老早之前就看了化学哥整二氧化锰电极的视频了。可惜萃取二氯甲烷的时候比较惨,几次失败加失误我的硝酸见底了。于是拿出了我珍藏已久的硝酸钾和磷酸,弄点硝酸溶解锰去。
我这里准备了一点锰单质用来做硝酸锰的,二氧化锰电极我留到下一篇帖子跟大家分享一下(现在编辑帖子的时候硝酸还没蒸馏完,因此没法写实验报告滴定浓度算产率。这些东西将在今天之内通过修改原文发出来)
这绝对不是教程。这个方法都做烂了,来这里我只是本着分享经历的态度,并且向大家展示假如待硝酸基本蒸出后还不停止加热会发生什么,发一个帖子勿喷。QQ群一下就沉了,B站同类视频太多了,就来kc了。所以本帖重点是二氧化氮喷泉是啥样的(我还特意为此让故意二氧化氮喷了),不是制硝酸。
磷酸我加起来买了4瓶了,家里现在剩两瓶,硝酸钾有5,6斤肥料,懒得重结晶了,现在打算多用一点。本实验投料量:300g硝酸钾,320g磷酸(85%),10g五氧化二磷(可换成15g磷酸)。基本是等摩尔的(硝酸钾过量5g),因为实验剩下的磷酸二氢钾和硝酸,硝酸钾,磷酸混合液想加点碳酸钾调ph到4左右,回收用来浇花。加料和拆装置的时候一定要戴手套,很容易弄到手上。事实上,磷酸应该,或者说必须过量。正确的量应该是350g85%磷酸,10g五氧化二磷。这样磷酸能过量20g左右。
这是装置全貌。就一个蒸馏,没啥要说的。要注意一开始蒸馏出来的硝酸浓度较低,反正我直接拿来泡了锰。
蒸馏有四个阶段:开始阶段,升温阶段,共沸阶段,结束阶段。在开始和升温阶段中,假如不换接受瓶,硝酸的浓度约在40%左右。开始阶段出的浓度极低,当你发现装置红了基本就说明到了升温阶段。120度之后就是共沸阶段,此时出的硝酸浓度理论上会大于共沸浓度。有电热套的同学把温度控制在150度比较好。反正温度怎么也不可能达到150,就当直接无限度加热了。
假如大家是一个保护环境的好公民,又有一根牛角管,就请你如图所示,给餐巾纸浸上氢氧化钠之后尽可能地吸收尾气。假如有磨口接受装置和真空接收头就更好了,可以直接用硅胶管或者氟胶管把二氧化氮通入石灰乳。
蒸馏要持续数小时。如图,这是典型的共沸阶段:硝酸液滴大量滴下,温度达到120度以上。现在离喷还有20多分钟了……大家做的时候一定要让磷酸过量!
video_20200517_145643.mp4 点击下载
等液滴慢了,就可以结束蒸馏了。你当然可以不听我的,装置会变成这样(我真不知道这么恐怖,早知道就不为了放张二氧化氮喷泉的图片把我的磨口粘起来的……太惨了,就不应该在不清楚情况的前提下特意演示危险操作)
图为喷泉过后磷酸二氢钾黏住磨口分不开的场景。
于是损失了一根直管,烧瓶,蒸馏头和温度计套管没碎,还能接着用……
二氧化氮喷泉前的征兆是温度莫名升高,硝酸少二氧化氮多。为了避免二氧化氮喷泉,你有两种方法:
1,磷酸过量(30g起步)
2,及时停止蒸馏:二氧化氮增多的时候要及时关闭电热套。
假如二氧化氮喷泉发生了,你应该做的:
1,假如你的桌子很贵:有不锈钢升降架的,立刻降下电热套;将温度计套管取下,使得熔融磷酸二氢钾不全被冲进冷凝管,尽可能降低冷凝管受损的概率;
2,桌子不贵或者有便宜的垫材:有不锈钢升降架的立刻降下电热套;将温度计套管取下,再拆下冷凝管,使得熔融磷酸二氢钾被喷到桌子上。假如因直管被定死无法拆卸就果断抛弃直管拆套管。
emmm因为喷了,硝酸只收集了半瓶98mL。产率预计很低……滴定可知硝酸浓度为17.8mol/L,浓度还是过关的。当然,里面进去了很多二氧化氮,这部分二氧化氮可能参与了对氢氧化钠的中和。这里忽略了升温阶段产出的硝酸,浓度肯定很低,懒得测了,故不计入产率。
硝酸总共产出1.74mol,预计产出约3mol,产率约58%。还有30到40mL的低浓度硝酸,还有部分低浓度硝酸喂给了锰,具体浓度不清楚。这部分懒得计入产率了……记进去估计产率能有60多
图为给锰喂硝酸
后来又喂了一点。锰已经被消耗完了。
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