Вспомогательное оборудование, реактивы, материалы 2020

Xan> А как потом три молекулы воды мирно (без разложения) оторвать — вопрос!

А вот обезвоживать насухо я и не собирался. Голубой тригидрат НМ прекрасно себя чувствует в эвтектике с НА. Гигроскопичность шашки со связкой ЭД вполне удовлетворяет условиям длительного хранения на открытом воздухе.

airwolf> Вообще сам хотел сварганить сей реагент в ближайшем будущем. Постараюсь отписаться.

Опыт №1.
На 87.06 г азотки израсходовал 31.8 г CuO (0.4 моль). Оксид меди чешуйчатый закидывал прямо к азотке. Раствор при этом зверско нагрелся. CuO растворился полностью при нагреве и измельчении стеклянной палочкой прямо под раствором. Судя по белым испарениям, азотка оказалась в избытке... Сначала охладил в холодильнике, ничего не выпало. Затем поместил в морозильник. Через некоторое время началась массовая кристаллизация из 2-х точек, и содержимое превратилось в монолит. Поместил в холодильник, монолит не изменился. Извлёк из холодильника. Монолит растопился в суспензию, и начали расти синие хорошо образованные кристаллы (похоже, гексагидрат). Поместил в холодильник, и эти кристаллы начали расти быстрее...

Опыт №2.
На 87.06 г азотки израсходовал 31.8 + 1.54 г CuO (0.4 моль + 5 % избыток) + 6.14 г воды (это чтобы получился 60 % раствор нитрата, которых является насыщенным при 25 °C). На этот раз азотку лил на оксид меди через дозатор. Так хоть испарения азотки наружу не выходили... Белых испарений потом на этот раз не было, но раствор имел запах азотки. Оксид меди растворился не полностью. Правда в этот раз раствор не подогревал, чтобы попытаться растворить CuO. Попробую поместить в холодильник, на этот раз хоть затравки из предыдущего опыта есть.

Азотку использовал с концентрацией 58 %.

В следующий раз попробую использовать 10 % избыток CuO, да ещё и измельчить его предварительно, и попытаться суспендировать его в маточных растворах от предыдущих опытов.

airwolf> Азотку использовал с концентрацией 58 %.

А я вот сегодня попробовал с азоткой 57% (написано на этикетке) и металлической медью.
По рассчету должно было получаться 200г разбавленной кислоты и 28,74г меди. И на выходе должно получиться 84,83г нитрата меди в пересчете на безводный, и 102,3г воды.
Так вот вся медь прореагировала буквально за 5 минут, и я попробовал докинуть еще медных опилок. Реакция продолжилась. И тогда я решил насыпать меди с избытком, чтобы потом слить жидкость с непрореагировавших опилок. И в этой кислоте прореагировало еще примерно 5г меди, что говорит о том, что нехрен верить этикетке, т.к. кислота скорей всего имеет концентрацию 65-70%.
И теперь у меня в морозилке стоит банка с темно-синей жижей, и я понятия не имею что из этого получится.

M&D> А я вот сегодня попробовал с азоткой 57% (написано на этикетке) и металлической медью.

Забавно. У меня в паспорте было написано "не менее 62 %", пихаю ареометр в азотку при 20 °C, а получилось - 1.355 г/мл, что соответствует 58 %. Прям как в выражении "на заборе написано х.., а там - дрова".

M&D> По расчету должно было получаться 200г разбавленной кислоты и 28,74г меди. И на выходе должно получиться 84,83г нитрата меди в пересчете на безводный, и 102,3г воды.
M&D> Так вот вся медь прореагировала буквально за 5 минут, и я попробовал докинуть еще медных опилок. Реакция продолжилась. И тогда я решил насыпать меди с избытком, чтобы потом слить жидкость с непрореагировавших опилок. И в этой кислоте прореагировало еще примерно 5г меди, что говорит о том, что нехрен верить этикетке, т.к. кислота скорей всего имеет концентрацию 65-70%.

Значит, ещё по другому уравнению прореагировала, где медь с азоткой реагирует в соотношении 3:8.

M&D> И теперь у меня в морозилке стоит банка с темно-синей жижей, и я понятия не имею что из этого получится.

Крышка проржавеет .
Ну а если серьёзно, то при концентрации Cu(NO₃)₂ > 39 % будет кристаллизоваться нитрат скорее всего 6-водный. Но без затравочных кристалликов процесс может очень сильно затянуться.

airwolf> Значит, ещё по другому уравнению прореагировала, где медь с азоткой реагирует в соотношении 3:8.

А давай-ка сюда это уравнение.

M&D> А давай-ка сюда это уравнение.

3Cu + 8HNO₃ => 3Cu(NO₃)₂ + 4H₂O + 2NO^

По этому уравнению реакции можно даже прикинуть, какой концентрации станет нитрат меди при определённой концентрации азотки.

M&D>> А давай-ка сюда это уравнение.
airwolf> 3Cu + 8HNO₃ => 3Cu(NO₃)₂ + 4H₂O + 2NO^

Ну это точно мимо, т.к. бурый диоксид присутствует во всей красе.

Cu + 4HNO₃ → Cu(NO₃)₂ + 2H₂O + 2NO₂

M&D>>> А давай-ка сюда это уравнение.
airwolf>> 3Cu + 8HNO₃ => 3Cu(NO₃)₂ + 4H₂O + 2NO^
M&D> Ну это точно мимо, т.к. бурый диоксид присутствует во всей красе.
Так оксид азота NO реагирует с кислородом воздуха с образованием NO2

Б.г.> Так оксид азота NO реагирует с кислородом воздуха с образованием NO2

Сомнительное заявление. Откуда там возмется кислород воздуха, если бурый газ выходит прям от поверхности раствора?
Для наглядности можно было запросто закрыть банку крышкой и отвести газ через шланг.

Такая реакция ( 3Cu + 8HNO3 => 3Cu(NO3)2 + 4H2O + 2NO^) возможна только с разбавленной азоткой, но даже в этом случае NO не окисляется до NO2 (бурого газа нет).

M&D> Cu + 4HNO₃ → Cu(NO₃)₂ + 2H₂O + 2NO₂

NO
Если посуду достаточно плотно закрыть, оставив маленькую дырочку, то в банке (в конце концов, когда кислород воздуха кончится) получится прозрачный газ, а на выходе из дырочки он будет становиться рыжим.

Xan> Если посуду достаточно плотно закрыть, оставив маленькую дырочку, то в банке (в конце концов, когда кислород воздуха кончится) получится прозрачный газ, а на выходе из дырочки он будет становиться рыжим.

M&D> Такая реакция ( 3Cu + 8HNO3 => 3Cu(NO3)2 + 4H2O + 2NO^) возможна только с разбавленной азоткой, но даже в этом случае NO не окисляется до NO2 (бурого газа нет).

M&D> https://youtu.be/wecwEhb0U_w?t=54

Посмотрел начало ролика.
Гражданин бредит.

В самом начале в первой пробирке можно увидеть зелёную пену и БЕСЦВЕТНЫЕ пузырьки газа.
Они потому бесцветные, что это NO.
Когда пузырьки лопаются, то с воздухом он мгновенно окисляется до NO2. И над пеной уже рыжий газ.

Незнание этого факта показывает всю "экспертность" кинодела.

Утверждение в ролике, что "раз слабая окраска, то это NO" — как раз и является бредом. NO в воздухе не существует.
Там может выделяться или закись азота, или азот, вот и получается бесцветный газ (слабо окрашенный).

M&D>> (видео)
Xan> Посмотрел начало ролика...

В своё время тоже изучал реакцию взаимодействия меди с азоткой. Чтобы выделялся в контролируемых условиях (даже при неуправляемых реакциях резко выделялся в основном NO) преимущественно именно NO₂, это ещё постараться надо. А воздух, находящийся над раствором, первое время всегда маскировал выделение NO. Хотел как-то сделать при помощи собранного в банку NO своеобразный опыт "Джин из бутылки", точнее из банки.

А теперь - сабж! Из полученного 60 % раствора нитрата при помещении в холодильник и внесении затравки выросла друза.
К сожалению, при попытке подсушить комнатным воздухом она начала набирать вес . Возможно, влажность окружающего воздуха в данное время года слишком высока для этого. Даже горячий воздух не сушит.

Хотя в своё время получалось сушить нитрат меди, правда в смеси с аммиачной селитрой, так, чтобы получился тригидрат. И даже дальше можно было сушить смесь.

Буду изучать кое-какую интересную таблицу из справочника Когана кн.2 т.3 стр.190.

Xan> Когда пузырьки лопаются, то с воздухом он мгновенно окисляется до NO2. И над пеной уже рыжий газ.

Убедил!
Значит в дальнейшем буду вести расчет реакции по этой формуле.

airwolf> Буду изучать кое-какую интересную таблицу из справочника Когана кн.2 т.3 стр.190.

Интересная табличка. Но я не совсем понимаю ее смысл.

airwolf> Хотя в своё время получалось сушить нитрат меди, правда в смеси с аммиачной селитрой, так, чтобы получился тригидрат.

А вот об этом можно поподробней?

M&D> Интересная табличка. Но я не совсем понимаю ее смысл.
Смысл в том, что справа указано соединение Cu(NO₃)₂*3NH₄NO₃, не содержащее воды. Т.е. при некоторых условия оно может кристаллизоваться.
M&D> А вот об этом можно поподробней?
Действия были аналогичны недавним, только к горячему образовавшемуся раствору нитрата меди добавлял сухой NH₄NO₃, который полностью растворился при 90 °C. Только в каком мольном (или массовом) соотношении, не помню. Возможно, расчёт проводил как-раз при помощи таблицы, те строки, где воды совсем мало. Ну и далее выливал раствор на пластмассовую тарелочку, и сразу сушил вентилятором. Горячий вначале раствор гораздо быстрее сох.

Xan>> Когда пузырьки лопаются, то с воздухом он мгновенно окисляется до NO2. И над пеной уже рыжий газ.
M&D> Убедил!
M&D> Значит в дальнейшем буду вести расчет реакции по этой формуле.

Э, нет, там реакция идёт по нескольким веткам одновременно. Больше того, образовавшийся NO2 реагирует с водой, отчего получается ещё азотная кислота Ну, точнее, на 2 молекулы NO2, прореагировавшие с водой, образуется одна молекула азотной, и одна - азотистой кислоты.

То есть, давать сразу улетучиваться NO2 и NO контрпродуктивно

P.S. но, вот, получить жидкий N2O4 я так и не смог, хотя использовал шариковый холодильних, охлаждаемый замороженным в морозилке обычного холодильника рассолом (смесь CaCl2 и NaCl). При такой температуре NO2 должен был намерзать на стенки холодильника, а потом таять, по мере повышения температуры раствора, но, оказалось, что то, что мы воспринимаем, как бурый газ, в действительности, двуокиси азота содержит не очень много. Парциальное давление NO2 в этой смеси было невелико. Хотя крышку присосать могло (из-за реакции NO2 с водой).

Б.г.> Э, нет, там реакция идёт по нескольким веткам одновременно...
Наверно, лучше соотношение меди к азотке подбирать экспериментально на малой пробе. И чтобы реакция шла преимущественно с выделением NO (а это означает более большую концентрацию нитрата меди в получаемом растворе), нужно прикапывать или приливать азотку прямо к медным проводам (правда это не очень удобно, когда добавленной азотки ещё не так много из-за трудного перемешивания).

airwolf> Наверно, лучше соотношение меди к азотке подбирать экспериментально ....

Так именно с этого все и началось. Но поскольку наступления конца реакции на видно, то захотелось посчитать теорию. Но и тут облом.

M&D> ... Но и тут облом.

Вобщем поставил я полученный рассол в морозилку и у меня треснула банка. Рассол замерз до ледяного булыжника.

M&D> Вобщем поставил я полученный рассол в морозилку и у меня треснула банка. Рассол замерз до ледяного булыжника.

Потом переставил в холодильник и рассол оттаял до состояния киселя (вода со снегом). Переложил все в новую банку и оставил при комнатной температуре. Теперь на дне появился осадок, походу это миниатюрные кристаллы нитрата меди.

M&D> .... походу это миниатюрные кристаллы нитрата меди.

А вот что делать дальше, у меня мыслей нет. Наверно придется ставить на плитку и пытаться выпаривать воду.

M&D>> .... походу это миниатюрные кристаллы нитрата меди.
M&D> А вот что делать дальше, у меня мыслей нет. Наверно придется ставить на плитку и пытаться выпаривать воду.

Нужно упарить раствор до плотности 1.734 г/мл при 25 °C, что соответствует 60 % концентрации нитрата меди. Для этого весьма желательно узнать начальную концентрацию раствора, измерив плотность.

Если не известно, есть ли свободная азотная кислота, то надо быть готовым к некоторым "приключениям".

Чуть позже приведу пример расчёта...

airwolf> Нужно упарить раствор до плотности 1.734 г/мл при 25 °C, что соответствует 60 % концентрации нитрата меди. Для этого весьма желательно узнать начальную концентрацию раствора, измерив плотность.

Походу пора ареометрами затариваться.

airwolf> Если не известно, есть ли свободная азотная кислота, то надо быть готовым к некоторым "приключениям".

А как это узнать? И пожалуйста про "приключения" попродробнее.

airwolf> Чуть позже приведу пример расчёта...

Я весь в ожидании!

M&D> Походу пора ареометрами затариваться.
M&D> А как это узнать? И пожалуйста про "приключения" попродробнее.
M&D> Я весь в ожидании!

Даже холодный раствор даёт испарения, заметные сбоку, если присмотреться. Можно над раствором подержать индикаторную бумажку, смоченную водой, и посмотреть изменения. Также по резкому запаху раствора можно понять, есть ли избыток.

Если вдруг кислота обнаружена, то надо устранить добавкой окиси меди или малахита. Возможно металлическая медь также подойдёт. Ну а насчёт "приключений" тут всё логично - кислотные облака.

Расчёты. Если реакция протекала по уравнению с выделением NO₂, то концентрация нитрата будет примерно 45 %. Если - с выделением NO, то - 55 %.

Предположим, что концентрация нитрата меди получилась 50 %. Судя по фото, объём раствора составляет примерно 100 мл. Плотность 50 % раствора равна 1.574 г/мл (при 25 °C). Тогда масса раствора составит 100*1.574=157.4 г.

Масса раствора после упаривания тогда должна составить m(конечн)=m(нач)*w(нач)/w(конечн)=157.4*50/60=131.2 г.

Значит, раствор должен "похудеть" на 157.4-131.2=26.2 г.

При известной начальной массе раствора расчёт аналогичен, и более прост. Не нужно по объёму пересчитывать начальную массу.

После упаривания и охлаждения до комнатной температуры надо измерить плотность раствора.