नाइट्रिक एसिड से अमोनियम नाइट्रेट कैसे प्राप्त करें। नाइट्राइट; नाइट्रेट्स वाष्पीकरण विधि की विशेषताएं

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घर पर नाइट्रस ऑक्साइड बनाना

हंसी गैस प्राप्त करने के कई तरीके हैं। घर पर सबसे सुलभ जी डेवी की विधि है - प्रतिक्रिया के अनुसार अमोनियम नाइट्रेट (अमोनियम नाइट्रेट) का थर्मल अपघटन:

NH 4 NO 3 = N 2 O + 2H 2 O.

प्रयोगशाला स्थितियों में, सल्फ़ामिक एसिड को नाइट्रिक एसिड के साथ गर्म करना अधिक सुविधाजनक होता है:

एनएच 2 एसओ 2 ओएच + एचएनओ 3 (73%) = एन 2 ओ + एच 2 एसओ 4 + एच 2 ओ।

हालाँकि, सल्फ़ामिक और नाइट्रिक एसिड प्राप्त करना अधिक कठिन है, इसलिए हम अमोनियम नाइट्रेट के अपघटन पर ध्यान केंद्रित करेंगे। वैसे, अमोनियम नाइट्रेट के अपघटन का उपयोग औद्योगिक पैमाने पर नाइट्रस ऑक्साइड को संश्लेषित करने के लिए किया जाता है।

जब अमोनियम नाइट्रेट को गर्म किया जाता है तो कई प्रतिक्रियाएं होती हैं। यहां पुस्तक के अंश दिए गए हैं एल.आई. बागल रसायन विज्ञान और विस्फोटक आरंभ करने की तकनीक (1975)

अमोनियम नाइट्रेट को उसके गलनांक से थोड़ा ऊपर गर्म करने पर (सूखा अमोनियम नाइट्रेट 169.6°C पर पिघलता है), प्रतिक्रिया के अनुसार विघटित हो जाता है

एनएच 4 नंबर 3 एनएच 3 + एचएनओ 3 (1)
<...>

नाइट्रस ऑक्साइड और पानी के अपघटन की प्रतिक्रिया का अध्ययन बर्थेलॉट, थॉमसन और वेले द्वारा किया गया था। पहले दो शोधकर्ताओं ने पाया कि प्रतिक्रिया ऊष्माक्षेपी थी

NH 4 NO 3 => N 2 O + 2H 2 O + 8.8 kcal (2)

270°C तक के तापमान पर अमोनियम नाइट्रेट के अपघटन की मुख्य प्रतिक्रियाएँ (1) और (2) हैं। पिघला हुआ अमोनियम नाइट्रेट, जब 250-260 डिग्री सेल्सियस से ऊपर गरम किया जाता है, तो नाइट्रोजन ऑक्साइड, नाइट्रोजन और पानी छोड़ सकता है:

NH 4 NO 3 => 0.5N 2 + NO + 2H 2 O
4एनएच 4 नंबर 3 => 3एन 2 + एन 2 ओ 4 + 8एच 2 ओ
3एनएच 4 नंबर 3 => 2एन 2 + एन 2 ओ 3 + 6एच 2 ओ

सॉन्डर्स (1922), गैस विश्लेषण के परिणामों के आधार पर, इस निष्कर्ष पर पहुंचे कि 260 डिग्री सेल्सियस तक के तापमान पर मुख्य अपघटन प्रतिक्रियाएं (1) और (2) हैं, साथ ही प्रतिक्रिया भी

5NH 3 + 3HNO 3 => 4N 2 + 9H 2 O

उनकी राय में विस्फोट के दौरान विघटन प्रतिक्रिया के अनुसार होता है

8NH 4 NO 3 => 16H 2 O + 2NO 2 + 4NO + 5N 2
<...>

अमोनियम नाइट्रेट के अपघटन द्वारा नाइट्रस ऑक्साइड के निर्माण की सामान्य प्रक्रिया के लिए, इसका तापमान शासन और शुद्धता की डिग्री असाधारण महत्व की है।

जैसा कि उपरोक्त आंकड़ों से देखा जा सकता है, अमोनियम नाइट्रेट, जब 240-250 डिग्री सेल्सियस तक गरम किया जाता है, तो नाइट्रस ऑक्साइड और पानी बनाने के लिए विघटित हो जाता है, हालांकि, इस तापमान पर भी परिणामी "कच्ची" गैस में नाइट्रिक एसिड वाष्प, नाइट्रोजन ऑक्साइड NO और होते हैं। NO 2, अमोनिया, क्लोरीन (क्लोराइड अशुद्धियों के कारण), नाइट्रोजन और उर्ध्वपातित अमोनियम नाइट्रेट का "कोहरा"। यह स्पष्ट है कि इस तरह के मिश्रण को साँस में नहीं लिया जा सकता (यदि डेवी के प्रयोगों को दोहराने का विचार आता है), क्योंकि यह घातक!इसके अलावा, यदि फ्लास्क को रबर स्टॉपर से बंद कर दिया जाता है, तो अल्पकालिक उपयोग के बाद भी यह धीरे-धीरे नष्ट हो जाता है (पूरी तरह से हानिरहित उत्पादों के निर्माण के साथ)।

इसलिए, एक फ्राइंग पैन में अमोनियम नाइट्रेट को गर्म करके हंसने वाली गैस बनाने की विधि (जिसे अक्सर "गुरुओं" द्वारा "आम आदमी" पर हंसने की सलाह दी जाती है) सबसे अच्छे रूप में काले हास्य की तरह दिखती है।

आइए इंस्टालेशन पर आगे बढ़ें।अमोनियम नाइट्रेट को हल्के ताप के तहत वर्ट्ज़ फ्लास्क में विघटित किया जाता है। थर्मामीटर का उपयोग करना बेहतर है, लेकिन यदि आवश्यक हो तो आप इसके बिना भी काम चला सकते हैं। जैसा कि अनुभव से पता चला है, लगभग 220 डिग्री सेल्सियस तक हीटिंग का उपयोग करना बेहतर होता है, इस स्थिति में पिघल का हल्का "उबलना" देखा जाता है। शुद्धिकरण के लिए परिणामी "कच्ची गैस" को पहले नाइट्रिक एसिड के साथ मिश्रित आसुत जल एकत्र करने के लिए बर्फ से ठंडा किए गए जाल से गुजारा जाता है। इसके बाद, गैस आयरन सल्फेट के घोल के साथ ड्रेक्सेल फ्लास्क से होकर गुजरती है; यह गैस निकलने की दर के एक प्रकार के संकेतक के रूप में भी काम करता है। फिर गैस को 5-7% क्षार (सोडियम या पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड) के घोल के साथ एक तात्कालिक वॉशिंग मशीन (छिद्रपूर्ण स्प्रे के साथ) में धोया जाता है, जहां इसे NO 2, नाइट्रिक एसिड और क्लोरीन से साफ किया जाता है। और अंत में, तीसरे में एक झरझरा स्प्रे से धोएं, जिसमें आयरन (II) सल्फेट का घोल डाला जाता है, नाइट्रस ऑक्साइड को NO और शेष अशुद्धियों के निशान से साफ किया जाता है। इसके बाद, गैस में कुछ पानी और नाइट्रोजन के साथ नाइट्रस ऑक्साइड, साथ ही NO 2 और NO के अंश भी होते हैं।

यह याद रखना चाहिए कि नाइट्रस ऑक्साइड का शुद्धिकरण, यदि इसका उपयोग डेवी के प्रयोगों को दोहराने के लिए किया जाता है, दिया जाना चाहिए विशेष ध्यान, अन्यथा गैस जहरीली हो जाएगी।

अमोनियम नाइट्रेट उर्वरक (अमोनियम नाइट्रेट) का उपयोग प्रतिक्रिया भार के रूप में किया गया था।

नाइट्राइट और नाइट्रेट न केवल नाम में भिन्न होते हैं, उनके सूत्र में भी अलग-अलग तत्व होते हैं। हालाँकि, कुछ ऐसा है जो "उन्हें समान बनाता है।" इन पदार्थों के प्रयोग का दायरा काफी विस्तृत है। वे मानव शरीर में भी मौजूद होते हैं, और यदि उनमें से बहुत अधिक जमा हो जाता है, तो व्यक्ति को गंभीर जहर मिलता है, जिससे मृत्यु भी हो सकती है।

नाइट्रेट क्या हैं

सीधे शब्दों में कहें तो नाइट्रेट नाइट्रिक एसिड के लवण हैं। उनके सूत्र में एक अंकीय ऋणायन होता है। पहले नाइट्रेट कहा जाता था। अब यह खनिजों के साथ-साथ कृषि में उपयोग किए जाने वाले उर्वरकों को भी दिया जाने वाला नाम है।

नाइट्रेट का उत्पादन नाइट्रिक एसिड का उपयोग करके किया जाता है, जो धातुओं, ऑक्साइड, लवण और हाइड्रॉक्साइड पर हमला करता है। सभी नाइट्रेट को पानी में पतला किया जा सकता है। ठोस अवस्था में, वे मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट होते हैं, लेकिन घोल में नाइट्रिक एसिड मिलाने पर उनके गुण गायब हो जाते हैं।

नाइट्रेट सामान्य तापमान पर अपने गुण बरकरार रखते हैं, लेकिन कम तापमान पर वे पूरी तरह से विघटित होने तक पिघलते हैं। इन पदार्थों को प्राप्त करने की प्रक्रिया बहुत जटिल है, इसलिए संभवतः यह केवल रसायनज्ञों के लिए ही रुचिकर होगी।

नाइट्रेट विस्फोटकों का आधार हैं - ये अम्मोनियों और अन्य पदार्थ हैं। इनका उपयोग मुख्यतः खनिज उर्वरकों के रूप में किया जाता है। अब यह कोई रहस्य नहीं रह गया है कि पौधे अपने शरीर की कोशिकाओं के निर्माण के लिए नमक से नाइट्रोजन का उपयोग करते हैं। पौधा क्लोरोफिल बनाता है, जिस पर वह जीवित रहता है। लेकिन मानव शरीर में नाइट्रेट नाइट्राइट बन जाते हैं, जो व्यक्ति को कब्र तक ले जा सकते हैं।

नाइट्राइट भी लवण हैं

नाइट्राइट भी नाइट्रिक एसिड के लवण हैं, लेकिन उनकी रासायनिक संरचना में एक अलग सूत्र होता है। सोडियम और कैल्शियम नाइट्राइट ज्ञात हैं। सीसा, चांदी, क्षार, क्षारीय पृथ्वी और 3डी धातुओं के नाइट्राइट भी जाने जाते हैं।

ये क्रिस्टलीय पदार्थ हैं जो पोटेशियम या बेरियम में भी निहित होते हैं। कुछ पदार्थ पानी में अत्यधिक घुलनशील होते हैं, जबकि अन्य, जैसे चांदी, पारा या कॉपर नाइट्राइट, इसमें खराब घुलनशील होते हैं। उल्लेखनीय है कि नाइट्राइट कार्बनिक विलायकों में भी व्यावहारिक रूप से अघुलनशील होते हैं। लेकिन यदि आप तापमान बढ़ाते हैं, तो नाइट्राइट की घुलनशीलता में सुधार होता है।

मानवता नाइट्राइट का उपयोग नाइट्रोजन रंगों के उत्पादन में, कैप्रोलैक्टम के उत्पादन के लिए, और रबर, कपड़ा और धातु उद्योगों में ऑक्सीकरण और कम करने वाले अभिकर्मकों के रूप में भी करती है। उदाहरण के लिए, सोडियम नाइट्राइट एक अच्छा परिरक्षक है और इसका उपयोग कंक्रीट मिश्रण के उत्पादन में सख्त त्वरक और एंटी-फ्रॉस्ट एडिटिव के रूप में किया जाता है।

नाइट्राइट मानव हीमोग्लोबिन के लिए जहरीले होते हैं, इसलिए उन्हें प्रतिदिन शरीर से निकालना चाहिए। वे या तो सीधे या किसी अन्य पदार्थ के साथ मानव शरीर में प्रवेश करते हैं। यदि मानव शरीर सामान्य रूप से कार्य करता है, तो पदार्थ की आवश्यक मात्रा बनी रहती है, और अनावश्यक हटा दिया जाता है। लेकिन अगर कोई व्यक्ति बीमार है तो नाइट्राइट विषाक्तता की समस्या उत्पन्न हो जाती है।

रसायन विज्ञान एक आकर्षक विज्ञान है। जो लोग न केवल सिद्धांत में रुचि रखते हैं, बल्कि व्यवहार में भी अपने कौशल का प्रयास करते हैं, वे ठीक-ठीक जानते हैं कि हम किस बारे में बात कर रहे हैं। प्रत्येक स्कूली बच्चा आवर्त सारणी के अधिकांश तत्वों से परिचित है। लेकिन क्या हर कोई अभिकर्मकों को मिलाने और रासायनिक परीक्षण करने का प्रत्यक्ष प्रयास करने में सक्षम है? आज भी, सभी आधुनिक स्कूलों में आवश्यक उपकरण और अभिकर्मक नहीं हैं, इसलिए रसायन विज्ञान स्वतंत्र अध्ययन के लिए खुला विज्ञान बना हुआ है। कई लोग घर पर शोध करके इसे और अधिक गहराई से समझने का प्रयास करते हैं।

घर में काम करने वाला एक भी कर्मचारी नाइट्रिक एसिड के बिना नहीं रह सकता - जो घर में एक बेहद महत्वपूर्ण चीज है। पदार्थ प्राप्त करना कठिन है: इसे केवल एक विशेष स्टोर में खरीदा जा सकता है, जहां पदार्थ के शांतिपूर्ण उपयोग की पुष्टि करने वाले दस्तावेजों का उपयोग करके खरीदारी की जाती है। इसलिए, यदि आप DIYer हैं, तो सबसे अधिक संभावना है कि आप इस घटक को प्राप्त नहीं कर पाएंगे। यहीं पर सवाल उठता है कि घर पर नाइट्रिक एसिड कैसे बनाया जाए। यह प्रक्रिया जटिल प्रतीत नहीं होती है, तथापि, आउटपुट पर्याप्त स्तर की शुद्धता और आवश्यक एकाग्रता वाला पदार्थ होना चाहिए। प्रायोगिक रसायनज्ञ के कौशल के बिना ऐसा करने का कोई तरीका नहीं है।

पदार्थ का उपयोग कहां किया जाता है?

सुरक्षित उद्देश्यों के लिए नाइट्रिक एसिड का उपयोग करना उचित है। पदार्थ का उपयोग मानव गतिविधि के निम्नलिखित क्षेत्रों में किया जाता है:

• रंगद्रव्य का निर्माण;
• फ़ोटोग्राफ़िक फ़िल्में विकसित करना;
• दवाओं की तैयारी;
• प्लास्टिक उत्पादों का पुनर्चक्रण;
• रसायन विज्ञान में उपयोग;
• उद्यान और सब्जी फसलों का निषेचन;
• डायनामाइट उत्पादन.

शुद्ध नाइट्रिक एसिड अपने अपरिवर्तित रूप में एक तरल पदार्थ के रूप में प्रकट होता है, जो हवा के संपर्क में आने पर सफेद वाष्प छोड़ना शुरू कर देता है। यह पहले से ही -42 डिग्री सेल्सियस पर जम जाता है, और +80 डिग्री सेल्सियस पर उबल जाता है। घर पर अपने हाथों से नाइट्रिक एसिड जैसे पदार्थ को कैसे हटाएं?

विधि 1

धूआं पदार्थ सांद्रण को सोडियम (पोटेशियम) नाइट्रेट (सोडियम (पोटेशियम) नाइट्रेट) के संपर्क में लाकर प्राप्त किया जाता है। प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप, वांछित पदार्थ और सोडियम (पोटेशियम) हाइड्रोजन सल्फेट प्राप्त होता है। प्रतिक्रिया योजना इस प्रकार है: नैनो 3 + एच 2 इसलिए 4 => एचएनओ 3 + NaHSO 4. याद रखें कि परिणामी पदार्थ की सांद्रता प्रतिक्रिया में प्रवेश करने से पहले पर निर्भर करती है।

विधि 2

पदार्थ की कम सांद्रता के साथ घर पर नाइट्रिक एसिड प्राप्त करना उसी तरह होता है, आपको केवल सोडियम नाइट्रेट को अमोनियम नाइट्रेट से बदलने की आवश्यकता होती है। रासायनिक समीकरण इस प्रकार दिखता है: एन.एच. 4 नहीं 3 + एच 2 इसलिए 4 =>(एन.एच.4) 2 इसलिए 4 + एचएनओ 3 . कृपया ध्यान दें कि अमोनियम नाइट्रेट पोटेशियम या सोडियम नाइट्रेट की तुलना में अधिक सुलभ है, यही कारण है कि अधिकांश शोधकर्ता इसके आधार पर प्रतिक्रिया करते हैं।

H 2 SO 4 की सांद्रता जितनी अधिक होगी, नाइट्रिक एसिड उतना ही अधिक केंद्रित होगा। संतुलित पदार्थ प्राप्त करने के लिए, प्रतिक्रिया के लिए आवश्यक इलेक्ट्रोलाइट की मात्रा बढ़ाना आवश्यक है। वांछित परिणाम प्राप्त करने के लिए, व्यवहार में वे वाष्पीकरण विधि का उपयोग करते हैं, जिसमें धीरे-धीरे इलेक्ट्रोलाइट की मात्रा को मूल से लगभग 4 गुना कम करना शामिल है।

वाष्पीकरण विधि की विशेषताएं

छनी हुई रेत को डिश के तल में डाला जाता है और इलेक्ट्रोलाइट के साथ एक जलाशय रखा जाता है। इस प्रक्रिया में गैस चूल्हे की आंच को तेज या कम करके उबाला जाता है। इस प्रक्रिया में लंबा समय लगता है, इसलिए इस मामले में धैर्य महत्वपूर्ण है। विशेषज्ञ वाष्पीकरण सहित रासायनिक प्रयोगों के लिए डिज़ाइन किए गए बॉयलर - ग्लास या सिरेमिक ट्यूब का उपयोग करने की सलाह देते हैं। वे बुलबुले के निर्माण को बेअसर करते हैं और उबलने की शक्ति को कम करते हैं, जिससे पदार्थ के छींटे पड़ने से बचते हैं। ऐसी परिस्थितियों में, लगभग 93% की सांद्रता के साथ घर पर नाइट्रिक एसिड प्राप्त करना अनुमत है।

पदार्थ की व्यावहारिक तैयारी के लिए उपकरण और अभिकर्मक

प्रतिक्रिया को अंजाम देने के लिए आपको आवश्यकता होगी:

• सांद्रित एच 2 एसओ 4 (>95%) - 50 मिली;
• अमोनियम नाइट्रेट, पोटेशियम, सोडियम;
• 100 मिलीलीटर कंटेनर;
• 1000 मिलीलीटर कंटेनर;
• कांच की कीप;
• इलास्टिक बैंड्स;
• पानी का स्नान;
• कुचली हुई बर्फ (बर्फ या ठंडे पानी से बदला जा सकता है);
• थर्मामीटर.

किसी भी अन्य रासायनिक प्रतिक्रिया की तरह, घर पर नाइट्रिक एसिड प्राप्त करने के लिए निम्नलिखित सावधानियों की आवश्यकता होती है:

• घर पर नाइट्रिक एसिड के उत्पादन की प्रक्रिया में, तापमान को 60-70 डिग्री सेल्सियस के भीतर बनाए रखना आवश्यक है। यदि ये सीमाएं पार हो जाती हैं, तो एसिड विघटित होना शुरू हो जाएगा।
• प्रतिक्रिया के दौरान, वाष्प और गैसें निकल सकती हैं, इसलिए एसिड के साथ काम करते समय, एक सुरक्षात्मक मास्क का उपयोग करना सुनिश्चित करें। हाथों को त्वचा के साथ पदार्थ के अचानक संपर्क से बचाया जाना चाहिए, इसलिए रसायनज्ञ रबर के दस्ताने पहनकर काम करते हैं। बड़े रासायनिक संयंत्रों में, जहां लोग स्वास्थ्य के लिए खतरनाक पदार्थों के संपर्क में आते हैं, कर्मचारी आमतौर पर विशेष सुरक्षात्मक सूट में काम करते हैं।

अब आप जानते हैं कि एक साधारण प्रतिक्रिया में नाइट्रिक एसिड कैसे प्राप्त किया जाता है। ऐसे पदार्थ का उपयोग करते समय सावधान रहें और इसका उपयोग केवल शांतिपूर्ण उद्देश्यों के लिए करें।

नाइट्रिक अम्ल एक प्रबल अम्ल है। इसके लवण - नाइट्रेट- धातुओं, ऑक्साइड, हाइड्रॉक्साइड या कार्बोनेट पर HNO 3 की क्रिया द्वारा प्राप्त किया जाता है। सभी नाइट्रेट पानी में अत्यधिक घुलनशील होते हैं। नाइट्रेट आयन जल में जल अपघटित नहीं होता है।

गर्म करने पर नाइट्रिक एसिड के लवण अपरिवर्तनीय रूप से विघटित हो जाते हैं, और अपघटन उत्पादों की संरचना धनायन द्वारा निर्धारित होती है:

ए) मैग्नीशियम के बाईं ओर वोल्टेज श्रृंखला में स्थित धातुओं के नाइट्रेट:

बी) मैग्नीशियम और तांबे के बीच वोल्टेज रेंज में स्थित धातुओं के नाइट्रेट:

ग) पारा के दाईं ओर वोल्टेज श्रृंखला में स्थित धातुओं के नाइट्रेट:

घ) अमोनियम नाइट्रेट:

जलीय घोल में नाइट्रेट व्यावहारिक रूप से कोई ऑक्सीकरण गुण प्रदर्शित नहीं करते हैं, लेकिन ठोस अवस्था में उच्च तापमान पर वे मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट होते हैं, उदाहरण के लिए, ठोस पदार्थों को जोड़ते समय:

क्षारीय घोल में जिंक और एल्युमीनियम नाइट्रेट को NH 3 तक कम कर देते हैं:

नाइट्रेट का व्यापक रूप से उर्वरक के रूप में उपयोग किया जाता है। इसके अलावा, लगभग सभी नाइट्रेट पानी में अत्यधिक घुलनशील होते हैं, इसलिए खनिजों के रूप में प्रकृति में उनकी संख्या बहुत कम होती है; अपवाद चिली (सोडियम) नाइट्रेट और भारतीय नाइट्रेट (पोटेशियम नाइट्रेट) हैं। अधिकांश नाइट्रेट कृत्रिम रूप से प्राप्त किये जाते हैं।

तरल नाइट्रोजन का उपयोग रेफ्रिजरेंट के रूप में और क्रायोथेरेपी के लिए किया जाता है। पेट्रोकेमिस्ट्री में, नाइट्रोजन का उपयोग टैंकों और पाइपलाइनों को शुद्ध करने, दबाव में पाइपलाइनों के संचालन की जांच करने और खेतों का उत्पादन बढ़ाने के लिए किया जाता है। खनन में, नाइट्रोजन का उपयोग खदानों में विस्फोट-रोधी वातावरण बनाने और चट्टान की परतों का विस्तार करने के लिए किया जा सकता है।

नाइट्रोजन के अनुप्रयोग का एक महत्वपूर्ण क्षेत्र नाइट्रोजन युक्त विभिन्न प्रकार के यौगिकों, जैसे अमोनिया, नाइट्रोजन उर्वरक, विस्फोटक, रंग इत्यादि के आगे संश्लेषण के लिए इसका उपयोग है। नाइट्रोजन की बड़ी मात्रा का उपयोग कोक उत्पादन ("सूखा") में किया जाता है कोक का शमन") कोक ओवन बैटरियों से कोक उतारने के दौरान, साथ ही टैंकों से पंपों या इंजनों तक रॉकेट में ईंधन को "दबाने" के लिए।

खाद्य उद्योग में, नाइट्रोजन को खाद्य योज्य के रूप में पंजीकृत किया गया है E941, पैकेजिंग और भंडारण के लिए एक गैसीय माध्यम के रूप में, एक रेफ्रिजरेंट, और नरम कंटेनरों में अतिरिक्त दबाव और एक निष्क्रिय वातावरण बनाने के लिए तेल और गैर-कार्बोनेटेड पेय को बोतलबंद करते समय तरल नाइट्रोजन का उपयोग किया जाता है।

विमान लैंडिंग गियर के टायर कक्ष नाइट्रोजन गैस से भरे होते हैं।

31. फास्फोरस - उत्पादन, गुण, अनुप्रयोग। एलोट्रॉपी। फॉस्फीन, फॉस्फोनियम लवण - तैयारी और गुण। धातु फॉस्फाइड, तैयारी और गुण।

फास्फोरस- डी. आई. मेंडेलीव की आवधिक प्रणाली की तीसरी अवधि के 15वें समूह का रासायनिक तत्व; इसका परमाणु क्रमांक 15 है। यह तत्व पेन्क्टोजेन समूह का हिस्सा है।

फॉस्फोरस लगभग 1600 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर कोक और सिलिका के साथ बातचीत के परिणामस्वरूप एपेटाइट्स या फॉस्फोराइट्स से प्राप्त होता है:

परिणामस्वरूप फास्फोरस वाष्प पानी की एक परत के नीचे रिसीवर में सफेद फास्फोरस के रूप में एक एलोट्रोपिक संशोधन में संघनित हो जाता है। फॉस्फोराइट्स के बजाय, मौलिक फॉस्फोरस प्राप्त करने के लिए, अन्य अकार्बनिक फॉस्फोरस यौगिकों को कोयले के साथ कम किया जा सकता है, उदाहरण के लिए, मेटाफॉस्फोरिक एसिड:

फॉस्फोरस के रासायनिक गुण काफी हद तक इसके एलोट्रोपिक संशोधन द्वारा निर्धारित होते हैं। सफेद फास्फोरस बहुत सक्रिय है, लाल और काले फास्फोरस में संक्रमण की प्रक्रिया में, रासायनिक गतिविधि कम हो जाती है। हवा में सफेद फास्फोरस, जब कमरे के तापमान पर वायु ऑक्सीजन द्वारा ऑक्सीकरण किया जाता है, दृश्य प्रकाश उत्सर्जित करता है; चमक फास्फोरस ऑक्सीकरण की फोटो उत्सर्जन प्रतिक्रिया के कारण होती है।

फॉस्फोरस ऑक्सीजन द्वारा आसानी से ऑक्सीकृत हो जाता है:

(अतिरिक्त ऑक्सीजन के साथ)

(धीमे ऑक्सीकरण या ऑक्सीजन की कमी के साथ)

यह कई सरल पदार्थों - हैलोजन, सल्फर, कुछ धातुओं के साथ परस्पर क्रिया करता है, ऑक्सीकरण और कम करने वाले गुण प्रदर्शित करता है: धातुओं के साथ - एक ऑक्सीकरण एजेंट, फॉस्फाइड बनाता है; गैर-धातुओं के साथ - एक कम करने वाला एजेंट।

फॉस्फोरस व्यावहारिक रूप से हाइड्रोजन के साथ संयोजित नहीं होता है।

क्षार के ठंडे सांद्रित विलयनों में अनुपातहीन प्रतिक्रिया भी धीरे-धीरे होती है:

मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट फॉस्फोरस को फॉस्फोरिक एसिड में परिवर्तित करते हैं:

फॉस्फोरस की ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया तब होती है जब माचिस जलाई जाती है; बर्थोलेट नमक ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में कार्य करता है:

सबसे रासायनिक रूप से सक्रिय, जहरीला और ज्वलनशील सफेद ("पीला") फॉस्फोरस है, यही कारण है कि इसका उपयोग अक्सर (आग लगाने वाले बम आदि में) किया जाता है।

लाल फास्फोरस उद्योग द्वारा उत्पादित और उपभोग किया जाने वाला मुख्य संशोधन है। इसका उपयोग माचिस, विस्फोटक, आग लगाने वाली रचनाओं, विभिन्न प्रकार के ईंधन के साथ-साथ अत्यधिक दबाव वाले स्नेहक के उत्पादन में, गरमागरम लैंप के उत्पादन में गेटर के रूप में किया जाता है।

सामान्य परिस्थितियों में, मौलिक फास्फोरस कई स्थिर एलोट्रोपिक संशोधनों के रूप में मौजूद होता है। फॉस्फोरस के सभी संभावित एलोट्रोपिक संशोधनों का अभी तक पूरी तरह से अध्ययन नहीं किया गया है (2016)। परंपरागत रूप से, चार संशोधन प्रतिष्ठित हैं: सफेद, लाल, काला और धात्विक फास्फोरस। कभी-कभी इन्हें भी बुलाया जाता है मुख्यएलोट्रोपिक संशोधन, जिसका अर्थ है कि अन्य सभी वर्णित संशोधन इन चारों का मिश्रण हैं। मानक परिस्थितियों में, फॉस्फोरस के केवल तीन एलोट्रोपिक संशोधन स्थिर होते हैं (उदाहरण के लिए, सफेद फॉस्फोरस थर्मोडायनामिक रूप से अस्थिर (अर्ध-स्थिर अवस्था) होता है और सामान्य परिस्थितियों में समय के साथ लाल फॉस्फोरस में बदल जाता है)। अति-उच्च दबाव की स्थितियों में, तत्व का धात्विक रूप थर्मोडायनामिक रूप से स्थिर होता है। सभी संशोधन रंग, घनत्व और अन्य भौतिक और रासायनिक विशेषताओं, विशेष रूप से रासायनिक गतिविधि में भिन्न होते हैं। जब किसी पदार्थ की अवस्था अधिक थर्मोडायनामिक रूप से स्थिर संशोधन में परिवर्तित हो जाती है, तो रासायनिक गतिविधि कम हो जाती है, उदाहरण के लिए, सफेद फास्फोरस के लाल में क्रमिक परिवर्तन के दौरान, फिर लाल से काले (धात्विक) में।

फॉस्फीन (हाइड्रोजन फॉस्फाइड, हाइड्रोजन फॉस्फाइड, फॉस्फोरस हाइड्राइड, फॉस्फेन PH 3) एक रंगहीन, जहरीली गैस है (सामान्य परिस्थितियों में) जिसमें सड़ी हुई मछली की विशिष्ट गंध होती है।

फॉस्फीन सफेद फास्फोरस को गर्म क्षार के साथ प्रतिक्रिया करके प्राप्त किया जाता है, उदाहरण के लिए:

इसे पानी या एसिड के साथ फॉस्फाइड का उपचार करके भी प्राप्त किया जा सकता है:

गर्म करने पर, हाइड्रोजन क्लोराइड सफेद फास्फोरस के साथ प्रतिक्रिया करता है:

फॉस्फोनियम आयोडाइड का अपघटन:

फॉस्फोनिक एसिड का अपघटन:

या इसे पुनर्स्थापित करना:

रासायनिक गुण।

फॉस्फीन अपने समकक्ष अमोनिया से बहुत अलग है। इसकी रासायनिक गतिविधि अमोनिया की तुलना में अधिक है; यह पानी में खराब घुलनशील है, क्योंकि इसका आधार अमोनिया की तुलना में बहुत कमजोर है। उत्तरार्द्ध को इस तथ्य से समझाया गया है कि एच-पी बांड कमजोर रूप से ध्रुवीकृत हैं और फास्फोरस (3 एस 2) में इलेक्ट्रॉनों की अकेली जोड़ी की गतिविधि अमोनिया में नाइट्रोजन (2 एस 2) की तुलना में कम है।

ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में गर्म करने पर यह तत्वों में विघटित हो जाता है:

हवा में स्वतः ही प्रज्वलित हो जाता है (डाइफॉस्फ़ीन वाष्प की उपस्थिति में या 100 डिग्री सेल्सियस से ऊपर के तापमान पर):

मजबूत पुनर्स्थापनात्मक गुण दिखाता है:

मजबूत प्रोटॉन दाताओं के साथ बातचीत करते समय, फॉस्फीन पीएच 4 + आयन (अमोनियम के समान) युक्त फॉस्फोनियम लवण का उत्पादन कर सकता है। फॉस्फोनियम लवण, रंगहीन क्रिस्टलीय पदार्थ, बेहद अस्थिर होते हैं और आसानी से हाइड्रोलाइज हो जाते हैं।

फ़ॉस्फ़ोनियम लवण, फ़ॉस्फीन की तरह, मजबूत कम करने वाले एजेंट हैं।

फॉस्फाइड- फास्फोरस के अन्य कम विद्युत ऋणात्मक रासायनिक तत्वों के साथ द्विआधारी यौगिक जिसमें फास्फोरस नकारात्मक ऑक्सीकरण अवस्था प्रदर्शित करता है।

अधिकांश फॉस्फाइड विशिष्ट धातुओं के साथ फॉस्फोरस के यौगिक होते हैं, जो सरल पदार्थों के सीधे संपर्क से प्राप्त होते हैं:

Na + P (लाल) → Na 3 P + Na 2 P 5 (200 °C)

बोरॉन फॉस्फाइड को या तो लगभग 1000 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर पदार्थों के सीधे संपर्क से प्राप्त किया जा सकता है, या एल्यूमीनियम फॉस्फाइड के साथ बोरॉन ट्राइक्लोराइड की प्रतिक्रिया से प्राप्त किया जा सकता है:

बीसीएल 3 + एएलपी → बीपी + एएलसीएल 3 (950 डिग्री सेल्सियस)

धातु फ़ॉस्फाइड अस्थिर यौगिक हैं जो पानी और तनु अम्ल के साथ विघटित होते हैं। यह फॉस्फीन का उत्पादन करता है और, हाइड्रोलिसिस के मामले में, धातु हाइड्रॉक्साइड; एसिड, लवण के साथ बातचीत के मामले में।

सीए 3 पी 2 + 6 एच 2 ओ → 3 सीए (ओएच) 2 + 2 पीएच 3

Ca 3 P 2 + 6HCl → 3CaCl 2 + 2PH 3

मध्यम रूप से गर्म करने पर अधिकांश फॉस्फाइड विघटित हो जाते हैं। फॉस्फोरस वाष्प के अधिक दबाव से पिघल जाता है।

इसके विपरीत, बोरोन फॉस्फाइड बीपी, दुर्दम्य (विघटन के साथ पिघलने बिंदु 2000 डिग्री सेल्सियस), एक बहुत ही निष्क्रिय पदार्थ है। यह केवल सांद्र ऑक्सीकरण एसिड के साथ विघटित होता है, सिंटरिंग के दौरान ऑक्सीजन, सल्फर और क्षार के साथ गर्म होने पर प्रतिक्रिया करता है।

32. फॉस्फोरस ऑक्साइड - अणुओं की संरचना, तैयारी, गुण, अनुप्रयोग।

फॉस्फोरस कई ऑक्साइड बनाता है। उनमें से सबसे महत्वपूर्ण फॉस्फोरस ऑक्साइड (वी) पी 4 ओ 10 और फॉस्फोरस ऑक्साइड (III) पी 4 ओ 6 हैं। अक्सर उनके सूत्र सरलीकृत रूप में लिखे जाते हैं - पी 2 ओ 5 और पी 2 ओ 3। इन ऑक्साइडों की संरचना फॉस्फोरस परमाणुओं की चतुष्फलकीय व्यवस्था को बरकरार रखती है।

फॉस्फोरस (III) ऑक्साइड पी 4 ओ 6- एक मोमी क्रिस्टलीय द्रव्यमान जो 22.5°C पर पिघलता है और रंगहीन तरल में बदल जाता है। ज़हरीला.

ठंडे पानी में घुलने पर यह फॉस्फोरस एसिड बनाता है:

पी 4 ओ 6 + 6एच 2 ओ = 4एच 3 पीओ 3,

और क्षार के साथ प्रतिक्रिया करते समय - संबंधित लवण (फॉस्फाइट्स)।

मजबूत कम करने वाला एजेंट। ऑक्सीजन के साथ बातचीत करते समय, यह पी 4 ओ 10 में ऑक्सीकृत हो जाता है।

फास्फोरस (III) ऑक्साइड ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में सफेद फास्फोरस के ऑक्सीकरण द्वारा प्राप्त किया जाता है।

फॉस्फोरस (वी) ऑक्साइड पी 4 ओ 10- सफेद क्रिस्टलीय पाउडर. ऊर्ध्वपातन तापमान 36°C. इसमें कई संशोधन हैं, जिनमें से एक (तथाकथित अस्थिर) की संरचना पी 4 ओ 10 है। इस संशोधन का क्रिस्टल जाली कमजोर अंतर-आण्विक बलों द्वारा एक दूसरे से जुड़े पी 4 ओ 10 अणुओं से बना है, जो गर्म होने पर आसानी से टूट जाते हैं। इसलिए इस किस्म की अस्थिरता. अन्य संशोधन बहुलक हैं। इनका निर्माण PO 4 टेट्राहेड्रा की अंतहीन परतों से होता है।

जब P 4 O 10 पानी के साथ परस्पर क्रिया करता है, तो फॉस्फोरिक एसिड बनता है:

पी 4 ओ 10 + 6एच 2 ओ = 4एच 3 पीओ 4.

एक अम्लीय ऑक्साइड होने के कारण, P 4 O 10 क्षारीय ऑक्साइड और हाइड्रॉक्साइड के साथ प्रतिक्रिया करता है।

यह अतिरिक्त ऑक्सीजन (शुष्क हवा) में फॉस्फोरस के उच्च तापमान ऑक्सीकरण के दौरान बनता है।

अपनी असाधारण हीड्रोस्कोपिसिटी के कारण, फॉस्फोरस (वी) ऑक्साइड का उपयोग प्रयोगशाला और औद्योगिक प्रौद्योगिकी में सुखाने और निर्जलीकरण एजेंट के रूप में किया जाता है। अपने सुखाने के प्रभाव में यह अन्य सभी पदार्थों से आगे निकल जाता है। एनहाइड्राइड बनाने के लिए निर्जल पर्क्लोरिक एसिड से रासायनिक रूप से बंधे पानी को हटा दिया जाता है:

4HClO4 + P4O10 = (HPO3)4 + 2Cl2O7.

पी 4 ओ 10 का उपयोग गैसों और तरल पदार्थों के लिए शुष्कक के रूप में किया जाता है।

निर्जलीकरण और संघनन प्रतिक्रियाओं में कार्बनिक संश्लेषण में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

(ए) नाइट्राइट

अनुपालन के अधीन अपवाद, इस उपसमूह के लिए सामान्य प्रावधानों में निर्दिष्ट, इस शीर्षक में नाइट्राइट, नाइट्रस एसिड के धातु लवण (HNO 2) (शीर्षक) शामिल हैं।

1. सोडियम नाइट्राइट(NaNO2). यह लेड के साथ सोडियम नाइट्रेट को कम करके और लेड लिथार्ज के उत्पादन के दौरान प्राप्त किया जाता है। रंगहीन क्रिस्टल, हीड्रोस्कोपिक और पानी में अत्यधिक घुलनशील। वैट रंगाई में ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में उपयोग किया जाता है; कार्बनिक संश्लेषण में; मांस प्रसंस्करण के लिए; फोटोग्राफी में; जैसे चूहे का जहर इत्यादि।
2. पोटेशियम नाइट्राइट(केएनओ 2)। इसे सोडियम नाइट्राइट के समान तरीकों से या कैल्शियम ऑक्साइड और पोटेशियम नाइट्रेट के मिश्रण पर सल्फर डाइऑक्साइड की क्रिया द्वारा प्राप्त किया जाता है। सफेद क्रिस्टलीय पाउडर या पीले रंग की छड़ें; इसमें अक्सर अशुद्धियों के रूप में अन्य लवण भी होते हैं। यह पानी में घुल जाता है और गुणों में गिरावट के साथ हवा में बहुत फैल जाता है। सोडियम नाइट्राइट के समान उद्देश्यों के लिए उपयोग किया जाता है।
3. बेरियम नाइट्राइट(बीए(NO 2) 2). आतिशबाज़ी बनाने की विद्या में प्रयुक्त क्रिस्टल।
4. अन्य नाइट्राइट. इनमें अमोनियम नाइट्राइट, एक अस्थिर और विस्फोटक उत्पाद शामिल है; प्रयोगशाला में नाइट्रोजन का उत्पादन करने के लिए एक समाधान के रूप में उपयोग किया जाता है।

(बी) नाइट्रेट

अनुपालन के अधीन अपवाद, इस उपसमूह के लिए सामान्य प्रावधानों में निर्दिष्ट, इस शीर्षक में नाइट्रेट, धातुओं के लवण और नाइट्रिक एसिड (शीर्षक) शामिल हैं। के अलावाअमोनियम नाइट्रेट और सोडियम नाइट्रेट, शुद्ध और कच्चा दोनों ( वस्तु वस्तुया )। (अन्य अपवादों के लिए नीचे देखें।)

यहां बेसिक नाइट्रेट भी शामिल हैं।

1. पोटेशियम नाइट्रेट(केएनओ 3) (जिसे "साल्टपीटर" भी कहा जाता है)। सोडियम नाइट्रेट और पोटेशियम क्लोराइड से प्राप्त किया जाता है। यह रंगहीन क्रिस्टल या कांच जैसा द्रव्यमान या सफेद क्रिस्टलीय पाउडर है, जो पानी में घुलनशील है और कच्चे रूप में हीड्रोस्कोपिक है। इसका उपयोग सोडियम नाइट्रेट के समान, और बारूद, रासायनिक डेटोनेटर के उत्पादन के लिए, आतिशबाज़ी बनाने की विद्या में, माचिस और धातुकर्म फ्लक्स के निर्माण के लिए भी किया जाता है।
2. बिस्मथ नाइट्रेट्स:

(ए) तटस्थ बिस्मथ नाइट्रेट(Bi(NO 3) 3 5H 2 O). यह बिस्मथ पर नाइट्रिक एसिड की क्रिया द्वारा प्राप्त किया जाता है; बड़े रंगहीन विसरित क्रिस्टल। बिस्मथ और कुछ वार्निश के ऑक्साइड या लवण का उत्पादन करने के लिए उपयोग किया जाता है;

(बी) बुनियादी बिस्मथ नाइट्रेट(बीआईएनओ 3 (ओएच) 2)। तटस्थ बिस्मथ नाइट्रेट से प्राप्त; मोती जैसा सफेद पाउडर, पानी में अघुलनशील। दवा में उपयोग किया जाता है (गैस्ट्रोइंटेस्टाइनल रोगों के उपचार के लिए); सिरेमिक (इंद्रधनुष पेंट) के उत्पादन में, सौंदर्य प्रसाधनों में, फ़्यूज़ के उत्पादन में, आदि।

1. मैग्नीशियम नाइट्रेट(एमजी(एनओ 3) 2 6एच 2 ओ)। रंगहीन क्रिस्टल, पानी में घुलनशील. आग प्रतिरोधी उत्पादों (मैग्नीशियम ऑक्साइड के साथ), ग्लो ग्रिड आदि के उत्पादन के लिए आतिशबाज़ी बनाने की विद्या में उपयोग किया जाता है।
2. कैल्शियम नाइट्रेट(Ca(NO 3) 2). यह कुचले हुए चूना पत्थर को नाइट्रिक एसिड के साथ उपचारित करके प्राप्त किया जाता है। सफेद द्रव्य द्रव्य, पानी, अल्कोहल और एसीटोन में घुलनशील। आतिशबाज़ी बनाने की विद्या में, विस्फोटकों, माचिस, उर्वरकों आदि के उत्पादन में उपयोग किया जाता है।
3. लौह नाइट्रेट(Fe(NO 3) 3 6H 2 O या 9H 2 O)। नीले क्रिस्टल. रंगाई और छपाई के लिए एक मार्डेंट के रूप में उपयोग किया जाता है (शुद्ध या एसीटेट के साथ मिश्रित)। औषधि में शुद्ध जलीय घोल का उपयोग किया जाता है।
4. कोबाल्ट नाइट्रेट(Co(NO 3) 2 6H 2 O). बैंगनी, लाल या भूरे रंग के क्रिस्टल, पानी में घुलनशील और द्रवीभूत। कोबाल्ट नीली या कोबाल्ट पीली और सहानुभूतिपूर्ण स्याही के उत्पादन में उपयोग किया जाता है; चीनी मिट्टी की चीज़ें सजाने के लिए; कोबाल्ट आदि के इलेक्ट्रोडेपोजिशन के लिए।
5. निकेल नाइट्रेट(Ni(NO 3) 2 6H 2 O)। पानी में घुलनशील, द्रवित हरे क्रिस्टल। सिरेमिक (भूरा रंगद्रव्य) के उत्पादन में उपयोग किया जाता है; रंगाई के लिए (मोर्डेंट के रूप में); निकल के इलेक्ट्रोडेपोज़िशन के दौरान; निकल ऑक्साइड या शुद्ध निकल उत्प्रेरक के उत्पादन के लिए।
6. क्यूप्रिक नाइट्रेट(Cu(NO 3) 2). इसे नाइट्रिक एसिड में तांबे को घोलकर और उसके बाद क्रिस्टलीकरण (तापमान के आधार पर 3 या 6 पानी के अणु होते हैं) द्वारा प्राप्त किया जाता है। नीले या हरे क्रिस्टल, पानी में घुलनशील, हीड्रोस्कोपिक; जहरीला. आतिशबाज़ी बनाने की विद्या में प्रयुक्त; रंगों के उत्पादन में; कपड़ा सामग्री (मोर्डेंट) की रंगाई या छपाई करते समय; क्यूप्रस ऑक्साइड के उत्पादन और फोटोग्राफिक पेपर के उत्पादन के लिए; गैल्वेनिक कोटिंग लगाते समय, धातुओं को कृत्रिम पेटिना देना, आदि।
7. स्ट्रोंटियम नाइट्रेट(एसजी(NO 3) 2). इसे निर्जल नमक के रूप में या हाइड्रेटेड नमक (4 पानी के अणुओं के साथ) के रूप में कम तापमान पर गर्म करने पर नाइट्रिक एसिड पर स्ट्रोंटियम ऑक्साइड या स्ट्रोंटियम सल्फाइड की क्रिया द्वारा प्राप्त किया जाता है। रंगहीन क्रिस्टलीय पाउडर, तरल पदार्थ, पानी में घुलनशील, गर्म करने पर विघटित हो जाता है। माचिस के निर्माण में, आतिशबाज़ी बनाने की विद्या (लाल बत्ती) में उपयोग किया जाता है।
8. कैडमियम नाइट्रेट(Cd(NO 3) 2 4H 2 O). ऑक्साइड से प्राप्त होता है। रंगहीन सुइयां, फैली हुई, पानी में घुलनशील। सिरेमिक या कांच उद्योगों में रंग भरने वाले एजेंट के रूप में उपयोग किया जाता है।
9. बेरियम नाइट्रेट(बीए(NO 3) 2). प्राकृतिक कार्बोनेट (विथेराइट) (वस्तु वस्तु) से प्राप्त किया जाता है। रंगहीन या सफेद क्रिस्टल या क्रिस्टलीय पाउडर; पानी में घुलनशील, जहरीला. आतिशबाज़ी बनाने की विद्या (हरी बत्ती) में उपयोग किया जाता है; विस्फोटकों, ऑप्टिकल ग्लास, सिरेमिक ग्लेज़, बेरियम लवण या नाइट्रेट आदि के उत्पादन में।
10. लेड नाइट्रेट(Pb(NO 3) 2). लाल लेड पर नाइट्रिक एसिड की क्रिया से लेड डाइऑक्साइड के उत्पादन में उप-उत्पाद के रूप में लेड नाइट्रेट बनता है। रंगहीन क्रिस्टल, पानी में घुलनशील; जहरीला. माचिस, विस्फोटक और कुछ रंगों के उत्पादन में, आतिशबाज़ी बनाने की विद्या (पीली रोशनी) में उपयोग किया जाता है; टैनिंग, फोटोग्राफी और लिथोग्राफी में; कार्बनिक संश्लेषण में ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में सीसा लवण प्राप्त करना।

उपरोक्त के अतिरिक्त अपवाद, भी चालू मत करोनिम्नलिखित उत्पाद।