемногу добавляют 400 г MgO «без серы» (приготов |ение см. стр. 323), тщательно перемешивают смесь и просеивают ее через тон кое шелковое сито.
Серебро цианистое. Смесь Эшка. Соль Мара 501 СОЛЬ МОРА (ДВОЙНАЯ СОЛЬ СЕРНОКИСЛОГО ЗАКИСНОГО ЖЕЛЕЗА И СЕРНОКИСЛОГО АММОНИЯ) Ferro-ammonium Ferrous ammonium sulfate Ferroammonium sulfat sulfuricum Mohr's salt Mohrsches Saiz FeS04 (NH4)2SO4 • 6H2O или (NH4)2Fe(SO4)2-6H2O Мол. в. 392,16 Свойства FeSO4• (NH4)2SO4-6H2O—прозрачные синевато-зеленые моноклинические кристаллы уд. в. 1,87, не изменяющиеся при хранении. Около 100° теряет кри- сталлизационную воду. Таблица 326 Растворимость FeSO4-(NH4)2S04 в воде 1 Безводная соль % 1° Безводная соль % 0 11,1 50 28,6 15 16,7 70 34,2 40 24,8 Таблица 32/ Относительные веса водных растворов (NH4)2SO4-FeSO4 Безводная соль % J6.S d4 Безводная соль % 16.5 d4 Безводная соль % ,16,S d4 1 1,008 8 1,065 14 1,118 2 1,016 10 1,083 16 1,136 4 6 1,032 1,048 12 1,100 18 1,155 Требования к продажному реактиву По ГОСТ 4208—48 препарат должен представлять собой голубовато- зеленые кристаллы или кристаллический порошок того же цвета. Препарат х.ч. и ч.д.а. должен содержать не менее 99,7% FeSO4-(NFl4)2SO4-6H2O. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в FeSO4-(NH4)2SO4 6Н2О различных квалификаций: Примеси Х.Ч. ч. д- а. ч. Вещества, нерастворимые в воде . . 0,005 0,01 0,02 Хлориды (С1) . ... . . . 0,001 0,002 0,005 Железо (окисное) 0,005 0,01 0,02 Медь (Си) .... 0,003 0,005 0,01 Цинк (Zn) . . . . . . 0,005 0,01 0,02 •Щелочные и щелочноземельные металлы . . 0,05 0,1 0,2
502 Сплавы Приг отовление Для получения препарата квалификации ч.О.а. растворяют отдельно 139 г FeSO«-7H2O (чистый) и 66 г (NH4)2SO4 (чистый) в возможно малых количествах воды; нагревают оба раствора до 60—70°, сливают вместе в фарфо ровую чашку и, подкислив 1 мл H2SO4 (х.ч.), охлаждают при непрерывном пе ремешивании. На другой день выпавшую кристаллическую муку отсасывают, промывают 50%-ным спиртом, отжимают между листами фильтровальной бу маги и сушат в прохладном месте, пока кристаллы ие перестанут приставать к стеклянной палочке. Выход 135—140 г. Маточный раствор после упаривания доул. в. 1,36 и охлаждения дает еще 30 г препарата. СПЛАВ ВУДА (МЕТАЛЛ ВУДА) Wood's metal Woods Metal I Свойства Блестящий металл уд. в. 9,765, плавящийся при 71°. Применение сплава Вуда основано на его легкоплавкости. Требования к продажному реактиву По ТУ МХП 3348—52 препарат чистый должен иметь” т. затвердевания в пределах 70—72°. Приготовление В объемистый фарфоровый тигель, вставленный в отверстие в куске ас бестового картона, помещают немного парафина (для предохранения от окне ления) н 20 а металлического висмута и нагревают до плавления последнего; последовательно добавляют 5 г свинца, 2,5 г олова и 2,5 г кадмия. Когда металлы сплавятся, в чем убеждаются, перемешивая смесь железной прово- локой, плав выливают в воду. Последние следы парафина удаляют, промывая сплав бензолом или эфи- ром. Очищенный сплав гранулируют, выливая по каплям в холодную воду СПЛАВ ДЕВАРДА Devarda's alloy Devarda'sche Legierung Свойства Хороший восстановитель. Отличительным свойством этого сплава являет ся его хрупкость, благодаря которой он легко, как стекло, измельчается в тон кий порошок. Его применение основано на том, что при восстановлении этим сплавом остается медная пыль, обеспечивающая ровное, без толчков, кипение при перегонке. Требования к продажному ре а“к т и в у По ВТУ МХП ЗОН—51 сплав Деварда чистый должен содержать не более 0,005% азота (N). * Испытание проводят в пробирке (под слоем воды) при нагревании на водяной бане и медленном охлаждении.
Сплавы Вуда и Деварда. Стронций азотнокислый 503 Приготовление Смешивают 50 г медных стружек, 45 г алюминиевой «крупы» и 5 г грану лированного цинка: смесь помещают в глиняный тигель, замазывают глиной (во избежание окисления) и накаливают в тигельной печи с платиновой об- моткой при температуре 1000° около часа. Еще жидкий сплав медленно вылива ют в чашку с холодной водой (остерегаться брызг, очки), где он застывает СТРОНЦИЙ АЗОТНОКИСЛЫЙ (НИТРАТ СТРОНЦИЯ) Strontium nitricum Strontium nitrate Strontiumnitrat Свойства Sr(NO3)2 Мол. в. 211,65 Sr(NOs)2—прозрачные октаэдрические кристаллы уд. в. 2,93. При нагре вании соль растрескивается и при 645° плавится, образуя SrO и Sr(NO2)2 В воде легко растворим; нерастворим в спирте. При кристаллизации из холод ного раствора (ниже 31,3°) выпадают моноклинические кристаллы тетрагидрата 8г(ЬГОз)2-4НгО, быстро выветривающиеся на воздухе и теряющие воду при 100°. Растворимость Sr(NO3j2 Таблица 328 ГС Sr(NO3)a % ГС Sr(NO3)„ % ГС Sr(NOa)a % 0 28,3 40 47,7 80 49,3 5 32,2 50 48,0 90 50, U 10 35,5 60 48,5 100 50,3 20 41,5 70 48,8 107,9 50,7 30 46,7 Таблица 329 Относи гельн ые веса водных рас т В О р О В 5г(МОз)2 Sr(NOa)2 % .19,5 dI9,5 Sr(NO3)2 % .19.5 d19.5 Sr(NO3)a % .19,5 d19,5 2 1,017 8 1,068 25 1,235 4 1,034 10 1,085 30 1,292 5 1 ,041 15 1,131 35 1,354 6 1,049 20 1,181 40 1,422 Требования к продажному реактиву По ГОСТ 5429—50 высушенный препарат ч.д.а. и чистый должен содержать «е менее 99,5% Sr(NO3)2. Потеря при высушивании не должна превышать 0-1% для препарата ч.д.а. и 0,5% для чистого.
504 Стронций Наибольшие количества допустимых примесей (%) в Sr(NO3)2 различных квалификаций: Примеси ч. д. а. ч. Вещества, нерастворимые в воде 0,005 0,01 Хлориды (С1) ... . 0,0005 0,002 Сульфаты (SO4) 0,01 0,02 Железо (Fe) Тяжелые металлы сероводородной группы (в 0,0002 0,0005 пересчете на РЬ) 0,001 0,002 Барий (Ва) .... 0,02 0,2 Кальций и магний (Са и Mg) .... 0,03 0,05 Щелочные металлы (в виде сульфатов) . . 0,1 0,2 Кроме того, препарат должен выдерживать испытание на кислотность. Для этого 5 г препарата растворяют в 25 мл воды и прибавляют одну каплю 0,1 % - ного спиртового раствора метилового красного. Появившееся красное окраши- вание должно перейти в желтое от прибавления не более двух капель 0,1 н NaOH. Приготовление Для получения препарата квалификации ч.д.а. из технического азотно- кислого стронция последний необходимо очистить от Ва++, что осуществляют двумя методами. 1. Для удаления примеси Ва + +его осаждают в виде ВаСгО4 прибавлением (Nll4)2Cr2O7 с последующим восстановлением избытка Сг2О” формалином и осаждением Сг+ + + аммиаком*. 2Ba(NOs)2 + (NH4)2Cr2O7 2NH4OH = 2BaCrO4 + 4NH4NOg + H2O (NH4)2Cr2O7 + ЗНСНО 4- 6HNO3 = 2HCOONH4 + 2Cr(No3)3 J- HCOOH + 4H2C> К нагретому до 70 -80° раствору 500 г препарата в 4 л воды добавляют юнкой струей при размешивании раствор** 7,5 г (NH4)2CrsO7 в 300 мл воды, содержащий 2,5 мл NHiOH (уд. в. 0,91). Нагревают смесь в течение часа и оставляют на ночь. На другой день отфильтровывают осадок ВаСгО4, нагревают фильтрат до 75—80° и подкисляют его 12 мл HNO3 уд. в. 1,4). Затем добавляют 35 мл 40% - ного формалина до полного восстановления Сг2Оу (переход оранжевой окрас- ки раствора в синюю). Приливают 25 мл NH4OH (уд. в. 0,91) и отфильтровывают осадок Сг(ОН)3. Фильтрат упаривают до уд. в. 1,45 и охлаждают до кристалли- зации. Маточный раствор снова упаривают и кристаллизуют. Содержание Ва++ в очищенном препарате не превышает 0,02%. 2. Другой метод основан на меньшей растворимости BaSO4 (ПР= 1 • 10—1°) по сравнению со SrSO4 (ПР=2,8 10—7), благодаря чему BaSO4 выпадает раньше, чем SrSO4. К раствору 600 г препарата в 1200 мл воды, нагретому до 80°, постепенно, очень медленно приливают раствор 20 мл H2SO4 (уд. в. 1,84) в 200 мл воды. Для испытания на полноту осаждения Ва++ к 5 мл отфильтрованного раствора • Метод ИРЕА (С. И. Кузьмина). ** Содержание Ва"*”** необходимо предварительно определить анализом. В при веденной метддике количества реактивов указаны для препарата, содержащего 1,5 % Ва+ + .
Стронция гидрат окиси 505 добавляют избыток CHsCOONa, 2—3 капли СНзСООН u 1 мл КгСг2О7,—не ДОЛЖНО появляться мути. Дают отстояться, фильтруют и фильтрат упаривают, как указано в способе 1. СТРОНЦИЯ ГИДРАТ ОКИСИ (ГИДРООКИСЬ СТРОНЦИЯ) Strontium oxydatum hydricum Strontium hydroxide Strontiumhydroxy d Sr(OH)s-8H2O Мои. f. 265,77 Свойства Sr(OH)2-8H2O—прозрачные тетрагональные кристаллы уд. в. 1,4. При нагревании плавятся, и выше 100° медленно теряют кристаллизационную воду. На воздухе жадно поглощают СО2. переходя в SrCO3. Таблица Растворимость Sr(OH)2 в воде ГС Sr(OH), % ГС Sr(OH), О/ /О ГС Sr(OH)a % 0 0,41 40 1,74 80 7,70 10 0,56 50 2,50 90 14,10 15 0,67 60 3,56 100 21,80 20 0,80 70 5,11 101,2 22,80 30 1,17 I р е б о в а НИЯ к пр од а жн о м у р е а к т и в У По ВТУ МХП 263—51 препарат чистый должен терять при прокаливании не более 62,0%. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в Sr(OH)2.8Hs0 ква- лификации чистый: Вещества, нерастворимые в соляной кислоте . 0,01 Хлориды (С1) 0,005 Железо (Fe) . . 0,001 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пересчете на РЬ) . ......... 0,001 Барий (Ва) 0,1 Кальций (Са) ................................. 0,1 Щелочные металлы и магний (в виде сульфатов; 0,2 Приготовление Насыщенный раствор SrCl2 или Sr(NO3)2 (ч.д.а.) осаждают 25%-ным рас- твором NaOH (х.ч.), не содержащим сульфатов и карбонатов. При этом выпа- дает большое количество кристаллов Sr(OH)2-8H2O. Их быстро отсасывают, промывают холодной водой, не содержащей СО2, и перекристаллизовывают иа горячен воды. Выход 60-70%.
506 Стронций СТРОНЦИЯ окись Strontium oxydatum Strontium oxide Strontiumoxyd SrO Мол. в. 103,63 Свойства SrO—сероватая пористая масса уд. в. 4,5, аморфного или кристаллического строения. Т. пл. 2430°. При смачивании водой переходит в Sr(OH)2 со значи- тельным выделением тепла. Требования к продажному реактиву По ВТУ РУ-867—53 препарат квалификации чистый должен представлять собой белый или серовато-белый порошок или куски; потери при прокаливании не должны быть более 2%. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в SrO квалификации чистый: Вещества, нерастворимые в соляной кислоте 0,05 Хлориды (С1)................. . . . . 0,01 Сульфаты (SO4) . 0,05 Железо (Fe) . . 0,005 П р и г о т о вление Для получения реактивного препарата 250 г Sr(NOs)a (ч.д.а.) прокаливают в шамотном или фарфоровом тигле при 400—500°, затем выдерживают 3—4 часа при 900° и охлаждают в вакуум-эксикаторе. По охлаждении тигель раз- бивают, массу очищают от наружного (загрязненного) слоя, измельчают и, если нужно, просеивают. Выход 80—90 г (65—75%). СТРОНЦИЙ ХЛОРИСТЫЙ (ХЛОРИД СТРОНЦИЯ) Strontium chloratum Strontium chloride Strontiumchlorid Свойства SrCl2 6H2O Мол. в. 266,64 SrCl2-6H2O—длинные прозрачные шестигранные гексагональные иглы уд. в. 1,96, расплывающиеся во влажном воздухе. При 61,5° переходит в ди- гидрат SrCl2 2Н2О; при 100° теряет остальную кристаллизационную воду и при 868° сплавляется в стекловидную массу уд. в. 3,08. Т. кип. 1250° (экстраполи- ровано). Легко растворим в воде, растворим в 99%-ном спирте (0,86% на холо- ду, 0,38% при кипении). Таблица 331 Растворимость SrCl2 в воде ГС SrCls % ГС ЁГС1Э % ГС SrCls % 0 30,7 40 40,0 80 48,0 10 32,6 50 42,7 90 49,0 20 35,0 60 45,4 100 50,5 30 37,5 1 70 47,3 НО 52.2
Стронция окись. Стронций хлористый 507 Таблица 332 Относительные веса водных растворов SrCl2 SrC)2 % ,15 «4 SrCL о/ о J5 Si-Cl.. % 2,97 1,028 14,88 1,143 26,78 1,280 5,95 1,054 17,85 1,175 29,76 1,318 8,92 1.083 20,83 1,209 32,73 1,358 11,90 1,112 23,80 1,244 33,92 1.374 Требования к продажному реактиву По ГОСТ 4140—48 препарат всех квалификаций должен содержать не ме- нее 99,7% SrCl2-6H2O. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в SrCl2-6H2O различ- ных квалификаций; Примеси ч. д. а. ч. Вещества, нерастворимые в воде 0,003 0,005 Сульфаты (SO4) 0,0013 0,0025 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пересчете на РЬ) ... 0,0002 0,001 Барий (Ва) 0,02 0,1 Кальций (Са) 0,03 0,05 Железо (Fe) . 0,00003 0,00009 Щелочные металлы и магний (в виде сульфатов) 0,012 0,024 Приготовление* 1. Для получения препарата квалификации ч.д.а. 100 г технического SrCOs (техн.) промывают декантацией водой до удаления SOt , затем добав- ляют 5—6 л водопроводной воды и приливают техническую соляную кислоту до прекращения выделения СО2 (избегая избытка). Добавляют SrCO3 до пол- ной нейтрализации HCJ, приливают 2—4 мл 30%-ной Н2О2 и подогревают, при- чем выпадает Fe(OH)3. Раствор фильтруют, к фильтрату добавляют 4 мл соляной кислоты (х.ч.. Уд. в. 1,19), упаривают раствор на водяной бане до уд. в. 1,48—1,50 (при 15°) и дают охладиться. Кристаллы SrCl2-6H2O отсасывают, промывают малым ко- личеством холодной воды и переносят в банку с притертой пробкой. Маточный раствор подвергают дальнейшему упариванию и кристаллизации. Выход до- стигает 80%. 2. Для получения препарата квалификации «спектрально чистый, без &а, Са и Mg» препарат SrCl2-6H2O (ч.д.а.) подвергают** специальной очистке. Всю работу ведут в тщательно промытых сосудах, пользуясь только беззоль- ными фильтрами и дважды перегнанной водой. Раствор’375 г SrCl2-6H2O ч.д.а. в 375 мл воды фильтруют и упаривают при 50° до уд. в. 1,39, тщательно оберегая от пыли. Оставляют раствор на ночь * Об удалении примеси Ва+^" см. Стронций азотнокислый. Метод ИРЕА (А. С. Шаньгина и И. И. Ангелов).
50s Сульфурил для кристаллизации; после чего выпавшую соль отсасывают. Получают око- ло 200 г. Полученный препарат снова растворяют в 250 мл воды, фильтруют в ко- ническую колбу и под тягой, при охлаждении льдом, насыщают раствор в течение 1—1,5 час. газообразным НС1. Кристаллы SiCl2-6H2O отсасывают н сушат. Выход около 125 г спектрально чистого препарата, содержащего лишь незначительную примесь Na (менее 0,005%). Для удаления этой примеси можно повторить осаждение хлористым водородом, проводя операции в платиновой посуде. Выпариванием маточных растворов получают еще значительные количества препарата обычных реактивных квалификаций. Общий выход может быть до- веден до 80—85%. 3. Для перекристаллизации загрязненного SrCl2 растворяют 100 г соли в 120 мл горячей воды, фильтруют через складчатый фильтр и дают охладиться до 0°. Кристаллы отсасывают и сушат при 40—50°. Выход перекристаллизованного продукта при использовании маточного раствора достигает 80%. СУЛЬФУРИЛ ХЛОРИСТЫЙ Sulfuryl chloride Sulfurylchlorid Sch wefe Isaurecli lorid SO2CI2 Мол. в. 134,980 Свойства SO2C12—подвижная бесцветная жидкость уд. в. 1,67 при 20°, слабо дымя- щая на воздухе и обладающая чрезвычайно резким запахом. Т. пл —54,1°. т. кип. 69,Г'. Медленно разлагается холодной водой, быстрее- горячей; раз лягается также, кислотами и спиртом. Требования к продажному реактиву По ТУ нкхп 45—40 при разгонке препарата (чистый) фракция 67 70,2е должна составить по объем)' не менее 95%; 1,655—1,675. Приготовление 1. SO2C12 получают присоединением С12 к SO2 в присутствии камфоры как катализатора: SO2 + С12 = SO2C12 Для этой цели в колб)' средней величины вносят 10 г грубо измельченной fca.vi’ форы и закрывают колбу пробкой, через которую проходит газоподводящая трубка, доходящая почти до дна колбы, и газоотводная трубка, оканчиваю- щаяся сразу под пробкой. Поместив колбу в лед, пропускают газообразный SO2, высушенный серной кислотой, причем камфора, абсорбируя газ, плавится. Когда камфора почти насытится (1 ч. камфоры абсорбирует при 725 мм около 0,88 вес. ч. SO2), пре кращают приток SO2 и начинают пропускать сухой хлор, который быстро по- глощается жидкостью, обесцвечиваясь. После насыщения хлором пропускают вновь SO2, затем снова С12. Когда таким путем будет получено приблизитель- но 30 г SO2C12, то, снабдив газоподводящую трубку тройником, пропускают в колбу смесь SO2 и С12 одновременно, регулируя скорость газов так, чтобы жид*
Сульфурил хлористый 509 кость в колбе не окрашивалась в зеленый цвет. В этих условиях реакция про- текает быстро и спокойно. Получив необходимое количество препарата, перегоняют его на водяной бане при 69—70°. После первой перегонки продукт еще содержит камфору; повторной рек- тификацией получают вполне чистый препарат. Вес употребляемой камфоры должен составлять около 2% от веса приго- товляемого SO2CU. Рис. 58. Прибор для получения хлористого сульфурила; I — склянка Дрекселя; 2—тройник; 3 — газоподводящая трубка; 4 реактор; 5—муфта; 6—термометр; 7—приемник; 8—рогатый фор- штосс;ЛР—обратный холодильник; 10— промывная склянка; 11—U-об- разиые трубки. 2. Описана удобная аппаратура для получения хлористого сульфурила реакцией соединения SO2 и С12 в присутствии катализатора—активирован- ного угля*. Хлор и сернистый газ, высушенные пропусканием через конц. H2SO4, поступают в равных объемах в смеситель—склянку Дрекселя 1 через тройник 2 (рис. 58). Для дозировки подачи газов служат реометры, включаемые перед тройником 2; скорость поступления SO2 и С12 в смеситель поддерживается в пределах 150—200 мл!мин. Газовая смесь проходит по трубке 3 в реактор 4—широкую стеклянную трубку (диам. 20 мм, длина 300 мм), заполненную зерненым активированным углем (приготовление см. стр. 528) и окруженную муфтой 5 с водой. Темпера- тура воды контролируется по термометру 6 и должна все время поддерживаться около 30°. Реакция начинается тотчас же и SO2CI2 собирается в приемник 7, охлаждаемый льдом. Непрореагировавшие газы удаляются через рогатый форштосс 8, обратный холодильник 9, промывную склянку с водой 10 и две и-образные трубки 11, наполненные натронной известью. Практ. работы по химии защиты, стр. 58.
510 Сурик Соединения форштосса 8 с реактором 4, приемником Z и холодильником у делаются на шлифах*. По окончании работы SO2C12 переливают в пробирки, которые немедленно запаивают. Препарат совершенно чист и кипит при 68—69°. СУРИК СВИНЦОВЫЙ (0РТ0Ш1ЮМБАТ СВИНЦА) Plumbum oxydatum rubrum Minium Minium Red lead Mennige Bleiorthoplumbat Pb2PbO4 или Pb3O4 Мол. в. 685,63 Свойства РЬзО4—красный кристаллический порошок уд. в. 9,07, при нагревании сначала принимающий еще более яркую окраску, а затем выше 550° разлагаю- щийся с отдачей кислорода. Нерастворим в воде, растворим в избытке ледяной СНзСООН. Азотной кислотой разлагается, соляную кислоту окисляет с выде- лением хлора. Требования к продажному реактиву По временным техническим условиям ИРЕА препарат должен содержат!, не менее 90% РЬ3О4. Наибольшее содержание допустимых примесей (%) в РЬ3О4 различных квалификаций: Примеси ч. д. и. ч. Вещества, нерастворимые в HNO3 ... 0,1 0,3 Вещества, не осаждаемые сероводородом 0,1 0,3 Марганец (Мп) 0,0003 0,0005 Карбонаты (С) 0,005 0,005 Приготовление 1. Для получения препарата квалификации «чистый» в плоскую плати новую чашку, нагретую до слабо красного каления, помещают PbCOs, (чистый), размешивая его шпателем. После разложения РЬСО3 начинается окислительный процесс, течение которого контролируется анализом на содержание РЬзО4 Для этого пробу вещества (0,3 г) помещают в колбочку, добавляют 1 мл СНзСООН и 10 мл воды и приливают по каплям 4 мл 20%-ного раствора KJ При энергичном встряхивании проба растворяется, причем выделяется Jz который титруют 0,1 н. раствором Na2S2O3 (1 мл 0,1 и. Na2S2O3 соответствует 0,03428 г РЬзО4). Когда количество РЬзО4 перестанет возрастать (что достигается через не сколько часов), массу кипятят несколько раз с 10%-ным раствором Pb(CH3COO)z, декантируют еще теплую жидкость, осадок отфильтровывают и промывают го- рячей водой. 2. Для получения препарата** квалификации ч.д.а. 500 г тонкоразмоло- юго РЬО (чистый) прокаливают в чашке при"445—480°, часто перемешивая Прокаливание ведут 15—20 час., контролируя процесс, как указано в п. 1 Выход 530 г. Содержание РЬзО4 в препарате составляет 92% ‘ Применяя колонну диаметром 25 л.и и высотой I .и. можно получать до 1.5 м SOC12 в час. ** Метод ИРЕА (А. Д. Кац. И. И. Ангелов).
Сурик свинцовый. Сурьма 511 СУРЬМА Stibium Antimony Antimon Sb Am. в. 121,76 А. Обыкновенная сурьма Свойства Sb—белый, как олово, блестящий металл ясно кристаллической (листовой или зернистой) структуры, уд. в. 6,69. Кристаллизуется в гексагональных ромбоэдрах. Sb—тверда и хрупка, легко измельчается в порошок. Т. пл. 630°, при 1440° кипит, давая пары, легко сгорающие в окись. При обычных условиях Sb не изменяется. Не растворима в соляной и фтористоводородной кислотах, разбавленной H2SO4 и щелочах; растворяется в царской водке и смеси азотной и винной кислот. Требование к продажному реактиву Продажная сурьма нередко содержит примесь As, Pb, Fe и Си. Хорошее качество сурьмы определяется по листовато-кристаллическому строению и по легкости, с которой она плавится в блестящие металлические зерна. При действии пламени паялыюй трубки королек должен совершенно уле- тучиваться, не оставляя желтого налета (РЬ) и не распространяя чесночного запаха (As). Содержание различных тяжелых металлов определяется обычны- ми аналитическими методами после растворения тонко истертого металла в соляной кислоте с прибавлением небольшого количества HNOs. Присутствие Sb2Ss можно определить по запаху H2S, появляющемуся при нагревании истер того металла с концентрированной соляной кислотой. Приготовление 1. Для очистки от мышьяка смешивают 1 ч. продажной сурьмы с 1,25 ч. NaNOs и 0,5 ч. Na2CO3, массу нагревают до слабого каления, выщелачивают после охлаждения водой и оставшийся сурьмянокислый натрий после промы- вания и высушивания сплавляют с равным количеством чистого внннокислоп калия КНС4Н4Ов. 2Sb + 3Na2CO3 + 5NaNO3 = 2Na3SbO4 + 3CO2 + 5NaNO2 2Na3SbO4 + 4KHC4H4Oe = 2Sb 4- 2K2CO3 + 3Na2CO3 + 4C + 7CO + 10H2O Полученный остаток представляет собой сурьму, свободную от As, К и Na, нс содержащую некоторое количество РЬ, Си и Fe. 2 SbCl3 + Cl2 = SbCls SbCl8 + HCI = HSbCk HSbCU 4- 3H2O = HSbO3 + 6HC1 2HSbO3 == Sb2O3 4~ HgO H O2 Sb2O3 4- 3H2 = 2Sb + 3H2O Очень чистую сурьму можно приготовить восстановлением сурьмяной кислоты, получаемой в чистом виде из хлорсурьмяной кислоты, HSbCle. 100 г возможно чистой пятихлористой сурьмы SbCls (приготовление см СТР- 513) постепенно, маленькими порциями вносят в 70 мл конц. НС1; бурную
512 Сурьма реакцию умеряют, охлаждая колбу снаружи холодной водой*. По окончании внесения SbCl5 смесь нагревают на водяной бане до 45—50°, причем осадок растворяется; затем раствор охлаждают до комнатной температуры. Кристал- лизацию удобнее всего вызывать «затравкой» (для получения последней не- большую пробу раствора охлаждают в смеси льда и соли). Во время кристал- лизации жидкость перемешивают, во избежание образования кристаллических корок. Кристаллическую кашицу отсасывают на фильтре с пористой стеклян- ной пластинкой и несколько раз промывают соляной кислотой, охлажденной льдом. Фильтрат насыщают НС1 при охлаждении холодильной смесью и получают вторую фракцию кристаллов. Вторичный фильтрат упаривают на водяной бане то '/4 объема, и из него таким же способом получают третью фракцию кристал- лов. Отдельные фракции перекристаллизовывают из соляной кислоты (чистая, уд. в. 1,19), пока в кристаллах не будет обнаруживаться никаких примесей. Полученную чистую HSbCl6 растворяют в возможно малом количестве хо модной воды и осаждают большую часть Sb в виде сурьмяной кислоты, добав- ляя воды из расчета 100 мл на 100 г хлорсурьмяной кислоты; осаждение закан- чивают, прибавляя NHiOH до прекращения образования осадка. Смесь нагре- вают на водяной бане до начала отстаивания осадка; промывают последний несколько раз декантацией горячей водой, отсасывают и сушат на водяной бане. Полученную сурьмяную кислоту переводят нагреванием в фарфоровом тигле в Sb2O3, и последнюю восстанавливают водородом при 500е. Б. Коллоидальная сурьма Свойства Коллоидальная сурьма представляет собой блестящий черный порошок, устойчивый в хорошо высушенном виде. Быстро растворяется в воде, образуя коллоидный раствор, темнокрасный в проходящем свете и почти черный в от- раженном. Раствор устойчив в закрытом сосуде; при доступе воздуха окисляет- ся, обесцвечиваясь при этом. Коллоидные частицы заряжены отрицательно. Приготовление 1. Нагревают на водяной бане 54 мл кислой белковой смеси (на 1 мл НзСООН—1,25 мл смеси Пааля; см. сноску на стр. 341) в течение 10 мин., добавляют к ней 3 мл раствора SbCls следующего состава: 14,69 г SbCls, 14 мл ледяной СНдСООН, 14,4 г винной кислоты (НгС4Н4О6) и 25 мл воды. Затем прибавляют 4,5 мл 10%-иого раствора НзРО2 и продолжают нагревать 15- 20 мин. до потемнения раствора. По охлаждении коллоид частично коагулирует Полная и быстрая коагуляция вызывается раствором NasCO3. Коагулят про мывают декантацией и растворяют вводе, в присутствии 2—3 капель 20%-ного раствора NaOH. 2. Золь сурьмы можно получать методом катодного распыления. Вторич иую обмотку индукционной катушки с искрой в 12 см соединяют параллельно со стеклянным конденсатором с площадью обложенной поверхности 225 см : вторичные полюса соединяют с электродами из сурьмы, погруженными в напол- ненную эфиром фарфоровую чашку (огнеопасной). При пропускании тока на чикается энергичное проскакивание искр и образование черного золя. Одно временно с золем часто образуется значительное количество грубой суспензии * Если исходят из SbCl., (приготовление см. стр. 515), то 100 г препарата раство ряют в 92 мл соляной кислоты (чистая, уд. в. 1,19) и при охлаждении пропускаю хлор до насыщения. С полученным раствором SbCL, поступают, как указано виЖ >
Сурьма пятисернистая и пятихлористая 513 СУРЬМА ПЯТИСЕРНИСТАЯ (СУЛЬФИД СУРЬМЫ [5]) Stibium sulfuratum auranticum Sulfur auratum antimonii Свойства Antimony pentasulfide Sb2SE Мол. в. 403,85 Anti monpentasulf id Goldschwefel SbsS5—темнооранжевый порошок. При нагревании в отсутствии воздуха распадается на S и черную SI12S3. Не растворим в воде, спирте и растворе (NH4)2CO3. Чистый препарат нерастворим также в винной кислоте. Растворим в щелочах (NH4)2S и (NH4)2SA.. Несколько улетучивается при 100—110° без разложения. Ряд авторов указывает, что получаемая обычно пятисернистая сурьма в действительности представляет собой Sb2S4+S. Хранить Sb2S6 следует в сухих банках, защищенных от света; на свету препарат светлеет. Требования к продажному реактиву По временным техническим условиям ИРЕА (1939 г.) препарат должен содержать не менее 90% Sb2S5. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в Sb2SE: Sb2S3 ........ ... 4 Свободная S 3,5 Железо (Fe) . . . . . 0,15 Примеси, не осаждаемые H2S . 2,5 Мышьяк (As) . . .......... 0,02 Приготовление 2Na3SbS4 + 3H2SO4 = Sb2S5 J. + 3Na,SO4 + 3H2S f Для получения реактивного препарата растворяют 24 г тиосурьмянокисло- го натрия Na3SbS4-9H2O в 100 мл воды, фильтруют, если нужно; разбавляют раствор 600 мл дестиллированной воды и вливают его в охлажденный раствор 9 г H3SO4 (уд. в. 1,84) в 200 мл воды. Осадок Sb2Se декантируют, отсасывают, промывают водой и высушивают при температуре не выше 50°, оберегая от света. Выход 9,8 г (95%). СУРЬМА ПЯТИХЛОРИСТАЯ (ХЛОРИД СУРЬМЫ [5]) Stibium pentachloratum Antimony pentachloride Antimonpentachlorid SbCI5 Мол. в. 299,05 Свойства SbCl5—бесцветная или слабожелтоватая легкоподвижная жидкость, уд. в. 2,39 при 20°, сильно дымящая на воздухе. Т. пл. —4°, т. кип. 140° с частич- ным разложением на SbCl3 и С12. В вакууме перегоняется без разложения, t При смешении с эквивалентными количествами воды образует кристалли- ческие гидраты SbCl5-H2O и SbCl5-4H2O; большим количеством воды раз- лагается. Из воздуха притягивает влагу и затвердевает в гидрат. Требования к продажному реактиву По МПТУ 4428—54 препарат ч. д. а. должен содержать не менее 99,0% Ь>ЬС1В, препарат чистый—не менее 98,0%. QO Чистые химические реактивы
514 Сурьма Наибольшие количества допустимых примесей (%) в SbCl5 различных ква- лификаций: Примеси ч. д. а. ч. Сурьма треххлористая................... 0,8 1,5 Вещества, не осаждаемые сероводородом (в виде сульфатов) ... . . 0,04 0,1 Железо (Fe) .................... ... . 0,0002 0,005 Мышьяк (As) ... 0,001 0,005 П риготовление В колбе, снабженной газоподводящей и отводной трубками, расплавляют 200 г SbCl3 (см. приготовление) и пропускают через нее сухой хлор, пока по- следний не перестанет поглощаться. Избыток хлора удаляют, просасывая че- рез жидкость воздух, тщательно высушенный пропусканием через Р2О6, и продукт перегоняют в вакууме. Т. кип. SbCl5 68° при 44 мм. Выход 250 г (95%). СУРЬМА ТРЕХСЕРНИСТАЯ (СУЛЬФИД СУРЬМЫ [3]) Stibium sulfuratum Antimony sulfide Antimontrisulfid nigrum Antimony trisulfide Antimonsullur Antimonite Sb2Sa Мол. в. 339,72 А. Аморфная трехсернистая сурьма Свойства Аморфная трехсернистая сурьма представляет собой объемистый оранжево- красный порошок, при нагревании уменьшающийся в объеме и приобре- тающий красно-бурый цвет. Уд. в. 4,12—4,65. «Сурьмяная киноварь»—тонкий огненно-красный порошок. Т. пл. 548°. В сильном калильном жаре при отсут- ствии воздуха Sb2S3 может перегоняться без разложения. В воде не растворима. Требования к продажному реактиву По ТУ 2717—51 препарат чистый должен содержать не менее 68% Sb. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в SbjSg квалификация чистый: Свободная сера......................... 2,0 Вещества, не осаждаемые H2S . . . . . 1,0 Железо (Fe)............................ 0,01 Мышьяк (As) ........................... 0,2 Приготовление Растворяют 10 г Sb2O3 в минимальном количестве 10%-ной соляной кисло- ты, разбавляют раствор водой до объема 300 мл и добавляют 5 г винной кислоты. Подогрев раствор до 40—50°, пропускают в него H2S до насыщения. Выпадающий оранжево-красный осадок 8Ьг53 тщательно промывают на фильтре теплой водой. Подогревание перед осаждением Sb^g обеспечивает получение крупноэер* нистого легко фильтруемого осадка.
Сурьма трехсернистая и треххлористая 515 Б, Кристаллическая трехсернистая сурьма Свойства Кристаллическая трехсернистая сурьма представляет собой серый, кристал- лический порошок, напоминающий металл. Кристаллы относятся к ромбической системе. Приготовление 1. Растворяют 230 г SbCls в разбавленной соляной кислоте, добавляют 50 г винной кислоты, нагревают до кипения и пропускают H2S до тех пор, пока выпадающий оранжевый осадок перейдет в черный. Декантируют, добавляют к осадку спирт и отсасывают. Осадок промывают сероводородной водой, под- кисленной соляной кислотой, затем сероводородной водой и, наконец, чистой водой. Высушивают при 100е и получают 150 г Sb2S3 (88%). 2. Аморфную Sb2S3 нагревают при 210—220° в струе индиферентного газа (СО2> N2). Кристаллизация, сопровождаемая потемнением, начинается в одном месте и распространяется затем по всей массе. В. Коллоидальная трехсернистая сурьма При готовлеиие 1. 4,3 г свежеосажденной ЗЬ2Оз растворяют в растворе 12,9 г винной кисло- ты и разбавляют прокипяченной дестиллированной водой до 1 л. Крепость рас- твора берется такая, чтобы получаемый золь Sb2S3 имел концентрацию 1 : 200. При насыщении раствора сероводородом получается интенсивно красный, почти кровавый раствор, прозрачный в проходящем свете и кажущийся бурым и мутным в отраженном свете. Изменяя концентрацию раствора 5ЬгОз, полу- чают, после насыщения сероводородом, золи следующих цветов: 1:200 —темнокрасный 1:400 —малиново-красный 1:800 —интенсивно красно-желтый 1:1000 —желто- красный 1:10000 — желтый (напоминающий раствор FeCls), слабо флуорес- цирующий 1:100000 —слабожелтоватый 1:1000000—только в литровой колбе заметен желтоватый цвет. 2. Очень прочные золи Sb2S3 получаются при пропускании H2S через раствор SbsOs в СНзСООН. СУРЬМА ТРЕХХЛОРИСТАЯ (ХЛОРИД СУРЬМЫ [3]) Stibium chloratum Antimony trichloride Antimontrichlorid Butyrum antimonii Antimonchloriir Anti mon butter SbCl3 Мол. в. 228,13 Свойств a SbCl3—ромбические кристаллы (из CS2) уд. в. 3,064 при 26°. Т. пл. 73,2е, г« кип. 221°. На воздухе слабо дымит и жадно поглощает влагу; водой разла- гается, образуя хлорокись (алыаротов порошок). При попадании на кожу SbCl3 действует чрезвычайно едко. В абсолютном спирте при. обычной темпе- ратуре растворяется без разложения, при нагревании же вступает со спиртом в реакцию с образованием основной соли. Легко растворима в соляной и раство- рах винной кислоты, в хлороформе, CS2 и других органических растворителях 33*
516 Сурьма Требования к продажному реактиву По МПТУ 4356—53 препарат ч.д.а. должен содержать не менее 99% SbCl8 препарат чистый—не менее 98%. Наибольшее количество допустимых примесей (%) в SbCls различных ква- лификаций: Примеси ч. д. а. ч Вещества, нерастворимые в соляной кислоте........ 0,005 0,005 Вещества, не осаждаемые сероводородом (в виде суль- фатов) .................... .................. 0,2 0,4 Железо (Fe) ... ...................... 0,005 0,005 Мышьяк (As)................................. .... 0,005 0,03 Кроме того, препарат должен выдерживать испытание на растворимость в СНС1з. Для этого 5 г препарата взвешивают с точностью до 0,01 г, помещают в пробирку и приливают 10 мл хлороформа. Пробирку погружают в стакан с водой, нагретой до 50°, и после растворе- ния сравнивают раствор с эталонами. Для приготовления последних 0,2 г глины взбалтывают с 1 л воды. Отмеренное количество суспензии разбавляют водой до 12 мл и сравнивают с испытуемым раствором. Препарат считают соот- ветствующим техническим условиям, если наблюдаемая муть будет не боле? мути эталонов, содержащих суспензии глины: Для препарата ч.д.а. . . . . 2 мл Для препарата ч. 3 мл Приготовление 1. К колбе Вюрца 1 (рис. 59) присоединяют изогнутую трубку 2 типа алон- жа (диам. верхнего отверстия~15 мм, нижнего —8мм), так чтобы горизон- Рис. 59. Прибор для получения треххлористой сурьмы: / — колба Вюрца: 2—алонж; 8—газо- подводящая трубка. тальная часть трубки была несколько наклонена к колбе. Трубку неплотно наби- вают довольно крупными кусками сурь- мы и закупоривают неплотно сидящей пробкой. После этого через отводную трубку 3 пропускают струю сухого хлора (под тягой). Вначале воздух и некото- рое количество хлора выходят из колбы через неплотности пробки. Следующие порции хлора полностью поглощаются (если ток хлора не слишком силен) и образующаяся жидкая смесь SbCls и SbCl5 стекает в колбу. Если поддержи вать непрерывную струю хлора, то ап- парат работает автоматически, необхо- димо лишь по мере расходования Sb время от времени вводить в трубку 2 новые куски сурьмы. По окончании реакции трубку 2 удаляют, помещают в колбу несколько кусков сурьмы, закрывают горло проб- кой с термометром и нагревают на водяной бане. Под конец для восстановле- ния остатков SbCl5 прибавляют порошок сурьмы. Затем содержимое колбы перегоняют, собирая фракцию SbCl3 при температуре 218—220°. Приемник должен быть защищен от влаги воздуха. 2. Sb2O8 + 6НС1 = 2SbCl3 + ЗН2О В литровый фарфоровый стакан помещают крупные осколки стекла на высоту нескольких сантиметров, опускают газоподводящую трубку, доходяшУю
Сурьма хлористая основная 517 почти до дна стакана, и загружают сверху 500 г Sb2Os (техн.). Стакан подо- гревают при 60—80° в вытяжном шкафу и пропускают газообразный хлористый водород до прекращения реакции. Еще теплый раствор переливают в перегонную колбу, отгоняют в вакууме соляную кислоту с примесью SbCls и затем перегоняют SbCls (можно при ат- мосферном давлении; т. кип. 218—220°). Выход 650—700 г. СУРЬМА ХЛОРИСТАЯ ОСНОВНАЯ (ХЛОРОКИСЬ СУРЬМЫ, АЛЬГАРОТОВ ПОРОШОК*) Stibium Antimony Antimonoxychlorid oxychloratum oxychloride Antimonylchlorid Algarotpulver A. SbOCl Мол. в. 173,22 С войства SbOCl—бесцветные кристаллы, разлагаемые водой. Растворима в сероугле- роде, хлороформе и в растворе винной кислоты (НгСаШОв). При 170° разла- гается. Приготовление 1. Смешивают 10 ч. SbCls с 7 ч. вода. Через несколько дней осадок пол- ностью кристаллизуется. Его отфильтровывают, отжимают и промывают эфи- ром, причем получаются ромбоэдрические кристаллы до 1,5 мм ширины. Вы- ход 50—60%; значительная часть сурьмы остается в растворе. 2. SbCls + С2Н5ОН = SbOCl + С2Н5С1 + НС1 Нагревают 114 г SbCls с 69 г спирта до 140—150°; как побочные продукты образуются НС1 и хлористый этил С2Н8С1. Б. Sb2O3-2SbOCl Мол. в. 637,95 Свойства Sb2O3.2SbOCl—белый порошок, либо призматические или пластинчатые кристаллы. При повторной обработке горячей водой или разбавленным рас- твором Na2CO3 теряет весь хлор, переходя в Sb2O3. Не растворим в воде, спирте, эфире и хлороформе (CHCIs). Требования к продажному реактиву По ВТУ 279—51 препарат чистый должен содержать не менее 68% Sb. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в Sb2O3 2SbOCl квали- фикации чистая'. Вещества, нерастворимые в соляной кислоте......... 0,015 Вещества, не осаждаемые сероводородом............. 0,2 Железо (Fe)....................... ............... 0,005 Мышьяк (As) . . . . ... 0,001 Пр и г отовление Обрабатывают SbCls таким количеством воды, чтобы на 1 ч. SbCls прихо- дилось от 5 до 50 ч. воды. При употреблении больших количеств воды или при длительном промывании препарат получается с меньшим содержанием хлора. * Альгаротов порошок представляет собой основную хлористую сурьму с пере- менным содержанием SbCl, и 51,ОЭ.
518 Таллий. Теллур ТАЛЛИЙ АЗОТНОКИСЛЫЙ (НИТРАТ ТАЛЛИЯ [1]) Tallium nitricum Tallium nitrate Talliumnitrat Свойства T1NO3 Мол. в. 266,40 TINO3—бесцветные кристаллы уд. в. 5,56, римые в спирте. Т. пл. 205°. Т аблица Растворимость T1NO3 в воде растворимые в воде и не раство- 333 Таблица 334 Относительные ГС T1NO3 ГС T1NO3 веса водных растворов TINO3 T1NO. % 0 3,76 60 31,6 d1- 10 20 40 5,86 8,72 17,3 80 100 52,6 80,5 2,2 3,2 5,0 1,0186 1,0269 1,0439 Требования к продажному реактиву По ВТУ МХП РУ—593—52 препарат чистый должен содержать не менее 99% Т1ЫОз. Наибольшее количество допустимых примесей (%) в TINO3: Примеси Вещества, нерастворимые в воде . ........0,01 Вещества, осаждаемые NH4OH .............. 0,01 Вещества, не осаждаемые (NH4)2S ................... 0,1 Тяжелые металлы сероводородной группы Св пересчете на Си) ............................ . .............. 0,005 Железо (Fe) .......................................... 0,001 Приготовление Для получения реактивного препарата растворяют20 г металлического тал- лия в 50 мл 12%-ной HNOs (ч.д.а.) при нагревании на водяной бане. Раствор фильтруют, упаривают до кристаллизации и кристаллы отсасывают. При до- полнительном упаривании маточника выход достигает 25 г. ТЕЛЛУР Tellurum Tellurium Tellur Те Ат. в. 127,61 Свойства А. Обыкновенный теллур Полученный восстановлением осажденный теллур представляет собой тя- желый коричневый порошок уд. в. 6,1. Т. пл. 452,5°, т. кип. 1390°. После плав- ления и охлаждения получается в кристаллической форме в виде оловянно-
Таллий азотнокислый. Теллур. Тионил хлористый 519 белой, довольно хрупкой массы с сильным металлическим блеском. Форма кристаллов—гексагональные ромбоэдры. Уд. в. 6,24. Не растворим во всех индиферентных растворителях. Растворим только в жидкостях, образующих химическое соединение с Те, например в конц. H2SO4. Приготовление Для очистки растворяют (под тягой) 50 г теллура (техн.) в 250—300 мл HNOs (уд. в. 1,34). Добавляют 20 г СгОз для окисления НаТеОз до Н2ТеО4, упаривают раствор до сплошной плёнки и охлаждают. Кристаллы отфильтро- вывают, промывают два раза малыми порциями HNOs, растворяют в тройном по весу количестве горячей воды и добавляют к раствору двойной объем HNOs (х.ч., уд. в. 1,4). Выпавшие кристаллы Н2ТеО4 растворяют в воде, снова вы- саживают азотной кислотой и затем дважды перекристаллизовывают из воды. Очищенную таким образом кислоту растворяют в 850 мл воды, подкисляют соляной кислотой (х.ч.), нагревают и насыщают SO2 в течение 1,5—2 часов. Затем смесь выдерживают час при 60—70°, охлаждают и осадок теллура отса- сывают. Его промывают дважды соляной кислотой, затем водой до удаления С1 , отсасывают возможно лучше и сушат два часа при 100°. Выход 45—47 г (90— 95%). Б. Коллоидальный теллур Приготовление Растворяют 2—3 г самой чистой кристаллической Н2ТеО4 в 1 л чистейшей дестиллированной воды и нагревают раствор на водяной бане до 40—50°; более высокая температура, хотя и не приносит непосредственного вреда, но вызы- вает желтое окрашивание, если вода и сосуды не совершенно чисты. Приготовленный таким образом раствор смешивают с 0,05%-ным рас- твором NsH4-H2O. При этом уже при добавлении первых капель восстановите- ля быстро появляется окрашивание и происходит образование гидрозоля. Прибавляют раствор N2H4-H2O по каплям до тех пор, пока окраска жидкости не перестанет изменяться, и выливают гидрозоль в заранее приготовленный диализатор, где и оставляют его до совершенной очистки. Неочищенный гидрозоль нельзя фильтровать, так как он при этом частью осаждается в виде геля. ТИОНИЛ ХЛОРИСТЫЙ Thionylchoride Thionylchjorid Schwefel igsaureclilorid SOC1, Мол. в. 118,97 Свойства SOC12—бесцветная сильно преломляющая свет жидкость уд. в. 1,675 при 0°, с запахом, напоминающим SOa. Т. пл. —105°, т. кип. 78,8°. Водой (еще быстрее щелочами) разлагается на SOa и НС1. Растворим в сильных кислотах, щелочах и спирте. Т р е б о в-a ния к продажному реактиву По ВТУ МХП 3591—52 препарат квалификации чистый должен представ- лять собой бесцветную прозрачную или слегка желтую жидкость, d2®= 1,630— 1,650, т. кип. 75—79° при 760 мм рт. ст.
520 Титан П р и г о то в л е н и е* РС15 + SO2 = SOC12 + РОС13 В колбу, снабженную газоподводящей трубкой и обратным холодильником, помещают 50 г РС15 и пропускают SO2, причем РС15 постепенно превращается' в жидкость с выделением тепла; для окончания реакции колбу необходимо нагревать, взбалтывая ее содержимое. Несмотря на большое различие в температурах кипения образовавшихся хлористого тиснила и хлорокиси фосфора (79° для SOCh, 107,5° для РОС13), разделение этих веществ фракционированной перегонкой является довольно кропотливой операцией. Удобнее всего поступать следующим образом. Разгоняют продукт реакции в колбе, снабженной хорошим дефлегматором, на фракции: до 80°, 80—85°, 85—90°, 90—95°, 95—100°, 100—105°. Первой и последней фракции получается меньше всего. Каждую из фракций, кроме пер- вой и последней, подвергают снова разгонке, собирая такие же фракции. После 20—25 перегонок средних фракций почти не остается—весь продукт находится во фракциях до 80° и 100—105°. Первую фракцию подвергают окончательной разгонке на высокой ректи- фикационной колонке, наполненной обрезками стеклянных трубок, собирая фракцию 77—80°. Препарат очень чист. Чтобы легко выделить SOCh, следует переработать не меньше 1 кг РС16. ТИТАНА ДВУОКИСЬ (ОКИСЬ ТИТАНА [4], ТИТАНОВЫЙ АНГИДРИД) Titanium oxydatum Titanium dioxide Titandioxyd Ti t ansaufeanhydrid TiOz Мол. в. 79,90 Св ойства TiO2—-снежно-белый аморфный порошок уд. в. 4,13—4,25. Плавится около 1800°. Не растворим в воде; после прокаливания не растворим также в соляной и разбавленной серной кислотах даже при кипячении. Требования к продажному реактиву По ТУ МХП 3052—55 препарат ч. д. а. должен содержать не менее 99,5% ТЮ2, препарат чистый—не менее 99,0%. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в TiO2 различных ква- лификаций; Примеси ч.д.а. ч. Вещества, не осаждаемые аммиаком . . . 0,05 0,1 Железо (Fe)................................. 0,005 0,01 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пе- ресчете на Си).............................. 0,02 0,05 Приготовление TiCla + 4NH1OH = Ti(OH)4 + 4NH4C1; Ti(OH)4 = TiO2 + 2H2O В очень чистом виде TiO2 получается осаждением титановой кислоты при действии NH4OH на растворы TiC'U или Ti(SO4)2; осадок промывают, высуши- вают и прокаливают. * См. также метод Каррэ и Либермана, основанный на переведении S2C12 в п-бутилсуль- фит [(C,l l0O)2SO], затем в тиониланилин CcHsNSO, и, наконец, в SOCL; выход 93—94% от теорет. [Р. Саггё, D. Liberman n. Bull. So с. ch Im. France. (3), 6, № 3, (1939)].
Тшпана двуокись. Титан сернокислый закисный 521 ТИТАН СЕРНОКИСЛЫЙ ЗАКИСНЫЙ (СУЛЬФАТ ТИТАНА [3]) Titanium suffuricum Titanium sulfate Titansulfat oxydulatum (oxydul) Ti^SOi).-! Мол. в. 384,00 Свойства Ti2(SO4)3—зеленый кристаллический порошок. Не растворим в воде, рас- творим в разбавленной U2SO4 с фиолетовой окраской. При нагревании разлагается по уравнению Ti2(SO4)3 = 2TiO2 + 2SO3 + SO2 Требования к продажному реактиву По ТУ НКХП 390—41 15%-ный раствор препарата должен быть темнофио- летового цвета и содержать не менее 15% Ti2(SO4)3. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в Ti2(SO4)3 различных квалификаций: Примеси ч.д.а. ч. Вещества, не осаждаемые аммиаком . . . 0,02 0,05 Железо....................................... 0,001 0,005 При готовление ТЮ2 + 2H2SO4 = Ti(SO4)2 + 2Н,О 4Ti(SO4)2 -f- 2Н2О -f- 4е — 2Ti2(SO4)3 2H2SO4 -j O2 Для получения раствора препарата квалификации чистый разработана следующая методика*. Смесь 100 г TiOs (техн.), 25 г (NH4)2SO4 и 2Е0 мл H2SO4 (уд. в. 1,84) нагре- вают в фарфоровом стакане емкостью 4—5 л до 180—200° под тягой в течение 2 часов при механическом перемешивании. Когда масса станет такой густой, что мешалка перестает работать, нагревают без перемешивания еще 3—4 часа, повысив температуру до 240°. Массу охлаждают до 50—60°, осторожно добавляют малыми порпиями 2 л воды, подогревают до 60—70° и перемешивают механической мешалкой в течение 2 час., затем добавляют еще 1 л воды, фильтруют и насыщают фильт- рат H2S в течение 2,5—3 час. После фильтрования осадка сульфидов раствор упаривают при 80—90° до уд. в. 1,29 и подвергают электролизу. Ванной служит банка диаметром 25 см и высотой 30 см, содержащая 4 л раствора Ti(SO4)2, приготовленного, как описано выше. В ванну помещают диа- фрагму—пористый фарфорЬвый стакан диаметром 14 см и высотой 30 см, за- заполненный 20%-ной H2SO4, так, чтобы уровень жидкости был одинаков в стакане и банке. Электродами служат свинцовые пластинки, изогнутые так. что катод охватывает диафрагму снаружи, а анод почти прилегает к внутрен- ним стенкам (размер катода 29x54 см, анода—26x45 см). Электролиз проводят при 15—25° в течение 8—9 час., изредка перемешивая электролит. Катодная плотность тока 0,015—0,02 а!см?, что соответствует Силе тока 24—30 а. Напряжение 9 в. Добившись полного восстановления**, раствор Ti2(SO4)3 (с примесью H2SO4) переливают в банки с притертыми пробками, наливая жидкость до са- мых пробок во избежание окисления. * Метод ИРЕА (И. И. Ангелов и В. В. Полянский). * * Для проверки пробу раствора титруют FeCl3 с KCNS в качестве индикатора. Ког- Да количество Ti+ перестанет увеличиваться, восстановление закончено.
522 Титан ТИТАН ТРЕХХЛОРИСТЫЙ (ХЛОРИД ТИТАНА [3]) Titanium trichloratum Titanium trichloride Titantrichlorid TiClg Мол. в. 154,27 Свойства TiCls—блестящие интенсивно фиолетовые кристаллические чешуйки Расплывается во влажном воздухе. Легко растворим в воде и спирте с фиолето- вой окраской. При нагревании раствор приобретает синюю окраску, при охлаж- дении снова становится фиолетовым. При длительном стоянии на воздухе рас- твор обесцвечивается, выделяя осадок H2TiO3 (в солянокислом растворе осад- ка не образуется). Требования к продажному реактиву По ГОСТ 311—41 15%-ный раствор препарата в разбавленной соляной кислоте по внешнему виду должен представлять собой темнофиолетовую жид- кость, обесцвечивающуюся при окислении на воздухе; препарат должен содер- жать не менее 15% TiCls. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в TiCls различных ква- лификаций: Примеси ч. д. а, ч. Вещества, не растворимые в воде....... 0,002 0,008 Сульфата (SO4)............................ 0,001 0,003 Железо (Fe)........................... 0,001 0,003 Щелочные и щелочноземельные металлы (в виде сульфатов) ................................ 0,01 0,02 И риготовле ние Для получения 15%-ного раствора Т1С13 квалификации ч. д. а. разработана следующая методика*. 75 г чистой метатитановой кислоты вносят в ПО мл H2SO4 (х. ч., уд. в. 1,84), нагретую до 100°. Операцию проводят в большой фарфоровой чашке под тягой, так как происходит сильное вспучивание (увеличение объема в 3 раза). Температуру постепенно повышают до 200°, причем масса чернеет. Продолжа- ют нагревание на сильной горелке до 230° до получения зеленоватой или жел- товатой сухой массы. Охлаждают, растворяют полученный Ti(SOa)2 (150 г) в 1,5 л воды при частом перемешивании (растворение требует 1—2 дня), про- пускают в раствор H2S в течение часа, дают отстояться и фильтруют. Полученный раствор добавляют к 825 мл 10%-ного раствора NaOH (чистый) так, чтобы реакция раствора осталась в конце слабощелочной. Затем прили- вают 12 мл 10%-ной СНзСООН до кислой реакции, промывают выпавший Ti(OH)4 декантацией водой до удаления SO4 , отсасывают и получают 525— 625 г влажной массы, содержащей 14—20% Ti(OH)4. J Массу немедленно растворяют в соляной кислоте (ч.д.а., уд. в. 1,19), беря 1 л кислоты на 1,75 кг влажного осадка, фильтруют и повторяют осаждение Ti(OH)a раствором NaOH и отмывку осадка, как указано выше. Осадок снова растворяют в соляной кислоте, беря 1 л кислоты на 1,4 кг осадка и фильтруют- Полученный раствор содержит 80—100 г/л TiCh и ПО—140 г!л HQ4 Раствор подвергают электролизу** под тягой в толстостенной банке диамеТ' ром 18 см и высотой 18 см, внутри которой на резиновом кольце укреплен П<4 * Метод ИРЕА (А. Д. Кац, И. И. Ангелов). 0 •• Если имеется готовый TiCla, то получение Т1С13 можно начинать сразу с десса электролиза раствора Т1С1, в НС1.
Титан треххлористый и четыреххлористый 523 истый стакан диаметром- 13 см и высотой 22 см, служащий диафрагмой. Ста- Р закрывают резиновой пробкой, через которую проходят доходящие до дна КнодЫ_угольные стержни*, диаметром 12 мм; в середине пробки имеется от- верстие для выхода газов. В Н Внешний сосуд также закрывают возможно плотнее резиновым листом с отверстиями для катодов (против анодов, расположенных во внутреннем со- суде), термометра, трубки, подводящей СО2 и заканчивающейся у дна кольцом с отверстиями, кроме того, должны быть еще отверстия для выхода газов и для сифонирования. Во внешний сосуд наливают 825 мл раствора TiCk, в анодное простран- ство— 500 мл соляной кислоты (чистая, уд. в. 1,19). Пропускают СОг для вы- теснения воздуха и перемешивания и включают ток напряжением 6—7 в. Ка- тодная плотность тока 0,06 а/см2, считая только площадь электрода, обращен- ную к диафрагме. Расход тока 46,3 а-ч на литр, выход по току 36%. Через 4 часа начинают отбирать пробы на полноту восстановления. Когда количество Ti+++ перестанет возрастать, раствор сифонируют в атмосфере СО2, упаривают в вакууме при 30—40° до содержания 15% Т1С13 и переливают в темную склянку. Выход 500 г 15%-ного раствора (66%). ТИТАН ЧЕТЫРЕХХЛОРИСТЫЙ (ХЛОРИД ТИТАНА [4]) Titanium chloratum Titanium tetrachloride Titantetrachlorid TiClj Мол. в. 189,73 Свойства TiCk—прозрачная, как вода, жидкость уд. в. 1,76, с характерным запахом. Т. пл. —23°, т. кип. +136,5°. На воздухе при нормальной температуре обра- зует туман; во влажном воздухе разлагается. В воде растворим только с разло- жением, в соляной кислоте дает раствор титанохлористоводородно^ кислоты. (H2TiCl6). Требования к продажному реактиву По ТУ 2553—51 для препарата чистый уд. в. (d|°) должен быть в пределах 1,725—Г,73. Препарат должен содержать не менее 99% TiCk, не б.олее 0,001% Fe и 0,05% тяжелых металлов (в пересчете на Sn). Приготовление Для получения препарата реактивной чистоты тщательно перемешивают** 100 г чистого TiOs с 35 а порошка древесного угля и 25 г картофельного крах- мала, смачивают горячей водой, размешивают до густого теста, которое прев- ращают в толстую лепешку и охлаждают. Плотную массу разрезают ножом на кубики, обсыпают их порошком угля и высушивают 12—15 час. при 40—45°. Далее помещают кубики в глубокую фарфоровую чашку, засыпают толстым слоем угольного порошка и прокаливают 5—6 час. при 700° в муфельной печи. По охлаждении полученные брикеты отсеивают от угля и золы и закладывают в количестве около 100 г в фарфоровую трубку длиной 80 см и диаметром 4 см так, чтобы они достаточно плотно заполнили среднюю часть трубки (дли- ной 40 см), не препятствуя, однако, проходу газа. * Предварительно аноды в течение нескольких дней обрабатывают при нагре ышии соляной кислотой (чистая, уд. в. 1,09), пока кислота будет оставаться бесцвет ной. •* Метод ИРЕА (И. И. Ангелов и В. В. Полянский).
524 Торий Трубку помещают в наклонную трубчатую печь длиной 60 см. Через вход ной (высокий) конец трубки подается хлор, промытый в трех склянках с конц H2SO4. Нижний конец фарфоровой трубки соединен стеклянным алонжем с колбой Вюрца, служащий приемником, и далее—со склянкой Тищенко с H2SO4 Сначала нагревают печь, не пропуская хлора и просасывая слабую струю воздуха, до прекращения выделения влаги. Когда алонж станет сухим, присое- диняют приемник и начинают пропускать хлор, сначала со скоростью 90_1QQ пузырьков, затем 65—70 пузырьков в минуту. Температура в рабочем простран- стве печи должна быть 650—700°. Через 20—30 мин. появляются первые капли TiCh. Реакция заканчивается в течение 6—7 час. При более быстрой подаче хлора продукт получается хуже. Жидкий TiCh фильтруют и перегоняют в приборе на шлифах, добавив немного металлической ртути для связывания хлора. Т. кип. TiCk 136°. Препарат помещают в склянку с корковой пробкой и заливают пробку пара- фином. Выход из 100 г брикетов 120—125 г TiCli. ТОРИЙ АЗОТНОКИСЛЫЙ (НИТРАТ ТОРИЯ) Thorium nitricum Thorium nitrate Thoriumnitrat Th(NOs)4-4H2O Мол. в. 552,15 Свойства Th(NO3)4-4H2O—бесцветные кристаллы, легко расплывающиеся на воз- духе. Хорошо растворим в воде (57% прп 20°) и спирте. При 500° соль полностью переходит в ТЬОз. Таблица ЗЗИ Относительные веса водных растворов Th(NO3)4 Th(NO,)a » % 15 «4 TU(NO3), % Jl5 «4 | Th(NO,), 1 % 15 d4 1 1,0079 8 1,0747 14 1,1404 2 1,0169 10 1,0957 16 1,1640 4 1,0354 12 1,1176 18 1,1885 6 1,0546 Требования к продажному реактиву По ВТУ 266—51 препарат ч.д.а. должен содержать нс менее 48,0% ThO препарат чистый—46,5%. Наибольшие количества допустимых примёсей (%) в Th(NOa)i-ФНгО Раз" личных квалификаций: Примеси ч. д. а. ч. Сульфаты (SO4) . 0,001 0,005 Хлориды (О) . . 0,001 0,002 Железо (Fe)..................................... 0,0005 0,005 Тяжелые металлы сероводородной группы........... 0,0005 0,005 Алюминий, кальций, магний и щелочные металлы (А1: Са; Mg)......................................... 0,05 0,1 Фосфорная кислота (P2OS) ....................... 0,004 0,01 Кроме того, препарат должен выдерживать следующие испытания
Торий азотнокислый. 7'ория двуокись 525 1. Растворимость. 25 г препарата взвешивают с точностью до 0,01 г и растворяют в 25 мл дестиллированной воды при взбалтывании в течение 10 мин. Согласно техническим условиям для препарата ч. д. а. раствор должен .бьггь прозрачным, а для препарата чистый—может наблюдаться слабая муть. 2. Церий (Се). 2 г препарата взвешивают с точностью до 0,01 г; растворяют в 10 мл воды и прибавляют углекислого калия (х. ч.) до растворения образую- щегося вначале осадка. К полученному раствору прибавляют несколько капель 3%-ного раствора перекиси водорода. При этом жидкость не должна принимать заметного желтого оттенка. Приготовление Раствор 100 г продажного сернокислого тория осаждают аммиаком. Ки- пятят жидкость несколько минут на голом пламени, отсасывают осадок на нутч- фильтре и промывают водой, пока фильтрат не перестанет давать реакцию иа SOJ . Осадок растворяют в конц. HNO3 и выпаривают досуха на водяной бане. Полученный продукт отвечает формуле тетрагидрата Th(NO3)4-4H2(J. ТОРИЯ ДВУОКИСЬ (ОКИСЬ ТОРИЯ) Thorium oxydatum Thorium oxide Thoriumoxyd Thoria Thoriumdiox yd Thorerde ThO2 Мол. в. 264.05 Свойства Аморфная ThO2—белый порошок, кристаллическая—коричневые кристал- лы кубической системы. Уд. в. 9,87. Прокаленная и кристаллическая ThO медленно растворяется только в конц. H2SOa. При накаливании ThO2 не пла вится даже при употреблении в качестве плавней углекислых солей или щело чей (т. пл. 3050°). Ни углем, ни калием не восстанавливается до металла. Приготовление Th(N03)a == ThO?. -j- 4NO2 O2 Прокаливают в фарфоровой чашке Th(N0s)4, не содержащий SOJ , при 700—800° в течение 2,5 час. Препарат измельчают и просеивают. Выход 100%. Испытания* (для препарата ч. д. а.) 1. Летучие вещества. Потери в весе при прокаливании 1 г препарата в те- чение 5 мин. в платиновом тигле не должны превышать 0,01 г. 2. Церий и празеодим (Се+++и Ргг++). При выпаривании смеси 0,5 г препарата с 1 мл HNO3 (уд. в. 1,3) и последующем прокаливании остаток мо- жет иметь только слабожелтую или розоватую окраску. 3. Карбонаты (СОз ). При действии на препарат соляной кислоты (уд. в. 1,12) допускается лишь очень слабое выделение газа. 4. Мышьяк (As). 2 г препарата, растертые с 10 мл реактива Беттендорфа С'м. стр. 440) не должны в течение часа приобретать темной окраски. Испытание хим. реактивов, стр. 378.
526 Торий. Углерод 5. Сплавляют 0,5 г препарата с 5 г NaHSOa, и сплав растворяют в 50 м. ледяной воды. а) Железо и тяжелые металлы. При добавлении к 10 мл полученного рас. твора KCNS может появиться только слаборозовая окраска, а от сероводородной воды не должно быть потемнения. б) Титан (Ti). К 10 мл раствора добавляют несколько капель 3%-ной НгОа, причем не должно появляться желтой или красной окраски. ТОРИЙ СЕРНОКИСЛЫЙ (СУЛЬФАТ ТОРИЯ) Thorium sulfuricum Thorium sulfate Thoriumsulfat Th(SOj)2-SH2O Мол. в. 586,33 Свойства Th(SO4)s-9H20—бесцветные, хорошо образованные моноклинические приз, мы уд. в. 4,23. Несколько растворим в воде (1,38% при 13°, 1,85% при 25°). При нагревании до 400° обезвоживается, при красном калении переходит в ос новную соль. Приготовление Тонко истертую ТЬОг смачивают водой и выпаривают несколько раз в платиновой чашке с крепкой H2SO4, не доводя, однако, до каления. Получен- ную соль, несколько загрязненную бисульфатом, тонко истирают и при разме- шивании механической мешалкой вносят в 100-кратное количество ледяной во- ды. Если при этом остается нерастворимый остаток, то его снова обрабатывают H2SO4. Раствор фильтруют и упаривают при 30—35° (лучше в вакууме) до кри- сталлизации, причем выпадает Th(SC>4)2-9HsO. УГЛЕРОД Carboneum Carbon Kohlenstoff С Ат. в. 12,011 А. Древесный уголь Carbo ligni Wood charcoal Holzkohle Свойства Хорошее качество угля определяется по черному блестящему излому, чистому звуку при ударе о твердый предмет и по сгоранию без дыма и пламени. Истинная плотность аморфного углерода 1,475. Хороший уголь содержит 87,5—91% углерода, 1,3—2% золы, 5—7% воды, 1,8—2,5% водорода и 1,5— 6,5% кислорода. I. пл. и возгонки угля*—около 3500е. Приготовление 1. Для получения древесного угля в порошке наполняют горн кусками продажного древесного угля 8—Юмв поперечнике и зажигают. Как только уголь раскалится, закрывают печь железной крышкой. Когда уже ни дым, ни пар не выделяются, уголь тушат, для чего прекращают доступ воздуха, или вы- ’t. кип. графита около 3180е (С. 1935. 1, 3392)
Торий сернокислый. Углерод 527 ыпают уголь на холодную металлическую (или каменную) плиту, или же Е.мещают его в плотно закрываемый горшок. 110 Затем сдувают (при помощи мехов) золу с поверхности кусков и измельча- ют еще теплый уголь в ступке до грубого порошка, который тотчас складывают в плотно закрываемые банки. Просеиванием получают еще более тонкий по- рошок. Охлаждение накаленного угля, измельчение, просеивание и складыва- ние в банки должны быстро следовать одно за другим, так как уголь посте- пенно адсорбирует из воздуха влагу и газы. 2. Для получения беззольного угля* его измельчают, просеивают через сито№ 0053 (10200 отверстий наел/-) и замешивают в кашицу с 40%-ной фторис- товодородной кислотой (чистая). Полученную массу нагревают под тягой, сна- чала слабо—до исчезновения паров НЬ, затем сильнее—при 300—400°. Сухой уголь кипятят с концентрированной соляной кислотой, разбавляют водой и отсасывают на воронке. Обработка соляной кислотой проводится дваж- ды, после чего отмывают водой от С1—. Для кровяного угля (см. ниже) трехкратная очистка по приведенному Ме- тоду снижает содержание золы с 8,39 до 0,06%; для активированного сахарного угля (см. ниже) уже однократная очистка понижает зольность с 0.1 до 0,00%. Испытание Порошок древесного угля не должен иметь примесей, извлекаемых спиртом. Он должен сгорать без пламени, оставляя не больше 5% остатка. Б. Сахарный уголь Charcoal from sugar Zuckerkohle Приготовление Нагревают истертый сахар сначала осторожно, при ограниченном доступе воздуха, до прекрашения выделения паров, затем повышают температуру до- начинающегося красного каления. Если препарат предназначается для при- готовления безводных хлоридов или бромидов из окисей, то целесообразно прокалить его еще раз в струе хлора (или, соответственно, брома). Продукт следует тотчас поместить в закупоренные банки, так как он легко притягивает влагу. В. Кровяной уголь Carbo sanguinis Charcoal from blood Blufkohle Carbo animal is Свойства Кровяной уголь—сухой легкий черный порошок. Чем меньше удельный вес препарата, тем выше его адсорбционная способность. Приготовление Для получения кровяного угля выпаривают смесь 8 ч. крови и 1 ч. К2СО3 и прокаливают остаток без доступа воздуха при 850—950°. Обугленную массу истирают, обрабатывают водой, для удаления растворимых примесей, затем— разбавленной соляной кислотой и, наконец, горячей водой до нейтральной реакции. Выход 10% от веса крови. Химия защиты, т. I, <тр 236.
528 Углерод Г. Активированный уголь Свойства Мелкие черные кусочки, отличающиеся значительной пористостью Поверхность 1 г активированного угля колеблется между 10 и 1000 л!, Чт‘ обусловливает высокую адсорбционную способность препарата. Приготовление Обыкновенный древесный уголь измельчают*, просеивают через сито № 1,4 (20 отверстий на см2) и осторожно прокаливают (для удаления смоли- стых веществ) в медном или железном тигле в течение часа. Затем 30 г угля об- ливают 500 мл 4 н. HNOs и оставляют на сутки; на другой день кипятят смесь в течение часа, отсасывают на воронке, промывают водой и кипятят 1 час с 2 л дестиллированной воды. После высушивания при 110° уголь прокаливают в закрытом фарфоровом тигле в течение получаса. Затем повторяют обработку HNOs, промывают водой, сушат при 110е и прокаливают в фарфоровой трубке, обогреваемой электропечью, при 600— 800° в течение часа, откачивая выделяющиеся газы масляным насосом. После охлаждения в вакууме впускают в аппарат сухой воздух, переносят уголь в банку с притертой пробкой или хранят в эксикаторе над CaClz или РаО5, Испытания Анализ активированного угля производится в зависимости от его назна- чения**. Качественно препарат испытывается на содержание N, S, Zn, Си, Со, SOa , СГ“, на примесь смол, на кислотность и др. Ниже приводится только испытание на обесцвечивающую способность угля. В цилиндре с притертой пробкой взбалтывают 0,1 г высушенного при 120е и просеянного через тонкое сито испытуемого угля с 25 мл 0,15%-ного раствора метиленовой сини. После обесцвечивания добавляют новую порцию метиленовой сини (5 мл), снова встряхивают и продолжают испытание, пока раствор не пе- рестанет обесцвечиваться. Хороший (медицинский) уголь должен обесцветить не менее 35 мл раствора метиленовой сини. УГЛЕРОДА ОКИСЬ (ОКИСЬ УГЛЕРОДА [2], УГАРНЫЙ ГАЗ) Carbon monoxide Kohlenoxyd Kohlenmonoxyd CO Мол. в. 28,011 Свойства СО—бесцветный сильно ядовитый газ без запаха и вкуса, очень мало рас- творимый в воде (в 1 объеме воды при 0° растворяется 0,03537 объема СО, а при 25°—0,02142 объема). Сгущенный в жидкость кипит при —190°; т. пл. —207° (при давлении в 100 мм). Плотность 0,9672 (по воздуху); 1 л газа при нормальных условиях весит 1,2504 г. Горения не поддерживает; горит на воздухе синим пламенем, образуя СОг. Поглощается растворами CuCl в соляной кислоте или в NI UOH. I ч Предельно допустимая концентрация СО в воздухе промышленных преЛ приятий—0,02 мг/л. • Химия защиты, т. 1, стр. 237. Там же'описаны и другие методы получения аь тивироваиного угля. ** Подробное описание см. Практ. работы по химии защиты, стр. 119.
Углерода окись. Углерод сернистый 529 Приготовление Работу необходимо проводить под тягой\ Вдыхание СО вызывает отрав- ление. 1. НСООН = СО + Н2О В колбу, снабженную капельной воронкой и газоотводной трубкой, помешают конц. H2SO4, нагревают до 100° и из воронки приливают по каплям 85%-ную муравьиную кислоту (техн.), всего 25—30 мл.. Скорость газовыделе- ния регулируют быстротой приливания кислоты. По мере расходования кислоты газовыделение замедляется; тогда по- мещают колбу на прополочную сетку и нагревают очень маленьким пламенем, причем реакция идет совершенно гладко до конца. 2. Н2С2О4 = СО + СО2 + Н2О Нагревают смесь 500 г конц. НгЗОа и 100 г кристаллической щавелевой кислоты (Н2СгО4-2Н2О) в круглодонной колбе, на сетке. Как только нач- нется выделение газа, пламя удаляют, так как реакция идет бурно. Выделяющаяся СО содержит СО2, воздух и влагу. СО2 полностью поглощает- ся при пропускании газа через две промывные склянки с 30%-ным КОН и через трубку длиной 40 см, до половины наполненную зерненой натронной из- вестью и твердым КОН. Кислород воздуха поглощается при пропускании газа через раствор гидросульфита натрия. Осушка газа производится при помощи СаС12, конц. H2SO4 и Р2О5. УГЛЕРОД СЕРНИСТЫЙ (СЕРОУГЛЕРОД) Carboneum sulfural urn Carbon disulfide Schwefelkohlenstoff CS2 Мол. в. 76,143 Свойства CS2—бесцветная подвижная сильно преломляющая свет жидкость уд. в. 1,2661 (г/эд) с эфирным запахом. Т. пл. —112°, т. кип. 46,25°. Растворяет иод, бром, серу, жиры, воск, гуттаперчу, смолы, каучук, кам- фору, желтый фосфор. Смешивается во всех отношениях с абсолютным спиртом, эфиром, бензолом, хлороформом, четыреххлористым углеродом, эфирными и жирными маслами. Растворим в едких и сернистых щелочах (с образованием тиоуглекислых солей), почти не растворим в воде. Пары CS2 поглощаются иодом, парафином, раствором брома в КВг и особенно хорошо—льняным маслом, если последним смазана поверхность стеклянной трубки. В высшей степени огнеопасен-, воспламеняется даже от горячего предмета (температура воспламене- ния 232°). Пары CS2 с воздухом или кислородом взрывают Со страшной силой. При действии хлора Разлагается по уравнению CS2 + ЗС12 = S2C12 + ecu — На солнечном свету не- 0 сколько разлагается и при- 5 обретает неприятный запах 10 гнилой редьки, свойствен- 15 ной продажному сорту CS2. Таблица 336 Растворимость CS2 в воде (в 100 мл раствора) CS2. г ГС CS2, г ГС CS2, 2 0,204 20 0,179 40 0,111 0,199 25 0,169 45 0,070 0,194 30 0,155 49 0,014 0,187 35 0,137 Чистые химические реактивы
530 Углерод Таблица 337 Растворимость CSs в разбавленном спирте (в 10 мл спирта). Спирт, % вес. CS2, 2 Спирт, % вес. CS2, ? Спирт, % вес. CS2. г 98,5 13,2 93,54 7,0 76,02 2,0 98,15 12,2 91,37 5,0 48.40 0,2 96,95 10,0 84,12 3,0 47,90 0,0 Очистка Все работы с CSz крайне огнеопасны'. Перегонку CSs следует проводить только на водяной бане, разогреваемой в дрогой комнате. 1. Для очистки CS2 (техн.) па каждые 100 г CS2 прибавляют 2—3 г'безвод- ной C11SO4 и взбалтывают. Когда осядет почерневший порошок и исчезнет не- приятный запах, CS2 декантируют. Для получения совершенно чистого препа- рата его перегоняют над безводной C1.1SO4. 2. Рекомендуется также* сначала взбалтывать 300 мл CS2 с 5—6 мл Hg в течение получаса, затем обрабатывать порциями по 50 мл I %-кого раствора KA'lnOa в течение 15 мин., пока водный слой не будет иметь ясно заметной виш- невой окраски. Отфильтровывают CS2 через су.хой фильтр в колбу, добавляют 30 г СаС1г, кипятят в течение получаса с обратным холодильником на водяной бане, после чего перегоняют CS2, собирая фракцию, кипящую при 46—48°. Испытания 1. Нелетучий остаток. При испарении на водяной бане 50 г препарата (огнеопасно', сильная тяга'.) остаток не должен быть больше 0,5 мг. 2. Растворенная сера (S). При взбалтывании препарата в сухом сосуде с сухой ртутью последняя не должна покрываться темной пленкой. 3. Сероводород (H-zS). При встряхивании препарата с углекислым свинцом последний не должен принимать коричневой окраски. 4. Сернистая и серная кислоты (JCSO-, и Ну-ЗО..). Взболтанный с водой пре- парат не должен показывать кислой реакции. 5. Влажн< сть. Безводная CuSOa при стоянии с препаратом в течение нескольких часов не должна синеть. УГЛЕРОД ЧЕТЫРЕХХЛСРИСТЫЙ (ТЕТРАХЛОРМЕТАН) < Carboneum tetrachloratum Carbon tetrachloride Kohlenstofftetrachlorid CCI4 Мол. в. 153,839 Свойства CCU—бесцветная жидкость уд. в. 1,632 при 0° с приятным эфирным запа- хом. Т. пл. —23,77е, т. кип. 76,6е. Почти не растворим в воде (0,08%); со спир- том, эфиром, жирными и эфирными маслами смешивается во всех отношениях Четыреххлористый углерод не горюч. Неорг. преп., стр. 58.
Углерод четыреххлористый. Урана закись-окись 531 Требования к продажному р е а к т и.в у По ГОСТ 5827—51 препарат должен представлять собой бесцветную проз- рачную жидкость. Т. кип. препарата ч. д. а. должна быть 76—77,5°, препарата чистого 75,5—77,5° при 760 мм; в этих интервалах должно перегоняться не менее 95% препарата по объему. Плотность (-^°) препарата ч.д. а. должна быть в пределах 1,593—1,596, препарата чистый—в пределах 1,591 —1,597. Кроме того, препарат должен выдерживать испытания на кислотность, свободный хлор, органические примеси и восстановители. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в CCh различных ква- лификаций: Примеси ч. 8. а. ч. Нелетучие вещества . 0,0005 0,001 Хлориды (CI) ... 0,0002 0,0005 Сероуглерод CCS») . . 0,0002 0,001 Альдегиды (СН3СНО) отсутствие 0,0006 Приготовление 1. CHClg —1~ сь = ССЦ -|- НС1 В спокойно кипящий хлороформ СНС1з, помещенный в колбу с обратным холодильником, пропускают сухой хлор до прекращения выделения НО. Реакцию рекомендуется проводить на ярком солнечном свету или при прибав- лении катализаторов (небольшое количество SbCls или JC1). Продукт очищают, как указано в п. 3. 2. CS2 + ЗС12 = ССЦ + S2C12 Пропускают сухой хлор в CSs, в котором растворено немного пода (катали- затор) при комнатной температуре до прекращения поглощения. Реакционную смесь разгоняют с дефлегматором, собирая фракцию, кипя- щую при 75—80°. Ее очищают, как описано в п. 3. 3. Для получения препарата квалификации ч. д. а. нз технического продук- та или из продукта, полученного вышеописанными способами, к 500 мл ССЦ добавляют раствор 60 г NaOH в 500 мл спирта, взбалтывают несколько раз и оставляют на ночь. Склянку помещают в водопроводную раковину и пропу- скают в жидкость по трубке струю воды до тех пор, пока вытекающая вода будет нейтральна и при добавлении 10%-ного раствора CuSOj в 20%-ной СНзСООН уже не будет давать желтого осадка ксантогената. Отделяют слой СС14, добав- ляют 100 мл 3%-ного раствора KAtnOa, несколько раз взбалтывают и отделяют нижний слой. Для окончательной очистки CCh сушат CaCls и перегоняют на водяной ба- не с хорошим дефлегматором, отбрасывая первую фракцию, кипящую до 76° (45—60 мл), и собирая фракцию 76,7—77,2°. Выход 250—260 г (50%). УРАНА ЗАКИСЬ-ОКИСЬ Uranium °xydato-oxyc! u latum Свойства Uranoso-uranio oxide USOS Мол. в. 842.21 Uranoxyduloxyd Uranouranioxyd Uranoctoxyd U3O8—темнозеленый порошок уд. в. 8,2, растворимый в кислотах и не растворимый в воде. При длительном прокаливании выше 1000° в атмосфере азота или СОг переходит в иОг. 34*
532 Уран. Уранил П риготовление 1. Прокаливают при 700—800° пироуранат аммония (NH4)2U2O7—желтый осадок, образующийся при добавлении ЫН4ОН к раствору UO2(NO8)2 или nnv гой соли уранила. 2. Теплый солянокислый раствор технического гидрата окиси уранила (урановой кислоты—HsUOa) насыщают сероводородом и оставляют стоять продолжительное время. Образующийся осадок сернистых соединений мышьяка и других металлов отфильтровывают и добавляют к раствору избыток NH4QH и (NH4)’COs. После непродолжительного нагревания к жидкости прибавляют еще (NH4)2S. Уран в виде комплексной аммонийной соли (NH4)4UO.,(COs)3 остается в растворе, в то время как остальные металлы Ill аналитической группы осаждаются. Осадок отфильтровывают, добавляют к раствору избыток соляной кислоты кипятят до удаления СО2 и, прибавляя NH4OH и (NH4)2S, осаждают сернистый уранил UOsS в виде осадка шоколадного цвета. Смесь нагревают для гидролиза UO2S и до разрушения большей части (NHjJsS, отфильтровывают смесь иО2(ОН)г и серы, промывают водой и про- каливают на сильной газовой горелке. Получившуюся U3O8 растворяют в HNOs, раствор фильтруют и упаривают до кристаллизации. Кристаллическую массу обрабатывают эфиром, в котором азотнокислый уранил [UO2(NOs)2-6H2O) легко растворяется. После фильтрования раствор выпаривают на водя- ной бане досуха и остаток сильно прокаливают. Образовавшуюся U3O8 для очист- ки снова растворяют в HNOa и еще раз проводят все указанные выше операции. Выход до 90%. УРАНА ТРЕХОКИСЬ (ОКИСЬ УРАНА [6], УРАНОВЫЙ АНГИДРИД, ОКИСЬ УРАНИЛА) Uranium oxydatum Uranium trioxide Urantrioxyd, Uranyloxyd Uransaureahydrid U03 Мол. в. 286,06 Свойства UOs—оранжево-желтый порошок уд. в. 5,92—6,0, при накаливании рас- падающийся на U8O8 и О2. Не растворим в воде; растворяется в сильных кисло- тах и растворах углекислых щелочей. < Требования к продажному реактиву По ВТУ РУ 1055—54 препарат ч. д. а. должен содержать не менее 98,5% UOs, чистый—98,0%. Наибольшее количество допустимых примесей (%) в UOs различных ква- лификаций: Примеси ч. д. а. ч. Вещества, нерастворимые в азотной кислоте . . 0,03 0,05 Хлориды (С1) . . 0,001 0,002 Железо (Fe) . 0,01 0,035 Мышьяк (As) .............................. 0,0001 0,0001 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пересчете на Си)........................... 0,002 0,003 Фосфаты (Р2ОБ) . . . ............. 0,002 0,003 г>+4 Кроме того, препарат должен выдерживать испытание на содержание и > как описано ниже (см. Уранил азотнокислый, стр. 534). Приготовление 1. Урановую кислоту (H2UO4—гидрат окиси уранила) сушат в сушильном шкафу при 100°. Полученный порошок нагревают в открытом тигле под тягой
Урана трехокись. Уранил азотнокислый 533 при 250—300°, постоянно перемешивая (можно на бане из сплава Вуда) до тех пор, пока он не примет кирпично-красного цвета. 2. (NI I4)2U2O7 = 2UO3 + 2NHS + HaO Осаждают раствор азотнокислого уранила аммиаком, выпадающий желтый осадок пироурапата аммония (NH4)2U2O7 сушат, тонко измельчают и малыми количествами нагревают в конической колбе на бане из сплава Вуда, постоянно перемешивая в течение 30 час. при 250—280° до получения однородного оран- жево-желтого порошка. 3. Для регенерирования соединений урана из лабораторных отходов на- гревают раствор до 70—80° и добавляют 15—20%-ный NaOH до яснощелочной реакции на фенолфталеин. Выпадающий пироуранат натрия NazUzO? собирают и перерабатывают по мере накопления. 220 г Na2U2O7 добавляют порциями по 20 а к раствору 155 мл HNOs (уд. в. 1,4) в 300 мл воды. Подогревают до 70—80°, фильтруют через асбест, нагре- вают фильтрат до кипения и приливают 400 мл NH4OH (уд. в. 0,91) до пол- ноты осаждения. Желтый осадок (NH4)2U2O7 промывают 10—15 раз декантацией водой, добавляя иногда (для ускорения отстаивания) 10 мл 5%-ного раствора CHsCOONl-U. Осадок растворяют в 50 мл 80%-ной СН3СООН, нагревают до кипения и добавляют 200 мл 20%-ного раствора Na2CO3 до полного растворения выпадаю- щего вначале осадка. Затем приливают 600 мл воды, нагревают до 70—80° и для осаждения Р и As добавляют 100 мл 20%-ного NH4OH и 50 .ил магнезиаль- ной смеси (см. Приготовление). После отстаивания раствор фильтруют, добав- ляют 120 мл HNOs, кипятят и осаждают 300 мл 20%-ного NH4OH. Осадок (NH4)2U2O7 промывают 10 раз декантацией, растворяют в 50 мл 80%-ной СНзСООН, нагревают до кипения и снова осаждают NH4OH, добавляя его до ясного запаха Nils. Осадок сушат при 110—115° и прокаливают при 270—300° длительное время до удаления NHs. Выход 90 г UOs. УРАНИЛ АЗОТНОКИСЛЫЙ (НИТРАТ УРАНИЛА) Uranium nitricum Uranyl nitrate Uranylnitrat Urannitrat С войства U02(NO3)2-tH2O Мол. в. 502,18 UO2(NO3)2-6H2O—прозрачные желтовато-зеленые ромбические призмы или таблички ул. в. 2,742, флуоресцирующие зеленым цветом. Расплывается во влажном и выветривается в сухом воздухе. При 59,5° плавится в кри- сталлизационной воде; при 65° переходит в UO2(NOS)2-3H2O, при 110°—в UO2(NOg)2-2HzO. При 170—180° получается без- водная соль, выше 200° наступает разложение. Растворим в воде; легко растворим в спирте, эфире и ацетоне. Не рас- творим в бензоле, то- луоле и ксилоле. Препарат и его рас- творы следует хранить в темных плотно закры- тых банках. Таблица 338 Растворимость UO2(NO3)2 в воде ГС иО2(МОз)2 % ТС UO2(NO>)- % ТС UO2fNOs)2 % 0 49,5 21,1 56,0 45,2 65,1 5,5 50,6 25,6 57,2 51,8 67,8 12,3 52,9 36,7 61,3 59,5 78,5
534 Уранил Таблица 33g Относительные веса водных растворов UO2(NOS)2 UO2(NO3)2 % 24 d4 UO2(NOs)2 % 44 UOgfNOgJg % ~7~ 5 1,035 25 1,236 40 1,457 10 1 ,076 30 1,302 45 1,540 15 1,126 35 1,376 50 1,626 20 1,176 Требования к продажному реактиву По ВТУ РУ—966—53 препарат ч. д. а. должен содержать не менее 99% UO2(NO3)2 6Н2О, препарат чистый—не менее 98,5%. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в иОг^Оз^-бНаО различных квалификаций: Примеси ч.д.а. ч. Вещества, нерастворимые в воде 0,03 0,05 Хлориды (С1) 0,001 0,002 Железо (Fe)................... 0,0002 0,01 Мышьяк (As) . .......... 0,0001 0,0005 Фосфаты (РО4)............................... 0,005 0,005 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пересчете на Си)............................. 0,002 0,004 Вещества, не осаждаемые аммиаком (в ^виде сульфатов)................................... 0,02 0,04 Кроме того, препарат должен выдерживать испытание на содержание U+ Для этого растворяют 1 г препарата в 20 мл воды, добавляют 1 мл 20%-ной H2SO4 и делят раствор на две части. Одну половину оставляют для сравнения, к другой половине добавляют по каплям 0,1 н. КМпО4. До изменения окраски должно быть затрачено не более 0,05 мл. Приготовление Для получения реактивного препарата* в раствор 39 мл HNOs (ч. д.га., уд. в. 1,4)в 200 мл воды, нагретый на водяной бане до 75—80°, постепенно вно- сят 71 г UOs (ч.д.а.). Раствор фильтруют, фильтрат упаривают при 75—80 до уд. в. 1,5 и затем продолжают упаривание при 60° до минимального объема. Охлаждают до 20°, кристаллы отсасывают и высушивают на стекле при комнат- ной температуре. Выход 100 г (80%). Для использования маточного раствора его нагревают до кипения, добав- ляют 40 мл 20%-ного NH4OH, осадок (NH4)2U2O7 промывают 1%-ным раство- ром NU4NO3, отсасывают и прокаливают 30—40 часов при 270—300°. Полу- чается 13 г UOs. Метод ИРЕА (А. А. Ильин, И. И. Ангелов).
Уранил сернокислый и уксуснокислый 535 УРАНИЛ СЕРНОКИСЛЫЙ Cranium sulfuricum Uranyl sulfate Uranylsulfat UO2SO5 Мол. в. 366,14 Свойства UO2SO4—зеленые кристаллы уд. в. 3,28, немного выветривающиеся на воздухе. Растворим в воде (14,82% при 15°) и спирте; трудно растворим в H2SO4. Таблица 340 Относительные веса водных растворов иОДО4 UO2SO4 % а I.OSO4 % с/ 1 d’5=l,0062 8 dI5= 1,0442 2 dl5,5=l,01I3 10 dl °’ 3= 1,0557 4 d10’2= 1,0229 12 d' ,6= 1,0669 6 d'°= 1,0338 Требования к продажном у р е а к т и в У По временным техническим условиям ИРЕА реактивный препарат должен содержать не менее 93% UO2SO4. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в UO2SO4: Вещества, не растворимые в воде 0,03 Хлориды (С1).................... 0,0005 Веш,ества, не осаждаемые NH4OH Св виде сульфатов) . . . . 0,02 Железо (Fe) ... . 0,002 Мышьяк (As) ........ 0,0005 Фосфаты (РО4) .... 0,005 Тяжелые металлы (Си) . 0,001 Для испытания на примесь П4+к раствору 10 г препарата в 200 мл воды добавляют 10 .ил 20%-ной H2SO4. Раствор делят пополам. Одну часть оставля- ют для сравнения, к другой добавляют по каплям 0,1 н. КМпО4. До измене- ния окраски должно быть затрачено не более 0.15 мл. Приготовление Для получения реактивного препарата 88 г UOs вносят небольшими пор- циями в нагретый до 80° раствор 17,5 мл H2SO4 (уд. в. 1,84) в 375 мл воды. Раствор фильтруют, фильтрат упаривают до потери в весе 190 г, охлаждают до 30—35° и оставляют на несколько дней. Кристаллы отсасывают и высуши- вают в эксикаторе над H2SO4. Выход 100 г (80%). Об использовании маточных растворов см. стр. 534. УРАНИЛ УКСУСНОКИСЛЫЙ (АЦЕТАТ УРАНИЛА) Uranium aceticum Uranyl acetate Uranylacetat UO2(CHsC0O)2-2H2O Мол. в. 424,19 Свойст ва UO2(CH3COO)2-2HaO—желтые ромбические кристаллы уд. в. 2,89. При '00° теряет кристаллизационную воду. Растворим в воле (7,2% при 17°) и
536 Уранил. Фосген спирте. Водные растворы на свету восстанавливаются, выделяя фиолетовый осадок. Препарат следует растворять в воде, подкисленной СН3СООН. 1,1 Таблица 341 Относительные веса водных растворов UOs( CHSCOO )g иО2(СН.«,СОО)2 % ,20 «20 LO-HCH.jCOOls % 20 «20 1 1,0033 3 1,0191 2 1,0128 5 1,0315 Требования к продажному реактиву По ВТУ РУ-968—53 препарат ч. д. а. должен содержать не менее 99,5% иО2(СН3СОО)2-2Н2О, препарат чистый—98,5%. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в UO2(CH3COO)2.2H2O различных квалификаций: Примеси ч. О. а. ч. Вещества, не растворимые в воде.................. 0,01 0,05 Хлориды (О)...................................... 0,01 0,035 Железо (Fe) ..................................... 0,0001 0,01 Мышьяк (As)...................................... 0,0002 0,0005 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пересчете на Си)........................................... 0,001 0,004 Соли аммония (NH4) ............................ 0,05 — Вещества, не осаждаемые аммиаком (в виде сульфатов) 0,02 0,05 Кроме того, препарат должен выдерживать испытание на содержание 1/+4> как описано при ураниле азотнокислом (см. стр. 534). Приготовление Для получения препарата квалификации ч. д. а. к 500 мл 80%-ной СН3СООН, нагретым до 75—80е добавляют* понемногу 85 г И03(ч. д. а.). Раствор фильтру- ют и упаривают на водяной бане при 75—80° до образования кристаллической пленки (испаряется около 150 мл воды). Охлаждают до 15—20°, выделившие- ся кристаллы отсасывают, промывают 30 мл воды и сушат на стекле при комнат- ной температуре. Выход 100 г (80%). Об использовании маточного раствора см. стр. 534. ФОСГЕН (ХЛОРИСТЫЙ КАРБОНИЛ, ХЛОРОКИСЬ УГЛЕРОДА) Phosgene Phosgen Carbon oxychloride Kohlenoxychlorid. Carbonylchlorid Chlorkohlenoxyd COC12 Мол. в. 98,924 Свойства COCh—бесцветный ядовитый г."' запахом гнилого сена. Т. пл. —126°, т. кип. +8,2 при 760 мм. Уд. в. 1,43 при 0°. В воде растворим слабо; лучше растворяется в углеводородах (бензол, толуол и др.). Водой разлагается на СО2 и HCI. Метод ИРЕА (А. А- Ильин).
Фосген. Фосфоний иодистый 537 Вдыхание даже незначительных доз COCla весьма опасно, так как фосген обладает кумулятивным действием. При этом утрачивается способность раз- личать тонкие вкусовые ощущения. При отравлении необходимо предоставить пострадавшему полный покой. Полезно вдыхание паров спирта, а также кислорода. Предельно допустимой концентрацией фосгена в воздухе промышленных предприятий считается 0,0005 мг!л. Приготовление Фосген чрезвычайно ядовит} Вдыхание даже небольших концентраций вы- зывает отравление, в тяжелых случаях заканчивающееся смертью. 2ССЦ + 2SOs = 2СОС12 + (SO2C1)2O 100 мл четыреххлористого углерода (СС14) на- гревают в круглодонной колбе 1 емкостью 300 мл, снабженной пришлифованным шариковым холо- дильником 2 (рис. 60), на водяной бане (тяга}) до энергичного кипения; затем из капельной ворон- ки 3 с остро оттянутым концом приливают по кап- лям в течение 2—3 час. 120 мл олеума (с 80% свободного SO3). Получающуюся равномерную струю СОС12 для удержания паров 5Оз и (SO2CI)2O (пиро- сульфурилхлорид) проводят в промывную склянку 4 с конц. HgSOa. затем газ поступает в прием- ник 5, окруженный охладительной смесью льда с солью. Промывная склянка несколько разогре- вается; ее нужно охлаждать холодной водой. Сое- динения стекла должны производиться встык; необходимая плотность достигается при помощи каучуковых трубок. Фосген легко сжижается в приемнике и бла- годаря этому отделяется от других газов. Когда весь олеум прилит и газовыделение ослабеет, жидкость кипятят, чтобы выделить растворен- ный фосген. Небольшие количества CCU и пиросульфу- рилхлорида, содержащиеся в сыром фосгене, удаляются при перегонке. Для этого сырой про- дукт переливают в колбу и перегоняют, нагревая Рис. 60. Прибор для получения фосгена: 1 — круглодонная колба; 2— шариковый холодильник; 3 — капельная воронка; 4— промывная склянка; 5 — приемник. ее рукой, газообразный фосген еще раз пропус- кают через промывную склянку с H2SO4 и снова конденсируют в холодильной смеси. ФОСФОНИЙ ИОДИСТЫЙ Phosphonium jodatum Phosphonium iodide Phosphoniumjodid PH4J Мол. в. 161,93 Свойства PHaJ—крупные прозрачные тетраэдрические кристаллы с алмазным блес- ком. Т. возгонки 61,8°; частично возгоняется уже при комнатной температуре. Осторожным нагреванием в закрытом сосуде можно возгонять PH4J без пред- варительного плавления.
538 Фосфор При готовление 6Р Ц- pj3 + 12Н2О = 3PH4J + 4НзРОз В реторту с тубусом вносят 50—100 л/л сухого CS2, вытесняют воздух из реторты сухим СОг, растворяют в CS2 100 г желтого фосфора (огнеопасной) и при охлаждении вносят небольшими порциями 170 г иода. Затем присоеди- 1Рис. 61. Прибор для получения йодистого фосфония. няют к реторте холодильник отгоняют CS2 под тягой на водяной бане (огнеопасной) и удаляют последние коли- чества его, пропуская ток СО2 при слабом нагревании реторты. После охлаждения к реторте вместо холодиль- ника присоединяют длинную и широкую тонкостенную стеклянную трубку, конец которой соединен с алонжем (рис. 61). Последний опущен в стакан с водой так, чтобы конец его не касался воды. Затем через тубус реторты при помощи оттянутой на конце капельной воронки прибавляют по каплям 50 м/г воды. При каждом прилива- нии происходит энергичная реакция. PH4J сгущается внутри реторты и в широкой трубке; выделяю- щиеся одновременно незначительные количества HJ поглощаются водой в приемнике. После приливания всей воды нагревают реторту сначала осторож- но, затем до слабого каления и полностью перегоняют PH4J в холодильную трубку. Последнюю по охлаждении разбивают и извлекают PHaJ в виде тол- стых корок, напоминающих NH4CI. Выход около 120 г. ФОСФОР Phosphorus Phosphorus Phosphor Р Ат. в. 20,975 Фосфор известен в нескольких аллотропических видоизменениях. А. Белый фосфор ‘Свойства Белый фосфор—бесцветное прозрачное вещество с жирным блеском, уд. в. 1,83. Т. пл. 44,5°, т. кип. 280,5°. При хранении (под водой) слегка желтеет, почему его часто называют «желтым» фосфором. Летуч с водяными парами. Запах фосфора похож на чесночный. На воздухе воспламеняется при 60°. В воде почти не растворим; очень плохо растворяется в спирте и глицерине, значительно лучше—в эфире, бензоле, ски- пидаре и твердых маслах. Легко растворим в S2C12, РС13, РВг8 и CS2 (1 ч- растворяет 18 ч, Р). Бумага, смоченная раствором фосфора в CSs, при высыхании самовоспла- меняется. Из растворов в летучих маслах при медленном охлаждении кристалли- зуется в октаэдрах и ромбических додекаэдрах правильной системы.
Фосфор 539 Обращение с белым (желтым) фосфором* •* Белый фосфор сохраняют под водой в банках коричневого стекла с при- тертой пробкой. Он весьма ядовит (смертельная доза О, I г) и способен к само- возгоранию даже при низкой температуре. Горящий фосфор причиняет очень •болезненные и трудно залечиваемые ожоги, которые в некоторых случаях мо- гут оказаться опасными для жизни. Поэтому при обращении с белым фосфором необходимо всегда соблюдать величайшую осторожность и осмотрительность {очки, перчатки). Фосфор никогда нельзя брать голыми руками. Палочки или куски фосфора вынимают из банки тигельными щипцами и тотчас же помещают в наполненный водой широкий толстостенный кристаллизатор (или в плоскую фарфоровую чашку или ступку). В случае необходимости фосфор измельчают под водой, разрезая его ножом. При этом фосфор придерживают тигельными щипцами; нож полезно слегка подогреть в теплой воде. Кусочки фосфора пере- носят пинцетом в реакционный сосуд; остаток фосфора следует тотчас же поме- стить в банку, из которой он был взят, после чего банку немедленно закрывают. Если для опыта требуется сухой фосфор, то кусочки его быстро (!) обжи- мают между листами фильтровальной бумаги. Загоревшийся фосфор следует тушить водой. Поэтому при работе с фос- фором всегда должна стоять наготове большая кружка с водой и наполненная водой фарфоровая чашка. Ожоги, причиненные горящим фосфором, должны быть—в отличие от дру- гих ожогов—немедленно (!) и тщательно (!) промыты сначала водой®*, затем разбавленным раствором хлорной извести. При кровоточащем ожоге не следует останавливать кровь; наоборот, следует способствовать кровотечению с тем. чтобы предупредить более глубокое проникновение фосфора. При ожогах или отравлениях фосфором следует немедленно после оказания первой помощи обратиться к врачу. Очистка 1. Продажный фосфор, упакованный в жестяные банки, часто покрывает- ся черным порошковатым налетом. Перед употреблением такого фосфора его выдерживают в течение суток в 5%-ной HNOs и затем промывают дестиллиро- ваиной водой. 2. Для того, чтобы сделать бесцветным фосфор, ставший желтым вследствие долгого хранения, следует расплавить его (100 ч.) под водой, содержащей 3,5 ч. КаСгаО, и 3,5 ч. H2SO4 на каж'дые 100 ч. воды. 3. Для получения гранулированного фосфора его помещают в толстостен- ную стеклянную банку с притертой пробкой, заливают теплой (50°) водой или водным раствором мочевины [CO(NH£)2] и, плотно закрыв банку, встряхив ,ют ее (лучше иа механической-трясучке) до тех пор, пока расплавленный фосфор не затвердеет. При этом фосфор получается в виде мелких шариков. 4. Для получения фосфора в палочках готовят «шприц» из стеклянной трубки диаметром 7—8 мм, внутри которой ходит поршень из корковой пробки, обмотанной льняной ниткой или асбестовым шнуром и прочно закрепленной на толстой железной проволоке. Куски желтого фосфора помещают в фарфоровую чашку, заливают горя- чей водой и нагревают при 65° до расплавления. Погружают шприц в расплав- ленный фосфор и засасывают фосфор в трубку, медленно поднимая поршень. Затем быстро переносят шприц с фосфором в помещенную рядом чашку с ле- * По Г. Рейнбольдту, Техника химического демонстрационного экспери- мента, ОНТИ, М., IS35. •* Еще лучше сначала тщательно промыть ожог 10%-ным раствором КМпО, или Ар NO.,, а аатем уже водой.
540 Фосфор дяной водой и после охлаждения выдавливают готовую палочку фосфора в воду. Работа с расплавленным желтым фосфором требует большой осторож- ности. Необходимо иметь наготове ящик, с песком для засыпания фосфора в слу- чае его воспламенения. Б. Красный фосфор Свойства Красный фосфор—темнокрасный кристаллический порошок уд. в. 2,20. Не растворим в воде и спирте, а также (в отличие от желтого фосфора) в CS2 и органических растворителях. Не ядовит. Приготовление Красный фосфор может быть получен нагреванием белого фосфора при 250°. Для проведения процесса в лабораторном масштабе помещают сухой бе- лый фосфор в колбу, погруженную в масляную баню и закрытую пробкой с двумя отверстиями. В колбу пускают ток сухого COs, пока воздух из прибора не будет полностью вытеснен. Тогда закрывают отводную трубку и нагревают масляную баню. При нагревании в течение 30—40 час. при 250—260° расплавленный фос- фор почти полностью переходит в красную модификацию. Для отделения его от неизменившегося белого фосфора рекомендуется прибавить немного CSs и затем раствора СаСк уд. в. 1,349—1,384. Раствор бе- лого Р в CS2 всплывает наверх, красный же фосфор остается на дне; его отсасы- вают, промывают водой и сушат в вакууме на водяной бане. (С сероуглеродным раствором белого фссфора следует обращаться осторож- но, так как при испарении растворителя остающийся мелко раздробленный Р самовозгорается). В. Коллоидальный фосфор Приготовление 1. В стеклянную воронку 1 с плоско пришлифованной к верхнему краю стеклянной пластинкой помещают алюминиевый конус 2, где находится крас- ный фосфор, залитый изобутиловым спиртом. Стек- Рис. 62. Прибор для получения коллоид- ного фосфора: / — воронка; 2—алюми- ниевый конус; 3 — алю- миниевая проволока. лянная пластинка имеет по середине отверстие, через которое проходит алюминиевая проволока 3, погруженная в фосфор, но не касающаяся конуса. Воронка изолируется и укрепляется, как указано на рис. 62. Алюминиевый сосуд и проволоку соеди- няют с источником тока через индукционную катуш- ку, причем искровой разряд происходит внутри жидкости. Целесообразно заземлить алюминиевую проволоку, чтобы удобнее было устанавливать ее незащищенной рукой. Получающийся коллоидный раствор в проходя- щем свете почти бесцветен (слабожелтый), в отра- женном—имеет красный цвет.* •• 2 К раствору 0,03 г желтого фосфора в 2 мл бензола очень медленно добавляют 998 мл ледяной СНзСООН, причем получается прочный золь**. Мож- но менять соотношения между количествами фос- фора, бензола и СНзСООН вплоть до 3 : 200 : 800. * Herst. Roll. Lsgg., 490. •• A. L. Elder, P. N. Burkard J. phys. Chem., 41. 622 (1937).
Фосфора бромокись 541 3. Быстро выливают 5—25 мл насыщенного при температуре кипения спир- тового раствора фосфора в 1 л холодной воды и энергично размешивают жид- кость. В зависимости от количества спиртового раствора получают золи раз- личной степени дисперсности. ФОСФОРА БРОМОКИСЬ (ОКСИБРОМИД ФОСФОРА) Phosphorus oxybromatus Phosphorus oxybromide Phosphoroxybromid РОВг3 Мол. в. 286,723 Свойства РОВгз—бесцветная кристаллическая масса уд. в. 2,82. Т. пл. около 55е, т. кип. 193°. Растворима в эфире, хлороформе, сероуглероде и скипидаре. Во- дой постепенно разлагается с образованием Н3РО4 и FIBr, с этиловым спир- том дает бромистый этил. Требования к продажному реактиву По временным техническим условиям ИРЕА препарат должен быть бес- цветным или розоватым и содержать не менее 99% РОВг3. Приготовление РВг3 -|- Вг2 + Н2СгО4 = РОВг3 + 2НВг + СО + СО2 Для получения препарата реактивной чистоты поступают следующим образом*. В вытяжном шкафу собирают аппарат по схеме, изображенной на Рис. 63. Прибор для получения бромокиси фосфора: / — колба Кляйзена; г —капельная воронка; 3—холодильник; 4—И-образная трубка. рис. 63. Колба Кляйзена 1 емкостью 1 л соединяется шлифами с капельной воронкой 2 и холодильником 3 длиной 75 см. К последнему присоединяют U-образную трубку 4 с CaCls и далее три склянки (первая пустая, осталь- ные содержат воду для поглощения НВг). Метод ИРЕА (И. И. Ангелов, Н. Л. Гольденберг).
542 Фосфор В колбу помещают 500 г РВг3 с т. кип. 173° и 190 г безводной щавелевой кислоты Н2С2О4. Массу перемешивают стеклянной палочкой и слегка подо ре- вают. Через капельную воронку по каплям в течение 1 —1,5 часа приливают 50 мл брома. Удаляют воронку, осторожно перемешивают содержимое колбы длинной стеклянной'палочкой и снова начинают приливать из капельной во- ронки бром (72 мл за 2 часа). Температуру смеси поддерживают не выше 5г,° Постепенно реакционная смесь превращается в темпокоричневую жидкость с белой пеной. Признаком окончания реакции служит исчезновение пены (обыч- но реакция заканчивается через 1 час после добавления всего брома). Избыток брома отгоняют при 60°, после чего заменяют холодильник 3 стеклянной труб, кой с приемником, защищенным от влаги воздуха, и реакционную смесь пере- гоняют, собирая фракцию РОВг3, при 190—194° (иногда при 173° перегоняет- ся пспрореагировавший РВг3, собираемый отдельно). Выход 300—330 г РОВг3. Все операции синтеза, включая перегонку, следует проводить в один день иначе возможно разложение РОВг3. Для окончательной очистки препарат перегоняют еще раз из колбы с пришлифованными холодильной трубкой и приемником, защищенным от влаги хлоркальцневой трубкой. Собирают фракции: I —138—192е, II—192—|94°э III —194—19.’°. Фракция II представляет собой готовый препарат. Остальные фракции при двух-трехкратной разгонке лают еще некоторое количество чис- того препарата. Закристаллизовавшуюся массу РОВг3 расплавляют, разливают в крупные ампулы (по 100 г), и после охлаждения ампулы запаивают. ФОСФОР ПЯТИБРОМИСТЫЙ (БРОМИД ФОСФОРА [5]) Phosphorus pentabromatus Phosphorus pentabromide Phosphorpentabromid. PBr5 Мол. в. 430,555 Рис. 64. При- бор для по- лучения пя- тибромисто- го фосфора. Свойства РВг5—кристаллическая масса (кристаллы ромбической сн стемы) цвета от желтого до оранжево-красного. При нагрева- нии распадается на РВгз и Вг2. Т. разд. 106°. Водой разла- гается с образованием Н3РО4 и НВг. Требования к продажному реактиву По ТУ НКХП 57—49 препарат чистый должен содержать не менее 91% брома и не более 0,7% хлоридов (С1). Приготовление Для получения препарата квалификации «чистый» посту- пают следующим образом. На горлышко ампулы емкостью 50 см3 помещают широ кую воронку, заполненную снегом и служащую холодильни- ком (рис. 64). В ампулу помещают 75 г чистого РВгз, нагре- вают его почти до кипения (тяга'.) и из капельной воронки приливают по каплям 47 г брома (х. ч.) Удаляют воронку, охлаждают ампулу в эксикаторе с H2SO4 в течение 30 мин., закрывают ее корковой пробкой, переворачивают кверху дном (подставив под нее чашку) и оставляют на ночь. Если за это время над пробкой соберется жидкость (избыток РВг3), то пробку открывают, дают жидкости стечь, и закрытую ампулу оставляют еще на сутки. Если жидкость не появ- ляется, ампулу запаивают. Выход около 100%.
Фосфор пятибромистый и пятихлористый 543 ФОСФОР ПЯТИХЛОРИСТЫЙ (ХЛОРИД ФОСФОРА [5]) г Phosphorus pentachloratus Phosphorus pentachloride Phosphorpent a - chlorid PC1S Мол. в. 208,260 Свойства PC16—твердая белая или слабожелтоватая кристаллическая масса уд. в. 2,114 (при 25е). Кристаллы РС15 тетрагональной системы. Жадно притягива- ет влагу из воздуха, разлагаясь на РОС16 и НС1. Под давлением плавится при 163°, возгоняется при 159° (при 760 мм) с частичным разложением; при 300° полностью разлагается на РС13 и С12. Требования к продажному реактиву По ТУ НКХП 386—41 препарат ч д. а. должен содержать не менее 99,5% РС16; препарат должен выдерживать испытание на отсутствие сульфатов. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в РС15 квалификации ч. д. а.: Фосфор треххлористый (РС1з) 0,03 Нелетучий остаток......... .0,1 Железо (Fe) ............................ 0,002 Хранение Хранить РС15 следует в тщательно высушенных, плотно закупоренных стек- лянных сосудах, залитых парафином или снабженных шлифом, смазанным вазелином. Если препарат был недостаточно защищен от влаги, то вскоре на- ступает полное разложение: образующийся хлористый водород создает внутри сосуда повышенное давление, которое приподнимает проб- ку, вследствие чего влага воздуха попадает в сосуд и действует на препарат. [[ Приготовление 1. Для получения препарата квалификации ч.д.а. по ступают следующим образом. В широкогорлую толстостенную хорошо охлаждаемую банку наливают РСК и пропускают в него хлор (предвари- тельно высушенный H2SO4) через широкую газоподводящую трубку, конец которой не должен быть погружен в жид- кость во избежание забивания кристаллами РС15. Когда мас- са сделается кашицеобразной, ее перемешивают толстой стеклянной палочкой, вновь пропускают хлор и так по- ступают до тех нор, пока не получится совершенно сухой кристаллический продукт. Реакцию можно считать законченной, если хлор, на- ходящийся в банке над растертым препаратом, остается непоглощенным в течение суток. Избыток хлора вытесняют пропусканием сухого СОг. Удобно проводить получение PC1S следующим образом*, (рис. 65). Банку, имеющую притертую пробку, закрывают • Неорг. практ., стр. 304. Рис. 65. Прибор- для получения пятихлористого фосфора.
544 Фосфор каучуковой пробкой с боковым прорезом и двумя отверстиями; через одно про, ходит капельная воронка, из которой приливают по каплям РС1з, через другое пропущена трубка, подводящая хлор. Внутри этой трубки может передвигаться в отрезке резиновой трубки стеклянная палочка, дающая возможность прочищать нижний конец трубки, закупоривающийся образующимся РС18. Каждая падающая капля РС1з должна встречать избыток хлора. По окон- чании реакции пропускают хлор еще в течение 3 мин., затем вынимают ре- зиновую пробку и закупоривают банку притертой пробкой, смазав шлиф ва- зелином. 2. Поступают так же, как в способе 1, но вместо РС1з в толстостенную бан- ку помещают раствор 150 г белого фосфора в 600 мл CS3 (огнеопасно1.). При про- пускании хлора склянку несколько охлаждают водой. Однако следует помнить, что при сильном охлаждении в полученном препарате может оказаться при- месь свободного фосфора, способная вызвать взрыв. Сначала образуется РС13| а затем из раствора последнего в сероуглероде выпадает РС15 в виде желтовато- белой массы. Когда хлор перестанет поглощаться, реакция закончена. Реак- ционную массу переносят в колбу и нагреванием на водяной бане осторожно отгоняют CSa, а оставшийся РС15 хранят в тщательно высушенных банках. ФОСФОР ТРЕХБРОМИСТЫЙ (БРОМИД ФОСФОРА [3]) Phosphorus tribromatus Phosphorus tribromide Phosphortribromid PBr3 Мол. в, 270,723 Свойства РВГз—бесцветная, подвижная, остро пахнущая, чрезвычайно едкая жид- кость уд. в. 2,85, сильно дымящая на воздухе. Т. пл. —40°, т. кип. 172,9°. На коже оставляет оранжевые пятна. Растворяется в эфире, ацетоне, хлорофор- ме, бензоле, сероуглероде и четыреххлористом углероде. Водой разлагается с сильным выделением тепла и образованием фосфористой кислоты и НВг. Спиртом разлагается на Н3РО3 и С2Н6Вг. Требования к продажному реактиву По ТУ МХП 58—40 препарат чистый должен содержать не менее 99% РВг3, допустима примесь РС13 не более 1%. Т. кип. препарата 174 + 1° при 760°; удельный вес (d2^)—2,8885 +0,0005. Приготовление Для получения препарата квалификации чистый разработана следующая методика*. 100 г сухого красного фосфора помещают в полулитровую трехгорлую колбу, снабженную обратным холодильником, капельной воронкой и газопод- водящей трубкой. Все пробки должны быть из асбеста; еще лучше, если прибор собран на шлифах (рис. 66). Заполнив колбу сухим СОа, трубку, подводящую СОе, отъединяют и горло закрывают пробкой, свернутой из асбеста**. Из капельной воронки начинают приливать бром, сначала медленно, по каплям, так как первые капли вызывают сильную вспышку; постепенно при- ливание ускоряют. Колба вскоре заполняется бурыми парами брома; вследствие * Изв. ИРЕА 3, 46 (1924). ** Необходимо следить, чтобы пробка возможно меньше входила внутрь горла, так как в условиях реакции асбест очень плотно пристает к стеклу.
Фосфор трехбромиетый и тргхиодистыи 54э того, что фосфор обволакивается слоем твердого- РВг5, препятствующим реакции. Тогда необходимо подогреть реакционную колбу, удобнее всего на воронке Бабо (воздушная баня). При этом протекает реакция: ЗРВг5 + 2Р = 5РВг3 По мере того как увеличивается слой РВг3, реакция начинает итти более равномерно. Если в верхней части колбы осядет твердый РВг5, прекращают приток брома и, нагревая колбу до кипения РВг3, смывают РВг5 вниз, где он переходит снова в РВг3. Когда значительная часть взятого фосфора вступит в реакцию, прекращают нагревание и приливание брома, вносят (в случае, если нужно получить большее количе- ство РВг6) через горло новую порцию фосфора так, чтобы весь фосфор был покрыт жидким РВгз и повторяют опера- цию, как указано выше. Темнокрасную жидкость охлаж- дают, сливают 3/« ее, а к оставшейся части добавляют фосфор и начинают синтез новой порции РВгз. Слитую жидкость перегоняют в приборе на шлифах, собирая фракцию 170—172° в приемник, защищенный от влаги воздуха. Полученную мутноватую жидкость с жел- тым оттенком еще раз перегоняют в вакууме при 10— 25 мм рт. ст., добавив 3—5 капель брома. Когда начнет перегоняться уже не красная, а слабожелтая жидкость, ме- няют приемник и продолжают перегонку, собирая РВгз до момента резкого повышения точки кипения. Выход около 750 г. Рис. 66. При бор для получе- ния трехброми стого фосфора. ФОСФОР ТРЕХИОДИСТЫЙ (ИОДИД Ф0СФ0РА[3]) Phosphorus trijodatus Phosphorus triiodide Phosphortrijodid PJ3 Мол. в. 411,71 Свойства PJs—интенсивно красные кристаллы гексагональной системы, плавящиеся при 61°. Во влажном воздухе быстро разлагается. Приготовление 1. РС18 + ЗШ = PJ3 + ЗНС1 Пропускают сухой иодистый водород в раствор РС1з в четыреххлористом углероде и выпаривают жидкость в вакууме досуха, оберегая от влаги воздуха. Реакция обмена происходит лаже при —15°. 2. К раствору* 5,4 г белого (желтого) фосфора в 90 мл CSs добавляют по- степенно 66 г иода, предварительно вытеснив воздух из реакционного сосуда струей сухого СО-2. Раствор фильтруют через воронку с пластинкой из пористо- го стекла также в атмосфере СОз и выпаривают на водяной бане (огнеопасно!) почти досуха. Слив незначительное количество оставшегося маточного раство- ра, PJ3 высушивают при 80° в вакууме водоструйного насоса или в токе СО2. Выход 70%. • F. Е. Germ ап п, R. N. Traxler, J. Am. Clir-m Soc., 49, 307 (1927); ЗУ Blitz, Л. Sapper. Z. anorg. Chem., 20S. 280 (1932) 35 Чистые химические реактивы
546- Фосфор ФОСФОРА ТРЕХОКИСЬ (ОКИСЬ ФОСФОРА^]) Phosphorus tribxydatus Phosphorus trioxide Phosphortrioxyd P<A Мел. в. 219,92 Свойства —белые кристаллы моноклинической системы, уд. в. 2,14, плавящиеся при 23,8° в бесцветную, прозрачную, очень подвижную жидкость. В атмосфере инертного газа кипит при 173° без разложения. Растворяется в эфире, бензоле и CSs. В холодной воде медленно растворяется с образованием НзРОз. С горя- чей водой реагирует бурно, взрывоподобно, превращаясь при этом в красную недокись фосфора РаО, красный фосфор, Н3РО4 и самовозгорающийся РНз. На рассеянном дневном свету медленно желтеет; на прямом солнечном свету быстро окисляется, при 70° даже загораясь. Плотность пара 7,7. Р4О0 почти так же ядовит, как и белый фосфор. Приготовление Сухой белый фосфор (предосторожности см. стр. 539) помещают кусочками по 25 мм в трубку для сжигания 1 диам. около 35—40 мм (рнс. 67). Трубка изогнута, как указано, на рисунке, чтобы расплавленный фосфор не выливался. Рис. 67. Прибор для получения трехокиси фосфора: I— трубка для сжигания; 2-—медная трубка; 3—медный кожух; 4—отводная трубка кожуха; 5—термометр; 6 — U-образная конденсационная трубка; 7—банка; 8—про- мывная склянка. Один конец трубки открыт для доступа воздуха, который не подвергается пред- варительной просушке.,- К другому концу присоединена медная трубка 2, окруженная более широким медным кожухом 3, образующим холодильник. Последний заливают водой через трубку 4. Температуру воды в холодильнике замеряют термометром 5. В конце трубки 2 помещают рыхлую пробку из стек- лянной ваты длиной в 50 мм (на рисунке не показана). Трубка 2 соединяется с U-образной конденсационной трубкой 6. В месте изгиба (J-образной трубки (длина колена которой должна быть не менее 300 лл) зпаяна отводная трубка, соединенная плотной пробкой с маленькой банкой /, куда по окончании опыта собирают расплавленный препарат. При помощи водо- струйного насоса через прибор можно '.ригасывать воздух. Между насосом
Фосфора трехокись. Фосфор трехсернистый и треххлористый 547 и конденсационной трубкой поставлена промывная склянка 8 с конц. H2SO4. Серная кислота препятствует попаданию водяных паррв .в прибор; по той же склянке контролируется скорость струи воздуха. U-об'разная трубка погруже- на в холодильную смесь; для более совершенной конденсации можно применить две такие трубки, соединенные последовательно. Когда прибор собран, пускают в ход насос, несколько мгновений малень- ким пламенем нагревают фосфор, (у переднего конца трубки) до,егб воспламене- ния и просасывают энергичную струю воздуха Так, чтобы Температура воды в холодильнике все время была около 50°. Лишь к концу операции допу- скается повышение температуры до 60°. > Через полчаса после воспламенения фосфора Р4О0 начинает переходить в конденсационную трубку. Если пробка из стеклянной ваты достаточно плотна и температура воды не превышает 60°, то в приемник переходят только следы Р2О5 и очень малые количества свободного фосфора, в то время как Р4ОС соби- рается там в виде снежно-белой, воскообразной массы. Операцию во избежание окисления продукта заканчивают, когда израсходовано 4/5 взятого фосфора. U-образную трубку вынимают из холодильной смеси и нагревают, причем рас- плавленная Р4Ое стекает в склянку 7. Выход около 90% от израсходованного фосфора. Хранят Р4О6 в закрытых стеклянных трубках, воздух из которых вытес- нен СО». ФОСФОР ТРЕХСЕРНИСТЫЙ (СУЛЬФИД ФОСФОРА) Phosphorus sulfuratus Phosphorus sulfide Phosphortrisulfid P4S3 Мол. в 220,098 Свойства P4S3—твердая черная хрупкая масса. В совершенйо чистом виде (например, перекристаллизованный из расплавленного нафталина)—желтые кристаллы уд. в. 2,03. Т. пл. 172,5°, т. кип. 407°. При сильном нагревании на воздухе загорается. При лежании на воздухе становится липким и разлагается, -В'ыде- ляя H2S. Не растворим в воде, соляной и серной кислотах; растворяется р сероуглероде; растворяется с разложением в HNO3 и растворах щелочей. 4 1 Приготовление 310 г красного фосфора смешивают с 480 г серного цвета и смесь вносят лож- кой в тигель, предварительно нагретый на горелке. По внесении каждой порции тигель закрывают крышкой; тотчас же начинается реакция. После внесения всей смеси тигель охлаждают так, чтобы масса еще оставалась жидкой, и вы- ливают содержимое на железный лист. Затвердевший продукт еще теплым разрезают на куски и складывают в плотно закрывающуюся банку*. ФОСФОР ТРЕХХЛОРИСТЫЙ (ХЛОРИД ФОСФОРА I3J) Phosphorus tricnloratus Phosphorus trichloride Phosphortrichlorid PC13 Мол в. 137,346 Свойства PClg—бесцветная напоминающая воду легкоподвижная жидкость уд. в. 1,57, дымящая на воздухе и вызывающая раздражение слизистых оболочек (слезотечение). Т. пл. —92°, т. кип. 76,6°. • Хим. преп., стр. 42 35*
М8 Фосфор С эфиром, хлороформом, бензолом и сероуглеродом смешивается во всех отношениях; водой и спиртом разлагается. Требования к продажному реактиву По ГОСТ 91—41 реактивный препарат должен иметь уд. в. (г^°) 1,58, т. кип. 75—77° и содержать не менее 95,5% РС13. Приготовление 1. Для получения реактивного препарата разработана следующая методи* ка*. В полулитровую реторту 1 с тубусом помещают 100 г сухого красного фос- фора. Через тубус пропускают стеклянную трубку 2, диам. 8—10 мм, конец которой приблизительно на 3 см не достигает поверхности фосфора. Загнутое вертикально вниз'горло реторты соединено с приемником—колбой 3, имеющей отросток, направленный вверх под углом 45°; при отсутствии такой колбы мож- но воспользоваться кругло- донной колбой и рогатым форштоссом (рис. 68). Отросток колбы соеди- нен с обратным холодиль- ником 4, закрытым хлор- кальциевой трубкой 5 для предохранения от влаги воз- духа. Колбу 3 помещают в холодную воду. Сначала вытесняют из прибора воздух, пропуская через трубку 2 ток сухого СОа, после чего нагревают реторту до появления в верхней ее части желто- ватого возгона. Тогда по трубке 2 начинают пропу- скать ток совершенно сухо- го хлора. Рис. 68. Схема прибора для получения треххло- 11ачало реакции заметно , ристого фосфора: по появлению бледного пла- 1—реторта с тубусом; 2—газоподводящая трубка; Мени у Конца трубки 2; Ha- il.—приемник; 4-гшариковый холодильник; 5—хлор- греваиие и ТОК хлора ре- кальциевая трубка. гулируют таким образом, чтобы, с одной стороны, Не было возгона желтого фосфора (в этом случае увеличивают ток хлора и ос- лабляют нагревание), а с другой стороны, не происходило бы образования твер- дого РС15 (необходимо усилить нагревание и уменьшить ток хлора). Можно оегулировать процесс, передвигая трубку 2; для удаления желтого фосфора трубку поднимают выше, для удаления PC1S трубку опускают. Температура поддерживается в основном за счет теплоты реакции. Реакцию ведут до израсходования приблизительно 3/а всего фосфора. Иног- да фосфор спекается и пристает к стеклу; этого можно избежать, если фосфор предварительно промыть и высушить на водяной бане. Получаемый РС1з пе- регоняется в колбу 3. В нем может быть примесь желтого фосфора, для удале- ’Ния которой рекомендуется пропустить через жидкость несколько пузырьков хлора. Если имеется примесь РС16, то прибавляют немного красного фосфора Изв. ИРЕА, 3, 46 (1924).
Фосфор inрс хлористый. Фосфора хлорокись 549 я подогревают до 60°. Находящийся в жидкости и на стенках колбы твердый РС16 при взбалтывании с красным фосфором переходит в жидкий РС18. Для окончательной очистки PCls перегоняют из колбы Вюрца, собирая ф; । циго 75—77°, причем избыток фо.сфора остается в колбе. Хлорокись фосфора РОС1з, могущая образоваться в присутствии влаги (вс । гствие недостаточней сушки газов—СО2 и С12—или ««герметичное ги сое- дциспий), отделяется при перегонке (высскокипяиая фракция). Выход 60%. 2. Значительно равномернее протекает хлорирование в жидкой фаз . В круглодонную трехгорлую колбу емкостью 1 л, снабженную обратным холо- дильником и механической мешалкой, помещают 100 мл РС18 и 100 г красного фосфора. Пустив в ход мешалку, подогревают содержимое колбы до 50 60° и через газоподводящую трубку пропускают ток хлора, высушенного в промывалке С КОНЦ. H2SO4. При взаимодействии хлора с парами РС13, образуется РС16. который немед- ленно реагирует с находящимся в колбе фосфором, давая РС13. Дальнейшее на- гревание колбы излишне: плавное течение процесса обеспечивается за счет тепло- ты реакции хлорирования. Когда почти все содержимое колбы станет жидким, что свидетельствует и почти полном израсходовании фосфора, колбу несколько охлаждают, добавляют еще 100—150 г фосфора и возобновляют хлорирование. Процесс заканчивают, когда в колбе образуется 500—600 мл жидкости. Для очистки ее перегоняют, собирая фракцию 73—77°. Препарат очень чист. Выход близок к теоретическому (считая на израсходованный фосфор). Установка почти не требует наблюдения и работает безотказно ФОСФОРА ХЛОРОКИСЬ Phosphorus oxychloride Phosphoroxychloricl РОС13 Мол. в. 153,346 Свойства РОС1з—бесцветная, сильно преломляющая свет жидкость уд. в. 1,69, с резким запахом, напоминающим PCls. Т. пл. 1,3°, т. кип. 107,22 . Во влажном воздухе дымит. Требования к продажному реактиву По ВТУ У-166—51 препарат чистый должен иметь уд. в. при 20 в преде- лах 1,660—1,725 и т. кип. (при 760 мм рт. ст.) 106,5—107,3е (в этих пределах дол:.но перегоняться пе менее 95% препарата). При готовлеиие 1. ЗРС13 ]- КСЮ3 ЗРОС13 + КС1 В круглодонную колбу емкостью 250 мл, снабженную обратным холо- дильником, помещают 100 г РС18 и понемногу, порциями не больше 0,5—1 г, вносят 33 г топко растертого КС1О8. Реакция протекает очень бурно, сопро- вождается сильным потрескиванием внутри жидкости, даже появлением пла- мени. Поэтому добавлять новую порцию КС1О8 можно только после окончания бурной реакции, вызванной добавлением предыдущей порции КС1О8. При этом условии метод пе представляет опасности. По окончании реакции (последние порции КСЮз не реагируют) РОС13 сливают в колбу Вюрца и пе- регоняют, собирая фракцию 105—108' * Предложено Б. Н. Лундиным. ” Если в распоряжении экспериментатора нет небольшого количества РС13, необходимого Для начала процесса, то можно начать хлорирование сухого красного фосфора. В этом случе вначале требуется ннима гельно наблюдать за ходом реакции пока в колбе не образуется хотя бы 20—30 мл PCI.,. *35
550 Хлор Если в распоряжении имеется небольшое количество готового POQS то описанный выше метод можно несколько видоизменить, с тем чтобы обес- печить более спокойное течение реакции. В круглодонную колбу емкостью 100—150 мл, снабженную обратным хо- лодильником, помещают 16 г тонко растертого сухого КСЮз и 20 г РОС1а В верхний конец холодильника вставляют свободно (без пробки) капельную воронку с 50 г РС1з- Вначале РОз добавляют редкими каплями, каждая из ко- торых вызывает энергичную реакцию и вскипание жидкости; когда будет при- лито 15—20 мл РС1з, скорость приливания можно несколько увеличить. По окончании реакции РОС1з отгоняют на масляной бане, нагретой дс- 150°. Выход 72,5 г (95,5% от теорет.). 2. В качестве побочного продукта РОС1з получается при синтезе хлорис- того тионила (см. стр. 520, метод 1). Полученную этим методом фракцию, ки- иящую выше 100'', состоящую из неочищенной РОС1з, достаточно перегнать, собирая фракцию 104—108°. ХЛОР Chloruni Chlorine Chlor Cl2 Свойства Ат.в. 35,457 Мол. г. 70,914 С1з—зеленовато-желтый ядовитый газ с резким удушливым запахом, уд. в. 2,486 (по воздуху). При 0° и 6 ат давления сгущается в золотисто-желтую жидкость. Т. пл. —100,5°, т. кип. — 33,9°. Растворим в воде, и вследствие этот и его следует собирать над насыщенным раствором NaCl, над горячей водой или над конц. H2SO4. Вода, растворяя хлор, окрашивается в зеленоватый цвет и приобретает запах хлора (хлорная вола). Растворим в четыреххлористом угле- роде, бромистом этилене и концентрированной соляной кислоте (1 л кислоты уд. в. 1,19 растворяет 7,3 г хлора). Хлор не горит. Зажженная свеча, опущенная в хлор, продолжает го- реть коптящим пламенем. Пламя светильного газа или спирта окрашивается в атмосфере хлора в зеленый цвет. Вдыхание небольших количеств хлора вызывает удушливый кашель: при больших количествах наступает кровохарканье. Таблица 342 Растворимость хлора в воде ГС Р ч ГС р в 1 'с Р 1 q 0 4,610 1,46 19 2,328 0,7508 30 1,769 0,5722 6 3,411 1,08 20 2,260 0,7291 35 1,575 0,5103 10 3,095 0,9969 21 2,200 0,7098 40 1,414 0,4589 11 2,996 0,9652 22 2,143 0,6916 45 1,300 0,4227 12 2,900 0,9344 23 2,087 0,6737 50 1,204 0,3927 13 2,808 0,9048 24 2,035 0,6570 60 1,006 0,3294 14 2,720 0,8766 25 1 ,985 0,6411 70 1,0848 0,2792 15 2,635 0,8493 26 1,937 0,6257 80 0,672 0,2226 16 2,553 0,8230 27 1,891 0,6110 90 0,380 0,1268 17 2,474 0,7977 28 1,848 0,5973 100 0,000 0 0000 18 2,399 0,7736 29 1,808 0,5845 Примечания: р—объемы хлора, поглощенные 1 об. жидкости при температуре t“ когда общее давление (хлора и паров воды) равно 760 мя рт. ст. Ч—количество хлора (а), растворяющееся в 100 г воды, когда общее давление (хлора » паров воды) равно 760 мм пт. ст.
Хлор 55) Приготовление По способам 1—6 получается хлор с примесью небольшого количеств» кислорода. 1. МпО2 4- 4НС1 = MnClg + С12 + 2Н2О В колбу емкостью 1 л помешают 100 г МпОг (техн.), кусочками величиной г орех, и приливают через воронку 500 мл соляной кислоты уд. в. 1,19. Нагревают сначала осторожно, затем сильнее. Для очистки от брызг кислоть газ пропускают через промывную склянку с водой. Чтобы не разбить колбу при загрузке МпОг, рекомендуется предваритель но налить в колбу воды, а перед добавлением кислоты воду слить. При частой потребности в хлоре удобно пользоваться аппаратом Орлоь гкого, видоизмененным Арендтом. р На общей железной подставке устанавливаются 3 большие колбы и укреп 1яются так, чтобы при переноске аппарата они не могли упасть. Собственнс аппарат, выделяющий •<лор, представляет собой среднюю колбу 1 (рис. 69); ее емкость 3 л или немно- го больше; две другие <олбы 2 и 3—несколько меньшего размера. Все гри колбы закрыты про- сверленными резиновы- ми пробками для 1 и 2— г тремя, для 3—с двумя отверстиями. От колбы 2 отходят гри стеклянные трубки, 13 которых трубка 4 оканчивается под проб- ной, а 5 и 6 доходят до дна, причем концы по- следних трубок срезаны нкось; 5 и 6 снабжены сороткими резиновыми трубками с зажимами и могут соединяться с бо- iee длинными трубками. Колба 1 имеет труб- <У 7, доходящую до дн оглом и может быть' соединена с трубкой 5. Трубка 8 служит предо 4ранительной трубкой. Она обрезана под пробкой, а снаружи согнуть U-образно и доходит до дна высокого цилиндра 9, содержащего конц. H2SO4 трубка 10 также оканчивается под пробкой и соединена с колбой 3, где эта трубка доходит до дна. Наконец, трубка 11 оканчивается под пробкой колбы • * служит газоотводной трубкой. Чтобы привести аппарат в действие, сначала в колбу 1 накладывают не много больше чем до половины ее объема кусочков МпОг (техн.) величиной it 5 до 15 мм, вставляют соответствующую пробку с тремя трубками, при- 1ем держат колбу горизонтально (чтобы трубки могли достигнуть дна колбы). Затем наливают в колбу 2 около 1 л соляной кислоты уд. в. 1,19 и закупори <ают соответствующей пробкой. На трубку 6 надевают зажим и соединяю? трубки 5 и 7 толстостенными и плотно надевающимися каучуковыми трубками В колбу 3 наливают 200—300 мл конц. H2SO4, закрывают ее соответствую- цей пробкой и одну трубку соединяют с трубкой 10. На трубки 4 и 6 надеваю? короткие каучуковые трубки с зажимами Рис. 69. Аппарат Орловского для получения хлора: 1,2,3 — колбы; 4,.5,6,7,8,10,11—трубки; 5. ГЗ—цилиндры 12—зажим; 14—стакан. и срезанную вкось; она согнута под прямы»
552 Хлор Для получения хлора запирают трубки 4 и 6, освобо: .дают от зажима 12 место соединения трубок 5 и 7 и слабо подогревают колбу 2 горелкой (колбь 1 и 2 стоят "а сетках). Находящаяся в колбе 2 соляная ki слота выделяет газо- образный НС1, который своим дав.' ищем i ьпееняет кислоту в колбу 1. Na,. только это достигнуто, замыкают зажимом 12 трубку 5 и передвигают горелку под колбу 1, вследствие чего тотчас начинается выделение хлора, длящееся до тех пор, пока НС1 не истощится (через несколько часов). Выделяющийся хлор промывается в колбе 3 и оттуда направляется для использования через трубку 11. Чтобы превратить реакцию, достаточно запереть .жимом трубку 11 и открыть зажим 12 и трубку 4, которая соединяется с длинной трубкой,"по- груженной в раствор КОН в мерном цилиндре 13. Горелка остается под колбой 1 пока давлением газа вся кислота не перегонится в колбу 2. Избыток хлора' который при этом переходит туда же, поглощается КОП. Затем убирают горелку и запирают из предосторожности зажим 12; через несколько минут действие аппарата полностью прекращается. Чтобы снивд началось выделение газа через любое время, открывают зажим 12, запирают трубки 4 и 6, открывают трубку 11, ставят горелку под колбу 2 и поступают да лее, как было уже описано; через несколько минут начинается выделение С1г. Когда соляная кислота истощается, ее можно заменить свежей следующим простым способом. После того как выделение хлора полностью прекратится, запирают зажим 12 и трубку 4, отпирают трубку 6, соединив ее с длинной стек- лянной трубкой, затем подставляют под нее большой (более 1 л) стакан и па гревают колбу 2, подставив горелку. Жидкость давлением собственных паров вытесняется через трубку 6, которая действует при этом как сифон. При удалении горелки следует, конечно, открыть трубку 4, чтобы мог вой- ти воздух. Когда таким образом колба 2 опорожнена, запирают трубку 4 (за- жим 12 остается закрытым, трубка 6 открытой) и нагревают оставшуюся в кол бе 2 жидкость, чтобы парами ее отчасти вытеснить воздух. В то же время снима- ют с трубки 6 каучуковую трубку с зажимом, быстро пододвигают большой ста- кан 14 с крепкой соляной кислотой, помещенный заранее иа подставку соответ- ствующей высоты, и убирают горелку. Вследствие конденсации паров в колбе 2 образуется разрежение, и кислота засасывается через трубку 6; тогда открывают зажим 12 или трубку 4, и кисло та перетекает в колбу 2 через образовавшийся сифон. Аппарат снова готов к действию; опоражнивание и наполнение кислотой при некотором навыке эк спериментатора занимает всего несколько минут. Предохранительное приспособление 9 устраняет опасность, которая могла бы возникнуть, если бы какая-нибудь из трубок 5, 7, 10, 11 или прибор, в который поступает хлор, оказались закупоренными. Газ тогда выделяется беспрепятственно через HaSO4 в цилиндре 9. Этот аппарат, предложенный впервые Орловским (без предохранительного приспособления 9), может при хороших каучуковых -^рубках стоять месяцами без употребления и без всякой предварительной подготовки давать равномерный гок хлора, как только подставят горелку под колбу 1. 2. МпО2 '- 2NaCl : 3H2SO4 = MnSO4 - - 2NaHSO4 - CI2 +- 2H2O К смеси 6 ч. МпОг и 3 ч. NaCl прибавляют 20 ч. теплой H2SO4, полученной смешением равных количеств конц. H2SO4 (уд. в. 1,84) и воды. После смешения начинается выделение почти безводного хлора; к концу реакции полезно смесь подогреть. Выделяющийся газ содержит некоторое количество хлористого водорода. 3. 2КМпО4 -г 16НС1 = 2КС1 + 2МпС12 + 6С12 + 8Н2О В колбу Вюрца 1 помещают (рис. 70) 10 г чистого истертого КМпОа и из капельной воронки 2 с загнутым концом приливают по каплям 60—65 мл со-
Хлор 553 1яной кислоты уд. в. 1,17. Получают равномерную струю хлора, содержащего, возможно, примесь кислорода. Прибор можно снабдить регулирующим при- способлением для изменения давления. Для этого колбу соединяют с банкой 3 г конц. H2SO4, в пробке которой может передвигаться пипетка 4, соединенная я свою очередь с трубкой 5, идущей в тягу. При выдвигании пипетки из кислоты газ выходит в тягу; п и погружении пипетки хлор идет в реакционный сосуд и уходит в тягу только тогда, когда соответствующий поло- жению пипетки столбик кис- лоты не сможет уравновеши- вать давление газа. 4. К2СГ2О7 + 14НС1 = = 2КС1 + 2СгС... ЗС12 + 7Н2О Нагревают на водяной ба- ле 180—200 г тонко иЗе ельчен- ного двухромовокислого калия 1 л соляной кислоты уд. Ч. 1,19. Выделяющийся газ может содержать НС1, незначительные количества окиси хлора, следы СОг, воздуха и водяных паров. Для очистки газ пропускают последовательно через две про- мывные склянки с водой, через конц. H2SO4 и для разрушения окислов хлора через накален- ную докрасна трубку длиною в 30 см, наполненную асбестом. Очищенный таким образом хлор пропускают через U-об- разную трубку, охлаждаемую смесью льда и соли и, наконец, высушивают при помощи СаС12 Рис. 70. 1 —колба Прибор для получения хлора из HCI и KMnCU: Вюрца; 2— иоронка; 3— склянка; 4 — пипетка; 5 — трубка ИЛИ Р?О5. СаОС12 + 2НС1 = СаС12’- С12 Н,0 Для получения больших количеств хлора (и доя частого получения неболь- ших количеств) в средний шар аппарата Киппа помещают кубики из хлорной извести и наливают в аппарат соляную кислоту уд. в. 1,12. Для очистки газ про;,,ывают, пропуская через воду и конц. HsSOi- При длительных перерывах в работе кислоту из аппарата рекомендуется выливать, так как, растворяя хлор, она постепенно заполняет средний шар, вследствие чего вновь начинается вы- деление хлора. При коротких перерывах в аппарат для удаления хлора через газоотводный кран вдувают воздух. Кубики из хлорной извести можно приготовлять прессованием свежей хлорной извести или замешиванием 1 ч. хлорной извести с 1/4 ч. гипса и не- большим количеством воды. Можно применять хлорную известь в том виде, в каком она имеется в продаже.
554 Хром 6. CaOCi2 = СаО Cl2 Недавно был предложен каталитический метод получения хлора из хлор ной извести*. Для приготовления катализатора 0,2 г СоСН-бНгО и 0,2 f Ре(МОз)з-9НгО растворяют в 2—3 мл воды и смешивают с 1 г свежей хлорной извести. После прекращения реакции массу сушат и растирают в порошок Для получения хлора этот катализатор смешивают с 25 г сухой хлорной извести и смесь помещают в круглодонную колбу, снабженную пробкой с газо отводной трубкой. Колбу нагревают до 60°, причем происходит энергичное выделение хлора. Нагревание прекращают, возобновляя его при ослаблении реакции. Остатки хлора выделяются при 120°. Выход 2—2,2 л хлора, содержа щего небольшую примесь кислорода. 7. Для получения хлора, не содержащего даже следов Оа, пропускают газ через кварцевую трубку, наполненную кусочками древесного угля и нагрету» .то красного каления**. ХРОМ Chromium Chromium ChronP Сг Ат. в. 52,01! Свойства Сг—серый, кристаллический порошок уд. в. 7,1., частично состоящий из микроскопических ромбоэдров. Т. пл.*** 1765°, т. кип. около 2200°. Получен- ный алюмотермическим путем хром—твердая серовато-белая блестящая масса На воздухе металл окисляется очень медленно даже при красном калении Растворим в соляной кислоте с выделением водорода; в H2SO4 растворяется при нагревании; HNOs, даже горячая и концентрированная, на хром не действует, так как последний, подобно железу, при этом «пассивируется». Приготовление 1 • Сг2О8 + СгОз -I- 4А1 = ЗСг 4- 2A12OS Смесь 600 г СггОз, 120 г сухого и растертого СгОз и 270 г порошка алюми ния (или 60,9 г Сг2Ов, 240 г металлического кальция и 108 г AI порошка) поме- щают в тигель с набойкой из MgO. Тигель вставляют в ящик с песком и удаляют находящиеся поблизости горючие вещества, так как раскаленные частицы раз брасываются в стороны на метр и более. Смесь зажигают при помощи запала из 20 спичечных головок и ленты магния. По окончании бурной реакции (очки!) и охлаждении тигель разбивают и королек хрома очищают от приставшего шлака. По другому варианту**** в глиняный тигель высотой 10 см всыпают сначала 10 г порошкообразного CaF2 и затем тщательно приготовленную смесь 35 г СггОз, 25 г КаСггО? и 20 г алюминиевой пыли. Эту смесь покрывают гонким слоем зажигательной массы, приготовляемой осторожным смешива нием (нельзя растирать!) 5 г А1 с 15 г перекиси бария (ВаОг), куда вставляю1 полоску селитряной бумаги***** и зажигают. Если воспламенение не удалось увеличивают количество зажигательной смеси или подогревают предваритель но тигель до 100—200°. * В. М. Галлах, ЖПХ, 24, 798 (1951). ** О. Honigsch ml d t. К- Wlntersberger. Z. anorg. Chem., 2U> 166 (1934). *** Предполагают, что т. пл. совершенно чистого хрома лежит около 1920°; не значительная примесь На нли Na сильно снижает температуру плавления. ГЕ. Frie mann, F. Sauerwald, Z. anorg. Chem., 209, 73 (1931)]. • ••» Неорг. практ., стр. 169. ***** Фильтровальная бумага, пропитанная 10%-ным раствором KNOS и высу шейная.
Хром азотнокислый 556 2. К2Сг2О7 + ЗС2НЕОН + 8НС1 = 2КС1 + 2СгС)3 + ЗСНаСОН -г 7Н2О 2СгС13 + 3Mg = 2Cr + 3MgCl3 Растворяют 100 г К2СГ2О7 в возможно малом количестве воды, прибавляют 400 мл соляной кислоты (уд. в. 1,124) и затем постепенно прибавляют 100 мл 50%-ного спирта. Добавив к жидкости 160 г КС1, фильтруют, выпаривают до- суха и обезвоживают остаток умеренным нагреванием. Отделив полученную соль от зеленых частиц, ее смешивают с 50 г порошка магния, помещают в тигель и накаливают полчаса при красном калении. После охлаждения ти- гель разбивают; сплавленную массу очищают с поверхности от зеленых частиц и бросают в воду; при этом масса распадается в тонкий порошок. Последний очи щают промыванием водой с последующей декантацией, кипячением с HNOs и вторичной декантацией, после чего сушат на водяной бане. Выход 27 г. 3. В большой стакан помещают раствор 120 г СгО3, 1,5 г Сгз(50а)з и 4,4 г Сг(ОН)3 в 4 л воды; смесь подогревают [причем Сг(ОН)3 полностью растворяет- ся] и подвергают электролизу. Катодом служит медная проволока, помещенная в центре стакана, анодом— свинцовый змеевик (холодильник) с проточной водой. Сила тока 0,1 а, напря- жение 3,2 в. Электролиз ведут в течение нескольких дней без перемешивания электро- лита, после чего отделяют слой Сг и нагревают его в высоком вакууме при 600’ зля удаления На- Полученный серо-стальной металл очень чист*. ХРОМ АЗОТНСКИСЛЫЙ (НИТРАТ ХРОМА [3]) Chromium nitricum Chromic nitrate Chromnitrat oxyd Cr(NO3)3-0H2O Мол. в. 400,18 Свойства Сг(Г\Оз)з-9Н2О—фиолетовые кристаллы, очень легко растворимые в воде и спирте. Т. пл. 39,6°. Таблица 343 Относительные веса водных растворов Cr(NO3)3-9H2O Cr(NOJs % ,18 d4 Cr(NO3)3 % d18 Cr(NO3)3 % d18 Cr(NO3)s % J8 d4 1 1,0073 8 1,0666 16 1,1407 24 1,2236 2 1,0155 10 1,0844 18 1,1606 26 1,2459 4 1,0322 12 1,1027 20 1,1810 28 1,2690 6 1,0492 14 1,1214 22 1,2020 30 1,2929 Требованияк продажному реактиву Наибольшие количества допустимых примесей (%) в Cr(NO3)s-9H2O раз 1ичных квалификаций (по ГОСТ 4471—48): Примеси ч. д. а. ч. Вещества, нерастворимые в воде . 0,005 0,03 Хлориды (С1)......................... 0,005 0,01 Сульфаты (SOi) . . ....................' . . 0,005 0,01 Железо (Fe) ....................................... 0,005 0,01 Щелочные и щелочноземельные металлы (в виде сульфатов) 0,2 0,5 Н. Haraldsen. Е. Kowalski, Z. anorg. Chem., 224, 330 (193Ь)
Хрол 556 Приготовлен и е . Для получения препарата квалификации ч.д.а. разработана следующая методика*. Пасту, содержащую 100 г Сг(ОН)з (см приготовление), обрабатывают в фарфоровой чашке 280 мл HNOs (чистая, уд в. 1,4) при перемешивании. По- лученный раствор фильтруют, фильтрат упаривают на водяной бане при 50—J 60° до уд. в. 1,4, добавляют 50 мл HNOs (уд • в. 1,4) и ставят для кписталлизации иа ночь в холодное место (с температурой ниже 0°)**. Если кристаллизация не наступила, добавляют еще 20—30 мл HNOs и вносят «затравку»—кристал лик Cr(NOs)s-9HgO. Жидкость сливают, кристаллы отсасывают, сушат на воздухе до исчезло, вения запаха HNOs и помещают в банку с притертой пробкой. Маточный растаяв упаривают до уд. в. 1,4, добавляют 10—20‘ли HNOs (уд. в. 1,4) и охлаждают. Общий выход около 370—400 г. 2. К 100 г СгО3 (чистый) приливают*** 260 мл HNOs (чистая, уд. в 1,3—-1,4), и смесь осторожно восстанавливают сахаром или крахмалом, добав- ляя восстановитель до появления устойчивой желтой окраски окислов азота. К охлажденному раствору добавляют HNOs (120—200 мл на 1 л раствора) и оставляют на сутки для кристаллизации. Кристаллы Cr(NOa)s 9НаО отса- сывают и сушат в токе, сухого воздуха при температуре не выше 36°. ХРОМА ГИДРАТ ОКИСИ (ГИДРООКИСЬ ХРОМА [3]) Chromium oxydatum hydricum Chromic hydroxide Chromltydroxyd Cr(OH)s Мол. в. 103,03 Сео ист в а Сг(ОН)3—серо-зеленый или серо-голубой аморфный порошок уд. в. 2,9, нерастворимый в воде (ПР= 1 • 10~зопри 25°). Обычно получаемый продукт силь- но гидратирован и отвечает формуле Сг(ОН)з-хНгО (х=2—4); после стояния над H2SO4 он переходит в дигидрат, а после сушки при 100°—в безводный Сг(ОН)з- Выше 100° разлагается иа СгаОз и воду, далее масса раскаляется и окраши- вается в темнозеленый цвет, теряя способность растворяться в кислотах. Об- ладает амфотерными свойствами и может вести себя, как очень слабая кислота НСгОг[т. е. Сг(ОН)з—НгО] с константой диссоциации К=9-10—16 при 25°. Растворим в щелочах с образованием хромитов. Требования к продажному реактиву Наибольшие количества допустимых примесей (%) в Cr(OH)s квалификации чистый (по ГОСТ 4196—48): Примеси Вещества, нерастворимые в соляной кислоте 0,05 Хлориды (С1) ........................... 0,01 Сульфаты (SO4).......................... 0,2 Щелочные и щелочноземельные металлы (в виде сульфатов)........................ 0,3 Железо (Fe) . . .................... 0,003 * Метод ИРЕА (В. В. Полянский). ** Более крупные кристаллы, но с меньшим н нг ходом, получаются при выпари- вании раствора до уд. в. 1.3. *** С. Н. Чирков, ЖХП, № 4—5 (1940).
Хрома гидрат . и Потери при прокаливании должны быть не пеньте 45,3% и не больше 57% Содержание Сг20з должно составлять пе меньше 43% и не больше 54%. Приготовление 1. Na2Cr2O7 4- ЗНСНО 4- 8HCI = 2CrCis у 2NaCl ЗНСООН-f- 4Н2О CrCls 3MH4OI-I = Cr(OH): + 3NH4C1 Для получения реактивного препарата растворяют* 100 г натриевого хром пика** в 270—300 мл воды и фильтруют. Прозрачный раствор нагревают д 60 в фарфоровой чашке (под тягой), добавляют к нагретому раствору 100 »• соляной кислоты (чистая, уд. в. 1,19) и после перемешивания вносят неболь шими порциями заранее приготовленную смесь 50 мл 32—35%-ного форд - - на с 60 мл соляной кислоты (уд. в. 1,19). Реакция восстановления протекает бурно, и быстрое прибавление форма- лина ведет к выбрасыванию жидкости. Коричневый цвет раствора к концу реь? ции переходит в темный сине-зеленый (CiCls). Необходима проба на полногу восстановления, для чего несколько мл раствора нагревают, прибавлял NH.OH до слабого запаха*** и, доведя до кипения, оставляют стоять для осаж дения Сг(ОН)з. Если раствор над осадком не имеет желтой окраски, восстановление закон- чено. Следующая операция заключается в переводе CrCls в Сг(ОН)з. Для этого раствор разбавляют 200 мл дестиллированной воды и, нагрев почти до кипения, прибавляют небольшими порциями NH4OH (чистый, уд. в. 0,91) до слабого запаха (приблизительно 190 мл). При осаждении надо сле- дить, чтобы количество NHaOH было достаточное (раствор над осевшим Сг(ОН)з должен быть бледнофиолетовым). Если осадок получается плотный и липкий, следует прибавить еще некоторое количество NH.OH- По окончании осаждения Сг(ОН)з переносят на бязевый или бумажный фильтр и несколько-раз промывают горячей дестиллированной водой для уда- ления главной массы растворимых солей. Дав жидкости стечь, переносят осадок в склянку емкостью 2—3 л и промывают дестиллированной (или профильтрован- ной водопроводной) водой. При первых промываниях рекомендуется добавлять к воде по 10—15 мл NH4OH Промывку ведут, хорошо взбалтывая осадок с водой и после отстаивания сливая воду сифоном. После 10—15-кратного про- мывания осадок переносят в фарфоровую чашку и несколько раз промывают, нагревая почти до кипения с дестиллированной водой. Окончание промывки контролируется растворением пробы осадка в HNOs и добавлением AgNO3: отсутствие мути (AgCl) указывает на достаточную чистоту продукта**** *****. Тогда Сг(ОН)з переносят на фильтр и дают стечь промывной воде. Мокрый осадок перекладывают в стеклянную или фарфоровую чашку и высушивают при 40—60', часто перемешивая. Высушенный продукт растирают в ступке и просеивают через закрытое сито [сухой Сг(ОН)з сильно" пылит]. Полученный гидрат отвечает не формуле Сг(ОН)з, а формуле Сг(ОН)3- хН2О (х— 2-f-4). Выход около 100 г. * Метод ИРЕА (Т. Полянский). ** Хромпик должен содержать не меньше 90% Na2Cr2O7 и ьс больше 1 % Na2SO4; если сырье не удовлетворяет этим требованиям, приготовляют насыщенный при 15 — 20° раствор Na2Cr2O7 так, чтобы часть соли осталась нерастворенной. В этих условиях почти весь Na.jSO., остается в осадке. 160 г такого раствора разбавляют 240 мл воды. *** Если NH.OH был взят в избытке, то он частично растворяет Сг(ОН)., придавая раствору фиолетовый цвет. ***** Д. Н. Финкельштейн считает, что полная отмывка Сг(ОН)ч от С1 невозмож- на, и рекомендует вести восстановление формалином в азотнокислом растворе, пред- варительно удалив примесь С1 в Ка-,Сг2О7 добавлением рассчитанного количества AgNOo.
558 Л ром 2. К 5 л 0,1 н. раствора Сг(5Юз)з при сильном перемешивании (лучше ме ханическ.ой мешалкой) приливают по каплям 2,5 л 0,1 н. NHrlOH. При даль- нейшем перемешивании в течение 2 час. осадок Сг(ОН)з исчезает (пептизируясь солью трех валентного хрома). Тогда медленно приливают еще 2,5 л 0,1 и NHaOH, причем выпадающий Сг(ОН)з легко отмывается от NO~. Промытый препарат высушивают около 100°. ХРОМА ОКИСЬ (ОКИСЬ ХРОМА [3]) Chromium oxydatum Chromic oxide Chromoxyd Chromioxyd CraO3 Мол. в. 152,02 Св ойства СггОз—темнозеленый порошок щелочах. Т. пл. 2140°. Обладает уд. в. 5,21, нерастворимый в кислотах магнитными свойствами. и Требования к продажному реактиву По ТУ НКЦМ 1273—43 препарат ч. д. а. и чистый должен содержать не менее 99% СгзОз- Наибольшие количества допустимых примесей (%) в СгзОз различных ква- лификаций: Примеси ч. д. а ч. Хромовый ангидрид ... . . 0,005 0,01 Сульфаты (SO4) ..... . ... 0,02 0,05 Приготовление 8К2СГ2О7 ~|- С12Н22О11 — 8СГ2О3 [- 8I\2CO3 --]- 4СОз 11Н2О 200 г тонко растертого К2СГ2О7 тщательно перемешивают с 32 г сахарной пудры. Смесь помещают под тягу на железный лист, добавляют несколько ка- пель спирта и осторожно поджигают. Происходит бурная реакция восстанов- ления. По охлаждении массу выщелачивают водой с небольшой добавкой СНзСООН и промывают осадок до слабожелтой окраски промывных вод. За тем СгаОз высушивают при 120’ и растирают. Выход 100 г (98%). ХРОМ СЕРНОКИСЛЫЙ (СУЛЬФАТ ХРОМА [3]) Chromium sulfuricum Chromic sulfate Chromisui fai iChromsulfat Cr2(SO4)3- 18H2O Мол. в. 716.51 С войства Cra(SOi)s- I8H2O—мелкие фиолетовые кристаллы кубической системы, уд. в. 1,86, растворимые в воде и нерастворимые в спирте. При нагревании Де 70° фиолетовый раствор сульфата быстро принимает зеленый цвет. Высушенный при 100° препарат содержит 5—6 молекул воды; полное обе»' воживание наступает только при красном калении.
Хрома окись. Хром сернокислый Таблица 34ч Относительные веса растворов Cr2(SO4)3 СГа(8О4)а % Cr2(SO4)a % .1^ d4 фиолетовая модификация зеленая модификация фиолетовая модификация зеленая модификация 1 1,0091 18 1,1966 1,1851 2 1,0191 I,0172 20 1,2218 1,2091 4 1,0395 1,0358 22 1,2479 1,2339 6 I,0604 1,0551 24 1,2750 1,2594 8 1,0817 1,0751 26 1,3032 1,2856 10 1,1034 1,0958 28 1,3325 • 1,3125 12 1,1257 1,1172 30 —. 1,3401 14 1,1486 1,1392 35 — 1,4123 16 1,1722 1,1618 40 1,4893 Чребования к продажному реактиву По ГОСТ 4472—48 препарат должен содержать 20,7—21,0% Сг и 53,7 — 57,6% SO4. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в Cr2(SO4)s-6Н«'> различных квалификаций: Примеси ч.д.а. ч. Вещества, нерастворимые в воде............. 0,01 0,02 Хлориды (С1)............................... 0,005 0,005 Щелочные и щелочноземельные металлы (в виде сульфатов).................... ..... 0,1 0,3 Железо (Fe) .......... . . 0,003 0,006 Приготовление 1. В фарфоровую чашку* на 1 л помещают пасту Сг(ОН)3 (содержащую 160 г сухого Сг(ОН)з) и постепенно приливают при перемешивании 210 мл H2SO4 уд. в. 1,61. Оставляют смесь на 2—3 часа при 70°, изредка перемешивая и пополняя испаряющуюся воду, и отсасывают горячий (70°) раствор через двойной фильтр. Фильтрат упаривают до состояния густого сиропа. Последний намазывают на листы стекла слоем толщиной 3 мм (около 1 кг/м2) и выдерживают при 80° до полного высыхания. Блестящие темнозеленые пластинки сульфата хрома по мере высыхания отскакивают от стекла. Выход 400 г продукта. 2. Для получения препарата квалификации ч. д. а. в 730 г 30%-ной H2SO4 ч.д. а.) растворяют 125 г чистых хромовокалиевых квасцов (ч.д.а.). Раствор фильтруют от небольшой части нерастворившихся квасцов через бумажный фильтр в большой стеклянный или фарфоровый стакан емкостью 1,2—1,5 л. охлаждаемый льдом. К хорошо перемешиваемому (лучше механической мешалкой) раствору медленно, по каплям приливают из капельной воронки 320 мл H2SO4 (ч.д.а., уд. в. 1,84) так, чтобы температура жидкости не поднималась выше 15—20° Метод ИРЕА (Т. В. Полянский).
560 X ро и Чем ниже температура, тем выше выход продукта. По прибавлении всей кисло- ты выпавший фиолетовый осадок сернокислого хрома перемешивают, дают отстояться и отсасывают на воронке Бюхнера, дно которой покрыто слоем длин- новолокнистого асбеста. Продукт сильно отсасывают и промывают абсолютным спиртом, пока промывная жидкость не будет стекать бесцветной. Тогда еще раз сильно отсасывают; затем препарат высушивают на листах пергаментной бу- маги при комнатной температуре до удаления запаха спирта и складывают i 'анку с притертой пробкой. Вы._од 50—55 г (65%)*. ХРОМ ХЛОРИСТЫЙ (ХЛОРИД ХРОМА [2]) Chromium chloratuni ' bromous chlori ’ Chromchlorflr Chromochlorid А. Безводный хлористый хром CrCl2 Мол. в. 122,92 Свойства C1CI2—бесцветные блестящие иглы уд. в. 2,75. Т. пл. 824°. Соль раство- ряется в воде, свободной от кислорода, с синим цветом. На воздухе раствор жадно поглощает кислород и окрашивается в зеленый цвет, зависящий от рас- творенной хлорокиси хрома. Приготовление Восстанавливают безводный СгС1з абсолютно сухим свободным от Ог водо- родом при 420° до получения серовато-белого порошка. Препарат охлаждают в токе водорода и тотчас запаивают в ампулу. Б. Гидрат хлористого хрома СгС1,-4Н2О Мол. в. 194,99 С войств а СгС12-4НгО—прозрачн синие кристаллы, легко окисляющиеся при доступе кислорода. Приготовление 1. Cr(CH3COO)2 , 2НС1 = - СгС12 + 2СН3СООН Растворяют уксуснокислый хром (закисный) в эквивалентном количестве дымящей соляной кислоты, охлаждают до 0° и прибавляют 1 —1,5 об. дымя- щей соляной кислоты (или насыщают раствор чистым НС1, свободным от кис- города). Выпадающие кристаллы СгС1г-4Н2О отфильтровывают и высушивают в атмосфере N». 2. 2СгС1., Zn = 2CrCl2-| ZnCl2 Для приготовления раствора СгС1г восстанавливают сильно солянокислый раствор СгС1з гранулированным цинком при взбалтывании в неплотно закрытом сосуде до чистоголубой окраски. Так как раствор быстро поглощает кислород, необходимо хранить его под тонким слоем бензина. Однако и защищенный таким путем раствор со временем окисляется. Д. Н. Финкельштейн (Частное сообщение).
XpbM . ' спи . рнь ' ХРОМ ХЛОРНЫЙ (лЛОРИД ХРОМА [3]) Chromium hlorafiim Chromic chlori I Chromchlorid Chromichlorid А. Безводной хлорный хр-м CrCL Мол. в. 158, 8 Свойства СгОз—фиолетовые сильно блестящие листочки гексагональной спстемь уд. в. 2,9. Т. пл. около 1150". Почти нерастворим в воде; при длительном кипя- чении образует зеленый раствор. При прокаливании на воздухе переходит в Сг,Оз; в струе хлора возгоняется. Приготовление 1. Сг2Оз ЗС1а + ЗС = 2CrCIs ' ЗСО Смешивают 125 г влажной СггОз с 50 г сажи и густым крахмальным клей- стером в тесто, из которого формуют шарики диаметром в 10—15 мм. Эти ша- рики высушивают при умеренном нагревании, поме- щают в тигель и обильно засыпают угольным порошком. Тигель плотно закрывают железной крышкой и накаливают 15 мин. на сильной газовой горелке или в каскадной тигельной печи (выше 1100). По остыва- нии кусочки отделяют от угольной пыли, складывают в тигель и накрывают другим тиглем такой же вели- чины, в дне которого просверлены два отверстия. Че- рез одно из них проходит фарфоровая трубка /, доходя- щая почти до дна нижнего тигля; через второе проходит короткая изогнутая стеклянная трубка 2 (рис. 71). Обе трубки обмотаны асбестовым шнуром и встав- ляются в отверстия вполне плотно. Плотность между краями тиглей достигается прокладкой между ними полоски асбестовой бумаги, тщательной обмоткой асбе- стовым шнуром, пропитыванием обмотки жидким стек- лом и просушиванием. Тигли помещают в каскадную или криптольную тигельную печь, закрытую двумя кусками толстой жести с полукруглыми вырезами так, чтобы верхний тигель выдавался из печи наружу. Сначала нагревают прибор в токе СОг, пока на стеклянной трубке не оста- нется следов влаги. Тогда повышают температуру на- сколько возможно и пропускают по трубке 1 хлор, из- быток которого, выходящий из трубки 2, поглощают Рис. 71. Прибор для получения без- водного СгС1з-‘ 1 — хлор подводящая трубка; z—отводная трубка. раствором NaOH. По охлаждении в верхнем тигле оказывается возогнаиный СгС1з в виде фиолетовых блестящих кристаллов, нерастворимых в воде. Его быстро про- мывают водой и высушивают при 100°. 2. Рекомендуется* прокаливать СггОз при температуре 850—950° (не выше) в токе СО и С1г- Можно также нагревать смесь 2 ч. СггОз и 1 ч. животного угля в токе С12. * Д. И. Рябчиков и В. М. Шульман, ЖПХ, 1162 (1934).
562 Хром Свойства Б. Гидрат хлорного хрома СгС18-6Н2О Мол. в. 266.48 Различают СгОз-бНгО- три модификации водного хлорного хрома общей формула темнозеленую — [СгС12(Н2О)4]С1-2Н2О светлозеленую — [СгС1(Н2О)5]С12- Н2О фиолетовую —[Сг(Н20)е]С1о Все три модификации в водном растворе превращаются в смесь темнозе 1еиой и фиолетовой модификаций. Этот переход длится от 10 до 40 дней в за аисимости от внешних условий. При 25° через 14—15 дней растворы содержат коло 42% фиолетовой и около 58% темнозеленой модификаций. Таблица 34~ Относительные веса водных растворов СгС18 СгС13 % di8 g4 СгС13 % й4 фиолетовая модификация темнозелеиая модификация фиолетовая модификация темнозеленая модификация 1 1,0076 1,0071 8 I,0724 1,0691 2 1,0166 1,0157 10 1,0917 1,0876 4 1,0349 1,0332 12 1.1114 1.1065 6 1,0535 1.0510 14 1,1316 Требования к продажному реактиву Наибольшие количества допустимых примесей (%) для СгОз-бНгО раз -1ЖЧНЫХ квалификаций (по ГОСТ 4473—48): Примеси ч. д. а. ч. Вещества, не растворимые в воде 0,005 0,03 Сульфаты (SO4)............. 0,05 0,2 Железо (Fe)................................ 0,002 0,005 Щелочные и щелочноземельные металлы (в виде сульфатов) .............. ......... 0,2 0,5 ( и о й с г в а а) Темнозеленая модификация Темнозеленая модификация—изумрудно-зеленые кристаллы, растворимы»- » воде (раствор сине-зеленого цвета) и ацетоне. Нерастворим в конц. НО Г. пл. 83°. Приготовление Предварительно проанализированную пасту гидрата окиси хрома (при отопление см. стр. 556) растворяют в соляной кислоте (уд. в. 1,19), взяв пос 1еднюю из расчета 350 мл на каждые 100 г СггОз, содержащиеся в пасте. Через несколько часов после растворения раствор отсасывают через полотно на во ронке Бюхнера. Фильтрат упаривают на водяной бане до Чз объема (жидкосп
Хром хлорный. Царская водка 563 должна иметь консистенцию сиропа), переливают в стеклянный сосуд, охлаждае мый льдом, и насыщают хлористым водородом, пропущенным через промывную склянку с конц. H2SO1 и через U-образную трубку с СаС1г. Трубка, подводя щая НС1, должна оканчиваться расширением в виде воронки во избежание за- сорения кристаллами СгОз-бНгО. Насыщение ведут до тех пор, пока раствог не станет очень густым от выпавших кристаллов. Смесь оставляют еще на сутки на.льду для окончания кристаллизации. Выделившиеся кристаллы тщательно отсасывают и высушивают между ЗС и 40° (при более высокой температуре кристаллы расплываются). Сухие кри- сталлы хранят в банке с притертой пробкой. Выход 350 г из 100 г СггОя. б) Светлозеленая модификация Свойст в а Светлозеленая модификация—светлозеленые гигроскопичные кристаллы, легко растворимые в воде и трудно—в спирте. Нерастворим в ацетоне, эфире и концентрированной соляной кислоте. Приготовление Раствор 13,4 г темнозеленой модификации СгСЦ-бНаО в 18 мл воды кипятят 10 мин, охлаждают до 8—10° и при этой температуре насыщают хлористым во- дородом. Раствор фильтруют и выливают в 200 мл эфира, насыщенного НС1 при 10°. После стояния в течение нескольких часов отделяют выпавшую соль и промывают ее эфиром, насыщенным НС1. в) Фиолетовая модификация Свойства Фиолетовая модификация—серо-фиолетовый, весьма гигроскопичный- кристаллический порошок. Т. пл. 95°. Нерастворим в ацетоне. Растворим в во де с тусклой фиолетово-зеленой окраской. Приготовление Раствор 50 г темнозеленой модификации в 50 мл воды кипятят полчаса ь колбе с обратным холодильником, затем охлаждают в охладительной смеси и- насыщают хлористым водородом. После сливания сине-зеленого раствора остав- шиеся кристаллы промывают соляной кислотой уд. в. 1,20, отсасывают на ас- бесте и отжимают на глиняной пластинке; наконец, растирают кристаллы с аце- тоном, фильтруют и промывают ацетоном, пока фильтрат не перестанет окра- шиваться в зеленый цвет. После испарения удержанного ацетона продукт растворяют в 20 мл воды, фильтруют и снова насыщают хлористым водородом. Кристаллы, выделившиеся после стояния раствора на льду, отсасывают на полотняном фильтре, промывают ацетоном и сушат на глиняной пластинке в эксикаторе над H2SO4. Выход 12 г. ЦАРСКАЯ ВОДКА Acidum chloronitrosum Nitrohydrochloric acid Salpeter—-Salzsaure Acidum chloronitricum Konigwasser Aqua regia Свойства Царская водка—бесцветная, быстро желтеющая, очень едкая жилкосп с завахом хлора
Церий it ри готовлен не Смешивают 3 об. соляной кислоты уд. в. 1,19 с 1 об. HNOs, УД- в. 1,38— 1,40. Смесь следует готовить перед самым употреблением. В некоторых случаях готовят царскую водку из более разбавленных кислот. ЦЕРИЙ—АММОНИЙ АЗО f НОКИСЛЫЙ Cerium iiitricinn ammoniatum Ceric ammonium nitrate Ceriammoniumiiitrat (NH4)2Ce (NO3)C Мол. в. 548,26 Свойства (NHa)2Ce(NOs)6—оранжево-красные моноклинические кристаллы, легко растворимые в воде и спирте. Таблица 346 Растворимость (NH4)2Cc(NO3)e в воде ГС (NH.XCetNOJ,, % ГС (NH,hCe(NO,). % 25 • 58,49 64,5 66,84 35,2 45,3 62,79 64,51 85,6 69,4 Требования к продажном у р е а к т и в у По временным техническим условиям ИРЕА (1948 г.) препарат ч. д. а. должен содержать не менее 99,5% (NH4)2Ce(NO3)c. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в (NH4)2Ce(NOs)c ква тификации ч. д. а.: Церий трехвалентный (в пересчете на СеОг) ... . 0,1 Редкие земли, кроме Се ’ (в пересчете на окнслы) . . 0,1 Вещества, не осаждаемые NHjOH................... .... 0,05 Железо (Ге)............................0,002 Тяжелые металлы сероводородной группы 0,002 Приготовление Для получения препарата квалификации ч. д. а. разработана следующая методика*. В платиновую (или свинцовую) чашку на 250 мл помещают 85 г фторидов редких земель (цериевой группы)** и 50 мл воды, нагревают смесь на песчаной бане под тягой н постепенно, при перемешивании платиновым шпателем (необходимы резиновые перчатки'.) добавляют 150 мл H2SO4 уд. в. 1,84. Масса вспучивается вследствие выделения HF. Нагревают на песчаной бане еще 10—15 час., изредка перемешивая до начала выделения SOa. Дают охладиться, переносят массу в фарфоровый стакан с 750 мл теплой воды, смывая остатки при помощи 250 мл воды. Смесь механически размешивают в течение 2 часов, дают отстояться и фильтруют’через двойной фильтр. * Метод ИРЕА (И. И. Ангелов). ** Продажные фториды редких земель имеют переменный состав. Описанная м тодика применялась для сырья, содержащего 28% СеОа, 37,7% остальных редких «ель. 4,5% СаО.
Церий—аммоний азотнокислый. Церия двуокись 565 Растворы от трех подобных операций (около 3 л) нагревают до 70—80°, добавляют раствор 600 г NaOH в 1 л воды до сильнощелочной реакции на лак- мус (вначале выпадает белый, затем серый осадок), дают отстояться, деканти- руют и промывают осадок декантацией горячей водой до удаления SO4 . Влажный осадок гидроокисей помещают под тягой в большой фарфоровый стакан, добавляют раствор 50 г NaOH в 2—3 л воды, пускают в ход механи- ческую мешалку и пропускают хлор при 20—25° для окисления Се+++ и перевода в раствор (в виде хлоридов) прочих элементов цериевой группы. 2Ce(OH)s + 2NaOH + С12 == 2Се(ОН)4 + 2NaCl Всего пропускают 300—350 г хлора (около 100 л). Затем продувают чере • суспензию воздух для удаления растворенного хлора и нагревают стакан на водяной бане 2—3 иаса до полного исчезновения запаха хлора. Дают отстоять- ся, промывают декантацией от СГ, отсасывают, переносят осадок (около 200 г) в фарфоровую чашку и растворяют его в 250 мл HNOs (ч. д. а., уд. в. 1,4). Темнокрасный раствор упаривают до сиропсобразгОго состояния (др 300 мл), добавляют 180—200 г кристаллического NH4NOn (ч. д. а.), упаривают до получения кристаллической кашицы и охлаждают. Кристаллы (NH4)2Ce(NOs)c отсасывают, промывают 2 раза по 15—20 мл HNOs (уд. в. 1,4). растворяют в 200 мл воды, приливают 25 мл HNO3 и фильтруют через двой- ной складчатый фильтр. Фильтрат упаривают до кашицы (до г3 объема).и охлаждают. Соль отсасывают и промывают 2 раза HNOs (по 10 мл). Маточный раствор, вместе с промывными водами, упаривают до кашицы и отделяют кристаллы. Всего получается около 150—175 г соли. Ее еще раз пе- рекристаллизовывают, как указано выше и сушат при 75—85°. Выход 130— 150 г препарата с содержанием 99,5% (NH4)2Ce(NO3)e. И с и ы т а н и я Хорошее качество препарата можно определить прокаливанием пробы— остаток должен иметь слабо лимонно-желтый цвет. Если же окраска прокален- ной массы серая, то препарат необходимо перекристаллизовать. ЦЕРИЯ ДВУОКИСЬ (ОКИСЬ ЦЕРИЯ [4]) Cerium oxydatum Cerium dioxide Ceriumdioxyd CeO2 Мол. в. 172,13 Свойства CeO2—лимонно-желтый порошок уд. в. 7,2—7,5. Не растворяется в воде, соляной и азотной кислотах. Растворим в конц. H2SO4, а также в соляной и азотной кислотах в присутствии восстановителей (например, Н2О2)- Требования к продажному реактиву По временным техническим условиям ИРЕА препарат ч. д. а. должен со- держать не менее 98% СеОг, препарат чистый—не менее 96,5%. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в СеО2 различных ква- лификаций: Примеси ч. в. а. ч. Потери при прокаливании......................... 0,2 0,2 Редкоземельные элементы (кроме Се), в пересчете на окиси......................................... 1.6 3,2
566 Церий Приготовление 2(NH4)2Ce(NO3)6 = 2СеО2 + 4NH3 Ц 12NO3 + 2Н2О + ЗО2 Для получения препарата квалификации ч.д.а. в фарфоровую чашку по- мещают* 60 г (NH4)sCe(NOg)6 (ч. д. а.) и нагревают под тягой в муфельной печи при 200° до окончания выделения окислов азота. Затем повышают температуру до 250—280° и выдерживают еще 2 часа. По охлаждении порошок СсО2 пере- носят в банку. Выход 19 г СеО2- ЦЕРИЙ СЕРНОКИСЛЫЙ ЗАКИСНЫЙ (СУЛЬФАТ ЦЕРИЯ [3]) Cerium sulfuricum oxydulatum Cerious sulfate Cerosulfal Ce2(SOj)3-8H2O Мол. в. 712,59 Свойства Безводный Се2(5О4)з—белый кристаллический порошок уд. в. 3,91. Очень ! игроскопичен, растворим в воде с выделением тепла. При действии малого количества- воды переходит в монолитную массу гидратов. Гидрат Ce-,(SOi)s- •8П2О—псевдоромбические кристаллы уд. в. 2,89. Таблица 347 Растворимость Ce2(SO4)3 в воде «°C Cea(SOj)3 % ГС Се. (SO,), % ГС Ce,(SO,), % 0 17,35 31,6 6,686 60 3,73 15 10,61 • 45 4,910 80 1,19 21 8,863 50 4,665 100,5 0,46 Таблица 348** Относительные веса водных растворов Ce2(SO4)3 Ce,(SO,), d15 Сеа( SO4 );i d15 Cea(SO,), „15 % «4 % «4 % “4 1 1,0090 10 1,1047 18 1,2030 2 1,0190 12 1,1279 20 1,2300 4 1,0395 14 1,1520 22 1,2582 6 1,0606 16 1,1770 24 1,2876 8 Т р е б о в а 1,0823 НИЯ к пр о д а ж и о м у резки 1 в у По временным техническим условиям ИРЕА (1939 г.) препарат ч.д.а. толжен содержать не менее 100% Сег/ЗОЦз -8Н2О. • Метод ИРЕА (И. И. Ангелов). Данные табл. 347 расходятся с табл. 348; причиной этого является расхождение дан- ных различных авторов.
Церий сернокислый закисный и окисный 567 Наибольшие количества допустимых примесей ('-о) в Се2(5Оа)з-8Н2О ква- лификации ч. д. а.'. Редкоземельные элементы (кроме церия) в пересче- те на окислы ................................ 0,2 Железо (Fe) ................................... 0.0001 Кальций (Са)................................... отсутствие Тяжелые металлы сероводородной группы .... 0,0005 Приготовление (NHa)2Ce(NO3)e 4 4NHaOH = Се(ОН)4 4- 6NH4NO3 Се(ОН)4 + 2H2SO4 = Ce(SO4)2 4 4Н2О 2Ce(SO4)2 + Н2О2 = Ce2(SO4)3 4- H2SO4 4- O2 Для получения препарата квалификации ч. д. а. разработана следующая ,'к тодика*. В фарфоровой чашке емкостью 1 л растворяют 100 г (NH4)2Ce(NOs)e (ч.д.а.) и 500—600 мл воды при нагревании на водяной бане. К профильтрованному раствору добавляют при нагревании 110—130 мл NH4OH (ч.д.а., уд. в. 0,91) до полноты осаждения. Осадок отсасывают и промывают 10 раз горячей водой (по 100 мл) до удаления NO“ (проба с дифениламином). Промытый осадок пе- реносят в фарфоровую чашку, добавляют при нагревании 500—550 ж» 20%-ной H2SO4 (ч. д. а.) и перемешивают. После растворения приливают понемногу при перемешивании 20—22 мл 30%-ной Н2О2 до обесцвечивания** и нагревают для разрушения избытка Н2О2. Профильтрованный раствор упаривают на водяной бане при температуре пе выше 55° до образования значительного количества кристаллов (до об. 80—100 мл) и охлаждают. Кристаллы отсасывают, промывают 2 раза спиртом (по 10 мл) и высушивают на стекле при комнатной температуре. Выход 60 г. ЦЕРИЙ СЕРНОКИСЛЫЙ ОКИСНЫЙ (СУЛЬФАТ ЦЕРИЯ [4]) Cerium sulluricum oxydatum Ce(SO4)2 • 4HoO Ceric sulfate Cerisulfat Мол. в. 404,33 Свойства Ce(SO4)2 4H2O—желтые игольчатые ромбические кристаллы, теряющие воду при 155°. Безводный Ce(SO4)2—темножелтый порошок, легко растворимый в воде и нерасторимый в конц. H2SO4. Водный раствор Ce(SO4)2 при сильном разбавлении или кипячении выделяет светложелтый осадок основной соли CeOSO4 Н2О, почти нерастворимый в воде (1 : 25000). При 300° сульфат церия разлагается на СеО2 и SO3. Требования к продажному реактиву По временным техническим условиям ИРЕА (1939 г.) препарат ч.д.а. должен содержать не менее 100% действующего начала в пересчете на Cc(SO4)2- • 4Н2О. * Метод ИРЕА (И. И. Ангелов и В. С. Нечаева). •• Иногда вместо обесцвечивания появляется грязножелтая окраска (Ti), ис- чезающая при дальнейшем нагревании.
568 Цинк Наибольшие количества допустимых примесей (%) в Ce(SO4)2 41 ПО ква- лификации ч. д. а.: Се+++ (в пересчете на СеО2).................... 0,2 Редкоземельные элементы (кроме Се) в пересчете па окислы ........................................ 0,5 Железо (Fe).................................... 0,0005 Кальций (Са) .................................. отсутствие Тяжелые металлы сероводородной группы (РЬ) . 0,001 Приготовление Для получения препарата ч. д. а. разработана следующая методика*. Растворяют 100 г (МНа)2Се(МОз)в (ч. д. а.) в 500—600 мл горячей (70_ 80°) воды, фильтруют, если требуется, и к фильтрату добавляют 110—130 мл NHiOH (ч. д. а., уд в. 0,91) до полноты осаждения Се(ОН)«. Осадок отсасывают и промывают его 10 раз горяч-й дестиллированной водой (по 100 мл) до уда- ления NO^~ (проба с дифениламином), изредка перемешивая шпателем. Влажную Се(ОН)а помещают в фарфоровую чашку емкостью 1 л, добавляют при перемешивании смесь 33 мл воды и 33 мл H2SO4 (уд. в. 1,84) и нагревают на воляиой бане. Раствор фильтруют и фильтрат (250—280 мл) упаривают на водяной бане до образования сплошной кристаллической массы. Тогда охлаж- дают, кристаллы отсасывают и промывают 3—4 раза ледяной водой. Соль рас- клатывают тонким слоем на стекле и сушат при 25—30° до тех пор. пока кристал- лы уже не будут прилипать к стеклянной палочке. Препарат переносят в банку с притертой пробкой. Выход 58—60 г. ЦИНК Zinctim Zinc Zink Zn Ат. в. 65,38 Свойства Zn—блестящий голубовато-белый металл (кристаллы гексагональной системы), уд. в. 6,88—7,19 (в зависимости от обработки). Т. пл. 419,44°, т. кип. 907°. Постоянен в сухом воздухе, во влажном воздухе покрывается пленкой Zn(OH)a или—при доступе СО2—основной углекислой соли. Образующаяся тонкая серая пленка защищает металл от дальнейшего окисления. Легко растворим в кислотах и в горячем растворе КОН, особенно в присут- ствии порошка железа. Цинковая пыль содержит обычно 80—90% Zn, 5—15% ZnO, переменные количества Cd, РЬ и Fe, иногда небольшие количества As, Sb, Си, SiOz; всегда присутствует около 0,4% нитрида цинка Zn3Na. Требования к продажному реактиву По ГОСТ 989—41 цинк металлический без мышьяка должен представлять собой гранулы весом не более 2 г каждая; препарат должен выдерживать испы- тания на отсутствие мышьяка и на пригодность для определения мышьяка. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в Zn: Примеси Фосфор.........................................0,0005 Сера ..........................................0,01 Вещества, окисляемые ЦМпО4 (в пересчете на железо)0,006 Вещества, нерастворимые в серной кислоте.......0,04 Метод ИРЕ'А (И. И. Ангелов, В. С. Нечаева).
Цинк. 569 Приготовление 1. Для получения цинка без мышьяка* в раствор 290 мл H2SO4 (уд. в. 1,84) в 3050 мл воды постепенно вносят (под тягой) 360 г металлического цинка. Значительная часть As удаляется уже в процессе растворения в виде AsHs (ядовит)). Подогревают до 70° и после окончания выделения водорода сливают раствор и разбавляют его 1200 мл воды. Из 50 мл раствора осаждают ZnCOs добавлением 4 г Na2CO3; осадок промы- вают 3 раза водой (по 300 мл). Растворяют 7,5 г F< SOi-71120 в 50 мл воды, подкисляют раствор 1 мл H2SO4 (х.ч.) и добавляют по каплям при нагревании 1 мл 30%-ной НгОг до полного перехода Fe++ в Fe+++[проба раствора не должна давать синего осадка от KsFe(CN)e]. Полученный раствор приливают к приготовленному, как описано выше, раствору ZnSOi, размешивают, добавляют влажный ZnCOs и при энергичном размешивании назревают до 30—40°. Раствору дают отстояться, причем выпа- дающий осадок Fe(OH)3 адсорбирует из раствора примеси As, Р и Sb. Раствор фильтруют и подвергают электролизу**. Катодом служит пластинка из алюми- ния или цинка (х.ч.) площадью 75см2 с каждой стороны. На расстоянии 2—Зел: от катода располагают два анода—пластины технического цинка такого же размера, помещенные в чехлы из бязи. Электролиз проводят при механическом перемешивании электролита при напряжении тока беи температуре 35— 37“. Плотность тока 0,03—0,04 а/см2. Можно работать и при комнатной темпе- ратуре, ио для получения плотного катодного осадка необходимо устанавливать плотность тока в зависимости от температуры, пользуясь следующими данными: ГС 10 20 30 37 43 Плотность тока, а/см2-.......... 0,01 0,015 0,02 0,03 0,04 Большое значение имеет кислотность среды: электролит должен вызы- вать слабое посинение бумаги конго. В течение часа выделяется 8 г цинка. Выход по току 75—85?». После вы- деления 200 г Zn электролит необходимо снова обработать Fe2(SOi)s и ZnCOs, как описано выше. 2. Для получения гранулированного цинка расплавленный металл вылива- ют тонкой струйкой в холодную воду (предохранительные очки) перчатки)). Чистый цинк очень медленно растворяется в кислотах. Чтобы обеспечить достаточную для аналитических целей скорость растворения, необходимо под- вергнуть препарат термической обработке. Для этого гранулированный цинк помешают тонким слоем в муфельную печь, нагретую до 400“. Выдерживают 3—4 часа при этой температуре и охлаждают возможно медленнее. Цинк стано- вится несколько тусклым, но приобретает способность быстро реагировать. 3. Для получения цинка в порошке выливают расплавленный металл в нагретую до 200“ железную ступку и тотчас по затвердевании превращают в пыль сильными ударами пестика (следует защищать ру ки толстыми перчат- ками). Испытание цинковой п ы л и (М е р к) Азот (N). 20 г препарата растворяют в смеси 20 мл H2SO4 (уд, в. 1,84) и 200 мл воды. Иногда растворение идет с большим трудом; в этом случае це- лесообразно добавить каплю раствора хлорной платины, не содержащей HNOs. К раствору добавляют 100 мл 30%-ного раствора NaOH, не содержащего азота. * Метод ИРЕА (Н. А. Петров). * * Можно прямо воспользоваться раствором ZnSO4 (х.ч.), ио предпочтительнее описанный здесь метод очистки, полностью освобождающий раствор от As. 36 Чистые химические реактивы
570 Цинк и перегоняют около 75 мл жидкости, собирая дестиллат в приемнике, содержа- щем 10 мл воды и 2—3 мл 0,2 н. НС1. Содержимое приемника титруют 0,2 н. КОН с метиловым оранжевым в качестве индикатора. Для нейтрализации ам- миака должно итти не больше 0,3 мл 0,2 и. НС1. ЦИНК АЗОТНОКИСЛЫЙ (НИТРАТ ЦИНКА) Zincum nitricum Zinc nitrate Z'nknitrat Zn(NO3)2-6H2O Мол. в. 297,49 Свойства Zn( МОз)2-6НгО—бесцветные призматические кристаллы гексагональной системы, уд. в. 2,07, растворимые в воде и спирте. При нагревании соль пла- вится (около 37°) в кристаллизационной воде. Таблица 349 Растворимость Zn(NO3)2 в воде ГС Zn(NOj) % ГС Zn(NO3)o % 0 48,7 35 65,5 18 53,7 40 67,4 25 55,9 45,5 77,8 Таблица 350 Относительные веса водных растворов Zn(NO3)2 Zr(NO3)2 % <218 “4 Zn(NO3)2 % d18 «4 Zii(NO3)2 % Л8 Zll(NO;.|)2 % d’8 “4 2 1,0154 10 1 ,.0859 18 1,1652 35 1,3678 4 1,0322 12 1,1048 20 1,1865 40 1,4378 6 1,0496 14 1,1244 25 1,2427 45 1,5134 8 1,0675 16 1,1445 30 1,3029 50 1,5944 Требования к продажному реактиву По ГОСТ 5106—49 препаоат ч.д.а. и чистый должен содепжать не менее- 98% Zn(NO3)2-6H2O. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в Zn(NO3)2-6H2O раз- личных квалификаций: Примеси ч. 0. а. ч. Вещества, нерастворимые в воде............. 0,005 0,01 Хлориды (О)...................... ... 0,001 0,002 Сульфаты (SOJ............................ 0,003 0,005 Вещества, неосаждаемые (NHjJgS (в виде суль- фатов) .............................. . . . 0,1 0,15 Железо (Fe).................‘.............. 0,0005 0,001 Свинец (РЬ) .... 0,005 0,02 Кислотность (HNO-.1.................. . . 0.025 0.04
Цинк азотнокислый. Цинка амальгама 57! Приготовление 1. Для получения препарата квалификации ч. д. а. разработана следующая методика. В фарфоровую чашку (под тягой) помещают 450 мл воды и 320 мл HNOS )чистая, уд. в. 1,4), подогревают до 50° и вносят небольшими порциями 125 г гранулированного цинка (или 160 г чистой ZnO). По окончании растворения дают отстояться, фильтруют, упаривают фильтрат* до уд. в. 1,61 и охлаждают до 5—10 при частом перемешивании. Кристаллы отсасывают и сразу переносят в банку с притертой пробкой. Маточный раствор при упаривании дает препарат, требующий перекристаллизации. Выход 380—400 г (66—70%). 2. Для получения препарата квалификации выше, чем ч. д. а., разработа- на следующая методика**. В фарфоровую чашку пол тягой помещают 600 мл воды и 200 г гранулиро- ванного цинка и постепенно добавляют 400 мл HNO3 (уд. в. 1,4). Когда реакция ослабеет, раствор с оставшимся цинком нагревают на водяной бане 2—2,5 ча- са, причем начинает выделяться основная соль вместе с Fe(OH)s. Нерастворив- шийся цинк удаляют и нагревают раствор еще 40—45 мин. для полного осаж- дения железа. Контрольная проба: 1 мл раствора разбавляют 10 мл воды, до- бавляют 15 мл H2SO4 уд. в. 1,11, 0,5 мл HNOs уд. в. 1,15, нагревают до кипе- ния, охлаждают и переносят в мерный цилиндр на 100 мл с-притертой проб- кой. Приливают 8 мл 4 н. NH4CNS и 20 мл изоамилового спиота, доводят водой до метки и взбалтывают. Аналогично проводят глухой опыт, беря воду вместо раствора ZnSOi,—не должно быть различия в окраске спиртовых слоев в обо- их цилиндрах. Если осаждение Fe не закончено, то добавляют 1—2 г ZnO и нагревают еще 10—15 мин. Раствор фильтруют, подкисляют HNO3, упаривают при 80—90° до уд. в. 1,68—1,70 и охлаждают. Выпавшие кристаллы отсасывают и промывают 10— 15 мл воды. Выход 250—300 г. Маточный раствор при упаривании и охлаждении дает еще 200 г соли, тре- бующей промывания и перекристаллизации, после чего получается 100—125 г чистого препарата. Общий выход около 400 г. ЦИНКА АМАЛЬГАМА Zinc amalgam Zinkamalgam Свойства Амальгама цинка—жидкая или твердая масса (в зависимости от содержа- ния цинка) с металлическим блеском. Сильный восстановитель. Приготовление 1. За гранулированного цинка нагревают до 90—100° со 100 г Hg и 3—5 мл 5%-ной H2SO4. Посте охлаждения отделяют твердые куски сплава Zn—Hg, а жидкую амальгаму, содержащую 1,5—2% Zn, промывают водой. 2. Для получения амальгамированного цинка 240 г мелкогранулирован- чого цинка обрабатывают 3 н. НС1 в течение полу минуты; затем добавляют 100 мл воды и 5 мл насыщенного раствора HgCls. Вскоре выделение Нг пре- кращается. Продолжают перемешивать цинк с раствором еще 3 мин., после чего амальгамированный металл промывают дестиллированной водой. * Если в качестве сырья применялась ZnO, то перед упариванием раствор сле- дует подкислить HNO., до слабокислой реакции на конго. “ Метод ИРЕА (И. И. Ангелов, В. С. Нечаева).
572 Цинк ЦИНК-АММОНИЙ ХЛОРИСТЫЙ Zincum chloratum Zinc ammonium Zinkammoniumchlorid ammoniatum chloride ZnCl2-3NH4CI Мол. в. 296,79 Свойства ZnC12-3NH4Cl—крупные ромбические кристаллы, устойчивые на воздухе. Возгоняется при 340°. Требования к продажному реактиву По ВТУ РУ-484—51 препарат ч. д. а. и чистый должен содержать 45,5- 46% ZnCls и 53,5—54% NH4C1. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в ZnC12-3NH4Cl раз- личных квалификаций: Примеси ч. е. а. ч Вещества, нерастворимые в воде 0,005 0,01 Сульфаты (SO4) . . . . . 0,01 0,03 Железо (Fe) 0,001 0,002 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пе- ресчете на Си) 0.001 0,002 Щелочные и щелочноземельные металлы (в ви- де сульфатов) 0,05 0,2 Приготовление Смешивают концентрированные растворы 136 г ZnCk и 160,5 г NH4C1, упаривают раствор до насыщения и охлаждают. Выпавшие кристаллы тся- сывают и высушивают на воздухе. ЦИНКА ГИДРАТ ОКИСИ (ГИДРООКИСЬ ЦИНКА) Zincum hydroxydatum Zinc hydroxide Zinkhydroxvd Zn(OH)2 Мол. в. 99,40 А. Аморфный гидрат окиси цинка Свойства Аморфный Zn(OH)2—белый рыхлый порошок с переменным содержанием воды. При нагревании до красного каления переходит в ZnO. Является доводы но слабым основанием с конст. диссоциации Кг=4,4-10~5 и Кг=1,510 при 25°. Вводе почти нерастворим (ПР= 1.5.10—17 при 25°). Приготовление Осаждают Zn(OH)2 из раствора Zn(NOs)2 несколько меньшим, чем требует- ся по расчету, количеством КОН и тщательно промывают образовавшийся осадок. При употреблении избытка КОН или при замене Zn(NOs)2 хлористой или сернокислой солью препарат получается недостаточно чистым.
Цинк-аммоний хлористый. Цинка гидрат окиси. Цинк иодистый 573 Б. Кристаллический гидрат окиси цинка Свойства Кристаллический Zn(OH)2—мелкие длинные призматические кристаллы, ромбической системы, уд. в. 3,08, после высушивания при 40—50° отвечающие формуле Zn(OH)2. При 100° уже начинает терять воду. В воде почти не раство- ряется (1,9- 10~4% при 29е). Приготовление 1. Вносят тонко истертый ZnCOs в двойное против теоретического количе- ство 0,1 н. или 0,05 н. раствора КОН. После взбалтывания через несколько минут начинают выпадать мелкие призматические кристаллы, рост которых удобно наблюдать под микроскопом. Кристаллизация заканчивается через 20—30 мин. Если употреблять основной углекислый цинк, то образование кристаллов происходит значительно медленнее. 2. К 50 мл 1 н. раствора КОН из бюретки медленно прибавляют по каплям 1 н. раствор ZnSCU; выпадающий вначале осадок снова раство- ряется; затем жидкость мутнеет и при внесении «затравки»—кристаллика Zn(OH)2—оседает тяжелый зернистый порошок. ЦИНК ИОДИСТЫЙ (ИОДИД ЦИНКА) Zincum jodatum ZnJ2 Свойства Zinc iodide Zinkjodid Мел. в. 319,20 ZnJ2—прозрачные гигроскопические октаэдрические кристаллы уд. в. 4,70, очень легко растворимые в воде, спирте и эфире (в спирте легче, чем в эфире). Т. пл. 446 . Таблица 352 Растворимост Таблица 351 Относительные веса ь ZnJ3 в воде В О Д I- ы х paci "воров ZnJ2 ~ ZnJo ZnJ2 Z11J, d'9.5 ZnJ2 d19.5 ГС. о, 'О ГС % % “19.5 % “19,5 0 81,11 60 82,37 17,7 1,1715 63,5 1,9746 18 81,20 80 83,05 31 ,69 1,3486 69,88 2,1853 40 81,66 юо 83,62 42,65 1,5121 76,0 2,3976 55,81 1,7815 Требования < продажному р е а к т иву Наибольшие количества допустимых примесей (%) в ZnJa различных ква лификаций (по ГОСТ 4474—48): Примеси ч. д. а. ч. Вещества, нерастворимые в воде . . 0,005 0,01 Щелочные соли (в виде, сульфатов) . . 0,10 0,2 Сульфаты (SO4) 0,005 0,01 Вещества, восстанавливающие иод 0,005 0,02 Свободный иод и йодаты . 0,01 0,05 Железо (Fe) . . 0,0005 0,001
574 Цинк Приготовление Для получения препарата квалификации ч. д. а. разработана следующая методика*. В колбу емкостью 500 мл помещают 30—40 г цинковых стружек ч. д. а. 100 г иода ч, д. а,, 250 мл воды и ставят колбу в холодную воду. Реакция начинает- ся через 5—10 мин. и длится около часа, сопровождаясь сильным разогрева- нием (необходимо охлаждение, чтобы температура не поднималась выше 60°). К полученному раствору добавляют еще цинка так, чтобы стружки пронизы- вали всю жидкость, нагревают на водяной бане до обесцвечивания и затем еще 2—2,5 часа. Смесь Фильтруют в колбу Кляйзена, добавляют 2 мл 0,1 н. NaaSsOg и спираль из цинковой ленты, проходящую через всю жидкость, и упаривают в вакууме возможно быстрее при температуре не выше 95°. В конце упаривания внимательно наблюдают за содержимым колбы. Как только получится рыхлая влажная масса, извлекают цинковую спираль, очищая с нее ZnJa фарфоювым шпателем. После этого продолжают выпаривать, перемешивая массу через каж- дые 10 мин. Нагревание ведут до прекращения выделения капель воды и по- лучения рассыпчатой массы, которую немедленно переносят в темную банку с притертой пробкой. Выход около НО г (87%). ЦИНКА ОКИСЬ Zincum oxydatun Zinc oxide Zinkoxyd ZnO Мол. в. 81,38 Свойства ZnO—белый с желтоватым оттенком порошок уд. в. 5,42. Термостоек; при нагревании становится лимонно-желтым, принимая при охлаждении преж- ний цвет. Возгоняется при 1800°. Водородом не восстанавливается. Требования к продажному реактиву По ВТУ МХП 2859—51 препарат ч. д. а. должен содержать не менее 99,5% ZnO, препарат чистый—98,5%. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в ZnO различных ква- лификаций: Примеси ч. 0. а. ч. Вещества, нерастворимые в соляной кислоте . 0,005 0,02 Хлориды (С!).............................. 0,005 0,01 Сульфаты (SOa) .... 0,005 0,02 Нитраты (NO3) 0,005 0,010 Железо (Fe) . ................. 0,001 0,005 Мышьяк (As)............................... 0,0002 0,001 Щелочные и щелочноземельные металлы (в виде сульфатов) ... ... 0,1 0,25 Медь (Си) . . ... 0,001 0,005 Свинец (РЬ) ... 0,01 0,05 Марганец (Мп) . ........ 0,0005 0,001 Кроме того, препарат должен выдерживать испытание на вещества, восстанав- ливающие КМпСЦ. Для этого 10j-0,01 г препарата растворяют прн нагревании Метод ИРЕА (А. А. Казанцев, А. В. Раковский) .
Цинка окись. Цинк сернистый 575 в 125 мл серной кислоты (х. ч., уд. в. 1,11). К горячему раствору прибавляют 0,1 н. KMnOa в количестве: Для препарата ч. д. а. . . . . . 1 мл » чистый............ 3 мл Розовое окрашивание раствора должно сохраняться в течение 3 мин. Приготовление 1. Для приготовления препарата ч. д. а., «безсеры» в литровый фарфоровый стакан, снабженный мешалкой и находящийся под тягой*, помещают 140 г (МНЦгСОз(ч.д.а.), 200—250мл воды и 50мл NH«OH (ч.д.а., уд. в. 0,91). Пустив в ход мешалку, постепенно всыпают 50 г технической ZnO (цинковые белила). После полного растворения, наступающего через 20—40 мин., вносят в рас- твор 20 г цинковой стружки Для осаждения РЬ. Полнота выделения РЬ контро- лируется добавлением сероводородной воды к пробе жидкости—не должно быть темного окрашивания. Дают отстояться и фильтруют жидкость через двойной фильтр, смоченный 10%-ным NIIjOH. Фильтрат переливают в чашку и упаривают под тягой на водяной бане до х/з объема, причем происходит выделение NH3 и СОг и выпадение кристаллов основной соли. Горячую жидкость отсасывают через полотняный фильтр и промывают соль 3—4 раза водой. Кристаллы (около 65 г) помещают тонким сло- ем в фарфоровую чашку, подсушивают при 100—125° и затем прокаливают при 400° до тех пор, по.ка взятая проба будет растворяться в кислоте без выделения пузырьков СОг. Выход 30—-34 г (60—70%). 2. Для получения* * особо чистого препарата ZnO («для люминофоров») в качестве сырья берут Zn(NOs)’, приготовленный по методу 2 (стр. 571) и со- держащий не свыше 0,001% SO7 . Растворяют 100 г Zn(NO3)2-6HzO в 300 мл воды, добавляют 5 мл (NH4).bS и оставляют стоять, изредка перемешивая. Через сутки фильтруют, если нужно, разбавляют равным объемом воды и при пере- мешивании добавляют N1I1OH (ч.д.а., уд. в. 0,92—0,93) до полного осаждения цинка (около 55 мл). Осадок Zn(OH)z отсасывают, промывают 8—10 раз горя- чей водой (порциями по 50—60 мл) и отсасывают насухо. Влажный Zn(OH)s помещают тонким слоем в фарфоровую чашку и высушивают при 100—120°, часто перемешивая. Затем осадок прокаливают 3—4 часа при 500—550°. Выход около 20 г (70%). ЦИНК СЕРНИСТЫЙ (СУЛЬФИД ЦИНКА) Zincum sulluratuni Zinc sulfide Zinksulfid ZnS Мол. в. 97,45 А. Обыкновенный сернистый цинк Свойства ZnS—белый порошок уд. в. 2,9—3,1 (аморфный) или 4,06—4,09 (кристал- лический), почти нерастворимый в воде (ПР=1,8 10—26 при 25е). Т. пл. око- ло 1800° (под давлением 100—150 ат), т. возгонки 1182° (по другим данным 1064°). Темнеет на солнечном свету; при длительном стоянии во влажном воз- духе переходит в ZnSOi. Требования к продажному реактиву По ВТУ МХП 3657—54 препарат чистый должен содержать не менее 30% ZnS. Метод ИРЕА (И. И. Ангелов, В. С. Нечаева). Метод ИРЕА (И. И. Ангелов, В. С. Нечаева).
576 Цинк Наибольшие количества чистый'. допустимых примесей (%) в ZnS квалификации Хлориды (С1) . . . . 0,03 Сульфаты (SO4) .... 0,2 Тяжелые металлы серово- дородной группы (в пере- счете на Си) . . О,002 Щелочные и щелочнозе- мельные металлы (в виде сульфатов)............ 0,3 Железо (Fe) . 0,01 Приготовление 1. Для получения очень чистого препарата («для люминофорив»)* к 700 мл 10%-ного профильтрованного раствора ZnCls (техн.) добавляют под тягой 5 мл раствора NaClO (с содержанием 30% активного хлора) и нагревают 1 час при 70—75°. Охлаждают, отфильтровывают осадок Fe(OH)s, нагревают фильтрат до 75—80° и добавляют при перемешивании 10 мл 10%-ново раствора NasS (ч. д. а.). При этом выпадает часть ZnS и все менее растворимые сульфиды. Рас- твор нагревают один час, оставляют на ночь, фильтруют, добавляют к фильт- рату 2 мл Н2О2, нагревают 1 час при 80°, приливают 7 мл 30%-него раствора (NHi^COs (х.ч.), нагревают еще час и оставляют на ночь. Раствор фильтруют, осторожно нейтрализуют соляной кислотой (х.ч.) до фиолетовой окраски на конго и пропускают H2S до полноты осаждения. Дают осадку отстояться, отсасывают и промывают ZnS дестиллированной водой до тех пор, пока проба промывной воды (10 мл) при добавлении HNOs и AgNOs будет давать лишь слабую опалесценцию. Влажный осадок сушат в течение нескольких часов в шкафу, заранее разогретом до 70—80°, и переносят в банку желтого стекла с притертой пробкой. Выход 9—10 г (30—38%). Препарат крайне чувствителен к загрязнениям. Поэтому в помещении, где проводится синтез, нельзя работать с солями других металлов. Все метал- лические предметы (водопроводные трубы и т. д.) должны быть покрашены мас- ляной краской. Для фильтрования растворов рекомендуется пользоваться не бумагой, а льняным или хлопчатобумажным полотном. 2. По другому методу препарат «для алюминофоров» получают следующим образом**. Раствор 1 кг ZnSO4-7H2O (чистый или ч. д. а.) в 2,5 л воды подкисляют 1—2 мл H4SO4 (уд. в. 1,8-1) и прибавляют по каплям 3—4 мл бромной воды до получения устойчивой желтой окраски. Через 30 мин. раствор нейтрализуют аммиаком и для очистки его от примеси Fe, С и др. прибавляют 100 мл свеже- приготовленного раствора (NH4)..S разбавленного равным объемом воды. Раствор периодически перемешивают 10-12 час., затем фильтруют и из фильтрата сероводородом осаждают ZnS, который отсасывают, хорошо промывают и сушат как указано в способе 1. Выход 280 г. Осадок полученный при очистке раствора (NH4).S можно растворить в H2SO4 и присоединить к раствору ZnSO4 при следующих загрузках. 3. К раствору 100 г ZnCl2-2H2O (ч. д. а.) в 100 мл воды добавляют при ох- лаждении водой 135 мл NH4OH (уд. в. 0,91). Раствор подогревают, добавляют раствор 0,5 г NaiS в 5 мл воды, взбалтывают и оставляют на ночь. Затем разбавляют раствор водой до объема 1 л, фильтруют через складчатый фильтр, нагревают до 80—90° и приливают раствор 18 а NasS-SHzO (ч.д.а.) в 18 мл воды. Продолжают нагревание еще 30 мин. и отсасывают. Осадок ZnS промывают горячей водой и высушивают при 85—90°. * Метод ИРЕА (И. И. Ангелов и Г. Н. Пятницкая). •* Метод ИРЕА (И. И. Ангелов и Г. Н. Пятницкая).
Цинк сернокислый 577 Б. Коллоидальный сернистый цинк Приготовление К 3 мл раствора 7,5 г ZnSOs-TIhO (чистый) в 1 л воды добавляют 20 мл глицерина. К раствору прибавляют 10 мл жидкости, полученной взбалтыва- нием 130 мл чистого глицерина (уд. в. 1,265) с 13 мл многосернистого аммония до исчезновения слизистого осадка. При взбалтывании всей смеси происходит обесцвечивание, причем жидкость остается совершенно прозрачной и в отсутствии воздуха прозрачность сохра- няется долгое время. Описанный метод дает хорошие результаты только в том случае, если не было взято избытка сернистого аммония. Если поместить жидкость в неплотно закрытый сосуд, то уже через 3/« часа замечается вверху слабая опалесценция; через сутки вся жидкость делает- ся молочно-белой и через трое суток начинается выпадение хлопьев ZnS. ЦИНК СЕРНОКИСЛЫЙ (СУЛЬФАТ ЦИНКА, ЦИНКОВЫЙ КУПОРОС*) Zincum sulfuricum Zinc sulfate Zinksulfat ZnSO4-7H2O Мол. в. 287,56 Свойства ZnSO4-7H2O—бесцветные ромбические кристаллы уд. в. 1,96, постепенно- выветривающиеся в сухом воздухе. При 39° плавится в кристаллизационной воде, переходя в ZnSO4-6H2O; при 250—270° обезвоживается; при яркокрасном калении разлагается на ZnO и SOs- Очень легко растворим в воде, нерастворим в спирте. Таблица 353 Раство римость ZnSCU в воде ГС ZnSO4 % ГС ZnSO, % ГС ZnSO, % ГС ZnSO, % 0 29,4 25 36,6 50 43,1 1 80 46,2 10 32,0 35 39,9 70 47,1 | 100 14,' 15 33,4 39 41.2 Таблица 354 Относительные веса водных растворов Z11SO4 ZnSO4 о/ /о .20 d4 ZnSO, % я20 d4’ ZnSO, % .20 d4 ZnSO, % ,20 d4 •> 1,0190 8 1,0842 14 1,1553 25 1,304 4 1,0403 10 1,1071 16 1,1806 30 1,378 6 1,0620 12 1,1308 20 1.232 Название относится только к семиводному гидрату.
578 Цинк Требования к продажному реактиву Наибольшие количества допустимых примесей (%) в ZnSOa-THgO различ. них квалификаций (по ГОСТ 4174—48): Примеси Х.Ч. ч. д. а. ч. Вещества, нерастворимые в воде .... 0,003 0,01 0,02 Щелочные соли и Atg (в виде сульфатов) . 0,05 0,1 0,2 Хлориды (С1) 0,001 0,002 0,005 Вещества, осаждаемые аммиаком . . . 0,005 0,02 0,04 Железо (Fe) . ... 0,001 0,002 0,005 Медь (Си) . . . . 0,002 0,005 0,01 Мышьяк (As) 0,00005 0,0003 0,0005 Кроме того, препарат испытывается на кислотность. Приготовление Для получения препарата квалификации ч.д.а. к 1150 г 20%-ной H2SO4 (чистая) постепенно добавляют (пой тягой) 170 г гранулированного цинка, из- бегая чрезмерно бурной реакции. В конце реакции смесь подогревают; не- большое количество Zn должно остаться нерастворенным*. К раствору добавляют 1 мл Н2О2 и кашицу из 2 г ZnCOs или ZnO и 2 мл воды, тщательно перемешивают и дают отстояться. Убедившись в полноте осаждения железа (при встряхивании пробы отфильтрованного раствора с NH4CNS и изоамиловым спиртом последний не должен окрашиваться в ро- зовый цвет), фильтруют и упаривают фильтрат до образования плотной кристал- лической пленки. Затем охлаждают водой, часто перемешивая. Соль отсасы- вают и сушат на пергаменте при комнатной температуре. Выход 500 г (66%). ЦИНК УГЛЕКИСЛЫЙ (КАРБОНАТ ЦИНКА; Zincum carbonicum Zinc carbonate Zinkcarbonat А. Нормальный углекислый цинк ZnCO3 Мол. в. 125,39 Свойства ZnCOs—аморфный порошок, в воде почти нерастворим (ПР=6-10—11 при 25°), при промывании водой частично, а при кипячении с водой полностью переходящий в основную соль. П риготовление К 700 мл охлажденного до 3° 0,1 н. раствора ZnSOi приливают при поме- шивании 300 мл также охлажденного насыщенного раствора КНСОз, через ко- торый предварительно в течение длительного времени пропускался COs. Дают смеси стоять 3—4 дня па холоду (ниже 10°) и 2—3 дня при комнатной температуре, пока рыхлый вначале осадок не превратится в кристаллический порошок. Осадок промывают ледяной водой декантацией до удаления SOJ" и высушивают при 20—50°. * Целесообразно перерабатывать на ZnSO, также отработанные растворы аппаратов Кнппа при получении водорода из H2SO4 и Zn.
Цинк углекислый и уксуснокислый 579 Свойства Б. Основной углекислый цинк Основной углекислый цинк представляет собой белый порошок уд. в. 4,4, очень трудно растворимый в воле (0.05—0,03%). Состав переменный. При 140° диссоциирует, причем образуются ZnO, СОг и НгО. Требо нация к продажному реактиву По ВТУ МХП 3416—54 препарат чистый должен содержать 68—70% ZnO. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в основном углекислом цинке квалификации чистый'. Вещества, ие растворимые в соляной кислоте ... 0,02 Хлориды (С1) . . . 0,02 Сульфаты (SO4) . . . . 0,01 Тяжелые металлы сероводо- родной группы (в пересчете на Си)...................0,02 Свинец (РЬ)................0,01 Щелочность (Na2CO3) 0,8 Железо (Fe) . ... 0,005 Нитраты (ЫО3)...........0,05 Щелочные и щелочноземель- ные металлы (в виде суль- фатов) .... . . 0,5 Мышьяк (As) . ..... 0,0005 Приготовление Вливают тонкой струей при постоянном помешивании 2 ч. раствора ZnSOi-7H2O в кипящий раствор 9 ч. кристаллической соды. Смесь кипятят 5—10 мин., затем дают отстояться и фильтруют. Осадок промывают деканта- цией горячей водой до удаления 80^ , отсасывают, отжимают и сушат при 100°. ЦИНК УКСУСНОКИСЛЫЙ (АЦЕТАТ ЦИНКА) Zincum aceticum Zinc acetate Zinkacetat Zn(CH3COO)2-2H2O Мол. в. 219,50 Свойства Zn(CH3COO)2-2H2O—шестистороннпе блестящие мелкие чешуйки или таблички уд. в. 1,73. Растворим в воде (28,5% при 20°). При 100° теряет воду, переходя в Zn(CH3COO)2 уд. в. 1,840. Около 244° плавится, при более высокой температуре разлагается с выделением ацетона. Под уменьшенным давлением (150 мм) ацетат цинка возгоняется без разложения при 200°. Требования к продажному реактиву По ГОСТ 5823—51 препарат ч.д.а. должен содержать не менее 99% Zn(CHsCOO)s-2Н2О, препарат чистый—97%. Наибольшие количества допустимых примесей (%) в Zn(CH3COO)2-2НгО различных квалификаций: Примеси ч.д.а. ч. Вещества, нерастворимые в воде.......... 0,003 0,005 Вещества, не осаждаемые сернистым аммонием 0,1 0,2 Хлориды (С1) ... . 0,001 0,002 Сульфаты (SO4) - 0,005 0,01 Железо (Fe) ... . ... . 0,0005 0,001 Мышьяк (As)............................. 0,00005 0,00005
580 Цинк Кроме того, препарат должен выдерживать испытание иа отсутствие свинца, висмута и меди. Для этого 5 + 0,01 г препарата смачивают 1 мл 30%-ной уксус- ной кислоты, растворяют в 15 мл воды и прибавляют 15 мл 25%-ного аммиака. Раствор в проходящем свете на белом фоне не должен иметь голубого окраши- вания, а на черном фоне не должен показывать опалесценции. Для сравнения служит раствор 5 г препарата в 30 мл воды и 1 мл 30%-ной уксусной кислоты. Приготовление Для получения препарата квалификации ч.д.а. разработана следующая методика*. К нагретым до 75—80° 300 мл 20%-ной СНзСООН добавляют 50 г ZnO {техн.). Раствор отфильтровывают от нерастворившейся ZnO, добавляют 8— 10 мл 3%-ной Н2О2, нагревают до кипения и приливают по каплям 2%-ный раствор Ва(СНзСОО)2 до тех пор, пока в растворе останутся ничтожные коли- чества SO4--. Фильтруют, проверяют полноту осаждения SO4-[отсутствие мути от добавления Ва(СНзСОО)2], добавляют 5 г свежеосажденного ZnCOs. Смесь кипятят 5 мин., затем нагревают 40—50 мин. на водяной бане и фильт- руют. Добавляют к раствору СНзСООН до слабого запаха и охлаждают. Кри- сталлы отсасывают, а маточные растворы упаривают до образования пленки и кристаллизуют. Сбль высушивают при комнатной температуре. ЦИНК-УРАНИЛ УКСУСНОКИСЛЫЙ (AUETAT ЦИНКА И УРАНИЛА, ЦИНК-УРАНИЛ-АЦЕТАТ) Zinc-uranyl acetate Zinkuranylacetat Zn(CH3COO)2-2UO2(CHsCOO)2-7H2O Мол. в. 1085,80 Свойства Zn(CHsCOO)2 •2иО2(СНзСОО)2 -7Н2О—представляет собой желто-зеленую кристаллическую массу. В растворах, содержащих Na+, реактив дает желтый кристаллический осадок тройного ацетата Магп(иО2)з(СНзСОО)с-9НгО. Ре- комендуется сохранять раствор в темном месте. Пригото рление 1. Растворяют при нагревании 10 г уксуснокислого уранила в6г30%-ной СНзСООН и разбавляют раствор 50 мл воды. Отдельно растворяют 30 а Zn(CH3COO)2 -2Н2О в 30 г 30% -ной СНзСООН и 50 мл воды. Смешав обе жидкос- ти горячими, оставляют смесь на сутки, после чего прозрачный желтый раствор отфильтровывают. 2. Для приготовления сухого реактива поступают следующим образом**. В 175 мл горячей воды растворяют 37 г уксуснокислого уранила, добавляют 21 г 30%-ной СНзСООН. Отдельно растворяют 105 г Zn(CHsCCO)2-2^0 в 112 мл воды и приливают 10 г 30%-ной СНзСООН. Горячие (80°) растворы сливают в фарфоровую чашку на 0,5 л и охлаж- дают до 20е, причем обычно выпадает небольшой кристаллический осадок На2п(иО2)з-(СНзСОО)8-9Н2О (за счет примеси Na+). Если осадок не выпадает, то добавляют по каплям насыщенный раствор CHsCOONa до выпадения натрие- вой соли. Эта операция имеет целью насытить раствор солью натрия и тем по- высить чувствительность реактива. Дают отстояться раствору в течение суток, фильтруют, фильтрат упарива- ют на водяной бане при 80—85° до образования пленки кристаллов и охлажда- * Метод ИРЕА (И. И. Ангелов, О. Н. Соколова). ** Метод ИРЕА (И. И. Ангелов и А. А. Ильин).
Цине-у ранил уксуснокислый. Цинк хлористый 581 ют до 20". Кристаллы отсасывают, промывают 15 мл воды и сушат на стекле при комнатной температуре. Выход 100 г (60%). 3. Для регенерирования ацетата цинк-уранила из остатков после опреде- ления Na+ остатки помещают в большой фарфоровый стакан, нагревают и, добавив HNOs (уд. в. 1,4) до растворения осадка, упаривают до появления кри- сталлической корки*. На другой день выделившиеся кристаллы отсасывают, снова растворяют при нагревании в воде (взятой в таком количестве, чтобы она только покрывала кристаллы) и оставляют на ночь для кристаллизации. Кристаллы отбрасывают, а фильтраты от 1 и 2 кристаллизаций соединяют, добавляют к ним 10—15% пообъему HNOs уд. в. 1,4, разбавляют водой и осаж- дают при нагревании избытком NH^OH. Осадок отсасывают, промывают раз- бавленным NH4OH и, растворив в HNOs, снова переосаждают NH«OH. Пере осаждение проводят Зраза; бесцветные фильтраты выливают, а осадок, состоя- щий из ураната аммония, загрязненного гидроокисями Fe и А1, высушивают при 60—70°. Для очистки полученную массу растирают, обливают в фарфо- ровом стакане 800 мл воды н при нагревании добавляют 120—150 г (NH^sCOs. продолжая нагревать и перемешивать до полного растворения ураната. Осадок Fe(OH)e и А1(ОН)з отфильтровывают; к фильтрату добавляют по- немногу HNOs до кислой реакции, кипятят и осаждают NH4OH. Полученный диуранат аммония (NH«)sUsO7 высушивают при 60—70°. Для приготовления раствора ацетата цинк-уранила к 20 г (NH^sUzOt приливают 150 мл воды и 22 мл 60%-ной СНзСООН и нагревают при перемеши- вании до полного растворения. Одновременно растворяют 68 г 2п(СНзСОО)з • • НзО в смеси 75 мм воды и 5 мл СНзСООН. Оба раствора смешивают горячими, оставляют иа сутки и отфильтровывают от осадка. Фильтрат употребляют как реактив на Na. Испытание ' 2 г препарата растворяют в смеси 4 мл воды и 0,5 .мл 30%-ной СНзСООН, добавляют 0,5 мл 1%-ного раствора NaCl и встряхивают. Через 5 мин. должен выпасть желто-зеленый кристаллический осадок. ЦИНК ХЛОРИСТЫЙ (ХЛОРИД ЦИНКА; Zincum chloratum Zinc chloride Zinkchlorid А. Безводный хлористый цинк ZnCL Свойства ZnCla—белый порошок уд. в. 2,92 или (плавленый) про- зрачная фарфоровидная масса. Чрезвычайно гигроскопичен (влажный воздух, пропущен- ный через трубку с ZnCls. со- держит только 0,98 мг HsO на 1 л); легко растворим в воде, спирте, эфире и глицерине. Т. пл. 283°, т. кип. 730°; при калильном жаре образует гу- стой белый дым возгоняюще- гося ZnCk. Мол. в. 136,29 Таблица 355 Растворимость ZnCU в воде t°C ZnCl2 % t°C ZnCl., % ‘ 0 67,5 40 81,9 10 73,1 60 83,0 20 78,6 80 84,4 26 80,9 100 86,6 * В. Я- Таргаковский, Зав. лаб., 9, № 11 —12. 1356 (1940).
582 Цинк Таблица 356 Относительные веса водных растворов ZnCl2 ZnCl2 % .20 d4 ZnClj % .20 d4 ZnCl2 % .20 d4 ZnCL % ‘ а20 d4 2 1,0167 12 1,1685 25 1,2380 50 1,5681 4 1,0350 14 1,1275 30 1,2928 55 1,655 6 1,0532 16 1,1468 35 1,3522 60 1,749 8 1,0715 18 1,1665 40 1,4173 65 1,851 10 1 ,0819 20 1,1866 45 1,4890 70 1,962 Требования к продажному реактиву По ГОСТ 4529-48 препарат должен содержать не менее 98% ZnCl2, коли- чество примесей (%) в препарате различной квалификации не должно превышать следующих величин: Прнмеси «. д. а. чистый Нерастворимые вещества . 0,005 0,01 Сульфаты (SO4) 0,01 0,03 Железо (Fe) 0,001 0,002 Тяжелые металлы сероводородной группы (в пересчете на Си) . . .... 0,001 0,002 Щелочные н щелочноземельные металлы (в ви- де сульфатов) 0,05 0,2 Кроме того, препарат должен выдерживать следующее испытание на хлорокись цинка. 10 г препарата растворяют в 80 мл воды (в цилиндре с притертой пробкой), прибавляют 10 мл 1 н. ITC1. 5 капель 0,1 %-ного раствора конго красного и оттитровывают избыток НО щелочью, добавляя ее по каплям при сильном встряхивании. Должно пойти для препарата ч. д. а. ие более 3,0 мл 1,0 н. НС1, а для препарата чистого—не более 6,0 мл. Приготовление Для получения плавленного препарата по методу ИРЕА (А. Д. Кац) разре- зают листовой цинк на кусочки, промывают их 5 %-ной технической НС1, затем водой и подсушивают. К смеси 400 г Zn и 1 л воды постепенно добавляют под тягой 1л HCI (уд. в. 1,19)ч. д. а., изредка перемешивая (огнеопасно—выделение Н2'). Когда выделение Н2 ослабеет, подогревают на водяной бане до прекращения выделения пузырьков газа и оставляют на ночь. Затем сливают раствор с оставшегося металла и пропускают в него хлор в течение 10—15 мин. (тяга!). Добавляют 20—25 г ZnCO3, нагревают на водяной бане в течение часа, изредка перемешивая, дают отстояться и фильтруют через воронку с пористой стеклянной пластинкой. Раствор выпаривают на водяной бане до 1/3 объема, затем нагревают на га- зовой горелке до получения сухой массы (температура соли должна быть около 236). Добавляют 1 мл ПС! (уд. в. 1,19) и расплавляют* соль при темпера- • Если при плавлении получается темная жидкость, то добавляют 1—2 капли И .О. и 2—3 капли НС1.
Цинк хлористый 583. туре 400°. Когда выделение пузырьков почти прекратится, сливают расплавлен- ную соль в другую чашку и охлаждают в эксикаторе над H2SO4. По охлажде- нии слиток помещают на пергамент, покрывают сверху листом пергамента и лег- кими ударами молотка разбивают на куски. Препарат сразу же переносят банку, закрывают корковой пробкой и заливают парафином. Выход 650 г (77 %). Б. Гидрат хлсристсго цинка Zr.CU-lW^O Мол. в. 163,32 Свойства ZnCI-2-IV2H2O—крупные, хорошо образованные бесцветные призмы, расплы- вающиеся на воздухе, т. пл. 26". Устойчив только в интервале 12,5—26°. Очень легко растворим в воде, спирте и глицерине. Приготовление Кристаллический ZnCl2-11/2Н2О получается, если сиропообразный раствор- ZnCls смешать с конц. НС1 и оставить для кристаллизации.
ЧИСТЫЕ ХИМИЧЕСКИЕ РЕАКТИВЫ Юрий Викторович Карякин и Иван Иванович Ангелов Редактор И. В. Торгов Техн, редактор Е. Г. Шпак. Т 08054 Сдано в набор 10/VI 1955 г. Подписано в печать 19/Xi 1955 г. Формат бумаги 60х92уи=18,25 бумажн. листов—36,5 печати, листов Учетно-изд. листов 43 Тираж 10 000 экз. Заказ 898 Цена 23 руб. Типография Госхнмиздата. Москва, 88, Угрешская
ОПЕЧАТКИ Стр. Строка 1 Напечатано । Следует читать 30 3 снизу изображен изображен 71 12 снизу CuSC>2 CuSO< 121 Табл. 59, dn dle графа 8-я 4 127 Вторая 1*6 19, сноска 147 Табл. 71, || d18 Fe2(SO4)3 I Fe^SOife I d»s графы 7-я II % I % 1 ’ и 8-я 183 9 снизу методика. методика*. 239 Табл. 159, 100,7 100 графа 3-я 254 Сноска H3P H3PO4 258 18 снизу SiO^- SOJ— 278 Табл. 184, Т. кип. Т. кип. графы 3 и 7-я 0° °C 310 26 сверху Cobalthydroxydue Cobalthydroxydul 348 16 сверху Cuprous jodide Cuprous iodide 415 18 сверху обеспечивают обесцвечивают 441 16 сверху кристаллы гидрата кристаллогидрата 525 18 снизу ThO ThO3 1 В. Карякин п [I. :1. Ангелов*