Методика синтеза бромистоводородной кислоты «постояннокипящей»

К 200 мл воды прибавляют 120 г измельченного бромида калия. Сосуд помещают в баню со льдом, затем прибавляют 90 мл концентрированной серной кислоты с такой скоростью, чтобы не образовывался свободный бром (рисунок 9). Температура не должна подниматься выше 75°С Образование небольших количеств брома не особенно помешает, т.к. он потом перегоняется с фракцией, кипящей при температуре от 100 до 115°С.

После прибавления серной кислоты раствор охлаждают до комнатной температуры, выпавший осадок KHSO₄ отфильтровывают на воронке Бюхнера через толстую фильтровальную бумагу. Фильтрат наливают в перегонную колбу емкостью 500 мл с холодильником и нагревают с помощью колбонагревателя (рисунок 10). Собирают дистиллят, начинающий перегоняться на 1°С ниже температуры кипения постоянно кипящей смеси. Перегонку прекращают в тот момент, когда температура начинает падать. Плотность полученного раствора не является постоянной, т.к. состав дистиллята изменяется в зависимости от атмосферного давления. Выход – около 85%. Выход можно увеличить перегонкой низкокипящих фракций. Для получения «постояннокипящей» кислоты, свободной от сульфат-иона, кислоту перегоняют, причем дистиллят начинают собирать при температуре на 5°С ниже температуры перегонки «постояннокипящей» смеси. Добавление гидроксида бария перед второй перегонкой не дает более чистого продукта. Если брать меньше бромистого калия, то выход продукта значительно снижается. Измеряют плотность кислоты с помощью ареометра и с помощью таблицы 1 определяют

концентрацию полученного раствора (при необходимости, для более точного нахождения концентрации, используют метод интерполяции). Измеряют объем полученного раствора и рассчитывают выход продукта.

3.3 Вопросы и задания для самостоятельной работы по Модулю 3

1 Почему в ряду HCl – HBr – HI температуры плавления и кипения возрастают, а у HF они аномально высоки?

2 Как и почему меняется устойчивость молекул НГ?

3 Как и почему в ряду HF-HCl-HBr-HI меняются кислотные свойства? Почему HF в отличие от других галогеноводородных кислот является слабой? Приведите примеры реакций на кислотные свойства НГ. Почему HF в отличие от других НГ растворяет стекло?

4 Как и почему в ряду HF-HCl-HBr-HI меняются восстановительные свойства? Приведите примеры реакций.

5 Какой из галогеноводородов и почему наиболее трудно получить путем синтеза из простых веществ?

6 Приведите примеры реакций получения НГ взаимодействием Г₂ и различных восстановителей.

7 Все ли галогеноводороды могут быть получены путем гидролиза галогенидов неметаллов? Приведите примеры реакций.

8 Какие из галогеноводородов можно получить вытеснением НГ из соответствующих солей концентрированной серной кислотой, а какие – нет? Почему? Чем можно заменить серную кислоту в этом случае?

9 Какой из галогеноводородов можно получить термическим разложением кислых галогенидсодержащих солей? В чем преимущество этого способа?

10 Что называют азеотропными смесями?

11 Почему посуду, в которой проводились опыты с фосфором, рекомендуется некоторое время подержать в растворе медного купороса?

12 Как можно отличить фосфин от аммиака, сероводорода, хлороводорода?

13 В промышленных условиях для получения брома используют озерную или морскую рапу, щелока от переработки калийных солей и буровые воды в виде бромидов. Чем можно выделить бром из этих продуктов? Почему раствор предварительно подкисляют?

Вопросы для самоконтроля к Модулю 3

1. Какие методы получения галогеноводородов известны?

2. Почему синтез фтороводорода и хлороводорода из простых веществ малоприменим в лабораторных условиях?

3. В чем проблемы синтеза бромо- и йодоводорода из простых веществ?

4. Почему получение бромоводорода взаимодействием бромидов с концентрированной серной кислотой затруднено? Чем можно заменить серную кислоту? Возможно ли получение фторо-, хлоро- и йодоводорода таким способом?

5. Какие восстановители можно применить для получения бромо- и йодоводороа из брома и йода? Составьте уравнения реакций.

6. Какие из галогеноводородов могут образовывать кислые соли и почему? Как их можно использовать для получения галогеноводородов?

7. Каковы условия хранения водных растворов бромо- и йодоводорода и почему?

8. Какие меры безопасности следует соблюдать при работе с бромом и почему? В чем заключаются трудности при работе с белым фосфором?

 

 

Проектное задание к модулю 3.

Провести синтез какой-либо из галогенводородных кислот. Рассчитать практический выход. Написать уравнения реакций, отражающих химические свойства полученного вещества.