Нитропруссид натрия

обсуждение проблем неорганической химии, неорганического материаловедения, химии твердого тела и всего, что с этим связано
inorgancis, materials and solid state chemistry for professionals
Ответить
shprotx
Сообщения: 117
Зарегистрирован: Ср апр 16, 2014 2:18 pm

Нитропруссид натрия

Сообщение shprotx » Сб сен 10, 2016 7:54 pm

По Рюсту поступают следующим образом: 40 г K4Fe(CN)6*3H2O растворяют при нагревании в 60 мл воды в стакане емкостью 0.5 л. К раствору при помешивании прибавляют 64 мл HNO3 (уд. в. 1,24) и держат при умеренном нагревании на водяной бане до окнчания реакции (для определения конца реакции несколько капель коричневого раствора смешивают с FeSO4 или FeCl2, причем, должен получиться темнозеленый, но не синий осадок).
Во время реакции, кроме CO2 и N2, выделяются циан и синильная кислота, поэтому необходимо работать под хорошей тягой.
Смеси дают спокойно стоять в течении 1-2 дней и затем нейтрализуют содой, тщательно избегая избытка последней. Нейтрализованный раствор нагревают до кипения, фильтруют, и прозрачный фильтрат быстро выпаривают на голом огне, после чего охлаждают и смешивают с равным объемом спирта; при этом большая часть образовавшегося KNO3 выпадает в осадо. Фильтруют и фильтрат снова быстро выпаривают с целью возможно быстро удалить спирт. Из полученного темнокрасного арствора выпадают при охлаждении кристаллы, которые отсасывают, промывают небольшим количеством холодной воды и сушат между листами фильтровальной бумаги.
Маточный раствор при выпаривании дает еще некоторое количество препарата.
У меня есть оригинальная процедура Рюста в дореволюционном переводе, еще есть процедуры по брауэру с оригинальной процедурой из ссылки 1855 года, и процедура из книги Шлесинджера, которая по сути повторяет все предыдущие.
Отличитальная черта всех этих процедур - в них упущены важные моменты, точнее, описаны двусмысленно, как то "темно-зеленый осадок", "упарить до малого объема", "нейтрализуют содой", а в некоторых автор фантазирует по принципу сломанного телефона.
Возьмем последнюю упомянутую двусмысленность: что значит "нейтрализуют содой"? До какого ph? Нейтрализация до 7.0 значит, что при нагревании раствор уйдет в ph=8-9, таким образом приводя к разложению нитропруссида. Я говорю приблизительные цифры, потому что измерить ph крайне сильно окрашенного раствора, содержащего азотную кислоту и мелкодисперсное также красящее вещество, весьма тяжело. Простой ph-метр, боюсь, выйдет из строя в таком растворе очень быстро, универсальная бумажка показывает стабильно черный цвет, бромкрезоловый зеленый показал уход ph в значения выше 5, однако, после этого добавление соды продолжало сопровождаться выделением газов. Особенно настораживало выделение газов при последующем нагревании.
Далее, при попытке выделить нитропруссид после нейтрализации, у меня ни разу из примерно 15 попыток не получились красные кристалы. Были какие-то коричневые, но мне кажется, что это банальные продукты разложения, похожие на те, что получаются при выпаривании в вот этом месте "Нейтрализованный раствор нагревают до кипения, фильтруют, и прозрачный фильтрат быстро выпаривают на голом огне" - на фильтре остается довольно большое кол-во этой самой мелкодисперсной коричневой субстанции (примерно 10% от закладки ферроцианида).
Скорее всего я также неправильно определяют конец изначальной реакции, мне не с чем сравнить пробу сульфата железа или меди, потому что она никогда не получается похожей на пробу более-менее чистого нитропруссида с тем же раствором, ни со старта реакции, ни даже спустя 3-4 часа на водяной бане. Пока что, учитывая мой солидный опыт, я могу сказать, что сине-зеленый умеренно прозрачный раствор - это и есть конец, а наличие взвешенных частиц нитропруссида синего цвета, но почти без зеленого оттенка - это когда конец еще не достигнут.
По поводу альтернатив: выход грязного продукта процедурой с кислым нитритом вместо азотной кислоты составляется примерно 80-90%, выход грязного продукта по классической процедуре (это по которой я делаю) - 70%.
Спектрофотометра для титрования нитропруссида сульфидом у меня нету, а процедура разложения нитропруссида и титрования нитрита реактивом грисса тоже обычно подразумевает спектрофотометр. Так или иначе анализ состава промежуточных продуктов подразумевает разработку процедуры заново. Что я, на самом деле, уже где-то на треть сделал.

MONSTA
Сообщения: 3248
Зарегистрирован: Вт фев 20, 2007 11:36 am

Re: Нитропруссид натрия

Сообщение MONSTA » Сб сен 10, 2016 10:35 pm

Ох! Мне жена привезла как-то с работы нитропруссид старого польского производства, еще времен "Солидарности". Темно-коричневые кристаллы. Действительно, гад, был перещелочен, для нормального использования надо было добавлять серную кислоту. Наверняка делали по классической методике, с классическим результатом. Не особо заморачивайтесь. После подкисления работает нормально.

shprotx
Сообщения: 117
Зарегистрирован: Ср апр 16, 2014 2:18 pm

Re: Нитропруссид натрия

Сообщение shprotx » Сб сен 10, 2016 10:53 pm

Мелкие темно-коричневые кристаллы - это, скорее всего, смесь с продуктами разложения (он хоть полностью без осадка растворялся в воде?). Если это крупные темно-коричневые кристаллы, то это вообще не кристаллы нитропруссида
Изображение
Na2[NP] - это и есть натрия нитропруссид.

Аватара пользователя
amik
Сообщения: 23104
Зарегистрирован: Вс мар 05, 2006 9:32 pm

Re: Нитропруссид натрия

Сообщение amik » Вс сен 11, 2016 12:05 pm

А в чем смысл вопроса? Поиск оптимального метода синтеза или выявление проблем с имеющейся методикой?
В Карякине предлагается идти через реакцию гексацианоферрата(II) с нитритом и промежуточным выделением нитропруссида меди :)
Бог на стороне не больших батальонов, а тех, кто лучше стреляет (приписывается Вольтеру)

shprotx
Сообщения: 117
Зарегистрирован: Ср апр 16, 2014 2:18 pm

Re: Нитропруссид натрия

Сообщение shprotx » Вс сен 11, 2016 7:29 pm

Я читал метод с нитритом во всех трех выпусках карякина (он не менялся). Есть еще замечательная модификация этой методики, упомянутая у Шлессинджера, при помощи хлорида бария, который выполняет роль кислоты при пропускании CO2, полностью убирая необходимость следить за реакцией и нейтрализовывать конечную смесь.
Я хочу реабилитировать классический метод - я считаю, что он ничем не хуже других процедур, требующих контроля реакции и нейтрализации.

Аватара пользователя
amik
Сообщения: 23104
Зарегистрирован: Вс мар 05, 2006 9:32 pm

Re: Нитропруссид натрия

Сообщение amik » Пн сен 12, 2016 2:25 pm

Т.е. имеет место удовлетворение любопытства за государственный счет :)
Какие мысли возникли при прочтении?
Методики прошлого века отличаются хотя бы тем, что не было магнитных мешалок. В наше время перемешивание реакционной среды не требует никаких усилий от химика-экспериментатора. Возьмём первую стадию - обработка азотной кислотой. Нужно ли перемешивать постоянно, закрывать ли стакан часовым стеклом для уменьшения количества неизбежно испаряющейся воды и улетучивания выделяющихся газов? Какая температура оптимальна для этой стадии?
Не вижу, например, особых проблем с нейтрализацией. Прекращение выделения CO2 вполне заметный критерий, а небольшое количество избыточной соды приведёт к снижению выхода на несколько %, не более. Под конец можно использовать не карбонат, а гидрокарбонат натрия, с которым переход будет ещё заметнее. рН-метр выживет, если не держать электрод в растворе постоянно, а использовать только в момент точного доведения кислотности среды до заданной.
Непонятно также, с какой целью во всех методиках дают выдержку в 1-2 дня. Некое "устаканивание"?
По-хорошему методику надо бы воспроизвести самому, но боюсь, что тогда это будет точно соответствовать первому предложению в посте.
Бог на стороне не больших батальонов, а тех, кто лучше стреляет (приписывается Вольтеру)

shprotx
Сообщения: 117
Зарегистрирован: Ср апр 16, 2014 2:18 pm

Re: Нитропруссид натрия

Сообщение shprotx » Вт сен 13, 2016 3:11 am

Имеет место удовлетворение любопытства за свой собственный счет. Не то чтобы я много на это тратил.
Скорее всего оптимальные условия реакции - это минимальная температура, при которой реакция продолжает идти, но сильного выделения газов не происходит. Перемешивание наверное бы не помешало, но редкое перемешивание хуже его полного отсутствия - происходит бурное выделение газов, которые не успевают реагировать со смесью.
Зачем нужна выдержка 1-2 дня - скорее всего не знает тот, кто это писал.
Выделение CO2 при нейтрализации происходит плавно, и у меня такое ощущение, будто не заканчивается вовсе, предположительно из-за кислого буфера на каком-то нитрате железа или нитропруссиде железа (плейфейр зарегистрировал железо в форме основания после нейтрализации), выделение газов после нагревания может быть обусловлено тем, что кислотности солей железа недостаточно для выделения CO2 из холодного раствора.
Я только сейчас распечатал свою тиоцианат, но я нисколько не сомневаюсь, что основной Fe3+ там есть.

Аватара пользователя
antabu
Сообщения: 6957
Зарегистрирован: Пн май 25, 2009 7:00 pm

Re: Нитропруссид натрия

Сообщение antabu » Вт сен 13, 2016 5:58 am

Большие времена реакции связаны с кинетической инертностью внутренней сферы комплексов.
"Я не видел людей страшней, чем толпа цвета хаки"

shprotx
Сообщения: 117
Зарегистрирован: Ср апр 16, 2014 2:18 pm

Re: Нитропруссид натрия

Сообщение shprotx » Вт сен 13, 2016 6:59 pm

Наверное, это был ответ к вопросу выдержки после окончания основной реакции, когда проба с железом не дает прусской сини. Но поскольку прекурсора в смеси нет, то и реагировать более нечему. Я не замечал каких-либо значительных изменений в смеси после стояния в течении дня.

Аватара пользователя
amik
Сообщения: 23104
Зарегистрирован: Вс мар 05, 2006 9:32 pm

Re: Нитропруссид натрия

Сообщение amik » Вт сен 13, 2016 7:37 pm

Сегодня из любопытства таки попробовал почти по рецепту, но что-то пошло не так. После нагревания с азоткой на дне залёг черный осадок, а раствор стал почти бесцветный, из которого при охлаждении выпали длинные игольчатые кристаллы, напоминающие по габитусу исходную желтую кровяную.
Похоже, что и первая стадия - замена циано- на нитрозо- группу не так проста. Мог, впрочем, перегреть или выдержать лишнее время, поскольку не следил за процессом.
Бог на стороне не больших батальонов, а тех, кто лучше стреляет (приписывается Вольтеру)

shprotx
Сообщения: 117
Зарегистрирован: Ср апр 16, 2014 2:18 pm

Re: Нитропруссид натрия

Сообщение shprotx » Вт сен 13, 2016 8:00 pm

Добро пожаловать в клуб. Теперь вы понимаете, почему эту реакцию убрали из Карякина - в ней упущены и исковерканы ключевые моменты. Вы пытаетесь выпарить профильтрованный раствор, чтобы потом при помощи спирта высадить из него нитраты - а у вас почему-то выпаренный раствор сразу твердеет и не смешивается со спиртом. И так далее, это очень увлекательное занятие, я уже энную неделю так развлекаюсь.

Аватара пользователя
amik
Сообщения: 23104
Зарегистрирован: Вс мар 05, 2006 9:32 pm

Re: Нитропруссид натрия

Сообщение amik » Вт сен 13, 2016 8:17 pm

Да нет, не совсем так. Говорю же, что поставил из чистого любопытства, благо есть такая возможность.
Также в принципе есть возможность посмотреть реальные промышленные регламенты получения данного соединения на хим.заводах, а не только лабораторные методики. Думаю, что и Вам будет интересно, как справились с масштабированием процесса на производстве с оптимизацией выхода и минимизацией вредных выбросов.
Бог на стороне не больших батальонов, а тех, кто лучше стреляет (приписывается Вольтеру)

Аватара пользователя
SkydiVAR
Сообщения: 10601
Зарегистрирован: Пн янв 19, 2009 12:51 am
Контактная информация:

Re: Нитропруссид натрия

Сообщение SkydiVAR » Вт сен 13, 2016 9:03 pm

shprotx писал(а):
нейтрализуют содой, тщательно избегая избытка последней.
shprotx писал(а):Возьмем последнюю упомянутую двусмысленность: что значит "нейтрализуют содой"? До какого ph?
Нейтрализация карбонатом, безусловно, в процессе оной, приведёт с неизбежностью к гидрокарбонату. Может, с него и начинать? И именно до прекращения выделения углекислого газа.
shprotx писал(а):Особенно настораживало выделение газов при последующем нагревании.
Разложение гидрокарбоната?
Впрочем, это только голые спекуляции...
Меч-кладенец - оружие пофигистов.

Ответить

Вернуться в «неорганическая химия и химия твердого тела / inorganic chemistry»

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и 15 гостей