Получение, свойства белого и красного фосфора.

Теория

1.Валентные возможности атома азота, в том числе донорно-акцепторное взаимодействие, многоцентровые связи. Валентные возможности атома фосфора (нехарактерность π_р-р-связей, повышенные КЧ). Предпочтения атома азота и фосфора к связыванию с другими атомами(H,O,Cl). Причины различия строения простых веществ.

2.Получение азота (лаб., пром.), его физ.-хим. и химические свойства. Получение, строение аллотропных модификаций фосфора, взаимопревращения; агрегатное состояние, растворимость + … цвет, запах; активность, окислит-восст. свойства.

3.Получение аммиака (лаб., пром.), его агрегат. состояние, растворимость вводе, а также химические свойства в газовой фазе и в водном растворе (устойчивость, окисл.-восст. свойства, основность, способность участвовать в комплексообразовании). Получение, строение и свойства фосфина в сравнении со свойствами аммиака.

Соли аммония: термическое разложение, причины различного поведения при нагревании. Соли фосфония.

Получение, строение и свойства нитридов, фосфидов металлов.

Опыты

Получение азота, изучение его свойств

Среди предложенных реактивов (растворы KOH, KClO₃; кристаллические NH₄Cl, Ca(OH)₂, KNO₃ , "CaOCl₂" , NaNO₂) выберите те, которые могут быть использованы для получения азота. Приготовьте реакционную смесь, используя примерно равные объемы реагентов, и поместите ее в пробирку. Объем смеси не должен превышать половину объема пробирки. Можно ли собирать выделяющийся газ сразу или только через некоторое время? Правильно ли собирать азот вытеснением воды или воздуха?

Пробирку закрепить в штативе. Осторожно прогреть спиртовкой всю пробирку, а затем нагревать только смесь.

В верхнюю часть посуды, наполненной азотом, внести горящую лучинку. Наблюдать, что она "разгорится ярко-ярко"…. После этого зажечь в пламени спиртовки магниевую ленту и бросить ее в пробирку с оставшимся азотом.

Горит или нет? Признаки взаимодействия могут наблюдаться только во время падения магния в атмосфере азота. После падения на дно теплового эффекта не достаточно, чтобы поддерживать условия взаимодействия.

Доказать, что магний с азотом все же частично сумел провзаимодействовать. Для этого долить в пробирку с магнием на дне немного раствора HCl, а затем реактив Несслера (в присутствии солей аммония появляется желто-оранжевый осадок или окрашивание). Составить уравнения всех реакций, кроме реакции с реактивом Несслера.

Получение, свойства белого и красного фосфора.

а) В глубокую сухую пробирку поместить немного сухого красного фосфора. Закрыть отверстие пробирки ватой и прогреть дно. Наблюдать появление белого дыма.

Каков его состав (имейте в виду, что не все, что выглядит "белым" является белым фосфором!). В какой части пробирки и, в ходе какого процесса следует ожидать образования белого фосфора? В какой части пробирки и, в ходе какого процесса следует ожидать образования красного фосфора? Наблюдать свечение белого фосфора в темноте. Роль темноты будут исполнять студенты, не получившие до сих пор ни одного зачета по отчетам!

б) Небольшой (~2–3 спичечных головок) кусочек белого фосфора поместить в пробирку с концентрированным раствором щелочи. (При необходимости отрезать под слоем воды!). Прогреть пробирку, наблюдать газовыделение. Опыт выполнять под вытяжкой!!!

в)В фарфоровую чашку поместить немного красного фосфора и под вытяжкой прикоснуться к нему разогретой в пламени спиртовки стеклянной палочкой (см. температуру воспламенения фосфора!). Состав продукта горения?

г)Выполнить пробирочные реакции окисления красного фосфора конц. растворами HNO₃ и H₂SO₄, белого фосфора кислым и щелочным растворами перманганата калия. В первых двух случаях после 1-2 минут кипячения раствора часть его осторожно (особенно тот, где использовалась конц. H₂SO₄) перелить в пробирку с молибденовой жидкостью. Наблюдать образование желтого осадка или окрашивание раствора, что служит доказательством наличия Н₃РО₄. Что может служить признаком протекания реакций в растворах KMnO₄? В какой среде белый фосфор легче окисляется перманганатом?

В отчете сделайте обобщающий вывод о свойствах азота и фосфора, выявленных в ходе опытов.

3. Получение аммиака, изучение его свойств газовой фазе.

Среди реактивов, перечисленных в оп.1, выберите те, которые могут быть использованы для синтеза аммиака. Какую систему собирания газа следует применить (см. рис., можно ли собирать газ сразу, правильно ли собирать NH₃ вытеснением воды или воздуха?).

Через 3-4минуты закрыть посуду с газом пробкой с капилляром.

а)Поместить пробку в кристаллизатор с водой и наблюдать "растворение воды в аммиаке".

б)В колбу объемом 0.5-1.0 л поместить небольшой объем конц. раствора аммиака, встряхнуть, можно слегка прогреть, чтобы уменьшить растворимость аммиака, затем всыпать в колбу прокаленный в ложечке для сжигания свежеполученный порошок Cr₂O₃ и наблюдать искрение крупинок оксида.

Составить уравнения всех возможных реакций, идущих как на поверхности катализатора, так и в газовой фазе.

4. Свойства аммиака в водном растворе.

а) Налейте в пробирку около 2 мл концентрированного раствора NН₃ и добавьте 1-2 гранулы NaOH. Что происходит?

b)К 1 мл растворов солей Mn(+II), Co(+II) и Cu(+II) по каплям добавить конц. раствор аммиака, а затем – избыток конц. раствора аммиака. Что происходит? Уравнения реакций.

в)К сернокислому раствору KMnO₄ долейте конц. раствор аммиака. Как и почему меняется температура раствора? Меняется ли его окраска? Какое свойство проявляет NH₃ в данном опыте?