Получение галогенов: хлора, брома и йода.

ГАЛОГЕНЫ И ПСЕВДОГАЛОГЕНЫ

Оборудование и реактивы. По просьбам лаборантов предлагаю выписать здесь оборудование и реактивы для всех работ данной лабораторной работы, разделив их на обязательные работы и факультативные. (Как вариант – общие списки реактивов и указания лаборантам можно вынести в конец практикума.) Дальше почти в каждом разделе реактивы перечисляются в рубрике «Потребуются» - это уже для удобства студентов и преподавателей.

Получение галогенов: хлора, брома и йода.

Работа 2.1. Получение и некоторые свойства хлора. (Опыт серии А)

Потребуются. Сухая пробирка. Колба Вюрца. Капельная воронка. Промывная склянка для газов. Химический стакан (склянка) на 250 мл с полностью накрывающим его плоским стеклом. Пробирка с боковым отводом и газоотводной трубкой. Два химических стакана на 150 мл. Чашка Петри. Ступка с пестиком. Стакан со льдом. Фильтровальная бумага. Штатив с лапками. Тигельные щипцы. Газовая горелка.

Кристаллические K₂Cr₂O₇, KMnO₄, KBr, KI. Растворы HCl _конц., H₂SO_{4 конц.}, H₂SO_{4 разб.} Раствор H₂O₂ 3 масс. %. Раствор KI. Сурьма и медь металлические.

Эксперимент. Собрать под тягой установку для получения хлора, используя, по усмотрению, реакцию соляной кислоты с K₂Cr₂O₇ или KMnO₄. В обоих случаях выделяющийся хлор собирать в склянку или стакан, накрытые плоским стеклом, как показано на рис. 2.1.

Для получения хлора по первому способу (с использованием в качестве окислителя бихромата калия) собрать в вытяжном шкафу установку, как показано на рис. 2.1 а. В колбу Вюрца с газоотводной трубкой поместить 15-25 г бихромата калия и 30-40 мл концентрированной соляной кислоты. Колбу Вюрца плотно закрыть резиновой пробкой и закрепить в штативе. Соединить колбу с промывной склянкой, заполненной водой (для поглощения HCl), а конец газоотводной трубки ввести в пустой химический стакан, накрытый плоским стеклом. Аккуратно нагреть колбу через асбестовую сетку при по­мощи газовой горелки. Наблюдать заполнение химического стакана желто-зеленым газом. Оставить стакан под тягой до полной подготовки продолжения опыта.

Для получения хлора при использовании перманганата калия установка должна включать колбу Вюрца, капельную воронкуи промывную склянку (см. рис. 2.1 б).

▲ Предупреждение. Получение хлора проводить под тягой! Нагревать колбу только через асбестовую сетку! ▲

Пояснение. Большая часть способов лабораторного получения хлора основано на реакциях окисления соляной кислоты. В качестве окислителей можно использовать бихроматы (соли двухромовой кислоты H₂Cr₂O₇), перманганаты, диоксид марганца и др. Окислитель выбирают в зависимости от требований эксперимента. Так, при использовании бихромата калия (K₂Cr₂O₇) выделение хлора идет с заметной скоростью только при нагревании. Это позволяет регулировать ток хлора по потребности, изменяя температуру в реакционном сосуде (например, при помощи водяной бани).

Заметим, что реакция между HCl конц. и KMnO₄ протекает значительно более бурно и не требует нагревания. Более того, попадание больших количеств соляной кислоты на порошок перманганата калия может приводить к взрывоподобному эффекту с выбросом в атмосферу паро-хлорной смеси. По этой причине соляную кислоту к твердому KMnO₄ надо прибавлять осторожно и только по каплям. Очень чистый хлор в лаборатории можно получить при взаимодействии HCl (водн.) с соединениями церия (IV) – оксида CeO₂ или сульфата Ce(SO₄)₂.