dr. lengyel bela - szervetlen kemiai praktikum 1

7/24/2019 Dr. Lengyel Bela - Szervetlen Kemiai Praktikum 1

http://slidepdf.com/reader/full/dr-lengyel-bela-szervetlen-kemiai-praktikum-1 1/326

D r L e n g y e i B é l a

Á l t a l á n o s é s s z e r v e t le nk é m ia i p r a k t ik u m

i .

Tankönyvkiadó



I r t a :

D r . l e n g y e l b é l a

KOSSUTH-DÍJAS EGYETEMI TANÁR,

A MTA LEVELEZŐ TA GJA

Dr . HARTMANN HILDEGÁRDEGYETEMI ADJUNKTUS

Dr . NYILASI JÁNOSEGYETEMI DOCENS,

A KÉM IA I TUDOM ÁNYOK DOK TORA

SZÉKELY TAMÁS

EGYETEMI a d j u n k t u s

K i a d ását a M ve l őd ésügy i M i n i sz t e r r end el t e el



Tartalomjegyzék

Általános rész

Előszó az I. könyvhöz 17

Előszó a második kiadáshoz.............................................................................................. 18

1. Bevezetés a laboratóriumi munkába ......................................................................... 21

1.1. Laboratóriumi munkaszabályok .............. 211.2. Elővigyázatossági rendszabályok a laboratóriumi munkában; tennivalók

baleset esetén ....................................................................................................... 231.3. Laboratóriumi üveg- és poroelán edények és ezek tisztítása . . ' ............... 241.4. Laboratóriumi fémeszközök és karbantartásuk, laboratóriumi fatárgyak 281.5. Gázégők .................... 301.6. Vegyszerek tárolása és' használata 321.7. Üvegmegmunkálás ............................................................................................. 351.8. Parafa és gumidugók, dugófúrás; gumi- és műanyag csövek, üvegcsa

pok .............................................................................................................................. 371.9. Tömeg- és súlymérés, mérlegek 401.10. Térfogatmérés .................................................... 431.11. Sűrűségmérés ...................................................' ...................................................... 461.12. Hőmérsékletmérés .......................................... 471.13. Oldás, aprítás, keverés ........................................................ 491.14. Dekantálás, centrifugálás, szűrés 51

'1.15. Oldott anyagok kristályosítása ....................................................................... 561.16. Szilárd anyagok szárítása, szántóanyagok 571.17. Desztillálás 601.18. Bepárlás .................. 621.19. Gázfejlesztés, gázok tárolása, mosása és szárítása 63

2. Anyagi rendszerek, halmazállapot-változások 72

2.1. Keverék szétválasztása összetevőire 722.2. Desztillált víz előállítása . . : ................... / .......................................................... 73

2.3. Olvadáspont meghatározása .............................................................................. 742.4. Tiszta és szennyezett nátrium-tiószulfát olvadáspontjának meghatározása 752.5. Szublimálás .................................. ; ......................... ......................................... .. 762.6. Konyhasó és jód keverékének szétválasztása .............................................. 762.7. Túlhűtés tanulmányozása...................................................................................... 762.8. Forráspont meghatározása ............................................ 762.9. Bróm diffúziója különbőz^ gázokban 77

3. Oldatok 78

3.1. Kémszeroldatok készítésé .................................................................................... 783.2. Folyadékok oldhatósága v íz b e n ........................................................................ 803.3. A kritikus oldás jelensége 80

3.4. Vizes alkohol desztillálása 803.5. Sósavoldat desztillálása.......................................................................................... 813.6. Levegő oldékonysága vízben ................................-............................................ 813.7. Hőmérséklet hatása sók oldhatóságára 823.8. Túltelített oldatok 82



6.3. Jég kölcsönhatása tömény kén sawal .. . . ...................................................... 986.4. Jég kölcsönhatása nátrium-k loriddal............................. 986.6. Alumínium és ólom fajhőjének, valamint atomsúlyának közelítő meg

határozása 99

7. Elektrokémia 100

7.1. Alapfogalmak, egyszerű áramkörök alaptörvényei ...................................... 1007.2. Egyszerű elektrokémiai gyakorlatokhoz használt eszközök 1027.3. Póluspapír készítése 106

7.4. Elektrolízis 1067.4.1. Nátrium-szulfát-oldat elektrolízise 1067.4.2. Réz-pirokromát-oldat elektrolízise......................................................... 1067.4.3. Réz(H)-szulfát-oldat elektrolízise 1067.4.4. Kálium -jodid-oldat elektrolízise 107

7.5. A hidrogén- és rézionok mozgékonyságának összehasonlítása 1077.6. Vízbontás ........................................................................... 1077.7. Nikkelbevonat készítése (galvanosztégia) 1087.8. Oldatok vezetőképessége 109

7.8.1. Vezetőképességi titrálás............................................................................ 109

7.8.2. Gyenge és erős elektrolitok, nemelektrolítok .................................. 1097.8 3. A kénsavoldat vezetőképességének változása a koncentrációval 110

7.9. A standardpotenciál-táblázat alapján könnyen értelmézhető reakciók 1107.10. Diana fája ..................................... 1117.11. Daniell-elem összeállítása .................................................................................... 1127.12. Ólomfa készítése (Satúmus fája) 1127.13. Helyi elemek............................................................................................................. 113

7.13.1. Vas korróziója cinkkel és ónnal való érintkezés esetén * ........... 1137.13.2. Hidrogénfejlődés elősegítése helyi elemmel 113

7.14. Elektrolitikus polarizáció .................................................................................. 113

7.16. A kálium-klorid- és kálium-jodid-oldat bomlásfeszültségénék összehasonlítása ................................................................................................................... 1137.16. A hidrogén túlfeszültsége különböző fémeken ........................ 1147.17. Ólomakkumulátor készítése, feltöltése és kisütése........................................ 114

8. Kémiai folyamatok sebessége 115

8.1. Lassan végbemenő reakció 1158.2. Landolt-féle reakció ..................... 1158.3. A reakciók sebességét befolyásoló tényezők vizsgálata 115

8.3.1. A reakciósebesség függése a koncentrációtól 1158.3.2. A reakciósebesség függése a hőmérséklettől 116

8.4. Katalízises reakoiók............................................................................................... 1168.4.1. Homogén katalízis 1168.4.2. Heterogén katalízis .......... 1168.4.3. Autokatalízis, negatív katalízis...................................................... . . . . 1178.4.4. A hidrogén-peroxid katalikus bontása nikkel(H)-hidroxiddal 118-8.4.5. A hidrogén-peroxid katalitikus bontása ^vérrel 1198.4.6. Katalízises reakció analitikai alkalmazása 119

9. Kém iai egyensúlyok 120;

9.1. A kémiai egyensúly függése a reagáló anyagok koncentrációjától........... 1209.2. Oldáshő előjelének meghatározása a Le Ohatelier— Braun-féle elv alap

já n.......................................................•........................................................................ 1209.3. A kobalt(H)-rodanid disszociációs egyensúlya 1209.4. A bróm hidrolízise................................................................... 120-9.5. Sók és savakoldatainak egyensúlya 1219.6. Hidrolízis ................................................................................................... -.121



TARTALOMJEGYZÉK 7

14.4. Stabil Vizes benzolemulzió előállítása.............................................................. 14114.6. Kolloid oldat előállítása diszpergálással 141

14.6.1. Kénszol előállításamechanikai diszpergálással 14114.6.2. Ezüst-klorid-szol előállítása peptizálással 142

14.6. Kolloid oldat előállítása kondenzálással 142

14.6.1. Vas(m ) -hidroxid - szol előállítása hidrolíz issel................................ 14214.6.2. Kénszol előállítása oldószer kicserélésével (Weimarn-téle mód

szer) ........................................................................................................... 14214.6.3. Különböző színű ezüstszolok előállítása 142

14.7. A negatív töltésű antimon-triszulfid-szol koagulálásának vizsgálata 14314.8. Védőhatás tanulmányozása.................................................................................. 14314.9. Dialízis ..................................................................................................................... 14314.10. Kolloid vas(III)-hidroxid előállítása dialízissel ................................................143-

R észletes rész Nemfémes elemek és vegyvleteik

15. A hidrogén 147

16.1. Hidrogén előállítása.............................................................................

15.1.1. Hidrogén fejlesztése vízből ................................................................. 14715.1.2. Hidrogén fejlesztése sav- és lúgoldatból 148

15.2. Hidrogénnel kapcsolatos oxidációs— redukciós folyamatok tanulmányozása .....................................................................................................%.................. 149

15.2.1. A hidrogén ég ése .................................................................................... 14915.2.2. Fém-oxidok redukciója hid rogénnel.................................................. 14915.2.3. Naszcensz hidrogén 149

16. A halogén elemek 150

16.1. Klór előállítása 150

16.1.1. Klór előállítása sósavból kálium -permanganáttal..................... 15016.1.2. Klór előállítása sósavból bam akővel ......................................... 15016.1.3. Klór előállítása sósavból a levegő oxigénjével.............................. 150

/16.2. A klór kémiai tulajdonságai............................................................................... 151

16.2.1. A klór reakciója fémekkel . . . . , ....................................................... 15116.2.2. Kísérletek klórosvízzel 151

16.3. A bróm és a jód 151

16.3.1. Bróm és jód előállítása oxidációval 16116.3.2. Jód és bróm előállítása re dukció val .............................................. 15216.3.3. Klórosvíz hatása bromidra és jodidra 152

17. A halogén elemekhidrogénvegyületei 153

17.1. A hidrogén-fluorid előállítása és tulajdonságai.Sziliko-fluoridok............. 153

17.1.1. Üvegm aratás.......................................................................................... 15317.1.2. Fluorid kimutatása 15317.1.3. Szilikofluoridok 154

17.2. A sósav előállítása és tula jdon ságai................................................................. 15417.2.1. Sósav előállítása nátrium-kloridból ................................................ 15417.2.2. Sósav előállítása amm ónium-kloridból 15617.2.3. Sósav oldékonysága vízben 155

17.3. A bróm és a jód hidrogén vegyületei 155

17.3.1. Kálium-brom id és kálium-jodid reakciója -tömény kénsavval 155



8 TARTALOMJEGYZÉK

17.3.2. Hidrogén-bromid előállítása 16517.3.3. Hidrogén-jodid előállítása ........................................ ^ ..................... 166

17.4. A halogenidionok 157

17.4.1. A halogenidionok kimutatása 167

18. ' Az oxigén és a kén 169

18.1. Az oxigén előállítása és tulajdonságai. Az égés. 169

18.1.1. Oxigén előállítása ................................................................. ............ 16918.1.2. Elemek égése oxigénben 160

18.2. Ózon előállítása 161

18.2.1. Ózon előállítása elektrolízissel .......................................................... 16118.2.2. Ózon előállítása peroxidokból 161

18.3. A kén előállítása és tulajdonságai 161

18.3.1. A kén allotrop módosulatai 161

18.3.2. A kén tisztítása .’.................................................................................. 16218.3.3. A kén reakciója fémekkel 163

19. Az oxigén és a kén hidrogénvegyületei 164

10.1. A víz ...........' .......... .............................................................................................. 164

19.1.1. -A víz keménysége 16419.1.2. Vízlágyítás 164

19.2. A hidrogén-peroxid.......................................................................................... .. . 16519.2.1. A hidrogén-peroxid reakciói ........................................................... 16519.2.2. Hidrogén-peroxid képződése és előállítása ................................ 16519.2.3. Oxidációs—redukciós folyamatokhidrogén-peroxiddal 16519.2.4. A hidrogén-peroxid bomlása 166

19.3. A kén-hidrogén....................................................................................................... 167

19.3.1. Kén-hidrogén előállítása..................................................................... 16719.3.2. A kén-hidrogén reakció i..................................................................... 16819.3.3. Szulfid kimutatása savakban oldhatatlan szulfidokból 16919.3.4. A szulfidok oldhatósága ................................................................... 17019.3.5. Kén előállítása kén-hidrogénből 170

19.4. Poliszulfid ok........................................................................................................... 171

19.4.1. Poliszulfidok előállítása ..................................................................... 171

19.4.2. Poli(kén-hidrogén) előállítása éstulajdonságai 17120. Az oxigén és a kén halogénvegyületei..................................................................... . 174

20.1. A klór oxigénvegyületei 174

20.1.1. A klór reakciója vízzel 17420.1.2. Klór-monoxid előállítása 17420.1.3. Hipoklórossav előállítása ........................................................... 17520.1.4. Kísérletek hipok lórossawal ........................................................... 17620.1.5. A klór-dioxid előállítása és tulajdonságai 17620.1.6. A klórsav előállítása és tulajdonságai 17720.1.7. Kísérletek klórsavval ......................................................................... 17720.1.8. Kálium-pérklorát előállítása 17820.1.9. A perklorátok reakciói 178

20.2. A bróm és a jód oxigénvegyületei 179

20.2.1. A bróm reakciója? vízzel .................................................................. 17920.2.2. A brómsav előállítása és tulajdonságai 17920.2.3. Jód-pentoxid előállítása ..................................................................... 18020.2.4. Jódsav előállítása jód-pentoxidból 180



TARTALOMJEGYZÉK 9

20.2.5. A jód-pentoxid és a jódsav reakciói 18120.2.6. Nátrium-jodát előállítása ................................................................. 18120.2.7. Trinátrium-ortoperjodát előállítása ............................... 18220.2.8. Nátrium-[tetroxo-jodát(VII)] előállítása 18220.2.9. Bárium-hidrogén-ortoperjodát előállítása 18220.2.10. Perjódsav előállítása ........................ 183

20.2.11. Kísérletek perjódsavval 18320.3. A kén halogénvegyületei................................................................................... 184

20.3.1. Dikén-diklorid előállítása ................................................................. 18420.3.2. A dikén-diklorid kémiai tulajdonságai........ ................................... 185

21. A kén oxidjai és oxisavái 186

21.1. A kén-dioxid és a kénessav 186

21.1.1. Kén-dioxid előállítása redukcióval 18621.1.2. Kén-dioxid előállítása o x id á c ió v a l.. ,.. .......................................... 18621.1.3. Kísérletek kén-dioxiddal és kénessavval 187

21.1.4. Kén-dioxid-származékok előállítása.................................................. 18821.2. A kén-trioxid és a kénsav 189

21.2.1. Kén-trioxid előállítása kontakt eljárással 18921.2.2. Az ólomkamrás kénsavgyártás 18921.2.3. A kénsav kémiai tulajdonságai 190

21.3. A kénsav és a kénessav származékai 191

21.3.1. Tionil-klorid előállítása ......................................... í ......................... 191

21.3.2. Szulfuril-kloiid előállítása ............................................................... 19121.3.3. Kálium-peroxi-diszulfát előállítása 192

22. A nitrogéncsoport elemei 19422.1. A nitrogén 194

22.1.1. Nitrogén előállítása le vegőből........................................................... 19422.1.2. A levegő relatív nedvességtartalma 19422.1.3. Tiszta nitrogén előállítása ............................................................... 19522.1.4. Kísérletek nitrogéngázzal, magnézium-nitrid előállítás a ............ '195

22.2. A fo sz fo r ................................................................................... 196

22.2.1. A foszfor módosulatai 19622.2.2. A foszfor reakciói 196

22.3. Az arzén és az antimon...................................................................................... 197

22.3.1. Arzén előállítása arzén -triox idból..................................................... 19722.3.2. Az arzén szublimálása 19722.3.3. Antimon előállítása ...................... 19722.3.4. Az antimon reakciója nemfémes elem ek kel.................................. 197

23. A nitrogéncsoport elemeinekhidrogénvegyületei 198

23.1. A nitrogén hidrogénvegyületei........... .............................................................. 198

23.1.1. Ammóniaoldat előállítása.................................................................. 19823.1.2. Az ammónia oldékonysága vízben 19923.1.3. Az ammóniagáz cseppfolyósítása 19923.1.4. Az ammónia párolgáshője . ........................................................... 200

23.1.5. Az ammónia kémiai tulajdonságai 20023.1.6. Az ammóniumion reakció i................................................................. 20223.1.7. Hidrazin-szulfát előállítása ............................................................... 20223.1.8. Kísérletek hidrazimszulfáttal ...................................................... '.. 202

23.2. A foszfor, az arzén és az antimon hidrogénvegyületei 20323.2.1. Foszfor-hidrogén előállítása és tulajdonságai ........................... 20323.2.2. Arzjén- és antimon-hidrogén előállítása és tulajdonságai 204



10 TARTALOMJEGYZÉK

24. A nitrogéncsoport elemeinek oxigénvegyületei 206

24.1. A nitrogén oxidjai .és oxisavai .......................................................... . .......... 206

24.1.1. A ~dinitrogén-oxid előállítása és tulajdonságai ......................... 20624.1.2. A nitrogén-monoxid előállítása és tulajdonságai 207

24.1.3. A nitrogén-dioxid előállítása ......................................................... 20724.1.4. Kísérletek nitrogén-dioxiddal .......................................................... 20824.1.5. A nitrogén-trioxid és a salétromossav előállítása és tulajdon

ságai ................................................................................................... 20924.1.6. Salétromsav előállítása .................................................................... 21024.1.7. Kísérletek salétromsavval 21124.1.8. A nitrátion kimutatása 21124.1.9. A nitrition kim utatása ..................................................................... 21124.1.10. A nitrátok és nitritek stabilitása 212

24.2. A-foszfor oxigénvegyületei 212

24.2.1. Foszfor-pentoxid előállítása 212

24.2.2. Foszfátok reakciói ............................................................................ 21224.2.3. Primer, szekunder és tercier ortofoszfátok megkülönböztetése 21324.2.4. Foszforsavak előállítása...................................................................... 214

24.3. Az arzén és az antimon oxidjai és oxisavai^ 215

24.3.1. Az arzén-trioxid szublimálása 21524.3.2. Az arzén-trioxid reakciói ................................................................ 21524.3.3. Az arzénessav és az arzenitek reakciói 21524.3.4. Arzénsav előállítása ........................................................................ 21624.3.5. Az arzénsav és az arzenátok reakciói 216

-24.3.6. Az antimon(HI) reakciói ................................................................. 21724.3.7. Az antimon-pentoxid. és az antimonsav előállítása és tulajdon

ságai ................................................................................ .................. 21824.3.8. Az antimon(V) reakciói...................................................................... 21824.3.9. ScJUippe-féle só (NaaSbS4.9 H aO) előállítása 21924.3.10. A bizmut vegyületeinek tulajdonságai 219

25. A nitrogéncsoport elemeinekhalogénvegyületei 220

25.1. A nitrogén és a foszfor halogenidjei 220

25.1.1. Nitrogén-triklorid előállítása 22025.1.2. Foszfor-kloridok előállítása ............................................. ................ 22025.1.3. Kísérletek foszfor-kloridokkal 221

25.2. Az arzén és antimon halogénvegyületei 221

25.2.1. Arzén-triklorid előállítása .............................................................. 22125.2.2. Antimon-pentaklorid képződése 221

26. A szón és a szilícium 223

26.1. A szén ................................. ................................................................................. 223

26.1.1. A szén égése..................................................................................’. . . . 22326.1.2. Szénfajták összehasonlítása................................................................ 223

26.2. A szilícium ............. 223

26.2.1. Szilícium előállítása........................................................... x. ............... 22326.2.2. Kísérletek szilíciummal ......................................... ........................ 224

26.2.3. Magnézium-szilicid előállítása 22427. A szén és a szilícium hidrogén-, oxigén- és halogénvegyületei 225

27.1. Az acetilén ....................... 22527.1.1. Acetilén előállítása ..................................... ...................................... 22527.1.2. Kísérletek acetilénnel ...................... ................................................. 22527.1.3. Az acetilén mint égési termék 226



TARTALOMJEGYZÉK 11

27.2. SziHciumhidro gének 22627.2.1. Szilán előállítása ....................................................................................'226

27.3. A szén és a szilícium halogénvegyületei 227

27.3.1. Kísérletek szilícium-tetrakloriddal.................................................... 22727.3.2. Kísérletek szén-tetrakloriddal 227

27.4. A szén oxigénvegyületei 22727.4.1. Szén-dioxid előállítása ......................................................................... 22727.4.2. Kísérletek szén-dioxiddal 22727.4.3. Szén-monoxid előállítása ......................................................,......... 22827.4.4. Kísérletek szén-monoxiddal 228

27.5. A szilícium oxigénvegyületei 229

27.5.1. A szilícium-dioxid kémiai tulajdonságai 22927.5.2. Kísérletek kovasaw al és szilikátokkai 22927.5.3. Kovasav-kolloidok 230

28. A bér és vegyületei................................................................................... 23128.1. A bór 23128.1.1. Kristályos bőr előállítása : ................................................................. 23128.1.2. Kísérletek bórral.......................................................... ........................ 232

28.2. A bór oxigénvegyületei......................................................................................... 23228.2.1. Bórsav előállítása ................................................................................ 23228.2.2. Kísérletek bórsavval 23228.2.3. Borátion' kimutatása 2 3328.2.4. Bóraxgyöngypróba ............................................................................... 23328.2.5. Ammónium-pentaborát előállítása............................. ....................... 23428.2.6. Nátrium-perborát előállítása............................................................. 234

28.2.7. Bór-nitrid előállítása 2 34

Fémes elemek és vegyvleteik

29. Az alkálifémek és vegyületeik ................ ................................................................ 235

29.1. Az alkálifémek lángfeátése . . ........................................................................... 2 3529.2. Az alkálifémek batása vízre 23529.3. Alkáliamalgámok.................................................................................................. 2 35

29.3.1. Nátriumamalgám előállítása és tulajdonságai ........................... 2 3529.3.2. Ammóniumamalgám előállítása és tulajdo nságai ....................... 236

29.4. A lítium és a nátrium égése............................................................................. 2 3629.5. A nátrium-peroxid és a víz kölcsönhatása ................................................ 23629.6. Nátrium-hidroxid előállítása (szóda kausztifikálása) 2 3629.7. Az ammónium-klorid tulajdonságai 237

29.7.1. Ammónium-klorid képződése ........................................................ 23729.7.2. Az ammónium-klorid szublimációja 237

29.8. Az alkálifémek komplex cian id ja i................................................................... 23729.8.1. Kálium-[hexaciano-ferrát(II)] előállítása ........................................ 23729.8.2. Kálium-[hexaciano-ferrát(IIl)] előállítása................. 237

29.9. NaOCl készítése és színtelenítő hatása 23829.10. Kálium-klorát előállítása ................................................................................... 23929.11. Alkálifém-szulfidok és -poliszulfidok előállítása 239

29.11.1. Kénmáj előállítása ........................................................................... 23929.11.2. Ammónium-szulfid-oldat készítése ................................................ 24029.11.3. Kristályos nátrium-szulfid előállítása 240

29.12. Nátrium-szulfit előállítása .................................................................... r .......... 24029.13. Nátrium-tioszulfát előállítása 24129.14. Nátrium-nitrit előállítása 242



12 TARTALOMJEGYZÉK

29.15. Alkálifém-nitrátok előállítása 24=2

29.15.1. Nátrium-nitrát-előállítása ............................................................... 24229.15.2. Kálium-nitrát előállítása (salétromkonverzió).............................. 243

29.16. Alkálifém-karbonátok előállítása......................., .................................. .. 243

29.16.1. Lítium-karbonát képződése 24329.16.2. Nátrium-karbonát előállítása .........................................•............. 24429.16.3. Kálium-karbonát kinyerése fahamuból 24429.16.4. Kálium-hidrogén-karbonát előállítása 244

29.17. Lítium-foszfát képződése.................................................................................. 24529.18. Nátrium-ammónium-hidrogén-foszfát előállítása 24529.19. Ammónium-dikromát előállítása 246

30. Az alkáliföldfémek és vegyületeik 247

30.1. A magnézium és kalcium hatása vízre......................................................... 24730.2. A magnézium redukáló tulajdonsága 24730.3. Kalciuin-hidrid előállítása 24730.4. Mágnéziacement előállítása ............................................................................ 24830.5. Magnézium-hidroxid képződése ................................................. 24830.6. Bázisos magnézium-karbonát előállítása 24830.7. Magnézium-ammónium-foszfát képződése 24930.8. Mészoltás ............................................................................................................. 24930.9. Klórmész előállítása ............ 24930.10. Alkéliföldfém-szulfátok előállítása 250

30.10.1. Magnézium-szulfát előállítása dolomitból 25030.10.2. Kalcium-szulfát előállítása.................................................. 250

30.11. Alkóliföldfém-kloridok előállítása 250

30.11.1. Kalcium-klorid előállítása mészkőből ......................................... 25030.11.2. Bárium-klorid előállítása bárium-szulfátból 251

30.12. Alkáliföldfém-karbonátok tulajdonságai 251

30.12.1. Kalcium-, stroncium- és bárium-karbonát előállítása ................ 25130.12.2. A kalcium-karbonát termikus disszociációja 252

30.13. Stroncium-nitrát előállítása.............................................................................. 25230.14. Az alkáliföldfém-ionok tulajdonságai...................... 25230.15. Kalcium-karbid előállítása 25230.16. Kalcium-nitrid előállítása 253

31. Az alumínium és vegyüle te i......................................................................................... 254

31.1. Az alumínium oxidációja 25431.2. Alumíniumterm it................................................................................................. 25431.3. Vízbontás alum íniummal.................................................................................. 25531.4. Az alumínium kölcsönhatása savakkal és lúgokkal 25531.5. Az alumínium-hidroxid amfoter jellege.......................................................... 25531.6. Timföld előállítása bauxitból.................-.......................................................... 25531.7. Alumínium-szulfid előállítása............................................................................ 25631.8. Alumínium-szulfát előállítása 26631.9. Timsó előállítása ............................................................................................... 25631.10. Az alumínium néhány reakciója 267

32. Az óncsoport féméi és vegyületeik 269

32.1. ón előállítása 25932.2. Ónozás................................................................................ ; . . ............................ 25932.3. ón és ólom ötvözése ......................................................................................... 25932.4. Az ólom oxidjainak előállítása és tulajdonságai 260

32.4.1. Sárga ólom-oxid előállítása 26032.4.2. Az ólom(II)-oxid redukciója 260



TARTALOMJEGYZÉK 13

32.4.3. ólom (IV)-oxid előállítása..................................................................... 26032.4.4. Mfoinm előállítása 260

32.6. Az ón-hidrogén képződése ............................................................................. 26132.6. Az ón. kölcsönhatása savakkal és lúgokkal ............................................... 26132.7. Az ón(II)- és ón(IV)vegyületek viselkedése 261

32.8. Ón(IV)-szulfid előállítása ................................................................................. 26232.9. Az ólom kölosönhatása savakkal 26232.10. Az ólom reakciói .............................................' ............................................... 26232.11. Bázisos ólom-kxomát (krómvörös) előállítása 26 332.12. ólom (H)-nitrát előállítása keményólomból 26332.13. Bázisos ólom-karbonát előállítása 26332.14. ólomfehér előállítása elektrolízissel 264

33. A titánosoport elemei és vegyületeik 265

33.1. Titán(IV)-szulfát-oldat előállítása titán(IV)-oxidból 26533.2. Az a- és jS-titáns&vak előállítása és .tulajdonságai 26533.3. A titán(IV) reakciói ........................................... 266

.33.4. Cirkónium por égése .................................................

26633.6. Cirkóniumvegyületek képződése és tulajdonságai 266

34. A vanádium és vegyületei 267

34.1. A vanádiumvegyületek képződése és tulajdonságai 26734.2. A vanédium-klorid szublimációja .............<................................................... 267

35. A krómcsöport elemei és vegyülete ik ......................................................................... 26835.1. Króm előállítása aluminotermikus úton .................................................... 26836.2. Króm(HI)-oxid előállítása és tulajdonságai 26835.3. Króm(]H)vegyületek tulajdonságai 26936.4. A króm(III)-klorid-hidrát izomériája 269

35.5. Krómtimsó előállítása'............ . r ...................................................................... 26935.6. Krómsárga előállítása ..................................................... 27036.7. Króm(VI)-oxid előállítása és tulajdonságai . . . . ' . ...................................... 27036.8. Kromátok és polikromátok képződése és tulajdonságai 27036.9. Krom átok és pirokromátok előállítása krómvaskőből 27135.10. Kromil-klorid előállítása ................................................................................... 27135.11. Króm komplexek előájUítása............................................................................... 271

36.11.1. [Dikloro-tetrakvo-króm(III)]-klorid-dihidrát 27136.11.2. [Hexakvo-króm(II3)]-ÍJorid................................................................ 27235.11.3. [Hexammin-króm(IfI)]-nitrát és [kloro-pentammin*króm(UI)]-

-klorid előállítása 27235.11.4. Kálium-[trioxaláto-kromát(HI)]-trihidrát 273

35.12. Króm(VI)vegyületek oxidáló tulajdonságai 27335.13. Peroxo-krómsav keletkezése.............. 27335.14. Molibdénvegyületek előállítása és tulajdonságai 27435.15. Volframvcgyületek képződése ........................................................................... 2 74

36. A mangáncsoport elemei és vegyületeik 276

36.1. Mangán(ü)vegyületek Teakciói 27536.2. Mangán(II)-szulfát előállítása 27636.3. M n02 és kénsav kölcsönhatása ................................................................ 27636.4. Kálium-manganát előállítása és tulajdonságai ............... 27636.5. A kálium-permanganát képződése éB tulajdonságai 276

36.6.1. A mangán anódos oxidációja ............................................................ 27636.6.2. A kálium-permanganát termikus bomlása....................................... 27736.5.3. A kálium-permanganát oxidáló tulajdonsága 277

36.6. Mangán-heptoxid előállítása és oxidáló tulajdonsága 278

37. A vasosoport féméi és vegyületeik............................................................................... 279,

37.1. Piroforos vas előállítása 279



14 t a r t a l o m j e g y z é k

37.2. A vas kölcsönhatása savakkal 27937.3. A vas- passziválása ........................................................................................... 28037.4. Vas(II)vegyületek képződése és tulajdonságai 28037.5. Kristályos vas(II)-szulfát előállítása fémvasból 28137.6. Vaé(III)-nitrát előállítása 28137.7. Mokr-sb előállítása............................................................................................... 281

37.8. Ammóniumvastimsó előállítása .

.................

28237.9. Vas(IH)vegyületek képződése és tulajdonságai ....................................... 28237.10. Vaskomplexek előállítása......................................................’........................... 28337.11. Kobalt(II)- és kobaltom)vegyületek reakciói................................................ 28337.12. Kobáltsók színváltozása ................................................................................... 28437.13. Komplex kobaltvegyületek képződése .......................................................... 28637.14. Nikkelvegyületek előállítása és tulajdonságai 285

37.14.1. A nikkel(II)ion reakciói...............................................'.................... 285'37.14.2. Nikkel(II)-szulfát előállítása 28637.14.3. Nikkelkomplexek képződése ........................................................... 28637.14.4. [Hexammin-nikkel(II)]-bromid......................................................... 287

37.15. Kobaltkomplexek előállítása......................................................

28737.15.1. [Hexammin-kobalt(33)]-klorid előállí tása ...................................... .28737.15.2. [Karbonáto-tetramiúin-kobalt(m)]-nitrát-hemihidrát 28737.15.3. [Kloro-pentammin-kobalt(III)]-klorid 28837.15.4. [Akvo-pentammin-kobalt(Ip)]-klorid 28937.15.5. [Hexammin-kobalt(III)]-klorid. ...................................... 28937.15.6. [Nitro-pentammin-kobalt(IH)}-klorid 29037.16.7. [Nitrito-pentammin-kobalt(III)-klorid ......................................... 29037.15.8. [1,2 -dinitro-tetrammin-kobalt(ILL)]-nitrát 29037.15.9. [l,6-dinitro-tetrammip-kobalt(IU)í-kl^rid . . ................................. 29137.15.10. [Trinitro-triammin-kobalt(IH)] 29137.15.11. [Hexammin-kobalt(HI)]-nitrát 291

38. A platinafémek és vegyületeik 292

38.1. A platina katalitikus hatása 29238.2. Platinakomplexek képződése ........................................................................ 29238.3. Hidrogén-[hexakloro-platinát(IV)] előállítása 292

39. A rézcsoport elemei és vegyületeik 294

39.1. Réz(H)-oxid redukálása szénnel....................................................................... 29439.2. Savak hatása rézre 29439.3. A réz lángfestése ............................................................................................. 29439.4. Réz(I)vegyületek képződése és tu lajdonsá ga i.............................................. 29639.5. Réz(II)vegyületek képződése és tulajdonságai ' 296

39.6. Rézvegyületek előállítása 29739.6.1. Réz(II)-klorid előállítása ................................................................ 29739.6.2. Réz(TI)-szulfát-pen tahi diát előállítása ............................................ 29T*-39.6.3. [Réz(II)-tetrammin]-szulfát-monohidrát előállítása....................... 29839.6.4. Bázisos réz(H)-karbonát előállítása.................................................. 29839-6.5. Réz(I)-[tetrajodo-merkurát(II)] előá llítása...................................... 29839.6.6. Kálium-[(orto)perjodáto-kuprát(IU)]-komplex képződése 299

39.7. Ezüst kiválasztása higannyal 29939.8. Ezüsttükör előállítása 29939.9. Fémezüst regenerálása ..................................................................................... 2 9939.10. Ezüstvegyületek képződésé és tulajdonságai 300

39.11. Ezüstvegyületek előállítása 301

39.11.1. Ezüst-permanganát előállítása 30139.11.2. Eziist-nitrit előállítása 302

39.12. Az ezüstkomplexek stabilitásának összehasonlítása................................... 30239.13. Arany kinyerése aranytartalmú ércekből 30239.14. Az arany(m)vegyületek reakció i.................................................................... 303



t a r t a l o m j e g y z é k 15

40. A cinkcsoport elejnei és vegyületeik 304

40.1. A cink égése ........................... . ........................................................................... 30440.2. A cink oldódása savakban és lúgokban 304

40.3. Nitrátok redukciója cinkkel .................................................. 30440.4. Cinkvegyületek képződése és tulajdonságai................................................... 30440.5. Cinkvegyületek előállítása................................................................................ 305

40.5.1. Cink-szulfát-heptahidrát előállítása fépacinkből........................... 30540.5.2. Bázisos cink-karbohát előállítása és elbontása 30640.5.3. Ammónium-cink-szulfát-hexahidrát előállítása 30640.5.4. Cink-acetát előállítása 306

40.6/ Kadmiumvegyülétek képződése és tulajdonságai........................................ 30740.7. Kadmium-aoetát előállítása ........ / .................................................................... 30740.8. Higany előá llítása ................................................................ 30740.9. A higany mosása és szűrése 308

40.10. Ónamalgám előállítása ...................................................................................... 30840.11. Higany(I)vegyületek képződése és tulajdonságai 308.40.12. Higany(I)vegyületek előállítása ........... 1......................................... 30&

40.12.1. Higany(I)-nitrát-dihidrát előállítása 30940.12.2. Higany(I)-acetát előállítása 30940.12.3. Higany(I)-rodanid előállítása............................................................. 310

40.13. Higany(H)vegyületek képződése és tulajdonságai........................................ 31040.14. Higany(H)vegyületek előállítása 311

40.14.1. Higany(H)-acetát előállítása 31140.14.2. Higany (H)-cianid előállítása .......... .................... ............................. 311

40.14.3. Kálium/tetraci ano-merkurát(II)] előállítása 31140.14.4. Ezüst-[te trajodo-merkurát(H)] előállítása........................................ 31240.14.5. Higany(H)-rodanid előállítása ........................................... 31240.14.6. Kálium/tetrarodanáto-merkuxát(H)] előállítása 312

41. Az aktinidák és vegyületeik........................................ . . ; .......................................... 313

41.1. Tóriumvegyületek képződése és tulajdonságai 31341.2. Urániumvegyületek képződése és tulajdonságai .................................. 31341.3. Ammónium-uranil-karbonát előállítása ........................................................... 314

Táblázatok

I. £z elemek atomsúlya .................................. . / . .................... .................................... 315H. Etilalkohol-^víz elegy fajsúlya és etilalkoholtartalma 15 C°-on 316

Hl. Kénsavoldat fajsúlya és H-jSCVtartalma 15 C°-on 317IV. Sósavoldat fajsúlya és HCl-tartalma 15 C°-on ................................................ 317 V. Salétromsavoldat fajsúlya és H N 03-tartalma 15 C°-on 318

VI. Foszforsavoldat fajsúlya és H3P 04-tartalma 15 C°-on...................................... 318 VH. Perklórsav fajsúlya és százalékos savtartalma 15 C°-on 319

VHI. Eoetsav fajsúlya és CH3COOH-tartalma 15 C°-on 319IX . Ammóniaoldat fajsúlya és NH3-tartalma 15 C°-on .......... 319

X . Nátrium-hidroxid-oldat fajsúlya és NaO H-tartalma 15C°-on 320 X I. Kálium-hidroxid-oldat fajsúlya és KOH-tartalm a 15 C°-x>n 320

XH. A víz tenziója különböző hőmérsékleteken ......................................................... 320 XHI. Különböző koncentrációjú kénsavoldatok tenziója (a vízgőz parciális nyomá

sa) különböző hőmérsékleteken Hgmm-ben ......................................................... 321 XIV. Különböző koncentrációjú sósavoldatok tpnziója (a vízgőz és a sósav par

ciális, nyomásának összege) különböző hőmérsékleteken Hgmm-ben 321

Betűrendes tárgymutató 322



Előszó az I. könyvhöz

A szervetlen kémiának a,z utolsó évtizedekben bekövetkezett fejlődése nemmaradt hatás nélkül e tárgy egyetemi oktatására sem. Ezt a hatást korszerűtankönyvek megjelenése, továbbá a tantervek több évvel ezelőtt végrehajtottés ma már eredményében is pozitiven értékelhető reformja jelzi.

E reform kettős célt tűzött maga elé. Egyrészt a szervetlen kémia előadásánakszínvonalát kívánta emelni az egyetemi vegyészképzés III. évfolyamán rendszeresített és az alapelőadásra ráépülő szervetlen kémiai kollégium bevezetésével,

másrészt pedig fokozott súlyt kívánt vetni az elméleti anyagnak gyakorlatokútján való elmélyítésére. Az utóbbi érdekében az alapelőadáshoz csatlakozó szervetlen kémiai gyakorlatok tárgykörét, különösen a tanár-szakokon, jelentékenyenkibővítette, a vegyész-szak IV. évfolyamán pedig új szervetlen kémiai gyakorlatotírt elő.

Az előadási anyag tankönyvekkel való ellátása megoldottnak tekinthető. A közelmúltban jelent meg a Lengyel— Proszt—Szarvas: Általános és szervetlenkémia c. tankönyv II., korszerűen átdolgozott kiadása, továbbá Szabó Zoltán: Válogatott fejezetek a modem szervetlen kémiából c. munkája. Hiány mutatkozott azonban a megfelelő praktikumban. Az 1951-ben forgalomba került „Szer

vetlen kémiai praktikum” , amelynek alapjául Sz. A. Balezin: Szervetlen kémiailaboratóriumi munkák c. műve szolgált, egyrészt elfogyott, másrészt pedig afent vázolt oktatási programnak ma már nem felelne meg.

E hiányt van hivatva pótolni ez a munka, melynek I. könyve kerül most azolvasó kezébe. A munka két könyvre tagozódik. Az I. könyv anyaga az I. évfolyamon tartott Általános és szervetlen kémia c. alapelőadáshoz csatlakozik, míg aII. könyv a magas színvonalú, részben extrém körülmények között végrehajtottszervetlen kémiai preparatív munkához szükséges tudnivalókat fogja tartalmazni.

A most megjelent I. könyv felépítése azt az elvet tartja szem előtt, hogy

— az alapvető laboratóriumi ismeretek általános tárgyalása után — a Lengyel— Proszt—Szarvas-féle tankönyv szerkezetéhez szigorúan ragaszkodva, lehetővétegye az előadásra kerülő anyagnak azzal párhuzamosan, egyszerű, de nagyszámúkísérlettel való demonstrálását. Ezzel a módszerrel az elméleti anyag „foghatóbbá”válik, megkönnyíti annak rögzítését, de némileg tehermentesíti az előadási demonstrációt is, különösen oly kísérletek vonatkozásában, melyek aprólékosak,időtrablók, és amelyeket az egyre növekedő létszámú hallgatóság előtt az előadóteremben nem sok haszonnal lehet bemutatni.

A szervetlen kémiai alapgyakorlatok e módszerét egyetemeink több szakoktatásában évek óta alkalmazzák, és számosán nyertek vele jó tapasztalatokat.

A nagy körültekintést, részletességet igénylő és kiterjedt anyagot felölelőmunka megírására egymagám nemi vállalkozhattam. Könnyű volt azonbanmunkatársakat találnom azok közül, akik a vezetésem alatt álló Általános és2 Általános és szervetlen kémiai praktikum —4284/1.



18 ELÚSZÓ

Szervetlen Kémiai Intézetben e gyakorlatok irányításával évek óta foglalkoznak,6b akiknek bőséges szakmai és didaktikai tapasztalat áll rendelkezésükre.

Dr. Hartmann Hildegárd, Dr. Nyilasi- János és Székely Tamás készséggelvállalták a rájuk kirótt feladatokat, és ha ez a Praktikum sikerrel fogja kitűzöttcélját betölteni, ez jórészt az ő gondos munkájuknak tudható be. Természetes,hogy az anyag összeállítása során felhasználtuk azokat a tapasztalatokat, is,melyeket a kézirat elkészítésében részt nem vett tanszéki tagok gyűjtöttek öSBze.Igénybe vettük továbbá e munkatársainknak szívesen felajánlott segítségétegyes gyakorlatok kipróbálásában, egyeB ábrák megrajzolásában. Végeredményben tehát ez a kötet az egész tanszéki kollektíva tevékenységét tükrözi.

Tudatában vagyunk annak, hogy a közölt feladatok száma jóval meghaladja a gyakorlatok elvégzéséhez ez idő szerint rendelkezésre álló órakeretet.Úgy véljük azonban, hogy ez nem hátrány, hanem talán inkább előny, mertkiválogatást és az adott helyi viszonyokhoz való adaptálást tesz lehetővé.

őszinte köszönetét mondunk lektorainknak, Dr. Szarvas Pál egyetemi tanár

nak és Dr. Bodor Endre egyetemi docensnek, akik nagy alapossággal foglalkoztakkéziratunkkal, s akiknek észrevételei számos tekintetben váltak annak javára. Végül köszönjük Arató Gyula grafikusnak a klisérajzok elkészítése terén kifejtett jó munkáját.

Budapest, 1960 május. Dr. Lengyel Béla

Előszó a második kiadáshoz

I. könyvünk első kiadása hamar elfogyott, és ez szükségessé tette az új kiadás előkészítését. Ezt az alkalmat felhasználtuk arra, hogy érvényesítsük azokata tapasztalatokat, melyeket e könyvnek a laboratóriumi gyakorlatokon való használata során szereztünk. Ennek folytán több feladatot átirtunk, módosítottunk,egyes szövegrészeket kibővítettünk, másokat összevontunk.

Ezt a fáradságos munkát Dr. Hartmann Hildegárd adjunktus vállalta magára.Segítségére volt az Intézet számos munkatársa, elsősorban azonban Bouquet Gusztáv tanársegéd és Qarzó Tamásné tudományos munkatárs, részben egyeB feladatokújólagos kipróbálásával, részben tapasztalataik átadásával. Több feladat kidolgozásában részt vett az Intézetben működő tudományos diákkör néhány tagja.

Mindannyiuknak köszönetünket fejezzük ki.Budapest, 1962. Dr. Lengyel Béla



22 BEVEZETÉS A LABORATÓRIUM; MUNKÁBA

mítások, következtetések azonban utólag változhatnak. Legyen a jegyzőkönyváttekinthető, hogy benne bármely szakom bér könnyen kiismerhesse magát. A jegyzőkönyvben minden feladat után hagyjunk néhány sort üresen, aláhúzott címét

és időpontját jegyezzük fel. Minden észlelt adatot írjunk fel. Ha többször észlel jük ugyanazt az értéket, minden esetben újra feljegyezzük! Az adatokat szabatosan írjuk le, pl. a gáz térfogata mellé a gáz hőmérsékletét és nyomását is jegyezzük fel, vagy a titrálási eredmény mellé azt, hogy hány ml titrálandó oldatotmértünk be, milyen koncentrációjú oldattal titráltunk, és milyen indikátort használtunk. Hasonlóképpen a végeredményhez is írjuk hozzá a lényeges kísérletikörülményeket.

Abszolút pontosan nem tudunk mérni. Minden mérés kísérleti hibával jár,részben érzékszerveink, részben a mérőeszközök tökéletlensége, részben a kísérleti körülmények kismértékű változásai miatt. Ennek az a következménye, hogyha ugyanazt a mérést többször megismételjük, az eredmények kisebb-nagyobbmértékben eltérnek egymástól. Több párhuzamos mérés Bzámtani középértéke

jobban megközelíti a valódi értéket, mint egy mérés, ezért az egyes mérési eredmények számtani középértékét fogadjuk el végeredménynek.

A kísérleti hiba nagyságát az észlelési adatok és a számítással kapott végeredmény felírásában kifejezésre kell juttatni. Minden adatct a mérés pontosságának megfelelően írunk fel, annyi számjeggyel, hogy az utolsó előtti szám jegy még biztos (a mérés megismétlésekor értéke ne változzék), az utolsó számjegyazonban néhány egységre bizonytalan legyen (a mérés megismétlésekor értéke

néhány egységgel változhat). Ha pl. fokokra osztott hőmérővel mérünk hőmérsékletet, akkor (a hőmérő esetleges gyártási hibáitól eltekintve) az osztályzattizedrészének becslése útján néhány tized fok pontossággal tudunk mérni. Ennekmegfelelően pl. az eredményt így írjuk fel: 54,5 C°, ami azt jelenti, hogy a fokokbiztosak, de a tized fokok bizonytalanok. A zérust is kiírjuk, ha az utoljára írttizedesjegy értékéül az adódik. Hiba lenne pl. 55,0 C° helyett 55 C°-ot írni. Az utóbbiírásmód azt jelentené, hogy az eredmény néhány fokra bizonytalan, holott csupána tized fokokban lehet néhány egység ingadozás. Az egyes mérések középértékéneka kiszámításánál az osztással kapott számból csak annyit írunk fel végeredménynek, amennyi a mérés pontosságának megfelel. Ha pl. hőmérsékletet mérünkúgy, hogy az alábbi hat észlelést végezzük:

64.5 C°54.6 C°64.8 C°55,0 C°54,4 C°54.9 C°

akkor a középérték: 328,1 : 6 — 64,68 és a végeredmény 54,7 C°.

Mielőtt a gyakorlati foglalkozás után a laboratóriumból eltávoznánk, győződ

jünk meg arról, hogy elzártuk-e az összes gáz- és vízcsapot, kikapcsoltuk-e a fülkeoIbzívó berendezését, a szárítószekrényt, és elraktuk-e egyéni felszerelési tárgyainkat.



ELŐVIGYÁZATOSSÁGI RENDSZABÁLYOK 23

1.2. Elővigyázatossági rendszabá^ok a laboratóriumi munkában;

tennivalók baleset eseten

Ne dolgozzunk le nem ömlesztett szélű, éles üvegcsővel. Ömlesszük le atört üvegfelületet. Ha úgy gondoljuk, hogy az üveg, amellyel dolgozunk, a kezünkben összetörhet — pl. dugóba ragadt üvegcsövet akarunk kivenni —, ruhával fogjuk meg. A vágott sérülést nem kell kimosni, a vérzés tisztítja a sebet. Haszükséges, a seb környékét szappannal és vízzel mossuk meg (esetleg alkohollaltöröljük le). A sebben levő idegen testet (üvegszilánk) orvossal távolíttassuk el.Száraz, steril gézzel kössük le a sebet. Vattát ne tegyünk rá közvetlenül. Ha nincssteril géz, használatlan, kivasalt zsebkendővel kössük be. Ideiglenesen tisztaszűrőpapírt is használhatunk.

Gyúlékony anyagokkal (éter, szén-diszulfid, alkohol stb.) ne dolgozzunknyílt láng közelében, hanem mindig fülke alatt; legyünk óvatosak. E gyúlékony

anyagok gőze levegővel felhígított állapotban is okozhat tüzet. Szén-diszulfidés levegő elegyét pl. az égő villanykörte üvegbú rája is meggyújthatja (gyulladásihőmérséklete 90—120 C°). Gyúlékony anyagot tartalmazó ledugaszolt üveg mellett se hagyjunk sokáig nyílt lángot, nyílt villanymelegítőt, mert a felmelegedéskövetkeztében megnövekedett gőznyomás kilökheti az üveg dugóját és a kiáramlógőz meggyulladhat, sőt a tűz az üveg tartalmára is átterjedhet. Ha az edénybenlevő oldószer meggyullad, takarjuk le porcelántállal, azbesztlappal: levegő hiányában a tűz kialszik. Nagyobb tüzet homokkal vagy a laboratórium falára kifüggesztett, porral vagy" szénsavval oltó kézi tűzoltó készülékkel oltsunk el. Ha

ruházatunk fog tüzet, álljunk a laboratóriumban felszerelt zuhanyozó alá. Vízhiányában ruhával, kabáttal burkoljuk be magunkat, vagy a földön való hempergéssel fojtsuk el a tüzet. Minden esetben azonnal távolítsuk el a tűz környezetében levő gyúlékony anyagokat. Az égési sebet kenjük be vékony paraffinolajjal,és lazán kössük be. Súlyosabb égési sebre ne tegyünk paraffinolajat, kössük belazán, és forduljunk orvoshoz.

Mérgező és kellemetlen szagú anyagokkal fülke alatt dolgozzunk. A keletkezőgazokat ne az edényhez közel hajolva szagoljuk, hanem messzebbről, kezünkkelenyhe légáramot hajtva magunk felé. Ha valaki rosszul lesz, elájul (HCN, H2S,világítógáz), azonnal vigyük ki a laboratóriumból szabad levegőre. Ha szükséges, az orvos érkezéséig mesterséges lélegeztetést alkalmazzunk. Cián-hidrogénbelélegzése esetén cseppentsünk kendőre pár csepp amíl-nitritet, és azt lélegeztessük be.

Kémszerek elegyítésekor és melegítésekor ne hajoljunk az edény fölé, nehogya folyadék a szemünkb^, bőrühkre fröccsenjen. Ha kémcsőben oldatot melegítünk,vagy pl. tömény kénsavat adagolunk hozzá, úgy irányítsuk a kémcső nyílását,hogy az esetleg kifutó oldat emberen kárt ne okozzon. Ha a bőrünkre töményebbsav (cc. H2S04) vagy lúg jut, azonnal mossuk le bő vízzel, majd sav esetén 2%-osnátrium-hidrogén-karbonát-, vagy 2% -os bóraxoldattal, esetleg szappannal, lúg

esetén 1%-os ecetsavoldattal vagy 2%-os bórsavoldattal, majd megint vízzelöblítsük le a bőrfelületet. Vannak, akik a tömény kénsavnak száraz ruhával valóelőzetes letörlését ajánlják, nehogy a savnak vízzel való keveredésekor keletkezőhő is károsodást okozzon. Akár letöröltük a kénsavat, akár nem, lényeges, hogya kénsavval leöntött testrészt minél előbb a csap vízsugara alá tartsuk. A nagymennyiségű víz a szükséges lehűlést is biztosítja. Ha bőrünk vörös, és égető fáj-



24 BEVEZETÉS A LABORATÓRIUMI MUNKÁBA

dalmat érzünk, kevés tiszta paraffinokkal töröljük le, és kössük be. Súlyosabbesetben forduljunk orvoshoz.

Ha a szemünkbe sav fröccsen, előbb vízzel, majd 2%-os boraxoldattal,majd megint vízzel öblítsük ki alaposan szemöblögető segítségével. Ha lúg jut a

szembe, vízzel, 2%-os bórsavoldattal, majd Vízzel öblítünk. A szemöblögetőtcsordultig megtöltjük a megfelelő oldattal, rányomjuk a szemünkre, majd néhányat pislogunk. Ezt a műveletet többször megismételjük, minden esetben tisztavízzel vagy friss oldattal. Ha az alapos öblítés ellenére a szem ég és vöröses, men

jünk orvoshoz.Ha sav vagy lúg jut a szájunkba, pl. pipettázás közben, azonnal köpjük ki,

és öblítsük ki szájunkat vízzel, közömbösítő oldattal, majd ismét vízzel. Hasavat nyeltünk, vizes magnézium-oxid-pépet, ha lúgot, híg ecetsavoldatót igyunk,és forduljunk orvoshoz. Tömény savak, lúgok, mérgező és illékony anyagok pi-pettázásakor a szívást ne közvetlenül a szájunkkal végezzük, hanem az ilyen

célra készült különleges gumilabdával ellátott pipettát használjuk.Fehér foszfort csak víz alatt vágjunk. A vágás közben fellépő súrlódás ugyanis

hőt termel, és a foszfor meggyulladhat. Erősen mérgező gőaei miatt fülkébendolgozzunk vele. Az égő fehér foszfor megolvad és szétfröccsen. A testre kerülvenehezen gyógyuló égési sebet okoz. A ruhára vagy bőrre került égő sárga foszfortvízzel azonnal locsoljuk le, majd a ruhát vegyük le és tegyük vízbe. A bőrre kerültfoszfort vízzel eloltjuk, és a bőrre híg réz(II)-szulfót-oldatot öntünk, illetőleg azegész sebet réz(II)-szulfát-oldatba mártott vattával borítjuk. Pár perc múlva avattát levesszük, és a seben látható, most már barnás színű foszfordarabkákat

csipesszel eltávolítjuk, majd a sebet ismét réz(II)-8zulfát-oldatba mártott vattávalborítjuk. Esetleg használhatunk 3%-os hidrogén-peroxid- vagy kálium-perman-ganát-oldatot is. A szemből 2%-os nátrium-hidrogén-karbonát-oldattal öblítjükki. A sebet olajjal vagy zsíros kenőccsel kezelni nem szabad, mert a foszfor ezekben oldódik, a szervezetben felszívódik, és súlyos belső mérgezést okoz. Fordul

junk mindenkor orvoshoz!Hidrogén-fluoriddal való munkánál (pl. üvegmaratás), használjunk gumi

kesztyűt, mert különben igen nehezen gyógyuló sebeket kaphatunk.Szigorúan tilos vegyszert egész kis mennyiségben is megkóstolni vagy meg

nyalni. Súlyos mérgezés származhat ilyen felelőtlenségből! Ha ilyesmi előfordulna,

az orvos érkezéséig hánytatószert adunk. Hánytatásra 1/2 liter langyos vizetitatunk, melybe 1—2 evőkanál aktivált szenet szuszpendálunk. Utána, ha szükséges, a garatot tollal ingereljük. Eszméletlenség és savval vagy lúggal történtmérgezés esetén hánytatást nem alkalmazunk.

Tartsunk a laboratóriumban mentőládát a- következő felszereléssel: pólya,vatta, ragtapasz, szem öblögető, üvegpálca, bórvazelin, paraffinolaj, magnézium--oxid, 1%-os ecetsavoldat, 2%-os bórsavoldat, 2%-os szódabikarbóna-oldat,2%-os bóraxoldat, etilalkohol, amil-nitrit és jódtinktúra, (a jódtinktúra készítése:2 g K I-f 5 g I2+40 ml víz-j-60 ml 96%-os etilalkohol).

1.3. Laboratóriumi üveg- és porcelán edények és ezek tisztítása

A laboratóriumban gyakran használt üvegedény a kémcső, főzőpohár (kiöntővel vagy kiöntő nélkül), Philips-pohár, Erlenmeyer-lombik, főzőlombik, gömblombik (1.3.1. ábra). Ezek különleges vékony falú üvegből készülnek. Előnyük a közön-



LABORATÓRIUMI EDÉNYEK 25

séges üvegekkel szemben, hogy nagyobb hőmérsékletingadozást bírnak ki, és kémiai hatásoknak jobban ellenállnak. Az üveget a hidrogén-fluorid gyorsan, a tömény forró kénsav s az erős lúgok lassan támadják meg. Nagyon lassan és nagyonkismértékben a desztillált víz is oldja az üveget.

A folyadékot tartalmazó edényt azbesztlapra állítva melegíthetjüK. Gömbölyűfenekű lombikot állványra erősítve nyílt lángon is melegíthetünk, ajánlatosazonban az egyenletes felmelegítés biztosítására az égőt állandóan mozgásbantartani. A laboratóriumi üvegedények jó tulajdonságaik ellenére is óvatos bánás

módot igényelnek. Az erősen felmelegített edényeket nem szabad hirtelenaz asztal vagy vasállvány lapjára helyezni, sem vízzel érintkezésbe hozni.Ha a lombik kívül vizes ne melegítsük, mert elrepedhet. A forró vizetvagy oldatot tartalmazó edényt azonban bemárthatjuk hideg vízbe, vagyhűthetjük csap alatt. Forró töménykénsavat tartalmazó kémcsövet (33S

C°) viszont csak levegőn való hűtésután tehetünk vízcsap alá, különbena kémcső a nagy hőmérsékletkülönb-Bég hatására megreped. Kémcsövetnyílt lángon melegíthetünk. A kémcsövet ujjainkra fektetjük (1.3.2.ábra), és ferdén tartva, végét a Bun-

sen-láng felső harmadába helyezzük,miközben hüvelykujjunkkal ide-oda

forgatjuk, Ha az oldatot huzamosabb ideig kell forralni, akkor fogóval, ujjvédővel vagy összehajtogatott papírszelettel fogjuk meg a kémcsövet. A fogóval tartott kémcsőbenlevő folyadékot is tartsuk állandó mozgásban a lökdöső forrás elkerülésére. XJjjvédőt gumicsőből készíthetünk, ha két 4—5 cm-es darabot hosszában felvá-

1.3.3. ábra. Kristályosítócsésze és páxolócsésze




1.3.4. ábra. óraüveg

1.3.5. ábra. Porcelán tál és porcelán tégely

gunk, és a kémcsövet tartó mutató- és hüvelykujjunkra húzzuk. Az oldatok bepá-rologtatásához használt kristályosító és pároló csésze általában vastagabb falú,mint pl. a főzőpohár, és nem is annyira tűzálló. Ezeket csak vízfürdőn melegíthetjük (1.3.3. ábra). Poharak, lombikok lefedésére, kevés oldat bepárlására, kis

mennyiségű anyag ideiglenes tárolására óraüveget használunk (1.3.4. ábra). Az óra-üveg anyaga nem tűzálló. A vastag falú, öntött üvegedények (porüveg, henger-üveg, folyadéküveg) sem bírják ki a felmelegítést, elrepednek.

Porcelán tégelyekben és tálakban (1.3.5. ábra)szilárd halmazállapotú anyagokat is melegíthetünk. A hőmérséklet jóval magasabb (1000 C°)lehet, mint üvegedények használatakor. A porcelán tálat azbeszt nélküli dróthálóra helyezzük,vagy pedig közvetlenül hevítjük, de akkor a lángmozgatásával biztosítjuk az egyenletes melegedést. Porcelán tégelyt közvetlenül melegítünk, azégőt nem kell mozgatnunk. A porcelán edényeketnem szabad hirtelen felmelegíteni vagy lehűteni,mert megrepednek, ezért fokozatosan erősítjükvagy Csökkentjük a hevítést.

Használat után az üveg és porcelán edényeket vízzel és kémcsőkefével(J.3.6. ábra) vagy tollal (tölcsér szára) tisztítjuk meg. Az edényenmég visszamaradt szennyezést háztartási súroló-

porral könnyen eltávolíthatjuk. Ilyen tisztítástazonban csak akkor alkalmazzunk, ha másképpnem érünk célt. A homokszemcsék ugyanis megkarcolják az üveg felületét, és a karcolt üvegkönnyebben törik. Ugyancsak kerüljük a csupaszvégű kémcsőkefével való mosást, nehogy a kefedrótja megkarcolja az üveget. A kefével el nem érhető helyekre tapadt szennyezést nátrium-hid-roxid-oldat és márványdara, tojáshéj, vagy vízés szűrőpapír-darabkák keverékével való rázoga-

tással távolítjuk el.Ha vízzel nem sikerül a tisztítás, kémiai tisz

títást alkalmazunk. Ehhez azonban tudnunk kell,mi a megmaradt szennyezés kémiai összetétele,

különben a próbálgatásokkal vegyszert és időt pocsékolunk. Az üveg falára tapadt kalciumkarbonátot sósavval könnyen leoldhatjuk. Ha kálium-permanganátvizes oldatát forraljuk, barna mangán-dioxid-hidrát válik ki az üveg falára, eztreagens kénsav és hidrogén-peroxid elegyével oldjuk le. Általában a tömény savakegyike, tömény lúg vagy királyvíz a vízzel el nem távolítható szennyezéseklegnagyobb részét leoldja az edény faláról. A kémszerekből keveset vegyünk,és folyassuk végig az edény falán, esetleg enyhén melegítsük. Kémcsőkefétilyenkor ne használjunk, mert a kémszer tönkreteszi.

Igert^erélyes tisztítószer, amely.egyúttal zsírtalanít is, a krómkénsav. A króm-kénsav úgy készül, hogy 2—3 g elporított kálium-bikromátot 100 ml töménykénsavban rázogatás közben oldunk. A krómkénsav — különösen gyengén fel-

1,3.6. ábra. Tisztítókefék



LABORATÓRIUMI EDÉNYEK TISZTÍTÁSA 27

melegítve — kitűnően old szerves és szervetlen szennyezést egyaránt. A tisztítástúgy végezzük, hogy az edényt teljesen megtöltjük krómkénsavva], és % —2 óránát állni hagyjuk benne. A krómkénsavat csak olyan edénybe töltsük, melyből a

vizet előzetesen alaposan kicsurgattuk. Ellenkező esetben ugyanis az edény aljánlevő víz a krómkénsav hatására felmelegszik, és az üvegedény megrepedhet.Ugyanaz a krómkénsavoldat többször felhasználható. A krómkénsav idővel felhígul (levegőből vizet szív, nedves edénybe öntjük), a króm(VI) króm(III)-máredukálódik, és az elegy elveszíti hatóképességét. Eztarról vesszük észre, hogy abarnásvörös oldat színe zöldreváltozik. Ilyenkor friss oldatot kell készítenünk. A króm

savas tisztítás hátránya, hogyaz üveg kevés króm(VI)-oxi-_dót köt meg. Ennek mennyiségét csökkenthetjük, ha akrómkénsavval tisztítottüvegedényben vizet hagyunkállni több órán át, vagy vizetforralunk benne, de teljesenel nem távolíthatjuk. Zsírta-

lanítás céljára 30%-os hidro-gén-peroxid és tömény kénsav 1:1 arányú elegyót is használják. Előnye, hogy az üveget nem szennyezi króm-(Vl)-oxiddal, hátránya, hogy mindig frissen kell készítenünk, és az elegyítést hűtésközben óvatosan kell végeznünk.

Tisztítás után az edényt többször kiöblítjük csapvízzel. Ha tömény sósavatvagy más illékony kémszert használtunk, az öblítést úgy végezzük, hogy az edénytcsapvízzel színültig megtöltjük, majd teljesen kiürítjük, és ezt többször megismételjük. A végén az edényt belül kevés desztillált vízzel is kiöblítjük. Többszörkevés vízzel való öblítés hatásosabb, mint az egyszeri öblítés sok vízzel. A kiöb

lített edényeket kívülről tiszta ruhával szárazra töröljük, mert az edény falánbeszáradó csapvíz foltot hagy. Poharat belülről is kitörölhetünk tiszta ruhával.Ha nagyon tiszta pohárra van szükségünk, nem töröljük ki belülről (a ruhárólapró szálak tapadnak az üvegre), hanem nyílásával lefelé tiszta üveglapra, szűrőpapírra állítjuk. Szobahőmérsékleten 1 nap alatt, 110— 120 C°-ra állított szárítószekrényben fél óra alatt teljesen megszárad a pohár. Lombikot szárítás céljábólnyílásával lefelé szárítórácsra (1.3.7. ábra) helyezzünk. Olyan szárító is készül,melyen a kiálló fabotok teszik lehetővé a lombikok és kémcsövek fordítottelhelyezését. Az üveg belsejébe nyúló fabot azonban szennyeződérf'forrása lehet. Ha

a lombikot, az asztalban tároljuk, vagy a szárítószekrényben nyílásával felfeléállítjuk, takarjuk le órativeggel, hogy a szálló portól megvédjük. Szárítószekrényhiányában lombikot úgy száríthatunk gyorsan, hogy forgatás közbeni kívülrőlenyhén melegítjük. Célszerű egyidejűleg levegőt is átszívatni rajta úgy, hogy a vízlégszivattyú gumicsövébe húzott üvegcsövet a lombik aljától kb. Yz cm-re tartjuk.




1.1. Laboratóriumi fémeszközök és karbantartásuk, laboratóriumi fatárgyak

Készülékek szereléséhez leggyakrabban az ún. Bunsen-állványt használjuk. Az állványrúd alumíniumból vagy acélból, a talp pedig szürkeöntvényből készül.

A B u n se n -i W v k n yT t L kettős szorítódió segítségével erősítjük a fogót, vaskarikát,hűtőfogót (1.4.1. ábra). A kettős szorítódiót mindig úgy szereljük fel az állványra,hogy a szabad szorítódió nyílása felfelé álljon; a fogót pedig lehetőleg mélyen fog

juk be. Csak parafalemezzel bélelt fogót és gumicsővel bevonthűtőfogót használjunk, különben a befogott üvegeszköz köny-nyen elreped. A fogók leggyakrabban vasból készülnek. Alaboratóriumi vaseBzközöket fekete olajfestékkel vagy vas

iakkal festik be, hogy a rozsdáso-dástól megvédjék. A megrozsdásodott fogókról a rozsdát csiszoló-

vászonnal vagy drótkefével ledörzsöljük, majd újra átfestjük. A berozsdásodott csavarokat egy ideigpetróleumban áztatjuk, azutánmeglazítjuk és lekeféljük. A csavartnem festjük be, hanem kevés gépolajjal vagy paraffinolajjal beken

jük és megjáratjuk, nehogy a festéktől beragadjon. A leesett vagy

elhasználódott (nagyon összenyomott) parafalemezt, amely már elvesztette rugalmasságát, pótoljuk.

A parafalemez ragasztása történhet celluloid acetonos oldatával,pecsét viasszal vagy kaolinporosszurokkal. Az utóbbi két esetben afogót megmelegítjük, rákenjük ameleg pecsótviaszt vagy kaolinosszurkot, rászorítjuk a megfelelően

kivágott parafát, és pl. kémcsövetbefogva, hagyjuk lehűlni. A szurokhoz azért kevernek kaolint,mert így felmelegedéskor kevésbélágyul meg, nem csöpög le és aparafalemez sem csúszik le.

Fogóba lombikot úgy fogunkbe, hogy bal kezünkbe fogjuk alombikot, jobb kezünkkel forgatjuka fogó szorítócsavarját. Időnként

• megforgatjuk a lombikot, hogymegérezzük, mikor fogja meg a fogó a lombik nyakát. Kis gyakorlattal meg-órezzük kezünkkel a lombik mozgásából és a fogó csavarjának a járásából, hogymeddig szabad a lombikot beszorítani, hogy az biztosan álljon, de meg ne repedjen. Általában készülékeket mindig úgy kell összeszerelnünk, hogy a fogók

1.4.1. ábra. Buneen-állvény és tartozékai

1.4.2. ábra. Vaehéromlábés azbeszten drótháló

1 .4 .3 . ábr a. Drótháromszög



LABORATÓRIUMI FÉMESZKÖZÖK És FATÁRGYAK 29

biztosan, de ne túl mereven tartsák a készülék egyes darabjait/Hagyjunk bizonyos mértékű mozgási lehetőséget, különben minden kis elmozdulás, feszültségtöréshez vezethet.

Oldattal telt lombikot, poharat melegítéskor vasháromlábra helyezett azbesz-tes dróthálóra teszünk (1.4.2. ábra). A dróthálóra kifutott, kiömlött oldatot azonnal mossuk le, és szárítsuk meg a hálót. Ha savasan, nedvesen hagyjuk a dróthálót,hamar kilyukad. Erősen lúgos anyagok olvasztásához vastégelyt használunk,a porcelántégelyt ugyanis a lúgOB ömledék nagymértékben megtámadja. A vas-

1.4.4. ábra. Tégelyfogó és csipesz

tégelyt elmosás után gondosan szárazra kell törölni, különben megrozsdásodik.Tégelyt vaskarikára vagy vasháromlábra helyezett drótháromszögbe illesztvemelegítünk. A drótháromszög drótjait rendszerint védő anyag vagy porcelán csőveszi körül (1.4.3. ábra). A tégelyt tégelyfogóval vagy csipesszel fogjuk meg (1.4.4.ábra). A tégelyfogó vasból vagy acélból készül, és gyakran nikkellel vonják be.Tiszta nikkelből is készítenek tégelyfogót. A csipeszt nikkelezett vagy krómozottacélból vagy rozsdamentes acélból készítik.

Kevés laboratóriumi felszerelési tárgyat készítenek fából. Használunk fa kémcsőállványt, kémcsőfogó csipeszt és fa magasítékokat (1.4.5. ábra). Fából van alegtöbb laboratóriumi asztal lapja is.Ennek víz- és savállóvá tételére több, lényegében hasonló eljárást dolgoztak ki.

Az egyik kezelési mód á következő:két oldatot készítünk. Az egyik oldat 86g réz(II)-kloridot, 67 g káÖum-kloridotés 33 g ammónium-kloridot tartalmaz 1liter vízben, a másik oldat 600 g anilin-

klór-hidrátot tartalmaz 4 liter vízben feloldva. A két oldatot röviddel a használatelőtt összekeverjük, és kb. négyszer bekenjük vele az asztalt. Minden bekenésután egy nap szünetet tartunk. A levegőés a fény hatására a bekent asztal feketeszínű lesz. Végül az asztalt langyos vízzellemossuk, majd száradás után 1 térfogatterpentinolaj és 1 térfogat lenolajkenceelegyével annyi ideig dörzsöljük, amíg a fa telítődik. Pár nap múlva az olajfölösleget letöröljük. Az asztalt tisztántartás végett időnként mossuk le, majdmegszáradás után bútorpasztával kenjük be. Kíméljük a laboratóriumi asztalt.Tüzes tégelyt, vasat, üveget, bekapcsolt villanymelegítőt ne tegyünk közvetlenül rá, hanem használjunk közbeiktatott hőszigetelő azbesztlemezt.




1.5. Gázégők

Az anyagok hevítését a laboratóriumban leggyakrabban gázégővel végezzük. A különböző típusú gázégők közül a legjobban elterjedt Bunsen-ég6t, Teklu-égőt,

pillangóégőt, Méker-égŐt és a gázfúvó égőt ismertetjük. A Bunsen-égő szerkezetét az 1.5.1. ábra szemlélteti. A gumicsövön áramló

világítógáz a B fúvókán át jut a rendszerint sárgarézből készült A csőbe. Afúvókával egy magasságban a csövön két egymással szemben levő C levegőző-

nyílás van. A lyukakat tetszés szerint zárhatjuk vagy nyithatjuk két átellenes nyí-

a

lássál ugyancsak ellátott D gyűrű elforgatásával. Ily módon a beáramló levegőmennyiségét szabályozhatjuk. Ha a leve-gőzőnyilásokat elzárjuk, a gáz a cső vé-gén világító és kormozó lánggal ég.

A lángot világítóvá az izzó szénréBzecs-kék teszik. Levegő hiányában ugyanis a

o világítógázban levő szénhidrogének a hő0 hatására szénre és hidrogénre bomlanak.

A szűk fúvókán átáramló gáz a csőbenkis nyomáscsökkenést okoz, ezért a leve-gőző nyílások kinyitásakor levegő áramlikbe. Ilyenkor nem világító lángot kapunk.

Levegővel kevert gáz elégésekor szén nemválik ki, hanem szén-monoxid keletkezik.

A szén-monoxid, a láng külső részében széndioxiddá alakul át. A nem világító lángbaneszerint két részt különböztethetünk meg:a belső, kékesen világító magot és akülső, nem világító köpenyt (1.5.2. ábra aj. A mag hőmérséklete a legalacsonyabb, mivel ennek belsejében nincsen égés. Erről meg

győződhetünk, ha néhány pillanatra kartonlapot helyezünk a lángba. A láng melegebb részeinek megfelelő helyeken a karton megpörkölődik (1.5.2. ábra b és c). A

mag határán a láng erősen redukáló tulajdonságú a szén-monoxid- és hidrogénfölösleg miatt. A redukáló hatás a mag csúcsában a legerősebb. A köpeny és a levegő határán a levegő van túlsúlyban, itt a láng oxidáló tulajdonságú, különösena köpeny csúcsában.

A legnagyobb hőmennyiség a gáz teljes elégésekor képződik. Kevés levegőadagolásakor a láng színtelen, de nem elég meleg. Erélyesebb levegőadagoláskora láng jellegzetes zúgó hanggal ég, és fúvó lángot kapunk. A láng hőmérsékleteilyenkor a legmagasabb. A láng legmelegebb része a mag fölött kb. 3—5 mm-revan a,mag csúcsától. Bunsen-égövel és Teklu-égővel 1300—1400 C°-nál magasabbhőmérsékletet nemigen érhetünk el. A felmelegített tárgy hőmérséklete azonbannagymértékben függ a felmelegítés körülményeitől, a sugárzós és vezetés útján

1.5.1. ábra. Buneen-égó

a)1.5.2. ábra. Bunsen-égő lángja




A gázfúvó égő segítségével az egyszerű JBunsen- és Telclu-égőénél magasabbhőmérsékletű lángot állíthatunk elő. A gázfúvó égőben (fújtató égőben) a levegőt,illetve az oxigént nyomás alatt adagoljuk a gázhoz. A gázfúvó égő (1.5.7. ábra)

az A belső fúvókából és az ezt körülvevő B bővebbkülső gázcsőből áll. A belső csőbe (légfúvóka) a C csapon át nyomás alatt levegőt fújtatunk be. A külső,szélesebb csőbe a D csapon át vezetjük be a gázt. A levegő és a gáz mennyisége, továbbá hosszirányban a fúvóka nyílásának az égő nyílásától való távolsága a B külső gázcsőnek az E csőcsonkon való

elmozgatása útján szabályozható.Ezek változtatásával tűfinomságúszúrólángtól kezdve egészen a nagykiterjedésű fúvólángig minden vál

tozatot előállíthatunk. A sűrítettlevegőt villanymotorral hajtott fúj-tatóból vagy fúvásra is alkalmasvízsugár-légszivattyúból nyerhet

jük. A propán—bután gázkeverék

hez a közönséges gázégők közvetlenül nem használhatók, csak abbanaz esetben, ha a fúvónyílást előbb

leszűkítjük. A propán—bután gáz égése Borán magasabb hőmérsékletű láng keletkezik, mint az átlagos városi gáz égésénél.

Különleges célokra néha borszeszégőre (1.5.8. ábra) van szükség. Az analitikaivizsgálatoknál pl. szulfátoknak lángban történő redukciójához világítógázt nemhasználhatunk, mert az mindig tartalmaz kénnyomokat.

1.5.7. ábra. Gázfúvó égő 1.5.8. ábra. Borszeszégő

1.6. Vegyszerek tárolása és használata

Szilárd vegyszerek tárolására rácsavarható műanyag fedelű, parafadugósvagy csiszolt üvegdugós porüveget használjunk (1.6.1. ábra). A levegőn változástszenvedő (higroszkópos, karbonátpsodó, könnyen oxidálódó vagy levegőn málló)anyagokat jó csiszolatú üvegdugós üvegben tartsuk el. Ha ilyen anyagot parafa-"dugós üvegben kell eltartanunk, paraffinozzuk le a dugót. E célból a jól bedugaszolt üveg peremét éB dugóját vonjuk be megolvasztott paraffinnal. A gumidugó islégmentesen zár. A parafadugót bevonhatjuk celofánpapírral is, így a dugó nemszennyeződik vegyszerrel, és parafatörmelék sem hull az üvegbe.

Folyékony halmazállapotú vegyszer tárolására parafadugós, gumidugós és

csiszolt-üvegdugós folyadéküveget használjunk. Savakat — különösen tömény állapotban — kizárólag jólzáró csiszolt-dugós (lehetőleg kettős csiszolatú) üvegbentartsunk el (1.6.2. ábra). Ha tömény ammónium-hidroxidot és tömény sósavategymás mellett rosszul záró üvegben tárolunk, a két üveg környékén fehér rétegrakódik le minden felületre. Ez a réteg szilárd ammónium-klorid, amely az ammóniagáz és sósavgáz egyesüléséből keletkezett. Ezenkívül,a sósavban ammónium-,




Laboratóriumi kanalat leggyakrabban szaruból, porcelánból és műanyagból, spatulát nikkelből és rozsdamentes acélból készítenek (1.6.3. ábra). Használatután a kanalat mossuk el, majd tiszta ruhával töröljük Bzárazra. Szarukanalat nemelegítsünk fel, és ne mártsunk forró oldatba. Piszkos kanalat ne töröljünkközvetlenül törlőruhával, mert beszennyezzük azt, és már nem törölhetünk velesemmit tisztára. Az üvegek dugóját (fedelét) megfordítva helyezzük az asztalra.Folyadéküvegből a kémszereket mindig úgy öntsük, hogy a lefolyó folyadékcseppne a címkén folyjon végig. A folyadéküveg dugóját csak akkor tehetjük le azasztalra, ha lapos teteje van, és arra állíthatjuk. Egyébként először jobb kezünk

mutató- és középső ujja közé fogjuk a dugólapos részét, és úgy fogjuk meg a kémszeresüveget, hogy a dugó csiszolt része kifelé áll jon és semmihez ne érjen (1.6.4. ábra). Egyszerre csak annyi vegyszert vegyünk ki, ameny-nyire szükségünk van. Ha a vegyszerből még

is feleslegünk marad, csak akkor töltsükvissza az üvegbe, ha biztosak vagyunk abban,hogy nem szennyeződött, vagyis ha teljesentiszta és száraz edénybe tettük. Pro analysi ésesetleg puriss. tisztaságú vegyszer feleslegétsose tegyük vissza az üvegbe, mert esetleg beszennyezzük annak egész tartalmát. A dugókatne cseréljük össze, mert a dugóra tapadt idegen vegyszer is szennyez. A dugók összecseré-léáfcnek megakadályozására azokat néha spár

gával, műanyag zsineggel, lakkozott dróttal azüveghez kötjük, vagy az üveget és a dugójátazonos jelzéssel, illetve számozással látjuk el.

Tömény savas üveget sohase tegyünk közvetlenül az asztalra vagy a fülke lap jára, hanem savtálcára, mert a lecsurgó savcsepp kárt okozhat.

Az üvegdugós edények csiszolatát mindig tartsuk tisztán, különben a dugókönnyen beragad. Ha vegyszer tapadt a csiszolatra, desztillált vízzel megnedvesített szűrőpapírral vagy vattával töröljük le, majd száraz szűrőpapírral itassuk lea nedvességet és az esetleg odatapadt szűrőpapír-szálakat, csak azután dugjuk beaz üveget a tiszta csiszolt dugóval.

Illékony (HCl-oldat, alkohol), valamint híg oldatokkal telt üvegek csiszolatátnem szükséges letörölni. Híg oldattal telt üveg csiszolatát csak akkor kell szárazontartani, ha az oldat koncentrációjának állandósága lényeges. Alkálilúgok, alkáli-hipokloritok, alkáli-szilikátok vizes oldatát parafa- vagy gumidugós üvegbentartsuk el. Az üvegcsiszolatban kiválik az alkáli-karbonát, illetőleg a kovasav, ésa dugó könnyen beragad. A beragadt üvegdugó peremét alulról körben veregessükfakalapáccsal, kalapács fa nyelével. Ha a dugó nem lazul meg, dörzsöljük körülruhával, kézzel, vagy folyassunk a csiszolatra meleg vizet, hogy megmeleged

jék és kitáguljon a csiszolat. Ha így nem sikerül kinyitnunk, óvatosan melegít

sük a csiszolatot kis lángon körben forgatva. Ha ez sem vezet eredményre, az üvegetszájával lefelé állítsuk vízbe, vagy olyan oldatba, amely a csiszolatban kiváltanyagot oldja, és így hagyjuk néhány órán át ázni.

Ügyeljünk arra, hogy az üveg címkéjén az írás mindig jól olvasható legyen.

0 = 0

1.6.3. ábra. Kanál spatulával

1.6.4. ábra. Folyadék kivétele,vegyszerüvegből



ÜVEGMEGMUNKÁLÁS 35

Ha a címke rosszul tapad az üvegen, azonnal ragasszunk rá újat. A címkét beszokták kenni petroléterben oldott paraffinnal. Az ilyen címke vegyszerekkel szemben. ellenállóbb, és vízzel öblíthető anélkül, hogy az írás lemosódnék, üvegredermatográf ceruzával (zsírceruza, zsírkréta) is írhatunk. Ez az írás vízzel nemmosható le, a meleget is bírja, ezért ideiglenes jelölésre alkalmasabb a ragasztós

papírnál. A papír vízben, vízfürdőn leázik, melegben, pl. szárítószekrénybenlepattog az edényről. Maradandó karcot hagy az üvegen a gyémántceruzával,szilícium-karbiddal (szilitellenállás), kvarccal eszközölt írás.-A. hidrogén-fluorid-dal végzett maratás a legáltalánosabban használt végleges jelölési mód.

1.7. Üvegmegmunkálás

írta: Bucsek Henrik üvegtechnikus

Az üvegmegmunkálás közben néhány alapvetően fontos szabályt kell szem

előtt tartani. Ezek_a következők:a piszkos csövet vagy edényt melegítés előtt mindig ki kell mosni és szárítani;a csövet vagy egyéb eszközt a lángban mindig egyenletesen forgatni kell;a tárgyat befúvás előtt a lángból ki kell venni. Ha golyót akarunk fújni,

a csövet befúvás alatt is forgatni kell;a megmunkálandó csövet vagy tárgyat mindig a gázláng felső harmadában

melegítsük.Miután az üveganyag összetétele igen különböző lehet,1 különböző a tágu

lása is. Előfordulhat, hogy kétféle üveg között az egyiknek a hőokozta kitágulása

négyszerte nagyobb a másikénál, összeforrasztani azonban csak olyan üvegeketlehet, amelyek hőtágulásának különbsége 15—20%-nál nem nagyobb. Tehát, haa forrasztás helyén üvegeszközünk szétvált, ne kísérletezzünk újból.

Minden elkészített tárgyat kevés levegővel végyített, ún. lágy lángon, egyenletesen melegítsünk körül úgy, hogy a melegítés határai ne legyenek élesek, hanem elmondottak. Ez a belső feszültségek feloldásához szükséges. Enélkül akész munka vagy rögtön kihűlés után, vagy később — néha napok múlva is —elreped.

Üvegcső és üvegbot vágása és repesztése

A vékonyabb csövet és botot a háromélű reszelő élével, lehetőleg, egyetlenhatározott mozdulattal, a tengelyre merőlegesen megkarcoljuk. A karc hossza acső kerületének kb. egynegyede legyen. A csövet ekkor úgy vesszük kézbe, hogya hüvelykujjak a cső hosszában a jellel ellenkező oldalon feküdjenek, köztük abekarcolás. A hüvelykujjak nyomására és egyidejű tengelyirányú húzására a csővagy bot kettéválik. Vastagabb, 2—3 cm átmérőjű cső esetén üvegbot kihúzotthegyét izzásig hevítjük, s ezt a karcolás kezdetéhez finoman hozíáérintjük. Haa cső nem repedt körbe, a botot újból megmelegítjük, és vele a repedést körbevezetjük.

Üvegcső kihúzása, kapilláris húzás

Az üvegcsövet nem túl erős fúvólángban, állandó forgatás közben addigmelegítjük, míg a lágyulás következtében az átmérője szűkülni kezd. Ekkor

1 Lásd II. kötet 42.1. pont.

3



ÜVEGMEGMUNKÁLÁS 37

T-cső és Y-cső készítése

15—20 cm-es üvegcső egyik végét kihúzzuk és lezárjuk. Ugyanígy járunk elegy 8— 10 cm hosszú csővel is. A hosszabb csövet közepe táján felmelegítjük,majd egyik oldalán kis helyen meglágyítjuk, és óvatosan belefújunk, hogy egy kb.

akkora dudor keletkezzék, mint a hozzáforrasztandó cső keresztmetszete. A dudortkeskeny lángon erősen meglágyítjuk, majd gyorsan kivéve a lángból, nyitott végénbelefújunk, hogy a dudor kipukkanjon. Az üvegfoszlányokat lekaparjuk, és anyílást a rövidebb — egyik végén zárt — cső nyitott végével együtt lágyulásighevítjük. A csöveket ekkor hirtelen kivesszük a lángból, összeragasztjuk, és rögtönutána ■— még kihűlés előtt — kissé széthúzzuk. A gyűrődéseket keskeny lángon,forgatás nélkül, behorpadásig melegítjük, s az eredeti átmérőig kifújjuk. A készT-csövet forgatva óvatosan és egyenletesen felmelegítjük, majd kihűlés után akívánt helyen lerepesztjük, és a csővégeket leolvasztjuk. Az Y-csŐ készítésémeghajlítás után a fenti munkamenettel azonos.

Ha a csővégeket a gumicső jobb tartása és illeszkedése miatt meg akarjukgyűrűzni, ezt a hajlítás vagy a forrasztás művelete előtt végezzük el.

Gömbfúvás

Üvegcsőre egy vagy több gömböt a következőképpen fúvunk: az üvegcsőkét végét segédszárrá húzzuk ki, majd a kívánt helyen lágy lángom állandó forgatásközben enyhén összenyomva, összegyűjtjük az üveget, s vastag falú kis gömbötfúvunk. Ha a kellő mennyiségű anyagot szép egyenletesen összegyűjtöttük, akiB gömböt jól átmélegítve kivesszük a lángból, és állandó forgatás közben a

kívánt nagyságra felfújjuk. 7Ha csővégre akarunk golyót fújni, akkor a vastag fallá kis gömböt lefenekeljük,

majd az egészet átmelegítve, állandóan forgatva felfújjuk.Egyik esetben se feledkezzünk meg arról, hogy a golyó fúvásához bizonyos

mennyiségű csőre van Szükség, és ezt csődarabunk hosszához hozzá kell számítanunk. '

1.8. Parafa és gumidugók, dugófúrás; gumi - és műanyagcsövek, üvegcsapok

A dugók méretét mindig úgy választjuk meg, hogy kétharmaduk az edénybenlegyen, egyharmaduk pedig kiálljon. Hogy a parafadugó szorosan illeszkedjék azedény nyakához, dugópuhítóval megpuhítjuk.Dugópubító hiányában a puhítandó dugót tegyük az asztal lapjára, és vastagabb deszkalappal felülről nyomva, hengergessük néhányszor ide-oda. Kétféle dugópuhító van forgalomban. A nyomó rendszerű dugópuhító fogóalakú. A fogó mindkét szárán rendszerint három különböző mélységű, félkör alakú, rovát

kolt bemélyedés van a különféle nagyságúdugók részére (1.8.1. ábra). Ezek közé tesszüka dugót, és a fogó felső szárát az alsóraszorítjuk. A nyomást megszüntetve a dugót kissé elforgatjuk, majd újból beszorítjuk. Ezt a dugó állandó forgatása közben többször megismételjük. A forgó rendszerű dugópubító félkörben meghajlított rovátkáit fémlemezből és karral

1.8.1. ábra. Nyomós dugópuhító



38 BEVEZETÉS A LABÓRATÓHIUMI MUNKÁBA

ellátott hengerből áll. Ezeket excentrikusán helyezik egymásba, és így az eszközkülönböző nagyságú dugók puhítására alkalmas. (1.8.2. ábra).

A gumidugók az edények légmentesebb bedugaszolását teszik lehetővé. Benzint, benzolt, kloroformot, acetont, szénkéneget és tömény savakat tartalmazóüveget nem szabad gumidugóval elzárni, mert ezek a gumit megtámadják.

1.8.2. ábra. Kerekes dugópuhító 1.8.3. ábra. Kézi dugófúró-sorozat

A készülékek összeszerelésekor gyakran át kell fúrnunk a dugót, hogy üvegcsövet, hőmérőt stb. helyezhessünk bele.

A kézi dugáfúró fémcső, melynek egyik végén fogantyú van, másik vége pedig

mozgatható teúgelyt felemeljük, és adeszkára a fúró alá helyezzük, majd

éles (1.8.3. ábra). A fúrósorozatbólkikeressük a dugóba illesztendőüvegcső átmérőjének megfelelő dugófúrót. A dugót bal kezünkbe vesszük, majd keskenyebb lapja felőlnyomással és forgatással átfúrjuk,vigyázva arra, hogy a fúró a dugólapjára merőlegesen'haladjon előre.Még jobb, ha a dugót deszkalapra

n

(nem asztalra és nem fémre!) állít juk és fúrás közben a fúrót függő-■ legesen tartjuk. A fúróban maradkivágott dugódarabot fémpálcával

kinyomjuk. Ha a furat túl szűknekbizonyul, gömbölyű reszelővei meg-nagyobbítjuk. Fúráskor kézben tartott parafadugó végét a fúró szakítja, a perem egyenlőtlen lesz. Eztelkerüljük, ha a fúrót a teljes ki-fúrás előtt (amikor a fúró végénkidudorodik a parafa) kihúzzuk, ésa fúrást a másik oldalról.fejezzük be.

A dugófúrógé'pben (1.8.4. ábra)a fúrót leszerelhető módon erősít jük a gép kerékkel forgatható tengelyére. A függőleges irányban el-

dugót szélesebb lapjával lefelé,, vékony. kerék forgatásával a'fúrót a dugóba mé-




nánk, tartsuk a végét egy ideig forró vízben, hogy puhává és rugalmassá váljék.Lehűlve a cső újra megmerevedik. Üvegcsövek összeillesztésére legjobb, legtisztább a cső két végére forrasztott csiszolat. A csiszolatokkal részletesen a II.könyvben (41.2.) foglalkozunk.

Vezeték elágaztatásához Y- és T-csövet (1.8.6. ábra) használunk. A cső végénlevő gyűrűzés (olíva) a gumicsövek ráhúzását könnyíti meg, azonkívül jobban zár,és a gumicső lecsúszását is megakadályozza. Két különböző méretű gumicsőösszekapcsolására olivázott végű üvegcsődarabot használunk (1.8.6. ábra).

Gumicsövek elzárására Hoffmann-ié\e vagy Mohr-féle szorítót alkalmazunk (1.8.7. ábra). Üveg- és gumicső-vezetékekbe a gáz- és folyadékáramlás

elzárására, illetve szabályozására üvegcsapokat iktatunk be. Az üvegcsap dugóból és tokból áll. Legegyszerűbb üvegcsapok: kétszárú egyenes összekötőüvegcsap egyfuratú dugóval, vagy háromszárú, két

ferdefuratú összekötő üvegcsap (1.8.8. ábra). A csapdugójának a végén, a dugó kiesésének meggátlásáranéha gumikarikával ellátott rovátka van. Ezeken kívül még igen sokféle többszárú, illetve többfuratú

1.8.8. ábra. Üvegcsapok

csapot készítenek. Természetesen csak olyan csappal lehet teljesen elzárni, vagyfinoman szabályozni a gáz- vagy folyadékáramlást, amelynek jó a csiszolata(a dugó nem „lötyög” a csapban). A dugó simábban forog és jobban zár, hacsapzsírral kenjük be. Kenéskor a régi csapzsírt töröljük le, és a tiszta és szárazdugót vékonyan kenjük be. Vigyázzunk arra, hogy a dugó furata el ne tömődjék.

A bekent dugót a tiszta és száraz csapba helyezve, többször forgassuk meg. A helyesen bezsírozott, jó csiszolatú csap teljesen átlátszó. Különleges célokra csapzBÍrhelyett más tömítő anyagot, pl. vazelint, cc. kénsavat, szilikoncsapzBÍrt stb. ishasználnak.

1.9. Tömeg- és súlymérés, mérlegek

A tömeg fogalma Newton II. törvényéből vezethető le. A tömeg a test mennyiségének a mértéke, egysége a gramm. Ez a Párizs melletti $éwes-ben őrzött, pla-tinairidiumból készült tömegetalon ezredrésze.

A súly a Föld által a testre gyakorolt vonzóerő, értéke a test tömegén kívüla nehézségi gyorsulástól, továbbá a közeg sűrűségétől függ. Erről meggyőződhetünk, ha ugyanannak a tömegnek a súlyát a Föld különböző helyein és különböző sűrűségű közegekben rugós mérleggel mérjük meg. A jrugós mérlegnélugyanis a rugó megnyúlása folytán fellépő rugalmas erővel tart egyensúlyt a testsúlya.

Kétkarú mérlegek használata esetén a nehézségi gyorsulás befolyása kiesik.Ha tehát ilyen mérleggel légüres térben mérnénk, a testek tömegét ismernénk meg.

A mérősúlyokba bevésett értékek ugyanis azok valódi tömegét jelentik. Levegőnvégzett mérésből a levegő felhajtóerejének tekintetbe vételével számíthatjuk ki

a tömeget1. Levegőn végzett méréssel a test súlyát kapjuk eredményül. A gyakorlatban 1 kg súlyúnak mondjuk azt a testet, amely azonos körülmények közöttugyanakkora nyomóerőt gyakorol az alzatra (pl. mérleg serpenyőjére), mint az 1 kg

1 A tömegmérés, valam int a későbbiekben vázlatosan érintett mérlegek részleteitilletően lásd Erdey-Grúz— Proszt: Fizikai kémiai praktikum VII. kiadás, 28. oldal.



TÖMEG- ÉS SÚLYMÉRÉS 41

tömegű mérősúly. A kétkarú mérleggel mért test súlyának számértéke annál jobb-ban tér el a tömegétől, minél nagyobb a test és a mérősúly sűrűsége közötti különbség.

A laboratóriumi gyakorlatban sokféle mérleget használunk. A lemérendőtest súlyától és a mérés kívánt pontosságától függ, hogy melyiket választjuk. Valamennyi tulajdonképpen kétkarú emelő.

Háztartási vagy üzleti mérleget használunk, ha csak néhány grammnyipontossággal kívánunk mérni.Ezek felső méréshatára 2— 10

kg-Táramérleget vagy labo

ratóriumi kézimérleget használunk, ha 0,01 g (1 cg) pontossággal akarunk mérni.

Az analitikai mérlegen 0,0001 g (0,1 mg) pontossággal mérhetünk. Ez a mérlegigen érzékeny, ezért üvegezettszekrényben tartjuk, hogy aportól, huzattól megvédj ük.Méréshatára 100—200 g.

Az igen érzékeny, 20 gméréshatárú mikroanalitikai

mérlegen a milligramm ezredrészét (1 fig) is megmérhetjük.Mindegyik mérlegfaji á-

hoz megfelelő pontosságú súly-sorozat tartozik. Az általánosés szervetlen kémiai gyakorlatokon leggyakrabban tára-és kézimérleget használunk,ezért részletesebbencsak ezekkel foglalkozunk.

A kémiai laboratóriumban használt táramérleg (1.9.1.ábra) két merev karja acélágyon nyugvó acélék körüllenghet. A serpenyők szinténacéléken nyugvó acélágyonfüggenek. Az élek kímélésére a tartóoszlopban arre-táló szerkezet van elhelyez

ve, mellyel a használaton kívüli mérleg karjait és serpenyőit alátámaszthat juk. Az arretáló szerkezetet a táramérleg a(lján elhelyezett fogantyú elfordítá-Bával hozzuk működésbe. Az egyensúlyi helyzet megállapítására szolgál a mérlegmutatója, mely kis skála előtt leng. A mérleg karjára bevésve találhatjuk a mérlegmegengedett legnagyobb megterhelését, amely táramérleg esetén 500 és 5000 gközött van. Érzékenysége, ha az ék jó állapotban van, nem rozsdás, kb. 1 cg.



42 BEVEZETÉS A. LABORATÓRIUMI MUNKÁBA

Ez azt jelenti, hogy az egyik serpenyőbe tett 1 cg-os súly észrevehetően megváltoztatja a mérleg egyensúlyi helyzetét.

A mérleget rázkódásmentes, szilárd alapra állítsuk fel, vízgőztől, savgőztől,huzattól, fűtőtesttől távol. Mérés előtt a függőón ellenőrzésével győződjünk meg

a mérleg helyes felállításáról. A mérleg három lába közül a csavarmenettel ellátottelülső kettő magassága csavarással változtatható. Amennyiben a mérleg nem állvízszintesen, a lábak elcsavarásával állítsuk be a mérleget vízszintes helyzetbe.Sima asztalon levő mérleg dezarretáláBkor elcsúszhat; ezt elkerülhetjük, ha lábaialá kis gumilapot helyezünk. Méréskor dezarretáljuk a mérleget (megszüntetjükaz arretálást), és megállapítjuk az egyensúlyi helyzetet. A mérleget haszükséges, kezünkkel légáramot hajtva lengésbe hozzuk, és megfigyeljüka mutatót. Ha az lengései közben a skála középvonalától jobbra és balraközelítőleg egyenlő és egyenletesen csökkenő lengéseket végez, illetőleg aközépvonalra áll be, akkor a mérleg egyensúlyi helyzete — úgy mond

juk — nullán van. Az egyensúlyi helyzet lengő állapotban pontosabban határozható meg, mint nyugalomban. Ha a mérleg mutatója egyensúlyi helyzetben nem a középső osztályrészre mutat, meg kell vizsgálnunk, nem ugrottak-e kiaz ékek ékágyukból, vagy nem tapadt-e a serpenyő alá szennyezés. Ha a mérlegmutatója ezután sem a skála középpontjánál állapodik meg, akkor a mérlogkaronlevő kis futósúly elforgatásával állítjuk nullára az egyensúlyi helyzetet.

Mérősúlyt, terhet a mérlegre csak arretált állapotban szabad felrakni, illetvelevenni. A terhet és a mérősúlyt lehetőleg a serpenyő közepére tegyük. A mérlegserpenyőjére közvetlenül semmiféle vegyszert ne tegyünk. Vegyszert bemérő

edénykében vagy óraüvegen, pohárban, porcelán tálon mérjünk. Csak ézobahő-mérsékletű edényt helyezzünk a mérlegre. így pl. szárítószekrényből kivett edénytelőbb exszikkátorban hagyjunk lehűlni. Illékony vagy maró gőzöket kibocsátóanyagokat csak légmentesen záró edényben mérjünk. Az edényt rendszerint amérleg bal serpenyőjére tesszük, majd a jobb serpenyőre addig rakunk nevezetlen súlyt (sörét, üveggyöngy, alumíniumdrót-darabka), míg a mérleg egyensúlyihelyzete vissza nem tér nullára, azaz kitátáljuk az edényt. Időt takarítunk meg, hamindig ugyanazon az óraüvegen vagy edényben mérünk, amelynek már egyszerelkészítettük a pontos táráját. Kis üvegcsőből készített lombikba addig rakunksörétet, drótot, míg súlya megegyezik az edény súlyával. Ha adott mennyiségű

anyag súlyát akarjuk megmérni, a kiegyensúlyozáshoz szükséges súlyokat rendszeres próbálgatással, a helyes érték fokozatos közbezárásával könnyen megtalálhatjuk. Mindig a nagyobb súlyok irányából haladjunk lefelé, mert így sokkalhamarabb kapjuk meg az eredményt, mint az ellenkező irányból. A súlyokat csipesszel fogjuk meg, nehogy ujjunkkal beszennyezzük.

A táramérleghez ún. tárasiilykészlet készül (1.9.2. ábra). A grammos súlyokacélból vagy sárgarézből készülnek, a törtsúlyok (1 g-nál kisebb súlyok) alumíniumból. A törtsúly kis lemez, sarka be van hajlítva, hogy a készlethez mellékeltcsipesszel könnyebben megfoghassuk. A 200 g-os tárasúlykészlet a következősúlyokat tartalmazhatja: 100, 50, 20, 10, 10, 5, 2, 1, 1, 1, 0,5, 0,2, 0,1, 0,1, 0,05,0,02, 0,01, 0,01 g. Ezekből a súlyokból 200 g-ig bármely súly összeállítható. A súlyokat ne tegyük le a laboratóriumi asztalra, azok vagy a mérlegen vagy a dobozban legyenek. A mérleget és a súlyokat, ha szükséges, alkoholos vattával tisztítjuk.

Készülnek légfékes táramérlegek is. Ezeken gyorsabb a mérés, mert nem kella lengéseket figyelni, megvárni, amíg a mutató lassan beáll az egyensúlyi hely-



44 BEVEZETÉS A LABORATÓRIUMI MUNK.A.BA

volt.

r m m)_JC

Jpo

J °

JlO

0

I§

____

_

§

10 10 1 §mJ ír1 1 5.ZO' 1 0*

1 5

Sr s1

\7

beöntésekor a mérőlombikot nyakának felső végén úgy tartjuk ujjaink között,hogyfüggőlegesen lógjon lefelé, és körkörös jeleszemünkkel egy magasságban legyen.Ilyenkor a jel egyenes vonalnak látszik. A lombikot akkor töltöttük fel pontosan,ha a folyadék görbe felületének, meniszkuszának vízszintes része a jellel éppen

egybeesik. • A pipetták (1.10.1. ábra) meghatározott folyádéktérfogatok lemérésére szolgálnak. Ezeket kifolyásra (K jelzés) kalibrálják. Ez azt jelenti, hogy pl. a 10 ml,20 C° jelzésű pipettából kiengedett folyadék pontosan 10 ml, ha a pipetta 20 C°-os

A pipettában levő folyadék térfogata ugyanis annyival nagyobb 10 ml-nél,amennyi a kifolyatás után az üvegbelső felületére tapadva marad. A pipetta megtöltésekor lassú szívóssal anyakán levő körkörös jel fölé szívjuka folyadékot, és a kissé nyirkos (nemvizes és nem is teljesen száraz) mutatóujjunkkal hirtelen befogjuk. Apipettát kívülről tiszta szűrőpapírralmegtöröljük, majd végét az edény falához érintve, a folyadékot a jeligleengedjük. Ilyenkor a pipettát amérőlombik megtöltéséhez hasonlóanfüggőlegesen tartjuk úgy, hogy jeleszemünkkel egy magasságban legyen.

Kiürítéskor a pipetta végét az edényfalához érintjük, és egyjelű pipettaeBetén mutatóujjunkat felemeljük,majd a teljes kifolyás után még kb.15 másodperc utánfolyási időt hagyunk. A pipetta végén maradt csep

pet nem fújjuk ki, hanem benne hagyjuk. Kétjelű vagy osztott pipetta kiürítésekor mutatóujjunkat csak kissé lazítjuk meg, és lassan engedjük le a folyadékot pontosan a megiélelő jelig. A kétjelű pipetta egyik előnye, hogy ha avége lecsorbul, javítás után tovább használható, mfcrfc kalibrált térfogata a két

jel közötti rész. A büretta (1.10.1. ábra) alul csappal elzárható, egyenletes kéresztmetszétű

beosztott cső. A bürettát kifolyásra kalibrálják. Használatkor az állványba függőlegesen befogott bürettát megtöltjük, ügyelve arra, hogy a csap furatában nemaradjon levegőbuborék. Majd leengedjük az oldatot nulláig, a csap végén maradtcseppet érintéssel eltávolítjuk, ób a kívánt térfogatú oldatot az edénybe engedjük. A büretta használatakor is kell időt hagynunk az utánfolyásra, vagy pedig lassan,cseppenként kell a folyadékot leengednünk.

A mérőhengert (1.10.1. ábra) közelítő pontosságú mérésekhez használjuk. Leggyakrabban kiöntésre kalibrálják.

A cseppek száma is nagyjából meghatározza a folyadék mennyiségét. Ez azonban csak közelítő mérési mód, mert a csepp mérete függ a folyadék anyagi minőségétől, valamint a cseppentő alakjától. Csepegtető kapillárist üvegcsőből magunkis készíthetünk (1.10.1. ábra). Ezt úgy használjuk, mint a pipettát. A cseppentőkhasználata kényelmesebb, ha végüket cseppentő-gumival zárjuk el. A gumisapkát

1.10.1. ábra. Térfogatmérő edények: mérőhenger,mérőlombik, egyjelű pipetta, kétjelű pipetta;

osztott pipetta, cseppentő, büretta



TÉRFOGATMÉRÉS 45

összenyomva, a levegő egy része kiszorul. Ha most a cseppentő végét a folyadékbaállítjuk, és a gumisapkát elengedjük, a folyadék a cseppentőbe nyomul. A cseppentőben levő folyadékot a gumisapka fokozatos összenyomásával cseppent

jük ki. A térfogatmérő eszközökkel csak akkor mérhetünk pontosan, ha azok tiszták.

A tiszta üvegfeltiletet a víz egyenletesen nedvesíti. Mérhetetlen kis mennyiségűzsír hatására a víz már egyenlőtlenül nedvesít, a falon folyadékcseppek maradnak.Zsíros térfogatmérő eszközök tisztítását illetően lásd a 4.4.-et.

Nem szabad a térfogatmérő üvegeszközöket erősebben felmelegíteni, mertlehűlve csak nagyon soká nyerik vissza eredeti térfogatukat.

Ha nagyon pontosan kívánunk mérni, magunk is

kalibráljuk a térfogatmérőeszközöket, vagyis pontosanmegmérjük pl. a mérőlombikba férő vagy a pipettábólkifolyatható folyadék tényleges térfogatát.

Kisebb mennyiségű gáz térfogatát laboratóriumban gyakran úgy mérjük, hogy a gázt folyadék feletta folyadékkal telt, felül zárt, égyen-letes keresztmetszetű osztályzattalellátott eudiométercsóben fogjuk fel(1.10.2. ábra). A gáz térfogatát afolyadék meniszkuszának a leolva

sásával határozzuk meg. Záró közeg gyanánt olyan folyadékot választunk, amely a gázt nem oldja. A gáz normál térfogatának kiszámításához a gáz hőmérsékletét ésnyomását is ismernünk kell. A hőmérsékletet — ha a termikus egyensúly állapota áll fenn — az eudio-métercső külső falához illesztett hő

mérőn olvashatjuk le. A nyomást afolyadékszint-különbségből és a zárófolyadék sűrűségéből számítjuk ki, a barométeren leolvasott légnyomás figyelembevételével. Tekintettel kell lennünk arra is, hogy a felfogott gáz a zárófolyadék gőzével telítődött, mialatt azon át buborékolt. A száraz gáz nyomását úgykapjuk meg, hogy a felfogott gáz nyomásából kivonjuk a zárófolyadék tenzióját.

Az 1.10.3. ábrán feltüntetett eudiométercső (gázbüretta) nívóedénnyel vanösszeköttetésben. Itt a közlekedő edény segítségével hozzuk egy magasságra a kétfolyadékszintet, amikor is a bezárt gáz nyomása megegyezik a barométerállással. A mérendő gázt felülről vezetjük be, ezért az ilyen eudiométercsövet felül gyakran

csappal látják el. A zárófolyadék eltolódása adja meg a bevezetett gáz térfogatát.Igen előnyös zárófolyadék a higany, mert gőznyomása szobahőmérsékleten elenyészően kicsi, és a gázokat alig oldja, hátránya azonban, hogy drága.

A .gázpipettákkal, valamint az áramló gázok térfogatmérésére használt gázórákkal, rotaméterekkel és reométerekkel itt nem foglalkozunk.

1.10.2. ábra.

Eudiométercső




1.11. Sűrűségmérés

A sűrűség (abszolút sűrűség) a. térfogategységben foglalt anyag tömege, a faj súly a térfogategységben foglalt anyag súlya:

sűrűség = --tömegtérfogat

fajsúly = súlytérfogat

3

' —

—

~r!

■ T -15c*

t

A sűrűség függ a hőmérséklettől, ezért a sűrűség értékéhez a hozzátartozó hőmérsékletet is meg kell adnunk. A viszonylagos vagy relatív sűrűség azt fejezi ki, hogy

valamely test abszolút sűrűsége egy másik, alapul választott testabszolút sűrűségének hányszorosa. A relatív sűrűség dimenzió nélküli szám.

Szilárd test sűrűségét leggyakrabban úgy határozzuk meg,

hogy megmérjük a test súlyát, ebből kiszámítjuk a tömegét, és megmérjük a test térfogatát. A két érték hányadosa a szilárd testsűrűsége.

Laboratóriumban leggyakrabban folyadékok sűrűségét mérjük.SzámoB oldat sűrűségéből ugyanis megfelelő táblázat felhasználásával az oldat koncentrációját ismerhetjük meg. Folyadékok sűrűségének a meghatározására több módszer ismeretes. Ezek közüllegpontosabb á piknométeres módszer, amelynek lényege az, hogypontosan ismert hőmérsékletű és térrogatú folyadék tömegét ha

tározzuk meg. Folyadékok sűrűségét kényelmesen és gyorsan areométerrel mérhetjük meg, melynek működése Archimedes elvén alapszik. Az areométer alul kiszélesedő és megterhelt gömbben végződő vékony üvegcső (1.11.1. ábra). Az alsó megterhelés biztosítjaaz areométer függőleges helyzetét a folyadékban, melyben az areométer addig süllyed, míg az általa kiszorított folyadék súlyaegyenlővé nem válik az egész areométer súlyával. A merülés

mértéke tehát függ a folyadék sűrűségétől. Az areométert ismert sűrűségű folyadékokkal kalibrálják. Vékony csövén levő skála úgy készül, hogy az eszközt ismert sűrűségű folyadékokba mártják, és a merülési fokokat oly számok

kal látják el, mint amilyen sűrűségűek voltak a használt folyadékok az illetőhőfokon. A közbülső távolságokat arányosan kisebb részekre osztják be. Askála alsó részén vannak a nagyobb fajsúlyértékek. Az areométer annál érzékenyebb, minél kisebb az osztályzattal ellátott cső keresztmetszete, és annál tá-gabb sűrűséghatárok között használható, minél hosszabb a cső. Ezért, hogy nekelljen túlságosan hosszú areométerrel dolgozni, sorozatot készítenek, melyekminden tagja más-más BŰrűségintervallumban használható.

Méréskor a vizsgált folyadékot tiszta, száraz mérőhengerbe öntjük. A folyadéklegyeh ugyanolyan hőmérsékletű, mint amilyen hőfokon az areométert kalibrálták

(hogy az areométer térfogata azonos legyen). E hőfokot mindemareométeron feltüntetik. Az areométert óvatosan a folyadékba helyezzük úgy, hogy az benne szabadon lebegjen. Esetleg megpörgetjük, hogy ne tapadjon a mérőhenger falához. Azareométer megállapodása után leolvassuk, hogy a skála melyik beosztása van afolyadék meniszkuszának egyenes részével egy magasságban. Az előbbiek értelmében a beosztás közvetlenül a folyadék sűrűségét adja meg. Ügyeljünk arra,

1.11.1. ábra. Areométer




1.12.2. táblázat

Izzó testek hőmérséklete

A z iz zó te st szín e H ő m é rs ék le t C°

Sötétvörös....... 625—700 Vörös............... 750—1000•Sárga 1100—1200Fehér 1300

O)

ha a forrasztás helye és a két drót vége között hőm érsók] etkülönbség van. A feszültségkülönbség a hőmérsékletkülönbség függvénye. Még magasabb hőmérsékletek

mérésére használják az optikai pirométereket.Működésük az izzó testek optikai, sugárzásitulajdonságainak a mérésén alapszik. Még sokmás tulajdonságot is felhasználtak hőmérsék-letmérésre (termokolor festékek, Seger-gúlastb.) Ezekkel részletesebben a II. köt. 45. fe jezetében foglalkozunk.

Az izzó' testek színéről szabad szemmel iskövetkeztethetünk azok hőmérsékletére (1.12.2.táblázat). A becslés hibája néhány 100 fokot iskitehet. Hibát okoz az, hogy az észlelt szín

függ a külső megvilágítástól. A gyengén megvilágított helyiségben jól látható

vörös izzást erős megvilágítás mellett nem vesszük észre. Bizonytalanná teszi abecslést az is, hogy az izzó test által kisugárzott fény intenzitása és színe nemcsak a test hőmérsékletétől, hanem anyagi minőségétől és felületének állapotátólis függ. Adctt hőmérsékleten az ún. abszolút fekete test emissziója a legnagyobb.

'A folyadéhhőmérő folyadéktartályból áll, mely általában légüres, egyenletes keresztmetszetű kapillárisban végződik. A folyadék térfogatát és ezáltal hőmérsékletét afolyadékfonál végpontjának a kapillárisban elfoglalt helyzete mutatja. A leggyakrabban használt töltőfolyadék ahigany. A higany nem nedvesíti az üveget, a másik előnye,hogy fajhője kicsi. A hőmérsékletmérésnél ugyanis (az optikai módszerek kivételével) érintkezésbe hozzuk a hőmérőt a mérendő hőmérsékletű testtel, és megvárjuk, hogyközös hőmérsékletet vegyenek fel. Ezért előnyös a kis hőkapacitású hőmérő. A higany —39 C°-tól (fagyáspontjától) 357 C°-ig (forráspontjáig) használható. Alacsonyabbhőmérséklet mérésére használatos hőmérőkkel részletesen aII. könyvben foglalkozunk. Magasabb hőmérséklet (750C°-ig) mérésére készült higanyhőmérőben a higany feletti

teret semleges védőgázzal töltik meg, ennek nyomása ahigany forráshőmérsékletét emeli. Ilyen hőmérő magasolvadáspontú és a túlnyomásnak ellenálló üvegből vagykvarcból készül.

A folyadékhőmérőket kétféle alakban készítik. A bot-hőmérő (1.12.1. ábra, a) vastagfalú kapilláris, amelynekkülső falára maratták be a skálát. Ennek hátránya az, hogya maratásban levő festék (korom és lenolaj) könnyen lekopik. A maratásba készítéskor beleégetett üvegzománc

festék tartós. Másik fajtája a lemezes skálájú hőmérő(1.12.1. ábra, b), vékony falú kapilláris, mely tej üveg lemezre nyomtatott skálával együtt vékony falú üvegcsőbe(van forrasztva. Utóbbi hátránya, hogy ha a skálát rögzítő forrasztás eltörikami előfordul), a skála és a kapilláris viszonylagos helyzete megváltozhat.

Általában 1, 1/10, 1/50, 1/100 fokokra osztott hőmérők készülnek. Ha kis

\ /

1.12.1. ábra. Hőmérők




Gázzal folyadékot úgy telítünk, hogy átbuborékoltatjuk rajta a gázt. Afolya-dékot célszerű hűteni, mert a gáz oldhatósága a hőmérséklet csökkenésével nő.

A gázt minél apróbb buborékokra oszlatjuk szét, hogy nagyobb legyen az érintkezőfelülete. A gáz parciális nyomásának a növelésével is elősegíthetjük az oldódást.Ha a folyadékból kibnborékoló gázt kis nyíláson vezetjük el, akkor idővel a gázkiűzi a folyadék feletti levegőt, ezáltal a gáz parciális nyomása nagyobb lesz.

1.13.4. ábra. Laboratóriumi mozsarak

fel

Aprítás. Nagyobb szilárd darabok aprítására nagy vasmozsarat használunktörővei, (1.13.3. ábra), vagy a papírba, esetleg ruhába burkolt darabot kalapáccsaltörjük össze. Az apró darabokat kisebb mozsarakban porítjuk el. Legáltalánosabban használt a porcelán mozsár vagy dörzstál (1.13.4. ábra a). Vastag fala kívül

zománcozott, belül legtöbbször nyers. A dörzsölő (törő) domborulata a mozsárdomborulatánál nagyobb. Egyszerre sok anyagot ne tegyünk a mozsárba. A dörzsölő segítségével forgató mozdulattal nyomjuk szét a nagyobb darabokat, majdállandó nyomással körben mozgatva morzsoljuk tovább az anyagot. Keményanyagok, pl. kvarc porításakor a porcelánmozBár felülete porlódik, és beszennyezi

az anyagot. Az achát mozsár - (1.13.4. ábra, b) keményebb,ezért kevésbé kopik, és a porított anyag tisztább marad. Leg-

- g — keményebb a vídiából (volfrám-karbid—kobalt ötvözet) készült mozsár. A gyémánt mozsár (1.13.4. ábra, c) igen b z í v ó b ,

ún. gyémántacélból készül. A belehelyezett anyag apróra

törik, amikor fakalapáccsal a törőre ráütünk. Nagyon finomaprítást úgy végzünk, hogy a mozsárban elporított anyagotmegszitáljuk, és a szitán maradt nagyobb részecskéket mozsárban tovább porítjuk. Különböző nyílásméretű sziták készülnek. A szita lyukasztott lemez vagy finomszálú háló.

Anyaga leggyakrabban sárgaréz, textilszövet vagy műanyag.Porításhoz golyósmalmot (1.13.5. ábra) is használhatunk. Alaboratóriumi golyósmalom rendszerint porcelánból készül. A kézzel vagy villanymotorral forgásba hozott dob a benne

levő porcelán golyókat bizonyos magasságig fel viszi, majd a1.13.5. ábra. dob továbbforgatásakor a golyók visszaesnek. A golyók aGolyósmalom közéjük került anyagot szétdörzsölik, leeséskor pedig össze

törik. A* golyósmalomhoz a szállító gyár használati utasítástmellékel, mély megadja, hogy mennyi porítandó anyagot, valamint mennyi ésmilyen méretű golyót tehetünk bele.



DEKANTÁLÁS, c e n t r ip u g á l á s 51

Keverés. Különböző szilárd anyagok már a.mozsárban vagy a golyósmalomban

való porításkor és a szitáláskor is összekeverednek. Már elporított anyagot kanállal

keverhetünk össze. Hatásosabb a keverés, ha papír

lapra terítjük szét az anyagot, és a papírlapot haj

togatjuk, vagy pedig porüveget az anyaggal félig

megtöltünk, majd rázogatjuk, forgatjuk. Folyadékkeverésére különböző alakú üveg- vagy fémTceverőt

használunk (1.13.6. ábra). A keverőt kézzel móz-

gatjuk, vagy megfelelő hajtószerkezet segítségévelmotorral forgatjuk. Igen hatásos a vibrációs ke

verő, melynél a keverő függőleges irányban rezeg.

A folyadékba fúvatott géz (levegő, nitrogén) is ke

ver.. Motorhajtással működő rázógéppel is keverhetünk. A gépbe tartókkal erősítjük be a jól lezárt,

kb. feléig, háromnegyedéig megtöltött üveget. A

rázás rendszerint ide-oda mozgást hoz létre, de ké

szül olyan rázógép is, amely egyszerre forgó és rázó

mozgatást is végez, s ezáltal gyorsabban kever. A mágneses keverő üvegbe for

rasztott vasdarab, melyet az edényen kívül forgó mágnes hoz mozgásba.

1.14. Dekantálás, centrifugálás, szűrés

Folyadékban levő szilárd részeket dekantálással, centrifugélással vagyszűréssel különíthetünk el.

Könnyen ülepedő szilárd részek elválasztására alkalmas a dekantálás. Dekan-táláskor a leülepedett csapadékról a folyadékot óvatosan leöntjük, majd tiszta

mosófolyadékkar felkeverj ük, ülepedni hagyjuk, ismét

leöntjük, és ezt a műveletet többször megismételjük.

Az edény alján a tiszta csapadék kevés tiszta mosófo

lyadékkal marad vissza. v

Kevés vagy nehezen szűrhető csapadék elkülöníté

sére centrifugáidat alkalmazhatunk.1 A kis laboratóriumi

centrifuga tengelyre erősített két vagy több, de pároB

számú fémtokból áll (1.14.1. ábra). A fémtokba helyezzük az üvegből készült centrifugacsövet, amely az

elválasztandó csapadékos folyadékot tartalmazza. A

többi csövet, vagy legalább az átellenes csövet vízzeltöltjük meg úgy, hogy a csövek súlya lehetőleg azonos

legyen. Erről különösen nagyobb fordulatszámú oént-

rifuga esetén célszerű mérlegeléssel meggyőződni. Leg

többször egyszerű, külön e célra készült, két •centri

fugacső befogadására szolgáló kis mérleget használnak.

Ha a gondos súlykiegyenlítést elmulasztjuk, a centrifuga rezgésbe jöhet, és tengelye gyorsan tönkremegy.

A centrifuga tengelyét villanymotorral vagy kézzel

hozzuk forgásba. Hyenkor a csövek vízszintes helyzetbe

1 Lásd n . kötet 48.1.2.

1.13.6. ábra. Kévetők

4* — 24




lendülnek, és a csapadék a cső aljára tapad. A csapadék mosását ugyanúgy végezzük el, mint a dekantáláskor. Ilyenkor tehát a centrifugáidé csupán a leülepedést sietteti.

A szűrést leggyakrabban szűrőpapíron végezzük. A szűrőpapír enyvezetten,

majdnem tiszta cellulózból álló papír. A szűrőpapírokat többféle szempontbólcsoportosíthatjuk. Felhasználás szerint lehetnek kvalitatívok és kvantitatívok. A kvantitatív szűrőpapírt ásványi anyagoktól sósavval éB hidrogén-fluoriddalmegtisztítják, ezért mérhető hamu visszahagyása nélkül ég el, ún. hamumentesszűrőpapír. Lehet a szűrőpapír vegyileg vagy mechanikailag keményített. A keményített szűrőpapírok nem szálasodnak, és így nem szennyezik a csapadékot,továbbá erős savaknak és lúgoknak jobban ellenállnak. A szűrőpapírokat főleg

pórusméret szerint csoportosítják: minél kisebbpórusúak, annál finomabb csapadékot tudnakvisszatartani, a szűrés sebessége viszont annál ki

sebb. Ezért csak akkor válasszunk finom pórusúszűrőpapírt, ha arra valóban szükség van. A szűrés sebességét a Bzűrendő folyadék felmelegítésével

1.14.2. ábra. Sima szűrő készítése is növelhetjük, mert a hőmérséklet emelkedésévela folyadékok belső súrlódása általában csökken.

?Kvalitatív célra legtöbbször recés szűrőpapírt használunk, melyet ívekben vagytekercsekben hoznak forgalomba (jelenleg, importcikk). Csaknem minden szűréshez megfelelő, és általában gyorsan szűr. A kreppett,szűrőpapírt (a Szolnoki Papírgyár is készíti) főként ólajfólék szűréséhez használják, igen gyorsan szűr. Finomabb

szemcséjű anyagok szűréséhez ún. éima szűrőpapírokat használunk. Jelenleg ezeket is külföldről hozzuk be. A Papírellátó Vállalat főleg a következő három céggyártmányait hozza forgalomba: JSchleicher—Schütt, „Delta” és Macherey— Nagel. Vékony, gyorsan szűrő sima papír például a Macherey—Nagel gyártmányú, 615-összámú; pórusainak mérete 4,0—4,5 mikron. Különlegesen vastag, hagy igénybevételt bíró, de mégiB gyorsan szűrő papír például a Macherey—Va^eí-gyártmányú618-as számú; pórusainak mérete 5,3—5,7 fi (mikron). A kvalitatív szűrőpapírokközött a legsűrűbb, ezért igen lassan szűrő papír például a Macherey— Nagel- gyártmányú, 619 eh jelű ; pórusainak mérete 1,0— 1,3 fi,. Különleges célokra még•sok másfelé szűrőpapírt is készítenek. Kvalitatív célokra természetesen a drágább,

de a laboratóriumokban általában nagyobb választékban található hamumentesszűrőpapírok is felhasználhatók.1

Szűréskor üvegtölcsérbe szűrőpapírból készült szűrőt helyezünk. Sima szűrőt akkor használunk, ha a csapadékra (a szűrőn visszamaradó szilárd anyag) vanszükségünk, mert a csapadékot a kisebb felületről könnyebben szedhetjük le.Redős szűrőt olyankor alkalmazunk, ha a szűrőn átmenő folyadékra (szűrlet,szüredék) Van szükségünk, mert a folyadék a nagyobb felületen át gyorsabbanszűrődik. Sima szűrő készítésekor négyzet alakú szűrőpapírt négyrét hajtunk,és körcikk alakúra vágjuk. A négyrét hajtott papír egyik lapját különveBBzük, és

tölcsért képezve, az üvegtölcsérbe helyezzük. Előfordul, hogy a tölcsér nyílás-szöge nem pontosan 60°, ezért a sima szűrő nem simul teljesen a tölcsér falához.Ilyenkor a papírszűrőt kivesszük, és úgy hajtjuk be (1.14.2. ábra), hogy az egyikoldalról kihajtva 60°-nál nagyobb, a másik oldalról ()0°-nál kisebb legyen a'nyílás-

1 A kva ntitatív szűrőpapírokról részletesebben lásd Erdey László: A kémiai analízissúlyszerinbi módszerei I. kö tet . Akadém iai K iad ó, 1960.



SZŰRÉS 55

ujjunkkal a szívótölcsérhqz nyomjuk, csak ezután öntjük rá a szűrendő folyadékot. A vízlégszivattyú használatakor a vízcsapot teljesen nyissuk ki, különben előfordulhat, hogy a víz a szívópalackba visszacsap. A szűrés befejezésekor a csatlakozást a gumicsőnél bontsuk meg, és csak azután zárjuk el a vízcsapot, különben a

nyomásváltozás miatt a víz visszaáramlik aszívópalackba. Visszaszívás következik be akkor is,

ha a víznyomás pl. a vízlégszivattyú eldugulása miatt csökken. A visszaszívásnakés a vákuum-gumicső állandó le- és felhúzo-gatásának az elkerülésére a vízlégszivattyúés a szívópalack közé H előtétpalackot (biztosító palackot) iktatunk. Az előtétpalackot (Wovlf -féle palackot, szlvópalackot)

lássukel levegőbe nyíló csappal. Visszaszívás- 1.14.6. ábra. Visszacsapó szelepekkor vagy a szűrés befejezésekor a csapot kinyitjuk, majd a vizet elzárjuk. Az előtétpalacknak a vízlégszivattyúhoz kapcsolt csöve a palack fenekéig érjen, hogy az esetleg visszaszívott víz azon visszafolyhasson. A visszaszívás ellen visszacsapó szeleppel (1.14.6. ábra) is védekezhetünk. A vízlégszivattyú és az edény közötti vezetékbeiktatott szelepben mozgó A test zárja el a'visszacsapó víz útját. Ha a Büchner-tölcséren levő csapadékot ki akarjuk mosni, nem szabad az anyalúgot erŐBen leszívatnunk, mert a csapadék megrepedezik. Amint leszívódott az oldat a csapadék felü

letéről, a csapot kinyitjuk, és felöntjük a mosófolyadékot. Csak akkor,szívatjuk le azoldatot az utolsó cseppig, amikor már befejeztük a mosást. Preparatív munkánála Büchner-tölcséren levő apíókristályos vastag csapadékrétegből az*anyalúgotüvegdugó lapos tetejével való nyomkodással szokták kipréselni. Ez megakadályozza

v a repedések keletkezését, ésígy tökéletesebben távolíthatóel a folyadék. Büchner-tölcséren levő jól leszívatott csapadék levételekor a tölcsértmegfordítva pl, óraüvegre he

lyezzük, majd kezünkkel csövet formálva belefújunk atölcsér szárába (anélkül, hogyaz szájunkhoz érjen). A csapadék a szűrőpapírral az óra-üvegre esik. Itassuk le szárazszűrőpapírral a nedves papírt,mely ezután könnyen leemelhető lesz.

A Wüt-\emGz rendszerint1.14.7. ábra. Szűrés Witt- 1.14.8. ábra. Fordított szűrés porcelánból kéBZÜlt perforált

lemezen körlap. Üvegtölcsérbe helyezve úgy használható, mint a

Büchner-tölcsér. Witt-\emez használata esetén a szűrőpapírnak nagyobbnak kelllennie a lemez átmérőjénél (1.14.7. ábra). Különleges célokra még sok másfajta




szűrőt is alkalmaznak. Szűrőpapír helyett vatta, azbeszt, üveggyapot, üvegszűrő1,porcelánszűrő stb. használatos. Szívatás helyett nyomással is gyorsíthatjuk aszűrést. Fordított szűréskor a szűrőréteget üvegcső vagy üvegkehely végén helyezzük el, és az oldatot a csapadékról ezen át szívatjuk le (1.14.8. ábra).

Egészen kevés csapadékot gyorsan szívókémcső alkalmazásával szűrhetünk.Kis üvegtölcsérbe sima papírszűrőt helyezünk, majd a tölcsért jól záró gumigyűrű segítségével oldalcsővel ellátott, ún. szívókémcsőbe (1.14.9. ábra) illesztjük.

A szívatáshoz gumi körtefecskendőt használunk. A gu-

oldalcsövébe nyomjuk, majd a nyomást megszüntet jük. A gumipumpa a folyadékot a szűrőn átszívja. A szívás megszűntekor a pumpát kivesszük, ügyelve arra,hogy kgzben meg ne nyomjuk. Munka után a körte-

gumiköriefecskendS fecskendőt vízzel mossuk ki, különösen, ha illékony

anyagokat (sósav, ammónia) tartalmazó oldattal dolgoztunk. Ellenkező esetben a következő használatkor az

Kevés folyadékot (2—3 ml) szilárd szennyezésétőlúgy szabadíthatjuk gyorsan meg, hogy présszűrőn átszűrjük. A présszűrő (1.14.10. ábra) összeszűkülő végébe kis vattacsomót juttatunk, és fémspatulával vagyvékony üvegbottal megtömködjük. A szűrendő folyadékot az előkészített présBzűrőbe öntjük. Ha az oldat

lassan szűrődik, a körtefecskendővel átpréseljük, ügyelve arra, hogy közben a fecBkendőgumi vége az oldatba ne érjen. A préselés megszűntekor a pumpát kezünkkel összeszorítva tartjuk, és csak akkor engedjükel, amikor kiemeltük a présszűrőből. Ellenkező esetbena gumifecskendő a csapadékos vattát felszippantja.

1.15. Oldott anyagok kristályosítása

Számos vegyület előállítása és tisztítása kristá

lyosítással hajtható végre. Kristályosításkor az oldott

gu m icső - töm ítés mifecskendőt Összenyomjuk, gumicsövét a szívókémcső

U U t m « J J l i v i l A v Z i U U O v v1U C 11 Oi i ^ U v e t

1.14.9., ábra. Szívókémcső elnyelt gőzök zavart okozhatnak.

1.14.10. ábra. Présszűrő állapotban levő anyag szilárdan (kristályosán) válik ki.

Kristálykiválást érhetünk el a forrón telített oldat lehűtésével. E módszertolyankor alkalmazzuk, amikor az anyag oldhatósága a hőmérséklet csökkenésévelnagymértékben csökken. Izoterm bepárlást alkalmazunk olyan anyagok kristályosítására, amelyeknek oldhatóságát a hőmérséklet változtatása nem vagy aligbefolyásolja. Izoterm bepárlást végezhetünk pl. vízfürdőn, vagy zárt térben vízelvonószer alkalmazásával. Az oldószer mennyiségének csökkenésével párhuzamosan kristályosodik ki az oldott anyag. Kristálykiválást idézhetünk elő azzal is,hogy megnöveljük az oldatban a kristály egyik alkatrészének koncentrációját,így pl. ha telített konyhasóoldatba (NaCl) sósavgázt (HC1) vezetünk, a konyhasókiválik, mert megnöveltük a kloridion koncentrációját. Kristálykiválás következik be akkor is, ha az oldathoz az oldószerrel jól elegyedő olyan más oldószert

1Lásd H. kötet 49.2.1.3. táblázat.



58 BEVEZETÉS A LABORATÓRIUMI MUNKÁBA .

és a kémiai kötéssel kötött víz (pl. Ca(OH)2 = Ca0-1-H20) eltávolítása már nehezebb. A szárítást végezhetjük levegőn szobahőmérsékleten, levegőn hevítéssel észárt térben, vízelvonószer segítségével. Gyakran vákuumot is alkalmazunk.

A szárítandó anyag tulajdonságaitól és a szárítás kívánt mértékétől függ, hogy

melyik módszert alkalmazzuk.1Levegőn szobahőmérsékleten olyan anyagokat szárítunk, melyek hevítés,illetve vízelvonószer hatására a kívántnál többvizet veszítenek, vagy bomlanak. Ilyenek akristályvíztartalmú vegyületek. Egy kristály -hidrát csak olyan térben stabilis, melyben avízgőz parciális nyomása a kristály anyagiminősége és a hőmérséklet által megszabotthatárok között mozog. Ha a kristályhidrátnakmegfelelő vízgőznyomás kisebb, mint a körü

lötte levő tér parciális vízgőznyomása, a kristály esetleg vizet szív, szétfolyik. A levegőnszétfolyó (higroszkópos) anyagok nedvszívó tulajdonságát szárításra használjuk fel. Ha akristályhidrátnak megfelelő vízgőznyomás nagyobb, mint a körülötte levő tér parciális vízgőznyomása, a kristály vizet veszít, elmállik.

A levegőn elmálló kristály csak légmentesenzáró üvegben tartható el. Ilyen pl. a króm-

timsó, melynek felületéről szűrés után leitatjukaz anyalúgot, és azonnal jól záró üvegbe tesz-szük. Ha ezt elmulasztjuk, a kristály lila porráhullik szét. Levegőn kényelmesen olyan kristályhidrát szárítható, melynek telített oldatafölött a vízgőznyomás nagyobb a levegő par-

1.16.1. ábra. Elektromos szárítószekrény ciális vízgőznyomásánál, de azért kristályvizétmég nem veszíti el. Ilyen pl. a kristályos

réz(H)-szulfát. Szárításkor a kristályokat szűrőpapírra, óraüvegre, agyagtálraterítjük szét, és szűrőpapírral befedjük, hogy a szállóportól megvédj ük. A zár

ványokban levő víz eltávolításához a kristályokat porrá kell tömi. A hevítés sietteti a száradást. Szobahőmérsékletű levegőn állandó kristály

hidrátok melegítéskor elveszítik kristályvizüket (víztenziójuk nő). Hevítésselkristályvíz nélkül kristályosodó anyagokat szárítunk. Ügyelni kell azonban arra,hogy ne érjük el azt a hőmérsékletet, amelyen már megindul az anyag bomlása.

Az ólom(H)-nitrát pl. kristályvizet nem tartalmaz, de 380 C°-on ólom(H)-oxidra,nitrogén-dioxidra és oxigénre kezd bomlani.

Legtöbbször szárítószekrényben szárítunk. A kereskedelemben sokféle szárító-szekrény van forgalomban. Van gázfűtésű, vízfűtésű, magasabban forró folyadék

gőzével fűthető és elektromos árammal fűtött szárítószekrény (1.61.1. ábra).Utóbbi a legelterjedtebb, a hőfok ennél a hozzátartozó hőszabályozó segítségévelpontosan beállítható. Használnak még vákuum-szárítószekrényeket is. A szárító-szekrénybe az anyagot porcelán tálon helyezzük be, és sohasem tesszük közvetlenül

1Lásd még II. kötet 49.3.




%eltávolítjuk, és a fel nem használt részt légmentesen záró üvegben tartjuk el.

A szilikagél a hozzákevert kobalt(II)-kloridtól kék színű. A vízfelvételtől a ko-balt(II)-klorid lassan rózsaszínű lesz, ilyenkor a szilikagél már nem szárít. Ha akimerült szilikagélt egy ideig 100—200 C°-on tartjuk, újra megkékül. Ekkor mégmelegen visszatesszük az exszikkátorba.

1.17. Desztillálás1

Desztilláláskor a folyadékot elgőzölögtetjük, majd a gőzöket a berendezésmás helyén újra cseppfolyósítjuk. Desztillálással valamely illékony folyadékotnemillékony szennyezéseitől elkülöníthetünk, vagy különböző forráspontú anyagokat szétválaszthatunk.

Számos esetben, különösen ha a folyadékréteg magas vagy az oldat lúgos,a forráshőmórsékleten nem indul meg a gőzbuborékok képződése, a folyadék

tovább melegszik. Amikor végül mégis megkezdődik a buborékképződés (késleltetett forrás), hirtelen sok,rohamosan növekvő buborék keletkezik. Eközben afolyadék forráshőmérsékletére hűl le. A buborékoklökésszerűen törnek fel, afolyadék felfreccsen, a lombik megrázkóflik, sőt a hirtelen megnövekedett nyomásfolytán el is törhet (lökdösőforrás). Ennek az a magyarázata, hogy az apró gŐz-buborékok keletkezéséheztöbb energiára van szükség,mint amennyivel a forráspontra felhevített folyadékrendelkezik.

Ha azonban a folyadék apró levegőbuborékokat tartalmaz, akkor azoknak

gőzzel való telítődése és továbbnövekedése már simán megy' végbe. A folyadékáltalában annyira hévül túl, hogy tenziója elérje a külső légnyomás és a buborékfelett levő folyadékoszlop nyomásának összegét. A késleltetett forrás főkéntakkor lép fel, amikor a folyadékból már eltávozott a buborékképződést elősegítőoldott levegő és egyéb gáz. A lökdöső forrás elkerülésére ún. forráskönnyítőket,mint: horzsakövet, mázatlan cserepet, üveggyöngyöt, platina tetraédert, vagy afolyadékból kiálló, leömlesztett vagy nyitott felső végű, vékony tivegkapilláristhasználnak. Ezekből melegítés hatására apró levegőbuborékok távoznak, melyekelindítják a forrást. A forráskönnyítőt mindig a hideg, sohasem a túlhevítettfolyadékba helyezzük.

A legegyszerűbb desztilláló berendezést az 1.17.1. ábrán láthatjuk. A frakcionálólombikot dió és lombikfogó segítségével állványba fogjuk, úgy, hogy a lombiknyaka függőleges legyen; oldalcsöve ilyenkor az asztal lapjával kb. 30°-os szöget

1 Lásd még II. kötet 48.2.2.



DESZTILLÁLÁS 61

zár be. A Liebig-hűtőt hűtőfogóval másik állványra erősítjük fel, beállítjuk amegfelelő hajlásszöget és magasságot, majd az állvány megdöntésével ráhúzzuk ahűtőt a frakcionáló lombik oldalcsövén levő egyfuratú dugóra úgy, hogy a lombikcsöve a hűtő kiszélesedő csövének 2/3 részéig érjen be. A hűtőköpeny alsó csövén

levő gumicsövet — melyet még a készülék összeállítása előtt húztunk rá — a vízcsappal kötjük össze, a felsőt a lefolyóba vezetjük, és óvatosan megindítjuk avizet.

Ne nyissuk ki teljesen a vízcsapot, mert a nagy víznyomás ledobhatja ahűtőről a gumicsövet. A hűtővizet alulról vezetjük be, ezzel egyrészt az ellenáramelvét valósítjuk meg (a felmelegedett hűtővíz a forró gőzt, a hideg hűtővíz alangyos desztillátumot hűti), másrészt — és ez a fő ok — csak így tudjuk kiszorítani a hűtőből a levegőt. Ha felülről vezetnők be a vizet, a levegő nagy részebennmaradna, mert a víz végigfolyna a hűtő alján anélkül, hogy a belső csövetteljesen körülöblítené. A frakcionáló lombikot 2/3 részéig a desztillálandó folyadékkal töltjük meg, és ügyelünk arra, hogy áttöltés közben az oldalcsövön át ahűtőbe ne jusson. Ezért célszerűbb a töltést tölcséren át végezni. A folyadékba2—3 szem horzsakövet ejtünk, majd egyszer átfúrt dugóba hőmérőt illesztve,a lombikot bedugaszoljuk. A hőmérőt úgy dugjuk be, hogy higanyos edénye afrakcionáló lombik oldalcsövének magasságában legyen. A hűtő végéhez — esetleggólyaorr közbeiktatásával — helyezzük a szedőt.

Mérgező, gyúlékony anyagok desztillálásakor szedőként szívópalackot használunk. A szívópalackot állványba fogjuk, és a hűtő végére húzott, átfúrt dugóraillesztjük. A le nem csapódott gőzöket a szívópalack csövére húzott gumicsővel a

fülke kéményébe vezetjük. A frakcionáló lombikot azbesztlapon át melegítjük.Gyúlékony és 100 0° alatt forró anyagokat vízfürdőn melegítünk. Közvetlennyílt láng alkalmazásakor az égőt a forrás bekövetkeztéig mozgatnunk kell.Ügyeljünk arra, hogy ne hevítsük fel a lombik folyadék feletti részét, a gőzt afolyadék forráspontja fölé, mert akkor túlhevített gőz halad el a száraz hőmérőmellett, amely ilyenkor nem mutatja a desztillátum forráshőmérsékletét. A hőmérséklet észlelése akkor helyes, ha a hőmérő a lecsapódó gőztől nedves, sőt rólaidőnként folyadék csepeg vissza.

Ha a hőmérőt a folyadékba mártanék, nem mutatná pontosan a desztillátumforráshőmérsékletét, egyrészt a túlhevülós miatt, másrészt mivel a desztillátumösszetétele és ezért forráshőmérséklete is gyakran különbözik a frakcionáló lombikban levő folyadék összetételétől. A desztillálóé elején átment első részlet (előpárlat)tartalmazza az oldott gázokat, és kiöblíti a készülék belsejét, ezért tisztítás céljábólvégzett desztillálóékor elöntjük. A desztillálóé befejezésekor az eredeti folyadékmennyiségnek kb. 10%-a maradjon a frakcionáló lombikban. Először a melegítéstszüntessük be, utána zárjuk el a vizet, majd szedjük szét a készüléket. A hűtőbenlevő víz levezetésére először a vízcsapról húzzuk le a gumicsövet és kissé emeljükfel. A felhasznált horzsakő tisztítás, szárítós és esetleg izzítás után újra használható. A horzsakő főleg alumínium-szilikátból álló szürke vagy fehér, szivacsos

ásvány. Vízre dobva a felületen úszik, s csak lassán süllyed le, miután már átitatódott. Magas forráspontú vagy hevítésre bomló anyagokat vákuumbah desztillálunk.




1.18. Bepárlás

Laboratóriumi munka közben gyakran szükséges, hogy oldatokat bepárlássaltöményítsünk. Bepárláskor az oldatokból az oldószert elpárologtatjuk. A párolgáslegtöbbször csak az oldat felszínén megy végbe, éppen ezért — a folyamat gyorsí

tására — széles nyílású edényt használunk úgy, hogy a bepárlandó folyadékrétegminél vékonyabb és felülete minél nagyobb legyen. A bépárlást leggyakrabbanbepárló csészében, kristályosító csészében vagy szélesebb nyílású főzőpohárban végezzük. Kevés oldatot óraüvegen is bepárolhatunk.

Bépárlást végezhetünk szobahőmérsékleten is. A párolgás gyorsítására levegőtáramoltatunk az oldat felett vagy az oldaton át. Utóbbit gyakran úgy oldjákmeg, hogy az oldatot frakcionáló lombikba öntik, ennek oldalcsövét szivattyúhoz

kapcsolják, és a lombik dugójába alulkapillárissá kihúzott üvegcsövet he

lyeznek, moly á lombik aljáig ér. A dugóból kiálló üvegcsőre gumicsövet húznak. A gumicső nyílása és ezzel az oldat feletti légritkítás mértéke és a bu-borékoltatás sebessége Hoffmann-szo- rítóval szabályozható. E módszer hátránya, hogy ha nem tisztítjuk a levegőt a portól és'egyéb szennyezéstől,az oldat is beszennyeződik. Könnyenilló oldószer (pl. éter) elpárologtatása-kor az oldat erősen lehűl, és az átbuborékoló levegő nedvességtartalma lecsapódhat, ha azt előzőleg nem szárítottuk meg. Kényelmesebben és tisztábban párolhat] ükbe az oldatot megfelelőabszorbenssel töltött exszikkátorban.

Oldatot forralással is bepárolhatunk. Az oldatba tegyünk horzsakövet. A csapadékos folyadék gyakran lökdösve forr, mert a leülepedett csapadék alól azapró gőzbuborékok nem tudnak feljutni, és megnövekedve hirtelen törnek fel.

Erélyes keverés, esetleg levegő átbuborékoltatása közben folytathatjuk a forralást,vagy vízfürdőn fejezzük be a bépárlást. Levegő átbuborékoltatásához pl. vízsugár-légfújtatót használhatunk (1.18.1. ábra). Nagyobb mennyiségű szerves oldószertnem párologtatunk el a levegőbe, hanem inkább ledesztilláljuk és felfogjuk,így nem vész kárba. Mérgező éB gyúlékony anyagot sem párologtatunk el közvetlenül a légtérbe.

Az oldatokat leggyakrabban vízfürdőn pároljuk be, mert ennek használatakényelmes. A vízfürdőbe helyezett oldat kb. 80 C°-ra melegszik fel. A vizesoldat nem forr fel, é s ' ha az oldószer teljesen el is párolog, az edény

nem repedhét el. Az elpárologtatandó folyadék fölé fordított helyzetűtölcsért erősíthetünk. A tölcsér szárán át üvegcsövet vezetünk közvetlenül afolyadékszint fölé, és a cső felső végét a vízlégszivattyúhoz kapcsoljuk. A tölcsérmegvédi az oldatot a hulló durva szennyezéstől, a szívás sietteti a párolgást.Készülnek behajlított peremű párolótölesérek (1.18.2. ábra) is, melyekben a tölcsérbelső falán lecsapódó gőz összegyűlik, és időnként levezethető. A vízfürdőt fülkében



b e p á r l A s 63

helyezzük el, és használata közben az elszívóberendezést működtetjük. Egyszerű,gázzal fűthető, folytonos üzemű vízfürdő az 1.18.3. ábrán látható. A vízfürdőtrendszerint rézből készítik, tetején kivehető karikák vannak, hogy különböző

1.18.3. ábra. Vízfürdő

nagyságú edények legyenek rajta elhelyezhetők. A vízszabályozó folyamatosanpótolja az elpárolgó vizet, így a vízszint állandón tartható. A vízfürdő állványavasból van, melyet időnként be kell festeni. A fűtés gázzal vagy elektromosárammal történik. Kisebb vízfürdőt főzőpohárral is helyettesíthetünk. Nagyobbméretű, kiöntŐB főzőpohárat 2/3 részéig vízzel töltünk meg,a vízbe 2—3 horzsakődarabkát dobunk, majd azbesztesdróthálóra állítva melegítjük. A pohár tetejére helyezzüka bepárlandó folyadékot tartalmazó edényt (1.18.4. ábra).

A bepárlandó oldatot fűthetjük felülről is (elektromos fűtésű kvarcféltét, infralámpa). A felső fűtésnektöbb előnye van. Tekintettel arra, hogy a párolgás csakaz oldat felszínén megy végbe, nincs szükség horzsakőre,

csapadék kiválása esetén nem szükséges az oldat keverése, és a nedves csapadék száradása íb szétfreecsenés nélkül következik be. Egyes vegyületek (pl. az ammónium-sók) hajlamosak arra, hogy telített oldatuk bepárlása-kor „felmásszanak” az edény falára. A nedves csapadékrétegen az oldat továbbszivárog, így nagy mennyiségű csapadék „kimászhat” az edényből. Felső fűtéssel elkerülhetjük ezt, mert az edény fala az oldatnál melegebb, ésezért a „felmászó” csapadék megszárad, mielőtt az edényperemét elérné.

1.19. Gázfejlesztés, gázok tárolása, mosása és szárítása

Kevés gázt legegyszerűbben kémcsőben fejleszthetünk. A kémcsőbe egyBzerátfúrt dugót helyezünk, melybe előzőleg egyenes vagy U-alakban meghajlítottüvegcső rövideb b szárát illesztettük aszerint, hogy a fejlesztett gáz könnyebb

1.18.4. ábra. Egyszerű vízfürdő




vagy nehezebb a levegőnél (1.19.1. ábra). A fejlődő gáz a felfogó fémcsőbőlfokozatosan kiszorítja a levegőt. A magával ragadott folyadókcseppek visszatartására a fejlesztő kémcső szájába laza vattadugót helyezhetünk. A gázt tisztábbangyűjthetjük össze, ha víz, vagy más, a gázt kisebb mértékben elnyelő folyadék

felett fogjuk fel. A fejlesztő kémcsövet ilyenkor egyszer átfúrt dugóval zárjuk el, a dugó furatába helyezett derékszögű üvegcsövet pedig gumicsővel üvegpipához kapcsol

juk. Az üvegpipa végét nagyobb kristályosító csészében levővízbe merítjük, és vízzel megtöltött, szájával lefelé fordított kémcsővel borítjuk le (1.19.2. ábra). A felfogott gázelső részlete még tartalmazza a fejlesztő kémcsőben és avezetékben maradt levegőt. A később felfogott gáz gyakorlatilag már levegőtől mentes. Ha a gázfejlődéBt hevítéssel segítettük elő* akkor a melegítést csak az . üvegpipá

nak a vízből váló kiemelése után szüntetjük meg, nehogya fejlesztő kémcsőben lehűlő és összehúzódó gáz a kristályosító csészéből vizet Bzívjon.

Nagyobb mennyiségű gáz fejlesztéséhez gázfejlesztő készüléket állítunk ösBze (1.19.3. ábra). Főzőlombikba vagygömblombikba kétfuratú gumidugót helyezünk, melynekegyik furatába csappal ellátott tölcsért, a másikba derékszögben meghajlított üvegcsövet illesztettünk. A tölcsérből adagoljuk a folyadékot a gázfejlesztő lombikban levő

szilárd anyagokhoz vagy kisebb fajsúlyú folyadékhoz.Szobahőmérsékleten végbemenő reakció esetén a tölcsérben levő folyadékot célszerűcseppenként adagolnunk. A csepegtetés sebessége Bzabja meg a gázfojlődés sebességét. Ha a reakció hevítés közben megy végbe, a szükséges folyadék teljes meny-nyiségét a lombikba engedjük, és melegítéssel szabályozzuk a gázfejlődést. A gázfejlődés sebességét rendszerint úgy állítjuk be, hogy a gázmosón áthaladó buborékokat meg tudjuk számolni. Működőgázfejlesztő készüléket soha ne hagyjunkfelügyelet nélkül.

Á gázfejlesztő és a gázmosó közé

T-csövet iktathatunk, melyet gumioső és Mokr-Bzorító segítségével elzárunk. Agázfejlesztő lombikban működés közbennyomáscsökkenés következhet be (amelegítés megszakad, hideg folyadékotadagolunk a meleg lombikba), ilyenkor 1.19.2. ábra. Góz felfogása folyadék feletta gázmosóból a mosófolyadék a gázfejlesztő lombikba nyomul (visszaszívás). Ha a T-cső alján levő Mohr-szorítókinyitásával kiegyenlítjük a nyomáskülönbséget, ezzel a visszaszívást meg

akadályozzuk. A tölcséren levő csap kinyitásával is kiegyenlíthetjük a nyomás-különbséget, feltéve, hogy nincs a tölcsérben folyadék.Helytelen munka következtében a visszaszívás néha oly hirtelen következik be,

hogy nincs időnk a T-cső alján levő Mohr-szorító kinyitására. Ha ilyen gyorsvisszaszívástól tarthatunk, a gázfejlesztő után és esetleg a telítőedóny elé fordítvakapcsolt megfelelő méretű üres gázmosót iktatunk. A fejlesztő lombikban bekövet-

1.19.1. ábra. Gózfejlesz-tés kémcsőben



GÁZFEJLESZTÉS 65

kezett nyomáscsökkenés megszűntekor és a gázfejlődés megindulásakor a visszaszívott folyadék visszafolyik a megfelelő edénybe,.

A gázfejlesztéshez cBapos tölcsér hiányában csap nélküli, hosszú szárú tölcsért is használhatunk, ilyenkor azonban ügyelnünk kell arra, hogy a tölcsér száraállandóan a folyadékszint alá érjen (1.19.4. ábra). Legelőnyösebb a csiszolt-üveg-

dugós gázfejlesztő készülék (1.19.5. ábra). Ennek használatakor ügyeljünk arra,hogy a csiszolat teljesen tiszta legyen. Az anyag beszúrása után a csiszolatot mindigmeg kell törölni, ill. helyesebb széles szájú portölcséren szórni be az anyagot,mert ellenkező esetben rosszul zár, éB könnyen be is ragad. A beragadt csiszolat pedig könnyen eltörik.

1.19.4. ábra. Egyszerű gázfejlesztő

1.19.5. ábra. Csiszolt-dugóé gázfejlesztő

A leírt készülékek hátránya, hogy a fejlesztés sebessége nem elég jól szabá

lyozható, továbbá, hogy ha a fejlesztést be akarjuk fejezni, a készüléket Bzét kellszednünk. Eljárhatunk úgy is, hogy a fejlesztett gázt gazométerben gyűjtjük öBSze. A gazométerből a kívánt mennyiségű gázt bármikor, tetszés szerinti sebességgelvezethetjük el. A gazométer szerkezetét az 1.19.6. ábra tünteti fel. Az üres gazoméiért először vízzel vagy más alkalmas folyadékkal töltjük meg úgy, hogy azalsó A nyílást bezárjuk, és a B, G, D felső csapok megnyitása után a felső edénybevizet öntünk. Miután a gazométer megtelt vízzel, a felső csapokat bezárjuk, éB azalsó nyílást kinyitjuk, ekkor a víz kifolyását a légnyomás megakadályozza. A gázt az A nyíláson át vezetjük a gazométerbe. Ugyanezen a nyíláson folyik ki akiszorított víz is. A gazométer megtöltése után (alul maradjon vízzár) az alsónyílást elzárjuk, és a felső tölcsérbe vizet öntünk. A gáz felhasználásakor a B csapotkinyitjuk, ekkor a víz befolyik a gazométerbe, és a G csapon át kiszorítja a gázt. A gázáram sebességét a B csappal szabályozzuk.

Devz'We-palackból is készíthetünk gazoméiért (1.19.7. ábra). Az A Dtville- palackot és a nyílásába illesztett dugóban levő csapos üvegcsövet légmentesen5 Általános és szervetlen kémiai praktikum —4284/1.




megtöltjük vízzel. A gázfejlesztőt gumicső segítségével összekötjük a csapos üvegcsővel. Ha a palack csapját kinyitjuk, a fejlesztőből (gázpalackból) kiáramló

gáz a B palackba Bzorítja át a vizet. A gáz felhasználásakor felemeljük a vízzel telt B .palackot, a vízlefolyik az A palackba, és a csapon át kiszorítja a

gázt.Olyan esetekben, mikor valamely gázt szilárd

(darabos) és folyékony anyagból hidegen lehet fejleszteni, ún. állandó gázfejlesztőket használhatunk.Ezekből egyszeri összeállítás után tetszés szerintiidőben és részletekben vehető ki gáz. A gyakorlatbanelterjedt állandó gázfejlesztők közül a Deville- ésa Aépp-félé készüléket ismertetjük. A Deville-félekészülék (1.19.8. ábra) két, alul tubussal ellátott

palackból áll, amelyek gumicsővel vannak összekötve. Az A palackba néhány cm magasan kavicsot teszünk, és erre szórjuk a gázfejlesztésre használtdarabos anyagot. A másik edénybe a megfelelő folyadékot öntjük. Ha a csapot kinyitjuk, és a B edénytfelemeljük, akkor a folyadék az alsó edénybe ömlik,érintkezésbe jut a szilárd anyaggal, és a gázfejlő-dés megindul. A kiszorított levegő, majd a gáz acsapon át távozik. Ha a gázfejlődést meg akarjukszüntetni, a csapot elzárjuk. A gáz nem távozhat a

készülékből, de a szilárd anyag és a folyadék mégérintkezik, ezért a gáz tovább fejlődik, nyomása nő

és a folyadékot a B edénybe nyomja, mindaddig, amíg az érintkezés a reakció-komponensek között meg nem szakad. Ekkor a gázfejlődés is megszűnik. A gáztermészetesen nem nyomja fel teljesena folyadékot a B edénybe, az A edényalsó nyílásának szintjéig mindig maradvissza folyadék. A kavicsréteg arravaló, hogy a visszamaradó folyadékot

a szilárd anyagtól elválassza. Használat közben a szilárd anyag fogy, azapróbb darabok a kavicsréteg aljárahullanak. Ezekből a csap lezárásaután is fejlődik gáz, mely a csövön ésa B edényen át kibuborékol.

A Kipp-f éle készülék (1.19.9. ábra)lényegében hasonló berendezésű. Agázfejlesztésre használt darabos anyagot a középső gömbbe tesszük, az alsó

gömbbe való lehullást átlyuggatottgumi- vagy/ műanyag lemez akadályozza meg. A folyadékot a felsőgömbbe öntjük. Ha a készülék csapját nyitjuk, a sav a felső gömbből a legalsóba, innen pedig az átlyuggatott lapon át a középsőbe nyomul, és a gázfej-

1.19.7. ábra. DeinZZe-palackoe gazométer



g A z f e j l e s z t é s 67

lődés megindul. A csap zárásakor a gáz nyomása nő (nem távozhat el, de a fejlődés még tart), minek következtében a folyadék az alsó, illetve a felső gömbbeszorul vissza, és a gázfejlődés megszűnik. A gáz addig szorítja vissza afolyadékot, míg nyomása egyenlővé

nem válik a külső légnyomás és a kialakult folyadékszint különbségnekmegfelelő hidrosztatikai nyomás összegével. A .Kí'pp-készülékben levő gáznyomása összetevődik a fejlesztett gázés a folyadék telített gőzének nyomásából. Ezt a nyomást kiszámíthatjuk,ha megmérjük a folyadékszint-különbséget (1.19.9. ábrán h mm) és a külsőlégnyomást. Ismernünk kell továbbáa felhasznált folyadék, valamint a higany faj súlyát és a folyadék tenzió-

ját az adott hőmérsékleten. A folyadékszint-különbségnek megfelelő hidrosztatikai nyomást a következőösszefüggéssel Hgmm-re számíthatjuk át:

(folyadék fajsúlya) (h mm) = (Hg fajsúlya) • (Hgmm)

A ÜL«pp-készülék felső gömbjén levő, desztillált vízzel megtöltött biztosító töl

csér a gázfejlesztésre használt folyadék párolgását csökkenti, és esetleges kifröccsenéBe ellenvéd.

Egészen egyszerű kis állandó gázfejlesztő berendezést két különböző méretű kémcsőből is

1.19.8. ábra. Devílle- gázfejlesztő

1.19.10. ábra. Egyszerűállandó gázfejlesztő

összeállíthatunk (1.19.10. ábra). A belső, alul lyukas kémcsőben üveggyapot akadályozza meg a darabos anyag lehullását. Ha meg akarjuk szüntetni a gázfejlő*

5* — 24



68 BBVBZBTÉS A LABORATÓRIUMI MUNKÁBA

dóst, felhúzzuk a belső kémcsövet annyira, hogy ne érjen a folyadékba. Egyébgázfejlesztőkkel a EL kötetben foglalkozunk.

A gyakran és nagy mennyiségben használt gázokat 10—40 literes acélpalac kokba Ö88ze8Ürítve hozzák forgalomba. A 40 literes palack kb. 1,5 m magas 20 cm

széles, acélfala kb. 9 mm vastagságú, az üres palack

3 súlya kb. 75 kg. A frissen töltött palackokban a gázok nyomása 125—200 at. A nyomás a palackra sze-

1.19.12. ábra. Csavarkulcs relhető redukciós szelep manométerén olvasható le. A manométer a külső légnyomáshoz viszonyított

túlnyomást mutatja. Ha tehát a manométer mutatója 0-án van, ez azt jelenti,hogy a redukciós szelepben levő gáz nyomása a külső légnyomással megegyezik.

Azok a gázok, amelyeknek kritikus hőmérséklete a szobahőmérséklet fölöttvan, részben cseppfolyós halmazállapotban vannak a palackokban. A redukciósszelep manométere ilyenkor a telített gőz nyomását mutatja, ezért ebből nem

lehet a palackban levő gáz mennyiségére következtetni. A gázpalackot a köny-nyebb felismerhetőség kedvéért a felíráson kívül színjelöléssel látják el. Színjelölések: dissousgáz = sárga, oxigén = kék, BŰrftett levegő = lila, nitrogén — zöld,hidrogén és más éghető gáz = vörös, szén-dioxid és más nem éghető gáz = szürke.

A gázpalackot ütéstől, melegítéstől óvni kell. A gázpalack használatba vételekor a tetején levő szelepvédő sapkát levesszük, majd a zárószelep (1.19.11.ábra) A csavardugóját lecsavarjuk. A szelepet rövid ideig kevéssé kinyitjuk, hogya kiáramló gáz a menetes csap furatában levő tisztátalanságokat kifújja, majd aszelep lezárása után redukciós szelepet vagy tűszelepet csavarunk a menetre, éscsavarkulccsal (1.19.12. ábra) jól meghúzzuk. Az éghető gázokkal töltött palack

csavardugóját és szelepeit azóramutató járásával megegyezőirányban lehet lecsavarni (balmenet), ellentétben az oxigénnelés a nem éghető gázokkal töltött palack zárószelepével,' amelyaz ellentétes irányban (jobbmenet) csavarható le. Ezzel apalackok és a redukciós szelepek

veszélyt' okozó elcserélését akadályozzák meg. Az oxigénes palack csavarmeneteit nem szabadzsírral bekenni, mert a nyomásalatt kiáramló gáz az éghetőanyagokat meggyújthatja, apalack ekkor felmelegszik és felrobbanhat.

A gázáramot a tartály szelepével cBak durván lehet szabályozni. A tűszelep (Eo8signol-tŰ8zelep) (1.19.13. ábra) nagy nyomás mellett is lehetővé teszi a gázáram póntos szabályozását. Az A-csavarral változtatjuk a B tűszerű zárótest

helyzetét. A tű mozgatása viszonylag kismértékben változtatja a rés kereszt-metszetét, és ez biztosítja a finom szabályozást. A -fíoss^wo/-szelep tehát csakaz áramlási sebességet változtatja, de nem csökkenti a nyomást. A redukáló szeleppel (1.19.14. ábra) a 200 at-ig terjedő palacknyomást 0,5 at üzemnyomásracsökkenthetjük. A redukáló szelep felszerelése után lezárjuk az A zárószelepet,

B

T1.19.13, ábra. Tűszelep



GÁZPALACK 69

a B állítócsavart teljesen meglazítjuk (lefelé csavarjuk), majd lassan kinyitjukaz acélpalack szelepét. A nagynyomású gáz eljut a C előkamráig, amit a D manó-méter jelez, amely egyszersmind a palackban levő nyomást is mutatja. A gázaz előkamrán túl nem juthat, mert az E szelepkúp elzárja a további útját, és csak

akkor haladhat tovább, ha a B állítócsavarral és az F szabályozó rugóközvetítésével az E szelepkúpot felemeljük. Ily módon a gáz a 0 kisnyomású kamrába kerül, amelyet kifelé az A zárószelep és a H membránhatárol. Ha a 0 kisnyomású kamrábana gáz nyomása nő, és meghaladja azta nyomást, amelyet az F szabályozó

rugó a membránra gyakorol, akkor az E szelepkúp visszamegy ülésére ésmegakadályozza a gáz további áramlását. A szabályozó rugó csak akkornyitja újra a gáz útját, ha az A záró-szelepen át gázt engedünk ki a J nyíláson. A kisnyomású kamrában uralkodó nyomást K manométer jelzi. Eza nyomás B állítócsavarral tetszésszerint beszabályozható. A kisnyomású

kamrával egy — a rajzon nem látható— rugós biztonsági szelep áll összeköttetésben. A gázáramot rövid időrea tűszeleppel zárjuk el. Hosszabbidőre (éjszakára) a záráshoz a palac- 1.19.15. ábra. Palack-kulcs

kon levő szelepet használjuk. Utánakiürítjük a redukáló szelepet (a két manométeren a mutató 0-ra ősik), a nagy B állítócsavart meglazítjuk (lecsavarjuk), majd elzárjuk a tűszelepet. Előfordul,

1.19.16. ábra. Biztosító berendezés

hogy kézzel nem zártuk el teljesen a palack szelepét, ezt a D manométer azonnal jelzi, mert ilyenkor növekvő nyomást mutat. Ekkor a palackkulccsal (1.19.15.ábra) a szelepet jobban meghúzzuk.



GÁZOK SZÁRÍTÁSA 71

halad át a folyadékon. Ezért készítenek olyan gázmosót is, amelynél a gázbevezetőcső alsó végén sok apró nyílás van (zsugorított üveg). Az 1.19.18. a ábrán láthatómosópalackot a gázbevezető csövén át töltjük, a levegő a kivezető csövön át távozik. A gázmosót kb. 1/3-áig töltjük meg a mosófolyadékkal. Több folyadéknagy ellenállást jelent, azonkívül gyors gázáram esetén előfordulhat, hogy a folya

dék felhabzik, és ha a szint magas, átfreccsenhet a következő edénybe. Még sokmás alakú gázmosó palackot és mosótornyot is készítenek.



2. Anyagi rendszerek, halmazállapot-változások

JklT Keverék szétválasztása összetevőire

Ismeretlen százalékos összetételű konyhasó (NaCl) és mészkőpor (CaC03)keverékét válasszuk szét összetevőire. A konyhasó vízben jól oldódik (2.1.1. táblázat), a mészkőpor pedig gyakorlatilag oldhatatlan. Táráljunk ki száraz és tiszta100 ml-es főzőpoharat, mérjünk bele 5— lí) g konyhasó— mészkőpor keveréket"cg-nyi pontossággal. A keverékhez öntsünk forró desztillált vizet. A víz mennyiségét úgy válasszuk meg, hogy a konyhasó bőven feloldódjék. Forró vizet használ

junk, mert Így az oldódás gyorsabb, és mert az ilyen víz nem tartalmaz széndioxidot. A szénsavas víz ugyanis a mészkő kis részét kalcium-hidrogén-karbonát, Ca(HC03)2alakjában feloldaná. Üvegbottalkevergessük a csapadékos folyadékot, az üvegbotot ne vegyük

ki a p’ohárból, és ne tegyük leaz asztalra, mert a botra tapadtés az asztalra került kalcium-karbonát veszteséget jelent. Sima

szűrőn vagy szívótölcséren dekantálva, szűrjük le a kalcium-karbonátot. A csapadékos folyadékot üvegbot mellett öntsük a szűrőre. A pohár kiöntőjén maradt cseppetaz üvegbottal levehetjük. A főzőpohárból az utolsó csapadéknyomokat a fecskendőpalack vízsugarával vigyük a szűrőre, mégpedig úgy, hogy a főzőpoharat ferdénlefelé fordítva bal kezünkben tartjuk, szájához hozzászorítjuk az üvegbotot, jobbkezünkkel pedig a vízsugarat irányítjuk. A csapadékot addig mossuk forró vízzel,míg a mosóvíz nátrium-klorid-mentes nem lesz. Erről úgy győződhetünk meg, hogya mosóvíz kis részletéhez ezüst-nitrát-oldatot1 adunk. Fehér csapadék (AgCl)sok, fehér zavarodás (opaleszcencia) kevés nátrium-klorid jelenlétét jelzi. A szűrlet nátrium-klorid-mentes, ha ezüst-nitrát hozzáadása után is átlátszó marad.

A leszűrt kalcium-karbonátot a szűrőpapírral együtt porcelán tálba helyezzük, és 120 C°-on megszárítjuk, majd lehűlni hagyjuk és megmérjük a porcelán-tál, a papír és a csapadék együttes súlyát. Ezután 15—20 percig tovább szárít-

1 Azoknál a kísérleteknél, amelyeknél lényeges az oldat koncentrációja, ezt külön feltüntettük. Ahol nincs megjelölve a koncentráció, ott híg vizes oldatokat használunk.

Ezek konoentrációja hozzávetőleg az analitikában általánosan használt ún. reagens töménységű oldatok koncentrációjával egyezzék meg. A gyakrabban használt savak ésbázisok reagens töménységű oldatait a 3.11. előírása alapján készítjük el, a többioldatot illetően lásd Erdey László: Bevezetés a kémiai analízisbe. I. rész. Minőségikémiai analízis.

2.1.1. táblázat

A nátrium-klorid oldhatósága vízbenkülönböző hőmérsékleten (g NaCl/100 g víz)

0 c° 20 C “ 40 C « 60 C “ 8 0 C 4 100 co

35,6 36,8 36,4 | 37,0 38,0 39,2



74 AN YA G I RE NDSZ ER EK ., HA LMAZÁL LAPO T-V ÁLTO ZÁSO K

nátot és valamilyen bázist [NaOH, KOH, Ba(OH)2] adagolnak a ledesztillálandóvízhez. A kálium-permanganát az illékony szerves anyagok elroncsolására, a bázisa szén-dioxid megkötésére való.

A desztillált vizet leggyakrabban a 2.2.1. a ábra Bzérint összeállított desztil

lált-vizeB edényben (fecskendőpalack) tartjuk. Erre a célra lehetőleg jénai vagyergon üvegből készült lombikot használunk, mert ezeknek az üvegfajtáknak alegnagyobb az ellenállóképessége a víz öldó hatásával Bzemben. Ha nagyobb

mennyiségű vízre van szükségünk, azüveget megdöntjük úgy, hogy a rövi-debb csövön folyjon ki a víz, akkor alevegő a hosszabb csövön át áramlikbe. Közben hüvelykujjunkkal megtámasztjuk a dugót. Ha kevés vizet kívánunk kivenni, a rövid csövön át az

üvegbe fújunk. Ekkor a megnövekedett nyomás a hosszú, végén kihúzottcsövön át a vizet kihajtja. Utóbbi csövön alkalmazott gumicsatlakozáB arravaló, hogy a cső mozgatásával a víz-Bugarat tetszés szerint irányíthassuk.Ha gyakran használunk forró desztillált vizet, akkor a lombik nyakát azbesztzsinórral csavarjuk körül. A desz-

tillált-vizeB üveg dugóját soha se fektessük le az asztalra, mert beszennyeződhet, és így közvetve a vizet í b beszennyezi. Az üveg vízzel való megtöltésekora dugót a kiálló üvegcsöveknél fogjuk a kezünkbe, ügyelve arra, hogy a belsőcsövek vagy a dugó alsó része semmihez ne érjen.

Újabban polietilén műanyagból készült fecskendőpalack is forgalomba kerül(2.2.1. b ábra). Ennek előnye, hogy anyaga még az üvegnél is ellenállóbb a vízoldó hatásával szemben, másrészt fala kissé rugalmas lévén, a víz kivételéhez szükséges túlnyomást a falak enyhe összenyomása útján idézhetjük elő, ami mellőzhetővé teszi a befúvócső alkalmazását.

Olvadáspont meghatározása

Készítsünk kb. 1 mm átmérőjű, alul zárt, felül kiszélesedő üvegkapillárist(op. cső). A vizsgálandó anyagot finoman elporítjuk, és ebből keveset a tiszta,száraz kapillárisba töltünk. Ha a por nehezen hullana le a cső aljába, állítsunkfel az asztalra szélesebb, hosszú üvegcsövet, és ezen át többször ejtsük a kapillárist az asztalra. Töltsük meg a kapillárist 0,5— 1 cm-es darabon, és gumigyűrűsegítségével erősítsük hőmérőhöz. A vizsgálandó anyag pora legyen a hőmérő

higanygömbjével egy magasságban. Ezután a hőmérőt az üvegosővel együtt keverővei ellátott pohárba, gömblombikba vagy olvadáspont-meghatározó készülékbe helyezzük (2.3.1. ábra). A készüléket 100 C° alatt olvadó anyaghoz vízzel,90—300 C° között olvadó anyaghoz tömény kénsavval vagy magas forráspontúszilikonolajjal töltjük meg. Ügyeljünk arra, hogy a folyadék ne kerüljön a kapillárisba, és ennek szája legalább 3 —í cm-re kiálljon. A fürdőt kis lánggal lassan



BRÓM DIFFÚZIÓJA 77

további kevergetése közben figyeljük a kapilláris alsó végét. A buboré

kok távozása egy idő múlva hirtelen megszűnik, és a folyadék kissé behúzódik a kapillárisba; ebben a pillanatban olvassuk le újra a hőmérőt. A kétészlelés középértéke a vizsgálandó folyadék forráspontja. A mérést új kapillárissalismételjük meg.

2.9. Bróm diffúziója különböző gázokban

Két, kb. 1,5 cm széles és 1 m hosszú, egyik végén leömlesztett üvegcsövettöltsünk meg vízzel. Az egyikét fogjuk be ujjunkkal, és merítsük a végét vízzelfélig telt kristályosító csészébe vagy pohárba, majd rögzítsük Bunsen-állványra

szerelt fogóval. Töltsünk meg kémcsövet félig granulált cinkkel, és öntsünk rá20%-os kénsavat. A fejlődő hidrogéngázt vezessük átfúrt dugóval ellátott derékszögű üvegcsövön, gumicsövén és üvegpipán át vízzel megtöltött kémcsőbe (1.19.2.ábra). A felfogott hidrogéngázzal addig végezzünkdurranógázpróbát (15.1.1. gyakorlat), míg levegőtőlmentes nem lesz. Ezután töltsük meg teljesen az egyikelőkészített 1 m-es csövet a tiszta hidrogéngázzal.

Készítsünk két, kb. 2,5 cm hosszú kémcsövetolyan átmérőjű üvegcsőből, amely az 1 m-es csövekbe

belefér. A két kis kémcsövet töltsük meg egyharmadáig(kb. 8 csepp) elemi brómmal. A brómot működő elszí-vójú fülkében olyan cseppentővei visszük be, melynekvégére szorítóval vagy leömlesztett végű üvegcsővelelzárt gumicsövet, vagy cseppentőgumit húztunk. Vigyázzunk, nehogy kezünkre bróm cseppenjen, mert nehezen gyógyuló sebet okoz. Ha mégis előfordulna, azonnal mossuk le bő vízzel. Gőze is erősen mérgező, roncsoló hatású. Ezért a cseppentőt közvetlenül szívással nem szabad megtöltenünk /

Ürítsük ki a vízzel telt másik csövet, mely közbenlevegővel telik meg, és állítsuk alája az egyik brómmal telt kis kémcsövet. A hidrogénnel telt csövetemeljük ki óvatosan a vízből, és helyezzük alája a másik 2.9.1. ábra. Bróm diffúziójabrómmal telt kis kémcsövet. Mindkét csövet fogjuk beállványba, és szorítsuk le a fülke lapjára (2.9.1. ábra). (A két csőben levő gáznyomása és hőmérséklete azonos, mindkét cső fala nedves.) Figyeljük meg, melyik gázban diffundál fel gyorsabban az elpárolgó bróm. A cső mögé fehérpapírt helyezve, a különbség félóra, egy óra múlva jól látható.

A levegőt alkotó molekulák és a hidrogénmolekulák milyen tulajdonságával hozható kapcsolatba a bróm különböző diffúziósebessége ?



80 OLDATOK

hármasszabállyal számítjuk ki, hogy 200 súlyrész oldat készítéséhez hány súlyrész 64%-os sálétromaavoldatot és hány súlyrósz vizet kell elegyítenünk. A hígí-tási szabállyal ehhez hasonlóan számolhatunk akkor is, ha ínindkót kiindulásioldat koncentrációja 0-tól eltérő.

jr fí. Folyadékok oldhatósága vízben

a) öntsünk kémcsőbe 2—3 ml vizet, rétegezztink rá óvatosan a kémcső megdöntése közben egyenlő térfogatú etilalkoholt, és észleljük a két folyadék közöttkialakult határvonalat. Keverjük össze jól a két folyadékot, és figyeljük meg,mi történik. A kísérletet 10 ml-es mérőhengerben végezve, mérjük meg a kétfolyadék együttes térfogatát az összekeverés előtt és után. Mit tapasztalunk?

b) Fél kémcsőnyi vízhez öntsünk 2—3 mm-es rétegben étert. (A kísérletetlángtól távol végezzük.) A kialakuló határvonal összerázáskor eltűnik. Ismétel jük meg az éter adagolását, míg különálló réteg keletkezik, ekkor öntsünk valamivel több (4—5 ml) étert a kémcsőbe, rázzuk jól össze, majd hagyjuk állni.

Állás után pipettával szívjunk ki óvatosan kb. 2 ml-t az éteres fázisból szárazkémcsőbe, és szórjunk bele kevés vízmentes réz(II)-szulfátot. Vízmentes réz(II)-szulfátot úgy készítünk, hogy kristályos réz(II)-Bzulfátot porcelán tégelybenkifehéredésig hevítünk. A vizes fázisból is pipettázzunk ki néhány ml-t kémcsőbe,és melegítsük fel, majd közelítsük óvatosan a kémcső Bzáját Bunsen-égő lángjához. Magyarázzuk meg az észlelt változásokat.

A kritikus oldás jelensége

Tegyünk kémcsőbe néhány kanálka fenolt és kb. ugyanakkora térfogatúvizet. (Vigyázzunk, hogy a fenol bőrünkhöz ne érjen, mert erősen maró hatású.Ha kezünkre kerülne, azonnal mossuk le híg nátrium-hidroxid-oldattal, majd bővízzel. A fenol gőze is mérgező, ezért ne szagolgassuk!) A kémcsőbe hőmérőthelyezve, állítsuk vízzel telt főzőpohárba. A pohárban levő víz melegítése közbenkevergessük a kémcső tartalmát. A kristályos fenol vizet vesz fel és elfolyósodik,ez képezi az alsó fázist. Felül a fenollal telített víz helyezkedik el. Figyeljük meg,

hány foknál tűnik el a fázishatár, és magyarázzuk meg ezt a jelenséget. Hogyan nevezzük ezt a hőmérsékletet? Mi történik, ha az átlátszó, hómogén folyadékot le

hűtjük ?

3.4. Vizes alkohol desztillálása

Állítsunk össze desztilláló készüléket. A desztilláló lombikot töltsük meg2/3-ig két rész vízből éB egy rész etilalkoholból készült eleggyel, amelynek sűrűségét és ebből százalékos alkoholtartalmát areométerrel pontosan meghatároztuk. Tegyünk az elegybe néhány horzsakődarabot. A frakcionáló lombikot víz

fürdőben melegítjük úgy, hogy a desztilláló lombikot vizet tartalmazó fazékbamerítjük. A fazékban levő víz szintje legyen a lombikban levő alkohol szintjen én —2 cm-rel magasabban. Desztilláljuk le az elegy felét. Jegyezzük fel a hőmérsékletet a forrás megindulásától kezdve 3 percenként. A végén határozzuk mega visszamaradt és a ledesztillált oldat sűrűségét és százalékos alkoholtartalmát. A mérés előtt hűtsük le az oldatot.



82 OLDATOK

a kémcső száját víz alatt befogjuk, szobahőmérsékletű vízzel töltött magas hen-gerüvegbe visszük át, megvárjuk, míg a hőmérséklet kiegyenlítődik, majd akémcső süllyesztésével a külBŐ és belső vízszintet egy magasságra hozzuk. A víz-szint állását keskeny gumigyűrűvel, ragasztószalaggal vagy zsírkrétával meg jelöljük.

Mérjük meg a felfogott levegő hőmérsékletét a kémcső mellé helyezett hőmérőn. Olvassuk le a barométeren a légnyomást. A megjelölt gáztérfogatot akémcső kiszárítása után beosztott pipettából csepegtetett vízzel mérjük ki, vagyúgy, hogy meghatározzuk a megjelölt térfogatban levő víz súlyát. Azt is megmérjük mérőhengerrel, hogy mennyi víz önthető a főzőlombikba a dugó alsópereméig. Számítsuk ói az oldott levegő térfogatát normáltérfogatra. Vegyük figyelembe, hogy a kémcsőben felfogott levegő vízgőzzel telített (lásd a XÚ.. táblázatot). A kísérlet végeredményét szabatosan adjuk meg (hány ml normálállapotúlevegőt oldott a mért hőmérsékletű víz egy literje a mért légnyomás mellett).

Lényeges-e a végeredmény megadásánál feltüntetni a víz eredeti hőmérsékletét és a légnyomást ?

A kísérletet megismételhetjük 20%-os konyhasóoldattal. Ha az oldat zavaros, redős szűrőn szűrjük meg. Hasonlítsuk össze a két eredményt.

Hőmérséklet hatása sók oldhatóságára

a) öntsünk kémcsőbe két ujjnyi vizet, szórjunk bele porrá tört kálium-nitrátot, és rázogassuk, míg több só már nem oldódik fel. Ekkor melegítsük a

kémcsövet, és folytassuk a só adagolását, míg telített oldatot kapunk. A kémcsőalján maradjon kevés feloldatlan kristály. Ezútán melegítsük a rendszert forrásig, majd hagyjuk szobahőmérsékletre lehűlni. Mit tapasztalunk?

b) öntsünk kémcsőbe vizet, és szórjunk bele kevés nátrium-kloridot. Old juk fel a sót melegítés közben, majd adjunk hozzá még annyi sót, hogy telítettoldatot kapjunk, öntsük le a feloldatlan kristályokról a telített forró oldatot,másik kémcsőbe, és hagyjuk lehűlni. Mit észlelünk?

e) Porrá tört kristályos mangán(II)-szulfátot vagy kalcium-acetátot huzamosabb ideig rázzunk össze kémcsőben szobahőmérsékletű vízzel. Ha a kristályokteljesen feloldódtak, adjunk az oldathoz még addig sót, míg telített oldatot ka

punk, majd szűrjük meg az oldatot. A szűrlet első oseppjeit öntsük el, mert ez.még adszorpció folytán telítetlen: azután mozgatás közben melegítsük fel a szűrletet. A melegítést és rázogatást folytassuk addig, míg kristálykiválást tapasztalunk. Ekkor hűtsük le az oldatot vízcsap alatt, rázogatás közben. Mit észlelünk?

Milyen hatással van a hőmérséklet növelése a kálium-nitrát, a nátrium-klorid és a mangán(II)-8zulfát, itt. a kalcium-acetát oldhatóságára?

Túltelített oldatok

a) Mérjünk le kémcsőbe 5 g nátrium-acetátot (CH3COONa), és oldjuk felmelegítés közben 3 ml vízben. Állítsuk a kémcsövet óvatosan hideg vízzel teltpohárba. Miután az oldat lehűlt, ejtsünk a függőlegesen tartott kémcső közepébeegy kristályka nátrium-acetátot. Mit észlelünk?

b) Kb, 1 g nátrium-rtioszulfátot (N a^O j) oldjunk fel 1/4 kémcsőnyi vízbenmelegítés nélkül, és adjunk hozzá fele annyi térfogatú bárium-klorid-oldatot*



84 OLDATOK

kisebb. Ezután az oldat fő tömegét száraz lombikba szűrjük. Pipettázzunk szárazés lemért súlyú porcelán tálba 10 ml-t az oldatból. Mérjük le az oldat és a porcelán tál együttes súlyát; Helyezzük a porcelán tálat fülkében infralámpa alá,és kapcsoljuk be a fülke elszívó berendezését. Az oldat és a lámpa közötti távolság

akkora legyen, hogy az óidat ne forrjon fel, és a csapadék ne fröccsenjen ki. (250wattos infralámpánál a megfelelő távolság kb. 10—20 cm.) Ügyeljünk arra, hogyaz égő infralámpa üvegbúrájára ne cseppenjen víz, mert akkor eltörik. A melegítést addig folytassuk, míg az egész víz elpárolgott és a kálium-nitrát megszáradt. Végül a lehűlt porcelán csészét mérjük le.

3.11.1. táblázat

A káüu m-nitrát oldhatósága vízben, különböző hőmérsékleteken (g KN03/100 g víz)

0 c° 20 C° 40 C° 60 C» 80 C° 100 Cr

13,2 31,5 63,9 109,9 | 169,0 245,2

A mérési adatok alapján számítsuk ki a kálium-nitrát oldhatóságát a mért hőmérsékleten grammokban, 100 g vízre és 1 liter oldatra vonatkoztatva.

A 3.11.1. táblázat alapján szerkesszük még a kálium-nitrát oldhatósági görbéjét, határozzuk meg ebből az oldhatóságot a kísérlet hőmérsékletén. Az eredményt hasonlítsuk össze a kísérlet során kapott értékkel. '

Ehhez hasonlóan más vegyület oldhatóságát is meghatározhatjuk.

p á . Szennyezett so tisztítása átkristályosítással

Mérjünk le 30 g olyan kristályos timsót [KA1(S04)2 12 H20], mely 1% szénporral és 4% kristályos réz-szulfáttal szennyezett. A keveréket oldjuk fel annyiforró vízben, hogy az oldat 60 C°-on timsóval telített legyen. (Lásd á 3.12.1. táblázatban foglalt oldhatósági adatokat.) A réz(IT)-szulfát feloldásához elegendő

3.12.1. táblázat A réz-szulfát és a kálium-al unt ínium-szulf ét oldhatósága különböző hőmérsékleten

H ő mé r s é k l e t C ° 0 20 40 60 80 92,5 100

g CuS04100 g víz

14,8 20,9 29,0 39,1 53,6 73,6

g tCuSÖ4 •5 HjjO100 g víz

25,2 37,0 54,2 78,4 120 196

g KA1(S04)210Ű g víz

2,96 6,01 13,6 35,3 (43) 119,5

g KA1(S04)2 . 12 h 2o

100 g víz5,56 11,6 28,1 91,9 (123)

kristályvi zében

m e s -• o lv ad



MOLEKULASÚLY MEGHATÁROZÁSA 87

Amennyiben a víz már nem férne el az edényben, szivornyázzuk le egy részét.TSvégből vékony gumicsövet töltsünk meg buborékmentesen vízzel, egyik végétfogjuk 1)6, a másikat merítsük a vízzel telt edénybe. A befogott véget az edény

vrízszintjénél mélyebben engedjük el üres pohár fölött. Amikor a víz szintje márközel van a lombik szájához, emeljük ki a gumicsövet a vízből. Megfelelő alakúüvegcsövet íb használhatunk a szivornyázáshoz.

Amikor az oxigén eléri a lombik nyakát, gyengítsük a hevítést, és amikoraz oxigén a pipa végét is túllépi 1—2 cm-rel, szüntessük be a hevítést. Várjuk meg,míg a kémcső teljesen lehűl, esetleg hűtsük le, miközben a lehűlő kémcsőbekevés oxigén visszahúzódik. Ezután vegyük ki a dugót és mérjük meg a kémcsövet cg-pontossággal. A két mérési adat különbsége a fejlődött oxigéngáz súlya. A lombik mozgatásául állítsuk be a külső és belső vízszintet egy magasságra, jelöljük meg a szintet (zsírkrétával, ragasztószalaggal). Mérjük meg a levegő hő

mérsékletét, olvassuk le a légnyomást, és állapítsuk meg, hogy mennyi víz fér alombikba a jelig. Ezt akár mérőhengerrel, akár úgy végezzük, hogy megmérjüka száraz és a jelig vízzel töltött lombik súlyát. A mérési adatokból számítsuk ki ■az oxigén móltérfogatát normálállapotban. A számításnál vegyük tekintetbe, hogy a felfogott oxigéngáz vízgőzzel telített. Számítsuk ki, hogy a kapott érték hány százalék

kal tér el a tényleges móltérfogattól. Soroljuk fel a gyakorlat elvégzése közben észrevett pontatlanságokat, amelyek az eredmény hibáját okozhatták.

^>2^ Molekulasúly meghatározása

4.2.1. A szén-dioxid molekulasúlyának meghatározása

Tiszta és száraz 200—300 ml-es lombikot jól záró dugóval zárjunk el, és jelöl jük meg azt helyet, ameddig a dugó a lombik nyakába ér. Mérjük meg táramérlegen cg-pontossággal a levegővel telt lombik súlyát dugóval együtt, majd a lombik fenekéig érő csövön keresztül töltsük meg teljesen Bzén-dioxid-gázzal.

A szén-dioxid-gázt márványból sósavoldattal (1:1 arányban vízzel hígított cc.sósavval) állítsuk ölő. A gázt előbb vízzel telt gázmosón (a sÓBav és más szennyezések visszatartására), majd szárítás céljából tömény kénsavval telt gázmosón vezessük át. Ezután a lombikot dugaszoljuk be ugyanolyan mélyen, mint az előbb,és mérjük le, majd vezessünk bele szén-dioxidot kb. 5 percig, ismét mérjük le,hogy ellenőrizzük, vajon teljesen kiszorította-e a szén-dioxid a levegőt. Ezt a műveletet súlyállandóságig ismételjük.

' Ezután a lombikot töltsük meg a dugóig vízzel, és mérjük le. Ha a vízzeltelt lombik súlyából kivonjuk a levegővel telt lombik súlyát, megkapjuk a lombikban levő víz súlyát. A levegő BÚlyát elhanyagolhatjuk, minthogy ez a víz súlyához viszonyítva igen kis érték. Nem hanyagolhatjuk el azonban a levegő súlyáta szén-dioxid-gáz súlya mellett, mert itt a két Búly nagyságrendje azonos. Mivela víz sűrűsége gyakorlatilag egynek vehető, a víz grammokban kifejezett súlya

megadja a lom bik térfogatát ml-ekben. Olvassuk le a barométer állását és a hőmérőt. A mérési adatok alapján és a levegő látszólagos molekulasúlyának (M —28,98) ismeretében számítsuk ki a szén-dioxid molekulasúlyát. A kapott értékethasonlítsuk össze a szén-dioxidnak az atomsúlytáblázat adatai alapján számítottmolekulasúlyával.



E G Y E NÉ R T É K S ÚL Y M E G HA T Á R O Z Á S A 89

4.3.2. A cink égyenértéksúlyának meghatározása

Állítsuk össze a 4.3.2.1. ábrán látható berendezést. A nagy kémcsőbe mér jünk be jól kiegyensúlyozott kézimérleg segítségével 0,01 g pontossággal mintegy0,5 g tiszta, granulált cinket. A kis kémcsőbe tegyünk 15— 20 ml 1: 1 arányú sósavat (egy térfogat tömény sósav és egy térfogat víz elegy ét). A kis kémcső behelye

zésekor ügyeljünk arra, hogy a sav ne kerüljön érintkezésbe a cinkkel. A nagy lombikot töltsük meg majdnem színültig vízzel. Miután a dugókat szorosan helyükreillesztettük, próbáljuk ki, hogy a készülék jól zár-e. E célból a szorítócsap meg-lazítása közben az üvegcsövön át fúj junk be néhány buborékot. Ha a készülékben a túlnyomás 1 percen belül nemváltozik, vagyis az üvegcsőben a vízBzintállása nem süllyed, megszívjuk a hébér-csövet, míg buborékmentesen megtelik

vízzel. A szorítócsapot elzárva, a hébércsővégét vízzel telt hengerpohárba mártjuk,a szorítócsapot kinyitjuk, és a hengerpohár, valamint a lombik víznívóját egyszintre hozzuk, hogy a nyomáskülönbségkiegyenlítődjék. A szorítócsapot kis időmúlva elzárjuk, és a hengerpoharat 500ml-es száraz, táramérlegen lemért henger-pohárral cseréljük ki.

Ezután a Bzorítócsapot ismét kinyitjuk, és a nagy kémcső megfelelő döntésével a savat lassan a cinkhez folyatjuk. A fejlődő hidrogéngáz vizet szorít ki apalackból. Ha a cink feloldódott,' a hengerpohár emelésével azonos víznfvótállítunk be, és kis idő múlva a szorítócsapot elzárjuk. A vízzel telt hengerpohársúlyát táramérlegen megmérjük. A kiszorított víz súlya grammokban megadjaa 20%-os sósav gőzével telített (XIV. táblázat) hidrogén ml-einek a számát.Olvassuk le a laboratóriumi levegő kőmérsékletét a készülék közelében, valaminta barométer állását.

Számítsuk ki a fejlődött hidrogéngáz normáltérfogatát. Kísérletünk alapján mennyi cink fejleszt egyenértéksúlynyi mennyiségű hidrogént? Hány százalékkal

tér el ez az érték a cink egyenértéksúlyától? A számításnál vegyük tekintetbe, hogy a fejlődött hidrogén a 20%-os sósavoldat gőzével telített. Ennek elhanyagolásaugyanis olyan nagyságrendű (1,5%) hibát okoz, mint az, amelyet a cink bemérésekor elkövethetünk (2%). Csak olyan adatot hanyagolhatunk el, mely a mérésmaximális hibájánál legalább egy nagyságrenddel kisebb.

4.8.3. Az alumínium égyenértéksúlyának meghatározása

Szereljük össze a 4.3.3.1. ábrán látható berendezést. A kémcsőbe tegyünk10 ml, vízzel 1 : 1 arányban hígított tömény sósavat (kb. 20%-os). 50 ml-es

bürettát használva 3 cg-nál több alumíniummal nem dolgozhatunk, mert a fejlődőhidrogén túlhaladná a büretta osztott részét. A 3 cg bemérése viszont táramérlegenkellő pontossággal nem végezhető él. Érzékeny táramérlegen ugyanis a méréshibája ± I cg, ami ebben az esetben 30%-os hibát jelent. Ezért — hogy ne kelljenanalitikai mérleget használnunk — a súlymérést hosszúságmérésre vezetjükvissza. Lemérünk egyenletes keresztmetszetű alumfniumdrótból pl. .1 métert, és a

4.3;2.1 . ábra. Cink égyenértéksúlyánakmeghatározása



90 SZTÖCHIOMETRIA

3 cg-nak megfelelő hosszúságú darabot levágjuk. Az összeállított készülékbenannyi víz legyen, hogy a kísérlet elején a gázbürettában levő víz magassága 0 és1 ml közé álljdn be. A kísérlet megkezdése előtt vizsgáljuk meg, hogy jól zár-e akészülék. Az állványra szerelt vaskarika leeresztésével lejjebb engedjük a tölcsért.

A bürettában levő víz ekkor kissé süllyed, majd megállapodik. Ha a vízszintmegszakítás nélkül süllyed, ft készülékereszt.

A jó) záró készülékben a tölcsér mozgatásával kiegyenlítjük a nyomáskülönbséget, pontosan leolvassuk a bürettában avízszint magasságát, és a kémcső döntésévela savat az alumíniumhoz juttatjuk. Amikor az alumínium teljesen feloldódott, egyenlítsük ki a közlekedő edény segítségével a

vízszintet, és olvassuk le a magasságát. Mér jük meg a büretta közelében a levegő hőmérsékletét, és olvassuk le a barométert.

A mérési adatok alapján számítsuk ki az alumínium egyenértéksúlyát. A számításnálvegyük tekintetbe, hogy a keletkezett hid-

4.3.3.L ábra. Az alumínium egyenérték- TOgén a 20%-OS sósav gőzével telített (XIV.súlyának meghatározása táblázat).

A magnézium egyenértéksúlyának meghatározása kiszorításos módszerrelMagnéziumszalagot csiszolóvászonnal dörzsöljünk fényesre

kb. 40 cg-ot cg-nyi pontossággal. A lemért magnéziumszalagot500 ml-es mérőhengerbe. A mérőhenger, peremét kenjük becsapzsírral, majd töltsük meg a hengert vízzel, amennyirecsak lehet, és fedjük be buborékmentesen ritka üvegszövettel. Az üvegszövetet gumigyűrűvel szorítsuk le. Fordítsuk meg amérőhengert (a víz nem folyik ki), és állítsuk nyílásávallefelé nagyobb főzőpohárba vagy hengerüvegbe, melybe kevés

vizet öntöttünk (4.3.4.1. ábra). Ha sikerült a mérőhengertbuborékmentesen elhelyezni, öntsünk a pohárba vízzel 1 : 1arányban hígított és lehűtött tömény kénsavat. Ha a hidrogén fejlődése lelassul, adagoljunk további kénsavat, és kever-gessük az oldatot a mérőhenger óvatos mozgatásával. Előfordul, hogy oldódáskor a magnézium kis darabokra esikszét. Az üvegszövet éppen azt akadályozza meg, hogy ezek amérőhengerből kiáramló vízzel kisodródjanak. A magnéziumteljes feloldódása és az oldat lehűlése után a mérőhenger moz

gatásával hozzuk a folyadékszintet kívül éa belül egy magasságra. Olvassuk le a fejlődött hidrogén térfogatát. Ahőmérsékletet és a légnyomást is jegyezzük- fel.

A mérések adatai alapján számítsuk ki a magnézium egyenértéksúlyát. A. kénsavóidat tenzióját a XIII. táblázatban találjuk meg.

, majd mérjünk ledobjuk vízzel telt

— -a. —

— T -

—_■§ —_-p

—o —___

4.3.4.1. ábra. A magnézium egyenérték -súlyának meghatá

rozása



TÉRFOGATOS ELEMZÉS 91

4.3.5. A lítium és a kalcium egyenértéksúly&nak meghatározása

Töltsünk meg 500 ml-es mérőhengert színültig vízzel. Jól záró gumidugóval,esetleg tenyerünkkel zárjuk le buborékmentesen. Ezután fordítsuk meg a mérőhengert, merítsük; vízzel telt üvegkádba, és víz alatt vegyük ki a dugót, illetvevegyük le tenyerünket. A műveletet a vízvezeték lefolyója felett végezzük, és ha

buborék került volna a mérőhengerbe, ismételjük meg. öntsünk ki az üvegkádbólannyi vizet, hogy az a mérőhengerben levő víz kiszorításakor se ömöljék ki.Mérjünk le jó táramérlegen kb. 20 cg kérgétől megfosztott lítiumoteg-nyi pontossággal. A lítiumdarabkát fogjuk meg tégelyfogóval, és juttassukügyes mozdulattal közel a víz felszínéig kiemelt mérőhenger alá. A lítium azonnalreakcióba lép a vízzel, s intenzív hidrogénfejlődés kezdődik. A lítium a víz felszínén úszik. Gázfejlődés közben mozgassuk a mérőhengert, nehogy a helyi fel-melegedés folytán elrepedjen. A lítium feloldódása után várjuk meg, míg a rendszerbhűl, majd hozzuk a folyadékszintet kívül és belül egy magasságra, és olvassuk le a

kiszorított hidrogén térfogatát. Mérjük meg a hőmérsékletet, és olvassuk le alégnyomást. Számítsuk ki a lítium egyenértéksúlyát a mért adatok alapján. A számításnál vegyük tekintetbe, hogy a fejlődött hidrogén vízgőzzel volt telítve.

Ehhez hasonlóan határozhatjuk meg a kalcium egyenértéksúlyát. A kalciumnagyobb egyenértéksúlyára való tekintette] 500 ml-es mérőhengert használva kb.60 cg kalciumot mérünk le. A kalcium fajsúlya a víz fajsúlyánál nagyobb,ezért biztosabb a mérés, ha a kalciumot laza üvegvászon zacskóba helyezzük{lásd 4.3.4.). Mindkét mérésnél a vízbe néhány csepp fenolftaleint tehetünk. A fenolftalein részint a lúgos közeget jelzi, másrészt a leolvasást megkönnyíti.

^fc^NormáloIdat készítése és bázis titrálása

Tisztítsunk ki jól egy bürettát, pipettát, 500 és 100 ml-es mérőlombikot.(Lásd 1.10.-ben.) Ha a kívülről szárazra törölt eszközökbe vizet öntünk, rögtönmeglátszik, hogy zsíros-e a belseje. A zsíros mérőlombik nyakát és a bürettátszappanos vízzel és kémcsőkefével, illetve drótra erősített lúdtollal zsírmentesíthetjük. A büretta csapjából előzőleg vegyük ki a dugót, és szűrőpapírral töröl

jük ki a csapzsírt. A lúdtollal ne nyúljunk le a csapba, nehogy az ott maradt csap-zsírt felvigyük a büretta felső részébe. A szappanos mosáshoz desztillált vizet hasz

náljunk, mert a csapvízben levő kalciumsók a szappannal csapadékot adnak, melyaz üvegre tapad. Ha a szappanos mosás nem vezet eredményre (nagyon zsírosedények), töltsük meg a mérőlombikot és a bürettát fél órára krómkénsavval.

A büretta csapját a bezsírozatlan dugóval zárjuk el. Ha kevés krómkénsavunk van,akkor csak a mérőlombik nyakát zsírtalanítjuk úgy, hogy kevés krómkénsavattartalmazó pohárba állítjuk, hirtelen, fejjel lefelé a kis mennyiségű krómkénsavattartalmazó lombikot. A zsíros pipettát hosszának megfelelő magasságú hengerben levő krómkénsavba merítjük. 15—30 perc múlva visszaöntjük a krómkénsavataz üvegbe, és alaposan kiöblítjük az eszközöket csap vízzel, majd desztillált vízzel.

A kémcsőben kapott ismeretlen koncentrációjú nátrium-hidroxid-olÜatotöntsük tölcséren át a tiszta, 100 ml-es mérőlombikba. A kiürített kémcső belsőfalát mossuk körül desztillált vízzel, és a mosóvizet is öntsük be. Ezt többszörismételjük meg, hogy a nátrium-hidroxid egész mennyisége hiánytalanul a lom-bikbft kerüljön. A tölcsért is öblítsük bele, majd töltsük fel a lombikot a jelig.Tiszta, jól záró dugóval dugjuk be a lombikot. Ujjunkkal szorítsuk le a dugót, és a



S2 SZTÖCHIOMETRI.V

lombikot többször forgassuk meg úgy, hogy a dugó egyszer felül legyen, másszorlefelé álljon. Minden alkalommal várjuk meg, míg a levegőbuborék a lombikbanvégigszalad. Az oldatot csak így tudjuk jól összekeverni.

Készítsünk 500 ml 0,1 normál oxálsavoldatot. A kristályos oxálsav képlet©H2C20 4 2 H20. Bázisokkal Bzemben kétértékű savként viselkedik:

H 2C20 4 + 2 NaO H = Na2C20 4 + 2 H 20

Kis pohárban mérjük le a számított mennyiségű, mozsárban apróra törtkristályos oxálsavat, oldjuk fel vízben, és tölcséren át öblítsük be a tiszta, 500 ml-esmérőlombikba. Hogy az oldat cseppje ne csurogjon le a pohár falán, kevés csap-zsírral vagy vazelinnal kenjük be kiöntőjének alsó peremét, és öntés közbentámasszunk üvegbotot a kiöntőhöz. A poharat, az üvegbotot és a tölcsért jólöblítsük bele desztillált vízzel a mérőlombikba. Ha kézimérlegen mértük az oxálsavat; a desztilláltvizes üveg vékony vízsugarával mossuk be a mérőlombikbatölcséren át. A mérőlombikba az utolsó cseppeket adagolhatjuk cseppentő kapillárisból, vagy a desztillált vizes üvegből. Ez utóbbi esetben úgy járhatunk el,hogy a desztiiláltvizes üvegből kevés vizet a kagylóba fújunk, és a kihúzott csőben visszamaradó néhány cseppet óvatos fújással cseppenként adagoljuk. A jeligtöltött lombikot jól dugjuk be, és keverjük össze az oldatot.

A tiszta büretta csapját és dugóját töröljük szárazra, majd kenjük be vékonyan csapzsírral, forgassuk meg néhányszor a dugót, míg a csiszolat átlátszóvá nem

válik, öblítsük ki a bürettát 0,1 normál oxálsavoldattal, majd töltsük meg. A tisztapipettát szárítsuk meg úgy, hogy vízsugárszivattyú gumicsövébe húzzuk a szárát,végét pedig szűrőpapíron keresztül ujjunkkal befogjuk. Kezünkkel melegítsük apipettát, és időnként engedjünk bele levegőt, ilyenkor a vízcseppek megugranak.

A pipettát szárítás helyett ki is öblíthetjük a bemérendő oldattal. Felszívunkkevés oldatot, és végigcsurgatjuk a pipetta belsejében. Ezt mindig friss oldattal,kétszer, háromszor kell megismételnünk.

Ezután desztillált vízzel kiöblített 100 ml-es Erlenmeyer-lombikba pipettá-zunk az ismeretlen koncentrációjú, 100 ml-re feltöltött nátriumhidroxid-oldat-ból. Néhány csepp fenol-italéin, indikátort adunk hozzá. A lombikot kezünkbentartjuk, és állandó rázogatás (körben lengetés) közben a 0-ra állított bürettábóladdig csepegtetünk hozzá oxálsavoldatot, míg az indikátor éppen elszíntelenedik. A lombik alá tegyünk fehér papírt, hogy jobban lássuk a színváltozást. Az elejénnagyobb részletekben adagolhatjuk áz oxálsavat, a végén cseppekben, a legvégéntört cseppekben. A tört cseppet úgy visszük be, hogy a bürétta csapját kissé megnyitjuk úgy, hogy egy fél csepp gyűljön össze a csap végén, majd elzárjuk a csapot,a cseppet hozzáérintjük a lombik oldalához, és a lombik megdöntésével belemossuk az oldatba. A titrálást többször ismételjük meg. ITa titrálás közben csap-zsír tömné el a csapot, a titráló lombik fölött nyissuk ki, és vékony dróttal kapar

juk ki a csap zsírcsomót. A füzetben tüntessük fel pontosan, hogy hány ml oldatot pipettáztunk be.

Tized ml-re beosztott bürettát használva, a fogyott oxálsavoldat térfogatát 0,01 mlpontossággal adjuk meg. A titrálások eredményeinek középértéícéből számítsuk ki a 100 ml-ré feltclivtt nátriumhidroxid-óldat normalitását, és azt, hogy hány vegyes

százalékos.



5. Különböző típusú vegyületek előállítása

Sav előállítása

5.1.1. Sav előállítása sóból másik savval V-

Nátrium-szilikát-oldathoz (Na2Si03) adjunk sósavoldatot. A reakciót — ésáltalában minden kémcsőreakciót ■— úgy. végezzük, hogy kémcsőbe 1—2 ml oldatot öntünk (nem sokkal többet, mint amennyi a kémcső alsó görbületét betölti),,

és cseppenként, rázogatás közben adjuk hozzá a másik oldatot. A kémcsövetszemünk magasságában tartjuk, és állandóan figyeljük a végbemenő változásokat. A reagenst addig adagoljuk, míg a reagens újabb mennyiségének hatására a&elegyben nem jön létre lényegesebb változás. (A csapadék mennyisége már nem nŐ,illetve nem csökken.) írjuk fel a reakcióegyenletet, és az észlelés alapján írjuk le, milyen tulajdonságú (halmazállapot, szín, vízben való oldhatóság stb.) a keletkezeit metakovasav.

5.1.2. Sav vizes oldatának előállítása savanhidridből

Morzsányi foszfor-pentoxidot(P20 5) szórjunk vízzel félig megtöltött kémcsőbe.írjuk fél észleléseinket és a reakcióegyenletet.

5.2. Savanhidrid előállítása

Savanhidrid előállítása sóból savvalNátrium-karbonát-oldathoz (Na2C03) öntsünk sósavoldatot. írjuk fél a reakció

egyenletet. Milyen tulajdonságú (vízben való oldhatóság, szín, halmazállapot, szag stb.) a keletkezett szénsav-anhidrid?

5.2.2. Savanhidrid előállítása elemeibőlHevítsünk fülkében vaskanálon kéndarabkát, míg meggyullad, óvatosan

szagoljuk meg a keletkezett gázt, a kénessav-anhidridet. Tegyük a kanalat üvegedénybe, és fedjük be az edényt üveglappal. A kén elégése után öntsünk az edénybevizet, rázzuk össze, és dobjunk bele kék lakmuszpapírt. írjuk le és magyarázzuk meg a változásokat. írjuk fél a reakcióegyenleteket.

5.3. Bázis előállítása

5.3.1: Bázis előállítása sóból másik bázissal

Kevés vas(IH)-klorid-oldathoz adjunk nátrium-hidroxid-oldatot. írjuk fél a reakcióegyenletet. Az észlelés alapján írjuk le, hogy milyen tulajdonságú (vízben való oldhatóság, szín) a vas(IIÍ)-hidroxid.



BÁZISA NHlt) RID ELŐÁLLÍTÁSA 95

D.8A Bázis előállítása bázis anhidridből

Tegyünk porcelán csészébe néhány darabka égetett meszet, majd cseppentsünk rá apránként vizet, míg a porcelán cBésze alján kevés oldat gyűlik össze.Mártsunk az oldatba vörös lakmuszpapírt. Észleléseinket jegyezzük fel, és magyaráz

zuk meg. írjuk fel a reakcióegyenletet.6.3.3. Bázis előállítása fémből vízzel

Nagyobb főzőpoharat töltsünk meg félig vízzel. Cseppentsünk bele néhánycsepp fenolftaleint, és állítsuk fülkébe. Petróleum alatt vágjunk le búzaszem nagyságú fémnátrium-darabkát. Még a petróleum alatt tisztítsuk meg a nátriumota kérgétől. A kéregben ui. robbanó tulajdonságú alkil-peroxid-nátrium-vegyületekvannak, melyek kísérlet közben felrobbanhatnak. A tiszta nátriumot csipesszelfogjuk meg, szűrőpapírral itassuk le a petróleumot, és ejtsük bele a vízzel teltpohárba, majd a lehúzott fülkeajtón át figyeljük. Észleléseinket jegyezzük fel és magyarázzuk meg! írjuk fél a reakcióegyenletet.

5.4. Bázisanhidrid előállítása

■ irAéL Bázisanhidrid előállítása sóból bázissal

Kevés réz(II)-szulfát-oldathoz adjunk nátrium-hidroxid-oldatot, majd forral juk egy ideig a kémcső tartalmát. Jegyezzük fél és magyarázzuk meg az észlelteket., írjuk fél a reakcióegyenleteket.

B.l'.-fli Bázisanhidrid előállítása sóból bázisanhldriddelTegyünk porcelán mozsárba kevés szilárd ammónium-kloridot. Szagoljuk meg,

és tartsunk föléje megnedvesített vörös lakmuszpapírt, majd dörzsöljük összekevés kalcium-oxiddal. Óvatosan szagoljuk meg, tartsunk föléje újból megnedvesített vörös lakmuszpapírt. Észleléseinket jegyezzük fel és magyarázzuk meg. írjuk

fél a reakcióegyenleteket.

6.4.3. Bázisanhidrid előállítása elemeiből

Té^elyfogóval tartott magnéziumszalag-darabkát gyújtsunk meg porcelán

tál fölött. A lehullott magnézium-oxidot dörzsöljük el kevés vízzel, majd mártsunkbele vörös lakmuszpapírt. írjukyfel észleléseinket és a változás egyenletéit.

*jjLzisan{ddrid előállítása só termikus elbontásával

d^fer-’ÍÖfi^ányfc^agy mészkövet tartsunk tégelyfogóval erősen fúv6g^zéttyÉMpn^rés izzítsuk néhány percig. Lehűlés után porcelán tálban keverjükössz(flra)ány ml vízzel és néhány csepp fenolftalein indikátorral. írjuk fél észlélé-

iíétféalccióegyenle^^'setni

5.5 Só előállítása' T V

5.b.l. Só elffállH ^lem eU iől

Mérjrfnk l^cin kpo^ és kénport egyenértékűonennyiségben, rpajd jól keverjükössze. A keVhréket helyezzük fülkében kúp alakban vaslapra, és gyújtsuk meg.

A vaslapot ne tegyülycbzve^lenü 1a fülke lapjába, dogjuk be, hogy levegőben legyen,merüjKyaslap a regpcióhőtől legtöbbször felizzik. ’A keletkezett cink-szulfid egy



SÓ ELŐÁLLÍTÁSA 97

a másik kémcsőben bázisos só keletkezett ? írjuk fel a bázisos só keletkezésének egyen

letét.

-ffifi Bázisos kobaltsó előállítása

Cseppentsünk 4-—5 ml nátrium-hidroxid-oldatba égy csepp kobalt(II)-klorid-

oldatot. Rázogassuk a kémcsövet, majd figyeljük meg a leülepedő csapadékszínét. Ismételjük meg a kísérletet úgy, hogy 4—5 ml kobaltsóoldatba cseppentsünk egy csepp nátrium-hidroxid-oldatot. Milyen színű a kobalt(II) -hidroxid, és milyen a bázisos kobalt(II)-klorid? írjuk fel a reakcióegyenleteket.

^.frrS.-K SOj. CuSO,. 6 H20 kettős só előállítása i*. U ' / ? ^ li

Mérjünk le 3 g kristályos réz(II)-szulfátot (CuS04 5 H20) és vele egyenértékűmennyiségű kálium-szulfátot. Kis pohárban oldjuk fel a két só keverékét 15 mlforr<^vízben. Ha az oldat zavaros maradna, szűrjük meg vízfürdőn előmelegítetttölcsérbe helyezett redős szűrőn, majd tegyük félre az oldatot. Másnap vagy egyhét múlva öntsük le az anyalúgot a kivált kristályokról, és szárítsuk meg a kristályokat szűrőpapír között.

ügy is eljárhatunk, hogy a réz-szulfátból és kálium-szulfátból is forrón telített oldatot készítünk, majd a két forró oldatot keverjük össze.

■ 5.6.9. CuCl2. 2 KC1 •2 H20 kettős só előállítása

Oldjunk fel kis pohárban 3 g kristályos réz(II)-kloridot (CuCl2 2 H20) ésegyenértékű mennyiségben kálium-kloridot 8 ml vízben, melegítés közben. A tisztaoldatot tegyük félre. Másnap, esetleg később öntsük le az oldatot a kivált kris

tályokról. A kristályokat szárítsuk meg levegőn szűrőpapír között.

S>ü«4ÁHiíomplex só előállítása

1/3 kémcsőnyi réz(II)-szulfát-oldathoz cseppentsünk annyi amibónium-hid-roxid-oldatot, hogy az eleinte keletkező csapadék éppen feloldódjék. Az oldathozöntsünk néhány ml 96%-os etilalkoholt, keverjük össze, majd szűrjük le, és szűrőpapír között szárítsuk meg a kivált [Cu(NH3)4]S04 H20 komplex sót.

HMi^Amfoter oxid reakciója savval és bázissal

Szórjunk két kémcsőbe kevés ólom(II)-oxidot vagy cink-oxidot, és öntsünkaz egyik kémcsőbe nátrium-hidroxid-oldatot, a ^másikba salétromsavoldatot.Rázogassuk a kémcsöveket, esetleg enyhén melegítsük. írjuk fel az észlelt változá

sok reakcióegyenletét.

*

7 Általános és szervetlen kémiai praktikum —4284/1.



6. Termokémia

'fcl. Vízmentes és kristályríztartalmú só oldódása

Mérjünk le kb. 10 g elporított glaubersót (Na2S04 10 H20). öntsünk50 ml-es főzőpohárba 10 ml vizet, és mérjük meg a hőmérsékletét. Anélkül,hogy a hőmérőt a vízből kivennők, szórjuk bele az elporított sót, és keverjükmeg jól. Figyeljük meg az oldat hőmérsékletét. Jegyezzük fel a víz és az oldat hő

mérsékletét.Mérjünk le kb. 10 g glaubersót, és izzítsuk ki porcelán tálban időnkint üveg

bottal kevergetve. A só előbb a kristályvizében feloldódik, további melegítés sorána víz elpárolog. írjuk fed a reakcióegyenletet. Lehűlés után porítsuk el a kiizzítottsót dörzscsészében, majd szórjuk 10 ml ismert hőmérsékletű vizet tartalmazó*

50 ml-es főzőpohárba. Figyeljük az oldat hőmérsékletét. Jegyezzük fel a víz és az oldat hőmérsékletét. Magyarázzuk meg a glaubersó és a vízmentes nátrium-szulfát oldásakor észlelhető hőmérsékletváltozás okát.

6.2. Az égés feltételei

Tegyünk vízzel telt pohárba búzaszem nagyságú sárgafoszfor darabkát. A foszfort víz alatt, esetleg mozsárban vágjuk el, és tégelyfogóval, vagy csipesszelfogjuk meg! (A sárgafoszforral óvatosan dolgozzunk, lásd az 1.2.-ben.) Vezessünka pohárba lassú oxigénáramot úgy, hogy az oxigén a foszforral érintkezzék. Melegítsük fel a vizet 70—80 C°-ra, ób ismételjük meg az oxigéngáz bevezetését. írjuk

fel mindkét esetben észleléseinket és a folyamatok reakcióegyenletét. A megmaradtfoszfordarabkákat gondosan gyűjtsük össze, és öntsük a’ gyűjtőüvegbe.

6.3. Jég Jkölcsönhatása tömény kénsavval

Kémcsövet töltsünk tele darált jéggel, és öntsünk erre kb. 1 ml tömény kénsavat. A kémcső tartalmát üvegbottal keverjük össze alaposan. Mérjük meg amaradék jéggel egyensúlyban levő oldat hőmérsékletét. Milyen hőváltozással járó•

folyamatokkal kell számolnunk, és mi a hőmérsékletváltozás oka ?

"tsá*. Jég kölcsönhatása nátrium-kloriddal

Kb. 100 g darált jéghez adjunk 40 g finomra porított NaCl-ot, 5 g-onként.

Minden részlet hozzáadása után keverjük össze a nátrium-kloridot a jéggel ób azoldattal, utána pedig mérjük meg a keverék hőmérsékletét. A kafott adatokat ábrázoljuk a hozzáadott Na/Cl mennyiségének függvényeként. Mi szab határt a hőmér

séklet csökkenésének? Milyen heterogén egyensúlyok állnak fenn a kísérlet során?



7. Elektrokémia

7.1. Alapfogalmak, egyszerű áramkörök alaptörvényei

Az elektromosság mennyiségének gyakorlati egysége a coulomb (C). Értékea Coulomb-ié\e törvényből adódó ún. abszolút egység 3 109-szerese. Az áramerősség gyakorlati egysége az amper (A). 1 amperes az áram, ha másodpercenként 1 coulomb halad át a vezető keresztmetszetén. A potenciálkülönbség vagyfeszültség gyakorlati egysége a volt (V),az ellenállás gyakorlati egysége az ohm (P).Ha a vezető 1 ohm ellenállású szakaszának két vége között 1 V a feszültségkülönbség, akkor azon 1 A intenzitású áram halad át. Az elektromos energia egysége a

joule (J), az a munka, melyet 1 C elektromosságmennyiség I V potenciálkülönbségen áthaladva végez. 1 J = 1 V 1 C. Az időegységben termelt munka ateljesítmény. Egysége a watt (W). A rendszer teljesítménye 1 W, ha másodpercenként1 .J munkát végez. J W —- 1 V 1 A. Egy kilowattóra (kWh) = 3,6 •1063.

Valamely R ellenállású vezető két vége között levő E potenciálkülönbség és avezetőn áthaladó áram I intenzitása közötti összefüggést Ohm törvénve fejezi ki:

E > I = — • Ez az Összefüggés egyaránt érvényes az egész áramkörre, valamint az

áramkör bármely részére: •Számítsuk ki, milyen erősségű áram folyik egy 60 wattos, 110 voltos égőn,

ha olyan vezetékkel kapcsoljuk a 110 voltos városi hálózathoz, melynek ellenállásaelhanyagolhatóan kicsi.

00Watt = volt ■ amper, behelyettesítvo 60 == 1Í0 •xA, ebből xA = =

— 0,55 A. Az égőn tehát 0,55 amperes áram halad.

Számítsuk ki ugyanennek az égőnek az ellenállását. Ohm törvénye szerint: E 110

I = 7=r ; I az előbbi számítás alapjáéi 0,55 amper, behelyettesítve. 0,55 = - 5 -1_ft * XI

ebből R — — - — 200 ohm. Az égő íűtőszálának ellenállása tehát 200 ohm.(J,0 0

Egymás után kapcsolt (sorbakapcsolt) ellenállások értéke összegeződik. Ahhoz, hogy ugyanakkora potenciálkülönbség hatására ugyanolyan I intenzitásúáramot kapjunk, a sorbakapcsolt R1-\-R2 ellenállást olyan R ellenállással kell

helyettesíteni, amelyre érvényes az = R

összefüggés.Számítsuk ki, mennyi annak az elektrolizáló cellának a látszólagos ellenállása,melyen 0,25 amperes áram halad, ha két 60 wattos égővel kapcsoljuk sorba a 110voltos városi hálózathoz (7.1.1.- ábra).



AL APFOGAL MA K 101

Az egész rendszer ellenállása: R = i?24-i?3. Ohm törvénye szerint I —

1 1 0ebből R = i í? . = 4 4 0 .

0,251 és E ismert értékét behelyettesítve: 0,25 = ^

A rendszer ellenállása tehát 440 ohm. Egy 60 wattos égő ellenállása 200 ohm, a kétsorbakapcsolt 60 wattos égő— egyenáram

váltóáram

® lámpa 110 V-

7.1,1. ábra. Ellenállás egyszerű mérése

h

együttes ellenállása-\-R2) = 400 ohm, tehát azelektrolizáló cella látszólagosellenállása (J?a) = 440— 400 =—- 40 ohm.

Ha valamely áramkörben elágazás van, az egyeB részek ellenállása és a bennük haladó áram intenzitásaközötti összefüggést. Kirchhoff törvényei írják le.

Kirchhoff első törvénye értelmében minden elágazásipontban az odahaladó és azonnan eltávozó áramok intenzitásának összege egyenlőegymásul (7.1.2. ábrái

I = ^l + ^ 2 + 3‘ Kirchhoff második törvé

nyéből vezethető le, hogy apárhuzamosan kapcsolt ellenállások" eredőjének reciprokértéke egyenlő az összetevőellenállások reciprok értékének összegével:

J____

1 p .

J_ R “ ÍZ, iü2 + + ' * *

Számítsuk ki, mennyilesz az áramerősség az egészrendszerben és mennyi különaz egyes ágakban, ha az előbb említett cellát és a két 60 wattos égőt párhuzamosan kapcsdljuk a 1 1 0 voltos városi hálózathoz (7 .1 .3 . ábra).

I

f ------

h I

k__

_

h J 7.1.2. ábra. Áramelágazóe

110 V-

j _ ___ i_ i_

R Ri^~ R2

behelyettesítve;

1 , 1

t e l t g



Ezt Ohm törvényébe helyettesítve:7

r HO 110

Tl = 20Ö 0>55, Z2 = ° '55, /a = To = 2j '*

Az egész rendszerben az áramerősség 3,8 amper, ebből a cellán áthaladóáram intenzitása 2,7 amper, az egyes égőkön áthaladó áram intenzitása pedig0,55 amper.

Számítsuk ki, hány égőt kell felhasználnunk, és ezeket hogyan kell az áramkörbe kapcsolnunk, hogy a katódon az áramsűrűség kb, 0,5 A/dm2 legyen. (Az

áramsűrűség egyenlő a fclületegységre eső áram intenzitásával). Az áramforrása 110 voltos városi egyenáramú hálózat, a katód oldatba merülő része 10 cm cl-hosszú, négyzet alakú lap. Az eléktrolitoldat ellenállása elhanyagolható. A katódíelülete a négyzet két oldalát figyelembe véve 10 X 10 X 2 = 200 cm2 = 2 dm2.Ha a 2 dm2-es felületen át 1 amperes áram halad, úgy az áramsűrűség 0,5 A/dm 2

lesz. Ha 1 db 100 wattos égőt az elektrolizáló cellával Borbakapcsolunk, kb. 1 amperes áramot kapunk, mert

watt = volt •amper, behelyettesítve 100 = 110 I, ebből

r 100 _ . I - 110. - 0,91 A

Kb. 1 amperes áramot kapunk akkor is, ha a cellával 2 párhuzamosan kötött60 wattos égőt, vagy 3 párhuzamosan kötött 40 wattos égőt, vagy'4 párhuzamosankötött 25 wattos égőt kapcsolunk sorba. Ugyanis

teljesítményfeszültség

60 WÍÍŐ~V

= 0,545 és 2 •0,545 = 1,09 A

I = 0,364 és 3 -0,364 1,09 A

25 I = ~ = 0,227 és 4 •'0,227 = 0,91 A

7.2. Egyszerű elektrokémiai gyakorlatokhoz használt eszközök

A gyakorlatok elvégzéséhez szükséges berendezéseket kapcsolási vázlatalapján állítsuk Össze. A berendezés legyen rendes és könnyen áttekinthető. Leggyakrabban a városi egyenáramot használjuk, melyet a laboratóriumi asztalonelhelyezett kapcsolótábláról ággztatunk le. Ügyeljünk arra, hogy ne terheljük meg a



ESZKÖZÖK 103

vezetéket a megengedettnél nagyobb áramerősséggel (rövidzárlat), mert akkor avezeték túlságosan felmelegszik, és a szigetelése meggyulladhat. Ennek megakadályozására biztosítékot iktatnak a vezetékbe. Ezek a biztosítékok könnyen olvadódrótból (ólom, ón stb.) készülnek. A drót keresztmetszete akkora, hogy ha a rajtaáthaladó áram intenzitása a megengedett maximális értéket túllépi, akkor a drótmegolvad, s megszakítja az áramkört. Kényelmesebb az elektromágneses hatásonalapuló automata 'biztosíték. Ebben a megengedettnél erősebb áram kikapcsolóthoz működésbe, melyet a rövidzárlat megszüntetése után ismét bekapcsolhatunk.

A berendezés összeállításakor az áramforrást kapcsoljuk be utoljára. Soha ne nyúljunk Vizes kézzel a kapcsolótáblához vagy a működő berendezéshez. A bekapcsolt berendezéshez sem szabad úgy hozzáérnünk, hogy közben másik kezünkkel

a vízcsapot vagy a gázcsapot fogjuk. A kísérlet közben felmerült hiba kijavítása előtt az áramforrástkapcsoljuk ki. Az áramkör megszakítása a földzárlat

veszélyét nem szünteti meg. A berendezést akkor kapcsoltuk ki, ha mindkét vezetéket c-ltávolitottuk a kap-

banándugó

banánhüvely

7.2.1. ábra. Villamos érintkezők

csolótábláról. Szerencsétlen körülmények között már 42 V is halálos balesetet okozhat. Villamosság által okozott súlyosabb balesetkor az áram ütöttrendszerint nem bírja elengedni a vezetéket. Ilyenkor az első teendő a. sérült ki

szabadítása az áramkörből. Az áramot ki kell kapcsolni, vagy a vezetéket szigeteltnyelű szerszámmal el kell vágni. Vigyázzunk, hogy az áramkörből kiszabadulósérült le ne essék. Az áramkörrel még érintkezésben levő sérültet csak óvatosan,szigetelő talpazatra állva, száraz ruhával vagy gumikesztyűben foghatjuk meg.Ha a sérült eszméletlen, nem lélegzik, azonnal meg kell kezdeni a. mesterségeslélegeztetést, és addig — néha több órán át — alkalmazni, míg orvosi segítséget nem kapunk, vagy míg a sérült életre nem kel.

A berendezés egyes eszközeit gumi- vagy PVC-szigetelésű, kis ellenállásúrézdrót (kábel) segítségével kössük össze. Ügyeljünk arra, hogy a drótok össze

ne gabalyodjanak. Tárolásukra előnyös egy falra erősített vízszintes, pl. alumíniumból készíthető lap. A drótok a lapba vágott, a drótoknál szélesebb, de abanándugónál keskenyebb résekbe akaszthatok.

Ügyeljünk arra, hogy az érintkezések (kontaktusok) kifogástalanok legyenek. A drótvégek egyszerű összecsavarása bizonytalan érintkezést ad, ezért az összekapcsoláshoz mindig erős szorítócsavarokat használjunk. Állandó jellegű össze-



104 ELEK.THOK.ÉMIA

kapcsolásra legbiztosabb az összeforrasztás. Drótok összekapcsolására szigetelőtalapzatra erősített konnektort és dugaszt, vagy banánhüvelyt és banándugót alkalmazunk (7.2.1. ábra). Lemeznek, rúdnak dróthoz való kapcsolásához is készítenek megfelelő csatlakozót. Ilyenek hiányában úgy is eljárhatunk, hogy a drótot

banándugóba erősítjük, majd a banándugóra krokodilcsipeszt húzunk, és azzalfogjuk meg a lemezt vagy a rudat, összekapcsolás előtt tisztítsuk meg késselvagy dörzsvaszonnal a drótvégeket, a krokodilcsipeszek érintkező felületét, a banándugót stb.a rosszul vezető oxidrétegtől. Haa drót vékony, és a banándugóvagy a csatlakozó szorítócsavarja rövid, és nem szorítja le adrótot, akkor a drót végét néhányszor hajtsuk be. A szorítócsavart kézzel vagy csavarhúzóval erősen megszorítjuk, majd adrótot gyengén meghúzzuk, hogymeggyőződjünk a biztos érintkezésről.

Ha a kapcsolótáblán kevesebb a konnektor, mint ahányanegyszerre dolgozni kívánnak, ak

kor elosztót használunk. Elosztót magunk is készíthetünk akövetkezőképpen: fa- vagy műanyag keretre szigetelőlapot erősítünk. A szigetelőlapba banánhüvelyeket illesztünk két sorban, egymástól néhány centiméterre. Az egy*sorban levő banánhüvelyeket alul vastag róz-dróttal kötjük össze (7.2.2. áb

ra). A kapcsolótábla konnektorát Összekapcsoljuk a két szélsőbanánhüvellyel,. így az összes

többi banánhüvelypár ugyanolyan" áramforrásként használható, mint a kapcsolótábla konnektora.

A továbbiakban leírt elektrokémiai gyakorlatok elvégzéséhez használhatunklámpaellenállást- (7.2.3. ábra): ez két, szigetelő talapzatra erősített izzólámpa,melyet vezeték köt össze a talapzat négy sarkán levő csatlakozóval. így a két égőttetszés szerint kaposolhatjnk sorba vagy párhuzamosan a berendezés áramkörébe.

Elektrolízishez különböző elektródokat használunk. A rézelektród keskenyrézlemez, anódként nem használható, mert oldatba megy. A szénelektród vékonyszénrúd (elektródaszón); hátránya, hogy lassan elporlik. IndifferenB elektróda platinaelektród. Platinatű-elektródot magunk is készíthetünk: I—1,5 cm-esplatinadrótot felizzítunk, finom csiszolóvászonnal fényesre dörzsöljük, majdalkoholos vattával gondosan letisztítjuk. Abból a cBŐből, amibe be akarjuk fór-

■ 0 "7.2.3. ábra. Lámpaellenálléa



106 ELEKTROKÉMIA

Előfordul, hogy a konnektorok nincsenek egyformán bekötve az egyenáramúhálózatba. Ezért, ha egyszer megjelöltük az egyik konnektorba illesztett dugaszkét drótján a pólusokat, az csak arra a konnektorra érvényes.

7.4. Elektrolízis7.4.1. Nátrium-szulíát-oldat elektrolízise

Kapcsoljunk Borba villanykörtét elektrolizáló cellával. Az elektrolizáló cellaU-cső, melybe parafadugó segítségével erősítsünk be két platinaelektródot,fPlatinaelektród hiányában kátédként rézelektródot, amidként? szénelektródot

használhatunk.) Az U-csőbe töltsünk 2—3 cseppuniverzál indikátorral megfestett nátrium-szulfát-oldatot, majd fogjuk be állványba (7.4.1.1. ábra).(Ha az U-csőnek nincs oldalcsöve, vágjunk az elekt

ródot tartó dugó oldalába vájatot.) Kapcsoljuk beaz egyenáramot, és figyeljük, mi történik a katód-térben, illetve az anódtérben. Rajzoljuk le a kapcsolási vázlatot. Észleléseinket jegyezzük fél és magyaráz

zuk meg.

7.4.2. Réz-pirokromát-oldat elektrolízise

A 7.4.1.1. ábra szerinti berendezést használjuk. Az U-csobe töltsünk kevés tömény réz-pirokromák-oldatot (CuCr20 7). (Réz-pirokromát hiányában telített réz-szulfát- és kálium-bikromát-oldatot elegyítünk 1 :1 arányban.) Az oldat fölé rétegezzünk pipettával az U-cső mindkét szárába híg, kb. 1 %-oskénsavoldatot. Ügyeljünk arra, hogy az oldatok nekeveredjenek. A rétegezés annál könnyebben sikerül,minél nagyobb a két oldat sűrűsége közötti különbség. Ezért a réz-pirokromát-oldatot karbamiddal vagy

“tömény kénsavval szokták telíteni, hogy a sűrűsége nagyobb legyen. A réz--pirokromát-oldat felszíne és az'elektród vége között legalább 2 cm-es távolság

legyen. A rendszert kapcsoljuk lámpaellenálláson keresztül a hálózati egyenárammarkaihoz. Mit tapasztalunk 10—20 percnyi elektrolízis után?

7. 4.1.1. ábra. Elektrolizáló edény

7.4.3. Réz(ll)-szulf át-oldat elektrolízise

A 7.4.1.1. ábra szerinti berendezést kapcsoljuk sorba lámpaellenállással.Elektrolizáljuk egyenárammal az alábbi Oldatokat a következőkben felsorolt•elektródokkal:

1 . elektrolit: réz-szulfát-oldat; anód: réz, katód: réz2 . elektrolit: réz-szulfát-oldat; anód: platina, katód: réz

3. elektrolit: réz-szulfát-oldat; anód: réz, katód: platina4. elektrolit: kénsavoldat; anód: réz, katód: réz

A platina elektródra kivált rezet kevés tömény salétromsavval oldjuk le,esetleg enyhe melegítés közben. Minden esetben figyeljük az elektródok terében ■ végbemenő változásokat, jegyezzük fél és indokoljuk meg azokat!



ELEKTROLÍZIS 107

7.4.4. Kálium-jodid-oldat elektrolízise

A 7.4.1.1. ábra szerinti berendezést használjuk. Az U-csőbe kb. 0,5%-oskálium-jodid-oldatot öntünk. A katódtérbe néhány csepp fenolftaleint cseppentünk. Az U-csőbe platinaelektródokat illesztünk, sorba kapcsoljuk lámpaellenállással, és bekapcsoljuk az áramot. Jegyezzük fel az elektródok körül megfigyelt változásokat. '

7.5. A hidrogén- és rézionok mozgékonyságának összehasonlítása

Kapcsoljunk sorba U-csövet lámpaellenállással. Az U-csövet fogjuk állványba,majd töltsük meg kevés kálium7hidroxidot és timol-ftaleint tartalmazó kálium-klorid-oldattal. (Az oldat összetétele: 300- gKC1 -f- 1000 ml víz -f- 2—3 szem KOH pasztilla-}- 10 ml timol-ftalein-oldat.) Az U-cső egyik

szárába rétegezzünk óvatosan sósavval erősenmegsavanyított réz(II)-klorid-oldatot. (Az oldatösszetétele: 40 g kristályos CuCl2-j-500 mlvíz -j- 15 ml cc. HC1.) Ügyeljünk arra, hogy akét oldat ne keveredjék. Az U-cső mindkét szárába helyezzünk platinaelektródot. (Platina-elektród hiányában szénanódot és rézkatódotis használhatunk.) Ragasszunk az U-csőrevékony ragasztószalagot, és jelöljük meg rajtaa sötétkék és halvány zöldeskék oldat érintkezési vonalát (7.5.1. ábra). Ha a rétegzés közben a két oldat kissé összekeveredik, a két oldat között halvány, majdnem színtelen rétegkeletkezik. Ilyenkor jelöljük meg a színtelenréteg két határvonalát. Az áramkört úgy kap-esoljuk be, hogy a réz(II)-klorid-oldatba merülő elektród legyen az anód. Figyeljük a különböző színű oldatok határvonalát az elektrolízis első 1 0— 2 0 percében.

A hidrogénionok és a rézionok a kát ód felé vándorolnak. A hidrogénionok akálium-kloridot és kálium-hidroxidot tartalmazó oldatba jutva, a hidroxilionokkaldisszociálatlan vízmolekulákká egyesülnek. Ezért a bázisos kémhatás megszűnik, ésa timol-ftalein elszíntelenedik. A halvány zöldeskék és a színtelen oldat határvonala{á rézionok által megtett út) lassabban halad előre, mint a színtelen és a sötétkékoldat határvonala (a hidrogénionok által megtett út), mert a hidrogénionoknagyobb sebességgel mozognak. Bizonyos idő elteltével jelöljük meg a ragasztószalagon a két határvonal magasságát. Milliméterpapírral mérjük meg a hidrogén-és rézioüok által megtett út hosszát. A mérési adatból számítsuk ki, hogy a hidrogén

ionok mozgékonysága hányszor nagyobb a. rézionok mozgékonyságánál.

7.6. Vízbontás

Töltsünk meg két kémcsövet színültig reagens (9%-os) kénsavval, és ujjunkkalbefogva, szájjal lefelé fordítva helyezzük reagens kénsavval telt kristályosítócsészébe (7.6.1. ábra). A kémcsöveket fogjuk bé állványba, és helyezzünk alájuk

7.5.1. ábra. lonmozgékonyság tanulmányozása



110 ELEKTROKÉMIA

c) 2 n sósavoldatd) 2 n ecetsavoldat e) 2 n nátrium-hidroxid-oldat f) 2 n ammónium-hidroxid-oldat g) 2 mólos nátrium-klorid-oldath) 2 mólos ammónium-acetát-oldat

A c) és e), valamint a q) kísérletnél a lámpa fényének erősségéből az elektrolitionjainak a mozgékonyságára is következtethetünk. Hogyan?

7.8.8. A kénsav oldat vezetőképességének változása a koncentrációval

Válasszunk két egyenlő nagyságú U-csövet. Töltsük meg az egyiket szoba-hőmérsékletre lehűtött^SO %-os kénsavoldattal, a másikat (száraz legyen) töménykénsav oldattal. A’ két ^ cső mindkét szárába helyezzünk 1 — 1 szénelektródot úgy,

hogy az elektródból csak 1/ 2 centiméter merüljön be, és a két elektród közöttitávolság azonos legyen. Váltakozóáram esetén rézelektródot is használhatunk. Mindkét U-csŐhöz kapcsol

junk sorba 1— 1 azonos fogyasztásúizzólámpát, és a két cellát kapcsoljukegymással párhuzamosan a váltakozóáramú városi hálózathoz (7.8.3.1. ábra). Figyeljük meg a két izzólámpafényének egymáshoz viszonyított erősségét. Kapcsoljuk ki a városi hálózatot, és toljuk le a tömény kénsavvaltöltött kémcsőben a két elektródotamennyire csak lehét, úgy, hogy a kételektród közötti távolság minimálislegyen. Kapcsoljuk be a városi hálózatot, és figyeljük megint a két izzófényének egymáshoz viszonyított erős

ségét. (Miért változott meg az égő fényének erőssége ?) Ismételjük meg az előbbi

kísérletet, de tömény kénsav helyett használjunk most 1%-os oldatot. Mielőttbeöntenénk az U-csőbe a híg savat, öblítsük ki alaposan csapvízzel, maid desztillált vízzel, és mosi-.uk le az elektródokat. írjuk le a kísérlet alatt tett megfigyeléseinket. M i az észlelt jelenség magyarázata ? A károm különböző koncentrációjú kénsav- oldat fajlagos vagy ekvivalens vezetőképességét hasonlítottuk-e össze? (A töménykénsav csak igen kismértékben diaszociál.)

7.9. A standardpotenciál-táblázat alapján könnyen értelmezhető reakciók

a) Tegyünk külön-külön kémcsőbe egy-egy darabka rézdrótot, vasdrótot,fómcinket és magnéziumszalagót. Mindegyik kémcsőbe öntsünk 4—5 ml híg sósavoldatot. Melegítsük fel azokat a kémcsöveket, amelyekben nem láttunk változást.írjuk fel, milyen változást észleltünk, és magyarázzuk meg a jelenségeket. írjuk fel a reakciókat ionegyenletben. Milyen fémekkel fejleszthetünk savakból hidrogént?

b) öntsünk 3 kémcsőbe 5— 6 ml réz-szulfát-oldatot. Az egyik kémcsőbe márt- V

110 V k



GALVÁNELEMEK, 111

fiunk cinklemezt, a másikba vaslemezt. A cink- és vaslemez felületét előzetesentisztítsuk meg alaposan csiszolópapírral. Emeljük ki az oldatból a lemezeket. Milyen változást észlelünk a cinklemezen és milyent a vaslemezen ?, Helyeztük vissza alemezeket az oldatba, és huzamosabb idő múlva nézzük meg a lemezeket. Hasonlít

suk össze az eredeti rézszulfát-oldatot azzal az oldattal, amelyikben sokáig állt aoinklemez, illetve vaslemez. M i az észlelt jelenségek magyarázata? ír juk fel a reakciókat ionegyenletben.

c) Gondosan megtisztított rézlemezt vagy rézérmét mártsunk néhány percrehiganv(II)-klorid-oldatba, majd öblítsük le vízzel, és töröljük le szűrőpapírral. Mit észlelünk? Mi az észlelt jelenség magyarázata? írjuk fel a folyamat ionegyenletet.

d) Öntsünk kémcsőbe 2-^-3 ml kálium-bromid-oldatot, egy másik kémcsőbe 2—3 ml kálium-jodid-oldatot, majd mindkét kémcsőbe kb. 1 ml szén-tetra-kloridot (kloroform, vagy szén-diszulfid is használható). Adjunk a két oldathoz

cseppenként klórosvizet (klórgáz vizes oldatát), minden részlet hozzáadása utánrázzuk össze az elegyet, és figyeljük a kémcső alján összegyűlő szén-tetrakloridosfázis színét.

A szén-tetraklorid a víznél jobban oldja az elemi halogéneket, ezért a kiválóhalogének átrázhatók a szén-tetrakloridos fázisba. A klór színtelenül, a brómvörösbarna, a jód ibolya színnel oldódik a szén-tetrakloridban.

A kísérletet végezzük el úgy is, hogy kalium-jodid-oldatba szén-tetraklorid jelenlétében brómosvizet (bróm vizes oldata) adagolunk cseppenként, rázogatásközben. Figyeljük a szén-tetrakloridos fázis színét. írjuk fel ionegyenletben a fenti kísérletek során végbemenő folyamatokat, és magyarázzuk meg azokat.

Diana fája

5— 6 ml ezüst-nitrát-oldatot tartalmazó kémcsőbe ejtsünk 2—3 higanycseppet,majd tegyük félre. Néhány óra vagy inkább néhány nap múlva figyeljük mega higanyra kivált fémezüstöt (Diana fája). Milyen alakúak a kiváltezüstkristályok ? A kivált ezüsttel egyenértékű higany ment oldatba higany(I)ion alakjában. Az oldatba ment higanyion vegyértékéről könnyen meggyőződhetünk. Szűrjük meg a kémcső tar

talmát. A maradék higanyt és az ezüstöt ne a kiöntőbe, hanemkülön gyűjtőüvegbe öntsük. A szűrlethez adjunk ammónium-hidroxid-oldatot. A higany(I)ion (Hg!i+ + ) ammónium-hidroxiddalfekete, a higany(H)ion (Hg++) fehér csapadékot ad. A jelenlevőezüstionok nem zavarják a kimutatást, mert az ammónium-hid-roxid hatására átmenetileg leváló ezüst-oxid-csapadék az ammónia feleslegében feloldódik.

Magyarázzuk meg, miért ment végbe a reakció annak ellenére, hogy a két standardpotenciál értéke azonos: e02Hg/Hg a+ + = 0,80 V és£q Ag/Ag+ = 0,80 V. Vezessük le, hogy milyen ezüstion és higany(I)ion koncentrációviszonynál áll be az egyensúly.

A higany cseppentését legcélszerűbben higanypipettával tganypiPe

(7.10.1. ábra) végezzük. A belső, két végén zárt cső megnyomásával toljuk ki a higanyt.

7.10.1. ábra.



112 ELEKTROKÉMIA

f á i . Daniell-elem összeállítása

öntsünk mérőhengerből két kis pohárba 50 ml vizet, és jelöljük meg a folyadék-szintet, majd ürítsük ki a poharakat. Mérjünk az egyik pohárba annyi kristályos

réz-szulfátot (CuS04 5 H20), hogy oldás után 50 ml-re felhígítva, az oldatrézion-koncentrációja 1 gramm-ionsúly/liter legyen. A második pohárba mérjünkannyi kristályos cink-szulfátot (ZnS04 7 H20), hogy 50 ml oldatban a cinkionkoncentrációja szintén 1 grammionsúly/liter legyen. Mártsunk a cink-szulfát-oldatba cinklemezt, a réz-szulfát-oldaltba rézlemezt. A két oldatot kössük össze

kálium-kloridos agar-agar kocsonyáttartalmazó csővel. A csövet magunkkészítsük. Szobahőmérsékleten telítettkálium-klorid-oldathoz1 szilárd agar-agart adunk (az oldat kb .2 -—3% agar-

agart tartalmazzon), és addig melegítjük, míg fel nem oldódjk. A forróoldatot — legkényelmesebben pipettasegítségével — a már előzőleg elkészített U-alakú csőbe juttatjuk. Kalibrálatlan pipettát használjunk, merta felmelegítés ártalmas (1 .1 0 .). Ügyel jünk arra, hogy a csövet légbuborék-mentesen töltsük meg. A lehűlő oldat

megdermed. A pipettából és a csőből akocsonyát forró vízzel oldhatjuk ki. Az összeállított elem fémlapjaihoz kapcsoljunk rézdrótot. A rézdrótokat mártsukkis tégelyben levő, néhány csepp fenol-ftaleint tartalmazó nátrium-szulfát- vagynátrium-klorid-oldatba (7.11.1. ábra). Mit észlelünk ? írjuk le a kísérlet lefolyását

és magyarázzuk meg. Hogyan lehetne á Daniell-elem eme-jét növelni? Válaszunkat támasszuk alá számítással.

7.12. Őlomfa készítése (Saturnus fája)

Oldjunk fel kb. 3 g ólom(II)-acetátot [Pb(CH3COO)2 •3 H20] 100 ml vízben,és adjunk hozzá ecetsavat, míg az oldat kitisztul.

Mázatlan agyaghengert (samott-tégely is megfelel) töltsünk meg vízzel, éshagyjuk egy ideig állni, hogy a kiszivárgó víz a likacsokból a levegő egy részétkiszorítsa. Majd helyezzünk a hengerbe cinklemezt, és töltsük meg sósavval kissémegsavanyított vízzel. Állítsuk pohárba a hengert, és öntsük a pohárba a készítettólom(II)-acetát-oldatot. A két oldat szintje légyen kb. egy magasságban. Az ólom-(Il)-acetát-oldatba mártsunk rézdrótot, melyet fémes összeköttetésbe hozunk a-cínklemezzel. Az összeállított galvánelemet tegyük félre rázkódásmentes helyre.

Az elem kisülése kb. 2 napig tart. Melyik az elem 'pozitív sarka? írjuk le, milyen folyamatok játszódtak le a két elektródon.

\

1 100 g 20 C°-os víz 34 g KCl-t old.



G A L V Á NE L E M E K 113

'*43. Helyi elemek

'7.13.T. Vas korróziója cinkkel és ónnal való érintkezés esetén Acél tollhegy (vagy iratkápocs) hasítékába helyezzünk vékony cinklemezkét, má

sik tollhegybe pedig vékony ónlemezkét.öntsünk két kémcsőbe vizet, adjunk mindkettőhöz 2—3 csepp kénsavoldatot és 1 csepp híg kálium-[hexaciano-ferrát(III)]--oldatot. A kálium-[hexaciano-ferrát(III)], K 3[Fe(CN)6)] a vas(II)ionokkal intenzívkék színeződést, illetve csapadékot ad. A reakció igen érzékeny. Helyezzük á tollhegyeket az oldatokba, és figyeljük az oldatok színét. Magyarázzuk meg az észlelt jelenséget. Vegyük tekintetbe azt, hogy a fémek egymással és az oldattal valóérintkezésekor galvánelem, ún. helyi — vagy lokális — elem keletkezik.

A kísérlet tanúsága alapján feleljünk meg a következő kérdésre: cinkkel vagy ónnal vonjuk-e be a sérülésnek kitett vastárgyat, ha azt a korróziótól (oldódástól, rozsdásodástól) meg akarjuk védeni? Feleletünket indokoljuk meg.

7.13.2. Hidrogénfejlődés elősegítése helyi elemmela) Tegyünk főzőpohár aljára kis cinklemezt, tőle távolabb kis rézlemezt, és

öntsünk a pohárba kénsavoldatot. Figyeljük a két lemezt. Melyik lemezről szállnakfel buborékok? Ezután üvegbottal toljuk egymásra a két lemezt. Figyeljük meg,hogy hol van hidrogénfejlődés? Majd megint toljuk el egymástól a két lement.

b) Dobjunk két kémcsőbe 1— 1 egyforma, dörzsvászonnal frissen lecsiszoltalumínium le^nezkét, majd öntsünk rájuk 5— 6 ml sósavoldatot. Figyeljük mega hidrogénfejlődés sebességét, majd cseppentsünk az. egyik kémcsőbe 1—2 ,cseppréz-szulfát-oldatot, és keverjük meg a folyadékot. Figyeljük huzamosabb időn át

a két alumíniumlemez oldódásának a sebességét. Magyarázzuk meg az a) és b) kísérletben észlelteket. A magyarázathoz használ juk fel azt a tényt, hogy a tiszta cinken és tiszta alumíniumon a hidrogén csaknagy túlfeszültség esetén válik le. A rézen a hidrogén túlfeszültsége elenyésző.

Elektrolitikus polarizáció

Elektrojizáljunk (1 normál) sósavoldatot szénelektródok között. Az áramotaz egyenáramú hálózatból lámpaellenálláson keresztül vezessük a szénelektródokhoz, amelyek a sósavoldattal telt főzőpohárba mélyen belemerülnek. Néhány

perces intenzív gázfejlődés után kapcsoljuk ki a városi hálózatot. A két szén-elektródhoz kapcsolt drótvégeket mártsuk kis porcelán tálban levő, néhány cseppfenol-ftaleint tartalmazó nátrium-szulfát-, vagy nátrium-klorid-oldatba. Mit

észlelünk? Melyik elektród a keletkezett polarizációs galvánelem pozitív pólusa? Állapítsuk meg, milyen itányú az áram az elektrolízis alatt, és milyen irányú a polarizációs elem működésekor.

7.15. A kálium-klorid- és kálium-jodid-oldat bomlásfeszültségének

összehasonlítása

Állítsuk ÖBsze a 7.15.1. ábra szerinti berendezést. Az egyik U-csövet 1 móloskálium-klorid-, a másikat 1 mólos kálium-jodid-oldattal töltjük meg. A két U-csőmindkét szárába 1— 1 platinatű-elektródot helyezünk, és az U-csöveket egymássalpárhuzamosan kapcsoljuk. Az áramforrás 4 voltos ólomakkumulátor vagy zseb-lámpaelem. Az R ellenállás két vége között a feszültségkülönbség 4 V. Az Acsúszókontaktus mozgatásával tetszés szerinti feszültséget (maximálisan 4 voltot)8 Általános és szervetlen kémiai praktikum - 4284 / 1.



114 ELEKTROKÉMIA

kapcsolhatunk a két cellára. Kapcsoljunk a két U-csőre egyre növekvő feszültséget. Figyeljük meg, hogy melyik oldattal töltött U-csőben indul meg előbb

a gázfejlődés. Növeljük a feszültséget, míg a másik U-csőbenis megindul a gázfejlődés. Ezután a feszültség csökkentéseközben figyeljük, hogy melyik U-cső katódján szűnik megelőbb a hidrogénfejlődés. Számítsuk ki a két oldat bomlási

feszültségét a standardpotenciál-táblázat adataiból, és az eredményt vessük össze a kísérleti tapasztalattal. A felhasználtkálium-jodid-oldatot öntsük a gyűjtőbe.

7.16. A hidrogén túlfeszültsége különböző fémeken

Állítsuk össze a bomlásfeszültség összehasonlításakorhasznált berendezést. Mindkét U-csövet 1 mólos kálium-klorid- vagy nátrium-klorid-oldattal töltjük meg. Az U-csö-

vek anódja platinatű-elektród, a katód az egyik U-csőbenplatinatű, a másikban vékony ólomdrót. Az ólomelektródoldatba merülő darabja legyen ugyanakkora, mint a platinatűé (a túlfeszültség függ az áram sűrűségétől). Növeljüka két cellára jutó feszültséget. Figyeljük, melyik katódon

ifidül meg előbb a hidrogén fejlődése. Ha már mindkét U-csőben látunk gázfejlődést, csökkentsük a feszültséget, és figyeljük, hogy melyik katódon szűnik megelőbb a hidrogén fejlődése. Az elektród ütögetésével győződhetünk meg arról,gyűlik-e még gázbuborék. Tekintettel arra, hogy a két cellára jutó feszültségesés és az elektrolit azonos, a hidrogénfejlődés megindulásához szükséges feszültség a katód anyagi minőségétől függ. A kísérleteredményéből állapítsuk meg, melyik jfémen nagyobb a hidrogén túlfeszültsége.

7.15.1. ábra. Elektrolitoldatok bomlásfe-szültségének Össze

hasonlítása

TtITt Ólomakkumulátor készítése, feltöltéseés kisütése]

Két téglalap alakú, egyszer vagy kétszer átfúrt ólomlemezt üvegbotra fűzve állítsunk főző

pohárba (7.17.1. ábra). A pohárba öntsünk 30%-oskénsavoldatot. Feltöltéskor lámpaellenállás közbeiktatásával a cellát kapcsoljuk össze a hálózatiegyenáram pólusaival úgy, hogy az anódnak kiszemelt ólomlemezt a hálózati áram pozitív pólusához, a katódnak kiszemelt ólomlemezt pedig a negatív pólusához kötjük. Az elektrolízist huzamosabb ideig folytassuk. A töltőáram intenzitásátaz izzólámpa-ellenállás megfelelő megválasztásá

val úgy szabályozzuk, hogy az áramsűrűség az ólomlemezeken ne legyen több0,75 amp/dm2-nél. Amikor az akkumulátor feltöltése befejeződött — a két elektródon bőségesen fejlődik gáz —, szakítsuk meg az áramkört. Figyeljük meg afeltöltött elektródok színét, majd süssük ki az akkumulátort zseblámpaégőn át.

Milyen jelenségen alapszik áz ólomakkumulátor működése? írjuk fél a féltöltésnél és a kisütésnél lejátszódó folyamatok reakcióegyenleteit.



118 KÉMIAI FOLYAMATOK SEBESSÉGE

dugjuk be és rázzuk össze, öntsünk az oldathoz bárium-klorid-, majd sósavoldatot. Mit észlelünk? Minek a jelenlétét mutatjuk ki a kísérlettel? (A bárium-szulfit ósa bárium-szulfát fehér, vízben nem oldódó vegyületek. A sósav csak a bárium-szulfitot oldja, a bárium-szulfátot nem.)

3.4.3. ÁutokatalíziS) negatív katalízis

Közepes töménységű salétromsavban a fémréz az alábbi bruttó reakciókalapján oldódik:

3 Cu -f- 8 H N03 = 3 Cu (NO„)2’+ 2 NO -f 4 H20 (1)

Cu + 3 HNOa = Cu(N03)a + H N 02 + HaO (2)

Cu + 4 HNOa = Cu (N0 3)2 + 2 NOa + 2 H jjO (3)

Főként az ( 1 ) reakció játszódik le, (2) és (3) az (1) reakcióval párhuzamosan, dekisebb mértékben megy végbe.

Az a feltevés, hogy a fémes réz és a salétromsav közötti reakciót a (2) reakcióban keletkezett salétrpmossav gyorsítja (katalizálja). A kérdés eldöntésére végezzük el az alábbi kísérletet:

Készítsünk kb. 2 0 %-os salétromsavat (1 rész cc. HN03 + 2 rész H20),hűtsük le szobahőmérsékletre. Tegyünk három kémcsőbe rézdrótdarabkát. Az első kémcsőbe szórjunk kevés nátrium-nitritet, a harmadikba kevés karbamidot,

majd öntsünk mindhárom kémcsőbe 5— 6 ml 20%-os salétromsavat. Figyeljük a réz-■ drótokat, majd idővel (20—30 perc után) az oldatok színét. Időnként rázogatássalkeverjük a kémcsövek tartalmát. A harmadik kémcsőben levő karbamid negatívkatalizátor szerepét tölti be; savanyú közegben ugyanis a salétromosBavval az alábbiegyenlet szerint reagál:

CO(NH2)2 -f- 2 HNOa = 2 Na -(- C02 -f 3 HaO,

tehát reakcióba lép a feltételezett katalizátorral, elbontja, és ezzel a reakcióterősen lelassítja. Jegyezzük fél az észlelteket. Mindegyik próbánál magyarázzuk meg

•pontosan, mi történt. Alátámasztja-e a kísérlet eredménye a feltevést?\

3.4.4. A hidrogén-peroxid katalitikus bontása nikkel(II)-tddroxiddal

Állítsunk elő Ni(OH)2 csapadékot NiS04 és NaOH reakciójával, majd adjunkhozzá 3%-os H20 2-ot. A Ni(OH) 2 az alábbi egyenletek szerint katalizálja a H20 2

bomlását.

2 NÍ(0H)2+H 202 = 2 Ni(OH)a (1)

2 Ni(OH)3+H2Oa = 2 Ni(OH)a-f 2 H2Q+Oa (2)2 H202= 2 Ha0 + 0 2

A Ni(OH)a és Ni(OH)3 eltérő színű, Ni(OH)3-ot Ni(OH)2-ból NaOQl-tal készíthetünk. A reakció folyamán látható szín alapján döntsük el, hogy az f i ) vagy a (2) reakció nagyobb sebességű.



9. Kémiai egyensúlyok

9.1, A kémiai egyensúly függése a reagáló anyagok koncentrációjától

Elegyítsük kisebb főzőpohárban kb. 1 ml vas(III)-klórid-ol(latot 1 ml kálium-rodanid-oldattal (KSCN). A keletkezett disszociálatlan vaB(III)-rodamd-moleku-láktól sötétvöröB oldatot hígítsuk fel vízzel annyira, hogy átlátszó piros legyen'majd osszuk szét 5 kémcsőbe. Az elBŐ kémcsövet — színösszehasonlítás céljából —

hagyjuk változatlanul, a másodikba szórjunk % kanálnyi kristályos vas(HI)-klo-ridot, a harmadikba ugyanannyi kristályos kálium-rodanidot, a negyedik kémcsőbeöntsünk 1—2 ml higany(II)-nitrát-, vagy higany(II)-klórid-oldatot, az ötödik kémcsőbe ugyanennyi nátrium-fluorid-oldatot.

Írjuk fel a vas(III) -rodanid keletkezését ionegyenletben, majd Írjuk fel erre a tömeghatás törvényét. Magyarázzuk meg a tömeghatás törvénye alapján a reagensek hozzáadásakor észlelt változásokat.

Az értelmezéshez tudnunk kell, hogy a fluoridion a vas(III)ionnal színtelenkomplex (FeFfl)3_ iont képez, a higany(II)ion pedig a rodanidionnal ad színtelen

disszociálatlan molekulát.

9.2. Oldáshő előjelének meghatározása a Le Chatelier—Brann-féle elv alapján

Készítsünk ólom-jodid-csapadékot ilgy, hogy néhány ml ólom-nitrát-oldathoznéhány csepp kálium-jodid-oldatot csepegtetünk. A csapadékos folyadékot forral-

juk fel. Az olom(II)-jodid viselkedéséből következtessünk az oldáshő előjelére a Le Chatelier— Braun-féle elv aljapján.

9.3. A kobalt(II)-rodanid disszociációs egyensúlya

Kevés, kb. 1 ml kobalt(II)-klorid-oldathoz adjunk kanálnyi szilárd ammónium-vagy kálium(II)-rodanidot, majd hígítsuk fel az oldatot. Magyarázzuk meg az oldat színváltozását. [A disszociálatlan kobalt(H)-rodanid színe kék, a hidratált kobalt(II)-ioné pedig rózsaszín.]

A bróm hidrolízise

Brómosvízhez adjunk nátrium-hidroxid-oldatot, utána pedig sósavoldatot. Magyarázzuk meg a bekövetkező változást. A folyamat értelmezéséhez tudnunk kell,hogy a bróm a vízzel az alábbi módon reagál:

Br2+ H 20 = HBr+HBrO,vagy ionegyenletben:

Br2+ H 20 = 2 H ++ B r-+B rO - A HBr és a HBrO színtelen, vízben oldódó vegyület.



HIDROLÍZIS 121

9.5. Sók és savak oldatainak egyénsúlya

Dobjunk két kémcsőbe két egyforma cinkdarabkát, majd öntsünk mindkettőhöz 5 ml sósavoldatot. Mikor mindkét kémcsőben már egyenletesen fejlődik a hidrogén, adjunk az egyik kémcsőhöz 1 — 2 kanálka szilárd nátrium-acetátot, és rázás

sal siettessük az oldódást. A másik kémcsőbe cseppentsünk annyi desztilláltvizet, hogy a két oldat térfogata azonos legyen. Figyeljük a hidrogénfejlődés sebességét a két kémcsőben. Magyarázzuk meg az észlelt jelenséget. írjuk fél a végbement reakció ionegyenletét.

Ismételjük meg a kísérletet úgy, hogy cinkre ecetsavoldatot intünk, és azegyik kémcsőbe egy kanálka nátrium-kloridot adunk. M i az észlelt jelenség magya

rázata 1

9.6. Hidrolízis9.6.1. Sóoldatok kémhatása

Vizsgáljuk meg a desztillált víz és az alább felsorolt sók vizes oldatának akémhatását. A sók oldatait magunk készítsük, mert a reagens oldatok némelyikea són kívül savat is tartalmaz, melyet éppen a só hidrolízisének á visszaszorításacéljából szokás hozzáadni. A kémhatást univerzál indikátorpapírral vizsgáljuk. A papírból vékony csíkot vágunk, csipesszel megfogjuk, és egy másodpercig avizsgálandó oldatba mártjuk. Kb. fél perc eltelte után a pn-értékét az univerzálindikátorpapírhoz mellékelt színskálán összehasonlítással állapítjuk meg. (Ügyis eljárhatunk, hogy az indikátorpapírból kis csíkot szűrőpapírra teszünk, és azoldatot rácseppentjük.)

A vizsgálandó sók:

kálium-klorid vas(III)-kloridammónium-klorid nátrium-karbonátalumínium -szulfát trinátrium-foszf át

dinátrium-hidrogén-foszfát.

Jegyezzük fél a víz és az oldatok ftn-ját, s indokoljuk meg ezeket az értékeket. írjuk fél a hidrolízis egyenletét minden esetben molekuláris és ionos alakban. „

9.6.2. A hidrolízis megfordíthatósága

a) öntsünk kémcsőbe kb. 1 ml antimon-triklorid-oldatot, és hígítsuk fel vízzel. A kapott csapadékos folyadékhoz adjunk a csapadék feloldódásáig töménysósavat, majd ismét vizet. Magyarázzuk meg az észlelt jelenséget* és írjuk fel areakcióegyenletet. A keletkezett csapadék vízvesztéssel képződő bázisos só (anti-monil-klorid, SbOCl).

b) A bizmutsók hidrolízisre hajlamosak, e tulajdonság különösen a bizmut--kloridnál szembetűnő, mert hidrolízisterméke, a bizmutil-klorid (BiOCl) vízben

nagyon kismértékben oldódik. Készítsünk bizmut-nitrát-oldatból bizmut-klorid-oldatot. E célból elegyítsünk néhány ml bizmut-nitrát-oldatot nátrium-hidroxid--oldattal, a csapadékot centrifugáljuk le, az oldat tisztáját öntsük el. Keverjük fela csapadékot desztillált vízzel, és újból centrifugáljuk le. Oldjuk fel a centrifuga-cső alján maradt csapadékot néhány csepp — az oldáshoz éppen szükséges —tömény sósavoldatban, és öntsük az oldatot desztillált vizet tartalmazó kémcsőbe.



1 2 2 KÉMIAI EGYENSÚLYOK

A levált csapadékot oldjuk fel néhány csepp tömény sósavval, majd megint hígítsuk fel. Ismételjük meg néhányszor ezt a műveletet.

Írjuk fel a reakcióegyenleteket, és magyarázzuk meg az észlelt jelenségeket.

9.6.3. A hőmérséklet hatása a hidrolízisre

a) öntsünk kémcsőbe nátrium-acetát-oldatot, és adjunk hozzá 2—3 cseppfenol-ftalein indikátort. Hevítsük az oldatot forrásig, majd hagyjuk lehűlni. Mi történik melegítéskor, ül. lehűléskor ?

b) Elegyítsünk kémcsőben 1 ml alumínium-szulfát- és 4—5 ml nátrium-acetát--oldatot. Forraljuk az oldatot egy ideig. Szagoljuk meg az oldatot. írjuk fel az észlelt folyamat reakcióegyenleteit, figyelembe véve, hogy a leváló csapadék kétszer bá*> zisos alumínium-acetát. Milyen hatással van a hőmérséklet emelése a reakcióra ?

9.6.4. Alumínium-Szulfid előállítása és hidrolízise

Állítsunk elő alumínium-szulfidot a következő módon:Keverjünk össze 5 galumíniumport 9 gkénporral (sztöchiometrikus arány). Vastálattöltsünk meg vastagon homokkal, és helyezzük fülkében vasháromlábra. öntsükaz alumínium és kénpor keverékét a homok közepébe készített kis mélyedésbe.Szúrjunk a kéverékbe 6 — 8 cm hosszú magnéziumszalagot. Húzzuk le iéiig a fülkeajtaját, vegyünk fel sötét Védőszemüveget, és gyújtsuk meg a magnéziumszalagvégét. Amint a szalag meggyulladt, húzzuk le jobban a fülke ajtaját, és figyeljük >areakciót, melyet az égő magnézium heves tűztünemény kíséretében megindít.Lehűlés után törjük darabokra a termékét, egyik felét szórjuk az alumínium-szul-

fid-gyűjtőbe, másik felét vízzel telt pohárba. Mit észlelünk? Szagoljuk meg a fejlődő gázt. írjuk fél a reakcióegyenleteket.

9.7. Pnfferoldatok

9.7.1. Eceísav—nátrium-acetát puíferoldat vizsgálata

Elegyítsünk kémcsőben 10 ml 1 n ecetsavoldatot, 10 ml 1 mólos nátrium--acetát-oldattal. Osszuk az oldatot két részre. A puíferoldat egyik feléhez és 10 mldesztillált vizet tartalmazó másik kémcsőbe csöpf)entsünk 1 — 1 csepp metil-narartcs indikátort. Beosztott pipettából adjunk mindkét kémcső tartalmáhozcseppenként sósavoldatot addig, míg az indikátor savas kémhatást nem mutat.Jegyezzük fel a két esetben felhasznált sósavoldat mennyiségét.

A puíferoldat másik feléhez és egy másik kémcsőben levő 10 ml desztilláltvízhez cseppentsünk 3—3 csepp fenol-ftalein-oldatot. Beosztott pipettából adjunkmindkét oldathoz cseppenként nátrium-hidroxid-oldatot, amíg az indikátor bázi-sos kémhatást nem mutat. Jegyezzük fél a felhasznált nátrium-hidroxid-oldattérfogatát.

Magyarázzuk meg, hogy miért kellett különböző mennyiségű savat, illetőleg bázist adnunk a pufferoldathoz és a vízhez a kémhatás megváltoztatására. Mit tapasztalnánk,

ha a kísérletet 0,1 normál ecetsav- és 0,1 mólos nátrium-acetát-oldattal megismételnénk ?

9.7.2. Ammónium-hidroxid—ammónium-klorid puíferoldat vizsgálata

Elegyítsünk 10 ml 1 normál ammóniurn-hidroxid-oldatot 10 ml 1 mólos ammó-nium-klorid-oldattal. Osszuk az oldatot két részre. Az oldat egyik feléhez és összehasonlítás céljából 1 0 ml desztillált vízhez cseppentsünk 1 — 1 csepp metilnarancs



124 k é m i a i e g y e n s ú l y o k

alapján állapítsuk meg, melyik ólomcsapadék oldhatósági szorzata kisebb. Megállapításunkat indokoljuk meg.

9.8.5. A magnézium-hidroxid oldódása ammóniúm-klorid-oldatban

1 — 2 ml magnéziumsó-oldathoz öntsünk ammónium-hidroxidot, majd rázo-

gatás közben annykammónium-klorid-oldatot, hogy az előbb keletkezett csapadékfeloldódjék. írjuk fel a magnézium-hidroxid oldhatósági szorzatának, valamint az

ammónium-hidroxid disszociációé állandójának a kifejezését, és magyarázzuk meg,

hogy az ammóniumsó koncentrációjának a növelése miért okozta a magnézium-hidroxid-

-csapadék oldódását.



10. Részecskék kimutatása

10.1. Diffúziós ködkamra készítése

A Wilson-iéXe ködkamrában túltelített állapotban levő gőzt úgy állítunk elő,hogy vízgőzzel telített levegőt hirtelen kiterjesztünk. A folytonos üzemű diffúziósködkamra működési elve a következő: ha egy zárt edény alap- és fedőlapját különböző hőmérsékleten tartjuk, és a melegebb fedőlapról valamilyen folyadék állan

dóan párolog, a két lap között lesz olyan réteg, melyben a gőz túltelített állapotbanvan, feltéve, hogy a hőmérsékletkülönbséget kellőképpen választottuk. Ha ebbe a rétegbe ionizálórészecske kerül, útját ködcsík jelzi.

Ilyen rendszerű ködkamra a 10.1.1. ábra szerint összeállított készülék. A hűtőkeveréket a következőképpen készítjük: Szárazjeget1 ruha között fakalapáccsal porrá törünk, majd fazékbanetilalkoholt (denaturált szeszt) adunk hozzá, és

jól összekeverjük. A kapott könnyen mozgó péppel termoszt (T) csaknem teletöltünk. A hővezetőréztömböt (Rt) forgató mozdulattal a termoszbasüllyesztjük úgy, hogy a ráforrasztott peremmelellátott rézlap (Rl) a termoszra helyezett filcgyűrűre (F ) jól rászoruljon. Az üveghenger (Üh) rá-helyezése után a rézlapra kevés etilalkohollal6—8 -szorosára hígított tust öntünk (t), hogy a ködcsíkok háttere fekete legyen. A kis óraüvegen vagyalacsony bürettafedőben levő radioaktív anyagot [urániumvegyület, tóriumvegyület (Ua)] óvatosan rézlapra helyezzük. Vigyázzunk arra, hogy a tuBOS alkohol a radioaktív anyaghoz ne jusson! Az üveglapon(Ül) levő filcgyűrűt metilalkohollal jól megnedvesítjük (Fgy), és az üveghengerrehelyezzük. A készüléket oldalról erősen megvilágítjuk. 5— 10 percnyi várakozásután megjelennek a sugarak nyomát jelző fehér ködcsíkok. A sugarak útja jobbanlátható, ha elektromos térről gondoskodunk. Az elektromos tér a kamrát megtisztítja az ionoktól. Evégből az egyenáramú hálózat (110 Volt, ill. 220 V) negatívpólusát az üveghenger felső részén levő rézgyűrűhöz, pozitív pólusát pedig a hűtöttrézlaphoz kapcsoljuk. A készülék szétszedésekor elŐBzör a radioaktív anyagot

10.1.1. ábra. Diffúziós ködkamra

1 A szárazjég kemény tömbökké préselt sziláid szén-dicxid. Az elporított szárazjégetilalkohollal összekeverve — 72 C°-os hűtőkeveiéket ad. A szárazjeget tégelyfogóval,azbesztkesztyűvel fogjuk meg, mert a bőrfeIhletre jutv a néhány perc alatt égési sebhezhasonló sérülést okoz. (Lásd II. kötet 43.2.2. pont.)



126 RÉSZECSKÉK. KIMUTATÁSA

tartalmazó bürettafedőt emeljük ki csipesszel, és óvatosan biztos helyre tesszük.Nagyon ügyeljünk arra, hogy a radioaktív anyagból semmi se szóródjék szét. Azanyagra lecsapódott metilalkohol levegőn néhány óra alatt teljesen elpárolog, és akészítmény újra használható. A jól összeállított készülék órákon át működik.



11. Fotokémia; színképek

11.1. Tribolumineszkáló készítmény előállítása

Néhány anyag dörzsölésre fényt bocsát ki. A mechanikai behatásra általában

kristályszerkezeti változás következik be, miközben elektronok gerjesztődnek.

A gerjesztett elektron eredeti pályájára ugrik vissza, s a felszabaduló energia

részben látható fénnyé alakul. Ez a tribolumineszcencia jelensége, mely ezek

Szerint nem tartozik a szorosan vett fotokémia tárgykörébe.E jelenséget gyengén néhány egyszerű vegyidet, például a cink-szulfid is

mutatja. Erősebben tribolumineszkáló preparátumot a következőképpen készít

hetünk: 5 g cink-szulfidot és 1 g mangán(II)-szulfátot, vagy mangán(Il)-karbonátot

porcelán mozsárban dörzsöljünk jól össze. A keveréket samott vagy porcelán

tégelyben helyezzük samott szigetelésű gázkemencébe, és hevítsük 5— 10 percig

kisebb gázlánggal, majd 25—30 percig izzítsuk erőteljesen. A láng eloltása után akemence felső nyílását azbesztlappal fedjük be. Fokozatos felmelegedést és lassú

lehűlést kell biztosítanunk, különben a tégely és a kemence is megrepedhet.

Teljes kihűlés után a tégely tartalmát vízbe öntjük, jól elszuszpendáljuk,- majdmegszűrjük. A csapadékot hideg vízzel mossuk, majd szárítószekrényben 120—150 C°-on megszárítjuk. Ha a száraz terméket porcelán mozsárban lapított végű

(dörzsölő alakú) üvegbottal erősen dörzsöljük, a dörzsölés helyén lumineszkálást

észlelünk, mely sötétben még jobban látható.

11.2. Fluoreszcencia tanulmányozása

a) A fluoreBzcein szerves vegyület, mely különösen lúgos közegben erősen

fluoreszkál. 1(9 kémcsőnyi desztillált vízbe öntsünk kevés reagens nátrium --hidroxid-oldatot és néhány csepp alkoholos fluoreszcein-oldatot. A kémcsövet

világítsuk meg sötétben ultraibolya fénnyel (kvarclámpa szűrt fénye). Mit észlelünk? Milyen hullámhosszú fénnyel történt a megvilágítás, és milyen hullámhosszú

fényt sugárzott ki az anyag?

b) Fluoreszkáló szervetlen készítményt a következőképpen állíthatunk elő:

5 g kalcium-oxidot 4 g kénnel porcelán mozsárban jól összekeverünk. A keveréket

porcelán tégelybe öntjük, befedjük, és fülkében 2—3 percig kis lánggal, 10— 15

percig erős fúvólánggal, majd néhány percig megint kis lánggal hevítjük. A lehűltanyaghoz porcelán mozsárban 0,50 g vízmentes nátrium-Bzulfátot, 0,54 g kristályos

bóraxot (Na2B40 7 ■ 10 H20) és 0,20 g kalcium-fluoridot keverünk. Ezután akeverékre 1,5 ml alkoholos bizmut-nitrát-oldatot csepegtetünk. (A bizmut-nitrát-oldat készítése: 0,25 g kristályos bizmut-nitrátot 50 ml etilalkoholban oldunk, a

kapott zavaros folyadékhoz tömény sósavat csepegtetünk, míg az oldat átlátszó



128 f o t o k é m i a ; s z í n k é p e k

nem lesz.) Ezután az anyagot alaposan összekeverjük, hogy teljesen homogénlegyen, és porcelán tégelybe öntjük. A lefedett tégelyt samott szigetelésű gázkemencében 10 percig gyengén, majd 25—30 percig teljes lánggal izzítjuk. A gázláng eloltása után a kemence felső nyílását félórára azbesztlappal lefedjük, nehogy agyors hőmérsékletváltozástól a samott kemence megrepedjen. Lehűlés után azanyagot óvatosan óraüvegre helyezzük, ó b sötétben perceken át ultraibolyafénnyel világítjuk meg. Milyen színű fényt sugároz ki az anyagi

11.3. FoszforeszkálÓ készítmény előállítása

Tegyünk porcelán mozsárba 20 g kalcium-oxidot, 6 g kénport, 2 g keményítőt,0,5 g kalcium-szulfátot és 0,5 g vízmentes nátrium-szulfátot. Az anyagot keverjükÖBSze, és csepegtessünk a keverékhez 2 ml alkoholos bizmut-nitrát-oldatot.(A bizmut-nitrát-oldat készítését a 11.2. feladatban írtuk le.) Ezután az anyagot

ismét összekeverjük, hogy teljesen homogén legyen. A keveréket porcelán tégelybeöntjük, és először kis lánggal melegítjük, majd 16—20 percig erősen izzítjuk.

A végén a tégelyt néhány percig kis lánggal melegítjük, majd lehűlni hagyjuk. A kapott terméket porcelán tálba helyezzük, és 10 percig ultraibolya fénnyelvilágítjuk meg, majd teljes sötétségben figyeljük. Milyen színű fényt sugároz az anyag 1

11.4. Kemiltunineszcencia pirogallol oxidációjávalI

2 0 0 ml-es .EWeímeyer-lombikba 10 ml előzetesen kiforralt és lehűtött desztil

lált vizet öntünk, majd 1 g pirogallolt oldunk benne. Az oldathoz 10 ml 40%-osformaldehid-oldatot öntünk, és a folyadékot rázással elkeverjük, majd 2 0 ml40%-os kálium-karbonát-oldatot adunk hozzá, és ismét elkeverjük. Közvetlenülutána a lombikot sötét helyen levő nagyobb porcelán tálba vagy kristályosítócsészébe helyezve (a reakció végén az oldat erősen felmelegszik és habzik), még30 ml 30%-os hidrogén-peroxid-oldatot öntünk hozzá, és az elegyet összekeverjük.Sötétben figyeljük az oldatot. A jelenséget jobban látjuk, amikor a szem a sötétséget már megszokta, ezért az előkészületeket is lehetőleg sötétebb helyen végezzük. A végbemenő heves {még nem egészen tisztázott) oxidációs folyamat közben

egyes molekulák gerjesztődnek. Az elektronok visszaugrásakor kibocsátottfényenergia következtében a folyadék világít. Milyen színű ez a fény?

11.5. A foszfor kemilnmineszcenciája

Sárga foszforból víz alatt vágjunk le cseresznye nagyságú darabot, és tégelyfogóval tegyük porcelán tálba. Figyeljük a foszfordarabkát teljeB sötétségben.Megfigyelés után azonnal tegyük vissza a foszfort a vízzel telt üvegbe, mertlevegőn, állás közben meggyulladhat és súlyos balesetet okozhat (lásd az 1 .2 . pontot). Milyen színnel kemilumineszkál a sárga foszfor1

11.6. Az ezüst-klorid fotolízise

Elegyítsünk 3—4 ml ezüst-nitrát-oldatot azonos térfogatú nátrium- vagykálium-klorid-oldattal. A csapadékos folyadékot osszuk három kémcsőbe. Az egyik kémcsövet helyezzük sötét helyre, a másikat az ablakba napfényre, a



SZÍNKÉPEK VIZSGÁLATA 129

harmadikat pedig világítsuk meg 5— 10 percen át szénelektródok között húzottívfénnyel. Hasonlítsuk össze a három kémcsőben levő csapadék színét. Mit észle

lünk? Mi az észlelt jelenség magyarázata?

11.7. Alkáliföldfémek lángspektrumának vizsgálata

Az alkáliföldfémek sói (a szulfátok és foszfátok kivételével) így pl. a halogenidek Bunsen-lángban izzítva elpárolognak, és a molekulák a láng magas hőmérsékleténfém- és halogén-atomokra disszociálnak. Az atomok felületén levő elektronok ahőenergia gerjesztő hatására magasabb energianívójú pályára jutnak, majdvisszaugranak eredeti pályájukra és az abszorbeált energiát meghatározotthullámhosszú fény alakjában kisugározzák. A halogének fénysugárzása rendkívülcsekély, és így a láng színe, illetve a spektroszkópban észlelhető vonalak az alkáli-földfémekre jellemzők.

A legegyszerűbb kézi spektroszkóp külső nézetét és vázlatos metszetét a 11.7.1.ábrán láthatjuk. Az 1 fényforrásból a 2 résen át jutnak a fénysugarak a 3 akromati-kus (színeltérésekre kiigazított) lencsére. Arés a lencse gyújtópontjában van. A párhuzamossá tett fénysugarakat a 4 egyenes látású, háromrészes, diszperziós, ún. Amici- prizma bontja szét színeire. Ha a spekt

roszkóp 5 nyílásába nézünk, a fényforrástól függően folytonos színképet vagy vonalas színképet (a rés különböző színűképét) látunk.

A spektroszkópot napfénnyel vagy vonalas színképet adó fénnyel állíthatjukélesre. A fény felé fordított műszer rését a 6 recézett gyűrű elforgatásával a szük

séges fényerő mértékéig megnyitjuk. Túl széles rés alkalmazásakor a vonalak annyiraszélesek, hogy átfedik egy

mást, de a fényerő nem nagyobb. Túl szűk rés alkalmazása esetén a fényerő kicsi.Ezután a készülék 7 tubusátaddig húzzuk kifelé, míg avonalak (napfény esetén a Fraunhofer-féle vonalak) élesen nem látszanak. A 8 tok,„réssapka” a rést védi. Ha arés széle sérült vagy poros, aszínkép hosszában fekete vo-

11.7.2. ábra. Lángfeetés na lak látszanak. A 9 csavarmegakadályozza azt, hogy a

lencsét és prizmát tartalmazó tubus elforduljon. Ha ez mégis megtörténne, aprizma törési éle nem lesz párhuzamos a réssel, és a színkép elferdül. Ilyenkor9 Általános és szervetlen kémiai praktikum —4284 / 1.



130 f o t o k é m i a ; s z í n k é p e k

addig forgatjuk a tubust, míg a színkép vonalai újból merőlegesek nem lesznek aszínkép hosszára.

Tartós lángfestés előidézésére a 11.7.2. ábrán látható összeállítást használjuk. A vasháromlábra helyezett azbesztlapra kb. 30 mm átmérőjű porcelán tégelytállítunk. 1 —2 szem granulált cinket szórunk bele, ó b félig megtöltjük a vizsgálandó

oldattal. Kevés tömény sósav adagolására erős H2-gáz-fejlődés indul meg. A fejlődő gáz finom permet alakjában apró folyadékcseppeket ragad magával, amelyeka vízszintesen állványba fogott Bunsen-égő lángját jellemző színűre festik.

Spektroszkópot csak erősen színezett lángra irányítsunk. Ügyeljünk arra,hogy a láng kék színű magja ne világítson a spektroszkópba, mert különben a

CO spektruma is megjele- N q D nik. Az esetleg a labora

tóriumban levő fénycsöveket oltsuk el, mert a fény-

a> qq I I cső spektruma nagymértékben zavarja az észlelést. A spektroszkópot tartsuk5— 10 cm-re a lángtól, és

b) Sr I ' II I I I I I ügyeljünk arra, hogy nemelegedjék fel.

Vizsgáljuk meg külön

ít Ba

!

9 - ő &

$ 8 *

11.7.3. ábra. Az alkáliföldfémek lángspektruma

külön a CaCl2, SrCl2 ésBaCla lángfestését és színképét. Hullámhosszskálanélküli spektroszkópnál a

c színképvonalakat a sárgae színű nátriumvonalra (a

nátrium 590 m(i hullám-hosszú D-vonala)* vonatkoztatjuk. A nátriumvonalakkor is megjelenik, ha

mérhetetlen kis nátriumszennyezés van a vizsgált anyagban. A kalcium világos-vörösre festi a nemvilágító Bunsen-lángot. Jellemző rá a nátriumvonaltól egyenlő

távolságban megjelenő vörös és zöld színű vonal (11.7.3. ábra, a). A Btron-cium bíborvörös lángfestésére a nátrium sárga és a kalcium vörös vonala köztfellépő élénk narancsszínű vonal, ezen túl pedig 5 vörös és a másik oldalon 1 kékvonal jellegzetes (11.7.3. ábra, b). A bárium a nemvilágító lángot fakó-zöldre festi; színképe zöld színű vonalakban gazdag, gyenge sárga és vörös vonalak is észlelhetők (11.7.3. ábra, c). A bárium vonalai azonban gyengén láthatók, ezért kimutatására kémcsőreakciót is végzünk. A bárium-klorid v í z ó b

oldata kálium-bikromáttal sárga, bárium-kromátból álló csapadékot ad:

B a Cl2 + K 2C r20 7-l-H 20 = B a C r 04 + 2 K C l + H 2C r 0 4

A kalcium-klorid és a stroncium-klorid oldata nem reagál kálium-dikromáttal.Miután külön-külön megvizsgáltuk és jól megismertük a kalcium, stroncium és

bárium jellemző színképvonalait, határozzuk meg alkáliföldfém-kloridokat tartalmazó oldat összetételét. Ha az ismeretlen oldat csak egyfajta alkáliföldfém-



KOMPLEX IONOK STABILITÁSA 133

b) Kevés bizmut-nitrát-oldathoz adjunk kevés, majd fölös mennyiségűkálium-jodid-oldatot. Milyen színű az átmenetileg keletkező bizmut-jodid-csapadék, és milyen a jodidionok feleslegében keletkezett komplex ion ? Írjuk fel a reakcióegyenlete ket. A bizmution koordinációs száma 4.

c) Kevés ezüst-nitrát-oldathoz adjunk ugyanannyi nátrium-klorid-oldatot.

A csapadékos folyadékot osszuk két részre. Az egyikhez öntsünk fölös mennyiségűtömény sósavoldatot, a másikhoz fölös mennyiségű reagens ammónium-hidroxid-oldatot. írjuk fel észleléseinket és a reakcióegyenleteket. Az ezüstion a kloridionnal ésaz ammónia-molekulával is képezhet komplex iont, koordinációs száma mindkétesetben 2.

12.1.4. Komplex ionok stabilitása

a) öntsünk három kémcsőbe kevés ezüst-nitrát-oldatot. Készítsünk ezüst--diammin-komplexet úgy, hogy néhány ml ezüst-nitrát-oldatot néhány ml tömény

ammónium-hidroxiddal elegyítünk. Összuk a kapott oldatot három kémcsőbe.Készítsünk ezüst-diciano.-komplexet, úgy, hogy néhány ml ezüst-nitrát-oldathozaddig öntünk kálium-cianid reagenst, míg a kezdetben leváló csapadék fel nemoldódik. Ezt az oldatot is osszuk három kémcsőbe. Mindhárom sorozat (Ag+,[Ag(NH3)J +, [Ag(CN)2]- ) első kémcsövébe öntsünk kálium-klorid-oldatot, amásodikba kálium-jodid-oldatot, a harmadikba pedig kén-hidrogénes vizet.(Az első sorozatban az adagolt kémszerekkel a szabad ezüst-ion reagál.) Észlelésein

ket foglaljuk táblázatba. Melyik ezüstkomplex stabilabb? Megállapításunkat indokol juk meg.

b) Vizsgáljuk meg a rézion különböző komplexeinek stabilitását. Három

három kémcsőbe öntsünk réz(II)-szulfát-oldatot, réz(II)-tetrammin-iont tartalmazóoldatot (réz-szulfát-oldatot tömény ammónium-hidroxiddal elegyítve) és [tetra-ciano-kuprát(I)] komplex iont tartalmazó oldatot. Utóbbi oldat úgy készül, hogyammóniás réz-szulfát-oldathoz addig öntünk kálium-cianid-oldatot, míg a kékszínű oldat teljesen el nem színtelenedik. Az ammónium-hidroxid a reakció folyamán felszabaduló, igen mérgező dicián (CN)2 megkötésére való. Mindhárom sorozat(Cu+ + , [Cu (N H 3)4]+ + , [C u (CN)4]3 -) első kémcsövébe öntsünk nátrium-hidroxid--oldatot, a másodikba kálium-[hexaciano-ferrát(II)j-oldatot, a harmadikba pedigkén-hidrogénes vizet. Észleléseinket foglaljuk táblázatba. A rézion két komplexe

közül melyik a stabilisabb? Megállapításunkat indokoljuk meg.

12.2. A kristályos szerkezet

12.2.1 Kristályos csapadékok mikroszkópos vizsgálata

Cseppentsünk mikroszkóp tárgylemezére 1— 1 cseppet az alábbiakban felsorolt oldatokból. A keletkező csapadékot világítsuk meg úgy, hogy a lámpából(pl. asztali lámpa) jövő fényt a mikroszkóp tükrével a cseppre irányítjuk. A túlságosan erős megvilágítást kerüljük, mert akkor a kristályok csillognak, vakíta

nak, és alakjukat nem figyelhetjük meg jól. A mikroszkóp lencserendszerét1 (objektív és okulár) nagyobb távolságbóllassan a csepp felé közelítjük, közben az okulárba nézve figyeljük, hogy a kristályok képe mikor jelenik meg tisztán és élesen. A cseppet csak akkor fedjük be

1 A kristályok 10x10, azaz 100-szoros nagyítással már jól megfigyelhetők.



13. Oxidáció— redukció

13.1. Tömény kénsav redukciója

Száraz kémcsőbe tegyünk néhány vékony rézdrótdarabkát, majd öntsünk

rá néhány ml tömény kénsavat. Fogóval fogjuk meg, és hevítsük fülkében állandó

mozgatás közben. Ha a gázfejlődés már jól megindult, óvatosan szagoljuk meg.Hasonlítsuk ötesze a gáz szagát az 5.2.2. gyakorlat szerint előállítható gáz szagá

val. írjuk fel a reakcióegyenletet, és tüntessük fel az oxidációs szám változását.

Ismételjük meg a kísérletet rézdrót helyett faszénporral. Az egyenlet fel

írásakor legyünk tekintettel arra, hogy a szén szén-dioxiddá oxidálódik.

Hhg. Beakciók kálium-permanganáttal

a) Savas közegben a permanganát-anion (Mn04- ) mangán(H)-kationná re

dukálható. Néhány ml kálium-permanganát-olda tót savanyítsunk meg 1—2 ml tö

mény kénsavval. Osszuk az oldatot három részre. Az egyik részhez öntsünk feleslegben hidrogén-peroxid-oldatot, a második részlethez vas(H)-szulfát-oldatot,

a harmadikhoz elporított nátrium-szulfitot. Mit észlelünk? Milyen színű a perman

ganát-anion, és milyen a mangán(II)-kation? írjuk je l a reakcióegyenleteket, és tün

tessük fel az oxidációs szám változását. Az egyenlet felírásakor legyünk tekintettel

arra, hogy a hidrogén-peroxidban az oxigén oxidációs száma — 1, és hogy a fej

lődő oxigéngáz kizárólag a hidrogén-peroxidból származik.b) Semleges vagy gyengén lúgos közegben a permanganát-ion vízben nem ol

dódó mangán-dioxid-hidráttá |MnO(OH)2| redukálható. Töltsünk kémcsőbe

néhány ml kálium-permanganát-oldatot, és szórjunk bele feleslegben porrá törtnátrium-szulfitot. Rázogatással keverjük az oldatot. Az átalakulás teljességéről

meggyőződhetünk, ha a csapadékos oldatból szűrőpapírra cseppentünk. Kémcsőben

ugyanis a levált csapadék miatt az oldat színét nem látjuk, szűrőpapírra cseppentve

azonban a csapadék a rácseppentés helyén marad, az oldat szétszivárog, és így

a színe jól látható. Milyen színű az oldat, illetve a csapadék? írjuk fel a reakció

egyenletet, és tüntessük fel az oxidációs szám változását.

c) Erősen lúgos közegben a permanganátion redukálószer hatására manganát-

ionná, MnO£~ redukálódik. Elegyítsünk egyenlő térfogatú kálium-permanganát-

oldatot 50%-os nátrium-hidroxid-oldattal, majd szórjunk bele porrá tört nátrium-szulfitot. Milyen színű a manganátion? írjuk fel a reakcióegyenletet, és tüntessük

fel az oxidációs szám változását.



136 OXIDÁCIÓ-----REDUKCIÓ

13.3. Reakciók vas(III)-kloriddal

Néhány ml kén-hidrogénes vízhez öntsünk vas(III)-klorid-oldatot. Mit észlelünk? (A nagyon finom, kolloid eloszlású kén néha kék színű.)Néhány ml káliúm-jodid-oldathoz öntsünk kevés szén-tetrakloridot, majd

cseppenként vas(III)-klorid-oldatot. Időnként rázzuk össze a kémcső tartalmát, ésfigyeljük a szén-tetrakloridos fázist. Az elemi jód vízben barna, szén-tetraklorid-bán lila színnel oldódik.

írjuk fel a reakcióegyenleteket, és tüntessük fel az oxidációs szám változását.

13.4. Redukció fémekkel

a) Néhány ml antimon(III)-klorid-oldatot savanyítsunk meg kevéB töménysósavval, és dobjunk bele kis fémcink-darabkát. Gyenge hevítéssel siettessük areakciót. Mit észlelünk? írjuk fel a reakcióegyenletet, és tüntessük fel az oxidációs

szám változását.

b) Néhány ml reagens nátrium-hidroxid-oldatba szórjunk alumíiriumreszeléket.Figyeljük, mi történik, majd öntsünk a kémcsőbe néhány ml kálium-nitrát-oldatot.Gyengén hevítsük az oldatot, és szagoljuk meg a fejlődő gázt. Tartsunk a gáz útjába megnedvesített piros lakmuszpapírt, vigyázva arra, hogy a papír a kémcsőfalához ne érjen. írjuk le az észlelt jelenséget és a végbement reakciók egyenleteit,

s tüntessük fel az oxidációs szám változását.

13.5. Ezüst-nitrát termikus bontása

Porcelán lemezkére tegyünk morzsányi szilárd ezüst-nitrátot. A porcelánlemezt tégely fogóval először a láng széléhez tartva fokozatosan hevítsük, majd erősenizzítsuk fel. Milyen színű gáz távozik a megolvadt ezüst-nitrátból? Mi marad vissza a 'porcelán lemezen? (Az ezüst-oxid fekete színű.) írjuk fel a reakcióegyenletet, és tüntessük fel az oxidációs szám változását.

13.6. Reakciók hidrogén-peroxiddal

a) öntsünk kevés vas(II)-szulfát-oldathoz nátrium-hidroxid-oldatot; rázo-gatással keverjük a kémcső tartalmát, majd adjunk hozzá kevés hidrogén-per-oxid-oldatot. írjuk fel az észlelt változások reakcióegyenletét, és tüntessük fel az oxidációs szám változását.

b) Néhány ml reagens nátrium-hidroxid-oldathoz adjunk 1—2 csepp 30%-oshidrogén-peroxid-oldatot. Enyhén melegítsük fel az elegyet, de ne forrásig, majdcseppentsünk hozzá néhány csepp króm(III)-szulfát-oldatot. Eevergessük az ol

datot. Lúgos közegben oxidálószer hatására a króm(III)-szulfát nátrium-kromáttá(Na2Cr04) oxidálódik. Milyen színű a kromátion? írjuk fel a változás reakció

egyenletét, és tüntessük fel az oxidációs szám változását.



14. Kolloidika

14.1. Adszorpciós kísérletek

14.1.1. Adszorpció oldatban

a) Harmad kémcsőnyi 0,1%-os metilénkék- vagy fukszin-oldathoz szórjunkfél kanálnyi aktív szénport. Az oldatot néhány percig rázzuk, majd redős szűrőn

szűrjük meg. Milyen színű a szűrlet? A tölcsér alá helyezzünk kémcsövet, ésöntsünk néhány ml 96%-os etilalkoholt a redős szűrőn levő szénporra. Milyen színű a szűrlet? Magyarázzuk meg az észlelt jelenséget.

b) Kb. 100 ml vizet fessünk meg néhány csepp tussal. Rázzuk össze a lombik tartalmát, és a kapott barnásfekete oldatot szűrjük meg. El lehet-e távolítani a kolloid eloszlású kormot az oldatból közönséges szűrőpapíron történő szűréssel? Tegyünk az oldathoz egy kanálka alumínium-szulfátot, kevergetéssel oldjuk fel,majd adjunk hozzá néhány ml ammónium-hidroxidot. Rázzuk az oldatot jólössze, melegítéssel tömörítsük a csapadékot, és szűrjük meg újra. Milyen lesz a

szűrlet? Magyarázzuk meg az észlelt jelenséget.

14.1.2. Adszorpció gázokban

Állítsunk elő faszénből aktív szenet. Apróra tört, de pormentes faszenetforraljunk egy ideig kb. 2%-os cink-klorid-oldatbán. A levegő kiszabadul a széüpórusaiból, helyét az oldat foglalja el. Az elpárolgó vizet pótoljuk, azutánszárítsuk meg és izzítsuk ki vastégelyben a széndarabkákat. A tégelyt helyezzüksamott szigetelésű kemencébe, és vasfedővel lazán fedjük be. Hevítéskor a vízgőzzé alakul és eltávozik. A visszamaradó vízmentes cink-klorid igen erős víz

elvonószer, és az el nem szenesedett alkatrészekből a hidrogént és oxigént vízalakjában elvonja, vagyis ezeket is tökéletesen elszenesíti. Ezáltal rendkívülfinom, nagyon nagy fajlagos felületű szén váz marad vissza.

Vezessünk vízmentes metilalkoholban oldott bórsavval töltött mosópalackonát világítógázt, majd utána ágaztassuk kétfelé a gázvezetéket. Vezessük az egyikágat közvetlenül Bunsen-égőbe, a másikat pedig apró, de pormeptes aktív szénneltöltött U-csövön át másik Bunsen-é gőbe. A gázcsappal szabályozzuk mindkétlángot kicsire, az első égő gumicsövére húzott Hoffmann-féle szorítóval pedigegyenlő méretűre. Az aktív szén ugyanis a gázáram számára ellenállást jelent, ezértszabályozás nélkül a hozzákapcsolt égő lángja kisebb lesz. A metilalkoholban ol

dott bórsav részben bórsavas metilészterré alakul. Ez illékony, és a világítógázzala lángba jutva, azt zöld színűre festi (jellemző bórreakció). Hasonlítsuk össze a kétlángot. Mit tapasztalunk huzamos átvezetés után? Magyarázzuk meg az észlelt

jelenséget, rajzoljuk le a használt berendezést.



KOLLOIDIKA.138

14.2. Papírkromatográfia

14.2.1. Alkálifém kationok kimutatása papírkromatográíia segítségével

Szűrőpapíron végighúzódó folyadék (oldószer) hatására a papírra vitt anvagis vándorol, ^ an yag Tnin BPfrÁfni függő flfihPHfléfrprftl A különböző vá ndor lási

jebeBséget okozó tényezők: az ad sôrpein megoszlás , ioncsere és a diffúz ió. Á következőkben leírt k ísérletben a szűrőpapírt metilaikohólfya m ártju k. A ka-

piUáriB jelenség követk eztében felszívód ó metilalkohollal egyjitf Qp°pf™^-klorid is vándorol, mégpedig a különböző alkáli-kloridok különböző, a kationrafellemző sebességgel. így bizonyos idő múlva az alkáli-kloridok a felvitel helyétőlkülönböző távolságban helyezkednek el. Ezüst-nitráttal való permetezés hatásáraáz alkáli-kloridok helyén ezüst-klorid keletkezik, amely megvilágítás hatására

megfeketedik (előhívás). A fény Tiatásáraugyanis az ezüst-klorid elbomlik, és sötét

színű fémezüst keletkezik. így az alkáli-kloridok elhelyezkedése láthatóvá válik. Akromatográfiához nem minden szűrőpapíralkalmas. A megfelelő minőséget előkísér-letek alapján választhatjuk ki. A leírt feladathoz pl. Macherey-Nagel 619 eh jelűpapír is használható.

Kb. 15 x 10 cm-es szűrőpapíron a papíraljától kb. 2 cm-re puha ceruzával vonalat

húzunk. Erre négy 3— 4 mm átmérőjűkört rajzolunk (14.2.1. ábra). Ezután reagens NaCl, KC1 és LiCl oldatból ggy-pgy

, tört cseppet viszünk fel a papírra. A felvi-_ ^ telt kapillárissá kihúzott cseppentővei végez-

zük. A kevés oldatot tartalmazó kapilláris-14.2.1. ábra. Papirkromatográfia ^V^sa] az egyik kör közepét megérintjük, és

amikor a nedves folt a kör kerületét eléri, a kapillárist hirtelen felemeljük. A rácseppentett oldat Összetételét a köralá írjuk. Minden oldat után jól mossuk ki a kapillárist csapvízzel, majddesztillált vízzel. iVvizsgálandó ismeretlen összetételű (X) semleges, csak kálium-, nátrium-, és lítium-kloridokat tartalmazó oldatból az egyik körre két törtcseppet viszünk fel. A második cseppet az első megszáradása után adagoljuk. A cseppek megszáradása után a papírt álló helyzetben üveghengerben levő kevés metil-aJkoholba állítjuk. Evégből a papírt felül vékony dróttal átfűzzükT s~a drót végeita henger szélén kihajtjuk. Drót helyett cérnát is használhatunk. A két végétragasztó szalaggal^ leukoplaszttal erősítjük a henger külső falához. Az-alkohelmeniszkusza legalább 1 cm távolságban legyen a. fclvi+.t knappok helyétől különben a rr a metilalkohol 96%-os vagy annál

töményebb legyen, 96%-osnál hígabbat nem használhatunk. A bengeriivegetnyegiappal vagy nra.iivpprgel jól letakarjuk. A letakarás megakadályozza a pároP~~gást, mert a tér metilalkohoí-gÓzzel telítődik. Nyitott edényben futtatva, a metilalkohol a papírról állandóan párologna, és előhívásnál mindhárom alkáli-kloridfoltja az oldószer felső frontjának a magasságában lenne. Amikor a metilalkoholaz átfúzés helyét ni éri (a? a megadott méretű papírnál kb. 1 óra múlvaÊoêt-



140 KOLLOID IK A.

14.3. Ionmentes t íz előállítása ioncserélő műgyantával

Sok esetben nagy mennyiségű ionmentes vízre van ’ szükség. A desztillálásilyenkor nem gazdaságos, ezért újabban ionoserélő műgyantákkal állítják előa kívánt nagy tisztaságú vizet. A különféle eljárások lényege az, hogy kationcserélővei a kationokat hidrogénionra, az anionokat pedig anioncserélővei hidroxil-ionra cserélik ki, amikor a H+ + OH- = H20 egyenlet értelmében a szennyezé

sekkel ekvivalens mennyiségű víz keletkezik. Az ioncserélőműgyanták nagy molekulaBÚlyú, mesterségesen előállított, szilárd halmazállapotú szerves készítmények, amelyek ionok megkötésére alkalmas ún. aktív csoportokat tartalmaznak. Az ioncserélő műgyantával végzett műveleteket legjobban a szulfo-savgyököt tartalmazó kationcserélő gyantán lehet bemutatni:

m p í r lr ö f p o

Me++i?-SOa-OH ^ H+-fi?-S02-0Meleold ás

A fenti megfordítható egyenlet a gyantával végzett műveletekalapja, R = gyanta, Me + = fémion. A reakció önmagától a felsőnyíl irányában megy végbe, tehát a H+-t megkötve tartalmazókationcserélő gyanta alkalmas fémionoknak H + ionra való kicserélésére. Az alkalmazhatóság szempontjából fontos, hogy agyanta kémiailag ellenálló legyen azckkal az oldatokkal szem

ben, amelyekkel érintkezik. Lényeges ezenkívül, hogy a vizesoldatok a gyantaszemcsék belsejébe tudjanak hatolni, mert azioncsere nem a szemcsék felületén, hanem azok belsejében játszódik le. A használatos szemcseátmérő néhány tized-mm.

Az alább leírt feladat elvégzéséhez a 14.3.1. ábrán láthatókészüléket, valamint a hazai gyártmányú Mylcion PS jelű kation- és MyTcion 0 jelű anioncserélő műgyantát használhatjuk.

A gyanta oszlopbatöltése. Az ioncserélő oszlopról eltávolítjuka csapos tölcsért. Az oszlop aljára kevés üveggyapotot helyezünk. Ezután az oszlopot megtöltjük desztillált vízzel (az ún.hattyúnyak megakadályozza a víz kifolyását), majd dugó- vagygumicsődarabka segítségével a felső részére kis tölcsért illesztünk.

Á felkevert vizes gyantaszuszpenziót ezen át visszük be, és ügyelünk arra, hogy az egész készülék állandóan buborékmentes

Ioncserélő oszlop maradjon. Annyi gyantát töltünk az oszlopba, hogy az kb. 10cm magas réteget adjon. Utána a hosszú szárú csapos tölcsért

visszahelyezzük az oszlopra, ugyanúgy tömítve, mint az előbb a kis tölcsért. Regenerálás. (Az aktív csoportokhoz kötött ionok kicserélése hidrogén-,

illetve hidroxilionokkal.) Az oszlopba töltött kationcserélő gyantán ezután 25 ml

kb. 10%-os HCl-at (egy rész cc. HC1 és három rész víz) áramoltatunk át kb. 15—20perc alatt (ez percenként kb. 30 csepp). Az anioncserélőt 25 ml 2 nNaOH-oldattalregeneráljuk. A megfelelő sebességet a csappal állítjuk be. A csapot akkor zárjukel, amikor felette már csak néhány ml folyadék van. Ha a folyadékot a csapostölcsér alsó szárából is leengednénk, akkor az ottrekedt levegő a következőadagolást zavarná.

A

14.3.1. ábra.



IONCSERE 141

Mosás. Regenerálás után 50—50 ml desztillált vízzel mindegyik oszlopotteljesen kinyitott csap mellett kimossuk. A fenti műveletekkel az ioncseréléshezelőkészítettük az oszlopot.

Ionmentes víz előállítása. Az előkészített kationcserélő oszlopra részletekben200 ml csapvizet viszünk fel. A szabályozó csapot teljesen kinyitjuk. A lecsepegőoldatot az előkészített anioncserélő oszlopra öntjük, aminek áramlási sebességétközel egyenlőre szabályozzuk a másik oszlopéval. A második oszlopról lecsepegőoldatot — az ionmentes vizet — .és az eredeti csapvizet megvizsgáljuk kalcium-ionra és szulfátionra. A kalciumion kimutatása: kb. 5 ml oldathoz néhány cseppreagens ecetsavat és 1 ml reagens ammónium-oxalát-oldatot /NH4)2(COO)2/adunk.Fehér zavarosodás vagy csapadék keletkezik, ha az oldatban kalciumion van jelen.Szulfátion kimutatása: kb. 5 ml oldathoz 1 ml reagens sósavat és fél ml reagensbárium-kloridot adunk. Szulfátion jelenlétében fehér zavarosodás vagy csapadékkeletkezik. Az oldatokat a későbbi összehasonlításhoz félretesszük.

A megkötött ionok leoldása. A kationok leoldására a kationcserélő oszlopra25 ml 10%-os sósavoldatot, az anionok leoldására az anioncserélő oszlopra 25 ml2 n nátrium-hidroxid-oldatot öntünk. Az áramlási sebesség legyen 30 csepp/perc.5 ml BÓsavas oldathoz egy kanálka szilárd nátrium-acetátot adunk (tompítás). A

HCl -f CH3COONa = NaCl,-f CH3COOH

egyenlet alapján ecetsav keletkezik, amelyben a kalcium-oxalát nenj oldódik.Ezután 1 ml ammónium-oxalátot adunk az oldathoz és félretesszük. Ha a csapadéknem keletkezik, még adunk hozzá szilárd nátrium-acetátot. 5 ml nátrium-hidroxi-

dos oldathoz annyi 10%-os sósavat öntünk, hogy a sósav feleslegben legyen (kb.3 ml). Ezután 1 ml bárium-kloridot adunk hozzá. A kapott csapadékos oldatokatösszehasonlítjuk az előzőekkel.

Értelmezzük a kísérlet eredményét.

14.4. Stabil vizes benzolemulziő előállítása

Öntsünk kémcsőbe 10 ml vizet és 2 ml benzolt, majd a kémcsövet fogjuk be,és erélyesen rázzuk össze. Egy másik kémcsőbe öntsünk 10 ml vizet, 2 ml benzoltés 2 ml 2%-os szappanoldatot, ezt a kémcsövet is rázzuk jól össze. Állítsuk a kémcsöveket kémcsőállványba, és figyeljük a kémcsövek tartalmát.

Megfigyeléseinket írjuk le. Magyarázzuk meg a két próbánál tapasztalt különbség okát. A magyarázatnál vegyük tekintetbe, hogy a benzolnak vízzel való rázogatásasorán a szappan molekulái —COONa csoportjaikkal a víz felé fordulva, a benzolcseppecskék felületén adszorbeálódnak. A zsírsavas alkálisók disszociációjakorNa-ionok kerülnek az oldatba, és ezáltal a benzolcseppecskék a visszamaradóanionokból töltésre tesznek szert.

Számítsuk ki, mennyi 2 ml benzol felülete, ha 1 fi sugarú gömböcskékre oszlatjukszét.

14.5. Kolloid oldat előállítása diszpergálással

14.5.1. Kénszol előállítása mechanikái diszpergálással

őröljük meg 15 perces erélyes dörzsöléssel mozsárban- kevés tiszta kénpor ésszőlőcukor 1: 50 arányú keverékét. A szőlőcukor mint semleges anyag az őrléshatásfokát növeli (Weimarn módszere). Az Őrleményt rázzuk össze kémcsőben



KOLLOIDOK KOAGULÁLÁSA 143

Ha ezüst-nitrát-oldatot és hidrokinonoldatot nátrium-citrát jelenléte nélkül elegyítünk, rövid idő alatt durva ezüstcsapadék kiválását észleljük.

14.7. A negatív töltésű antimon-triszulfid-szol koagulálásának vizsgálata

Ha 5%-os kálium-antimonil-tartarát-oldat,COOK-(CHOH)2-COOSb- 1/2 H20(hánytató borkő) 10 ml-ét pohárban desztillált vízzel 100 ml-re hígítjuk, és állandókeverés közben 100 ml telített kén-hidrogénes vizet adunk hozzá, állandó antimon-triszulfid-szol keletkezik.

öntsünk 4 kémcsőbe 10— 10 ml antimon-triszulfid-szolt. Adjunk az első kémcsőtartalmához cseppenként 0,05 mólos AlCl3-oldatot. Minden csepp hozzáadásaután rázogassuk a kémcsövet. Állapítsuk meg, hány csepp AlCl3-oldat hatásárakezd a szol koagulálni (csapadékkiválás). A kísérletet végezzük el 0,05 mólosBaCl2- és 0,5 mólos KCl-oldattal is. A negyedik kémcső megmarad összehasonlító

oldatnak. A kísérlet eredményét magyarázzuk meg, és vonjunk le általános követ- keztetésU

14.8. Védőhatás tanulmányozása

Három kémcsőbe fél-fél ml ezüst-nitrát-oldatot öntünk. Az első kémcsőbe4 ml tojásfehérje-oldatot (egy tojásfehérjét 200 ml vízzel összekeverünk j majdmegszűrjük), a másodikba 4 ml 1%-os zselatinoldatot,a harmadikba 4 ml vizet öntünk, majd mindháromkémcsőhöz 10— 10 ml kálium-klorid-oldatot adunk.

Mi az észlelt jelenség és magyarázata?

14.9. Dialízis

Széles szárú tölcsért állítsunk celofán vagy pergamen papírból vágott körlapra. Hajtsuk fel a papírt,és zsineggel kössük fel a tölcsér szárához, öntsünk atölcsérbe óvatosan 1%-os keményítőoldatot1, legfel jebb a kötés magasságáig. A tölcsér szárát fogjuk be, ésmerítsük 1—2 csepp KI-os I2-oldatot tartalmazó desztillált vízzel telt pohárba vagy kristályosító csészébe any-nyira, hogy a pohárban és tölcsérben levő oldat szintjeegy magasságban legyen (14.9.1. ábra).

Próbáljuk ki kémcsőben, hogyan reagál a keményítőoldat KI-os I2-oldattal. Jegyezzük fel észleléseinket1/2—1 órai dialízis után. Mi az észlelt jelenség magyarázata ?

14.10. Kolloid vas(IIJ)-hidroxid előállítása dialízissel

Oldjunk fel 7,5 g FeCl3-6 H20-t 25 ml vízben. Ha az oldat nem tiszta, akkor

szűrjük meg. Az oldat hidrolízis folytán kissé savanyú kémhatású:FeClg + 3 H20 ^ Fe(OH)3 + 3 HC1

1 Keményitöoldat készítése: 1 g burgonyakeményítőt kémcsőben 10 ml vízzel összerázunk. A zavaros folyadékot kb. 100 ml forrásban levő vízhez öntjük. Az oldatot egyideig enyhe forrásban tartjuk. Lehűlés és az oldatlan részek leülepedése után az oldattisztáját használjuk fel. Az oldat könnyen romlik, tartós használat esetén a vízbe 0,1 gszalicilsavat is teszünk.



144 KOLLOIDIKA

A vas(III)-hidroxid kolloidálisan oldva marad, amitől az oldat barnás színű.

Ha (NH4)2C03-ot adunk hozzá, ez a HCl-at közömbösíti, és a hidrolízist teljessé

teszi. írjuk fel a közömbösítés egyenletét, és magyarázzuk meg a jelenséget a tömeghatás törvénye alapján.óvatos közömbösítéskor a FeCl3 legnagyobb része kolloid Fe(OH)3-dá alakul.

Az (NH4)2C03-tal való közömbösítést nagy óvatossággal kell végezni, mert lúgos

oldatból a Fe(OH)3 barna csapadék alakjában kiválik. Oldjunk fel ezért 6 g po

rított (NH4)2C03-ot 25 ml vízben, és az oldat 2/3-át folytonos kevergetés közbenöntsük a FeCl3-oldathoz. Az így kapott majdnem teljesen semlegesített oldat

1/10-ed részét öntsük másik edénybe, a megmaradt 9/10-ed részt pedig majdnemteljesen semlegesítsük az (NH4)iC03-tal. A becseppenés helyén keletkezett Fe(OH)3csapadék előbb gyorsan, később lassabban oldódik. Ha már a csapadék egyáltaláp

nem oldódik fel, öntsünk hozzá annyit a félretett, még gyengén savanyú oldatból,amennyi a feloldásához éppen elegendő.

Ezután szűrjük meg az oldatot, és öntsük celofánból készült dializáló zacskóba. A dializáló zacskót a következőképpen készítjük: celofánlapból kb. 25 cm átmé

rőjű kört vágunk ki, és vízzel megnedvesítjük. Közepére 150 ml-es Erlenmeyer-

lombikot állítunk, és a celofánt erősen rászorítva, beburkoljuk, hogy az a lombikalakját felvegye. Nagyobb átmérőjű üvegcsőből vagy ketté vágott kémcsőből

' dializáló keretet készítünk úgy, hogy lángban való hevítéssel és szénrúddal valótágítással a cső egyik végét peremmel látjuk el. A lombikot a celofán zacskóból

kivesszük, az üvegcsövet a zacskó szájába dugjuk, és zsineggel ráerősítjük. A zsinegvégéhez kis hurkot kötünk, melyen át üvegpálcát dugva, az egészet nagyobb

hengerpohárba lógatjuk. A hengerpohárba desztillált vizet öntünk, és ezt naponta

cseréljük. Az elektrolitok a vízbe diffundálnak, és a dializáló zacskóban a Fe(0H)3kolloid oldata marad vissza. Ha a vízben már Cl"-ion nem mutatható ki, a dialí

zist befejezzük. Az így kapott kolloid oldat hidegen, jól záró edényben tetszésszerinti ideig eltartható, azonban főzésre vagy elektrolitok hozzáadására a Fe(OH)3kicsapódik.

A pozitív kolloidok mindig tartalmaznak felületükön adszorbeált csekély

mennyiségű aniont, a negatívok pedig kationt, melyet a kolloidból a kolloid állapot

megszüntetése nélkül eltávolítani nem lehet. Ezek az ionok nem adják a tipikusionreakciókat, öntsünk a kolloid Fe(OH)3 oldatához kevés AgN03-ot; csapadékot

nem kapunk, habár a kolloid kloridionokat tart adszorbeálva. Ha azokban a kolloid Fe(OH)3-oldathoz előbb HN03-at adunk és melegítjük, míg világossárga nem

lesz, AgN03-tal csapadékot kapunk.



N E M F É M E S E L E M E K ÉS V E G Y Ü L E T E I K

15. A hidrogén

15.1. Hidrogén előállítása

Hidrogén előállítására legegyszerűbben vizet vagy vizes oldatokat használ:hatunk. Az előállítás során tulajdonképpen a következő reakció játszódik let

H+ + e = H 2 H = H2

15.1.1. Hidrogén fejlesztése vízből

a) A legerősebben fémes jellemű elemek már szobahőmérsékleten is fejlesztenek vízből hidrogént. így pl. a fémnátrium vízzel a következő módon reagál:

2 Na+2 H20 = 2 NaOH+H2

Vegyünk ki petróleum alól legfeljebb lencseszem nagyságú nátrium darabkát.

Óvatosan itassuk le róla a petróleumot szűrőpapírral. 300 ml-es főzőpoharattöltsünk meg félig vízzel, és a vízhez cseppentsünk néhány csepp fenolftaleinindikátort, majd a nátriumdarabkát dobjuk a vízre. A kísérletet fülke alatt végezzük.

Ismételjük meg a kísérletet káliummal, azzal a különbséggel, hogy a vizet500 ml-es pohárba töltjük, és azt a fém beejtése után üveglappal vagy nagyobbóraüveggel lefedjük.

írjuk le a két kísérlet jelenségeit. M i az eltérés a két kísérlet lefolyásában? M i ennek a magyarázata? M i az oka annak, hogy a Na és a K ide-oda mozog a víz felszínén ?

b) Üvegpoharat töltsünk meg félig vízzel, cseppentsünk bele néhány cseppfenol-ftalein indikátort, és dobjunk bele néhány darabka magnéziumforgácsot,majd melegítsük az egészet közel forrásig. Mit észlelünk?

Meleg vízbe dobjunk néhány darabka vasforgácsot. Mit tapasztalunk?

c) Vascső középső részét töltsük meg zsírtalanított vasforgáccsal? A vasesőkét végét egyfuratú gumidugós csatlakozással vízzel félig telt és 1—2 szem horzsakövet tartalmazó 200 ml-es főzőlombikhoz, illetve üvegpipához csatlakoztatjuk(15.1.1.1. ábra). Az üvegpipa vizet tartalmazó kristályosító csészébe merüljön.Ha a kísérlet folyamán a kristályosító csészében levő víz nagyon felmelegszik,öntsünk a helyébe hideg vizet. Miután ellenőriztük, hogy jól zár-e a készülék,(hogyan?), a vizet erősen, a vascsövet enyhén melegítjük. A forrás megindulásakora vascsövet — esetleg két égővel — izzásig hevítjük. Miután a gázfejlődés soránmár kb. a készülék térfogatának megfelelő mennyiségű gáz eltávozott, borítsukle az üvegpipát vízzel telt kémcsővel. Mikor tele van, emeljük le a pipáról, és anél-

10’



148 A HIDRO GÉN

kül, hogy a vízből kiemelnők vagy megfordítanék, fogjuk be hüvelykujjunkkala száját. Ezután gázláng mellett fordítsuk meg, és ujjúnkat elvéve, a kémcsőszáját tartsuk a gázlánghoz. A kísérlet elején vett mintáknál éleB pukkanást hallunk, mert a készülékben még jelen volt levegő a hidrogénnel durranógázt ad,melynek robbanásszerű égése adja a pukkanó hangot. Utóbb, mikor a felfogott

gáz már tiszta hidrogén, a gáz szinte hangtalanul gyullad meg, és színtelen lánggalelégi

Az előbb leírt ún. durranógáz-próbát úgy is elvégezhetjük, hogy a gázfejlesztőkivezető csövét nem merítjük víz alá, hanem a levegőnél könnyebb hidrogént egyszerűen nyílásával lefelé tartott üres kémcsőben fogjuk fel. Ilyenkor árra kellügyelnünk, hogy a kémcsőben felfogott gáz, melyet a készüléktől távollevő gáz

lángnál meggyújtunk, teljesen elégjen, ób a kémcsövet csak akkor helyezzükvissza a készülék kivezetőcsövére, amikor a láng kialudt. Ellenkező esetben akémcsőben maradt égő hidrogén gyújtja meg a készülékből kiáramló gázt,mely még a levegővel lehet keveredve; így a láng visszacsap a készülékbe és az

szétrobban.15.1.2. Hidrogén fejlesztése sav- és lúgoldatból

a) 5 kémcsőbe töltsünk híg sósavat. Az elsőbe dobjunk kis magnéziumdarabkát, a másodikba alumíniumlemezkét, a harmadikba granulált cinkdarabkát,a negyedikbe vasforgácsot, az ötödikbe rézhuzalt vagy rézforgácsot. Mit észlelünk?

b) Másik 5 kémcsőbe töltsünk nátrium-hidroxid-oldatot. A fenti öt fémetdobjuk rendre az egyes kémcsövekbe, és jegyezzük fel a tapasztaltakat. írjuk

fel, milyen reakció játszódik le.c) Tanulmányozzuk a Aipp-készülékben és a Dev«7/e-palackokkal történő

hidrogéngáz-fejlesztést. Milyen reakciót választunk a laboratóriumi hidrogéngáz- fejlesztés céljára? Bármely sav alkalmas-e Kipp-készülék töltésére hidrogén fejlesz

t é s i t ? M i az oka annak, hogy egyes fémek vízből, mások csak savból, ismét mások még

jsfftiból sem fejlesztenek hidrogént?



A HID ROGÉ N O X ID Á C IÓ JA 149

15.2. Hidrogénnel kapcsolatos oxidációs—redukciós folyamatok tanulmányozása

16.2.1 A hidrogén égése

Állítsunk össze gázfejlesztő készüléket. (Például az 1.19.4. ábra szerint

300 ml-es főző- vagy Erlenmeyer-\oroibi]íot használunk kétfuratú parafadugóval.) A megfelelően kiválasztott reakcióval hidrogéngázt fejlesztünk. (A gázt pl. 15 ggranulált cinkkel 100 ml 25%-os kénsavból állítsuk elő. Ügyeljünk arra, hogy atölcsér szára állandóan a folyadékszint alá érjen). A gázfejlesztő kivezetőcsövétüvegpipához csatlakoztatjuk. A pipa végét vízzel telt kristályosító csészébe merít

jük. Durranógáz-próbával ellenőrizzük, hogy a fejlődő gáz oxigéntől mentes-e,vagyis a gázfejlesztő kivezetőcsövét vízzel telt kémcsővel borítsuk le, és mikormegtelt gázzal, vigyük a lánghoz. Addig vizsgáljuk a gázt, míg a 15.1.1. kísérletbenmár leírt módon durranógáz jelenléte nem mutatható ki. Ezután a cső végén távozó

gázt gyújtsuk meg. A láng fölé tartsunk hideg óraüveget, és figyeljük meg a vízlecsapódását.Ha az 1.19.4. ábra szerinti gázfejlesztő készülékbe úgy kívánunk újabb fo

lyadékot juttatni, hogy közben levegő bele ne kerüljön, a következőképpen járunkel: a gázki vezető-csőhöz csatlakozó gumicsövet összenyomjuk. Ekkor a fejlődőhidrogén a kénsavat a tölcsérbe nyomja. Az ilyenkor hozzáadagolt folyadék levegőbuborékokat már nem tud magával ragadni.

16.2.2. Fém-oxidok redukciója hidrogénnel

Egyes fémek oxidját a hidrogén fémmé, így pl. a réz(H)-oxidot fémrézzéredukálja:CuO-f H2 = Cu-fH20

Magas lágyuláspontú, ún. tűzálló üvegből készült kémcső1 aljára tegyünkkb. 0,5 g CuO-ot. Fogjuk be a kémcsövet állványba vízszintes helyzetben. Azelőző kísérletben leírt készülékkel fejlesszünk hidrogént, és ellenőrizzük oxigén-mentességét. Ezután cseréljük ki az üvegpipát végén kihúzott üvegcsővel, és vezessük a gázt a réz(H)-oxid-réteg fölé. A kémcső szájánál gyújtsuk meg a távozógázt. Melegítsük enyhén a kémcsövet azon a helyen, ahol a réz(H)-oxidot elhelyez

tük. Mi mutatja a reakció megindulását és befejeződését?

16.2.3. Naszcénsz hidrogénHíg kénsavoldattal töltsünk meg kémcsövet, fessük jól láthatóan sárgás

barna színűre KI-os I2-oldattal, majd osszuk kétfelé az oldatot. Az oldat egyikfelébe vezessünk hidrogéngázt, a másik felébe dobjunk kis cinkdarabkát. Milyen

különbséget észlelünk? Mi okozza ezt?Ismételjük meg a fenti kísérletet úgy, hogy a KI-os I2-oldat helyett híg

KMn04-oldattal festjük rózsaszínűre a kénsavat. Mi a különbség a két oldat halná-

nyodásában, és mi a jelenség magyarázata?

1 Magas lágyuláspontú pl. a jénai üregből készült kémcső) mely arról ismerhetőfel, hogy hosszirányú színes csíkot tartalmaz.



16. A halogén elemek

16.1. Klór előállítása

16.1.1. Klór előállítása sósavból káUum-permang&náttal

Fülkében összeállítjuk az 1.19.3. ábra szerinti gázfejlesztő készüléket. Lehetőleg csiszolt-üvegdugós készüléket használunk. A csiszolatokat tömény kén

savval kenjük be. A gumicső-csatlakozásoknál az üveg üveghez érjen. A gázmosót tömény H2S04-val töltjük meg. A gázfejlesztő-lombikba IQ g KMn04-ot

teszünk; a csepegtető tölcsérbe pedig számított mennyiségű tömény HCl-at öntünk. A tölcsér csapját megnyitva, lassan becsepegtetjük a HCl-at, ennek hatására

azonnal megkezdődik a gázfejlődés., A gáz színéről és a kivezetőcső végén a szagáról ismerhető fel. (Vigyázzunk, a gázt csak távolról szagoljuk meg!) Miután a

gáz megjelent, a kivezetőcső végét vezessük szájával felfelé fordított üveghengerbe,és azt töltsük meg klórral, majd borítsuk le üveglappal. 4—5 hengert töltsünk

meg ily módon, és tegyük félre a további kísérletek céljára. A gázkivezető cső helyére kapcsoljunk most vízzeltelt mosópalackot, és foly

tassuk a gázfejlesztést az oldat telítéséig. Ha a klórfejlődés alábbhagy, a lombikotnéhány percig enyhén hevítsük. Erős hevítést ne alkalmazzunk, mert akkor már

főleg sósav és víz távozik. Mikor a folyadék már jól láthatóan sárgás színűvé vált,a gázbevezetést megszüntetjük, és a gázfejlesztő tölcsérének csapját elzárjuk.

A készüléket a gázfejlődés megszűntével fülke alatt szétszedjük, a klórosvizettovábbi kísérletre eltesszük.

16.1.2. Klór előállítása sósavból bamakővel

Kémcső aljára szórjunk kevés Mn02-ot. öntsük le 1—2 ml tömény HC1-

oldattal, és fülke alatt enyhén melegítsük. Figyeljük meg a gáz színét és óvatosanszagoljuk meg. Ismételjük meg a kísérletet oly módon, hogy a kémcsőbe kevésK /S r ^ -o t szórunk, s azt melegítjük HCl-oldattal. Írjuk fel a reakcióegyenleteket.

16.1.3. Klór előállítása sósavból a levegő oxigénjével

A HC1 oxidálására felhasználható a levegő oxigénje is, ha magasabb hőmérsékletet és megfelelő katalizátort alkalmazunk.

Katalizátorként CuCl2-oldattal impregnált habkő vagy samott-tégla törmelékét használjuk. Ezt úgy készítjük" hogy a megtört (kb. borsószem nagyságú)

porózus hordozóanyagot 5— 10%-os CuCl2-oldatban 10—20 percig főzzük, majdszárítószekrényben megszárítjuk. A megszárított katalizátort tűzálló üveg- vagykvarccsőbe helyezzük, melyhez vízlégszivattyút kapcsolunk. Ennek segítségévela eső elé kapcsolt gázmosóban elhelyezett tömény sósavoldaton levegőt buborékol-



A HA LO GÉNEK T UL AJ DON SÁG AI 151

tatunk át, mely eközben HCl-gázzaí telítődik. A reaktorcsőben izzításkor a

4 H C l+O a = 2 H20 + 2 CLj

reakció játszódik le. A reaktorcső után metiloranzs indikátorral megfestett vizettartalmazó gázmosót szerelünk. A keletkező klórgáz a metiloranzst elszínteleníti. A tömény sósavoldatba is cseppentsünk metiloranzs indikátort, hogy a sósavklórmentességét ellenőrizzük. Rajzoljuk le a használt berendezést.

16.2. A klór kémiai tulajdonságai

16.2.1. A klór reakciója fémekkel

Számos fém szobahőmérsékleten vagy magasabb hőfokon a klórral hevestűztünemény kíséretében reagál.

A 16.1.1. kísérletben előállítottkl órgázt használjuk a következő kísérletekhez:a) Kanálkával kevés antimonport óvatosan, kis részletekben az egyik klórt

tartalmazó edénybe szórunk. Az antimon SbCl3- és SbClg-tartalmú fehér füst képződése közben elég.

b) Lencse nagyságú nátrium darabkát (lásd 15.1.) vaBkanálkában olvasszunkmeg és merítsük a klórgázba. A nátrium jellegzetes sárga lánggal ég; a képződőfehér füst NaCl.

c) Melegítsünk fel kezdődő vörösizzásig rézhuzaldarabkát, és gyorsan mártsuk a klórgázba. A réz tűztüneipény kíséretében CuCl2-dá alakul, mely vízben

a Cu“+ ionra jellemző kék színnel oldódik.16.2.2. Kísérletek klórosvízzel

A 16.1.1. gyakorlatban előállított klórosvízzel végezzük el a következő kísérleteket :

A klóros vízbe mártsunk lakmuszpapírt: figyeljük a színváltozást. Kémcsövettöltsünk meg 1 /4-ig desztillált vízzel, és fessük meg néhány csepp indigóoldattal.Töltsünk hozzá klóros vizet és rázzuk össze. Az indigó halványsárga színűvé oxidálódik.

Ismételjük meg a fenti kísérletet metiloranzs-, illetve fuxinoldattal, és figyel jük meg a színváltozást.

16.3. A bróm és a jód

16.8.1. Bróm és jód előállítása oxidációTal

(E kísérleteket fülke alatt végezzük!)

Szórjunk kémcsőbe kevés KBr és kb. vele egyenlő mennyiségű kristályosKMn04 keverékét, majd öntsünk rá 2—3 ml, 1: 1 térfogatarányban desztillált vízzel hígított cc. H2S04-at. Vörösbarna színű brómgőzök távozását figyelhetjük

meg:2 KM n04 + 3 H 2S04 + 10 HBr = K jS0 4 + 2 MnS04 + 8 HaO + 5 Br2.

Végezzük el a kísérletet Ki-dal: ibolya színű jódgőzök keletkeznek, a kémcsőhideg felső részén pedig jódkristályok lerakódását észlelhetjük.



152 A HALOGÉN EL EMEK

16.3.2. Jód és bróm előállítása redukcióval

Készítsünk híg NaI03-oldatot, s adjunk ehhez cseppenként NaHS03-oldatot.Barna színeződés jelzi a jód kiválását, mely ez esetben redukcióval keletkezett. Írjuk fel a reakció egyenletét!

Öntsünk a barna színű oldathoz kevés keményítőoldatot: kék színeződés(jódkeményítő) jelzi a jód jelenlétét. Felmelegítésre a szín eltűnik, de lehűléskorismét előáll. Végezzük el a fenti kísérletet NaBr03-oldattal is. Az ekkor keletkezőbarna szín keményítővel nem ad kék színeződést.

16.3.3. Klórosvíz hatása bromidra és jodidra

a) KBr-oldatot tartalmazó kémcsőbe öntsünk cseppenként, majd nagyobbmennyiségben klórosvizet: barna szín jelzi az elemi bróm képződését. Adjunk ehhez kevés CCl4-ot vagy CHCl3-ot, és rázzuk össze. A bróm a víz alatt elhelyezkedő CC14-, illetve CHC13-ob fázisban intenzív barna színnel oldódik. A víz majdnemteljesen elszíntelenedik. Ismételjük meg a kísérletet Ki-oldattal, de a klórosvizet csak addig adagoljuk, amíg a jódkiválás éppen megindul. A CCl4-os fázisban a kivált és vízben barna színnel oldódó jód ibolyaszínnel oldódik. Adjunk mostmég klóros vizet az elegyhez: az oldat elszíntelenedik. M i a jelenség magyarázata? írjuk fel a kísérletekben szereplő reakciók egyenleteit!

b) Készítsünk néhány százalékos KBr- és Ki-oldatot, és töltsük 1—1 kém

csőbe. Harmadik kémcsőben elegyítsük a két oldatnak mintegy I— 1 ml-ét, ésadjunk hozzá I ml CCl4-ot vagy CHCl3-ot. Ezután cseppenként adjunk mindegyikhez klóros vizet, és minden csepp után rázzuk össze, figyeljük meg a nem*vizes fázis színét. Milyen reakciók játszódnak le, és hogyan lehet a bromidot és a jodidot egymás mellett kimutatni?



17. A halogén elemek hidrogénvegyületei

17.1. A hidrogén-fluorid előállítása és tulajdonságai. Szilikofluoridok

17.1.1. Üvegmaratás Vas- vagy ólomtégelybe tegyünk kevés CaF2-ot. öntsünk rá néhány ml cc.

H2S04-at, majd borítsuk le paraffinnal bevont óraüveggel. A paraffinrétegreelőzőleg karcoljunk néhány betűt. A tégelyt nagyon enyhén — nehogy a paraffin

leolvadjon — melegítsük. A tömény kénsav hatására a folypátból HF-gáz fejlődik a következő egyenletnek megfelelően:

CaF2+ H 2S04 = CaS04-|-2 HF

A HF az üveg Si02-jával az alábbiak szerint reagál:

4 HF+Si0 2 = SiF4+ 2 H 20

Az SiF4-gáz eltávozik, és az üvegen marás észlelhető azon a helyen, ahol a kísérletelején az üvegre felvitt paraffinrétegre a jelet karcoltuk. E marás előtűnik, ha a

réteget forró vízzel leolvasztjuk.17.1.2. Fluorid kimutatása

a) Tiszta és száraz kémcsőbe kb. 3 ml tömény kénsavat öntünk, majd forróvízben néhány percig tartó melegítés után meggyőződünk róla, hogy a kénsava kémcső falát egyenletesen nedvesíti és rázogatáskor a kémcső falára tapad.Ezután keyés elporított kalcium-fluoridót a kénsavba szórunk, majd a kémcsövetnéhány percig forró vízben tartjük. Melegítés után azt tapasztaljuk, hogy a kén-sav a kémcBŐ falát nem nedvesíti többé, és összerázás után cseppekké összeállvafolyik végig az üveg falán, mint a víz zsíros felületen.

b) ólom- vagy vastégelyben 20—30 cg CaF2-ot kb. háromszoros mennyiségűfinom eloszlású, kiizzított Si02-porral elkeverünk. 1—2 ml cc. kénsavval leöntjüka tégely tartalmát, a tégelyt pedig középen kilyukasztott ólom- vagy vasfedővelleborítjuk. Üvegpálcát gázláng felett kissé felmelegítünk, és a végét vékonyanpiceinnel vagy szurokkal vonjuk be. Ezután kis Bunsen-lánggal a tégelyt enyhénmelegíteni kezdjük. Az üvegbotot vízbe mártjuk, hogy a végén csepp maradjon,majd a tégelyfedőn levő lyuk fölé tartjuk. Kis idő múlva a fekete háttér előtt

jól megfigyelhető, hogy a vízcsepp megzavarosodik, benne fehér csapadék képződik. A lejátszódó folyamat:

SiF4+ 3 H 20 = H 2Si03+ 4 HF

c) Híg NaF-oldatot öntsünk két kémcsőbe. Az egyikhez adjunk AgN03,másikhoz CaCl2-oldatot. Mit észlelünk?



154 A HA LO GÉN EL EM EK HID R O G É N V E G Y ÜL E T E I

A CaCl2-dal a következő reakció játszódik le:

C a C l j + 2 N a F = C a F 2+ 2 N aC l.

17.1.3. SzilikoOuoridok

Ismételjük’'meg a 17.1.1. és 17.1.2. gyakorlat kísérleteit K 2[SiF6]-tal, illetveaz utolsó c) kísérletet ennek vizes oldatával! Végezzük el a 6J kísérletet Si02hozzáadása nélkül is. Mit tapasztalunk ? A gyakorlatban megismert reakciók hogyan használhatók fel a F~ és a [$iF6]2~ ionok kimutatására? Hogyan lehet az ionokat egymástól megkülönböztetni, ill. egymás mellett kimutatni?

17.2. A sósav előállítása és tulajdonságai

17.2.1. Sósav előállítása nátrinni-kloridból

Ha szilárd konyhasóra tömény kénsavat öntünk, HCl-gáz szabadul fel, melyillékony lévén, enyhe melegítésre a reakcióelegyből eltávozik:

NaCl+HjjSO* = HCl+ NaHS04

Izzításkor a nátrium-hidrogén-szulfát is reagál a konyhasóval, és újabb sósavmennyiség szabadul fel:

' NaCl+NaHS04 = HC1 + N&2S04

Ez utóbbi reakció oly magas hőmérsékleten megy végbe, melyen már az üveg ismeglágyul, és így laboratóriumi előállításkor csak az első reakcióegyenletet használjuk ki.

Állítsunk össze gázfejlesztő készüléket az 1.19.3. ábra szerint. Az 500 ml-esés lehetőleg csiszolatos lombikba 30 g konyhasót mérünk be. A csiszolatot és acsapot tömény kénsavval megnedvesítjük. A gázfejlesztő lombikot Bunsen-élá- ványba fogjuk, és a lombik alá dróthálót helyezünk úgy, hogy a Bunsen-égő aláférjen. A fejlődő sósavat üvegcsövön vezetjük el, mivel a gumicsövet elroncsolná. Az üvegcsöveket gumicsatlakozással kötjük össze, de úgy, hogy üvegüveghez érjen. A T-cső után kapcsolt gázmosót 1 /4-éig tömény kénsavval töltjük.

A gázt a mosóból derékszögben meghajlított üvegcsövön keresztül Erlenmeyer- lombikba vezetjük, melybe kb. 100 ml vizet tettünk. A lombikot egyszer átfúrtdugóval zárjuk el, melyen keresztül a gázvezető csövet annyira dugjuk a lombikba,hogy a folyadék felszíne fölött 1 —2 mm-re végződjék. A dugó oldalán késseléket metszünk ki úgy, hogy az így keletkezett nyíláson a levegő akadálytalanultávozhasson. A telítőlombikot hideg vízzel telt - kristályosító csészébe állítjuk.45 ml tömény kénsavat 30 ml vízzel hígítunk (!), és lehűlés után a gázfejlesztőtölcsérébe öntjük. A csap megnyitásával a kénsavat a konyhasóra csepegtetjük,mire megindul a gázfejlődés. Ezután a lombikot kis lánggal melegítjük, ügyelvearra, hogy a gázfejlődés egyenletes legyen. A gázfejlődés megszűnése után (ho

gyan vesszük észre?) a tölcsér csapját vagy a T-cső szorítóját kinyitjuk, és csakazután szüntetjük be a hevítést, nehogy a lehűléskor lecsökkenő nyomás a kénsavat visszaszívja.

A keletkezett, sósavoldatot hűtsük le, sűrűségét areométerrel, térfogatátmérőhengerrel mérjük meg. Táblázatból állapítsuk meg az oldat %-os összetételét,



A BHÓM ÉS A JÓD HID R O G É N V É G Y Ü L E T E1 155

és számítsuk ki a termelési %-ot. A fejlesztő lombikban lehűléskor nátrium-hidrogén-szulfát válik ki.

17.2.2. Sósav élő állítás a ammónlum-kloridból

Állítsuk Össze az 1.19.3. ábra szerinti gázfejlesztő készüléket. A lombikbaszórt 25 g szilárd ammónium-klorid a csepegtető tölcsérből lassan hozzáengedetttömény kénsavval már szobahőmérsékleten reagál. A gázmosót a sósav szárításacéljából ugyancsak tömény kénsavval töltsük meg. Tartsunk a gázmosó kivezetőcsöve elé először vízzel, majd ammónium-hidroxiddal megnedvesített üvegpálcát. Mit észlelünk? M i a jelenség magyarázata? A fejlődő gázt használjuk fel akövetkező kísérlet (17.2.3.) elvégzéséhez.

17.2.3. Sósav oldékoüysága vízben

1 térfogat víz szobahőmérsékleten 450 tf. HCl-gázt old. Ez annyit jelenthogy 100 g víz 64,2-g HCl-at képes oldani. E nagy oldékonyságon alapul a következő kísérlet. Állítsuk össze a 17.2.3.1. ábrán láthatókészüléket. Fordítsunk nagy gondot arra, hogy a dugók jól _____

zárjanak! Az előző kísérletben összeállított gázfejlesztő készüléket kapcsoljuk az A lombik 1 bevezető csövéhez, a 2 dugóról húzzuk le a B lombikot, és nyissuk ki a 3 és 5 szorítót.Ezután indítsuk meg a gázfejlesztést (fülke alatt!) addig,míg a lombik teljesen meg nem telt sósavgázzal. Ezt a kiáramló gáz vizsgálatával ellenőrizzük. (Hogyan?) Mikor alombik megtelt, oldjuk meg a csatlakozást a gázfejlesztőfelé, a vezetékeket a 3 és 5 Hoffmann-BzOTÍtóv&l zárjuk le,majd tegyük vissza a helyére a B lombikot, amely kék lak-múBBzal megfestett vizet tartalmaz. Most nyissuk meg a 3 szorítót, majd a 4 csőbe fújjunk bele, hogy a nyomás hatására á víz néhány ml-e a csövön átaz A lombikba jusson. A vízszökőkútszerűen áramlik a felső lombikba, és a lakmusz meg-vörösödik.

17.3. A bróm és a jód hidrogénvegyületei

17.3.1. Kálium-bromid és kálium-jodid reakciója tömény kénsavval

1—1 kémcsőbe szórjunk kevés KBr, illetve KI kristályt,öntsünk rá 1—1 ml cc. kénsavat. Figyeljük meg a bekövetkező reakciót! Melegítsük enyhén a kémcsöveket! írjuk fel a reakcióegyenleteket. Van-e különbség a KB r és a K I viselkedése között? Miért nem leket e reakciók útján HBr-ot, illetve Hl-ot előállítani?

17.3.2. Hidrogén-bromid előállítása

Állítsuk össze fülke alatt a 17.3.2.1. ábra. Szerinti készüléket. A gázfejlesztőcsiszolatait tömény foszforsav-oldattal kenjük (a csapzsír a brómmal, a töménykénsav a vízzel reagál). Tegyünk a fejlesztő lombikjába 3 g elporított vörösfoszfort,és folyassunk rá 8 ml vizet. A lombik rázogatásával szyszpendáljuk egyenletesen

17.2.3.1. ábra. HCl-as szökőkút



156 A HAL OG ÉN ELEMEK HID RO G ÉNV EG YÜLE TEI

a foszfort. Az U-csövet töltsük meg félig nedves vörösfoszforral bevont horzsakő-darabkákkal.

K ész ítése: kis Erlenmeyer-lombikba 2—3 kanálka horzsakövet és 1 kanálkaelporított vörösfoszfort teszünk, majd a lombikot megrázzuk. Ha a vörösfoszfornem tapad a horzsakőre — a foszfor száraz — 1 csepp desztillált vizet cseppentünkbele, és újból jól megrázzuk. Szükség esetén még 1 csepp vizet adunk hozzá. Sokvizet ne használjunk, mert az az áthaladó hidrogén-bromidot megköti.

öntsünk a csapos tölcsérbe 6 ml cseppfolyós brómot. (Az öntésnél nagyonvigyázzunk, lásd: 2.9. és 1.2.!) A brómot nagyon lassan csepegtessük a foszfor

hoz ; a reakció különösen az elején igenheves. A bróm becseppenésekor néha felvillanás észlelhető. A következő reakciók játszódnak le:

3 Br2-f 2 P = 2 PBr 3

PBr3+ 3 H aO = H 3PG 3 + 3 HBr

A fejlődő hidrogén-bromid gáz kevésbrómgőzt visz magával. Az IJ-csövön áthaladva a brómgőz a horzsakőre adszor-beált nedves vörösfoszforral reakciób alép, és tiszta, brómmentes hidrogén-bromidot kapunk. A gázt fogjuk fel 20 mlvizet tártaim azó, 50 ml-es Erlenmeyer-lom

bikban. A lombik és a víz együttes súlyát-előzőleg mérjük meg. A gázbevezető cső a víz szintje fölött 2—3 mm-re végződjék. A lombikot — hűtés céljából — állítsuk vizet tartalmazó kristályosító csészébe.Figyeljük a hidrogén-bromid oldódását. Ha a hidrogén-bromid fejlődése alábbhagy, a fejlesztőlombikot enyhén hevítsük, úgy hogy a folyadék ne forrjon feL A gázfejlődés vége felé a telítőlombikot tegyük félre,[és kevés hidrogén-bromidotbuborékoltassunk kémcsőben levő 2-—3 ml tömény kénsaveldatba. Ügyeljünkarra, hogy a kénsav vissza ne szívódjék. Csak akkor szüntessük be a hevítést,amikor a gázkivezető csövet a kénsavból kiemeltük. írjuk fel észleléseinket és a végbement reakció egyenletét. Mérjük meg a hidrogén-bromid-oldattal telt lombik súlyát,

majd további kísérlet céljára tegyük félre. Számítsuk ki, hogy a bemért bróm hány százalékából képződött a víz által elnyelt hidrogén-bromid.

A hidrogén-bromid-oldat egyik részletéhez cseppentsünk indikátor-oldatotvagy mártsunk bele indikátorpapírt. A hidrogén-bromid-oldat másik részletéhezöntsünk kálium-permanganát-oldatot. Észleléseinket jegyezzük fel, indokoljuk meg, és írjuk fel a reakcióegyenleteket.

17.3.3. Hidrogén-jodid előállítása

Állítsunk össze fülkében csiszolt-dugós gázfejlesztő készüléket. Az 500 ml-es

gázfejlesztő lombikjába tegyünk 1 g száraz1 elporított vörösfoszfort és 10 g finoman elporított jódot. A két anyagot a lombik rázOgatásával keverjük jól össze. A csiszolatokat kenjük be tömény foszforsav-oldattal. A gázfejlesztőhöz csatla-

17.3.2.1. ábra. Hidrogén-bromid előállítása

1 Nedves vörösfoszfort szobahőmérsékleten exs^ikkátorban foszfor-pentoxid fölött szárítunk.



HALOGÉNIDIONOK 157

koztassunk üveggyapottal lazán megtöltött U-csövet, utána pedig derékszögbenmeghajlított üvegcsövet. A gázkivezető cső végét vezessük szájával felfelé fordított nagy kémcsőbe. A csapos tölcsérből lassan csepegtessünk a keverékre 6 mlvizet. Amikor a víz lecsepegett, a tölcsér csapját zárjuk el. A gázfejlődés csökken-

nésekor a lombikot azbesztlapon keresztül enyhén melegítsük. Amikor a nagykémcső megtelt hidrogén-jodid-gázzal (miből látjuk ezt?), üveglappal vagy megfordított pohárral fedjük be és tegyük félre. Egy második nagy kémcsövet istöltsünk meg hidrogén-jodiddal. A gázkivezető csőhöz helyezzünk most 10 mlvizet tartalmazó kémcsövet vagy kis lombikot úgy, hogy a cső vége 2—3 mm-rela víz színe fölött végződjék. A felfogó edényt állítsuk hideg vizet tartalmazóedénybe. Figyeljük a hidrogén-jodid vízben való oldódását.

A hidrogén-jodid-gázzal töltött első nagy kémcsőbe cseppentsünk néhánycsepp tömény salétromsavat, majd fedjük be a kémcsövet. A második kémcsőbemártsunk erős izzásban levő vékony üvegbotot. Milyen változást látunk ? Mi ennek az oka ? A hidrogén-jodid-oldatot osszuk két kémcsőbe. Az oldat egyik részletéthagyjuk világosságon, a másik részletet sötétben állni. Időről-időre hasonlítsukössze a két oldatot. Mit észlelünk, miért?

17.4. A halogenidionok

17.4.1. A halogenidionok kimutatása

a) 1—1 kémcsőbe öntsünk NaCl-, illetve HCl-oldatot. Mindkét kémcső tartalmához elegyítsünk néhány ml AgNOa-oldatot. Fehér, túrós csapadék keletkezik:

Cl -+Ag+ =AgCl

A csapadék leülepedése után öntsük le a folyadékot, és a csapadékot osszukkét részre. Az egyik részhez öntsünk reagens HN03-at és főzzük, a máBik feléhezadjunk reagens NH4OH-oldatot. Mit tapasztalunk ? Az utóbbi reakcióban az AgCloldódása a következő egyenlet szerint játszódik le:

AgCl+ 2 NH4OH = [Ag(NH3)2]C l+ 2 H20

Dobjunk az ammónium-hidroxidos oldathoz kis szelet lakmuszpapírt,

majd öntsünk hozzá savas kémhatásig salétromsavat. írjuk fel észleléseinket és a végbement reakció ionegyenletét. Állítsunk elő KBr-illetve KI- és AgN03-oldatelegyítésével AgBr-, illetve AgI-csapadékot. Hasonlítsuk össze a csapadék színét az ezüstklorid csapadék színével. Vizsgáljuk meg az AgBr és AgI csapadék oldhatóságát híg és tömény NH4OH-ban, illetve HN03-ban.

b) Az a) alpont, valamint a 16.3.3. és 17.1.2. pont reakcióialapján állapítsuk meg, hogy valamely ismeretlen vegyületben levőhalogenidion F - , Cl~-, Br- -, vagy I~-ion-e. Ha Br~ és I - egy

más mellett van jelen, ezeket a 16.3.3. kísérlet alapján felismerhetjük. Ha azonban még Cl“ íb van az oldatban, ennek kimutatására az előbbiek mellett újabb reakciót kell felhasználnunk.

Az alaposan megBzárított vizsgálandó porkeveréket dörzsöljükel mozsárban háromszoros súlyú K2Cr20 7-tal, majd helyezzük kicsi(5—20 ml-es) desztilláló lombikba. A desztilláló lombik kevés 2 mólos NaOH-ot

17.4.1.1. ábra. Kromil-klorid

előállítása



160 AZ OXIGÉN ÉS A K.ÉN

bikhoz csatlakozó üvegpipát, amély a víz alá merül, csak a gázfejlódés megkezdése után 1—2 perccel helyezzük el az első, szájával lefelé fordított és vízzel töltött üveghenger alá. Mikor az első henger már megtelt, még három hengerttöltsünk meg oxigénnel. Az oxigénnel telt hengereket tegyük el a következő kísérletekhez.

d) Nagyobb mennyiségű oxigént kényelmesen és veszélytelenül a következőképpen állíthatunk elő. Gázfejlesztő készülék lombikjába 10 g elporított kálium--dikromátot szórunk. Azután 70 ml 20%-os kénsavat 30 ml 30%-o b hidrogén-peroxid-oldattal elegyítünk. Az elegyet a gázfejlesztő csapos tölcsérén át lassúcseppekben a kálium-dikromáthoz engedjük. A gázfejlődés sebessége a csepegtetéssebességétől függ. A gáz a következő egyenlet szerint fejlődik:

■ aCr20 7-{-4 BEgSO -J- 3 H 20 2 = K 2S04 -)-Cr2(S04)3-|- 3 0 2-j-7 H20

A gázfejlesztőhöz csatlakozó üvegpipához közelítsünk parázsló fapálcikát. Amikora készülékből már csak oxigén távozik, a pipa végét kevés vizet tartalmazó fazékban levő, szájával lefelé fordított és vízzel töltött üveghenger alá helyezzük.Gyűjtsük a fejlődő oxigént az üvegbe úgy, hogy annak alján kevés víz maradjon.Zárjuk el az üveget a víz alatt üveglappal, majd vegyük ki a vízből, és állítsuknyílásával felfelé. Még négy hengert töltsünk meg oxigénnel, és tegyük el a következő kísérletekhez. '

18.1.2. Elemek égése oxigénben

Számos fém és nemfém megfelelő hőmérsékleten már a levegő oxigénjéveltűztünemény kíséretében egyesül. Ezek az égési tünemények tiszta oxigén-atmoszférában sokkal nagyobb intenzitással játszódnak le. A következő kísérleteket fülkében, félig lehúzott fülkeajtó mögött végezzük.

a) Tégelyfogóval tartott magnéziumszalag-darabot gyújtsunk meg Bunsen- égő lángjában, majd vegyük ki a lángból és .gyorsan mártsuk oxigénbe.

b) LencseBzem nagyságú nátriumdarabkát helyezzünk hosszúnyelű vas-kanálba. (Amennyiben a petróleum alatt eltartott nátrium nagyobb darab,s ebből kell levágnunk, csipesszel fogjuk meg, a megmaradt részt azonnal tegyük vissza petróleum alá, a levágott darabot óvatosan itassuk le.) A kanál

kában gázláng felett olvasszuk meg a nátriumot, mely eközben meg is gyullad,és kicsiny, jellegzetes sárga lánggal ég. A kanálkát gyorsan mártsuk az oxigénneltelt üveghengerbe, melynek aljára előzőleg már kb. félujjnyi desztillált vizetöntöttünk. Az égés során fehér füst keletkezik, mely a vízben oldódik. A víz kémhatása a kísérlet után lúgos, amiről indikátorral vagy indikátorpapírral győződhetünk meg.

c) Az előző kísérletben már használt vaskanálkába helyezzünk babszem nagyságú kéndarabkát vagy kénport, majd láng felett olvasszuk meg. Közben a fejlődő kéngőzök a levegőn meggyulladnak, és kicsiny kék lánggal szúrós szagú

kén-dioxiddá égnek el:S+O2 — S02

Az égés intenzitása jelentősen megnő, ha az égő ként oxigénbe mártjuk. Az oxigéné s henger aljára most is vizet öntünk. Ebben a kén-dioxid oldódik:

s o 2+ h 2o = H ^ 0 3



AZ ÓZON 161

Az oldat indikátorral savas reakciót mutat. Végezzük el e kísérletet vörösfoszforral, majd faszéndarabkával is.

Foglaljuk össze a kísérletek tapasztalatait, írjuk fel a lejátszódó reakciók egyen-letét!

18.2. ózon előállítása

18.2.1. ózon előállítása elektrolízissel

Állítsuk össze a 18.2.1.1. ábra szerinti készüléket. Az elektrolizáló celláttöltsük meg 3 : 1 súlyarányban hígított cc. kénsav és desztillált víz elegyével, ésállítsuk hideg vízzel telt kristályosító-csészébe. A tolóellenállást oly módon állítsuk be, hogy a Pt-anódon az áram-sűrűség 1—2 A/cm 2 legyen. Tolóellenállás helyett lámpaellenállást ishasználhatunk. Számítsuk ki, hogy a

rendelkezésre álló égőlfből hányat kellfelhasználnunk, és ezeket hogyan kellaz áramkörbe kapcsolnunk, bogy azáramsűrűség megfelelő legyen. A gáz-kivezető-cső végén' kiáramló, főkéntoxigént tartalmazó gázt óvatosan szagoljuk meg. Tartsunk a gázkivezetőnyíláshoz KI-os szűrőpapírt, majdKI-os univerzál indikátorpapírt. Mi-' lyen változást látunk 1 Írjuk fel a reak

cióegyenletet. Húzzunk a gázkivezetőcsőre néhány cm hosszú gumicsövet,és hagyjuk 5— 10 percig ózonáramban.

A gumicső oxidációs folyamat folytán elveszíti rugalmasságát, és rideg, törékeny lesz.

18.2.2. Ózon előállítása peroxldokból

Kis üvegpohárba töltsünk darált jeget, és állítsunk bele két kémcsövet,melyek egyike kb. 4—5 ml cc. kénsavat, másika pedig kb. 0,3—0,5 g Ba02-port

tartalmaz. Miután a komponensek lehűltek, öntsük a kénsavat lassan a bárium--peroxidhoz, és üvegbottal — további hűtés mellett — kevergessük meg. Ismét azózon jellegzetes szagát érezzük, és a fejlődő gázban az előző kísérletben leírtreakciókkal az ózont kimutathatjuk. A lejátszódó reakció:

3 Ba0 2+ 3 ELjSO = 3 BaS04-f-3 H20 -j- 0 3

18.3. A kén előállítása és tulajdonságai

18.3.1. A kén allotrop módosulatai

A kénnek több allotrop módosulata ismeretes. Ennek tanulmányozásáraállítsuk elő á módosulatokat.

a) A kísérletet fülke alatt végezzük I Először állítsuk elő a szobahőmérséleten stabilis rombos ként. Oldjunk fel száraz Erlenmeyer-lombikh&n 35 g tisztaCS2-ben 15,8 g kénvirágot. Az oldatot 35— 40 C°-os vízben enyhén 'melegítsük,11 Általános és szervetlen kém iai praktiku m - 4284/1.

18.2.1.1. ábra. Ózon előállítása elektrolízissel



162 AZ OXI GÉN ÉS A KÉN

míg az oldás teljes nem lesz. Ezután az oldatot előmelegített szűrőn, redős szűrőpapíron szűrjük meg. A lombik tartalmát most erőteljesen hűtsük le oly módon,hogy a lombikot darált jéggel töltött kristályosító csészébe állítjuk. Ha a kiváltkristályok túl aprók volnának, akkor egy kriBtálykát csipesszel vegyünk ki, az

oldatot a kristályokkal ÍBmét melegítsük fék Mikor az oldódás már teljessé vált,ismét hűtsük le, de még mielőtt a kristályosodás megkezdődnék, oltsuk be az előzőkristályosítás során kivett kristálykával. Valamennyi művelet folyamán nagyonvigyázzunk arra, hogy a közelben gázláng ne legyen, mert a CS2 gőze igen köny-nyen gyullad, illetve robban!

b) Monoklin kén előállítása céljából kis porcelán tégelyt töltsünk meg kb% -részéig kénporral, illetve kéndarabkákkal, éB homokfürdőn melegítsük fel,míg megolvad. Ezután a tégelyt vegyük ki a homokfürdőből, helyezzük azbeszt-hálóra, és hagyjuk lehűlni. Lehűlés után a tégelyt törjük le a megszilárdult kénről,a kéntömböt pedig fűrészeljük vagy törjük ketté. Az anyag közepén átlátszó,monoklin^ tűszerű kénkristályok láthatók. Úgy is eljárhatunk, hogy a kihűléssorán képződő olvadékot — ha a kéreg már elég vastag — egy helyen pálcikávaláttörjük, s a belül még folyékony ként a nyíláson át kiöntjük. A tégely ketté-fűrészelése után a szépen fejlett monoklin kénkristályok jól láthatók. A kristályokat tegyük el, és egy hét múlva ismét nézzük meg. Milyen különbséget látunk ?

C) Tűzálló kémcsövet töltsünk meg félig kénporrál, és cBŐfogóba erősítve,lassan melegítsük gázlángon enyhe mozgatással, hogy egyenletesen olvadjon meg.

Az olvadás 110 C° körül bekövetkezik. Az

olvadáspontja körüli hőmérsékleten tartottkén kis belső súrlodású, világossárga színűfolyadék.

Ha a melegítést folytatjuk, a folyadékbelső súrlódása egyre növekszik, és 160 C°körül a megolvadt kén sötétedni kezd. 200és 250 C° között BŰrűn folyÓB, gyantaBzerű,sötétbarna masszává alakul, melynek mároly nagy a viszkozitása, hogy a kémcsőmegfordításakor sem folyik ki. 260 C° felett a viszkozitás ismét csökken, és azanyag 444,6 C°-nál eléri a forráspontot. Amegolvadt ként most öntsük nagyobb pohár vagy üveghenger vízbe. A vékony sugárban kiöntött olvadék hirtelen lehűl, demegőrzi előbbi molekuláris szerkezetét.

Vegyük ki a ként a víz alól, és figyeljük meg: kaucsukhoz hasonló rugalmasságot mutat. Mi a jelenség magyarázata?

Tegyük el az amorf ként, és vizsgáljuk meg egy hét múlva. Milyen változást

tapasztalunk ?

18.3.2. A kén tisztítása

A nyers termésként vagy az ipari nyers ként szennyezéseitől meg kell tisztítani. Erre a desztilláció a legegyszerűbb módszer. Laboratóriumban két lombikbólegyszerű desztilláló berendezést állíthatunk össze (18.3.2.1. ábra). A lombikba



A KÉ N REAK C IÓ JA F ÉMEKK EL 163

helyezzük a desztillálandó kéndarabkákat, és lassan, alulról melegítjük, míg akén megolvad és desztillálni kezd. Jobb eredményt érhetünk el, ha a B lombikot*melyben a kénvirág összegyűlik, vízzel hűtjük.

18.3,3. A kén reakciója fémekkel

A kén számos fémmel exoterm reakcióban egyesül. A kénnel legintenzívebbenreagáló fémek közé tartoznak a vas- és rézcsoport elemei.Keverjünk össze 5 g kénvirágot, és 8 g finom vasport és szórjuk Bunsen-

állványba ferdén befogott kémcsőbe. Az állványt a kémcsővel együtt helyezzükvastálcára. A kémcső alját melegítsük addig, míg a kén megolvad, és a reakcióelegjra kémcső alján felizzik. Ezután a hevítést megszüntethetjük, a reakcióhő mindaddig izzásban tartja az elegyet, míg a reakció le nem zajlott. Miután a reakció-termék kihűlt, törjük le a kémcsövet, (sokszor már magától is lereped), és az;

Fe+S = FeS

reakcióegyenlet szerint keletkezett vas-szulfidot tegyük el.

Végezzük el a kísérletet réz- és kénpor elegyével is. E reakcióban CuS keletkezik. A szükséges rézmennyiséget számítsuk ki a vas— kén reakció adatai alapján-



19. Az oxigén és a kén hiörogénvegyülétéi

\

19.1. A t íz

19.1.1. A t íz keménysége

a) Vezessünk 100 ml desztillált vízbe C02-gázt (lásd 27.4.1.), s mikor mártöbb nem nyelődik el, szüntessük meg a gázfejlesztést. Az oldatot fele mennyi

ségű vízzel hígítsuk fel, majd szórjunk bele kevés CaCOs és MgC03 port, és old

junk benne néhány cg MgS04-ot. Az így előállított „mesterséges kemény vizet”használjuk a következő kísérletekhez.

b) Vegyünk 3 kémcsövet. Az egyikbe öntsünk az előző kísérletben előállított

kémény vizet, a másikba közönséges csapvizet, a harmadikba pedig desztillált

vizet. Mindegyik kémcsőhöz adjunk pipettából azonos mennyiségű — néhány csepp— vizes szappanoldatot, és rázzuk össze a kémcsövek tartalmát. Milyen különb

ségeket tapasztalunk, és mi ennek a magyarázata? Adjunk ezután minden oldat

hoz annyi szappanoldatot, hogy a hab már éppen megmaradjon a kémcső rázása

után. Hasonlítsuk össze az egyes oldatokhoz szükséges szappanoldat-térfogatokat.

19.1.2. Vízlágyítás

Végezzünk néhány vízlágyításra vonatkozó kísérletet.

a) Mérjünk be 1— 1 kémcsőbe 10— 10 ml csapvizet, illetve kemény vizet,

és adagoljunk hozzá bürettából szappant vagy kálium-oleát-oldatot. Minden

csepp után rázzuk össze az elegyet, s az adagolást addig folytassuk, míg az utolsócsepp után már maradandó habzást látunk. Olvassuk le a fogyasztást, és jegyezzük fel.

Forraljunk fel mindkét vízfajtából 1 0— 10 ml-nyi mintát, majd lehűlés utántitráljuk meg az ismertetett módon szappanoldattal. Hasonlítsuk össze a fogyást az

előző eredményekkel.

b) Vegyünk ismét 10 ml-es mintát mindkét vízből, éB csepegtessünk hozzá

Ca(OH)2-oldatot. Minden csepp után rázzuk össze, figyeljük meg a csapadék-képződéBt. (M i a csapadék összetétele?) Az adagolást addig folytassuk, míg újabb

csepp hatására már csapadék nem keletkezik. A kísérletet célszerű sötét háttér előtt

végezni, mert így a csapadékképződés jobban észlelhető. Ezután ismét titráljuk

meg mindkét oldatot szappanoldattal, és jegyezzük fel a fogyott ml-ek számát. Vessük egybe az adatokat az előzőkkel!

Ismételjük meg a kísérletet, de használjunk Ca(OH)2 helyett Na2C03-oldatot.Ismét végezzük el a titrálást, és az adatokat hasonlítsuk össze az előzőekkel.

Foglaljuk össze a víz keménységével és a vízlágyítással kapcsolatban szerzett kísérleti tapasztalatokat.



A HIDROGÉN-PEROXID 165

19.2. A hidrogén-peroxid

19.2.1. A hidrogén-peroxid reakciói

A H20 2 kimutatására több érzékeny reakciót ismerünk, melyek már kismennyiségű peroxid kimutatására is alkalmasak.

a) Ti(S04)2 kénsavas oldatához adjunk cBeppenként 3%-os H 20 2-oldatot.Már néhány csepp után jellegzetes narancssárga színeződés jelenik meg.

b) Kb. 4—5 ml vízhez öntsünk néhány csepp KgCr^-o ldatot, éB 1 ml reagenskénsavat, majd kb. ugyanannyi étert. Ezután öntBünk a kémcsőbe kevés 3%-osH20 2-oldatot és rázzuk össze. Az éteres fázisban kék színeződést látunk, melybomlékony króm-peroxid, Cr06 képződését jelzi.

c) Kénsavval megsavanyított KI-oldatba cseppentsünk H20 2-oldatot. Barna,illetve kis koncentrációban sárga jódkiválás észlelhető, melyet néhány cseppkeményítő hatására előálló intenzív kék színeződéssel tehetünk még jobban lát

hatóvá.írjuk fel a reakciók egyenletét / Utóbbi reakciót más oxidálószerek is adják.

19.2.2. Hidrogén-peroxid képződése és előállítása

A H^C^ előállítható elemeiből, vagy felszabadítható sóiból.

a) Kípp-készülékből vagy palackból kihúzott végű üvegcsövön át vezetetthidrogéngázt durranógáz-próba után gyújtsuk meg a cső végén. Üvegtölcsérbehelyezzünk desztillált vízből készített jégkockákat. (A tölcsér alá tegyünk poharat,

melybe a jég olvadásából Bzármazó víz összegyűlik.) Az égő hidrogén lángjátirányítsuk az egyik jégkockára, és olvasszuk meg azt teljesen. Miután elzártuk ahidrogént, vizsgáljuk meg a pohárban összegyűlt oldatot Ti(S04)2-tal. Sárga színeződés jelzi, hogy a durranógázlángban víz mellett hidrogén-peroxid is keletkezik.

b) Fél szarukanálnyi Na20 2-ot,öntsünk kb. 10 ml vízbe. Kénsavval savanyítsukmeg az oldatot, és végezzük el a kálium-bikromátos reakciót. Ismételjük meg akísérletet Ba02-dal, de az oldatot szűrjük* le a kivált csapadékról. (M i a csapadék összetétele ?) •

19.2.3. Oxidációs—redukciós folyamatok hldrogén-peroxiddal

Végezzünk néhány kísérletet a hidrogén-peroxid oxidáló és redukáló hatásánaktanulmányozására.

a) MnS04-oldatot reagáltassunk kis feleslegben KOH-oldattal: fehér csapadékeletkezik:

M nS 04+ 2 K O H = M n íO H ^ + K jS C ^

Ha e fehér, levegőn gyorsan bámuló csapadékhoz H20 2-oldatot adunk, feketemangán-dioxid-hidráttá alakul:

Mn(0H)2-l-H20 2 = Mn02 •HaO-f- HzO

b) Arzénessav oldatát savanyítsuk meg, és kb. 4— 5 ml-éhez adjunk 2—3 mreagens sósavat, majd ugyanennyi kén-hidrogénes vizet. A keletkező csapadékarzén-triszulfid:

2 H3 ASO3 + 3 HjS = As2S3 4 - 6 H20



1 S6 AZ OXIGÉN ÉS A KÉN HÍDHOGÉNVEGYÜLETEÍ

öntsük le a folyadék tisztáját a melegítéssel tömörített csapadékról, majd öntsünk hozzá 1— 2 ml sósavoldatot és 3—4 ml 30%-os H 20 2-oldatot. Gyengemelegítés hatására a csapadék feloldódik.

■ áSjjSj*-}- 12 H 20 2 = A s 2(S04)3 —(—X2 H 20

c) Káliüm-permanganát-oldatot savanyítsunk meg néhány ml reagens kéeavval, majd adjunk hozzá néhány ml 30%-os hidrogén-peroxidot; oxigéngázfejlődik.

2 KM n04 + 3 H2S04 + 6 H 20 2 = 2 MnS04 + K jS04 + 8 H20 + 6 0 2

(Ellenőrizzük a gáz minőségét!) Milyen szerepet tölt be a hidrogén-peroxid az utóbbi két reakcióban?

19.2.4. A hidrogén-peroxid bomlása

a) Ezüst-nitrát-oldathoz öntsünk NaOH-oldatot:2 AgN03+ 2 NaOH = Ag20 + 2 NaN 03+ H 20

Szűrjük meg a barnásfekete csapadékot, mossuk ki, és másik kémcsőben H20 2-dalleöntve, figyeljük meg a gázfejlődést. Mártsunk izzó gyújtószálat a kémcsőbe;a gyújtószál fellobbanása jelzi, hogy a fejlődő gáz oxigén.

Ag20 + H 20 2 — 2 Ag-f-H20-4-02

A koromszerű, fekete csapadék fémezüst. Erről meggyőződhetünk, ha az eredeti Ag20-csapadékkal összehasonlítjuk, öntsünk a csapadékhoz reagens salétrom

savat: a csapadék nem oldódik, ezzel szemben azezüst-oxid oldódik. Figyeljük meg, hogy az Ag20-f-+ H 20 2 reakció közben a kémcső tartalma jelentősen felmelegszik. (A reakcióhő —172 kcal/mól.)

A kísérlettel előállított finom eloszlású ezüstötszórjuk másik kémcsőbe, és öntsük le 30%-os H20 2-oldattal. Ismét igen intenzív oxigénfejlődést tapasztalunk, különösen akkor, ha a hidrogén-peroxidotelőzőleg megsavanyítjuk. A csapadék a kísérlet után

változatlan marad (ellenőrizzük!.), tehát csak katalizátorként szerepel.

b) A hidrogén-pmár az előző kísérletben láttunk példát. Számos fémfejt ki hasonló katalitikus bontó hatást, ha finom eloszlásban érintkezik H20 2-dal. E tapasztalat alap

ján oxigéngáz-fejlesztő készüléket állíthatunk össze,mely a H20 2 katalitikus bomlása révén igen tisztaoxigént termel, és jó l szabályozható. A készülék lé

nyege a 19.2.4.1. ábrán látható. Mindenekelőtt az 1 fémezkét készítsük el. Vágjunk ki vékony nikkellemezből egy 4 x 7 cm-es darabot, és henger alakúra hajlítsuk meg, majd CCl4-ban végzett tartós áztatással zsírtalanítsuk.Oldjunk fel 3,9 g ezüst-nitrátot és 4,2 g nátrium-cianidot (vigyázat, a nátrium- cianid rendkívül erős méreg!) 1 0 0 ml vízben. Az így kapott fürdőbe mártsunkanódként ezüst-, katódként zsírtalanított nikkellemezt, és fél órán át 0,07—0,08amper/cm2 áramsűrűséggel elektrolizáljunk. Ezután a fürdőt cseréljük ki 10%-os

19.2.4.1. ábra. Oxigén elöállítása hidrogén-peroxidból



A KÉN- HIDROGÉN 167

ezüst-nitrát-oldatra, és fél órán át 0 , 0 2 amper/cm2 árama űrűséggel elektrolizáljunk.Mártsuk a kapott szivacsos szerkezetű ezüsttel bevont elektródot 30%-os H 20 2-oldatbaT A fejlődő gáz magával ragadja a lazábban kötött ezüstkristálykákat,melyek a készülék működését zavarhatnák. (Miért?) Ezután az ezüstözött lemezt

nikkelhuzal segítségével akasszuk fel a 2 orBÓra, mely az A lombik nyakábancsiszolattal vagy jól záró dugón át forgatható. Ha a lemezke beleér a folyadékba,megindul a gázfejlődés a belemerülés mélységétől függő sebességgel. Ha az orsócsavarásával a lemezt kiemeljük a folyadékból, a gázfejlődés megszűnik.

19.3. A kén-hidrogén

19.3.1. Kén-hidrogén előállítása

a) Kén-hidrogént szintetizálhatunk elemeiből is a következő reakció alapján:

S+H2= HgS

E célból állítsuk össze a 19.3.1.1. ábrán látható készüléket. A hidrogéngázt Kipp- készülékben fejlesztjük ; a gázt vízzel, majd tömény kénsavval mossuk. A reakciótaz A tűzálló üveg (pl. Rasotherm) vagy porcelán csőben hajtsuk végre, hogy a melegítéskor meg ne lágyuljon. Először megindítjuk a hidrogéngáz-áramot, és ellenőrizzük a készülék oxigénmentességét, majd a B lombikból kivezető cső végénkiáramló hidrogént meggyújtjuk. Ezután a cső közepén elhelyezett ként megolvadásig hevítjük; ekkor felette már kéngőzök figyelhetők meg. Mikor a kénteljesen elpárolgott, a gázlángot elvesszük, és a készüléket hidrogénáramlás köz

ben hagyjuk kihűlni. Akeletkezett kén-hidrogén kimutatására a fel- h 2

fogólombikba ólom.-ace-tát-oldatot töltünk.

b) Állítsuk össze az1.19.3. ábrán láthatógázfejlesztő készüléket. A mosópalackba tö lt

sünk vizet. A lombikbaszórjunk kb. 2 0 g apróratört vas(U)-Bzulfidot, acsepegtető tölcsért pedigtöltsük meg 1 1 arányban hígított cc.HCl-val.Lassan csepegtessük a 19.3.1.1. ábra. Kén-hidrogén előállítása szintézisselsósavat a lombikba,azonnal megkezdődik a gázfejlődés:

FeS+2 HC1 = HjjS+FeCL,5— 6 percnyi intenzív gázfejlődés után cseréljük ki a vizes gázmosót 1 0 %-os

NH40 H-oldattal félig töltött másik mosóra, folytassuk a gázfejlesztést az ammóniaoldat telítéséig. (Mikor lesz az oldat telített ?) Ezután kémcsövet töltsünk meg1/3-áig tömény kénsavval, és figyeljük meg, mi történik, ha kénhidrogén-gáztvezetünk bele. A két oldattal telt gázmosót tegyük félre további vizsgálatra.



168 AZ OXIGÉN ÉS A KÉN HIDROGÉN VE GYŰ LÉTÉI

A gázfejlesztést most szakítsuk meg, de a készüléket még ne szedjük szét, merta következő kísérletben is használni fogjuk.

19 3.2. A kén-hidrogén reakciói

A kén-hidrogén kémiai tulajdonságait három tényező szabja meg: gyenge

savas jellege, könnyű oxidálhatósága és viszonylag kis kémiai stabilitása.a) A H2S mint sav bázisokkal sókat képez, pl. az NH4OH-dal — mint az előző

kísérletben láttuk — a következőképpen reagál:

NH4OH+HgS = NH4HS +H 20

Állítsuk elő az oldatból a szabályos sót. Számítsuk ki, hogy ehhez mennyi NH4OHra van szükség.

A kén-hidrogén sói, a szulfidok sókból is előállíthatok cserebomlás útján,így pl. CuS04-tal a H2S a következőképpen reagál:

CuSC^+SjS - CuS+H jjSC

A keletkező réz(II)-szulfid mint barnásfekete csapadék válik ki, ha a réz(II)-szulfátoldatát kén-hidrogénes vízzel reagáltatjuk. Végezzük el a kísérletet kémcsőben.

Ismételjük meg a kísérletet CuS04-helyett CdS04-, Pb(iN0 3 )2-, ZnS04- és CaCl2-oldattal. Ismételjük meg a kísérletet úgy, hogy ^,z oldatokat a kén-hidrogénhozzáadása előtt reagens sósavval megsavanyítjuk. Foglaljuk össze a tapasztal

ható azonosságokat és különbségeket az egyes szulfidok között, és írjuk fel a reakcióegyenleteket! M i az oka annak, hogy a H2S, mint gyenge sav a fenti sókban szereplő erős savakat ki tudja szorítani sóikból ?

b) Az előző kísérlet során összeállított kén-hidrogén-fejlesztő készülék végéregumicső segítségével kapcsoljunk végén kihúzott üvegcsövet. Ismét csepegtessünksósavoldatot a lombikba, és mikor már megindult a gázfejlődés, gyújtsuk meg akiáramló gázt. A meggyújtást félig lehúzott fülkeajtó mögött végezzük, mert avas-szulfid gyakran vasszennyezést tartalmaz, és ezért a kén-hidrogén hidrogénnellehet szennyezett. Még biztosabb, ha durranógázpróbát végzünk. A kénhidrogénszép kék lánggal ég. Tartsunk a lángba kissé megnedvesített hideg óraüveget;

sárga kénbevonat képződik. Száraz, lehűtött üvegpoháron jól megfigyelhetjüka lecsapódó vízgőzt is. A kén-hidrogén-lángba tartott nedveB óraüvegre helyezzünkkék lakmuszpapírt vagy indikátorpapírt, és figyeljük meg a színváltozást. Az égéssorán a következő reakciók játszódnak le:

2 HaS+3 0 2 = 2 HaO+2 S022 H jjS+O jj = 2 H20 - f 2 S

A két reakció egymás lnellett megy végbe. Az egyes reakciók lefolyásának mértékeaz oxigén mennyiségétől, illetve a reakciókörülményektől függ.

c) A kén-hidrogént nemcsak oxigénnel, hanem más oxidálószerekkel is oxidálhatjuk.

Elegyítsünk kémcsőben néhány ml vás(III)-klorid-oldatot kén-hidrogénesvízzel. Ha a kén-hidrogénes víz adagolását lassan, cseppenként végezzük, kezdetbenaz oldat kékesen opalizál a kiváló kolloid kéntől, majd később tejszerű zavarodás



SZULFID KIMUTATÁSA 169

észlelhető. Ha á kén-hidrogénes víz nem friss, azonnal a durva-diszperz kónkiválásészlelhető. Ezt a reakciót felhasználhatjuk a kén-hidrogénes víz ellenőrzésére.

2 FeClg+HjjS = 2 FeCl2+ 2 HCl+S

Kb. 4—5 ml kénhidrogénes vízhez csepegtessünk KI-os I 2-oldatot. A jód színeeltűnik, ugyanakkor kénkiválás észlelhető:

H^S+Ig == 2 H I+S

Végezzünk hasonló reakciót KMn04- és K 2Cr20 7-oldatokkal, melyeketa kén-hidrogénes vízzel történő elegyítés előtt kénsavval megsavanyítunk. írjuk

fel a reakcióegyenleteket! Savanyú közegben a permanganátion mangán(H)kation-ná, a dikromát-ion króm(HI)kationná redukálható.

19.3.3. Szulfid kimutatása savakban oldhatatlan s zulfidőkből

Az előző kísérletekben megismert reakciókat a szulfidion azonosítására isfelhasználhatjuk. Savakban, nem oldódó szulfidok esetében a szulfidion kimutatására a kén-hidrogén savanyítással történő előállítása és reakciói nem alkalmásak.Ilyen szulfid pl. a HgS.

Félmikro-kémcsőbe tegyünk kevés elporított cinó bért (higany/H/-szulf időt),3—4 ml vízzel 1 : 1 arányban hígított tömény sósavat és kevés fémcinket. A hidrogén könnyebben fejlődik, ha a cinket előzőleg néhány másodpercre réz-szulfátoldatba tesszük, majd desztillált vízzel leöblítjük. A kémcső szájába illesszünk gumigyűrű segítségévelalul elszűkített üvegcsövet (présszűrőt), melynek szűkületébelaza vattacsomót és erre ólom-acetát-oldattal megnedvesítettszűrőpapírcsíkot helyeztünk (19.3.3.1. ábra). Ha a hidrogén fejlődése nem elég erős, enyhén melegítsük a . kémcsövét úgy,hogy forró vízzel telt pohárba állítjuk. Figyeljük a papírcsíkot. A következő reakciók játszódnak le:

HgS+ 2 H — H g + H 2S(CH3COO)2P b + H 2S = Pb S+ 2C H 3COOH

19.3.3.1. ábra.Savakban oldhatatlan szulfidok

kimutatása

Ha nem áll rendelkezésre cinóber, a higany(II)-szulfidotmagunk készítsük el: HgCl2-oldatot savanyítsunk meg reagenssósavval, és adjunk hozzá kén-hidrogénes vizet:

H gC h+H ^ = HgS + 2 HCl

A csapadék színe kezdetben fehér, majd barna, végül fekete. Az átmeneti színek a reakció első lépésében keletkező HggS^^-től származik, mely a H jjS feleslegétől fekete színű HgS-dá alakul át. Az oldatot

forraljuk fel, dekantálva szűrjük le, és kevés híg sósavat tartalmazó forró vízzel addig mossuk, míg a csapadék kén-hidrogén-mentes nem lesz. Ezt úgy ellenőrizzük, hogy a leszűrődő mosóvíz egy cseppjét ólomacetáttal megnedvesítettpapírra cseppentjük. Kén-hidrogén-mentes a mosóvíz, ha a papíron barna foltmár nem keletkezik.



170 AZ OXIGÉN ÉS A KÉNí HIDROGÉNVEGYÜLETEI

19.3.4. A sznlUdok oldhatósága

A szulfidok oldhatósága közötti különbséget felhasználhatjuk a kationokelválasztására, illetve egymás melletti kimutatására.

öntsünk kémcsőbe 1—1 ml reagens CdCLj-, ZnCl2- és CaCl2-oldatot. Adjunk

az oldatokhoz feleslegben (hogyan ellenőrizzük?) kén-hidrogénes vizet. Sárgacsapadék keletkezik (a CdS sárga színétől a ZnS fehér színe nem látható). Szűrjükmeg a csapadékos oldatot. A csapadékhoz adjunk 4—S ml reagens sósavat: a ZnSfeloldódik, a CdS a csapadékban marad. 'Ismét szűrjük meg az oldatot, és így ahárom kamiont már elválasztottuk. A Zn-iont a szűrletből mutatjuk ki oly módon,hogy ahhoz 2 ml cc. NH4OH-ot adunk. (Milyen reakció játszódik le, mi a keletkező csapadék?) A Ca-iont pedig az első szűrletből mutathatjuk ki oly módon, hogy aztammóniumoxaláttal — (NH4)2(COO)2 — reagáltatjuk, mikor is fehér csapadékkeletkezik: l

CaCl2+(NH4)2(COO)2 = Ca(COO)2 + 2 NH4C1

19.3.5. Kén előállítása kén-hidrogénből

A 19.3.2. feladatban a H2S-t levegő oxigénjével oxidáltuk, b akkor részbenS02, részben elemi kén keletkezett. A reakciókörülmények kellő megválasztásávalteljesen a kénkiválás irányába terelhetjük a reakciót. Célszerűen katalizátortalkalmazunk; ilyen katalizátor a Fe20 3.

Először készítsük el a katalizátort. Csapjunk le FeCl3-oldatból Fe(OH)3-ot.

E célból 200 ml-es főzőpohárba öntsünk 100 ml FeCl3-oldatot, és melegítsük felkb. 60 C°-ra. Adjunk hozzá lassan, kevergetés közben cc. NH4OH-oldatot mindaddig, míg több NH4OH hozzáadására csapadék már nem képződik. Ezutánhagyjuk az oldatot lehűlni és szűrjük meg. A csapadékképződés az alábbi reakcióegyenlet szerint játszódik le:

FeCl3 -K3 NH4OH = Fe(OH)3»+[3 NH4C1



POLISZUL FID OK 171

A csapadékot reagens NH4OH-dal mossuk ki, és tegyük porcelán tálba,ott keverjük össze 20%-os vízüveg 30 ml-ével, majd terítsük ki ablaküvegdarabra kb. 1/2 cm vastag rétegben. A lepényt késsel osszuk fel kis téglács-kákra, és 120 C°-on szárítószekrényben teljesen szárítsuk ki. Kihűlés után tör

jük 4—5 mm nagyságú darabokra, és töltsük meg vele a 19.3.5.1. ábra alapján

összeállított készülék A tűzálló üveg vagy porcelán csövét az ábra szerinti módon. A B gázmosópalackot töltsük meg kénhidrogénes vízzel, a C szárítótornyot pedigvízmentes CaCl2-dal. Az E gázfejlesztőbe szórjunk apróra tört vas(II)-szulfidot.

A gázfejlesztő készülék csapos tölcsérét kísérlet közben tartsuk nyitva, és a vízzel1 : 1 arányban hígított tömény sósavat a nyitott tölcséren keresztül adagoljuk.

A készüléket D-nél kapcsoljuk vízlégszivattyúhoz, és szívassuk meg addig, míga gázmosóban lassú buborékolást tapasztalunk.

Az A cBÖvet most BunsenA&nggdA izzásig hevítsük. Utóbb a reakcióhő isbiztosítja a kellő hőmérsékletet, így már csak kidebb mértékben kell hevíteni.

A cső után kapcsolt tekében, illetve lombikban gyűlik össze a reakcióban keletkezett elemi kén. A lombikból a ként gyengén felmelegített ammónium-szulfid-oldattal mossuk ki. /

19.4. Poliszulfidok

19.4.1. Poliszulfidok előállítása

PoliBzulfidokat szulfidokból állíthatunk elő oly módon, hogy a szulfidokatkénporral főzzük.

a) Fél kémcsőnyi (NH4)2S-oldatot, melyet a 19.3.2.(kísérletben állítottunk elő,

főzzünk néhány percig kis szarukanálnyi kénporral. A kénpor feloldódik, közbenaz oldat színe egyre sötétedik.b) Mérjünk le 20 g égetett meszet, tegyük porcelán tálba, és lassan öntsünk

rá 60 ml vizet. A mész jelentős hőfejlődés kíséretében szétesik, és finom eloszlásúiszap keletkezik belőle. (Mészoltás.) Az oltott meszet ezután keverjük ösBze 40 gkénvirággal, és 260 ml vízzel mossuk félliteres főzőlombikba. Az elegyet kb. 1 óránát főzzük oly módon, hogy az elpárolgó vizet időnkint pótoljuk. Az oldat színeegyre mélyebb lesz. A reakció befejeztével az elegyet szűrjük le. A szűrlet főkéntkalcium-pentaszulfidot („mészkénlé” ) tartalmaz.

3 Ca(OH)2 + 12 S = 2 CaS5 + CaS20 3 + 3 H jO

Ha az oldatot kétszeresére hígítjuk, és lassan kb. 10%-os HCl-oldatot adunkhozzá, finom eloszlású (kolloid) kéntej válik ki:

CaS5 + 2 HC1 = CaCl2,+ ELjS + 4 S

Ha az eredeti oldathoz feleslegben 20%-os HCl-oldatot adagolunk, a kén durvább,diszperz állapotban válik ki:

2 CaS3 -(- CaS20 3 -j- 6 HC1 = 3 CaC l2 3 H 20 -J- 12 S

E finom eloszlású kénnek enyhe oxidáló hatása van, énnek köszönheti növényvédőszerként történő felhasználását.

19.4.2. Poli(kén-hidrogén) előállítása és tulajdonságai

Korábbi kísérletekben előállított poliszulfidok a bomlékony H2SX általánosk^pletű polikénhidrogénsavak sói.



172 AZ OXIGÉN ÉS A KÉN HIDROGÉN VÉG Y(j LÉTÉI

Az előző kísérletben a kénkiválás tulajdonképpen e sav bomlásának terméke,ezzel egyidőben keletkezik a bomlás másik termékeként H2S is. Megfelelően választott reakciókörülmények között e bomlást minimumra csökkenthetjük, s apoli(kén-hidrogének) elegye előállítható.

E célból mindenekelőtt kristályos nátrium-szulfidot (Na2S •9 H20) kell előállítanunk, ha e vegyület nem áll készen rendelkezésünkre.15 g NaOH-ból 2 0 %-os oldatot készítünk; az oldat felét telítjük kén-hidrogén

nel, és utána hozzáöntjük a másik felét. Az így elkészült Na2S-oldatot félliteres frak-cionáló lombikba töltjük, és a 19.4.2.1. ábra szerint vákuumdesztillációval bepárol

juk. A desztilláló lombirkot 40—50 C°-os vízfürdőbe helyezzük, és a készüléket vízlégszivattyúvalmegszívatjuk. Mikor alombikban már csak száraz, kristályos tömeg marad, kinyitjuk a B puffer-palack 6 csapját, majd lezárjuk a vízlégszivattyút,éB végül a készülék szétszedése után a frakcionálólombikot, melyet előre lemértünk, az anyaggal

együtt ismét lemérjük.(Vigyázzunk, a Na2S erŐBen 19.4 .2 .1 . ábra. Nátrium-szulfid előállításanedvességszívó, a lombikot méréskor gondosan, légmentesen zárjuk le!) íg y ismerjük a Na2S«9 H20mennyiségét. (Számítsuk ki a termelést!)

Most a lombikban levő nátrium-szulfidhoz annyi kénvirágot adunk, hogy akristályos Na2S ICO g-jára 50 g kénpor jusson. Az elegyet kb. 3 órán át vízfürdőnhevítjük oly módon, hogy 5 percenként alaposan összerázzuk. A szulfid sajátkristályvízében megolvad, és a kénnel sötét-vörösbarna poliszulfiddá egyesül.Mikor már több kén nem oldódik, és az oldat színe tovább nem mélyül, a reakcióbefejeződött, akkor az elegyet levesszük a vízfürdőről és kihűlni hagyjuk. Kihűlésután 100 g Na2S 9 H20-ra számítva 80 ml vízzel hígítjuk az oldatot, majd areagálatlan kénről leszűrve, az említett kiindulási anyagra vonatkoztatva 2 0 0 ml-rehígítjuk.

A poli(kén-hidrogén) felszabadítása céljából 1 literes gömblombikba 300 gfinomra darált jeget töltünk, majd ehhez 300 ml cc. HCl-at öntünk. A fagyáspontcsökkenés folytón az elegy hőmérséklete ■—15 és —20 C° között lesz. Az elegy-hez igen lassan, cseppenként hozzáöntjük a nátrium-poliszulfid-oldatot. A csepeg-tetést úgy végezzük, hogy az oldatot csapos tölcsérbe helyezzük, és onnan adago

lunk néhány cseppet, majd utána 1— -2 percig intenzíven rázzuk, keverjük a lombikot. Az adagolást úgy szabályozzuk, hogy az kb. 1 óra alatt fejeződjék be.Ez után a elegyet szobahőfokra engedjük melegedni, néhány percig ezen ahőmérsékleten állni hagyjuk, majd a vizes fázis alján látható olajos réteget vllasz-tótölcsérben a vizes fázistól elválasztjuk, és előkészített száraz lombikba enged

jük.



POLISZ ULFID OK 173

öntsünk ki keveset az olajból kémcsőbe, és öntsünk hozzá benzolt vagy to-

luolt: a tiszta H2SX jól oldódik.

A poli(kén-hidrogén) másik részletét enyhén melegítsük kémcsőben: kénkiválásés kénhidrogón-fejlődés közben pirolízist szenved.

Az anyag harmadik részletét elegyítsük NaOH-oldattal: az említett bomlás

igen gyorsan bekövetkezik. Az üvegedényben bekövetkező bomlás tulajdonképpen szintén az üvegből kioldódó alkáliionok következménye.

Adjunk néhány CBepp polikénhidrogént főzőpohárban levő forró vízhez:

igen finom, kollo id eloszlású kén válik ki, mely a vizet opálossá teszi.



20. Az oxigén és a kén halogénvegyületei

20.1. A klót oxigénvegyületei

20.1.1. A klór reakciója Tízzel

A halogén elemek vízben jól oldódnak, és eközben a vízzel kémiai reakcióbais lépnek. így pl. a klór az alábbi egyenlet szerint reagál:

C12+H 20 = HOC1+HC1

A hipoklórossav, mely e reakcióban keletkezik, erős oxidálószer, mivel könnyenbomlik:

HOC1 = HCl+O

a) Nedvesítsünk meg klórosvízzel kék lakmuszpapírt: kezdetben megpirosodik, majd elszlntelenedik, a hipoklórossav oxidáció folytán elroncsolja a festéket.

b) 1/ 3 kémcsőnyi desztillált vízbe csepegtessünk néhány csepp indigóoldatot,míg jól láthatóan kék színeződés nem keletkezik. Ezután adjunk hozzá néhány

ml klórosvizet: a festék elszlntelenedik.

20.1.2. Klór-monoxld előállítása

Állítsuk elő a hipoklórossav anhidridjét, a Cl20-ot. Az előállítás alapja a körvetkező rekació:

|HgO+2 Cla = CLjÖ+HgClg

Először a higany-oxidot készítjük el. 20 g higany(II)-kloridot 140 ml forró .vízbenfeloldunk, ha szükséges, az oldatot megszűrjük, majd a forró oldathoz kevergetés

közben kis feleslegben 2n nátrium-hidroxid-oldatot öntünk. A csapadékot szívó-tölcséren keményített szűrőpapíron szűrjük, kevés vízzel mossuk, és jól leszívatjuk. A csapadékot porcelán tálba visszük, és szűrőpapír nélkül 200—300 C°-on megszárítjuk. A száraz higany-oxidot elporítjuk, és U-csövet töltünk meg vele oly módon, hogy 'váltakozva laza üveggyapot-dugót és higany-oxid-réteget helyezünkel. Csiszoltdugós U-cs& hiányában gumidugót használunk.

A berendezést a 20.1.2.1. ábra mutatja. Az A csiszolt-dugós gázfejlesztőlombikjába 6 g kristályos kálium-permanganátot teszünk. A tölcsérbe töménysósavat öntünk. B és Q üres, fordítva szerelt gázmosópalack (esetleges visszaszívás esetére). A C gázmosó (mely a klórgázt szárítja) és a H gázmosó tömény

kénsavat tartalmaz, utóbbi a levegő nedvességét tartja távol. B higany-oxidos U -cső,mely 18—20 C°-os vizet tartalmazó pohárba merül (a reakció folyamán a higany-oxid felmelegszik). Az E száraz gázmosó szárazjég és denaturált szesz keverékével(készítését lásd 1 0 .1 .-ben) töltött F termoszba merül, ebben cseppfolyósodik a



HIPOKLÓROSSAY ELŐÁLLÍTÁSA 175

klór-monoxid. A csatlakozásoknál mindenütt üveg üveghez érjen. A Bosavat nagyon lassan csepegtessük a kálium-permanganáthoz.

20.1.2.1. ábra. Klór-monoxid előállítása

Mikor a reakció befejeződött, figyeljük meg a kapott terméket, ügyelve arrahogy a forráspontja, + 3,8 C° fölé ne emelkedjék. Tegyük a cseppfolyós, barnásvörös klór-monoxidot tartalmazó gázmosót jeges vízbe, majd öntsünk bele 5— 6 ml0 C°-os vizet. Az anyag oldódik, és a vízzel hipoklórossav-oldattá egyesül. Az oldattal végezzük el a 20.1.4.-ben leírt kísérleteket.

20.1.3. Hipoklórossav előállítása

Hipoklórossav-oldatot egyszerűbb módon is előállíthatunk, ha HgO-otklórosvízzel reagáltatunk:

Először a higany(II)-oxidot állítjuk elő. Oldjunk fel 2 g higany(II)-kloridot40 ml forró vízben, és addig adjunk hozzá kis részletekben reagens nátrium--hidroxid-oldatot, míg az oldat tisztája több nátrium-hidroxid hatására csapadékotmár nem ad. A csapadékos folyadékot centrifugáljuk le (lásd 1.14.) és öntsük el afolyadék tisztáját. A centrifugacső alján összegyűlt csapadékhoz — mosás céljából — öntsünk 6 —-7 ml vizet, vékony üvegbottal keverjük fel, majd centrifugáljuk.

A mosófolyadékot elöntjük. A műveletet többször megismételjük. Ügyeljünk arra,

hogy a centrifugacső külső falán oldatcsepp le ne csurogjon, mert ez az alumíniumcentrifugacső-hüvelyben kárt tenne. A kimosott higany-oxidot 20 ml telítettklórosvízzel jól záró üvegdugós üvegbe visszük és alaposan összerázzük, majdsötétben negyedórára félretesszük. Ezután ismét felrázzuk, és negyedórára újbólfélretesszük. E műveletet még kétszer megismételjük, majd a csapadékról afolyadék tisztáját — centrifugálás után — tiszta kémcsövekbe öntjük. Ha acsapadék finomabb részecskéi a felületi feszültség folytán centrifugálás utánis a folyadék felszínén maradnak, az oldatot kevés üveggyapotot tartalmazóprésszűrőn át öntsük a kémcsövekbe.

2 H gO +2 Cl2+ H?0 = HgO •HgCla+ 2 HOC1

Az oldatot, mely a hipoklórossav mellett kevés HgCl2-szennyezést tartalmaz, atovábbi kísérletek céljából egyesítjük az előző kísérletben előállított HOCl-oldattal. A fentiekben leírt módon a C120 CCl4-es oldatát is előállíthatjuk. 40 ml CCl4-onklórgázt vezetünk keresztül, míg 1,4 g súlyszaporulatot nem észlelünk. Ezután



176 AZ OXIGÉN ÉS A KÉN HALOGÉN VÉG YÜLETEI

6 g HgO-ot szórunk az oldatba, jól összerázzuk, és sötétben félretesszük, majda fentebb leírt módon kezeljük. A csapadéktól az oldatot dekantáláBsal vagyüvegszűrőn végzett szűréssel választjuk el.

20.1.4. Kísérletek hipoklórossavval

Az előző kísérletben előállított hipoklórossavval végezzünk néhány kísérletet.

a) 2 ml reagens NH4OH-oldatot hígítsunk fel 4 ml vízzel, és adjünk hozzá1—2 ml HOCl-oldatot. Rázogatás közben gyenge gázfejlődés észlelhető:

6 NH4OH+3 HOC1 = 3 NH4Cl+N2+ 8 HaO

b) Kén-hidrogénes-vizet hígítsunk négyszeresére. Ebből 5 ml-t öntsünk kémcsőbe, és adjunk hozzá lassan, cseppenként HOCl-oldatot. Minden csepp utánrázzuk meg, és fekete háttér (pl. papiros) előtt nézzük meg. Először opálos zava-

rosodás formájában kénkiváláBt észlelünk, mely a HOC1 feleslegétől eltűnik. A HOC1 a ként kénsavvá oxidálja.

c) Fél kémcsőnyi desztillált vízbe cseppentsünk néhány csepp brómot vagybrómosvizet. A barna oldat HOC1 hatására elszíntelenedik. Írjuk fel a reakció

egyenletet !* Ismételjük meg a kísérletet oly módon, hogy Br2 helyett néhány csepp KI-os

I2-oldatot veszünk. A jód színe oxidáció folytán eltűnik.d) Savanyítsunk meg kémcsőben mintegy 1—2 ml Ki-oldatot reagens kén-

savval, és csepegtessünk hozzá HOCl-oldatot. Barna jódkiválást észlelünk:

HOC1+2 Hl = I2+ H 20+HC1 ,Ha a HOCl-at feleslegben adagoljuk, a kivált jód az előző kísérletben látottakszerint tovább oxidálódik.

20.1.5. A klór-dioxid előállítása és tulajdonságai

A klór-dioxidot az alábbi reakció szerint állíthatjuk elő:

3 KC10a+3 H2S04 = 2 Cl02+HC104+ H 20 + 3 KHS04

Mivel a klór-dioxid igen robbanékony, veszélyes anyag, nagyobb mennyiségbennem állítjuk elő. Szórjunk száraz kémcsőbe — melyet fülke alatt állványbafogunk — kanálhegynyi KC103-ot, és igen óvatosan, vékonyra kihúzott végűpipettával cseppentsük meg cc. H2S04-val. BarnáBzöld Bzínű gáz távozik.

A gáz tulajdonságainak tanulmányozására végezzük el az alábbi kísérleteket :

a) Egy kanálka finomra porított KC103-ot és ugyanennyi cukorport óvatosan keverjünk össze sima papíron. (A legkisebb dörzsöléstől lángra lobbanhatvagy felrobbanhat, tehát igen óvatosan keverjük!) A keveréket szórjuk porcelántál közepére, és óvatosan érintsük hozzá egy üvegbot végét egy csepp tömény

kénsavval. Az elegy azonnal lángra lobban, mert a fejlődő klór-dioxid a cukrotmeggyújtja, és a kialakuló magasabb hőmérsékleten rohamosan tovább terjed areakció.

b) Hosszú üveghengert töltsünk meg vízzel, éB szórjunk az aljára kb. l gKC103-ot, majd 1 db Ijúzaszem nagyságú sárgafoszfor-darabkát. Most egy alulfinoman kihúzott csapos tölcsért töltsünk meg félig cc. kénsavval, majd óvatosan



A KLÓRSAV 177

V engedjük a kénsavat a henger aljára. A keletkező klór-dioxid-buborék a foszfort avíz alatt is az érintkezés pillanatában azonnal meggyújtja. A kísérletet fülkében,félig lehúzott fülkeajtó mögött végezzük.

20.1.6. A klőrsav előállítása és tulajdonságai

Klórsavat legegyszerűbben sóiból állíthatunk elő oly módon, hogy valamelyerősebb savval felszabadítjuk. Különösen alkalmas e célra a báriumsó. Ez ugyaniskénsavval vízben oldhatatlan BaSOá-ot ad, amelytől a klórsavat szűréssel szabadíthatjuk meg:

Ba(C103)2+ H2S04 = BaS04 + 2 HC103

Amennyiben nem a tiszta sav előállítása a cél, elegendő, ha a könnyebben hozzáférhető KC103-ot savanyítjuk meg kénsavval.’

Készítsünk kristályos KCl03-ból 20 ml 10%-os oldatot, és osszuk kétfelé.

a) Az egyik kémcsőbe öntsünk 3 ml tömény sósavat, és melegítsük enyhénaz elegyet. A kémcső siájához tartsunk indigóoldatba mártott szűrőpapírt, vagymegnedvesített lakmuszpapírt. A festékek elszíntelenednek, jelezve a klórfejlődést:

IHC103 + 5 HC1 - 3 HzO + 3 CL,

b) A másik kémcsőben levő oldatot savanyítsuk meg 5 ml reagens kénsavval. Főzzük a kémcső tartalmát, és tartsunk újra a kémcső szájához lak*musszal vagy indigóval festett nedves papírcsíkot: ismét elszíntelenedik. A klórsavugyanis melegítéskor — tömény oldatban már 40 C° felett — az alábbi egyenlet

szerint bomlik: 8 H0lO3 = 4 HCl04+2 H20 + 3 0 2+2 CL j

c) Tiszta klórsavoldat a már leírt módon bárium-kló rátból állítható elő.60 g Ba(C103)2-ot 90 ml forrásban levő vízben oldunk. 16 g < j c ; kénsavat 9 mlvízhez elegyítünk, s a még forró elegyet a forró bárium-klorát-oldathoz öntjük. Az oldatot egy órán át hűlni hagyjuk; a tiszta oldatnak kb. 2/3-át leöntjük, amaradékót pedig üvegszörőn megszűrjük. Az oldat hozzávetőleg 20% klórsavattartalmaz, és még kb. kétszeresére töményíthető, ha néhány napon át kénsavvaltöltött exszikkátorban állni hagyjuk.

20.1.7. Kísérletek kldrsavval

Klórsavoldattal elvégezhetjük a 20.J .6 . kísérletben leírt reakciókat. Ezenkívül még az alábbi kísérleteket hajthatjuk végre:

a) Hígított KI-os íj-oldathoz csepegtessünk klórsavat: az oldat elszíntelenedik. írjuk fel a reakcióegyenletet! Végezzük el a kísérletet semleges KC103-oldat-tal is. Mit tapasztalunk?

b) Kénhidrogénes vízhez csepegtessünk klórsavoldatot. Először kénkiválástészlelünk, mely a klórsav feleslegétől eltűnik. írjuk fel a reakcióegyenletet! Ismétel jük meg a reakciót KC103-oldattal. M it tapasztalunk?

c) yKevés klórsavoldattal óvatosan nedvesítsünk meg szűrőpapírcsíkot, mahelyezzük porcelán tálra. Kis idő múlva a papír lángra lobban, ami azt mutatja,hogy a levegőn egyre töményedő klórsavoldat bizonyos koncentráció felett márigen intenzíven oxidál bizonyos szénvegyületeket.




178 AZ OXIGÉN ÉS A KÉN HALOGÉNVEGYÜLETEI

d) Mártsunk indigóoldattal megfestett papirost klórsavoldatba: elszíntele-nedik. Ismételjük meg a kísérletet kálium-klorát-oldattal is. Mit tapasztalunk?

2 0 .1 .8 . KáJium-perklorát előállítása

A legmagasabb oxidációs fokú klórvegyületek a perklorátok. Ezeket célszerűen klorátok anódos oxidációjával állíthatjuk elő.

Készítsünk 6,5 g KC103-ból 200 ml vízzel oldatot. {100 g 0 C°-os víz 3,3 gKC103-ot és 0,76 g KC104-ot old. (Ha az oldat zavaros, szűrjük meg. Az így kapottoldatot néhány csepp kénsavval megsavanyítva, elektrolitként használjuk. Azelektrolízist 300 ml-es főzőpohárban végezzük, melyet jeges vízzel töltött üvegkádba vagy lábasba állítunk. Katód gyanánt nagy felületű, jól letisztított rézlemezt, anódként platinalemezt alkalmazunk, melynék méretét úgy választjuk,illetve az áramerősséget tolóellenállással úgy szabályozzuk, hogy az áramsűrűség

0,1—0,05 A/cm2 legyen. A folyamat kezdetén az anódon oxigénfejlődés is észlelhető, utóbb az alábbi reakció válik túlnyomóvá:

ClCV-l- HaO = C104- + 2 H+ + 2e

Ez a folyamat jól látható, mivel az anódról mint hópelyhek hullanak alá a per-klorát-kristályok. Az elektrolízis folyamán a megolvadt jeget állandóan pótoljuk.Kb. három órai elektrolízis után az elektrolizáló cellát kikapcsoljuk, az elektródákat kivesszük, és a kristálytöm'eget nuccson gyorsan leBzívatjuk, majd a szűrőn jeges vízzel többször kimossuk; szűrés után exszikkátorban szárítjuk.

20.1.9. A perklorátok reakciói

Hasonlítsuk össze a klorátok éB a perklorátok oxidáló hatását. E célbólkészítsünk telített KC103- és KC104-oldatot. (A kálium-perklorát kismértékbenszintén oldódik vízben.) Az oldatok 1— 1 ml-éhez öntsünk kevés kálium-jodid-oldatot, majd erősen savanyítsuk meg tömény sósavval. Jódkiválást csak akálium-klorát-oldatban észlelünk. Az oldatokból néhány ml-t öntsünk AgN03-oldathoz. Csapadékképződést egyik esetben sem tapasztalunk. Ezutánmásik két kémcsőbe öntsünk 3—3 ml-t a két oldatból. Adjunk az oldatokhoz

ugyanennyi cc. kénsavat, és kihűlés után Zn- vagy Fe-port. Ha most AgN03-oldatot adunk hozzá, a klorátot tartalmazó kémcsőben már kapunk csapadékot,mert redukcióNfolytán belőle klorid keletkezett. (írjuk fel a reakciót!) A per-klorátot tehát a naszcensz hidrogén nem redukálja, míg a klorátot igen.

Ismételjük meg a perklorátos kísérletet oly módon, hogy az ezüst-nitrátadagolása előtt kevés titán(IV)-szulfátot adunk hozzá. Ekkor bekövetkezik a per-klorát redukciója is:

2 Ti(S04)2+ F e = Ti2(S04)3+FeS0 4

HCl04-j-4Ti2(S04)3-j-4 H2S04 = HCl+ 8 Ti(S04)2+ 4 HaO

HCl+AgNOg = AgCl+HNOg

Mutassuk ki a perklorátot kálium-kloráttal szennyezett kálium-perklorátból.E célból a klorátot kénsavas közegben cinkkel kloriddá redukáljuk. A klőridokatezüst-szulfát oldattal lecsapjuk. A szűrletben a perklorátionokat az előző bekezdésben leírtak alapján már kimutathatjuk.



180 AZ OXIGÉN ÉS A KÉN HALOGÉNVEGY ÜLETEI

oldatot, és melegítsük enyhén Bunsen-égő felett. Szagoljuk meg: jól érezhető azoxidáció során keletkezett ecetsav szaga:

3 CH3CH2OH+ 2 HBr03 = 3 CH3COOH+2 H B r+3 HaO

f) Jódoldathoz öntsünk brómsavoldatot. A jód jódsavvá oxidálódik. írju

fel a reakcióegyenletet I Hogyan észlelhetjük a jódsav képződését és a jód eltűnését ?

20.2.3. Jód-pentoxid előállítása A jód legstabilisabb oxidja a I20 5. Ennek előállítása céljából először H I03-at

állítunk elő.Mérjünk le 21 g Kl-ot, és oldjuk fel 20 ml desztillált vízben. Az oldatot töltsük

Erlenmeyer-lombikba, és csepegtessünk hozzá klórosvizet. A kivált jódot mindenadag után hagyjuk leülepedni, és az újabb klórosvíz-mennyiséget öntsük a folyadék tisztájához. Az adagolást addig végezzük, míg az újabb klórosvíz még CBapadék-kiválást okoz. Miután a jodid teljes mennyiségét jóddá oxidáltuk, leöntjük a

folyadék tisztáját, s á csapadékot üvegszűrőn megszűrjük, végül háromszor2 0 ml desztillált vízzel a szűrőn kimossuk.

150 ml-es talpas lombikba öntsünk 80 ml cc. HN03-at, és melegítsük 70—73C°-ra oly módon, hogy rázogatás mellett 80 C°-os vízfürdőbe mártjuk; hőfokátmelegítés közben hőmérővel állandóan ellenőrizzük. A szűrőn, levő jódporbólkb. fél grammnyi adagokat (fél szarukanállal) szórunk a forró füstölgősalétromsavba. Ha az oxidáció a HN0 3 nem kielégítő töménysége miatt nemvagy csak lassan játszódna lé, úgy a cc. HN03-hoz 30%-os H20 2-ot adagolunk,míg a reakció elég intenzívvé válik. Minden jódadag hozzáadása után a lombik

tartalmát intenzív mozgatással keverjük össze. A teljes jódmennyiség bevitelekb. háromnegyed órát vesz igénybe. Ez után 90—95 C°-os vízfürdőben az oldatot80—85 C°-os hőmérsékletre melegítjük, és e hőfokon tartjuk újabb háromnegyedórán át. A reakció végét az jelzi, hogy már nem távoznak az oldatból barna színűún. „nitrózus” gőzök (N02). A reakcióban keletkező jódBav a lombik alján mintfehér csapadék gyűlik össze. A lejátszódó reakció:

I2+10 HNOa = 2 HIOa+4 H2O+10 N02.

A csapadékról — lehetőleg minél tökéletesebben — leöntjük a folyadékot,és a csapadékot 50 ml meleg vízben feloldjuk. Az oldatot kristályosító, illetve

bepárló csészébe öntjük, és vízfürdőn enyhén pároljuk, míg teljesen elszíntele-nedik, és a töményedés folyamán — jódsavcsapadék kiválása folytán — tejszerűenmeg nem törik. Az elegyet darált jégben lehűtjük, és a folyadékot leöntjük. A kristálypépet kb. 1 0 ml vízzel felvesszük, és porcelán tégelybe vagy kis porcelán tálbavisszük át. Vízfürdőn szárazra pároljuk, majd homokfürdőn 180—200 C°-on addighevítjük, míg belőle vízgőz távozik. Vigyázzunk a szárításkor, mert a jód-pentoxidbomlékony! (Lásd az alábbi kísérleteket.) Az előállított I 20 5 fehér, kristályos por.

Az anyag felét tegyük kémcsőbe, jól zárjuk le dugóval; másik feléből állítsunkelő tiszta jódsavat.

20.2.4. Jódsav előállítása jód-pentojddbólOldjuk fel a fent előállított anyagot kb. 5— 6 ml vízben, és vigyük kis pohár-kába vagy kisméretű bepárlócsészébe. Ezt tartsuk 50—60 C°-on addig, míg azanyag ismét kikristályosodik. Ezután néhány napra helyezzük cc. kénsavasexszikkátorba, ahol a HI0 3 szép, átlátszó rombos kristályok alakjában maradvissza.



A JÓD-PENTOXID ÉS A JÓDSAV 18 1

A kísérlethez kiindulási anyagként a frissen lecsapott jód helyett finomraporított jódot is használhatunk. Mi a leírt eljárás előnye? Az oxidációt mármagával a klórosvízzel is jódsavig vihettük volna. Miért célszerű mégis a leírt

eljárás? Foglaljuk össze, hogy az eddigi kísérletek során milyen oxidálószereket ismer

tünk meg, amelyek alkalmasak jódnak jódsavvá történő oxidálására! Mi az oka annak, hogy a jódsav előállítására előbb jódpentoxidot készítünk? Hogyan lehetne másként megoldani a tiszta jódsav előállítását?

20.2.5. A jód-pentoxid és a jódsav reakciói

Végezzünk néhány kísérletet a jód-pentoxid és a jódsav tulajdonságainak atanulmányozására.

a) Hevítsünk száraz kémcsőben kevés I20 5-ot. 300 C° körüli hőmérsékleten azoxid megolvad, miközben elemeire bomlik. Ez jól látható az ibolyaszínű jód-

gőzök képződéséről, mely a kémcső felső, hidegebb részén kristályos állapotbanlecsapódik. Az oxigénfejlődést izzó gyújtószállal mutathatjuk ki, mely a kémcsőben a megolvadt jód-pentoxid felett lángra lobban.

b) Az előző kísérletben készített jódsavból készítsünk néhány százalékosoldatot, s ezzel — vagy amennyiben jódsav nem áll rendelkezésünkre, kénsavvalmegsavanyított K 1 0 3-oldattal — végezzük az alábbi kísérleteket.

Néhány ml oldatot elegyítsünk arzénessav-oldattal. Jódkiválást észlelünk,mely még jobban láthatóvá válik, ha az oldathoz 1 ml keményítőoldatot öntünk:

HI03-(-3 H3 As03 — 3 H3 A s0 4 + H I

H103+ 6 H l = 3 l2+ 3 H20

Mint látható, a jodátok a jodidokat is oxidálják, miközben maguk is jóddá redukálódnak. E reakció az analitikában kerül széleskörű alkalmazásra.

Adjunk kis részletekben kén-hidrogénes-vizet jódsavoldathoz. Kezdetben jód- és kénkiválás észlelhető, a kén-hidrogén hatására azonban a jód színe ismételtűnik:

2 H I03+ 5 HaS = I2 + 5 S+ 6 H20

H 2S + I2 = 2HI + S

c) A következő kísérleteket K I0 3-oldattal végezzük. Adjunk az oldatho AgN,03-oldatot. Fehér, túrós csapadék keletkezik.

K I03+A gN 03 = AgI03+ K N 03

Végezzünk hasonló reakciót Ki-oldattal: AgI-csapadék keletkezik. Adjunk mindkét csapadékhoz NH40H-oldatot; az AgI0 3 oldódik, az AgI nem.

A gI03-(-2 NH4OH = [Ag(NH3)2]I03+ 2 H20I

A reakció alkalmas a jodidok és jodátok megkülönböztetésére. Adjunk K I03-oldathoz BaCl2-oldatot: fehér csapadék képződik.

2 K I0 3+BaCl2 = Ba(IOa)a-|-2 KC1



182 AZ OXIGÉN ÉS A KÉN HALÓGÉNVEGYÜLÉTÉI

20.2.6. Nátrium-jodát előállítása

A N al0 3 előállítására két út kínálkozik: a jódsav semlegesítése NaOH-dal,és a jód oxidálása NaC103-tal. Itt a második eljárást ismertetjük. A reakció akövetkező egyenlet szerint játszódik le:

2 NaCl03-}-I2 = 2 NalOg+Cla100 ml-es Erlenmeyer-lombikba bemérünk 6,25 g NáCIO3-ot és 35 ml vizet.

A lombikot vízfürdőre helyezzük, és a sót kevergetéssel feloldjuk. Amíg a sóoldódik, dörzsmozsárban finoman elporítunk 5 g-nál valamivel több jódot.(Az elporítást gondosan végezzük, mert a nagy jóddarabok csak lassan reagálnak!)Ha a NaC103 feloldódott, az oldatot 3 csepp HN03-val megsavanyítjuk, ésbelemérünk 5 g-ot az elporított jódból. (A lombik száját kis főzőpohárral fedjük lea jódveszteség elkerülésére!) A lombik tartalmát gyakran keverjük meg, hogy azoldódás gyorsabb legyen. Ha a reakció nagyon heves lenne, vegyük le a lombikot a

vízfürdőről, és vízzel hűtsük le. A reakció végét a jód teljes feloldódása jelzi. A kapott oldatból a NaI03 az oldat bepárlásával kinyerhető.

20.2.7. Trinátrium>ortoperjodát előállítása

A Na3H2IOe előállítása céljából a fenti 5 g jódból készített és szobahőmérsékletre lehűtött NaIOg-oldathoz 7 g szilárd NaOH-ot és 10 ml vizet adunk.

Felforraljuk, és vastag üvegcsövön át lassú Cl2-áramot vezetünk bele. Areakció hőfelszabadulással jár, ezért vigyázni kell, nehogy az oldat kifusson! A NagHjIOg vízben rosszul oldódik, ezért csapadék alakjában kiválik, ami

eltömheti a gázbevezető csövet.

A reakcióegyenlet:

NalOa + 4 NaOH + CLj = NaglLjC^ + 2 NaCl + H20

A klór bevezetését addig folytatjuk, amíg az oldat semleges kémhatást nemmutat. Ezután az oldatot kevés NaOH-dal meglúgosítjuk, lehűtjük és üvegszűrőnmegszűrjük. A szűrőn levő terméket kevés hideg vízzel mossuk, és 110 C°-onszárítjuk.

A termelési százalékot a bemért jódra vonatkoztassuk!

20.2.8. Nátrium-[tetroxo-jodát( VII)] előállítása

A nátrium-perjodátot a fenti Na3H2I 0 6-ból készítjük a következő reakcióval:

Na3H*I06+ 2 HNOs = NaI04+ 2 NaN03+ 2 HaO

50—100 ml-es főzőpohárba bemérünk 4,6 g Na3II2I0 6-ot, 10 ml vizet és 2,5 ml cc.HNOg-at. Miután az anyag feloldódott, azbeszthálón kis lánggal óvatosan addigforraljuk, amíg az oldat felületén megindul a kristályosodás. Ekkor a melegítéstbeszüntetve, félretesszük kristályosodni. A kivált terméket üvegszűrőn szűrjük,kevés hideg vízzel mossuk, és 1 0 0 — 1 1 0 C°-on szárítjuk.

20.2.9. Bárium-hidrogén-ortoperj ódát előállítása

A Ba3H4(I06)2-ot az alábbi módon készítjük: 100 ml-es főzőpohárba bemérünk5,3 g Na3H2I0 6-ot, 25 ml vizet adunk hozzá, és vízfürdőre tesszük. Ha felmelegedett, jól összekeverjük, és addig adunk hozzá cseppenként cc. HN03-at, amíghomogén oldatot kapunk. Ekkor az oldatot a vízfürdőn hagyva, elkészítjük abáriumsó lecsapásához szükséges oldatot.



K d j k é n -d ik l o r i d 185

20.3.2. A dikén-diklorid kémiai tulajdonságai

Végezzünk néhány kísérletet a S2C12 tulajdonságainak tanulmányozására.

a) Néhány ml S2Cl2-ba, melyet gondosan kiszárított kémcsőbe öntöttünk,szórjunk kevés kén virágot: a kén feloldódik. Ilyen oldatot használnak a gumiipar

ban vulkanizálásra.

b) öntsünk kevés S2Cl2-ot desztillált vízbe. Hőfejlődés kíséretében csapadékkiválást figyelhetünk meg. Vizsgáljuk meg az oldat kémhatását. Cseppentsünk

az oldatba néhány csepp fukszinoldatot. Magyarázzuk meg a tapasztalt reak

ciókat tudva, hogy hidrolíziskor az alábbi folyamat játszódott le:

2 S2CL j-|-3 H20 = H^SOa+ 4 HC1+3 S

c) Szórjunk néhány ml S2Cl2-ba cinkport, heves reakció játszódik le:

S2Cl2+ 3 Zn = 2 ZnS-l-ZnCla



21. A kén oxidjai és oxisavai

21.1. A kén-dioxid és a kénessay

21.1.1. Kén-dioxid előállítása redukcióval

Állítsunk elő kén-dioxidot az alábbi reakcióegyenlet szerinti folyamat alapján:

2 H^304-|-Cu = CuS04 -(- 2 H20-|-Si02

A kísérletet a 1.19.3. ábrán látható gázfejlesztő készülékkel végezzük. A csepegtetőtölcsért töltsük meg tömény H2S04-val, a csiszolatos gázfejlesztő lombikba pedigszórjunk 10 g finom rézforgácsot. A lombik és a csapok csiszolatát cc. kénsavvalkenjük. A gázfejlesztő készülék elvezető csövét vezessük szájával felfelé fordítottüveghengerbe, melyet felül lazán vattával zárunk el. Hevítés hatására megkezdődik a gázfejlődés. A vattát időről időre eltávolítjuk, és a henger felső részébeégő gyújtószálat mártunk. Mikor a gyújtószál már elalszik, még fél percig folytat

juk a gázbevezetést, majd a gázvezető csövet kivéve, a hengert óraüveggel lefedjük.

Hasonlóképpen töltünk meg még két hengert a további kísérletek céljára. (A kísérletet fülke alatt végezzük!)

A továbbiak Borán a gáz mosására szolgáló cc. kénsavas gázmosópalackután kapcsoljunk néhány percre desztilláltvizes gázmosót, és ellenőrizzük azoldat telítettségét. (Hogyan?)

A készülék szétszedése után a gázfejlesztő lombikban maradó reakciótermékből állítsunk elő CuSQ4-ot. (Lásd 29.12.)

21.1.2. Kén-dioxid előállítása oxidációval

a) Hevítsünk kémcsőben (tűzálló, jénai üvegben vagy porcelán tégelyben!) V 2 g finoman elporított piritet. Mikor a kémcső már kezdődő vörösizzásban van,óvatosan szagoljuk meg: érezzük a kén-dioxid jellegzetes, szúrós szagát. Tartsunka kémcső szájához K l0 3-keményítooldattal megnedvesített szűrőpapír csíkot:megkékül. A reakció az alábbi egyenletnek megfelelően játszódik le:

4 Fe Sa+ ll Oa = 8 S0 2 + 2 Fe20 3

Figyeljük meg a piritport a reakció után. Milyen változást látunk?

b) Kémcsőbe szarukanálnyi kénport és ugyanannyi barnakő (Mn02)-port

szórunk, majd rázogatással összekeverjük. Az elegyet alulról Bunsen-lánggalhevítjük, és a S02 fejlődését az előző kísérlethez hasonlóan mutatjuk ki. írjuk fel a reakcióegyenletet /



A KÉN-D IOXID ÉS A KÉNE5SAV 187

21.1.3. Kísérletek kén-dioxiddal és kénessavval

Végezzünk néhány kísérletet az előző kísérletben előállított kén-dioxid--gázzal

a) Az egyik kén-dioxiddal telt hengerbe dobjunk kék vagy piros virágot,

majd ismét fedjük le a hengert: a virág kis idő múltán elszíntelenedik.b) Kb. 6 — 8 cm hosszú magnéziumszalag végét gyújtsuk meg Bunsen- lángban, majd a szalagot mártsuk kén-dioxiddal telt hengerbe. A magnéziumtovább ég, miközben MgO- és S-füst keletkezik. Írjuk fel a reakció egyenletét.

c) Kis vaskanálkában gyújtsunk meg sárga- vagy vörösfoszfor darabkát. Az égő anyagot mártsuk kén-dioxidba: az égés megszűnik. Vessük egybe az utóbbi két kísérlet tapasztalatait!

d) Az egyik S02-dal töltött hengerbe szórjunk sötétbarna színű P b0 2 (ólom--dioxid) port. A port a lezárt hengerben időnkint rázogassuk, és figyeljük mega változást, mely az alábbi reakció alapján megy végbe.

S02+Pb02 = PbS04

e) Kisebb induktor szekunder tekercsére kapcsoljunk platinadrótokból,kialakított szikraközt, s mártsukS02-dal töltött hengerbe. Borítsunk rá óraüveget,és az induktor bekapcsolásával üttessünk át szikrát a Pt-drótok között. A szikraköilil sárgásfehér füst képződik. A reakció a következő egyenlettel írható le:

3 S0 2 = 2 S03+ S

f) Végezzünk néhány kísérletet az előzőkben előállított H2S0 3-val. Töltsünkmeg félig 5 kémcsövet kénessavval, és adjunk hozzá rendre 1—2 m ll2, Br2, H2Cr04,H2S és sósavoldatot. Az első két oldat elszíntelenedik, a harmadik sárga színűrőlzöldre változik, a negyedik oldatból tejszerű zavarosodás alakjában kén válik ki.

Az utolsó oldatba Zn-darabkát dobunk, és a gázfejlődés után CuS04-oldatotadunk hozzá: barnásfekete CuS-csapadék válik ki. írjuk fel a reakcióegyenleteket!

g) Fél kémcsőnyi H2S03-oldathoz adjunk K I0 3-oldatot, jódkiválást észlelünk. A reakció lényege:

HIO3 + 3 HgSOg = 3 H ^ 0 4+ H I5 H I + H I 0 3 = 3 12+ 3 H20

Figyeljük meg, hogy a két oldat elegyítése után a jódkiválás miként játszódik le,és magyarázzuk meg a tapasztalt jelenséget a reakció mechanizmusa alapján.Jobban láthatóvá tehetjük az effektust, ha valamelyik oldathoz már eleve kevéskeményítőoldatot keverünk, mert akkor a jódkiválás a jódkeményítő intenzívkék színe miatt jobban észlelhető.

Ti) Adjunk kénessav vagy valamelyik sójának oldatához BaCl2-oldatot.

Az alábbi reakcióegyenletnek megfelelően fehér csapadék válik ki, mely sósavhatására feloldódik:

HaSOg + BaCl2 = B aS03 + 2 SCI

i) Kénessavoldatot forraljunk kis ideig, majd lehűlése után cseppentsühozzá KI-os I 2-oldatot: az oldat nem színtelenedik el. Mi a jelenség magyarázata ?



188 A KÉN OXIDJAI ÉS OXISAVAI

21.1.4. Kén-dioxid-származékok előállítása

A kén-dioxid néhány származékának gyakorlati jelentősége is van. E származékok közül állítsuk elő a következő kettőt:

a) Nátrium-ditionit előállítása. A 21.1.1. kísérlet szerint NaHS03-oldatotállítunk elő oly módon, hogy 12 g NaOH-ot 100 ml vízben oldunk, és S02-daltelítjük, míg az oldat már további gázmennyiséget nem tud oldani. (Ezt súlyméréssel is megállapíthatjuk.) Ezután az oldatot 2 0 0 ml-es lombikba öntjük, melyetgumidugóval jól lezárunk, és darált jégbe állítva lehűtünk. Lehűlés után 4,5 gZn-port szórunk bele, és 2—3 órára szekrénybe tesszük, hogy a fénytől elzárjuk.Ezalatt 4,5 g CaO-ot 22 ml vízzel megoltunk. (Lásd 30. 8 .) A fenti állási idő leteltével a Ca(OH)2-oldatot hozzáöntjük a reakcióelegyhez, és újabb 6 — 8 órára (esetleg akövetkező gyakorlatra) eltesszük. Az eddig végrehajtott lépéseket az alábbi

reakcióegyenlet írja le:2 NaHSOg + ;S 0 2 + Zn = Na2S20 4 + H20 + ZnS03

ZnS03 + Ca(OH)2 = Zn(OH)2 + CaS03

A csapadéktól az oldatot szűréssel megtisztítjuk. Valamennyi műveletnél óvatosan járjunk el, mert a ditionit nedveB állapotban igen érzékeny a levegő oxigénjére.

Az oldatból a ditionitot konyhasóval történő kisózással csapjuk ki. Töménykonyhasóoldatban ugyanis a ditionit gyakorlatilag oldhatatlan. E célból az oldatotszámított mennyiségű NaCl-dal telítjük, és egy éjszakán át kristályosodni hagyjuk.

Az oldat térfogata és a 2.1.1. kísérlet táblázatának adatai alapján számítsuk ki aszükséges konyhasó mennyiségét. Az oldatot megszűrjük, és az oldhatatlanrészt acetonnal öblítve szárítjuk, majd gyorsan jól záró porüvegbe tesszük. Azanyag szép, színtelen, tű alakú kristályokat képez. Kénsavas exszikkátorban kétmolekula kristályvizét elveszti, és fehér porrá hull szét.

A só lúgos oldata a szulfitoknál lényegesen erősebb redukálószer. Végezzünk erre kísérletet! Hasonlítsuk össze nátrium-szulfit-oldattal.

b) Állítsunk élő kálium-piroazulfitot (K 2S20 5). Az előállítás a következőreakcióegyenletek szerint hajtható végre:

K 2C03+ H 20 - f S 0 2 = K HC03+ K H S 0 3

KHSOg+KHCO,, = K ^O a-f H20 + C 0 2

K jSO j+SO, = KgSgOg

Készítsünk telített K 2C03-oldatot oly módon, hogy 50 g K 2C03-ot 80 ml forróvízben oldunk, és vízfürdőn addig párolunk, míg csapadékkiválás kezdődik.Ekkor adjunk hozzá még 6— 8 ml vizet, és ismét melegítsük fel vízfürdőn közel100 C°-ra. A telített oldatot most öntsük 200 ml-es ErlenmeyerAomh\Vh&. A lom

bikot állítsuk főzőpohárba, melyben lassan vizet forralunk. Ezáltal a lombik tartalmát állandóan 100 C°-on tartjuk. A lombikba — illetve a K 2C03-oldatba —most S02-gázt vezetünk. Az S02-ot vagy acélpalackból vesszük, vagy a 21.1.1.kísérletben leírt módon állítjuk elő. A gázbevezető csövet kissé tölcséresre képezzük ki, hogy az esetleges kristályosodás el ne tömhesse. A gázbevezetést telítésigfolytatjuk. Ezt úgy ellenőrizhetjük, hogy a telített oldatból vett kis minta erősen



A KÉN- TRIOXI D ÉS A KÉNSAV 189

kén-dioxid szagú. A telítés befejezte után az oldatot hagyjuk hűlni: ezalattmonoklin, tábla alakú kristályok alakjában kiválik a kálium-piroszulfit. Azoldat teljes lehűlése után a kristályos anyagot leszűrjük, alkohollal mossuk, ésszűrőpapír között megszárítjuk. E só a levegő oxigénjének jól ellenáll, de hamozsárban eldörzsöljük, kén-dioxid szaga van. Oldjunk fel kevés anyagot vízben,és vizsgáljuk meg a kémhatását! M i az észlelt kémhatás magyarázata ? Kémcsőbenmelegítsük óvatosan az anyagnak mintegy 0,5 g-nyi mennyiségét. 150 C°-igszámottevő bomlás nem észlelhető. Magasabb hőfokon elbomlik (de a bomláscsak vörösizzáson teljes) :

2 K £ 2Ö5 = S02+ S + 2 K £ 0 4

21.2. A kén-tríoxid és a kénsav

21.2.1. Kén-trioxld előállítása kontakt eljárássalLásd a 8.4.2. t.

21.2.2. Az ólomkamrás kénsavgyártásGázmosópalackba töltsünk kb. 10 ml vizet, és telítsük S0 2-dal. Ezután

állítsuk össze a 2 1 .2 .2 .1 . ábrán látható készüléket, ahol a kénessavat tartalmazómosópalackot B-vel jelöltük. A gázmosó hosszabbik szárával kapcsoljuk összeaz A lombikot, ebbe\ töltsünk 20—30 ml cc. HN0 3-at, tegyünk bele néhány darabka fémrezet, és melegítsük BunBen-lánggal, míg a belőle fejlődő barna színűnitrózus gőzök (N 02) meg nem töltik a gázmosót. Ezután a gázmosó mindkét

nyílására húzzunk Hoffmann-BzoTÍtóv&l lezárt kis gumicsövet, és az állványról levéve, rázzuk ÖBSze alaposan. (Mit észlelünk?) A 2 kivezetésen levő gumicsö

vet kössük össze oxigénnel, vagyesetleg levegővel töltött gazom éterrel. Gazométer helyett üreB gáz-fejlesztő lombikot is használhatunk, melybe csapos tölcséren keresztül vizet engedünk. A hidrosztatikus nyomás hatására a gázel

vezető csövön a lefolyó víz levegő-áramot hajt ki.

Ezután a gazométer felé nyissuk meg a csatlakozást, és kis nyomással engedjünk be oxigént. Areakciót a gáztér megbarnulása jelzi. 1

Most ismét zárjuk le az edényt,rázzuk ÖBSze, majd néhányszor is

mételjük meg az egész reakcióciklust. Habár minden oxigén- ill. levegő-beeresztés kismértékű veszteséget okoza katalizáló NO-ban, a folyamat 4—5-ször így is megismételhető.

Szedjük szét a készüléket, és öntsük ki a folyadékot kémcsőbe. Adjunk hozzáBaCl2-oldatot: ismét fehér csapadékot kapunk, mely savakban nem oldódik.

írjuk fel a lejátszódó reakciók egyenleteit!

21.2.2.1. ábra. Az ólomkamrás kénsavgyártásmodellje



190 A KÉN OXIDJ AI ÉS OXISAVAI

21.2.3. A kénsav kémiai tulajdonságai

Végezzünk néhány kísérletet a kénéav tulajdonságainak tanulmányozására.a) A kénsav többféle hidrátot képez. Ezek képződése folytán, a kónsav hígí

tásakor jelentős hőmennyiség szabadul fel. A hidrátképződés tanulmányozására

állítsuk elő mindenekelőtt a H2S04 H20-ot. E célból 20 ml H20-hez adjunkaz 1 : 1 mólaránynak megfelelő cc. kénsavat. A kénsavat öntsük óvatosan a vízbe,és ne fordítva, mert különben a kénsav kifreccsenhet. A kénsavmonohidrátotöntsük 100—150 ml-es főzőpohárba, melyet nagyobb pohárban levő sózott jégbehelyeztünk. Lehűléskor az anyag fényes kristályokból álló tömeggé dermed.

A kénsav-monohidrát kristályokat üvegbottal kissé keverjük fel, és elegyítsüknyolcszoros súlyú hóval vagy finomra darált jéggel. A keverékbe mártsunkalacsony hőmérsékleten használható, borszesz töltésű hőmérőt, és mérjük mega hőmérsékletet. A hőmérséklet az elegyítés hatására kb. 26 C°-kal csökken. Mi a jelenség magyarázata ?

Állítsuk elő a H2S04 2 HaO-t az előző kísérlethez hasonlóan, de olymódon,hogy a kénsav és a víz térfogatát elegyítés előtt és utón megmérjük. Az elegytérfogata kb. 8 %-kal kisebb, mint a kiindulási térfogatok összege. Mi a jelenség magyarázata ? A térfogatcsökkenés az 1 :2 mólarányban történő elegyítés esetében maximális. Miért? Hűtsük le a kénsav-dihidrátot is az előző kísérlethezhasonló módon. Az anyag nem fagy meg, mert az olvadáspontja —38'9 C°.

A hőmérsékletcsökkenés nemcsak a kénsav-hidrát és a jég, hanem a töménykénsav és a jég elegyítésekor is bekövetkezik, ha nem túl nagy a. kénsav mennyisége. 200 ral-es főzőpoharat töltsünk meg finomra darált jéggel vagy hóval, he

lyezzük bele hőmérőt, és olvassuk le a hőfokot, öntsünk a pohárba 5—7 ml töménykénsavat, és keverjük jól össze a jéggel: olvassuk le a hőmérsékletet. Mikor a végleges hőfok beállt, öntsünk újabb — az elsővel megegyező mennyiségű — kénsavat az elegybe, és olvassuk ismét le a hőmérsékletet. Ismételjük meg még néhányszor a kénsav adagolását. Hogyan változik az olvadáspont?

A hidrátképződéssel függ össze a kénsav intenzív vízelvonó hatása. Ennekszemléltetése céljából 200 ml-es főzőpohárba szórjunk 4—5 kanál porcukrot,és ezt öntsük le 4—5 ml füstölgő kénsavval, majd üvegbottal gyorsan keverjükossza. A massza megbámul, majd megfeketedik, közben hőmérséklete egyreemelkedik, vízgőz távozik belőle, mely felfúvódást okoz. A végén kokszra emlékeztető fekete, zömében szénből álló tömeg marad vissza. M i a jelenség magyarázata ?

b) A tömény kénsav erősen oxidáló hatású. Erre vonatkozólag végezzünknéhány kísérletet.

Fél kémesőnyi cc. H2S04-ba dobjunk összehajtogatott cigarettapapirost,majd gyengén melegítsük a kénsavat, míg a papiros megfeketedik, a kivált szénpedig oxidáció folytán mint CÓ2 eltávozik.

Ismételjük meg ezt a kísérletet kevés kénporral, illetve vörösfoszforral,melyeka szénhez hasonlóan a tömény kénsavtól ugyancsak oxidálódnak.^ írjuk fel a reak

cióegyenleteket, és mutassuk ki a reakciótermékeket.

c) Naszcensz hidrogén a kissé hígított kénsavat redukálja. 2 ml vízhez öntsünk hűtés mellett lassan 10 ml cc. kénsavat, majd dobjunk bele egy darabkafémes cinket. A kémcső szájához tartsunk Pb(N03)2-oldattal megnedvesített papírcsíkot. Állapítsuk meg a reakciótermék minőségét, és írjuk fel a reakcióegyenletet. Milyen anyagokkal redukáltuk a kénsavat az eddigi kísérletek során?



132 A KÉN OXIDJAI ÉS OXI SAVAI

Cseppentsünk néhány csepp szulfuril-kloridot vízbe, és jól rázzuk össze. Nézzük meg az oldat kémhatását, és mutassuk ki a hidrolízis termékeit az alábbireakcióegyenlet figyelembevételével:

SO2012 + 2 H20 = 2HC1 + H j£ 0 4

4—5 inl szulfuril-kloridot öntsünkkémcsőbe, és szórjunk bele kevés vörös-foszfort. Az alábbi egyenletnek megfelelő reakció következik be:

2 P + 3 S02C12 = 2 PC13 + 3 S02

21.3.3.1. ábra. Kálium-poroxi-diszulfát előállítása

21.3.3. Kálinm-peroxi-diszulfát előállítása

Jéggel töltött, 600 ml-es pohárba kb. 300 ml-es főzőpoharat helyezünk. Ebbe— a 21.3.3.1. ábrán látható módon — 2—3 cm átmérőjű üvegcsövet teszünk,úgy, hogy az az edény aljáig érjen. Az üvegcsövet valamivel a folyadékszint alattvörösréz gyűrű veszi körül, mely az elektrolízis katódja lesz. Az anód üvegcsőbe

forrasztott platinalemez. A belső főzőpoharat félig megtöltjük O C°-on telítettKHS04-oldattal (60 g KHS04 150 ml vízben). A tolóellenállással az áramerősségetúgy állítjuk be, hogy az áramsűrűség 1 A/cm 2 legyen, ügyeljünk rá, hogy az elektrolitoldat hőmérséklete a 6 — 8 C°-ot meg ne haladja. Az áram bekapcsolása utánrövidesen megindul a rosszul oldódó K 2S20 8 kiválása.

A katódfolyamat:2 K + + 2 H20 + 2 e = 2 KOH + H2

Az anódfolyamat:2 HS04- = H ^ aO ,+ 2 e

H £ gO ,+2 KHS04 = K & O , + 2

1 óra múlva az áramot kikapcsoljuk, a kristályokat nuccson leszívatjuk, és alkohollal kimossuk.

MnS04-oldatot savanyítsunk meg reagens kénsavval, és cseppentsünk hozzál csepp AgNOg-oldatot. Adjunk az oldathoz kevés kristályos K 2S20 8-ot, és forral-



KÁLIUM-PBROXI-DISZULFÁT 193

juk fel. Az oldat KMn04 képződése folytán ibolyaszínt ölt. A reakció a mangánra rendkívül érzékeny. Ibolya színeződéB CBak akkor keletkezik, ha a reagenstöménységű — kb. 0,2 mólos — MnS04-oldatot. előzőleg ezerszeresére hígítottuk(1 csepp MnS04-oldat 30 ml vízben). Nem hígított oldatból barna MuO(OH)2-csapadék válik ki. írjuk fel a reakcióegyenletetl

Mi a szerepe az elektrolízisnél az üvegcsőnek? Miért alkalmazunk hűtést?Cr2(S04)3-oldatot elegyítsünk reagens NaOH-oldattal. Zöld színű Cr(OH)3-CBapadék válik ki. E csapadék a lúg feleslegével oldódik, miközben Na[Cr(OH)4]keletkezik. (Lásd 35.3.C ) Dobjunk az oldatba néhány kristályka kálium-peroxi--diszulfátot és melegítsük. Az oldat K2Cr04 képződése folytán megsárgul. írjuk

fel a reakcióegyenletet!

13 Általános és szervetlen kémiai praktikum — 4284/1.



22. A nitrogéncsoport elemei

22.1. A nitrogén

22.1.1, Nitrogén előállítása levegőből

Nagyobb, szélesebb üvegkádat töltsünk meg kb. félig vízzel, és helyezzünk

rá kis csészét úgy, hogy az a víz felszínén ússzon. A csésze aljára tegyünk kis

porcelán lemezkét vagy azbeszt darabkát. Erre helyezzünk babszemnyi vörös-

foszfort, és mikroégővel (kis lánggal) gyújtsuk meg, majd gyorsan borítsuk lenagyobb üvegpohárral, mely alatt á tálka kényelmesen elf^r. A foszfor fehér füst— foszfor-pentoxid — képződése mellett elég. Az égés megszűnése után a rendszer

lassan lehűl, és közben a belső vízszint felemelkedik. Most állítsuk a poharat

pontosan függőleges helyzetbe olyan magasságra, hogy a poháron belül a víz-

szint a külsővel pontosan azonos legyen, és

e magasságot jelöljük meg. A pohár kieme

lése után állapítsuk meg, hogy a térfogat-

csökkenés az eredeti térfogatnak hány szá

zaléka.

vi z/égszi vott yúhaz

leveg

22.1.2. A levegő relatív nedvességtartalma

Vizsgáljuk meg a levegő relatív ned

vességtartalmát. E célból vegyünk 0,1 C°-os

beosztású bot- vagy belső-skálás hőmérőt.

Olvassuk le rajta a szobahőmérsékletet. Készítsünk elő a kísérlethez már több órán át

‘ i i -n ^ a laboratóriumban állott vizet, melynek a

H l \ \ hőfoka már felvette- a szobahőmérsékletet.Erről ugyancsak a fenti hőmérővel győződünk nteg.

Ezek után állítsuk össze a 22.1.2.1. áb

rán látható berendezést. Először cc. H2S04-

at teszünk a gázmosóba. A vízlégszivattyút,

illetve a pufferpalack csapját úgy állítjukbe, hogy a gázmosón másodpercenként kb.

1 buborék haladjon át. Mint az ábrán lát

ható, a hőmérő higanyos gömbjére kicsiny, jó nedvszívó, vékony textildarab

kát kötünk. (Igen jó pl. a muszlin.) Amikor a gázáram megindul, a hőmérő higányszála .süllyedni kezd. Megvárjuk, míg beáll a végleges — a szobahőfoknál néhány fokkal alacsonyabb — hőmérséklet, és azt feljegyezzük. Ezután

a kénsavas gázmosót vízzel töltött mosópalackra cseréljük ki. A gázmosót ez

W

22,1.2.1. ábra. A levegő relatív nedvességtartalma



A NITROGÉN 195

esetben legalább háromnegyedéig töltjük vízzel, hogy az áthaladó levegő vízzeltelítődjék. Ismét leolvassuk d hőmérsékletet. Ez ideális esetben azonos a szoba-hőmérséklettel, melyet a száraz hőmérőn a kísérlet megkezdése előtt olvastunk le.Kapcsoljuk le a mosópalackot, és a szobalevegőt szívassuk át a készüléken. Ismét

jegyezzük fel a hőmérsékletet. Ez az adat a két szélső érték között lesz, és egyúttal

jellemzi a szobalevegő relatív nedvességtartalmát. Magyarázzuk meg a kísérlet elvét!

22.1.3. Tiszta nitrogén előállítása

Tiszta nitrogén az alábbi reakcióegyenletnek megfelelő kémiai folyamattalállítható elő:

N H 4N 0 2 = N 2+ 2 HaO

Az ammónium-nitrit az alábbi cserebomlás szerint keletkezik:

£ N H 4C l+ N a N 0 2 = N a C l-f N H 4N 0 2

Készítsünk 100 ml telített NH4C1 ,és ugyanannyi telített NaN02-oldatot, és töltsük be frakcionáló lombikba, melynek száját jól záró dugóval zárjuk le. Az oldatotenyhén melegítve, gázfejlődést tapasztalunk. Mikor már a fejlődő N2 a levegőtkiszorította a lombikból, annak oldalszárához üvegcsövet, illetve üvegpipáterősítünk, és a 18.1.1. kísérlethez hasonlóan 2—3 üveghengert víz alatt nitrogénnel töltünk meg.

22.1.4. Kísérletek nitrogéngázzal) magnézium-nitrid előállítása

Végezzünk néhány kísérletet nitrogénnel.

a) Mártsunk égő gyújtószálat az egyik nitrogénnel telt hengerbe: a gyújtószál elalszik. Ismételjük meg a kísérletet égő foszforral és kénnel. Mit tapasztalunk ?

b) Erősebben pozitív fémek nitrogénnel magasabb hőmérsékleten egyesülnek.Ennek észlelése céljából tiszta felületű magnézium reszeléket vagy magnézium-port helyezzünk porcelán csónakba. A csónakot csúsztassuk elektromos csőkemencében levő porcelán cső közepébe. Vezessünk a CBÖvön át palackból nitrogéngázt.Szereljünk a palack után kevés cc. kénsavat tartalmazó mosópalackot, hogy agázáram sebességét megállapíthassuk. A palack tűszelepjét úgy szabályozzuk, hogya gázmosóban a buborékokat meg lehessen számolni. Kapcsoljuk be a kemencét.Ha a porcelán csónak legalább fél órán át vörösen izzott (vagy, ha termoelem-mel mérjük a hőmérsékletet, legalább fél órán át volt kb. 650 C°-on), kikapcsoljuk a kemencét és a terméket nitrogénáramban hagyjuk lehűlni, öntsünkvizet a kapott termékre, és mutassuk ki a fejlődő ammóniát.

Hogyan? írjuk jel a reakcióegyenleteket!

c) Magnézium-nitridet másképp is előállíthatunk. Vastégelyt töltsünk megmagasságának kétharmad részéig magnéziumporral. Fedjük be a tégelyt azbesztí-

lemezzel, melyre előzőleg kis lyukat fúrtunk, hogy a levegő csak lassan jusson,a magnéziumhoz. Nagyobb azbesztlemezbe vágjunk akkora kör alakú nyílást>hogy a tégelyt szorosan beilleszthessük. Ez megakadályozza, hogy a gázégő lángjaa fedőhöz érjen. A tégely legnagyobb része az azbesztlap alatt legyen, és oldalrólráirányított fújtató lánggal hevítsük. Időnkint forgassuk meg a tégelyt. A lehűlt

,13* - 24



196 A NITROGÉNCSOPORT ELEMEI

tégelyben felül fehér magnézium-oxidot találunk, lejjebb főleg magnézium--nitridből álló zöld tömeget. A magnézium-nitrid égy részét öntsük le porcelántégelyben vízzel. írjuk fel az észlelt változást és a reakcióegyenleteket.

22.2. A foszfor

22.2.1. A foszfor módosulatai %

A foszforral végzendő kísérleteket fokozott gonddal kell végezni. A foszfoegyrészt gyúlékonyságánál, másrészt mérgező voltánál fogva nagyon veszélyes.Kézzel tehát soha ne fogjuk meg, csak csipesszel, s kísérleteinket feltétlenülfülke alatt végezzük. A sárgafoszfort víz alatt tartjuk. Víz alól csak a lehető legrövidebb időre vegyük ki, és csak azt a darabkát, amelyet felhasználunk. A fel

használni szándékozott foszfordarabkát víz alatt vágjuk le a nagyobb foszfor-darabról, és ha a kísérlet során kisebb foszfordarabka megmarad, azonnal tegyükvissza víz rlá a gyűjtőüvegbe, vagy végsőesetben biztonságos helyen elégetéssel semmisítsük meg.

a) Negyed kémcsŐnyi CS -be dobjunborsószemnyi sárga-, másik kémcsőbe pedigvörösfoszfort. (Égő gázláng ne legyen a közelben!) Húzogassuk kis ideig. A sárgafosz

for oldódik, a vörös nem.bj Kémcső alján helyezzünk el szaru-kanál hegyével kivett, kevés vőrösfoszfort.

.A kémcsövet valamilyen C02-forrásból töltsük meg szén-dioxiddal, majd borítsunk rákis pohárkát. Lassan kezdjük a foszfort melegíteni: az anyag elszublimál, és a kémcsőfelső, hidegebb részén, illetve a poháronmint sárgafoszfor csapódik le. Célszerű akémcső felső negyedét nedves, hideg szűrőpapírral körültekerni.

22.2.2.1. ábra. Foszfor gyulladása

22.2.2. A foszfor reakciói

A foszfor számos elemmel közvetlenül, fény- és tűztünemény kíséretébenegyesül. Foglaljuk össze az eddigi kísérletek során ezzel kapcsolatban szerzett tapasztalatokat, illetve kísérleti eredményeket.

a) Hasonlítsuk össze a sárga- és a vörösfoszfor gyulladási hőfokát. E célbóla 2 2 .2 .2 .1 . ábrán látható módon helyezzünk el kis vaslemezen sárga- és vörös-foszfort, és kezdjük el melegíteni az ábra szerint, a vörösfoszfor közelében. Először

a sárgafoszfor gyullad meg, a vörösfoszfor csak hosszabb idő után.b) Az előző kísérletben készített CS2-es foszforoldattal itassunk át szűrőpapírt, és csipesszel lengessük vastálca felett, míg az oldószer el nem párolog. A meg-száradás után kis idővel a foszfor magától meggyullad, és a papírt is meggyújtva,zöldes lánggal elég.



AZ ARZÉN ÉS AZ ANTIMON 197

22.3. Az arzén és az antimon

22.3.1. Arzén előállítása arzén-trioxidból

Kevés As20 3-ot keverjünk össze finom faszénporral, és szórjuk tűzálló kémcsőbe. A kémcsövet állványba fogva hevítsük. Redukció következik be, és a kém

cső felső, hidegebb részén szürkésfekete, fényes, tükörszerű bevonat alakjábanelemi arzén rakódik le. írjuk fel a reakcióegyenletet!

22.3.2. Az arzén szublimálása

Hosszabb, tűzálló kémcsőbe dobjunk kis arzéndarabkát. A kémcsövet töltsük meg nitrogénnel, és zárjuk le olyan parafadugóval, melyen egészen kicsinyílás van. Ezután a kémcső alját kezdjük azonnal hevíteni. Az arzén szublimálni kezd, és a kémcső hidegebb részén, szép, fémes fényű szürke arzéntükrötképez.

I

22.3.3. Antimon előállítása

Vájjunk ki gödröcskét faszénben, és szórjuk bele fél szarukanálnyi Sb20 3

vagy Sb2S3 és nátrium-karbonát elegyét. Az anyagot kis fűjtatóláng hegyével —ún. redukáló lánggal — hevítsük. Az anyag összeolvad, az SbjSg a szén hatásáraredukálódik, és az antimon lehűlés után fémgömböcskék alakjában marad visszaa mélyedésben.

22.3.4. Az antimon reakciója nemfémes elemekkel

Az antimon negatív jellemű elemekkel hevesen egyesül.

a) Fél kémcsőnyi klórosvízbe szórjunk szarukanál hegyével antimonport,és rázogassuk. Az oldat sárga színe egy idő utón eltűnik, éB ha KBr-oldatot cseppentünk hozzá, brómkiválást nem észlelünk.

öntsünk óvatosan, fülke alatt 1— 2 ml elemi brómot kémcsőbe, és a kémcsövet fogjuk be ferdén állványba, melyet vastálcára állítunk, vagy amely aláhomokos tálat helyezünk. A kémcsőbe szórjunk kevés antimonport: heves reakció

játszódik le, miközben a kémcsőből brómgŐzök mellett antimon-bromid füsttávozik.



23. A nitrogéncsoport elemeinek hidrogénvegyiiletei

23.1. A nitrogén hidrogénvegyiiletei

23.1.1. Ammőniaoldat előállítása

A kísérlet alapja a következő folyamat:

CaO+ 2 NH4C1 = CaCLj+ 2 NH3+ H 20, 'illetve

Ca(OH)2+ 2 NH4C1 = CaCl2+ 2 NH3+ 2 HaO

A keletkezett ammóniagázt desztillált vízben nyeletjük el:

NH8+ H 20 = NH4OH

A 23.1.1.1. ábra szerinti gázfejlesztő készülék lombikját fogóba fogjuk, és Bunsen-

állványra erősítjük úgy, hogy a Bunsen-égő alatta kényelmesen elférjen. Tekintet

tel arra, hogy vizes oldatot kívánunk előállítani, a fejlődő

ammóniagázt nem szárítjuk.

A gáz által magával ragadottszilárd részecskék visszatar

tására a gázmosóba annyidesztillált vizet öntünk, hogy

a bevezetőcső éppen beleér jen (3—5 ml). A gázmosóhoz

fordítottan szerelt üres gáz

mosót, majd derékszögben

meghajlított, kiszélesedő csö

vet kapcsolunk. A gázt nagykémcsőben vagy Erlenmeyer- lombikban 50 ml desztillált

vízben fog juk fel. A gázbeveze

tő cső vége a telítőedény fene-

\

w n r

23.1.1.1. ábra. Ammóniaoldat előállítása

kétől 1 mm távolságban végződjék. A telítőedényt állítsuk hideg vízzel telt edénybe,

és ha telítés közben a hűtővíz felmelegszik, cseréljük ki friss vízre. 2 0 g finoman porí

tott ammónium-kloridot keverjünk össze a reakcióegyenlet alapján számított meny-

nyiségű finoman elporított kalcium-oxid négyszeresével. A keveréket öntsük

(papír- vagy portölcséren keresztül) a fejlesztőlombikba. A porkeverékhez a cse

pegtető tölcséren át engedjünk 25 ml desztillált vizet, majd zárjuk el a tölcsércsapját. A gázfejlesztő lombikját azbesztes dróthálón át, vagy közvetlenül kézzel

mozgásban tartott gázlánggal hevítsük. A hevítést úgy szabályozzuk, hogy a gáz

fejlődés egyenletes legyen, vagyiB ne legyen túl heves, de a telitőlombikból a



ÁZ AMMÓNIA 199

folyadék se szívódjék vissza. Amikor a gázfejlódés befejeződött, a csapos tölcsércsapját kinyitjuk, az elnyeletőlombikot eltávolítjuk, és a hevítést beszüntetjük.Mérjük meg a kapott oldat térfogatát és sűrűségét, táblázat segítségével állapítsuk meg a százalékos összetételét. Számítsuk ki a termelési hányadot (a felfogottammónia és az elméleti termelés hányadosát) és a termelési százalékot.

A víz az ammóniát igen mohón nyeli el. Ezért vannak, akik a visszaszívás elkerülésére a gázbevezető cső végét — különösen az elnyeletés elején — 1— 2 mm-rela folyadékszint felett tartják. Ennek hátránya az, hogy az ammóniaoldat kis fajsúlya folytán felül marad, és így a víz alsó rétege nem telítődik gázzal. A visszaszívást ezért inkább állandó hevítéssel, továbbá fordítottanszerelt üres gázmosó és biztosító kiszélesedéssel ellátott be-vezetőcső alkalmazásával kerüljük ki. ^

23.1.3.1. ábra. NH3cseppfolyósít&sa

23.1.2. Az ammónia oldékonysága Tízben

Az ammóniagáz oldékonyságának tanulmányozásáravégezzük el a HCl-dal kapcsolatos 17.2.3. kísérletet, azzal akülönbséggel, hogy a 17.2.3.1. ábra A lombikját NH3-gázzaltöltjük meg, és a B edénybe vörös lakmusszal megfestettvizet öntünk.

23.1.3. Az ammóniagáz cseppfólyósítása*

a) Az ammónia aránylag könnyen cseppfolyósítható,mert kritikus hőmérséklete (130°) és forráspontja (—33,4 C°)

viszonylag magas. A cseppfolyósítást a 23.1.3.1. ábra szerinti készülékben végezhetjük. A 23.1.1. kísérlet alapján előállított ammóniagázt szárítás céljából két, szemcsés nát-rium-hidroxiddal töltött szárítótornyon vezetjük keresztül. A gázáram sebességét az első szárítótorony elé szerelt,paraffinolajjal töltött buborékszámlálóval (gázmosóval) ellenőrizzük. A gáztaz A, derékszögben meghajlított, és a hajlít ás után kihúzott üvegcső vön átvezetjük az edénybe, melyet legalább 1 mm falvastagságú üvegből készítünk. Acseppfolyósító edényt termoszba helyezzük, melyet száraz jégből és denaturált szeszből készült hűtőkeverékkel (lásd 10.1.) töltünk meg. Amikor az ammónia fejlő

dése alábbhagy, a gázbevezető csövet a cseppfolyós ammóniából kiemeljük, és azedényt — anélkül, hogy a hűtőkeverékből eltávolítanánk — az elvékonyításnálkicsire szabályozott fújtatólánggal gondosan leforrasztjuk, illetve eközben a véko-nyftás feletti felesleges edényrészt lehúzzuk. Az így elzárt cseppfolyós ammóniáteltehet j ük.

b) Állítsunk elő cseppfolyós ammóniát az a) alpont leírása szerint. A fejlődőammóniát száraz, felül vattával lazán elzárt normál kémcsőben cseppfolyósítsuk. A keletkezett cseppfolyós ammónia felét öntsük előre lehűtött üres, száraz kémcsőbe. A munkához használjunk gumi ujjvédőt, és a kémcsövet úgy tartsuk, hogy

az esetleg kifröccsenő ammónia emberen kárt ne okozzon. Az egyik kémcsőbe dob junk lencseszem nagyságú, kérgétől gondosan megtisztított és szűrőpapírral leitatott, előre lehűtött nátriumdarabkát, a másikba pedig lecsiszolt felületű, lehűtöttkalciumdarabkát. Milyen színnel oldódnak a fémek? A folyékony ammónia a fémeketfizikailag oldja. Az ammónia szobahőmérsékleten gyorsan elpárolog, és a fém tüköralakjában marad vissza.



200 A NITROGÉN CSOPORT ELEMEINEK HIDROGÉN VÉG YÜLETEI

A készülék szétszedése után a nátrium-hidroxiddal telt két szárítótoronynyílásait gondosan elzárjuk. (Miért?)

23.1.4. Az ammónia párolgáshője

Az ammónia párolgáshője igen nagy. Ennek szemléltetésére 200 ml töményammónium-hidroxid-oldatot öntsünk talpas lombikba, melyet három furatú dugóval zárunk le. Az egyik furatban az oldatba merülő hőmérő, a másodikban alombik fenekéig érő bevezetőcső, a harmadikban rövid, vízlégszivattyúval ösz-szekötött cső helyezkedik el. Most a vízlégszivattyút nyissuk meg, és szivassunkgyors ütemben levegőt az oldaton keresztül. Figyeljük a hőmérőt.

23.1.5. Az ammónia kémiai tulajdonságaiI *

Végezzünk néhány kísérletet az ammónia kémiai sajátságainak tanulmányozására. ‘

a) Az ammónia magas hőmérsékleten elemeire disszociál. Ennek vizsgálatakorfigyelembe kell vennünk, hogy a folyamat térfogatnövekedéssel jár. Állítsuk össze

a 23.1.5.1. ábra szerinti készüléket. A beosztással és szikraközzel (kétbeforrasztott Ptdróttaí) ellátotteudiométercsövet az ábrának megfelelően z/3-áig töltsük meg szárazammóniagázzal. A készülék többirészét és a nívóedényt higannyal

töltjük meg. A szikraközt induktorszekunder tekercsével kötjük össze. A bekapcsolás után keletkező ívhatására hődisszociáció megy végbe, melynek folytán megnő a készülékben a nyomás. A nívóedénytelmozdítva állítsuk a két higanyszintet egy nívóra. Kb. 10 percmúlva szüntessük meg az induk-

|| tor működését, és várjuk meg, míg__

a hőmérsékletkiegyenlítődés folytán térfogatváltozás már nem következik be, ekkor ismét állítsuknullára a nívókülönbséget, és olvassuk le az új térfogatot, illetve

23.1.5.1. ábra. Ammónia hődisszociációja számítsuk ki a terfogatnövekedest. Az ammóniagáz hány százaléka szen

vedett hődisszociációt? Mi az oka annak, hogy a kísérlet során maradandó térfo

gatváltozás mutatkozik ?

b) Az ammónia erősen negatív jellemű elemekkel intenzíven reagál. így pl.klórral és oxigénnel tűztünémény kíséretében ég el.

Kisebb hengert töltsünk meg NH3-gázzal oly módon, hogy a hengert szá jával lefelé fordítjuk, és a gázbevezető cső mellett az edény száját vattával elzár juk. (Miért így töltjük? ) Másik hengert töltsünk meg ezalatt klórgázzal, és szájá-•val felfelé fordítva fedjük le üveglappal. Mikor az NH3-tartalmú henger megtelt,



AZ AMMÓNIA 201

a gázba vezető csövet emeljük ki, és a tengert szintén üveglappal fedjük le. A kló-ros tengert most tartsuk az ammóniáé henger fölé, és az ammóniás 'hengert nyissukki, majd a klóros hengerből is engedjük a klórt kifolyni oly módon, hogy áz üveg

lapot eltávolítjuk az üveg szája elől. Mikor a klór és az ammóniagáz találkozik,láng csap fel, és fehér füst keletkezik:

2 NH3 + 3 Cl2 = N2+ 6 HC1

NH3+HCI = NH4C1

Az ammóniagáz és az oxigén reakcióját a következő módon hajthatjuk végre:Töltsünk meg 50— 100 ml-es Erlenmeyer-lombikot 3/4-éig tömény ammónium-

-hidroxid-oldattal, és melegítsük. A lombik gázterébe eközben gázfejlesztőbőlderékszögben meghajlított, végén kissé kihúzott üvegcsövön át oxigént vezetünk.

A gázbevezetőcső vége 1— 2

cm-re az ammónium-hidroxid szintje fölé érjen. Haa lombik gázterébe égő gyújtószálat tartunk, a gázelegy meggyullad. Az oxigéngázt kristályos kálium-bikromátra cseppentett 20%-os kénsav és 30%-os hidrogén-peroxid 2 : 1 térfogatarányú elegyéből állíthatjuk elő.

c) Az ammóniát, illetve az NH40H-ot a hipohalogenitek is oxidálják. ITipo-bromittal a reakció a következő módon játszódik le:

3 NaOBr -f 2 NH„ = N2 + 3 NaBr -f 3 H20

A kísérlet végrehajtása céljából mindenekelőtt a hipobromit-oldatot kell elkészítenünk. E célból jeges hűtés közben 10%-os brómos vizet 8 %-os NaOH-oldat-

tal 1:1 tf. arányban elegyítünk. A bróm barna színét felváltja a hipobromit halványsárga színe. Az oldathoz öntsünk ezután tömény NH4OH-oldatot. Gázfej-lŐdés (N2) észlelhető, és a hipobromit színe is eltűnik. Ha elegendő ammónium--hidroxidot adunk hozzá, az oldat teljesen elszíntelenedik, és KI-os keményítőoldattal megcseppentve nem ad kék színeződést. Ez a módszer egyébként alkalmasegyrészt az ammónia meghatározására, másrészt tiszta nitrogén előállítására is.

d) Kevés KMn04-port óraüvegen cc. HgSC^-val üvegbot segítségével kever jünk péppé. Az elegy zöld színű lesz a felszabaduló MiLjO^tól. (Lásd 36.6.) Mostüveghengert töltsünk meg ammóniával, és az üvegpálca végét a MmjC^-dal meg

nedvesítve, mártsuk az ammóniába, mely a bot végén lángra lobban. A kísérletközben vigyázzunk, mert az MiLjO;, robbanhat! e) NH4OH-oldat hidegen nem hat a kénre, de melegen főzve reagál vele.Tömény ammónium-hidroxid-oldatba szórjunk kénvirágot, és forraljuk fülke

alatt: az oldat megsárgul. A lejátszódó reakció'hasonló a 19.4.1. kísérletben le játszódó folyamathoz. írjuk fel a reakcióegyenletet!

f) Töltsünk meg egy-egy üveghengert NH3-, illetve C02-gázzal, majd borítsuka C02-os hengert az NH3-ás fölé, és húzzuk ki az elválasztó üveglapot. Sűrű, fehérfüst képződik az alábbi egyenletnek megfelelően:

2 C02 + 3 NH3 4 . HaO = NH 4HC03 + NH 4C02 NH2

A nedves gázok víztartalma részt vesz a reakcióban. A fehér por a reakció utánvaskanálban hevítve maradéktalanul elillan. írjuk fel a két só termikus disszociá

cióját !



202 A NITROGÉNCSOPORT ELEMEINEK HIDROGÉNVEGYÜLETEI

23.1.6. Az ammőniumion reakciói

Az ammóniumiont a következő módon mutathatjuk ki:

a) NH4Cl-oldathoz öntsünk kevés NaOH-oldatot, és melegítsük, óvatosaszagoljuk meg: NH3-szagot érzünk. A kémcső nyakába tartott, megnedvesített

vörös lakmuszpapír megkékül. I) Kis konoentrációban ammőniumion kimutatására igen alkalmas az ún.

Nessler— Winkler-ié\e reagens. A reagenst a következő leírás szerint állíthatjukelő: lgH g I 2-ot, ÖgKBr-ot, és 2,5 g NaOH-ot 25 ml desztillált vízben feloldunk,majd 100 ml-re töltünk fel. Másnap a kivált csapadékról a folyadék tisztáját leöntjük és jól záró dugóval lezárt üvegben, sötét helyen tároljuk.

23.1.7. Hidrazln-szullát előállítása

Az NH2NH2 előállításának alapja a következő reakció:

NHa+NaOCl = NaOH-j-NHgClNHjjCl -f-NHa+NaOH = H2N-NH2+NaCl+H20

Az átmeneti termékként keletkező NH2C1 (klór-amin) nehézfémionok katalitikushatására a következő egyenlet szerint reagál tovább:

2 NHjjCl4-NaOCl = NaCl+ 2 HC1+N2+H 20

Ez esetben tehát az oxidáció eredményeként olyan termékek keletkeznek,melyeket a hipohalogenitekkel kapcsolatban már az előző kísérletben láttunk.

A kísérletet tehát úgy kell elvégeznünk, hogy ezt a mellékreakciót meggátoljuk.

E célra olyan adalék alkalmas, mely az említett nehézfémionokat komplexbeviszi. Jelen kísérletben ilyen adalékanyagként enyvoldatot használunk.Egy literes Erlenmeyer-lomhákba, öntsünk 200 ml 20%-os NH4OH-oldatot.

Ezt elegyítsük enyvoldattal, mely utóbbit oly módon készítjük, hogy 2 g enyvre15 ml forró vizet öntünk. Az enyvvel való alapos keverés után adjunk az oldathoz10 0 ml normál NaOCl-oldatot. Ezt az oldatot úgy készítjük, hogy 100ml2nNaOH-oldatot addig telítünk NaCl—jég eleggyel való hűtés közben klórgázzal, míg azoldat súlya a sztöchiometriai számított mennyiség 90%-ával nem növekszik.Célszerű e súlynövekedés kiszámítása után azt a KMn04-mennyiséget is kiszámítani, mely a szükséges mennyiségű klórnak sósavoldatból történő előállításáraéppen elegendő. Az NaOCl-oldat előállításánál gondosan járjunk el, mert a klórfelesleget mindenképpen kerülni .kell. (Miért)?

A reakcióelegyet most gyorsan forrásig melegítjük, és mintegy fele térfogatára pároljuk be. (Miért szükséges a bepárlás ?) Ezután gyorsan lehűtjük, és hígított kénsavval, indikátorpapírt használva 7— 8 pH-ra állítjuk be. Ekkor az enyvszürke, pelyhes csapadék alakjában kicsapódik, melytől az oldatot szűréssel (üveg-szűrő!) szabadítjuk meg. A szűrletet tömény kénsavval erőteljesen megBavanyít-

juk oly módon, hogy a sav adagolását kis részletekben, addig folytatjuk, amíg mégcsapadékkiválást (hidrazin-szulfát, N2H6S04)) észlelünk. Ezután az oldatot —

ismét üvegszűrőn — (miért?) megszűrjük, és "szükség esetén melegvízbői átkris-tályosítjuk.

23.1.8. Kísérletek hidrazin-szulfáttal

A hidrazin-szulfát legjellemzőbb sajátsága erős redukálóképessége. Redukálószerként történő felhasználását előnyössé teszi az, hogy a redukció termékei



A FOSZFOR-HIDROGÉN 203

a rendszerből eltávoznak, illetve új komponensként nem jelennek meg. (Melyek a redukció termékei?) A hidrazin-szulfát redukáló hatásának szemléltetésére állítsunk elő ezüstvegyületeknek hidrazin-szulfáttal történő redukciója útján ezüsttükröt.

Kémcsövet igen alaposan tisztítsunk ki, és ellenőrizzük, hogy zsírtalan-e.

Ha zsírtalan, akkor a víz teljesen egyenletesen nedvesíti. Ha nem ezt tapasztaljuk,akkor a kémcsövet szappan, majd Na3P 04 vagy boraxoldattal — esetleg króm-kénsavval — addig mossuk, illetve áztatjuk, míg egyenletesen nem nedvesedik.

A kémcsövet desztillált vízzel ismételten kimossuk, majd x/3-áig reagens AgN03-oldattal töltjük meg. Az oldathoz cseppenként NH4OH-oldatot adunk, míg akezdetben kiváló csapadék éppen feloldódik. (Lásd 39.10.) Az oldatba mostfél szarukanálnyi szilárd hidrazin-szulfátot szórunk és addig rázogatjuk, míg feloldódik, majd a kémcső oldalát enyhén és egyenletesen melegítjük a kémcsőneka Bunsen-láng fölött történő forgatása útján, minól nagyobb felületen. A kémcső

belső falán szép, fényes, egyenletes ezüsttükör keletkezik, az oldatban pedig barnacsapadék és pezsgés észlelhető. (M i a csapadék és mi a gáz?)

23.2 . A foszfor, az arzén és az antimon hidrogénvegyületei

23.2.1. Foszfor-hidrogén előállítása és tulajdonságai

Ezt a kísérletet a legnagyobb óvatossággal és elővigyázattal végezzük, merta keletkező vegyületek robbanásveszélyesek és erősen mérgezők. A készülékpontos összeszerelésére és az útmutatás pontos betartására nagyon ügyeljünk!

A foszfor-hidrogén előállításának alap jául a következő reakció szolgál:

P4'+ 3 KO H + 3 HaO = 3 K H 2P 02 + PH3

A reakcióban PH3 mellett H2 és P2H4 is keletkezik, mely utóbbi vegyület a levegő oxigénjével már szobahőmérsékleten tűztüne-

jnény kíséretében egyesül (öngyulladás), 8

ettől az egész gázelegy ilyen tulajdonságú. A kísérletet a 23.2.1.1. ábra szerinti

készülékben valósítjuk meg. A gömblombikba 1— 2 g sárgafoszfort teszünk, majd30%-os KOH-oldáttal töltjük meg. Ugyanezzel az oldattal töltjük meg a csepegtetőtölcsért is. Az üvegpipa derékszögben meghajlított üvegcsővel csatlakozik a lombikhoz,másik vége a vízzel töltött üvegkádban a vízfelszín alatt végződik. A lombik száját lezárókétfuratú — lehetőleg gumiból készült — dugó a lombikban igen jól feszüljön, hason

lóan jól kell zárniok a furatokban elhelyezett csöveknek is. A derékszögű csövetúgy illesszük a dugóba, hogy annak alsó széle pontosan a dugó alsó széléig érjen,abból tehát ne lássék ki. A készülék pontos összeállítása után kinyitjuk a csapostölcsér csapját, és addig engedünk le belőle lúgoldatot, míg az a lombikot és azelvezető csöveket levegőbuborék-mentesen meg nem töltötte. Ezután elkezdjük alombikot, illetve az qldatót melegíteni. Ekkor a gáz kiszorítja az üvegpipából ay

23.2.1,1. ábra. Foszfor-hidrogén előállítása



AZ ARZ ÉN K IMUTAT ÁS A 205

Mg Clt -O S papír

A lejátszódó folyamatok a következők:

HjAflOj-)-6 H = AsH8-|r3 H20 2 AsHa = 3 Hg+2 Aa

A tükör kialakulása után a készüléket gázáram alatt hagyjuk kihűlni, majd szed jük szét, és a csövet öblítsük belülről NaOCl-oldattal: a tükör feloldódik.

Ismételjük meg a kísérletet azzal a különbséggel, hogy arzénvegyület helyettsavanyú SbCl3-oldatot használunk. Ez esetben SbH3 keletkezik, mely — az AsH3-hez hasonlóan — bődisszociációt szenved, és a hevítés helyén fémtükröt ad, melyazonban NaOCl-ban nem oldódik fel.

b) A Sanger— Black-próbát félmikroméretben a következőképpen végezzük.Présszűrő vécébe 1 cm magas laza vattacsomót helyezünk. A vattacsomó alsófelét ólom-acetát-oldattal megnedvesítjük. A megnedvésí-

tést legegyszerűbben a présszűrő szűkületén keresztül, cseppentő segítségével végezhetjük el. A présszűrőbe száraz higany (II)-kloridos szűrőpapírcsíkot1 helyezünk. A présszűrőtgumigyűrű segítségével szorosan kis kémcső szájába illeszt jük. A kis kémcsőbe előzőleg kevés fémcinket és 2—3 ml 6 nsósavoldatot (1 térfogat tömény sósav + 1 térfogat víz) öntünk. Ha a higany(II)-kloridos papír színe néhány percenbelül nem változik meg (a reagensek tisztaságának ellenőrzése), a présszűrőt kiemeljük a kémcsőből, és 2— 3 csepp arzé-

nessav-oldatot cseppentünk a kémcsőbe, majd gyorsanvisszahelyezzük a présszűrőt. A fejlődő arzén-hidrogén a higany (II)-kloridos papírt néhány percen belül alulról felfeléhaladva sárgára (Hg3Cl3 As), majd barnára (Hg3 As2) színezi(23.2.2.2. ábra). E reakciót az antimon-, foszfor- 'és kén-hidrogén is adja. A vatta alsó felének ólom-acetáttal valómegnedvesítése az esetleges kén-hidrogén szennyezés jelzésére, illetve megkötésére való. Az antimon-hidrogén szürkés-fekete színeződést okoz. Kevés antimon nem zavarja az arzén kimutatását, mertaz arzén-hidrogén előbb keletkezik, és az arzénre jellemző sárgásbarna színeződés

előbb jelenik meg.

sárga

ba r na

gum i- gy r

23.2.2.2. ábra. Sanger—Black -próba

1 A higany(II)-kloridos papir készítése: Vastagabb szűrőpapírt higany(II)-klorid telített etilalkoholos oldatéval itatjuk ét. Üveglapra kiterítve levegőn megszáritjuk,majd vékony csíkokra vágjuk szét.



24. A nitrogéncsoport elemeinek oxigénvegyiilétéi

24.1. A nitrogén oxidjai és oxisavai

24.1.1. A dinitrogén-oxid előállítása és tulajdonságai

a) N20-ot a következő reakcióegyenlet szerint állíthatunk elő:

NH4N03 = N20 + 2 H20

15—20 g tiszta, szerves szennyeződéstől biztosan mentes NH4N 03-ot helyezünk a

24.1.1.1. ábrának megfelelően kis gömblombikba vagy kémcsőbe, melyhez

üvegpipát csatlakoztatunk. A pipa 30—40 C°-os konyhasóoldattal félig telt üveg

kádba merüj. Lassan kezdjük alombikot kézben tartott Bunsen-

lánggal legyezgetve melegíteni

oly módon, hogy ne csak a sóval

érintkező része, de oldala is me

legedjék. (Miért?) A só a felírtegyenletnek megfelelően kb. 170

C°-on bomlik. A melegítést úgy

végezzük, hogy az egyenletes és

nem túl gyors gázfejlődést ered

ményezzen, mert túl gyors heví

tés esetén robbanás is bekövetkezhet. Mikor a fejlődő gáz a le

vegőt már kiszorította a készü

lékből, tegyük a pipát az üveghenger alá, melyet szájával lefele

állítva, vízzel töltve már előző

leg elhelyeztünk az üvegkádban. Töltsünk meg 3 üveghengert a gázzal, szájával

felfelé állítva üveglappal zárjuk el, és végezzük el vele a következő kísérleteket:

b) Mártsunk parázsló gyújtószálat a N20-da! töltött hengerbe: lángra lob

ban, mint oxigénben.

24.1.1.1. ábra. NbO előállítása

c) Gyújtsunk meg Mg-szalagot, és mártsuk a gázba: vakítóan fényes lánggal

tovább ég.

d) Vaskanálban gyújtsunk meg foszfort, és mártsuk az egyik gázzal telthengerbe: vakító lánggal folytatja égését.

e) Ugyanilyen kanálkában olvasszunk meg és gyújtsunk meg kevés kén-

port, majd mártsuk a gázba: intenzív kék lánggal folytatódik az égés.



A NI TRO GÉN-MO NOX ID 207

f) Gázfejlesztő (pl. Kipp-) készülékből vett H2S-gázt egy — gázfejlesztővel gumicső útján összekötött — hosszabb szárú üvegpipa végén gyújtsunk meg,majd így mártsuk N20-ba. Az égés tovább folyik.

g) Ismételjük meg e kísérletet világítógázlánggal: hasonló eredményre jutunk.

24.1.2. A nitrogén-monoxid előállítása és tulajdonságai

a) Az NO előállításának alapjául a következő reakció szolgál:

3 C u + 8 H N 0 3 = 3 C u ( N 0 3)2+ 4 H zO - f 2 N O

Ennek végrehajtásához a 1.19.3. ábra,szerinti készüléket használhatjuk, melynekgázmosó edényét híg nátrium-hidroxid-oldattal töltjük meg. A gázfejlesztő lombikba 20 g vörösréz forgácsot mérünk be, a csepegtető tölcsérbe pedig 33% -os(1,2 fs.-ú) HNOg-oldatot öntünk. A gáz már közönséges hőmérsékléten élénken

fejlődik. Míg a készülékben levegő van, a gáz barna színű, mivel az NO a levegőoxigénjével N02-dá egyesül. Az így keletkezett N 02 a gázmosóban a következőátalakuláson megy -keresztül:

2 N 0 2+ 2 N a O H = N a N 0 2+ N a N 0 3- f H 20

Mikor a gázmosóból már színtelen gáz távozik, az üvegpipát a vízzel telt üveghenger alá toljuk, és a NO-ot abban fogjuk fel. Megtöltünk néhány hengert akövetkező kísérletek céljára.

Végezzünk néhány kísérletet a NO-gázzal.

b) A hengerek megtöltése után az üvegpipa helyére kapcsoljunk gázmosópalackot, melyet feléig FeS04-oldattal töltünk meg. A NO az oldatban elnyelődik,az oldat pedig barnára színeződik. A keletkező barna színű vegyület nitrozo^-ferro-szulfát: [Fe(N0)](S04).

c) Az egyik üveglappal letakart üveghengerre állítsunk másik üveghengert,és húzzuk ki a közöttük levő üveglapot. Az érintkezés helyén vörös barna színű,gomolygó gáz keletkezik. Az előző kísérlet tapasztalata alapján írjuk jel a reakció egyenletéti

d) Mártsunk égő gyújtószálat a NO-gázzal telt hengerbe: elalszik. Hasonló

eredményre jutunk égő kénnel is. e) Vaskanálkában gyújtsunk meg fél babszemnyi foszfort, és mikor már inten

zíven ég, mártsuk a NO-gázba: az égés hevesen tovább folyik.f ) NO-dal töltött üveghengerbe pipettával cseppentsünk 1—2 ml CS2-ot,

óvatosan, hogy közben a NO ne elegyedjék levegővel. RázogasBuk most kissé ahengert, hogy a CS2 elpárologjon, és gőzei a NO-dal >jól keveredhessenek. Ezutána fedőt távolítsuk el, és égő gyújtószállal közelítsünk az edény szájához: a gázelegy kápráztató kékes fénnyel lobban el. Vigyázat! Vegyünk fel védőszemüveget! A lángba még így se nézzünk bele, mert oly nagy a fényintenzitás, hogy múlékony vak

ságot okozhat! Mi az intenzív reakció magyarázata'1. Írjuk fel a reakcióegyenletet.24.1.3, A nitrogén-dioxid előállítása

N 02 előállítható egyes nitrátok hevítése útján. Igen alkalmas e célra azPb(N03)2, mely a hevítés során á következő egyenlet szerint bomlik:

P b ( N 0 3)2 . = P b O + 2 N 0 2 + O



208 A NITROGÉNCSOPORT ELEMŰINEK OXIGÉN VE GYŰ LÉTÉI

s~\

A 24.1.3.1. ábra szerinti készülék gömblombikjába vagy kémcsövébe szórjunk15—20 g Pb(N03)2-ot. A lombik elvezetőcsövét sózott jéggel hűtött U-csŐvelkapcsoljuk össze. Az U-cső után kapcsoljunk üvegpipát, melyre üvegkádban vízzel

töltött kémcsövet helyezhetünk.Ebben felfoghatjuk a keletkezett— és az U-csŐben nem cseppfolyósodé — oxigéngázt. A lómbikot addig hevítsük, míg az U-csőbencseppfolyós termék gyűlik össze.Mutassuk ki a kémcsőben összegyűjtött gázról, hogy oxigén.

A gázfejlesztés megszüntetéseután vegyük le az U-csövet a lombikról. Ezután a pipán át néhány

üveghengert és két 1 literes talpaslombikot töltsünk meg N0 2-gázzaloly módon, hogy az U-csőnek az

előző leírás szerint a lombikkal összekötött végét szorítóval lezárjuk, és a csövetlassan felmelegedni engedjük. Ekkor a folyadék elforr, és a keletkező gáz belőlea pipán át eltávozik. A gázzal töltött edényeket további kísérletre tesszük el.

24.1.4. Kísérletek nltrogén-dioxiddal

Végezzünk néhány kísérletet az előző kísérletben előállított N 02-gázzal.a) Az egyik lombikot, melyet N02-dal töltöttünk meg, mártsuk olvadó jégbe:

a gáz színe elhalványodik. Most mártsuk forróvizes tálba: intenzíven megbámul.(A nyomásváltozás kiegyenlítésére kissé lazítsuk meg a dugót!) Mi a jelenség magyarázatai Írjuk fel a folyamat reakcióegyenletét!

b) A N 02 vízzel a következő reakcióegyenlet szerint reagál:

2 N02-|-H20 = HNO j +HNO j,

24.1.3.1. ábra. NOa plőállítása

Ha a reakciót szobahőmérsékleten végezzük, a HN02

elbomlik:3 HN02 = H20 + 2 NO+HNO3

E folyamat tanulmányozására állítsuk össze a 24.1.4.1.ábra szerinti készüléket. Az A lombikot N 02-gázzal tölt

jük meg. Elhelyezzük benne a rajz szerinti átfúrt gumidugót, és az abba illeszkedő csöveket. Az 1 csövön át mostnéhány ml vizet juttatunk a felső lombikba oly módon,hogy ahhoz fordítva gázmosópalackot kapcsolunk, melyet

félig vízzel töltünk, másik csövébe pedig gumicső segítségével belefújunk. Ekkor kevés víz a lombikba jut. Amosópalackot eltávolítjuk, és helyére Hoffmann-#zorító-val elzárt gumicsövet húzunk.' Ha a felső lombikot azállványból kivéve összerázzuk, színe eltűnik, és tórfogatcsökkenés következikbe. Ennek következtében a nyomás is csökken, és emiatt az alsó lombikból víz

24.1.4.1. ábra. Nitrogén-dioxid—víz kölcsönha

tása



A NITROGÉN OXIDJAI 209

szívódik a felsőbe. Az 1 csőbe most gazométerből vúgy palackból nyomjunkoxigéngázt: a gáztér újra megbámul, majd összerázás hatására ismét elszínte-lenedik.

Milyen mértékben csökken egy ciklusban a térfogat, ha feltételezzük, hogy az oxi gén hatására teljesen lejátszódik az oxidáció? Miért szívódik fél a víz a reakció során

a felső lombikba?c) Káliumdarabkát (a fémkálium kezelésére vonatkozólag lásd 15.1.1.)helyezzünk hosszúnyelű vaskanálkába, és mártsuk N 02-gázba. A fém lángra-lobban, és tűztünemény kíséretében elég.

d) N 02-dal töltött lombikba öntsünk kb. 10 ml Ki-oldatot. Rázzuk össze,és figyeljük meg a gáz elszíntelenedését. Az oldat jódkiválás folytán megsárgul,illetve megbámul. Adjunk hozzá néhány csepp keményítőoldatot: kék színnel

jelzi a jódot,

2 NOa - f 2 KI = 2 KNOa + I2

A nitrites oldatot tegyük el későbbi kísérlethez.

d) Ismételjük meg a fenti kísérletet azzal a különbséggel, hogy a lombikbKOH-oldatot öntünk. A N 02-ra jellemző barna szín ismét eltűnik, mivel a következő reakció játszódik le:

2 N 02+ 2 KOH = KN 02+K N 03+ H 20

Az oldatot tegyük el további kísérlethez.

24.1.5. A nilrogén-trioxid és a salétromossav előállítása és tulajdonságai Állítsunk elő N20 3-ot, illetve HN02-at.

a) N20 3 előállítható a HN03 részleges redukciója útján az alábbi egyenletértelmében:

2 HNOa-f-As20 3-f-2 H20 = 2 H3As0^-[-N20 3

A kísérlet végrehajtására gázfejlesztő lombikba As20 3-port szórunk, és erre acsepegtető tölcsérből 1,30— 1,35 fs.-ú HN03-oldatot csepegtetünk, majd a gázfejlődéssel járó reakció beindítása céljából az elegyet forró vízzel 70 C°-ra mele

gítjük. A gázfejlesztő lombik elvezető csövét kapcsoljuk össze üvegpipával,melyet sózott jéggel hűtött 100 ml-es Erlenmeger-XombÜkba helyezünk. A nitro-gén-trioxid a lombik alján kék folyadék alakjában cseppfolyósodik.

A gázfejlődés megszűntével a lombikból kiemeljük a csövet, és a lombikbanéhány, desztillált vízből készült jégdarabkát dobunk. A gázfejlesztőben maradóreakcióterméket tegyük el további kísérletekhez. A jég megolvadása közbena N20 3 kék színnel oldódik, miközben HN02-oldat keletkezik.

A H N 02 oldatához adjunk H2S03-oldatot, és kissé rázogassuk, majd fülkealatt forraljuk fel. Eközben a salétromossav bomlástermékei eltávoznak. (írjuk

fel a bomlási folyamat egyenletét kísérleti tapasztalatok alapján.) A tiszta oldatothűtsük le, ób adjunk hozzá BaCl2-oldatot: fehér csapadék keletkezik, mely savakban nem oldódik. A kénessav kénsavvá oxidálódik.

b) Vezessünk gázmosó palackban elhelyezett 1,25 fs.-ú salétromsavba NO-gázt. Az oldatot kívülről hűtsük jéggel. Az oldat salétromossav, illetve N20 3 képződése folytán megkékül. írjuk fél a folyamat egyenletét.

14 Általános és szervetlen kémiai praktikum - 4284/1.



A NITROCÉN OXISAVAI 211

24.1.7. Kísérletek salétromsavval

a) Készítsünk 1: 3 mólarányú H N03—H20 elegyet oly módon, hogy a fs.-mérés alapján ismert koncentrációjú HN03-oldat 10 ml-ét a fentiek szerint számított mennyiségű H20-hez öntjük, majd az oldatot lehűtjük, és megmérjük atérfogatát. E térfogatot hasonlítsuk össze a két komponens térfogatának össze

gével.b) Az előző feladatban előállított cc. HN03 néhány ml-ét melegítsük kém

csőben, és mártsunk a kémcsőbe izzó gyújtószálat. A megfigyelések alapján írjukfel a HN03 hőbomlási egyenletét.

c) Négy kémcsőbe öntsük a megelőző feladatban előállított tömény salétromsav néhány ml-ét. Az egyes kémcsövekbe dobjuk, illetve öntsük rendre al következő anyagokat: elemi S, H2S-es víz, fukszinoldat, kis faszéndarabka. A kémcsöveket egyenként óvatosan, hosszabb fogóval befogva fülke alatt melegítsük.írjuk fel az egyes folyamatok reakcióegyenletét! Foglaljuk össze, hogy az eddigi kí

sérletek során milyen oxidációs—redukciós folyamatokkal találkoztunk, melyekben salétromsav vesz részt.d) Néhány ml füstölgő salétromsavat tartalmazó kémcsőbe cseppentsünk

pipettával néhány csepp terpentint. E könnyen oxidálható anyag a salétromsavhatására meggyullad.

24.1.8. A nitrátíon kimutatása

Végezzünk néhány kísérletet a nitrátion analitikai kimutatására.

a) Reagens KN03-oldat (0 ,1 n) 1 ml-éhez adjunk hűtés közben 3 ml cc. H2S04-

at, és hűtsük tovább vízcsap alatt, míg felveszi a csapvíz hőmérsékletét. Ezután akémcsövet kb. 45°-os szögben megdöntve, lassan rétegezzünk az oldat fölé frissFeS04-oldatot. A határfelületen barna gyűrű keletkezik, melynek összetétele[Fe(N0)]S04. E bomlékony vegyület melegítés hatására elbomlik (vö. a24.1.2.-vel).

b) Naszcensz hidrogén a nitrátokat ammóniává redukálja. így, ha NaOH-dalmeglúgosított nitráttartalmú oldatba fém-Zn darabkát dobunk, ammónia fejlődik, mely felismerhető szagáról, valamint arról, hogy a megnedvesített vöröslakmuszpapírt megkékíti.

2 N aO H +Z n+ 2 3^ 0 = Na2[Zn(OH)4] + 2 H

NaN03+ 8 H = NH3 + NaO H+2 H20

c) Adjunk 1 ml híg KN 0 3-oldathoz morzsányi brucint (C23H26N20 4 összetételű alkaloida), öntsünk az elegyhez vigyázva 3 ml cc. H2S04-at, és keverjükmeg óvatosan üvegbottal: vörös színeződést észlelünk.

24.1.9. A nitritíon kimutatása

Végezzünk néhány kísérletet a nitrition analitikai kimutatására.

a) K N 02 már gyengén savas — pl. ecetsavas — oldatban is ad nitrozo-ferro--szulfát-reakciót.

3K NOa+ 6 FeS04+ 6 CHaCOOH = 3 [Fe(N0)]S04+ F e 2(S04)3- f

+F e(CH 3COO)3+ 3 CH3COOK +3 H2014



212 A NITROGÉNCSOPORT ELEMEINEK OXIGÉNVEGYÜLETEI

b) Adjunk 3 ml nitrittartalmúoldathoz 1 ml cc. kénsavat, majd kevés brucint:az előző kísérletből már ismert vörös színeződést látjuk. (Hogyan lehet e reakció

val nitrátokat és nitriteket egymás mellett kimutatni?)c) Reagens HCl-val megsavanyított KN02-oldathoz adjunk Ki-oldatot:

jódkiválást észlelünk, mely keményítővel kék jódkemónyítővé alakul. Mi a reakció magyarázata? írjuk fel a reakcióegyenletet! Zavarja-e a reakciót nitrátion jelenléte?

24.1.10. A nitrátok és nitritek stabilitása

Hevítsünk külön-külön 1— 1 kémcsőben kevés szilárd K N 03-ot, illetve AgN03-ot. Vessük egybe a tapasztalatokat a 24.1.3. kísérlet eredményével. A nitrátokbomlása — a fémion minőségétől függően — a következő egyenletnek megfelelően

játszódik le:K N 0 3 = K N 0 2+ 0

Pb(NO,)2 = Pb O +2 NOo+O AgN03 = A g + N 0 2+ 0

Mutassuk ki a reakciótermékeket az eddigi kísérletek során megismert reakciókkal!

Milyen általános következtetést vonhatunk le a fémek nitrátjainak termikus viselkedésével kapcsolatban9

24.2. A foszfor oxigénvegyületei

24.2.1. Foszíor-pentoxid előállítása Állítsunk elő P20 5-ot vörösfoszfor elégetésével. E célból a 24.2.1.1. ábrán

bemutatott kísérleti berendezést használjuk. A drótháromszögre helyezzünk por-cellán tégelyt, erre babszemnyi vörösfoszfort, s azt izzó végűüvegbottal gyújtsuk meg. A keletkező P20 6 mint fehér füst atölcsér belső falára rakódik le. A tölcsért a reakció befejeztével szárával lefelé állítsuk kémcsőbe, és hagyjuk magára,időnként megfigyelve az észlelhető változást.

24.2.2. Foszfátok reakciói

a) Az ortofoszfátionok' reakcióit 0,1 n Na2H P04 oldaton tanulmányozzuk.

Törzsoldatunkból öntsünk néhány ml-t kémosőbe, ésgyengén lúgosítsuk meg reagens NaOH-oldattal, majd adjunkhozzá BaCl2-oldatot: fehér csapadék válik le.

2 Na2H P 04 + 2 NaOH + 3 BaCl2 = Ba2(P 04)2 + 6 NaCl + 2 H 20

Törzsoldatunk néhány ml-ét elegyítsük AgN03-oldattal: sárgacsapadék keletkezik.

Ná2H P04-f-3 A gN 03 = AgaP 0 44-2 NaNOg+HNOg

Állítsunk elő „magnézia mixtúrát” : MgS04-oldathozadjunk NH4OH-oldatot, majd annyi NH4Cl-oldatot, hogy az

NH4OH hatására keletkezett csapadék feloldódjék. Ha ebből az oldatból öntünk azNa2H P04 törzsoldathoz, fehér csapadék keletkezik:

24.2.1.1. ábra. P2Os előállítása



2.14 A NITROGÉN CSOPORT EL EMEINEK OXIGÉNVEGYÜLETEÍ

b) A szekunder foszfátok sajátságait Na2HP04-oldaton tanulmányozzu Végezzük el az a) pontban leírt pH -meghatározásokat. Jegyezzük fel a tapasztalatokat.

Adjunk a törzsoldathoz CaCl2-oldatot; fehér csapadék keletkezik, mely só-savoldatban oldódik.

Na2HPÖ4+CaC l2 = CaH P04+ 2 NaCl

v c) A tercier foszfátok példájaként vizsgáljuk meg a Na3P04-oldat tulajdonságait. Végezzük el itt is az aj pontban leírt pn -meghatározásokat. Hasonlítsukössze az eredményeket a primer ó b a szekunder foszfátokkal kapcsolatos kísérletek tapasztalataival, és állapítsuk meg a háromféle ortofoszfát megkülönböztetésének módját a reakció segítségével.

Adjunk a törzsoldathoz CaCl2-oldatot: csapadék keletkezik, mely sósavbanvaló főzéskor oldódik. írjuk fel a reakcióegyenletet, és állapítsuk meg az egyes orto-

foszfátok közötti különbséget a CaCl2-dal végzett reakció segítségével.d) Szórjunk egy-egy száraz kémcsőbe fél szarukanálnyit az előző kísérlete

ben vizsgált háromféle sóból, majd hevítsük a kémcsöveket addig, míg változástmár nem tapasztalunk. Jól figyeljük meg az izzítást kísérő folyamatokat! A kémcsöveket hagyjuk kihűlni, utána töltsük meg félig vízzel, és várjuk meg, mígaz anyag feloldódik. Az oldatokból vett mintákkal végezzük el a 24.2.2. feladatreakcióit, és állapítsuk meg, hogy az izzítás hatására milyen foszfát keletkezett.írjuk fel — a tapasztalatok egybevetése után — az izzításkor lejátszódó reakciók egyenleteit.

24.2.4. Foszforsavak előállítása Végezzünk néhány kísérletet a különféle foszforsavak előállítására.

a) A 24.2.1. kísérletben előállítottunk P20 5-ot. Ez a tölcsérben időközben el-folyósodott. Mossuk kémcsőbe, és várjunk, míg az oldat kitisztul. A fenti reakcióksegítségével állapítsuk meg, hogy milyen foszforsav keletkezett.

b) Az előző kísérletben előállított oldat 10 ml-ét forraljuk kb. 10 percig 1—2 mlcc. HN03-mal, majd semlegesítsük az oldatot Na2C03-oldattal. Vizsgáljuk megaz oldatot az említett reakciókkal, és állapítsuk meg, hogy milyen foszfátot tar

talmaz.c) Fél kanálnyi vörösfoszfort öntsünk le 10 ml cc. HN03-mal, és főzzük,míg teljesen feloldódik.. Ezután vízfürdőn pároljuk az oldatot, míg teljesen színtelenné nem válik, illetve nitrózus gőzök már nem távoznak belőle. Az előző kísérlethez hasonló módon semlegesítsük, és állapítsuk meg, hogy milyen foszforsavkeletkezett a foszfornak HNOa-mal történő reakciója során.

d) Ortofoszforsavat nikkel tégelyben hevítsünk lassan Bunsen-láng felett.Időnként vegyünk belőle próbát, és állapítsuk meg, hogy milyen foszforsavvalvan dolgunk, illetve a dehidratáció milyen mértékben halad előre.

e) Állítsunk elő nátrium-metafoszfátot. (Hogyan?) Olvasszuk meg, és dob junk bele NaOH-pasztillát, majd olvasszuk össze az elegyet. Kihűlés után, halúgos volna, semlegesítsük.,HCl-val, és mutassuk ki az ortofoszfátiont.

Végezzük el a fenti kísérletet azzal a változtatással, hogy a megolvadt meta-foszfátba króm(HI)-oxidot szórunk: zöld színű ortofoszfát keletkezik.

írjuk fel a folyamatok egyenletét!



216 A NITROGÉNCSOPORT ELEMEINEK OXIGÉN VÉG YÜLETEI

M i a savanyítás hatásának a magyarázata?

d) Igen érzékeny az ún. Bettendorf-féle reakció, melyet a 24.3.2. feladat c

pontja szerint készített oldattal végezhetünk el. Először készítsük el a reagenst.50 ml cc. HCl-ban melegítés közben oldjunk fel 5 g SnCl2 •2 H20-ot. Az oldat le

hűlés után azonnal használható. A törzsoldat 1 ml-éhez adjunk 5 ml Bettendorf-íé\e reagenst. Melegítés hatására a*z arzén konoentrációjától függően fekete, illetve barna csapadék vagy színeződés keletkezik:

2 AsCla + 3 SnCl2 = 2 As + 3 SnCl4

24.3.4. Arzénsav előállítása

Arzénsav (H3 A b04) előállítására alkalmas reakciót már a 24.1.5. feladata) kísérletében végrehajtottunk. Az ott készített reakcióterméket felhasználhat

juk a következő kísérletekhez. Ha nem a N20 3, hanem csak az arzénsav elő

állítása a célunk, a következő leírás alapján dolgozhatunk.10 g As20 3-ot szórjunk 250 ml-es talpas lombikba, ebbe helyezzünk kiB üveg-tölcsért. Ezen át kis részletekben 15 ml cc. H N03-at öntsünk a lombikba oly módon,hogy az újabb részletet csak akkor visszük be, ha már az előző adag reagált, vagyistovábbi hőfejlődéssel járó reakció már nem észlelhető. Mikor a teljes HN03-mennyiséget beadagoltuk, a reakcióelegyet kis lánggal óvatosan addig melegítsük,amíg az arzén-trioxid teljesen feloldódik, és a lombikból nitrózus gőzök már nemtávoznak. Ekkor vegyünk az oldatból kis próbát, és cc. NH4OH-dal lúgosítsukmeg. (Ellenőrizzük az oldat kémhatását!) Adjunk e mintához AgN03-oldatot, ésforraljuk fel: ha a kémcső tartalma megszürkül vagy megfeketedik (Ag-kiváláB),akkor az oldat még tartalmaz arzénessavat. Ez esetben újabb 5 ml cc. HN03-mal pároljuk tovább vízfürdőn és újabb próbával ellenőrizzük az oxidáció teljességét.

Mikor ez bekövetkezett, vizsgáljuk meg, hogy a salétromsav teljésen eltávozott-e (hogyan?), majd pároljuk be az oldatot vízfürdőn szirupsűrűségűre.Ennek felét hígítsuk fel kis lombikban vízzel, másik felét tegyük el zárt edényben.Lehűléskor ebből a hőfoktól függő kristályvíztartalmú arzénsavkristályok válnakki. Vigyázzunk a kísérleteknél, hogy az arzénsav ne kerüljön a kezünkre, és ne feledkezzünk meg az arzénvegyületek mérgező voltáról.

24.3.5. Az árzénsav és az arzenálok reakciói

Végezzünk néhány kísérletet-az arzénsav és az arzenátok tanulmányozására.

a) Szórjunk kevés kristályos arzénsavat kémcsőbe, és öntsünk hozzá 4—5 mlcc. HCl-oldatot, majd melegítsük. Tartsunk eközben KI-os keményítőpapírta kémcső szájába, mely megkékül, majd elszíntelenedik, a nedves lakmuszpapírpedig elszíntelenedik. Ez klór keletkezését jelzi.

HaAa04 + 2 HC1 = HgAs03 + HaO + Cl2

b) Nézzük meg az előző kísérletben előállított arzénsavoldat kémhatásátlakmuszpapírral, illetve a pH-ját indikátorpapírral, és állapítsuk meg, hogy azarzénsáv milyen erős sav. Vessük egybe az eredményeket az arzénessavval kapcsolatban szerzett tapasztalatokkal. x

c) A további kísérleteket a 24.3.4. feladat szerint előállított H3 AB04-oldattalvégezzük.



AZ ARZÉNATOK ÉS AZ ANT IMON(h i ) r EAKC1Ó1 217

Vezessünk a törzsoldatba H2S-gázt: csapadékképződést nem tapasztalunk.Ha a kísérletet forró oldattal megismételjük, sárga csapadék válik le, mely zömében A b2S3 és S elegye. írjuk fél a reakcióegyenletet l

Ha az oldatot cc. HCl-val erősei^ megsavanyítjuk, éBa H2S-gázt hidegen vezet jük bele, sárga As2S5-csapadék keletkezik. írjuk fél a reakcióegyenletet!

d) Semlegesítsük törzsoldatunkat reagens NaOH-oldattal indikátorpapírralvégzett ellenőrzés mellett, és adjunk hozzá AgN0 3-oldatot. Az arzenitektől eltérően a leváló csapadék itt csojcoládébarna színű.

Na8HAs04*+j3 AgNOs = Ag3 As04 + '2 NaN08 -f- HNO„

A csapadék savakban oldódik.

e) Végezzük el arzénsavoldattal a Bettendorf-ié\e próbát! f) Az arzenátok a foszfátokhoz hasonló reakciót adnak magnézia mixtúrával.

(Lásd 24.2.2.) írjuk fél a reakcióegyenletet!

g) (NH4)2Mo04-tal az arzenátok a foszfátokhoz hasonló reakciót adnak.írjuk fel a lejátszódó folyamat egyenletét! M i az oka az arzenátok és foszfátok reak

ciói között észlelhető közös vonásoknak? Hogyan léket arzeniteket, arzenátokat és foszfátokat egymás mellett kimutatni, illetve elválasztani?

Igazoljuk kísérletileg az elválasztás helyességét magunk összekeverte oldaton!

21.3.6., Az antímon(ni) reakció

A háromértékű antimon vegyületeinek a tulajdonságait SbCl3-on tanulmányozzuk. Készítsük el a 0,5— 1 n töménységű törzsoldatot oly módon, hogy az SbCl3

oldásához reagens HCl-oldatot használunk.a) Állítsunk elő antimonossavat. E célból a törzsoldat néhány ml-éhez öntsünk vizet addig, míg bőséges fehér csapadékkiválást nem észlelünk. A hidrolízis az alábbi reakcióegyenlet szerint játszódik le:

SbCl3+ H 20 (SbO)Cl+2 HCl(SbO)Cl+ 2 H20 72 HgSbOg+HCl

A folyamatok megfordíthatok. Ezt cc. HCl hozzáadásával ellenőrizzük. Adjunk az előzőkben előállított antimonossav csapadékhoz NaOH-oldatot.

Semlegesítési reakció játszódik le, és a csapadék feloldódik:

H^SbOg+NaOH = NaSbOa+ 2 H zO

A keletkező só a nátrium-metaantimonit, melyet az oldat bepárlásával 3 molekula kristályvizet tartalmazó kristályokban nyerhetünk ki.

b) Törzsoldatunk — mely HCl-tói már savanyú — H 2S-gázzal vagy kénhidrogénes vízzel narancsvörös színű szulfid csapadék képződése közben reagál:

2 SbCL,+3 HaS = SbgSj+ü HCl

A kén-hidrogénes vízzel sósavmentesre mosott csapadék (NH4)2S~ban oldódik. Mire lehet az oldódás fényéből következtetni? írjuk fél a reakcióegyenletet!

Az Sb2S3 csapadék egy részét melegítsük egy-egy arányban hígított cc.HCl-val: a csapadék oldódik.

c) Szórjunk a törzsoldatba kevés vasport, és kissé melegítsük. Egy időután — de még a vas teljes feloldódása előtt — szűrjük le az oldatot, és adjunk



218 A NITROGÉNCSOPORT ELEMÉINEK OXIGÉNVEGYÜLETEI

hozzá H2S-t: csapadék nem keletkezik. A vas az Sb(IH)-at savanyú közegbena következő módon redukálja:

3 Fe + 2 Sb3+ = 3 Fe2+ + 2 Sb

Az antimon fekete, koromszerű bevonatként vonja be a vas felületét.

24.3.7. Az antimon-pentoxid és az antimonsav előállítása és tulajdonságai

Az ötértékű antimonvegyületek tanulmányozására állítsunk elő Sb2Oö-ot.

a) Néhány gramm finom antimonport .ÉWeímef/er-lombikban öntsünk le10— 15 ml cc. HNOg-val, és fülke alatt, vízfürdőn melegítsük. A sötét színű porlassan megfehéredik, mivel a vízben és salétromsavban oldhatatlan antimonsavváalakul. ( írjuk fél a reakcióegyenletet!) Az anyagot pároljuk addig, míg teljesensalétromsav-mentessé nem válik, utána mossuk ki, és tegyük el további kísérlet

hez. A kimosott, nedves csapadékhoz érintsünk kék lakmuszpapírt. Mit tapasztalunk ?

Vizsgáljuk meg az előző kísérletben előállított antimonsav kémiai jellemét.b) Az antimonsav-csapadékot osszuk három részre. Az egyik részhez öntsünk

cc. HCl-oldiitot: a csapadék feloldódik. írjuk fel az oldódási folyamat reakció egyenletét.

c) A csapadék másik részéhez adjunk kis részletekben 15%-os KOH-oldatot,míg a csapadék teljesen feloldódik. írjuk fel az oldódási folyamatot. Az a) és b) pont szerint előállított oldatokat tegyük el.

d) Az antimonsav csapadék harmadik részletét vigyük porcelán izzítóté

gelybe, és óvatosan hevítsük, míg vízveszteség folytán Sb20 5-dá alakú1. A heví-tési hőfok ne érje el a vörösizzás hőmérsékletét, mert ezen már az oxid is elbomlik. Az anyagot most hagyjuk lehűlni, és keverjük öBsze kb. másfélszeres mennyiségű,szilárd NH4Cl-dal. Ismét hevítsük az elegyet: az egész anyag maradéktalanulelillan. Mi a jelenség magyarázata ?

24.3.8. Az antimon(V) reakciói

Az előző feladat (b és c pontjában) előállított oldatokat mint törzsoldatothasználva, végezzünk néhány analitikai reakciót az Sb(V), illetve az antimonátok

kimutatására.a) A b), illetve c) oldatot hígítsuk vízzel: elegendő víz hozzáadása után mindkét oldatból fehér csapadék válik ki. A lúgos oldatból kiváló csapadék antimonsav, mivel a 24.3.7. feladat c) pontjában tárgyalt folyamat reverzibilis. A savanyúoldatban a következő hidrolíziséé folyamatok játszódnak le:

SbCl5-{-2 H20 ^ Sb0 2C l+ 4 HC1Sb0 2C l+4 H20 j=s H[Sb(OH)6]+ H C l

Mutassuk ki a hidrolíziséé folyamatok reverzibilis voltát!

b) A savanyú törzsoldatot hígítsuk kezdődő csapadékkiválásig, akkor néhánycsepp HCl-al annyira savanyítsuk vissza, hogy a csapadék eltűnjék, majd ad junk hozzá kén-hidrogénes vizet: narancsvörös Sb2S6-csapadék válik le. írjuk fél a reakcióegyenletet!

öntsünk a csapadék egyik részéhez (NH^j2S-, másik részéhez KOH-, a harmadikhoz cc. HCl-oldatot: a csapadék mindhárom esetben oldódik. írjuk fel a



AZ ANTIMON ÉS A BIZMUT VE GYÜLETEI 219

reakcióegyenleteket! Milyen következtetést vonhatunk a csapadék kémiai jellemére vonatkozólag ?

c) A lúgoB törzsoldathoz öntsünk annyi vizet, hogy a csapadékkiválás éppenmegkezdődjék, majd kissé lúgosítsuk vissza, míg a csapadék feloldódik. Az oldathoz adjunk reagens NaCl-oldatot: fehér csapadék válik ki.

K[Sb(OH) 6] - f NaCl = Na[Sb(OH)e]- f KC1

A reakció egyúttal felhasználható a nátriumionok kimutatására.d) A savanyú törzsoldathoz adjunk (az oldat előzetes hígítása nélkül!) KI-

oldatot: jódkiválást észlelünk.

SbCl5-f 2 K I = SbCl3+ 2 K C l+ I2

24.3.9. Schlippe-féle só (Na3SbS4. 9 H20) előállítása

Oldjunk fel 45 g SbCl3-ot annyi 2 n HCl-oldatban, hogy az oldat teljesen tiszta

legyen. Melegítsük fel az oldatot Erlenmeyer-lom'bikbsin, és helyezzük a lombikotforró vizes pohárba, hogy a kísérlet közben le ne hűljön. A forró oldatba vezessünkH2S-gázt addig, amíg már újabb cs^padékleválást nem tapasztalunk. Szűrjük lea csapadékot, és mossuk ki reagens sósavoldattal. A csapadékot az alábbi egyenletszerinti reakcióban alakítjuk át nátrium-tioantimonáttá:

SbgSg+S NftjS-f 2 S = 2 NagSbS4

24 g NaOH-ot oldjunk 100 ml vízben. Az oldat felét telítsük kén-hidrogén-gázzal,majd egyesítsük az oldat másik felével. Az így előállított oldatban az előbb kapottSbjSg-csapadékot 6,4 g kénporral együttesen főzzük, míg az egész elegy a komponensek oldódása folytán teljesen tiszta oldattá nem alakul. Az oldatot mostvízfürdőn pároljuk, míg a felületén kristályhártya képződik, ezután hagyjuklehűlni. A termék élénksárga tetraéderek alakjában kristályosodik ki.

24.3.10. A bizmut vegyiileteinek tulajdonságai

a) Kevés bizmutot pontsunk el, és kémcsőben öntsünk hozzá töménysalétromsavat. Enyhe melegítésre a bizmut könnyen feloldódik. (Az antimonsalétromsavban csak akkor oldódik, ha borkősav is jelen van, mellyel komplexetképez.) írjuk fel a reakcióegyenletet.

h) Szórjunk két kémcsőbe morzsányi bizmut-nitrátot. Az egyik kémcsőbeöntsünk néhány ml vizet, a másikba kevés 2 n salétromsav-oldatot, és rázogassuka két kémcsövet. Mi az észlelt jelenség magyarázata?

c) 1 ml bizmut-nitrát-o Ida thoz öntsünk feleslegben kén-hidrogénes vizet.(Hogyan győződünk meg a kénhidrogén feleslegéről? ) Milyen színű a keletkezettbizmut-Bzulfid csapadék? A kén-hidrogénes vízzel savmentesre mosott csapadékammónium-szulfidban nem oldódik. Mi a magyarázata annak,.hogy az arzén és az antimon szulfidja ammónium-szulfidban oldódik, a bizmut szulfidja ellenben nem ?

d) 1 ml bizmut-nitrát-o Ida thoz öntsünk feleslegben nátrium-hidroxid-oldatot. A csapadékos folyadékhoz öntsünk frisBen készített nátrium-sztannit-oldatot. A nátrium-sztannit-oldat készítése: ón(II)-klorid-oldathoz annyi reagens nátrium--hidroxidot öntünk, hogy a keletkezett csapadék éppen oldódjék:

Sn(OH)2 -f- 2 NaOH = Na2[Sn(OH)4]

A nátrium-sztannit fémbizmuttá redukálja a bizmut-hidroxidot, miközben magarátrium-sztannáttá oxidálódik. írjuk fél a reakcióegyenletet.



25. A nitrogéncsoport elemeinek halogénvegyületei

25.1. A nitrogén és a foszfor halogenidjei

25.1.1. Nitrogén-triMorid előállítása

A nitrogén erősen robbanó tulajdonságú trikloridja egyszerű módon a következő reakcióval állítható elő:

7 NaOCl+2 NH4C1 = 6 NaC l+N aN 03+N Cl3+ 4 H20 A legelőnyösebb reakcióhőfok 28 C°. A NC13 számos anyaggal — így pl. terpentin-olajjal — egyszerű érintkezés hatására felrobban. Tulajdonságait — egyszerűen éskellő körültekintéssel járva el — veszélytelenül észlelhetjük az alábbi kísérleti berendezésben. A berendezést a 25.1.1.1. ábra szemlélteti. Az A üvegkádban vagy szé

lesebb pohárban — pl. vasháromlábra támasztva — elhelyezzük a két végén nyitottB üveghengert, melynek alsó végét perga-mentpapírral elzárjuk. Az egész rendszert

28 C°-os telített NHáCl-oldattal töltjük meg. Az A pohárba vas- vagy rézdrótból készített katód, a B hengerbe pedig a Pt-anódmerül. Az elektrolízis során az anódon keletkezik a NC13, melyet az ugyancsak ott keletkező nitrogéngáz emel fel a felszínre,melyre vékony terpentinolaj-hártyát réte-

geztünk. A NC13 a terpentinolajjal érintkezve elpuffan. Az elektrolízis céljárakb. 10 V feszültséget használjunk. A platina anódot célszerű kísérlet közbenenyhén ütögetni, hogy a NC13 eltávozását elősegítsük. A kísérlet során nagy óva

tossággal járjunk el! Milyen folyamatok^ játszódnak le az elektródokon? ^Milyen szekunder folyamatok mennek végbe?

25.1.2. Fosztor-kloridok előállítása

a) Üveghengert töltsünk meg klórgázzal. A hengert fedő üveglapot leemelve,szórjunk bele kevés vörösfoszfort: lángra lobban és tűztünemény kíséretébena klórral fehér füstként keletkező PC^-dá egyesül.

b) Átmenetileg az előző kísérletben is PC13 keletkezik, mely csak a klórgázfeleslegével alakul át pentakloriddá. Ennek bizonyítására, valamint a foszfor-

triklórid előállítására szolgál a következő kísérlet.Csiszolt feltéttel ellátott gázfejlesztő lombikba tegyünk vörösfoszfort. A tölcséren át vezessünk bele lassú klóráramot. A gázt CaCl2-dal és P20 5-dal jól meg-szárítjuk, és közben a foszfort homokfürdőn lassan melegítjük. A foszfor-triklo-



A FOSZFOR, AZ ARZÉN ÉS AZ ANTIMON HALOGENIDJEI 221

rid a csatlakozó Liebig-hiítohen kondenzál, és egy jéggel hűtött lombikba csepeg. A lombikból kivezető csőhöz kapcsoljunk gumicsövet, amely a véggázokat afülkébe vezeti. A készüléket szétszedés előtt hagyjuk lehűlni, mert különbena foszformaradék meggyullad! Ha a foszfor-trikloridot a szennyező pentakloridtól

meg akarjuk szabadítani, dobjunk bele néhány darabka alaposan megszárítottfoszfort, és jól záró edényben hagyjuk néhány napig állni, majd ismét desztilláljuk le.

25.1.3. Kísérletek foszfor-kloridokkal

Végezzünk néhány kísérletet az előző kísérletben előállított foszforhaloge-nidekkel.

a) Szórjunk kémcsőbe foszfor-pentakloridot, és öntsünk rá néhány ml vizet. A következő hidrolízis megy végbe;

PC15+ H 20 = POCl3+ 2 HC1

POCl3+ 3 H20 = H3P 04+ 3 HC1

Mutassuk ki a hidrolízis termékeit az eddigiekben megismert reakciók segítségével.b) öntsünk fél kémcsőnyi vízhez néhány ml-t az előző kísérletben előállított

PCl3-ból. Nézzük meg az oldat kémhatását, majd pároljuk be vízfürdőn: szilárdH3P 0 3 marad vissza. Oldjuk fel, és adjunk hozzá AgN0 3-oldatot: redukció eredményeként fekete ezüstcsapadék keletkezik. Írjuk fel a hidrolízis és az ezüst-nit- rátos reakció egyenletét >

25.2. Az arzén és antimon halogénvegyületei25.2.1. Arzén- triklorid előállítása

2 0 0 ml-es frakcionáló lombikba szórjunk 10 g As20 3-ot, és öntsük le 15 ml cc.H2S04-val, majd szórjunk bele kb. 20 g NaCl-ot. Állíteuk össze a desztilláló készüléket, és melegítsük enyhén a lombikot. Ekkor megindul a sósav, illetve arzén-triklorid fejlődése:

As20 3+ 6 HC1 = 3 H20 + 2 A sC13

Az anyag a hűtőben cseppfolyósodik, és a szedőlombikba csepeg. A szedőlom

bikot kettős furatú dugóval kapcsoljuk a Liebig-hűtőhöz. A dugó másik furatába a levegő nedvességtartalma elleni védelem céljából CaCl2-os csövet helyezünk,melyhez üvogcső közvetítésével gumicsövet kapcsolunk, s azon keresztül a HC1-gázt a fülkébe vezetjük. Az anyag nagy fajsúlyú, olajszerű, színtelen folyadék.

25.2.2. Antimon-pentakloríd képződése

Az antimon klórral— klórfelesleg jelenlétében — heves reakcióban egyesülantimon-pentakloriddá. A kísérletet egy kettősfuratú parafadugóval lezárt 2 1-estalpas lombikban hajtjuk végre. A dugó egyik furatába derékszögben meg

hajlított üvegcsövet helyezünk, melynek a lombikba nyúló szára kb. 4—5 cm-rel ér a dugó alsó széle alá. A másik furat nem merőleges a dugó felszínére, hanemavval kb. 60°-os szöget zár be. E ferde furatba kis retorta alakú üvegedénykeszárát helyezzük. Az edénykét üvegcsőből készítjük oly módon, hogy a végérefújt gömb kissé ferde helyzetben legyen a csőhöz képest, és átmérője mintegy1—1,5 cm legyen. E gömbben helyezzük el az antimonport. A kísérlet meg-



222 A NITROGÉNCSOPORT ELEMEINEK HALOGÉNVEGYÜLETEI

kezdése előtt a lombik aljára néhány mm vastag rétegben homokot szórunk, majda derékszögű csövön keresztül fülke alatt klórgázzal töltjük meg. A ferde furatbaa töltés idejére üvegcsövet helyezünk, melynek végére gumicsövet erősítünk,s azt a fülkébe vezetjük. Mikor a lombik már megtelt klórral, a ferde furatbólkihúzzuk az üvegcsövet, a gumicsövet ráhúzzuk a derékszögű csőre, és a kisedénykét az Sb-porral a ferde furatba helyezzük úgy, hogy a göböcske lefelényúljék. Most az edénykét a furatban megforgatjuk, így a gömböcükét felfeléfordítjuk, mikor is az' Sb-por a lombikba hull. Ott megtüzesedik, és fehér füst,majd olajos cseppek keletkezése kíséretében tovább reagál. A fehér füst antimon--triklorid, mely a klór feleslegével cseppfolyós pentakloriddá alakul át.

Foglaljuk össze az antimonhalogenidekkel kapcsolatban az előbbi kísérletekben szerzett tapasztalatokat.



26. A szén és a szilícium

26.1. A szén

26.1.1. A szén égése

Helyezzünk vaslapra, egymástól kb. fél cm távolságra egy-egy darabka faszenet, kőszenet és grafitot, majd erős lánggal hevítsük alulról a vaslapot. Mit tapasztalunk ?

26.1.2. Szénfajták összehasonlítása

a) Helyezzünk tűzálló kémcsőbe borsószemnyi barnaszéndarabkát, ps figyeljük meg a kémcső hevítésekor bekövetkező változásokat. Ismételjük meg akísérletet feketeszén- és faszéndarabkával. Mindhárom esetben a melegítés köz

ben időnként tartsunk égő gyújtópálcát a kémcső szájához. Mivel magyar ázható az észlelések közötti különbség?

b) Helyezzünk kémcsőbe egy darabka barnaszenet, másik kémcsőbe pedigfeketeszén-darabkát. Mindkét kémcsőbe öntsünk 4—5 ml KOH-oldatot, és melegítsük. Mi a különbség magyarázata?

26.2. A szilícium

26.2.1. Szilícium előállítása

Elemi szilícium előállítására a következő reakciót használhatjuk:

Si02+ 2 Mg = 2 MgO+Si

E reakciót — mellékreakcióként — a következő folyamatok kísérik:

2 Mg+Si = MggSi

3 M g+ N 2 = Mg3N2

A kísérletet porcelán tégelyben hajtjuk végre oly módon, hogy abba 4 g finom

kvarcporból és 6 g magnéziumporból álló elegyet töltünk, közepébe kis lyukatfúrunk, melyet magnéziumporral szórunk tele, és ebbe 6'— 8 cm hosszú magnézium

szalagot szúrunk. A tégelyt azbeszt hálóra és vasháromlábra tesszük, és a Mg-szalagvégét meggyújtjuk. Az égő magnézium heves tűztünemény kíséretében megindítjaa reakciót. Lehűlés után a terméket porcelán mozsárban jól eldörzsöljük, és 1 literes pohárba szórjuk, majd 100 ml tömény sósav és 10 0 ml,víz elegyével loöntjük.

A sav hatására a Mg oldódik, a Mg2Si és Mg 3N2 pedig az alábbi egyenletek szerint

reagál:

MggSi+4 HC1 = SiH4+2 MgCl2

Mg3N2+ 8 HC1 = 2 NH4C1+3 MgCl2



224 A SZÉN ÉS A SZILÍCIUM

Az SiH4 a levegőn azonnal meggyullad és Si02-dá ég el, miközben fehér füst jelenik meg, és kis pukkanásokat hallunk. Visszamarad a barna színű amorfSi, melyet szívótölcsóren hígított BÓsavval mosunk, majd megszárítjuk és eltesszük.

26.2.2. Kísérletek szilíciummal

Végezzünk néhány kísérletet az előzőkben előállított szilíciummal.

a) Hevítsük a szilíciumport levegőn. Mit tapasztalunk?

b) Főzzük a szilícium egy-egy részletét tömény H2S04-val, HCl-val, HN03-val. Mit tapasztalunk? Végezzük el a kísérletet király vízzel. Mit tapasztalunk?

c) Az előző kísérletben előállított elemi szilícium kis részletét főzzük 10—15%-os NaOH-oldattal. A szilícium hidrogénfejlődéB közben oldódik:

S i-f 2 NaO H-f HaO = Na^ iC^-f 2 H2

Mire következtethetünk az imént elvégzett kísérletekből a szilícium kémiai jellemére vonatkozólag

26.2.8. Magnézium-szilicid előállítása

A 26.2.1. kísérletben Si02 és Mg reakciója útján elemi szilíciumot állítottunkelő. Ha az ott leírtakkal azonos módon járunk el, de a 4 g kvarcporhoz 10 g Mg-port adunk, a reakció főterméke Mg2Si leBz. A reakcióterméket kihűlés utántovábbi kísérlethez tesszük el.



27. A szén és a szilícium hidrogén-, oxigén- és halogénvegyületei

*

27.1. Az acetilén

27.1.1. Acetilén előállítása

Az acetilént legcélszerűbben a következő reakcióval állíthatjuk elő :

CaC2+ 2 H20 = Ca(OH)2+C2H2

Nagyobb mennyiségű gázt a szokásos gázfejlesztőben állítunk elő. A lombikbahelyezzük a CaCa-ot, és a tölcsérből HaO-et csepegtetünk rá.Kis. acetilénfejlesztőt közönséges kémcsőből készíthetünk. A kémcső alját

fúvólángban kilyukasztjuk, és kevés vattát tömünk bele. A vattája szórjuk a

CaCa-ot. (Előállítását lásd 30.15-ben.) Ha a kémcső alját vízbe mártjuk, acetiléngáz fejlődik, mely dugóba erősített üvegcsövön keresztül távozik. Mikor a fejlődött

acetilén már kiszorította a kémcsőben levő levegőt, erős vörösizzásban levővasdrótot tartunk az acetiléngáz kivezetőnyílása elé: a gáz meggyullad, és vakítóanfehér lánggal ég.

A leírt kémcsöves acetilénfejlesztőnél durranógázpróbára nincs szükség,

mivel ilyen kis edényben a gyorsan fejlődő gáz a levegőt pillanatok alatt kiszorítja.Természetesen nagyobb, lombikos méret esetén a próbát okvetlenül el kellvégeznünk.

27.1.2. Kísérletek acetilénnel

Hajtsunk végre néhány kísérletet acetiléngázzal. A kísérleteket nagy elő -

vigyázattál végezzük, mert az acetiléngáz a levegővel veszélyes robbanó elegyetalkot!

a) Az acetilén nemcsak oxigénnel* hanem klórral is hevesen reagál. Acetilén-gáz-forráshoz gumicsővel hegyes szögben meghajlított végű üvegcsövet (üvegpipát) kapcsolunk. Kisebb üveghengert klórgázzal töltünk meg, majd az acetilén

áramot megindítjuk, és mikor a csőből már tiszta acetilén távozik, a klóros hengerbe mártjuk. Az acetilén a klórral heves reakcióba lép, és a nagy reakcióhőtőlmeg is gyullad:

C2H2+ 2 Cl2 = CHC12—CHC12

b) CuCl-hoz adjunk annyi ammónium-hidroxid-oldatot, hogy a csapadéképpen feloldódjék, és az oldatba vezessünk acetiléngázt: sárgásvörös csapadék

keletkezik, mely az acetilén réz(I)sója /réz(I)-karbid/.

15 Általános és szervetlen kémiai praktikum - 4284/1.



226 A SZÉN ÉS A SZILÍCIUM HIDROGÉN-, OXIGÉN- ÉS HALOGÉNVEGYÜLETEI

27.1.3. Az acetilén mint égési termék

Szénhidrogének égésekor acetilén is keletkezik. Ennek kimutatása céljábólállítsuk össze a 27.1.3.1. ábrának megfelelő készüléket. Gyújtsuk meg a Bunsen- égőt, és nyissuk ki teljesen á levegőnyílást, majd csökkentsük a gázáramot, míg

a Bunsen-égő „begyullad” (acső belsejében ég). A gázmosópalackban — az előző kísérletbe^ már használt — ammóniásCuCl-oldat van. Ha a vízlégszivattyút bekapcsoljuk, az égésitermékek a gázmosón keresztüláramlanak, és az ott keletkezőréz(I)-karbid-csapadék jelzi azacetilén jelenlétét.

27.2. Szilíciumhidrogének

27.2.1. Szilán előállítása

Az SiH4, illetve homológ jainak előállítására a következőreakció alkalmas:

Mg2Si+4 HC1=2 MgCla+SÍH4

A reakcióban kiindulási anyagként a 26.2.3. kísérletben előállított magnéziumszilicidet használjuk. A kísérletet a 27.2.1.1.ábrának megfelelő berendezésben hajthatjuk végre. Az A porüvegbe jól záró gumidugót ilrlesztünk, előzetesen a porüvegalján elhelyezzük a magnéziumszilicidet. A B tölcséren át a porüveget buborékmentesen megtöltjük desztillált vízzel oly módon, hogy a; C üvegpipa is légmentesen megteljék. Most a tölcsér csapját elzárva, azt 1:1 hí-gítású cc. HCl-val töltjük meg,majd a csapot lassan megnyitva,a szilicidre bocsátjuk. A sósav

hatására megindul a gázfejlődésa fenti egyenletnek megfele ően,valamint a reakcióban át nem

alakult magnézium is hidrogénfejlődés közben reagál. A gáz SiH4 és H2 elegye,mely a folyadék felszínére jutva, kis puffanás kíséretében robban fel, s eközbenSi02-ból álló füstkarika keletkezik. írjuk fél a reakcióegyenletet /



A SZ ÉN OX IGÉN VE GYŰ L ÉTÉI 227

27.3. A szén és a szilícium halogényegyületei

27.3.1. Kísérletek szilícium-tetrakloriddal

a) óraüvegre öntsünk kevés SiCl4-ot. Közelítsünk hozzá ammóniával megnedvesített végű üvegbotot; körülötte fehér füstképződést észlelünk. írjuk fél a

reakcióegyenleteket!b) Fél kémcsönyi C2H5OH-ba öntsünk 1—2 ml SiCl4-ot. Figyeljük meg a

bekövetkező hőeffektust! Az oldatot rázzuk össze, és öntsünk hozzá vizet, majdrázzuk azzal is ösBze. Mit tapasztalunk ? M i a jelenség magyarázata ? Figyeljük meg akémcső tartalmát kis idő múlva! írjuk fél a lejátszódott folyamatok reakcióegyenletét, és magyarázzuk meg a kísérleti tapasztalatokat.

c) Fél kémcsönyi desztillált vízbe öntsünk kevés SiCl4-ot. Nézzük meg acsapadék feletti oldat kémhatását, és írjuk fél a reakcióegyenletet! Figyeljük mega hőeffektust!

27.3.2. Kísérletek szén-tetrakloriddal

a) öntsünk össze kémcsőben néhány ml vizet és CCl4-ot, illetve alkoholtés C014-ot. Mit tapasztalunk?

b) Pohár aljára helyezzünk égő gyertyát, éB permetezzünk rá vékonyankihúzott üvegcsővel CCl4-ot: a gyertya elalszik. Mit mondhatunk a CCl± kémiai tulajdonságairól ?

27.4. A szén oxigényegyületei

27.4.1. Szén-dloxld előállításaC04-gáz előállítására az alábbi reakciót használhatjuk:

CaC03+ 2 HC1 = OaOks+HsjO+COá

A kísérletet az 1.19.3. ábra szerinti készülékben végezhetjük. A gázfejlesztőlombikba kis márványdarabkákat dobunk, a csepegtető tölcsérbe pedig 1 : 1

hígítás ú sósavat töltünk.

27.4.2. Kísérletek szén-dioxiddal

Végezzünk néhány kísérletet a Bzén-dioxid. kémiai tulajdonságainak tanulmányozására.a) Főzőpohár aljára helyezzünk kis gyertyadarabkát vagy alkohollal átitatott

vattadarabkát, majd gyújtsuk meg gyújtópálca segítségével. Az egyik C 02-daltöltött henger tartalmát öntsük át a pohárba: a gyertya, illetve az égő vattaelalszik.

b) Gyújtsunk meg levegőn magnéziúmszalagot, és csipesszel tartva, mártsukszéndioxiddal töltött üveghengerbe: az égés tovább folyik. Az égéstermékék apohár falán lerakódnak. A kísérlet végén töltsünk kevés vizet a pohárba, és figyel jük meg az égéstermékek viselkedését, majd az oldatot savanyítsuk meg sósavval. írjuk fél a reakcióegyenletet a tapasztalatok alapján.

Ismételjük meg a kísérletet kis vaskanálkában elhelyezett és a levegőnmeggyújtott vörösfoszforral.

c) Csiszoltdugós folyadéküveget vagy lombikot töltsünk meg C02-gázzal^majd öntsünk belé néhány ml vizet, rázzuk össze, és víz alatt nyissuk ki a dugót:

15*



228 A SZÉN ÉS'A SZILÍCIUM HIDROGÉN-, OXIGÉN- ÉS HALOGÉN VÉG YÜ LÉTÉI

a C02 oldódása folytán bekövetkezett nyomáscsökkenés hatására víz áramlik be.Zárjuk le az üveget, rázzuk össze ismét a gázzal, és nézzük meg a kémhatásátlakmusz- vagy más indikátorpapírral. írjuk fel a reakcióegyenletet! Az oldatottegyük el további kísérlet céljára.

d) Gázmosó palackot töltsünk meg félig Ba(OH)a-oldattal, és vezessünk

át rajta gázfejlesztőben előállított COa-ot. A kezdetben képződő csapadék továbbigázbevezetés hatására feloldódik. Az alábbi folyamatok játszódnak le:

Ba(OHh + CO, = BaC03 + H20

BaCOg -f- H 20 -f- COj = Ba(H C03)2

Ismételjük meg a kísérletet CaCLs-oldattal is. Végezzük el mindkét kísérletetnéhány ml Ba(OH)a-, illetve CaCLj-oldattal, melyhez a b) pont szerint előállítottszénsavoldatot elegyítjük.

e) Töltsünkmeg egy gázmosópalackot 1/3-áig NaaS-, egy másikat pedig Pb(N 03)a-

-oldattal. Kapcsoljuk a két mosót egymás után oly módon, hogy a COa-fejlesztőkészülékben előállított szén-dioxid-gáz először a nátrium-szulfidos, majd az ólom--nitrátos mosón haladjon át. Kis idő múlva a második mosóban fekete színűPbS válik le.

Ismételjük meg a. kísérletet úgy, hogy az. első mosópalackba Na2C03, amásikba Ba(OH)a-oldatot teszünk, a mosókon pedig HaS-gázt vezetünk át. A második mosópalackban most fehér BaC03-csapadék kiválása jelzi, hogy az első mosópalackban bekövetkező reakció folytán a gázáram COa-ot tartalmaz. Magyarázzuk meg a kísérleti tapasztalatokat, és írjuk fel a reakcióegyenleteket!

f) A b) pontban előállított Bzénsavoldattal töltsünk meg félig egy kémcsövet,és állítsunk az oldatba egy rézlemezt úgy, hogy egy része kiálljon az oldatból.Tegyük el néhány napra, és figyeljük meg a változást. A keletkezett anyagotkaparjuk le a rézlemezről, és öntsük le sósavoldattal. Mit tapasztalunk? Figyeljük meg az oldatot! írjuk fel a bekövetkezett változás reakcióegyenletét.

27.4.3. Szén-monoxid előállítása

Állítsunk elő CO-ot. E célra a következő reakciót hasznosíthatjuk:

2 HCOONa + ;H 2S04 = Na2S04 + 2 CO + 2 H 20

A reakció végrehajtására az 1.19.3. ábrán látható készülékben hangyasavasnátriumra tölcsérből cc. HaS04-at csepegtetünk. A CO a levegővel a hidrogénhezhasonlóan robbanó elegyet ad, ezért, mielőtt a gázt üveghengerekben felfognánk, &hidrogénhez hasonlóan győződjünk meg arról, hogy az teljesen levegőmentes-e.

A szén-monoxiddal kapcsolatos valamennyi kísérletet gondosan, fülke alattvégezzük, mert a CO erős méregl

27.4.4. Kísérletek szén-monoxiddal

Végezzünk néhány kísérletet a szén-monoxid tulajdonságainak tanulmányo

zására.aj Az előző kísérletben előállított CO-dal megtöltött egyik üveghenger

szájához tartsunk égő gyújtószálat, és közben a fedőlapot lassan húzzuk el. A COmeggyullad, és jellegzetes halványkék lánggal ég el.

b) Készítsünk ezüst-diammin-komplex-oldatot. (Lásd 23.1.8.) Vezessünk azoldatba CO-gázt: fekete csapadék alakjában ezüst válik ki. írjuk fel a reakció-



A SZILÍCIUM OXIGÉN VÉG YÜLETEI 229

egyenletet! Ismételjük meg a kísérletet a 27.1.2. feladatban leírt ammóniásCuCl-oldattal. Mit tapasztalunk?

27.5. A szilícium oxigénvegyületei

27.5.1. A szilícíum-dloxid kémiai tulajdonságai

Vizsgáljuk meg a SiOa kémiai tulajdonságait.

a) Három kémcsövet félig töltsünk meg rendre cc. HCl-val, tömény NaOH--dal, illetve vízzel, majd szórjunk finoman porított kvarcot mindegyik kémcsőbe*és néhány percen át intenzíven főzzük. Reakciót csak a lúggal tapasztalunk*melyben a Si0 2 lassan oldódik:

Si02 -f 2 NaO H - Na2Si03 + H 20

Az oldatot további kísérletekhez tesszük félre.b) Porcelán mozsárban leverjünk' össze — a komponensek egyidejű porítása

mellett— 4 :5 :5 arányban finom homokot vagy kvarcport, vízmentes nátrium --karbonátot és kálium-karbonátot, majd az elegyet szórjuk vaB- vagy nikkeltégelybe. Izzítsuk a tégelyt fújtatólánggal, míg az elegy megolvad, és míg az észlelt szén-dioxid-fejlődés meg nem szűnik. Ezután öntsük az olvadékot vaslemezre. írjuk fél a reakcióegyenletet! Az anyagot tegyük el további kísérlet céljára*

27.5.2. Kísérletek kovasavval és szilikátokkal

Végezzünk néhány kísérletet kovasavval és szilikátokkal.a) Az előző feladat b) pontja szerint előállított anyagból készítsünk oldatót*

és elegyítsük reagens HCl-oldattal. Fehér osapadék keletkezik:

Na2Si0 3 + 2 HC1 = 2 NaCl -f HjSiOa

öntsük le a csapadék felett levő oldatot, és pároljuk be felére, majd adjunk hozzáújabb sósavat, és ismételjük a forralást, illetve bepárlást: újabb csapadékmennyiség válik le. Miért nem válik le a teljes kovasavmennyiség csapadék alakjában az

első savanyításkor?b) Az előző kísérletben használt vagy reagens vízüvegoldatot elegyítsük

NH4Cl-oldattal: kocsonyás állományú kovasav csapadék keletkezik. Mi a reakció magyarázata ?

c) Adjunk Zn(N03)2-oldathoz NH4OH-oldatot, míg a kezdetben keletkezőcsapadék feloldódik. Az oldatban [Zn(NH8)a](N03)a van jelen. (Lásd 40.4. d.)Főzzünk ezzel az oldattal vízüvegoldatot: fehér csapadék keletkezik.

NajSiOj + 2[Zn(NH3)e](N03)2 + 2 H 20 =

=* ZnSi03 . Zn(OH)2 + 2 NH4N 03 + 10 NH3 + 2 N aN 03d) 10-— 12 ml reagens sósavoldathoz öntsünk rázogatás mellett 1 ml vízüveg

oldatot, majd adjunk hozzá (NH4)2Mo04-oldatot: sárga színeződést tapasztalunk*mely H4Si(Mo30 18)4 összetételű heteropolisav keletkezésével kapcsolatos.

Milyen polisavakkal, illetve heteropolisavakkal találkoztunk eddigi kísérleteink során ?



■ 230 A SZÉN ÉS A SZILÍCIUM HIDROGÉN-, OXIGÉN- ÉS HALOGÉNVEGYÜLETEI

e) Vezessünk reagens vízüvegoldatba C02-gázáramot. Mit tapasztalunír juk fel a folyamat egyenletét / Vessük egybe a kísérletet a 27.9.1. feladat kísérletével, és magyarázzuk meg a kettő közötti különbséget.

27,5.3, KoYas&Y-kolloidok

Mint az eddigi kísérletek során már láttuk, a kovasav leválási módja függ areakció körülményeitől. Ennek tanulmányozására végezzünk el két kísérletet.a) Töltsünk meg kémcsövet feléig telített vízüvegoldattal. Egyetlen mozdu

lattal öntsünk az oldathoz 3 ml 1 :1 hígítást! cc. HOl-oldatot, és azonnal rázzukössze. Néhány pillanat múlva az egész oldat mégdermed, kocsonyás tömeggéalakul át, mely akkor sem folyik ki a kémcsőből, ha azt felfordítjuk. Az így előállított rendszer a kovasav hidrogél.

b) Töltsünk meg kémcsövet 2/3-áig az előző kísérletben használt sósavoldattal, és öntBünk hozzá lassan, állandó rázogatás mellett 3 ml telített vízüvegoldatot.

Az egész mennyiség hozzáadása után alaposan rázzuk össze az oldatot és tegyükfélre kis időre: csapadék nem keletkezik, mert a kovasav kolloid oldat, szol állapotban van.



232 A BÓR ÉS VEGYÜLETEI

28.1,2. Kísérletek bórral

Végezzünk néhány kísérletet az előzőekben előállított elemi bórral.a) Hevítsünk levegőn, kanálkában vagy tégelyben kevés amorf, másik

kísérletben pedig kristályos bort. Figyeljük meg az elem viselkedését. Mi a

különbség a két eloszlási forma reakciókészsége között ?b) Vaskanálban vagy tégelyben ömlesszük meg elemi bor és NaOH keverékét.Hidrogénfejlődés kíséretében az alábbi reakció következik be:

2 B + 6 NaOH = 2 Na3B 03 + 3 Hz

Végezzük el a kísérletet NaOH-oldattal is. Mit tapasztalunk?

c) Igen jól húzó fülke alatt végezzük a következő kísérletet. Tűzálló kémcsőaljára szórjunk kevés bórt, majd a kémcsőbe helyezzünk közel fenékig érő, derékszögben meghajlított üvegpipát. A pipa másik végét kössük C^-palackhoz vagygázfejlesztő készülékhez. Igen lassú áramban indítsuk meg a gázt, és Bunsen- égővel hevítsük a kémcBŐ alját. Kis idő múlva a bór erősen felizzik, és az izzástakkor is folytatja, mikor a gázlángot már eloltjuk. Közben a kémcső szájánálködképződést látunk, mely a gázfelesleggel távozó és a levegőn hidrolizálóBClg-tól származik.

28.2. A bór oxigénvegyületei

gfrrg.h Bórsav előállítása

Az alább leírt kísérlet a következő reakcióegyenleten alapszik:

7 p ‘O - . K

é^O ml forró vízzel oldatot. Ha az

Na B40 7• 10 H20 + 2 HCk= 4 H3B 03 + 2 NaCl + 5 H20f o , ^

Mérjünk le'üQ g boraxot, és készítsünk belőleoldat zavaros, redős szűrőn szűrjük meg. Ezután adjunk hozzá 20%-os meleg BÓsavoldatot, az egyenlet alapján számított mennyiségnél 10%-kal többet.MetiloranzB indikátorral ellenőrizzük, hogy a reakcióelegy valóban savas-emár (kémcsőben 1— 2 ml vízhez 1 csepp metiloranzst és 2 —3 csepp oldatot cseppentsünk). Hűtsük le a z oldatot, a kivált bórsavat szívótölcséren Bzűrjük le éskevés hideg vízzel mossuk. Oldjuk fel a kapott kristályokat kevéB forró vízben, és

tegyük félre néhány napra kristályosodni. (100 g 2 0 C°-os víz 4,9 g, 100 g 100 C°-osvíz 39,7 g bórsavat old.) A kivált kristályokat szűrőpapír között, majd töménykénsavat tartalmazó exszikkátorban szárítjuk. A keletkezett bórsavat a reakcióközben képződött nátrium-klorid szennyezheti. Hogy az átkriBtályosítás soránsikerült-e ettől megtisztítani, a következőképpen próbáljuk ki: tégelyfogóvaltartott porcelán lemez (törött tégelydarabka) sarkára helyezzünk kevés bórsavat,és tartsuk nemvilágító Bunsen-láng alsó széléhez. A tiszta bórsav a lángot zöldrefesti, ha azonban szennyezett, a nátrium-klorid sárga színe a zöld lángfestést eltakarja. Számítsuk ki a termelési hányadot.

28.2.2. Kísérletek bórsavval

Végezzünk néhány kísérletet az előzőek szerint előállított bórsavval.a) Készítsünk bórsavoldatot, ób nézzük meg a kémhatását lakmuszpapírral,

illetve a PH'ját* indikátorpapírral.b) Izzítsunk ki végén hurokká képezett vas- (esetleg platina-) drótot Bunsen-



BORÁTION KIMUTATÁSA 235

lángban, és még forró állapotban mártsuk a szilárd bórsavba, majd ismét tartsuka lángba: jellegzetes zöld színű lángfestést látunk.

c) Néhány gramm finoman elporított konyhasót keverjünk össze azonosmennyiségű bórsavval. Szórjuk az egész elegyet porcelán tégelybe, és hevítsük

-Zfanaett-lánggal. A tégelyből távozó reakciótermék azonosítására tartsunk a tégelyfölé megnedvesített kék lakmuszpapírt, majd cc. NH4OH-ba mártott üvegbotot. Írjuk fel a reakcióegyenletet, és magyarázzuk meg a kísérleti tapasztalatokat!

28.2.3, Borátion kimutatása

Végezzünk néhány kísérletet a borátion analitikai kimutatására.a) A kísérleteket 0 ,1 n bóraxoldattal végezzük.Borátok semleges vagy gyengén lúgos közegben BaCla-dal fehér csapadék

képződése mellett reagálnak:

Na2B40 7 + BaClj -f 3 H20 = Ba(B02)2 -j- 2 H3BOa + 2 NaCl

A csapadék savakban, ammóniumsók oldatában és bárium-klorid feleslegébenoldódik.

b) Semleges vagy gyengén lúgos' közegben AgN03 hatására borátokbólfehér csapadék keletkezik:

N ajB A + 2 AgNOa + 3 H20 = 2 AgB02 + 2 H3B03 + 2 NaN03

A csapadék HNOs-ban oldódik. írjuk fel a reakcióegyenletet!

Az ezüst-metaborát-csapadék NH4OH-ban is oldódik: AgB02+ 2 NH4OH = [Ag(NH3)2]B02 + 2 HsO

A fehér AgB02 csapadék vízzel főzve Ag20 keletkezése folytán megbámul. írjuk fel a hidrolízis egyenletét.

c) Igen érzékeny és jellemző kimutatási lehetőséget nyújt a sárga színű kur-kumapapiros.

Mártsunk kurkumapapiros darabkát sósavval megsavanyított bórax-oldatba,majd tegyük óraüvegre, melyet alulról vízfürdőn melegítünk. A kurkumapapír100 C°-on megszárítva megvörÖBÖdik, és NaOH-dal megcseppentve sötétkék

színűre változik, de sósavval visszasavanyítva ismét megpirosodik. Végezzük el akísérletet többször hígított, majd ismét hígított savanyú borátoldattal, és figyeljükmeg a reakció érzékenységét.

d) Kb. fél grammnyi szilárd bóraxot finoman elporítunk, és 2 ml cc. H8S04-valkis porcelán csészében elkeverünk. Az elegyhez lassan 4—5 ml alkoholt adunk,majd meggyújtjuk. A láng a 28.2.2.b) kísérletben látott zöld színeződést mutatja. A színeződést a bórsaváé etilészter okozza, mely az égés közben elillan, és a lángban elbomlik. írjuk fel a reakcióegyenletet! E reakció egyébként alkalmas arra.is, hogy ennek segítségével bórátokat élegyekből — ahol azok zavaró hatástfejtenének ki.— eltávolítsunk.

28.2.4. BóraxgyöngypróbaPlatina-, eBetleg vasdrót hurkot izzítsunk ki, és mártsuk bóraxporba, majd

ismét tartsuk.lángba. A bórax üveghez hasonló, átlátszó gyönggyé olvad össze. Az így előállított bóraxgyöngyöt mártsuk kobaltsó-oldatba majd tartsuk újra a



236 AZ ALKÁLIFÉMEK ÉS VEGYÜ LETEIK

gyengébb aszerint, hogy mennyi nátriumot használtunk az amalgám készítéséhez* A kísérlet befejeztével vizsgáljuk meg a vizes oldat kémhatását.

29.3.2. Ammóniumamalgám előállítása és tulajdonságai

Az előző kísérlet során elkészített nátriumamalgámot öntsük kisebb főzőpohárba, majd adjunk hozzá annyi tömény NH4Cl-oldatot, hogy az jól ellepje.Ilyenkor gyorsan megindul az ammóniumamalgám képződése:

NH3+ + Na = NH4 + Na+

Minthogy a szabad ammóniumgyök nem állandó, s bomlása közben ammóniaés hidrogéngáz fejlődik, az amalgám felfúvódik. Térfogata a kiindulási nátrium-amalgámhoz viszonyítva növekszik, s vajszerű, laza, likacsos, fémes anyagotkapunk. Ha az amalgám már teljesen elbomlott, a pohárban higany marad vissza*

29.4. A lítium és a nátrium égéseFülke alatt levő vasháromlábra helyezzünk hamvasztótálkát, vagy porcelán:

tégely darabkát, és tegyünk erre kis darab fémlítiumöt. Miután a fülke ajtajáteléggé lehúztuk és sötét szemüveget tettünk fel, kezdjük el hevíteni a tálkát Bunsen-égo\e\. A lítium előbb megolvad, majd vakító lánggal elég LiaO-dá. A kapott terméket kihűlés után oldjuk fel'kevés vízben, s vizsgáljuk meg a kémhatását*Tartsunk az oldat fölé a gáztérbe megnedvesített vörös lakmuszpapírt. írjuk le éa magyarázzuk meg észleléseinket.

Végezzük el ugyanezt a kísérletet kis darab fémnátriummal is, A petróleum

alatt tartott nátriumot gondosan szárítsuk meg szűrőpapírral, és a fém felületén levő kérget távolítsuk el. Miután a nátrium sárga lánggal elégett. Na20 2-dá,.a keletkezett anyagot oldjuk kevés vízben, és nézzük meg a kémhatását. Az oldatot savanyítsuk meg kénsavval (lakmuszpapírral vizsgáljuk), és öntsünk hozzákevés Ti(S04)2-oldatot. Magyarázzuk meg az észlelt változást.

29.5. A nátrium-peroxid és a víz kölcsönhatása

Kémcsőben levő Na2Oa-porhoz öntsünk kevés vizet; előbb H20 2 keletkezik,majd oxigéngáz szabadul fel:

Na20 2 + 2 H20 = 2 NaOH + H20 22 H20 2 = 2 HjO + 0 2

Az oxigénfejlődésről meggyőződhetünk, ha a kémcsőbe parázsló fapálcikát tartunk. A keletkezett oldat kémhatását is vizsgáljuk meg fenol-ftalein-oldattal.

29.6. Nátrium-hidroxid előállítása (szóda kausztifikálása)

Állapítsunk elő nátrium-hidroxid-oldatot a szóda kausztifikálása révén a követ

kező módon;10

g vízmentes vagy ennek megfelelő mennyiségű kristályvíztartalmúszódát (Na2C03 •10 H20) oldjunk fel 100 ml vízben, és az oldatot kezdjük el melegíteni. Ezalatt oltsunk meg kb. 7 g frissen égetett meszet 15 ml forró vízzel.

Ha az oltódás már befejeződött, a keletkezett mésztejet öntsük a forrásbanlevő szódaoldathoz:

Na2C03 + Ca(OH)2= CaC03+ 2 NaOH



AZ ALKÁLIFÉMEK KOMPLEX CIANIDJAI 237

A kiváló CaC03-csapadék tömörülése után az elegyet hűtsük le, majd hígítsukkétszeresére. Ezután a csapadékot redős szűrőn való szűréssel távolítsuk el. A csapadék kis részletét vizsgáljuk meg sósavval. A leszűrt oldat meghatározott térfogatában ismert normalitású savoldattal való titrálással állapítsuk meg a nát-

rium-hidroxid-tartalmat.

29.7. Az ammóniám-klorid tulajdonságai

29.7.1. Ammónium-klorid képződése

Nagyobb főzőpohárba öntsünk néhány csepp cc. HCl-oldatot, és a poharatúgy mozgassuk, hogy a sósav a falát is nlegnedvesítse. A sósavoldat feleslegétöntsük ki a pohárból. Ezután fülke alá, óraüvegre helyezett kisebb porcelán tégelybe öntsünk néhány csepp cc. NH4OH-oldatot, majd a tégelyt borítsuk leszájával lefelé fordított sÓBavas pohárral. Sűrű fehér füst alakjában ammónium-

-klorid keletkezik.

2B.7.2. Az ammóninm-klorld szublimációja

Tegyünk száraz kémcsőbe kevés szilárd ammónium-kloridot, és a kémcsövetferde helyzetben tartva, hevítsük fel a sót. Hamarosan megfigyelhetjük, hogy azNH4C1 elszublimál, s a kémcső hidegebb részén lerakódik.

29.6. Az alkálifémek komplex cianidjai

29.8.1. Kálium-[hexaciano-ferrát(ll)] előállításaCianidionok hatására vas(II)ÍQnokat tartalmazó oldatból először vas(II)-

-cianid csapadék, majd a cianidionok feleslegében [hexaciano-ferrát(II)] komplexanion keletkezik. E komplex ionban a vas(II)kation már nem mutatható ki szokásos reakcióival.

Kémcsőben 3—4 ml kálium-cianid-oldatot lúgosítsunk meg kevés nátrium--hidroxid-oldattal, majd csepegtessünk bele vas(II)-Bzulfát-oldatot, míg az újabbcseppek összerázás után piszkoszöld csapadékot [vas(II)-karbonát és -hidroxid]adnak. Az előzetes meglúgosításra szükség van, mert ha az oldat savanyú — a

hozzáadagolt vas(II)-Bzulfát-oldat savas kémhatású — illékony és rendkívülmérgező hidrogén-cianid keletkezik. Forraljuk fel a csapadékos oldatot, hűtsükle és> szűrjük meg.

A vas(II)kation szulfidionokkal fekete vas(II)-szulfid csapadékot ad. Vizsgáljuk meg, hogyan reagál a kiindulási vas(II)-8zulfát-oldat éB hogyan a komplexaniont tartalmazó szűrlet ammónium-szulfid-oldattal. A [hexaciano-ferrát(II)]anion réz(II)ionokkal semleges vagy savas közegben vörösbarna csapadékot ad,Cua[Fe(CN)e]. Vizsgáljuk meg, hogyan reagál a kiindulási vaB(II)-szulfát-oldat,és hogyan a komplex iont tartalmazó szűrlet réz(II):8zulfát-oldattal.

29.8.2. Kálium-[hexaciano-ferrát(III)] előállítása

a) A K 3[Fe(CN)6]-at a K 4[Fe(CN)e]-höz hasonlóan állíthatjuk elő, azzal akülönbséggel, hogy FeCl3-oldatból indulunk ki.

A vas(III)ionok kimutatására kálium- [hexaciano-ferrát(II)]-oldatot, a(hexaciano-ferrát(III)]-ionok kimutatására pedig vas(II)-szulfát-oldatot használhatunk. Mindkét esetben kék színű, lényegében Fe4[Fe(CN)6]8 csapadék keletkezik.



238 AZ ALKÁLIFÉMEK ÉS VEGYÜLETEIK

b) A kálium-[hexaciano-ferrát(HI)]-at előállíthatjuk a kálium-hexaciano-ferrát(II)-ből íb úgy, hogy azt oxidáljuk. Az oxidációt végezhetjük klórgázzal:

2 K4[Fe(CN)J + Cla = 2 K3[Fe(CN)fl] + 2 KC1

Oldjunk fel 10 g elporított sárgavérlúgsót 25 ml vízben, majd fülke alatt

vezessünk bele klórgázt. A klórt csiszolatos fejlesztőben állítsuk elő, kálium-permanganátra tömény sósavat csepegtetve. Lassú csepegtetéssel egyenletes gázáramot biztosítunk. A sárga vér lúgsó-oldatot tartalmazó lombikot kétfuratúdugóval zárjuk el. Az egyik furatban a lombik aljáig érő gázbevezető cső, a másikban rövid, derékszögben meghajlított cső van. A rövid csőre PVC-csövet húzunk,ennek végét a fülke elhúzónyílásába helyezzük. A lombikot hideg vizet tartalmazó kristályosító csészébe állítjuk. A felmelegedő hűtővizet cseréljük ki hideggel.Időnként ellenőrizzük, hogy a reakció végbement-e. Az oldatból néhány cseppethígítsunk fel, míg az oldat sárga színű nem lesz, majd cseppentsünk hozzá vas(IH)-

-klorid-oldatot. Kék csapadék leválása esetén a klórbevezetést folytassuk addig,míg a kivett jpróba vas(III)-klorid-oldattal barna színeződést nem ad. Ekkor azösszes [Fe(CN)fl]4_-ion [Fe(CN)e]3--ionná oxidálódott. Az oldatban levő sósavatkálium-karbonáttal semlegesítjük (az oldatba a pezsgés megszűnéséig csepegtessünk telített kálium-karbonát-oldatot). Ezután az oldatot szűrjük le, és vízfürdőn kristálykiválásig pároljuk be. A lehűlt oldathoz öntsünk fele térfogatúetilalkoholt. A kicsapódott kálium-[hexaciario-ferrát(III)] kristályokat szűrjük le,majd vízből kristályosítsuk át. Számítsuk ki a termelési hányadot.

29.9. NaOOl készítése és színtelenítő hatásaNaOCl-oldatot kétféleképpen állíthatunk elő:

a) Kisebb lombikba öntsünk kb. 10%-os NaOH-oldatot, majd az edénythelyezzük jeges vizet tartalmazó kristályosító csészébe. Vezessünk ezután a hidegnátrium-hidroxid-oldatba vízzel, majd tömény kénsavval mosott klórgázt (lásd16.1.1.). Ilyenkor nátrium-hipoklorit és egyenértékű mennyiségű nátrium-kloridkeletkezik:

2 NaOH-f Cl2 =NaO Cl+ NaCl+H aO

A nátrium-hidróxidban el nem nyelt kevés klórt a fülke elszívójához vagy a lefolyóba vezetjük. Ügyeljünk arra, hogy a nátrium-hidroxid kis feleslegben marad jon, mert ha az oldat savanyú kémhatásúlesz, a keletkező hipoklórossavtól, illetvesósavtól a nátrium-hipoklorit autooxidáció folytán kloráttá alakul:

3 NaOCl = NaClOg+2 NaCl

Ha sztöchiometrikus arányban bemért anyagokból indulunk ki, a nátrium-hidroxid kis feleslegben lesz, tekintettel arra, hogy a gázfejlesztőben és a mosókbankevés klór marad vissza.

b) Előállítható nátrium-hipoklorit a nátrium-klorid-oldat elektrolízise útjánis. Evégből jeges vízzel hűtött főzőpohárban levő NaCl-oldatot platina- vagy szénelektródok között elektrolizáljunk néhány percig 5— 6 V feszültségű egyenárammal. ^

Az előállított NaOCl-oldatból öntsünk keveset indigó- vagy fukszinoldathoz,és figyeljük meg a színváltozásokat.



24 0 AZ ALKÁLIFÉMEK ÉS VEGYÜLETEIK

Tízzel. Vizsgáljuk meg az oldat kémhatását vörös lakmuszpapírral, öntsünk az oldat kis részletéhez sósavat. Mit észlelünk ?

29.11.2. Ammóniám-szuliid-oldat készítése

Az (NH4)2S vizes oldatát legegyszerűbben úgy állíthatjuk elő, hogy ammó-

nium-hidroxid-oldatot kén-hidrogén-gázzal telítünk. Ilyenkor (NH4)SH keletkezik :N H 4O H + H s5S = ( N H ^ S H - f h 2o

Ha az (NH4 )SH-oldathoz ekvivalens mennyiségű ammónium-hidroxid-oldatot■ öntünk, a normális szulfidot kapjuk:

(N H 4) S H + N H 4O H = (N H 4)2S + H 20

Kiindulhatunk 60 ml kb. 2 n NH4OH-oldatból, melyet H2S-gázzal telítünk. Arról, hogy a kén-hidrogén-gázt meddig kell az oldatba vezetni, a következő

módon győződhetünk meg. Az oldat kis próbáját MgS04-oldattal reagáltatjuk.Ha az ammónium-hidroxid-oldat még nem alakult át teljesen ammónium-hidrogén--szulfiddá, a jelenlevő OH-ionok hatására Mg(OH)2 csapadék keletkezik. A H2S--gáz bevezetését addig kell folytatnunk, amíg a kivett próba már nem reagál amagnézium-özulfát-oldattal. A kén-hidrogénnel telített oldathoz ezután azonostöménységű és térfogatú (tehát 50 ml 2n) NH4OH-oldatot öntünk, az ammónium--hidrogén-szulfid (NH4)2S-dá alakul.

Ha a frissen elkészített (NH4)2S-oldatot sósavval megsavanyítjuk, kén-hid-rogéngáz fejlődik, de kénkiválás nem mutatkozik.

29.11.3. Kristályos nátrinm-sznlfid előállításaLásd 19.4.2.

29.12. Nátrium-szulíit előállítása

A kristályos nátrium-szulfitot (Na2S03 •7 H20) nátrium-hidroxid- vagynátrium-karbonát-oldatnak kén-dioxid-gázzal való telítésével:

NaOH-J-S02 = NaHS03, i l le tve

Na2C03+ 2 S 0 2+ H 20 = 2 NaHS03+ C 0 2

majd a keletkezett savanyú sónak egyenértékű nátrium-hidroxiddal [vagy nátrium-karbonáttal való közömbösítésivel állíthatjuk elő:

N aH S 0 3+ N a O H - f 6 H 20 = NtUjSOg • 7 H g O , iU e t v e

2 N aH S 0 3 + N aaC 0 3 - f 13 H 20 = 2 Na* S O a ■7 H aO - f C O a

A kén-dioxid-gázt 10 g finom rézforgács vagy 6 g faszénpor segítségével kb.-50 ml tömény kénsavból állíthatjuk elő. (Lásd 2 1 . 1 . 1 .) Faszónport használvaszén-dioxid is keletkezik, amely azonban a nátrium-hidrogén-szulfit-oldatból

kibuborékol. A gázfejlesztő lombikot kössük össze cc. H2S04-as mosópalackkal,majd ehhez derékszögben meghajlított üvegcső segítségével csatlakoztassunk^lnyelető lombikot. Elnyelető lombik gyanánt ez esetben is kettős furatú dugóvalellátott lombikot használhatunk, melynek egyik furatán át a gázbevezető csőnyúlik be a lombik aljáig. A másik furatba rövid, derékszögben meghajlítottüvegcső illik, amelyet a fülke kóménynyílásába vezető üvegcsővel kötünk össze.



A. NÁTRIUM-SZULFIT ÉS -TIOSZULFÁT 241

Ügyeljünk arra, hogy a gumicsatlakozásoknál az üvegcsövek is érintkezzenekegymással, mert különben a kén-dioxid-gáz a gumit elroncsolja.

Miután a gázfejlesztő készüléket összeállítottuk, mérjünk le 12 g szilárdNaOH-ot, és oldjuk fel 100 ml vízben. A ‘lúgoldatnak pontosan a felét öntsük azelnyelető lombikba, a másik felét egyelőre tegyük félre. Ezután indítsuk meg a

gázfejlesztést, és vigyázzunk arra, hogy a S02-gáz gyors elnyelődése következtébena nátrium-hidroxid-oldat vissza ne szívódjék. A telítést addig kell folytatnunk,amíg a S 02-gázbuborékok már térfogatcsökkenés nélkül jutnak át a lúgoldaton,illetve, amíg az elnyelető lombikban levő oldat savanyú kémhatású nem lesz.Ekkor már NaHS03 van jelen.

Mielőtt a gázfejlesztést megszüntetnők, kapcsoljuk le az elnyelető lombikot,és a benne levő NaHS03-hoz adjuk hozzá a félretett NaOH-oldatot, aminekhatására a hidrogén-szulfit szabályos szulfittá alakul. Ha szükségesnek látszik,az oldatot szűrjük meg, majd vízfürdőn kezdődő kristálykiválásig pároljuk be.Ezután hagyjuk lassú lehűlés közben az anyagot kristályosodni. A kiválott kristályokat szűréssel különítsük el, majd kevés hideg vízzel való mosás után szűrőpapír között szárítsuk.

A kapott anyag súlyát mérjük le, hogy a termelési százalékot kiszámíthassuk. A Na2S0 3 7 H20-ot jól záró üvegben tartsuk, mert egyébként a kristályvizétközönséges hőmérsékleten is gyorsan elveszíti, és nátrium-szulfáttá oxidálódik.

A nátrium-szulfit-kristályok tisztaságáról és redukálóképességéről a következőképpen győződhetünk meg: egy kis kristályt kevés vízben feloldunk. Az oldathoz bárium-klorid-oldatot adunk: fehér csapadék, bárium-szulfát és bárium-szulfitválik le. A csapadékos folyadékhoz sósavöldatot öntünk: a bárium-szulfit felol

dódik, a bárium-szulfát nem. A nátrium-szulfit tehát akkor tiszta (szulfátmentep),ha sósav hatására az oldat kitisztul vagy csak gyenge opaleszcenciát mutat. Azígy kapott oldathoz csepegtessünk kálium-jodidos jódoldatot. Ilyenkor a jód-oldat elszíntelenedik, és fehér csapadék válik le, aminek az a magyarázata, hogy a jód jodiddá redukálódik, miközben a szulfitból szulfát lesz.

Ha a gázfejlesztéshez rezet használtunk, a fejlesztő lombikban levő maradékotkb. 100 ml vízzel felhígítjuk, és néhány ml tömény salétromsavval való főzésután rézgálicra dolgozzuk fel (lásd a 38.6.2. feladatot).

29.13. Nátrium-tioszulfát előállítása

A nátrium-tioszulfátot az előző kísérletben kapott nátrium-szulfitból állíthatjuk elő kénnel való főzés útján:

NaaSOg - f S -f 5 H20 = Na^S20 3 •5 H20

A nátrium-szulfitot oldjuk fel kevés vízben, s adjunk hozzá a számítottmennyiségnél valamivel több kénport, amelyet előzetesen alkohollal megnedvesítettünk. Az elegyet forraljuk 10— 15 percig. A közben elpárolgó vizet időnkéntpótoljuk. A fel nem oldódott kénport szűréssel távolítsuk el, majd a szűr letetpároljuk be vízfürdőn. Ha a kristályképződés a bepárlás után nem indulna meg,oltsuk be a túltelített oldatot nátrium-tioszulfát-kristálykával. A kiválott kristályokat szűréssel eltávolíthatjuk, majd az anyalúgból további bepárlással újabbkristályfrakciót is kitermelhetünk. Számítsuk ki a termelési százalékot.

Az így előállított nátrium-tioszulfáttal végezzük el a következő vizsgálatokat:16 Általános és szervetlen kémiai praktikum - 4284/1.




a) Kb. 1 g anyagot oldjunk fel kémcsőnyi vízben, s az oldat egyik részletét savanyítsuk meg híg sósavval. Ilyenkor kénkiválás észlelhető, s egyidejűénS02-gáz is keletkezik, amelyet — különösen, ha az oldatot melegítjük — a szagáról is felismerhetünk:

NajSgOg + 2 HC1 = 2 NaCl + H aO + S0 2 + Sb) A nátrium-tioszulfát-oldat másik részletéhez öntsünk kálium-jodidos jód-

oldatot. Ez elszíntelenedik, mivel a jód mint gyenge oxidálószer, a tioszulfátottetrationsavvá, illetve ennek sójává oxidálja:

2 Na^SgOg-f Lj = 2 NaI- f Na^O e

c) Ha a nátrium-tioszulfát-oldatot brómos- vagy klórosvízzel reagáltatjuk,ezeknek az erős oxidálószereknek a hatására kénsavvá oxidálódik:

Naj&Og-M Clg-f 5 H20 = 2 NaCl+ 6 HC1

d) Végül adjunk a tioszulfátoldathoz dekantálással kimosott AgCl- vagy AgBr-csapadékot. Mit tapasztalunk?

29.14. Nátrium-nitrit előállítása

A nátrium-nitrát magasabb hőmérsékleten — különösen megfelelő redukálószer jelenlétében — könnyen átalakul nátrium-nitritté. Rédukálószer gyanánt legalkalmasabb a fémes ólom:

NaNOg + Pb = NaN02 + PbO

Mérjünk be 15 g nátrium-nitrátot nagyobb porcelán tégelybe, majd Bunsen-égősegítségével olvasszuk meg. Előzetesen ugyancsak mérjük le a számított mennyiségű ólmot, és ezt kis részletekben adjuk hozzá a megolvadt NaN0 3-hoz. A tégelyterős lánggal hevítsük mindaddig, amíg a tartalma teljesen át nem tüzesedik.Közben az anyagot üvegbottal kevergessük, majd a folyós anyagot öntsük tisztavaslemezre. Lehűlés után a kapott lepényt és a tégelyben visszamaradt anyagotporcelán mozsárban porítsuk el, és 30 ml vízzel forraljuk fel. A folyadék tisztájátszűrjük bepárló csészébe. A forróvizes kilúgozást ezután még kétszer ismétel

jük meg. Ha a bepárló csészébe összegyűjtött oldat megzavarosodik, újbólszűrjük meg. Végül az oldatot pároljuk egészen szárazra, és a kapottanvaeot eerv-két napig tartsuk kalcium-kloridos exszikkátorban. Az ólom(JI)-oxidotgyűjtsük össze, meleg vízzel mossuk, és szárítószekrényben 100— 110 C°-onszárítsuk meg.

29.15. Alkálifém-nitrátok előállítása

29.15.1. Nátrium-nitrát előállítása

A nátrium-nitrátot nátrium-karbonátból salétromsav segítségével állíthatjuk elő:Na2C0 3 + 2 HNOg = 2 NaN03-f H20 + C 0 2

20 g kristályos szódát (Na2C03 • 10 H20) oldjunk fel kevés vízben, és kis részletekben adjuk hozzá a számított mennyiségű, hígított salétromsavat. Ezután azoldatot forraljuk fel. Ha zavaros lenne, redős szűrőn szűrjük meg, majd vízfürdőn



ALKÁLI-NITRÁTOK ÉS -KARBONÁTOK 243

pároljuk be annyira, hogy telített oldatot kapjunk. Miután a nátrium-nitrátkikristályosodott, a kristályokat gyűjtsük szívótölcsérre, kevés hideg vízzel öblítsük le, majd 100 C°-on szárító szekrényben szárítsuk.

29.15.2. Kálium-nitrát előállítása (salétromkorverzió)

A kálium-nitrát előállítása az ún. „salétromkonverzióval” történhet a

N&NO3+ K O I = N a C l-f K N 03

cserebomlás alapján. Ahhoz azonban, hogy a reakciót felhasználhassuk a kálium--nitrát előállítására, figyelembe kell vennünk az itt szereplő sók oldhatósági viszonyait is. A 29.15.2.1. táblázat e négy só oldékonyságát tünteti fel különböző'hőmérsékleten mól/kg vízre vonatkozóan.

Mint a táblázat adatai mutatják, a kérdéses sók közül a kálium-nitrát oldhatósága változika legnagyobb mértékben a hőmérséklettel, a nátrium-kloridéviszont a legkevésbé. Az oldhatósági adatokból következik,hogy a melegen telített oldatbóllehűtéskor a KN03 fog kikristályosodni.

30 g,NaN03-ot oldjunk fel

40 ml vízben, majd forralás közben kisebb részletekben adjunkhozzá 2 0 g elporított kálium--kloridot. Néhány percig tartóforralás és kevergetés után az elegyet redős szűrőn gyorsan szűrjük le. (Ajánlatosa tölcsért előzetesen forró vízben felmelegíteni, hogy az idő előtti kristályosodást elkerüljük.) A szűrletet hideg helyen kristályosítsuk, majd a kiv ált -kálium-nitrátot gyűjtsük szűrőtölcsérre, végül szűrőpapírok között szárítsuk.

Ha tisztább kálium-nitrátot akarunk előállítani, a kapott terméket kevés

forró vízből kristályosítsuk át. A készítményt akkor tekintjük tisztának, ha vizesoldata AgN03-tal már nem ad csapadékot, azaz kloridionokat nem tartalmaz. A bemért kálium-kloridra vonatkoztatva kiszámíthatjuk a termelési hányadot.

29.16. Alkálifém-karbonátok előállítása

29.16.1. Lítium-karbonát képződése

Lítium-klorid oldatához öntsünk tömény ammónium-karbonát-oldatot. Hahidegen nem keletkezne csapadék, forraljuk fel az oldatot. Tekintettel arra, hogy

magasabb hőmérsékleten a lítium-karbonátnak kisebb az oldhatósága, forraláskor megjelenik a fehér csapadék:

2 L iCl+(N H4)2C 03= Li2C 0 3+ 2 N H4C1

öntsünk a lítium-karbonát-csapadékhoz sósavat. Mit tapasztalunk?

16*

29.15.2J . táblázat

A NaN03, KC1, NaCl és KN03 oldékonysága(mől/kg t íz )

c° N a N O s KCl NaCl KNO,

0 8,5 4,0 6,0 1,520 10,5 4,6 6,1 3,040 13,5 5,5 6,2 6,560 14,7 6,0 6,3 11,080 17,3 6,7 6,4 16,7

100 20,6 7,5 6,5 24,0




29.16.2. Nátrium-karbonát előállítása

A nátrium-karbonátot konyhasóból és ammónium-hidrogén-karbonátból állíthatjuk elő a következő egyenlet alapján:

NaCl + (NH4)HC03 = NaHCOg + NH4C1

Mivel a nátrium-hidrogén-karbonát jóval kisebb mértékben oldódik^ vízben, minta reakcióban résztvevő többi só, ezért elsősorban ez válik ki.

Mérjünk le 25 g (NH4)2C03-ot, majd finoman elporítva oldjuk fel hidegen12 ml cc. NH4OH és 88 ml víz elegyében. Ezután adjunk az oldathoz 26 g ugyancsakelporított konyhasót, és anélkül, hogy melegítést alkalmaznánk, rázogatás közbenoldjuk fel ezt is. Ha fehér színű kristálylisztkiválást észlelnénk, még egy-kétcsepp cc. NH4OH-ot adjunk az oldathoz, esetleg szűrjük meg. Vezessünk átezután az oldaton tölcsérszerűen kiszélesített végű üvegcső segítségével cc. H2S04--val mosott C02-gázt. (A C02-ot Kipp-készülékben fejleszthetjük.) A gázbevezetőcső végét azért tanácsos kiszélesíteni, hogy a kiváló NaHC03-kristályok el ne töm jék. A C02-gáz bevezetését mindaddig folytassuk, amíg nátrium-hidrogén-karbonátválik ki. Szívótölcséren szívassuk le az anyalúgot, és ismételten buborékoltassuk átrajta a szén-dioxid-gázt. A szűréssel eltávolított nátrium-hidrogén-karbonátotkevés hideg vízzel mossuk, majd szívatással szárítsuk.

A nátrium-hidrogén-karbonátot Na2C03-tá úgy alakíthatjuk át, hogy magasabb hőmérsékletre (kb. 150 C°) hevítjük:

[2 NaHC 03 = Na2COa + C 02 + H 20

A hevítést porcelán tálban vagy tégelyben addig folytatjuk; míg csak gázfejlődéstlátunk. Vizsgáljuk meg, hogy a nátrium-karbonát tartalmaz-e nátrium-kloridszennyezést, és ha igen, úgy kristályosítsuk át vízből. Számítsuk ki a termelési százalékot.

29.16.3. Kálium-karbonát kinyerése fahamuból

50 g fahamuhoz mérjünk 150 ml vizet, majd állandó kevergetés közben forral juk fel, 10—15 percig hagyjuk melegen állni, időnként keverjük fel, majd szívó-tölcséren szűrjük meg. Ha a kapott oldat színes, aktív szénnel derítsük (lásd

1.15.-öt). A tiszta oldatot’vízftirdőn addig pároljuk be, amíg a nehezen oldhatókálium-szulfát kiválása megkezdődik. Kihűlés után a kivált kristályokat szűrésseltávolítsuk el. A szüredéket, amely a kálium-karbonátot tartalmazza, pároljukszárazra, majd a nyert anyagot szárítószekrényben szárítsuk súlyállandóságig. A vízmentes hamuzsírt jó l záró porüvegben tarthatjuk el. Mutassuk ki a termék kálium- és karbonáttartalmát.

29.16.4. Kálium-hidrogén-karbonát előállítása

A KHC03-ot úgy állíthatjuk elő, hogy adott mennyiségű K 2C03-ból hidegen

telített oldatot készítünk, majd ebbe C02-gázt vezetünk:KjCO g+H aO-f COa = 2 KHCOa

Tekintettel a K 2C03 és a KHC03 eltérő oldhatóságára, ami a 29.16.4.1.táblázatból is kitűnik, a kevéssé oldható kálium-hidrogén-karbonát egy része már aC02-gáz bevezetésekor ki fog válni.



ALKÁLI-FOSZFÁTOK 245

A szén-dioxid-gáz bevezetését addig folytassuk, míg az oldatból kivett kisminta a MgS04 semleges oldatával már nem ad azonnal fehér csapadékot. Az alkáli'-karbonátok tömény oldatában ugyanis magnézium-szulfáttal fehér színű, vízben

29.16.4.1. táblázat

A K2C03és a KHC03oldékonysága .

(g/100 g víz)

rosszul oldódó bázisos karbonát keletkezik, míg a hidro

gén-karbonátok* elég tömény oldatban a MgS04-tal márnem adnak csapadékot.

Ha tehát a magnézium-szulfáttal való vizsgálat B o

rán már nem kapunk azonnal csapadékot, a KHC03--tartalmű csapadékos oldatot helyezzük exszikkátorba.Néhány nap múlva a kristályokat szívótölcsérrel különítsük el az anyalúgtól. Az anyagot kevés hideg vízzel való mosás után exszikkátorban szárítsuk meg.Számítsuk ki a termelési hányadot.

29.17. Lítium-foszfát képződése

A lítium-klorid vizes oldatához öntsünk előbbkevés NaOH-oldatot, majd dinátrium-hidrogén-fosz-fát-oldatot. Melegítsük fel az elegyet. A lítium-foszfát fehér színű csapadékalakjában kiválik:

c° KaCO, KHCO,

0 89,4 22,610 109 27,7

20 111 33,330 114 39,140 117 45,350 121 52,060 127 60,0

3 LiC l-f Na2HP04+NaOH = Li3P0 4+ 3 NaC l+H20

29.18. Nátrium-ammónium-hidrogén-foszfát előállítása

Főzőlombikban 10 ml 1 , 68 g/ml fajsúlyú foszforsavat 10 ml vízzel hígítunk,majd tölcséren keresztül, állandó hűtés és keverés közben 26 ml 0,92 g/m l fajsúlyúammónium-hidroxid-oldatot öntünk hozzá. A keletkezett oldatban 20 g vízmentesdinátrium-hidrogén-foszfátot oldunk, majd addig csepegtetünk bele ammónium-hidroxid-oldatot, míg az oldat kémhatása lúgos nem lesz. Az oldatot redős szűrőnleszűrjük, vízfürdőn kezdődő kristálykiválásig bepároljuk, majd félretesszük.

A kivált kristályokat szívótölcséren leszűrjük, és exszikkátorban szárítjuk.

A NaNH4H P04 •4H20 (foszforsó) hevítve ammónia és víz vesztése közbennátrium-metafoszfáttá alakul:

NaNH4H P04 = N aP03+ N H 3-j-H20

A megolvadt, üvegszerű nátrium-metafoszfát számos fém-oxidot — ortofoszfátképződése közben — jellemző színnel old, így a bóraxgyöngyöz hasonlóan ezekkimutatására használható.

A foszforsógyöngy-próbát a következőképpen végezzük: A foszforsót behajlított végű platinadróton hevítjük, míg gyönggyé olvad. (Ha nincs platinadrót,többször kiizzított és 2 0 %-os sósavval tisztított vasdróttal végezzük a kísérletet.

Ekkor kevés fémsót juttatunk az olvadékra, majd a Bunsen-égő oxidáló, illetveredukáló lángjában újra kiizzítjuk. Ha vasdróttal dolgozunk, az izzítás ne tartsonsokáig. Kihűlés után az illető fém foszfátjára jellemző színű gyöngyöt kapunk. Állapítsuk meg, milyen színű lesz a foszforsógyöngy oxidáló illetve redukáló lángban kobalt-, nikkel-, vas- és titán-oxid jelenlétében.




29.19. Ammónram-dikromat előállítása

A króm(VI)-oxid vizes oldatának ammónium-hidroxiddal megfelelő mértékben való semlegesítésekor képződik.

15 g száraz Cr03-ot csepegtető tölcsérrel ellátott csiszolatos lombikban 20 mlvízben feloldunk, majd állandó rázogatás közben hidegvizet csurgatva a lombikra, a

2 0iO 3 + 2 NH4OH = (NH4)2Cr20 7 + H20

■ egyenlet alapján számított mennyiségű tömény NH4OH-ot adunk hozzá a tölcsérenkeresztül. (Ügyeljünk a Cr03 szárazságára és a bemért NH4OH mennyiségére,mert nem megfelelő arányú elegyítésükkor polikromáttal, ill. kromáttal szeny-nyezett (NH4)2Cr20 7-ot kapunk.) Végül a tölcsérben maradt ammóniát kevésvízzel bemossuk, és a képződött ammónium-dikromát-oldathoz cseppenként kb.0,6 ml telített Ba(OH)2-oldatot adunk, hogy a krómsavanhidridet csaknem állan

dóan szennyező szulfátot ily módon leválasszuk. (A becseppentés helyén előszörfehér BaS04, majd a szulfátionok lecsapása után világOBsárga BaCr04 válik le.) A csapadékot rövid forralással tömörítjük (kb. 10— 15 perc), majd redős szűrőnszűrjük, azután vízfürdőn kezdődő kristálykiválásig bepároljuk. Lehűlés után acsapadékot üvegszűrőre gyűjtjük, leBzívatjuk, kevés hideg vízzel mossuk, és«xszikkátorban szárítjuk. A tisztítást átkristályosítással végezhetjük.



30. Az alkáliföldfémek és vegyületeik

30.1. A magnézium és kalcium hatása vízre

Kisebb főzőpohárba öntsünk az alsó harmadáig desztillált vizet, majd hozzá

3—4 csepp fenol-ftalein-oldatot. Azután szórjunk a vízbe Mg-reszeléket vagyMg-szalag darabkákat. Figyeljük néhány percig a pohár tartalmát. Mit tapasztalunk ?

Ismételjük meg ugyanezt a kísérletet Ca-reszelékkel is. A pohár szájához

tartsunk égő fapálcikát.írjuk fel a reakcióegyenleteket!

/

30.2. A magnézium redukáló tulajdonsága

Kb. 1 g magnéziumport keverjünk jól össze ugyanannyi, előzetesen finoman

elporított réz(II)-oxiddal. A keveréket tegyük vastégelybe, majd ezt agyaghárom

szögbe álh'tva, í?ww«se»-égővel kezdjük erősen hevíteni. A felizzás és az eléggé heves

CuO+Mg = Cu+MgQ

reakció lezajlása után hagyjuk a tégely tartalmát kihűlni, majd a maradékotvigyük át főzőpohárba. Az át nem alakult réz(II)-oxidot, valamint a keletkezett

MgO-ot híg sósavban feloldhatjuk, s a redukció útján keletkezett fémes rezetszűréssel eltávolíthatjuk.

30.3. Kalcium-hidrid előállítása

Kb. 30 cm hosszúságú tűzálló üvegcsőbe helyezzünk kalciumreszeléket(0,5—1 g-ot), majd, miután vízszintes helyzetben állványba fogtuk, a cső két

végét egyfuratú parafadugókkal zárjuk le. (Lásd a 30.3.1. ábrát). Az egyik dugófuratán át üvegcső segítségével vezessünk hidrogéngázt. A másik dugón ugyancsak

üvegcső vezet ki, amely pipával áll összeköttetésben. A hidrogéngázt Kipp- készülékben, vízzel 1 : 1 arányban hígított technikai tömény sósavból granulált

cinkkel fejleszthetjük. A hidrogén által magával ragadott sósavat desztillált

vízzel, a vízgőzt tömény kénsavval töltött mosópalackon való átvezetéssel távolítsuk el.

Miután megindítottuk a hidrogénáramot, az üvegpipa végénél fogj uk fel víz felett

szájával lefelé fordított kémcső segítségével a távozó gáz egy részletét, és győződ jünk meg arról, hogy ez tiszta hidrogén-e. (Lásd: 15.1.1. c) pontot.) Ha a felfogottgáz csendesen elég, akkor a vízből emeljük ki a pipát, és a hidrogéngázt gyújtsuk

meg. Most már a kalciumreszelék hevítését is elkezdhetjük. A hidrogénáramot



248 AZ ALKÁLIFÖLDFÉMEK ÉS VECYÜLETEIK

úgy kell szabályoznunk, hogy a buborékok jól számlálhatok legyenek. A melegítésnyomán a kalcium hamarosan felizzik, s ezzel egyidejűleg a hidrogén lángjakisebb lesz. Ha a láng újból a kezdeti alakját veszi fel, a melegítést szüntessük meg,és a készüléket hidrogénáramban hagyjuk lehűlni. Lehűlés után a csőből öntsük ki

va

a kapott anyagot. Mérjük le az anyag súlyát, majd mérjünk le ugyanannyi kalciumreszeléket is. Helyezzük ezeket kémcsövekbe, s mindkét anyaghoz öntsünk azonostérfogatú vizet. Mit észlelünk? írjuk fel a reakcióegyenleteket /

30.4. Magnéziacement előállítása

Oldjunk fel 10 g MgCl2 •6 H20-ot porcelán tálban minimális mennyiségűvízben, majd adjunk hozzá előzetesen kiszámított mennyiségű magnézium-oxi dót,

kis részletekben, állandó kevergetés közben. A magnézium-oxid mennyiségét úgyválasszuk meg, hogy 1 súlyrész vízmentes magnézium-kloridra 2 súlyrész magnézium-oxid jusson.

Miután a magnézium-kloridot az oxiddal elegyítettük, a kapott tésztaszerűtömeget terítsük ki vaslemezre. Néhány óra múlva a magnéziacement kőkeményanyaggá dermed.

30.5. Magnézium-hidroxid képződése

a) Magnézium-klorid-oldathoz öntsünk ammónium-hidroxid-oldatot. Fehérszínű magnézium-hidroxid-csapadék válik ki:

MgClg+2 NH4OH = Mg(OH)2-f 2 NH4C1

A csapadékhoz adjunk feleslegben ammónium-klorid-oldatot, a csapadék oldódik M i a jelenség magyarázata?

b) A magnézium-klorid-oldathoz öntsünk nátrium-hidroxid-oldatot. Ebben%z esetben is Mg(OH)2-csapadék keletkezik:

MgCl2 + 2 NaOH = Mg(OH)2 + 2 NaClOldjuk fel a csapadékot sósavban. írjuk fél a reakcióegyenletet!

30.6. Bázisos magnézium-karbonát előállítása

öntsünk a magnézium-klorid-oldathoz ammónium-karbonátot. Fehér színűcsapadék alakjában bázisos magnézium-karbonát válik ki:

4 MgCla-f 4 (NH4)2C03-{-4 H20 = Mg(OH)a •3 MgCOs •3 HzO+ 8 NH4C1 + C02

A csapadékhoz adjunk ammónium-klorid-oldatot. Mit tapasztalunk?



KLÓRMÉSZ ELŐÁLLÍTÁSA 249

30.7. Magnézium-ammóniám-foszfát képződése

Magnézium-klorid-oldathoz öntsünk előbb ammónium-hidroxidot, majda keletkezett magnézium-hidroxid-csapadékot oldjuk fel a szükséges mennyiségűammónium-klorid-oldatban. Az így kapott oldatot „magnézia mixtúrádnak

nevezik, öntsünk ehhez az oldathoz dinátrium-hidrogén-foszfát-oldbtót. Töményoldatból azonnal, híg oldatból lassan kristályos csapadék válik le:

MgCla+ N H 40H +N aaHP0 4 = Mg(NH4)P04+ 2 N aCl+H20

A csapadékos oldat egy cseppjét nézzük meg mikroszkóppal.

30.8. Mészoltás

Frissen égetett meszet tegyünk porcelán tálba, majd pipettából cseppenkéntadagoljunk hozzá vizet. Figyeljük meg, hogy a növekvő vízmennyiség hatására

milyen változások mutatkoznak. Ha szárazra oltott meszet akarunk előállítani,,annyi vizet kell az égetett mészhez adnunk, hogy az anyag száraz, fehér porráessék szét. Ez a szárazra oltott mész használható fel a klórmész előállításához is.

Ha a szárazra oltott mészhez még tovább adunk vizet, vajkonzisztenciájú(szalonnás), majd tejfelszerű oltott meszet kapunk.

Az ún. mésztejet még további hígítással állíthatjuk elő. Ha a mésztejet állnihagyjuk, idővel a fel nem oldódott kalcium-hidroxid leülepszik. A fölötte levő telített, vizes oldat a meszes víz.

30.9. Klórmész előállítása

PVC

,____ / h

üve ggya p o t

Az előző kísérletben leírt módon előállított, szárazra oltott mésszel töltsünkmeg lazán szélesebb üvegcsövet. A réteg két végét üveggyapot dugókkal zárjukel. A vízszintesen befogott csőegyik végét klórfejlesztő készülékhez csatlakoztassuk, ügyelvearra, hogy az üveg üveggel érintkezzék. A cső másik végén PVC-dugón keresztül vékonyabb

üvegcső nyúlik ki, amelyet előzetesen derékszögben méghaj lí-tottunk. A vékonyabb üvegcsővége kb. 5%-os NaOH-oldatottartalmazó főzőpohárba ér.(30.9.1. ábra).

Miután a berendezést összeállítottuk, lassú áramban kezdjük a klórt átvezetni az oltott mészen:

f /aOH

30.9-1. ábra. Klórmész előállítása

Ca(OH)2+ C l2 = CaCl(OCl) + H aO

Megfigyelhetjük, hogy a cső felmelegszik, és a hidegebb részeken páracseppekrakódnak le.

A keletkezett termék kis részletéhez adjunk reagens sósavat, s mutassuk kia fejlődő klórgázt. Másik részletéhez elegyítsünk 30%-os H20 2-oldatot, s parázslógyújtópálcával győződjünk meg az oxigénfejlődésről. írjuk fel a reakcióegyenleteket /



250 AZ ALKÁLIFÖLDFÉMEK ÉS VEGYÜLETEIK

30.10. Alkáliföldfém-szulfátok előállítása

30.10.1. Magnézium-szulfát előállítása dolomitból

A magnézium-szulfátot (MgS04 7vH20) dolomitból (CaC03 MgC03) úgyállíthatjuk elő, hogy a dolomitot meleg sósavval oldjuk:

CaC03 . MgCOa + 4 HC1 = CaCLj + MgCL, + 2 HaO + 2 C02

majd az oldathoz kénsavat adunk. A kénsav hatására a kalcipm-klorid kalcium--szulfáttá, a magnézium-klorid pedig magnézium-szulfáttá alakul:

CaCLj + MgCl2 + 2 H 2S04 = CaS04 + M gS04 + 4 HC1

A vízben rosszul oldódó CaS04-ot szűréssel eltávolíthatjuk.

30 g finoman elporított dolomitot oldjunk fel számított mennyiségű 20%-qs

HCl-ban, melegítés közben. A kapott oldathoz adjunk annyi, ugyancsak számítottmennyiségű 2 0 %-os kénsavat, amennyi a kloridoknak szulfátokká való átalakításához szükséges. A kivált csapadékot szűréssel távolítsuk el, és a szűrletetpároljuk szárazra. A kapott anyagot oldjuk kevés vízben. (100 g víz 100 C°-on671 g, 20 C°-on pedig 120 g magnézium-szulfátot old.) Az oldatot bepárolva kristályosítsuk. A kapott anyag súlyát mérjük meg, és számítsuk ki a termelési hányadot.

30.10.2. Kalcium-szulfát előállítása

Oldjunk fel 20 g kristályvíztartalmú kalcium-kloridot (CaCl2 •6 H20) vagyazzal ekvivalens mennyiségű vízmentes CaCl2-ot 200 ml vízben. Az oldathoz adjunk

annyi, számított mennyiségű, kb. 50%-os kénsavat, hogy a következő átalakulásvégbemenjen:

CaCl2 + H jjSC^ + 2 HaO = CaS04 • 2 HzO + 2 HC1

A csapadékos oldatot 1 óra hosszat hagyjuk állni, közben néhányszor keverjükfel. A kalcium-szulfát-csapadékot gyűjtsük szívótölcsérre, mossuk ki vízzel, majdszárítószekrényben 60 C°-on szárítsuk. A súlyállandóság elérése után a kapottanyag mennyiségét mérjük meg, és számítsuk ki a termelési százalékot.

Az így előállított kalcium-szulfát-dihidrátot átalakíthatjuk hemihidráttá(CaS04 •1/ 2 H20), ha huzamosabb időre 110 C°-os szárítószekrénybe helyezzük.

A kapott égetett gipsz vízzel péppé keverve vizet vesz fel, újra dihidráttáalakul, és közben köt. Erről úgy győződhetünk meg, hogy kisebb üvegtölcsérbeBima papírszűrőt helyezünk, melyet parafin- vagy lenolajjal előzetesen átitattunk. Az égetett gipszet vízzel sűrű péppé keverjük, majd a tölcsérbe öntjük.

A gipsz hőfejlődés közben hamarosan köt, s a kapott formát a tölcsérből kiemelhetjük.

30,11. Alkáliföldfém-kloridok előállítása

30.11.1, Kalcium-klorid előállítása mészkőből

A kalcium-kloridot (CaCl2 •6 H20) mészkőből sósav segítségével állíthatjukölő:

CaCO j+2 HC1 = CaCl2+COa+ H 20

25 g mészkövet mérjünk magasabb hengerpohárba, adjunk hozzá kb. 100 mlvizet, majd kis részletekben adagoljuk a mészkőhöz a számított mennyiségű



a l k á l i f ö l d f é m-k l o r i d o k é s - k a r b o n á t o k 251

10%-os sósavoldatot. A hengerpoharat óraüveggel fedjük le, hogy a fejlődött

C02-gázzal magával ragadott savcseppeket visszatartsuk. Ha az oldódás befejeződött, az oldatot szűrjük meg redős szűrőn. A kalcium-klorid-oldatot ezután vízfürdőn pároljuk be addig, míg az anyag nagy része kristályos alakban ki nem válik.

A kapott kristályokat gyűjtsük szívótölcsérre, s az anyalúgot újból pároljuk be. A kapott terméket szűrőpapír között szárítsuk.

30.11.2. Bárium-klorid előállítása bárium-szulfátból

A bárium-kloridnak (BaCl2 2 H20) bárium-szulfátból történő előállítására

úgy járhatunk el, hogy a BaS04-ot előbb' szénnel magas hőmérsékleten bárium-szul-

fiddá redukáljuk, majd sósavban oldjuk:

BaS04+ 4 C = BaS+4 CO

BaS-f 2 HC1+2 H zO = BaCl2 . 2 HgO+HgS

Mérjünk le 30 g BaS04-ot, és az elméletileg számított faszénmennyiség kétszeresé

vel dörzsöljük el mozsárban finom porrá. A bárium-szulfát és faszénpor keverékét

öntsük samott-tégelybe, majd a felületére szórjunk még faszénport. Ezutánhelyezzük a tégelyt samott szigetelésű kis gázkemencébe, s előbb kisebb gázlánggalmelegítsük fel, majd teljes gázárammal hevítsük 1—2 órán át. Az izzítás befeje

zése után ismét kisebb lángot alkalmazzunk, hogy a kemence lassan hűlni kezdjen. A láng eloltása után a kemence felső nyílását azbesztlappal fedjük be. Miután a

tégely tartalma teljesen kihűlt, öntBük át nagyobb lombikba, és fülke alatt adjuk

hozzá a számított mennyiségű 10%-os HCl-at. Várjuk meg, míg a H2S-fejlődésbefejeződik, s azután melegítsük fel a lombik tartalmát. Az elegyet redős szűrőn

szűrjük, majd vízfürdőn kezdődő kristálykiválásig pároljuk be. (100 g víz 100 C°-on,

77 g, 20 C°-on pedig 45 g BaCl2 2 H20-ot old.) Az anyalúgot újból bepárolhatjuk ésa kristályokat szűrőpapír között száríthatjuk.

30.12. Alkáliföldfém-karbonátok tulajdonságai

30.12.1. Kalcium-, stroncium- és bárium-karbonát előállítása

A kalcium-, stroncium-, illetve báriüm-karbonátót legegyszerűbben úgy állíthatjuk elő, hogy valamilyen vízben oldható sójukat Na2C03-tal reagáltatjuk.

A kalcium-karbonát előállítására pl. CaCLj-ból indulhatunk ki:

CaCl2 -l-Na2C03 = CaC03+2 NaOl

15 g kristályos kalcium-kloridot (CaCl2 •6 H20) oldjunk fel 100 ml vízben, s ha az

oldat zavaros lenne, redős szűrőn szűrjük meg. Az oldatot forraljuk fel, és a forró

oldathoz, cseppenként adagoljuk a nátrium-karbonát-oldatot, amelyet úgy készí

tettünk, hogy a számított , mennyiségű Na2C03-ot (ha kristályvíztartalmú szódáthasználunk, természetesen számításba kell venni a víztartalmát is) kevés vízbenoldottuk. A levált csapadékot hagyjuk ülepedni, majd szűrjük le szívótölcséren.

Az ily módon összegyűjtött kalcium-karbonátot ezután hideg vízzel addig mossuk,

míg a lecsepegő folyadék már nem ad AgN03-tal csapadékot. A jól kimosott anya

got szárítószekrényben 100—110 C°-on szárítsuk állandó súlyig. Határozzuk

meg a termelési százalékot.Ugyanilyen módon állíthatjuk elő a stroncium- és a bárium-karbonátot is.



252 AZ ALKÁLIFÖLDFÉMEK ÉS VEGYÜLETEIK

80.12.2. A kalcium-karbonát termikus disszociációja

Az előző kísérletben előállított CaCOa egyik részletét dörzsöljük el kevésvízzel, majd vizsgáljuk meg a kapott pép kémhatását. A kémhatásnak semlegesnekkell lennie.

A kalcium-karbonát másik részletét szórjuk porcelán tégelybe, majd a tégelythevítsük 8 —10 percig erős fúvólánggal. Lehűlés után a tégely tartalmát keverjükössze vízzel, és vizsgáljuk meg az oldat kémhatását lakmuszpapír segítségével. Mi az oka a kémhatás megváltozásának?

30.13. Stroncium-nitrát előállítása

A stroncium-nitrát |Sr(N03)2|előállítása stroncium-szulfátból úgy történhet,hogy azt előbb szénnel SrS-dá redukáljuk, majd a stroncium-szulfidot salétromsavsegítségével nitráttá alakítjuk:

SrS04+ 2 C = SrS+2 C0 2

SrS-f 2 HNOa = Sr(NOg)2- f HjjS

Az eljárás azonos a bárium-klorid előállítására leírt módszerrel.

30.14. Az alkáliföldíém-ionok tulajdonságai

a) Kémcsövekben levő kalcium-klorid-, stroncium-klorid- és bárium-klorid-

-oldathoz adjunk rendre kénsavoldatot, gipszes vizet, majd telített stroncium--szulfát-oldatot. Milyen különbségeket észlelünk ? Hosszabb idő múlva nézzük megismét a kémcsövek tartalmát. Hol mutatkozott változás?

b) Állítsunk elő kalcium-, stroncium- és bárium-oxalát-csapadékot oly módon,hogy kalcium-, stroncium-, illetve bárium-klorid-oldathoz (semleges kémhatásúlegyen) ammónium-oxalát-oldatot elegyítünk. A keletkezett csapadékokat osszukhárom részre, majd az egyes részletekhez adjunk rendre ecetsav-, sósav- és salétromsavoldatot. Mély csapadékok oldódnak és milyen oldószerben?

c) Állítsunk elő kalcium-szulfát-csapadékot kalcium-klorid- és ammónium--szulfát-oldat elegyítésével. Mikor az (NH4)2S04-oldat újabb részlete hatásáracsapadék már nem képződik, tehát a lecsapószer már feleslegben van, a csapadékotszűréssel távolítsuk el. Ezután adjunk a szűrlethez ammónium-oxalát-oldatot.

A szűrlet a kalcium-oxalát képződése miatt megzavarosodik. írjuk fél a reakció

egyenleteket és a jelenség magyarázatát.

30.15. Kalcium-karbid előállítása

A kalcium-karbidot (CaC2) elemeiből izzítással állíthatjuk elő:

Ca -f 2 0 = CaC2

5 g kalciumreszeléket és ugyanannyi faszénport dörzsöljünk össze mozsárban. A porkeveréket helyezzük vastégelybe. A tégelyt tégelyfedővel lefedve, gázfűtésűtégelykemencében erősen izzítsuk Teklu-égŐvel. A reakció 5— 10 perc alatt végbemegy, amit a felszálló finom szénpor sziporkázása is jelez. Ekkor vegyük el a lángot,



KALCIUM-NITRID ELŐÁLLÍTÁSA 253

és a tégelyt kiemelve, lefedve azbesztlapon hagyjuk kihűlni. A termék akkor jó, halegalább a tégely közepében szivacsos tömeggé sült össze. A kapott termék egyrészét szórjuk kémcsőbe, és öntsünk rá kevés vizet. Néhány másodperc múlva afejlődő gázt meggyújthatjuk. A megmaradt kalcium-karbidot a tégelyből kivéve,kissé aprítsuk el, és jól záró porüvegben tároljuk. írjuk fel a reakcióegyenletet!

30.16. Kalcium-nitrid előállítása

Vasháromlábon levő tiszta vaslapra helyezzünk kb. 1 g-nyi Ca-reszeléket. A vaslapot kezdjük el alulról erősen hevíteni. Miután a kalcium élénk fényjelenségközben elégett, a visszamaradt anyagot szórjuk kevés vizet tartalmazó kémcsőbe. A kémcső száját lazán zárjuk el vattadugóval, hogy a folyadékcseppeketvisszatartsuk, majd a kémcső nyílásához tartsunk megnedvesített vörös lakmuszpapírt. A papír megkékül. Miért? írjuk fél a reakció egyenletét!



31. Az alumínium és vegyületei

31.1. Az alumínium oxidációja

Tisztítsunk meg alumíniumlemezt csiszolópapírral, majd a friss fémfelületre

cseppentsünk kb. 1%-os higany(H)-klorid-oldatot. Ha az alumínium felülete a

csepp alatt már megszürkült, rázzuk le a folyadékcseppet, és a még ottmaradtkis nedvességet dörzsöljük szét enyhén vattával vagy szűrőpapírral. Ha most az

alumínium lemezt a levegőn állni hagyjuk, az gyorsan oxidálódik, úgy, hogy azalumínium-oxid a szemünk láttára képződik rostos alakban. Miért nem változnak

meg levegőn a gyakorlatban használt alumínium tárgyak ?

31.2. Alumíniumtermit

Az alumínium alkalmas körülmények között az oxigént más fémek oxid-

jaitól is elvonja, és azokkal alumínium-oxiddá egyesül. A reakció jelentékeny

hőfelszabadulással jár:

3 Fe30 4 + 8 A1 = 4 Al2Oa + 9 Fe AB = — 811 kcal

Keverjünk össze alaposan 26 g vas(II, III)-oxidot (Fe30 4) és 6 g finom alumínium-

port, majd a porkeveréket tegyük kb. 3—4 cm széles és 6—8 cm magas fémdobozba(konzerves doboz) (28.1.1.1. ábra). A keverék közepébe fúrjunk gyújtópálcával

kis lyukat, s abba szórjuk 1 g vaspor és 1 g kálium-permanganát por előzetesen

plkészített keverékét. Erre a gyújtókeverékre szórjunk még kb. 1 g magnézium-

port, majd az egészet vékony termitkeverékkel fedjük le. A gyújtókeverék köze

pébe helyezzünk 8— 10 cm hosszú magnéziumszalagot.

A dobozt állítsuk vasháromlábra helyezett virágcserép közepére. A vashárom-láb alá homokkal telt tálcát tegyünk, amire még a virágcserép nyílása alá vízzel telt

szélesebb fémdobozt állíthatunk. A meggyújtást lehetőleg a szabadban végezzük, és

használjunk védőszemüveget! Ilyenkor előbb a magnéziumszalagot gyújtsuk meg

égő fapálcikával, majd néhány lépéssel húzódjunk hátrább. Az égő Mg-szalagtól

előbb a gyújtókeverék kezd égni, majd a reakció átterjed a termitkeverékre is. A hőmérséklet eközben 2000 C° fölé emelkedhet; ezen a magas hőmérsékleten a

vas megolvad, s a cserép nyílásán-keresztül kifolyik. A folyékony vas a vízbe

jutva azt elbontja, s ezáltal hidrogén, illetve durranógáz keletkezik. A keletkezett

gáz részben elég.Mivel az alumínium a legtöbb fém-oxidot redukálja, a termitreakció első

sorban olyan fémek előállítására használható, melyeknek oxidja szénnel nem

redukálható.



AZ ALUMÍNIUM TULAJDONSÁGAI 255

31.3. Yízbontás alumíniummal

Aluminium drót- vagy lemezdarabokat tegyünk ki 1—2 percig kémcsőben kb..1%-os higany(II)-klorid-oldat hatásának. Ezután az oldatot öntsük ki, a visszamaradt fémet öblítsük le néhányszor vízzel, s az így előkezelt alumíniumra önt

sünk annyi vizet, hogy az ellepje. Figyeljük meg a hidrogéngáz fejlődését és azt,,hogy az oldat a kiváló Al(OH)3-tól idővel zavaros lesz.

31.4. Az alumínium kölcsönhatása savakkal és lúgokkal

a) Kémcsövekbe helyezett Al-forgácsra öntsünk 20 % -os sósavat, kénsavat és-,salétromsavat. Figyeljük meg, hogy legélénkebb a hidrogénfejlődés a sósavhatására, gyengébb a kénsav, és egyáltalán nem következik be a salétromsavesetében.

b) öntsünk ugyancsak kémcsőben levő Al-forgácshoz fülke alatt cc. H N03-at.Figyeljük meg, hogy hidegen mutatkozik-e változás, majd melegítsük fel óvatosana kémcső tartalmát. Mit észlelünk?

c) Az alumínium forgácsot reagáltassuk nátrium-hidroxid- vagy kálium-hid-roxid-oldattal. Ha a reakció hidegen Dem indulna meg, enyhe melegítést alkalmazhatunk. A kapott oldatot tegyük el a következő kísérlet céljaira.

31.5. Az alumínium-hidroxid amfoter jellege

a) Az előző kísérletben az alumíniumnak NaOH-dal való oldásakor keletkezett anyaghoz adjunk cseppenként híg sósavoldatot. Milyen változásokat figyel

hetünk meg a növekvő sósavmennyiség hatására? Mi ezek magyarázata?

b) Az alumínium-klorid vizes oldatához öntsünk kevés, majd több nátrium--hidroxid-oldatot. Kevés nátrium-hidroxid hatására fehér, kocsonyás állományú

Al(OH)3-csapadék keletkezik:

A1CI3 + 3 NaOH = Al(OH)3 + 3 NaCl

mely a nátriumhidroxid feleslegében aluminát képződése közben feloldódik:

Al(OH)3,+ NaOH = Na[Al(OH)4]

31.6. Timföld előállítása bauxitból

Az alumínium ipari előállításának első lépése a timföld (AL j0 3) gyártása bauxitból nyomáson végzett lúgos (Bayer-féle) feltárással. Az A120 3 azonban szárazúton is előállítható, ha a bauxitot szódával izzítjuk. Magas hőmérsékleten ugyanis ,a bauxitból nátrium-meta-aluminát keletkezik:

AL j0 3 + NasCOa = 2 NaA102 + C02

Minthogy a nátrium-meta-aluminát és a szóda esetleges feleslege vízben jótoldódik, a bauxit változatlanul maradt alkatrészei viszont nem, az elkülönítésszűréssel megoldható. Az aluminátoldatból az alumínium-hidroxid pl. C02 bevezetésével választható le:

2 Na [Al(OH)4] + C02 = 2 Al(OH )3 + NaaC03 + H20

Az alumínium-hidroxid-osapadékot izzítással ALj03-dá alakítják.



256 AZ ALUMÍNIUM ÉS VEGYÜLETEI

20 g bauxitot a nedvességtartalom eltávolítása végett 15 percig izzítsunk,majd a kihűlt anyagot porítsuk el. Miután összekevertük a számított mennyiségűvízmentes szódával, vastégelyben izzítsuk kb. 3 óra hosszat. Kihűlés után az anyagot porítsuk el, s öntsünk hozzá 150 ml forró vizet. Ezzel rázogatva oldjuk ki akeletkezett nátrium-aluminátot, s] szívótölcsér segítségével különítsük el az

oldhatatlan vörösiszaptól. A fennmaradó iszapot mossuk át forró vízzel. A tisztaoldatot hígítsuk 300 ml-re, s vezessünk bele C02-gázt. Ennek hatására Al(OH)3 ésNa2C03 keletkezik. A kicsapódott alumínium-hidroxidot szűrőtölcséren szűrjük, ésaddig mossuk, amíg a,lecsepegő mosófolyadék lúgos kémhatást már nem mutat.

A szűrletbe még vezethetünk széndioxidot annak ellenőrzésére, hogy a lecsapásteljes volt-e.

Az összegyűjtött Al(OH)3-csapadékot szárítsuk meg, majd porcelán tégelybenizzítással alakítsuk át Al20 3-dá. Az izzítást kb. 20 percig kell folytatnunk.

31.7. Alumínium-szulfid előállítása

Lásd 9.6.4.

31.8. Alumínium- szulfát előállítása

Az alumínium-szulfát |Al2(S04)3*18 H20| előállítása céljából 5,2 ml cc. H2S04-atöntsünk óvatosan 100 ml vízbe, majd a kapott kénsavoldatot forraljuk fel. A lángot elvéve, a forró kénsavba szórjunk kis részletekben 1,6 g alumíniumdarát.Ügyeljünk arra, hogy ne legyen túl heves a hidrogénfejlődés:

2 A1 + 3 H2S04 = A12(S04)3 + 3 H2

Ha már az egész mennyiséget a pohárba adagoltuk, a poharat lefedve, helyezzük vízfürdőre, hogy a fém oldódjék. Ha a reakció végefelé az oldódás nagyonlassú lenne, az elegyet felforralhatjuk.

Redős szűrőn való szűrés után az oldatot vízfürdőn pároljuk be addig, amíga kristályosodás meg nem indul. Az anyagot tegyük félre, és néhány nap múlvaa kristályos tömeget, amely hajlamos arra, hogy az anyalúgot nagymértékbenmagába zárja, üvegbottal nyomkodjuk szét, majd szívassuk le. A fennmaradt

kristálypépet célszerű szívatás közben üvegdugóval nyomkodni, hogy az anyalúgtól megszabadítsuk. Az összegyűjtött alumínium-szulfátot szűrőpapír közöttszáríthatjuk. Az anyalúgot további bepárlással feldolgozhatjuk. A kapott kristályos alumínium-szulfátot néhány órára helyezzük kalcium-kloridos exszikkátorba,majd a súlyát lemérve, számítsuk ki a termelési százalékot.

31.9. Timső előállítása

a) A közönséges timsót /KA1(S04)2 •12 H20 / kálium-szulfát- és alumínium-szulfát-oldatok elegyítésével és kristályosításával állíthatjuk elő a legegyszerűbben:

[KjSC^ + A12(S04)3 + 24 H20 = 2 KA1(S04)2 - 12 HaO

Készítsünk 10— 10 ml hidegen telített alumínium-szulfát-, illetőleg kálium-szulfát--öldatot. Szűrés után a két só vizes oldatát öntsük össze. Hamarosan apró timsó-kristálykák kiválását figyelhetjük meg.



AZ ALUMÍNIUMION REAKCIÓI 257

b) A timsót kaolinból (A^Og ■ 2 Si02 •2 H20) is előállíthatjuk. Ilyenkoelőbb alumínium-szulfátot kell készítenünk, majd az alumínium-szulfátot kálium--szulfáttal összekristályosítva, kapjuk a timsót. Az alumínium-szulfát előállításavégett a kaolint tömény kénsavval hevítjük:

A12Os

•2 SiO* •2 H20 + 3 HjjS04 = AySO^g + 5 H20 + 2 Si02

Dörzsöljünk el 25 g kaolint porcelán tálban 20 ml cc. H2S04-val, majd az anyagotkis lángon, fülke alatt kezdjük el homokfürdőn gyengén melegíteni. A melegítéstlehúzott fülkeajtó mellett később fokozzuk, s mindaddig folytassuk, amígfehér kénsavgőzök kezdenek eltávozni. Kihűlés után a nyert tömeget finoman porít-Buk el, majd előbb 150 ml, később háromszor 50 ml forró vízzel különítsük el azoldható alumínium-szulfátot az oldhatatlan Si02-tól. Ezt szűréssel végezhetjük. A szűrletben oldjunk fel 14 g kálium-szulfátot, s a timsót bepárlással kristályosítsuk. Ha nagyobb timsókristályt akarunk előállítani, a hideg anyalúgba tegyünk

fejlettebb timsókristályt, s az egészet rázkódásmentes helyen huzamosabb ideighagyjuk állni. A bepárolt és lehűtött timsó anyalúgba krómtimsó kristályt is helyezhetünk,

ebben az esetben az izomorfia jelenségét tanulmányozhatjuk.

31.10. Az alumíniumion néhány reakciója

a) öntsünk alumínium-klorid-oldathoz nátrium-acetát-oldatot, majd forraljuk fel az elegyet. A forralás hatására fehér színű bázisos alumínium-acetátcsapadék válik ki:

AlClj + 2 H30 + 3 CHgCOONa = Al(OH)s(CH3COO) + 3 NaCl + 2 CH3COOH

b) Az alumínium-foszfátot úgy állíthatjuk elő, hogy az alumínium-klorid--oldatához dinátrium-hidrogén-foszfát-oldatot elegyítünk:

AICI3 + 2 NaaH P04 = AlP04+ 3 NaCl+NaH2PÓ4

Vizsgáljuk meg, hogy a fehér, kocsonyás alumínium-foszfát-csapadék savakban,illetve lúgokban oldódik-e.

, c) Állítsunk elő alumínium-hidroxid-csapadékot oly módon, hogy alumínium--klorid-oldathoz ammónium-hidroxidot adunk. A keletkezett csapadékot vattán1való szűréssel (például préBSzűrőben, lásd 1.14.10. ábrát) az anyalúgtól elkülönítjük, majd desztillált vízzel addig mossuk, míg a vattára cseppentett fenol--ftalein már nem pirosodik meg. Ha a csapadékra telített nátrium-fluorid-oldatot2cseppentünk, nátrium-[hexafluoro-aluminát] keletkezik, s egyidejűleg nátrium--hidroxid is képződik:

A ~)H)3 + 6 NaF = Na3 [AlFfl] + 3 NaOH

1 A szűrésre ebben az esetben papírt ne használjunk, mert a közönséges szűrőpapír— a benne levő szennyezések miatt ■— a fenol-ftalein és nátrium-fluorid hatására rózsaszínűvé válhat.

2 A nátrium-fluorid-oldatnak semlegesnek kell lennie. (A fenol-ftáléint ne pirosítsameg.) A nátrium-fluorid-oldat eltartására a polietilén edény előnyös. Üvegben eltartottnátrium-fluorid-oldat lassan megtámadja az üveget, és kémhatása bázikussá válik.

17 Általános és szervetlen kém iai praktiku m — 4284/1.



260 AZ ÓNCSOPORT FÉMÉI ÉS VE GY ÜL ETEIK

32.4. Az ólom oxidjainak előállítása és tulajdonságai

32.4.1. Sárga ólom-oxid előállítása

1Ö g ólom(II)-karbonátot vagy vele egyenértékű bázisos ólom-karbonátottegyünk porcelán tégelybe, és samott szigetelésű gázkemencében addig hevítsük,

amíg a keletkezett ólom(II)-oxid megolvad.PbC03 = PbO + C02

Az olvadékot öntsük gyorsad ólom- vagy vaslemezre, és figyeljük meg a sárgaszínű ólom(H)-oxid kristályosodását. Mérjük még az anyag súlyát. Számítsuk ki a termelési százalékot.

32.4.2. Az óIom(II)-oxid redukciója

Porcelán mozsárban dörzsöljünk el 5 g ólom(II)-oxidot és 0,5 g faszénport,majd a keveréket üvegbottal való kevergetés közben hevítsük vastégelyben, erősgázlánggal kb. 10 percig. Mit észlelünk? írjuk fél a reakcióegyenletet.

32.4.3. Ólom(iy)-oxid előállítása

Az ólom(IV)-oxidot ólom-acetátnak nátrium-hipoklorittal történő oxidáció jával állíthatjuk elő:

Pb(CH3COO)2 -j- 2 NaOCl = P b 0 2 + 2 CH3COONa + CLj

Az egyenlet alapján, a számított mennyiségnél kb. 50%-kal több NaOCl-ot

készítünk nátrium-hidroxid-oldatnak klórgázzal hidegen történő telítésével. Számítsuk ki azt is, hogy mennyi ólom(II)-acetátból /CH3COO)2Pb •2 H20 / kell kiindulnunk, ha 5 g ólom(IV)-oxidot akarunk előállítani. Ezt az ólom-acetát-mennyi-aóget oldjuk fel 1 0 0 ml vízben, és ehhez az oldathoz öntsünk lassú kevergetés közben NaOCl-oldatot. Az elegyítést fülke alatt végezzük a reakcióban fejlődő klórmiatt. A csapadékos elegyet melegítsük 1 óra hosszat vízfürdőn, hogy ezáltal afelesleges klórt elűzzük. A csapadékot gyűjtsük szívótölcsérre, s addig mossukdesztillált vízzel, amíg a leosepegŐ folyadék AgN03-tal már nem ad csapadékot.

Az így kimosott csapadék még tartalmazhat kétértékű ólomvegyületeket.Ezeknek eltávolítása érdekében az anyagot 100 ml 5%-ob HN03-oldattal 1 óránát vízfürdőn melegítsük. A feloldódott ólomvegyületeket ezután szűréssel eltávolíthatjuk, a csapadékot vízzel alaposan kimossuk, majd szárítószekrényben80—100 0°-on súlyállandóságig szárítjuk. Számítsuk ki a termelési hányadot /

32.4.4. Mínium előállítása

A míniumot (Pb304) kálium-klorátnak .és ólom(II)-oxidnak tűzfolyós reakció jával állítjuk elő. A megömlesztés elősegítésére a keverékhez kálium-nitrátot isadunk.

Előzetesen szárítószekrényben szárított ólom(II)-oxidból mérjünk le 10 g-ot,majd ezt keverjük jól össze 2,5 g kálium-kloráttal és 20 g kálium-nitráttal. A keveréket vastégelyben ömlesszük meg. Ilyenkor előbb ólom-oxid, majd a vörösizzáshőmérsékletén mínium keletkezik. Az izzó tégelyt mártsuk be félig hideg vízbe.

A hirtelen bekövetkezett] lehűléskor a mínium a tégely falától elválik. Kihűlésután az ömledéket: pontsuk el, majd dekantálva mossuk. Az át nem alakult



AZ ÓN VEGYÜLETEI 261

ólom(H)-oxidot úgy távolíthatjuk el, hogy a míniumot híg NaOH-oldattal főzzük.Szűrés, majd mosás után a tisztított terméket szárítószekrényben szárítsuk.

Kevés míniumhoz öntsünk híg salétromsavat, és melegítsük addig, amíg aszíne az ólom(IV)-oxid képződése miatt barna nbm lesz. Szűrjük meg a csapadékos

elegyet, és a szűrlethen mutassuk ki a kétértékű ólom jelenlétét pl. kénsav segítségével. írjuk fel a reakcióegyenleteket /

32.5. Az ón-hidrogén képződése

Az ónvegyületek atomos hidrogén hatására kismértékben SnH4-né alakulnak,melynek jelenléte úgy állapítható meg, hogy a színtelen Búnsen-lémgot kék színűrefesti (lumineszcencia-próba). Érzékeny és jellemző reakció az ón kimutatására.

ónvegyületet tartalmazó oldatból cseppentsünk óraüvegre 2—3 cseppet,és-tömény sósavoldatból 3—4 cseppet. Az oldatot vízzel félig telt kémcsővel meg

keverjük, majd a kémcsövet teljesen kinvitott levegőnyílással égő Teklu-égőlángjába, kb. 1 cm-re a mag fölé tartjuk, ón jelenlétében a kémcBŐ felületén kékesen lumineszkáló láng észlelhető. A reakció szilárd ónvegyület, pl. ón(IV)-oxidtömény sósavas szuszpenziójával is elvégezhető.

32.6. Az ón kölcsönhatása savakkal és lúgokkal

a) Kémcsövekben levő óndarabkákhoz öntsünk híg kénsavat, illetőleg sósavat. Figyeljük meg a fém viselkedését előbb hidegen, majd melegítés közben.

b) óndarabkára öntsünk híg salétromsavat, s azzal hagyjuk állni néhánypercig. Ezután öntsük le a folyadékot, és NaOH-dal való lúgosítás után mutas

suk ki az ammónia jelenlétét.c) óndarabkára Öntsünk tömény salétromsavat. Figyeljük meg a fehér

színű fü-metaónsav képződését.d) Kémcsőben levő óndarabkára öntsünk töményebb Na0H-, illetve KOH-

oldatot. Az ón sztannit alakjában, hidrogénfejlődés közben feloldódik. írjuk fel a reakcióegyenletet /

32.7. Az ón(II)- és ón(IY)vegyületek viselkedése

a) SnC^-oldathoz adjunk cseppenként NaOH-oldatot. Fehér színű Se (0H)2-

-csapadék keletkezik. A csapadékot osszuk két részre, s az egyik részlethez adjunktovább nátrium-hidroxidot: a csapadék feloldódik. A másik részlethez öntsünksósavat: a csapadék szintén oldódik. írjuk fél a reakcióegyenleteket!

b) HgCl2-oldathoz öntsünk előbb kevés, majd több SnCl2-oldatot. Ha az ón(H)--klorid-oldat már feleslegben van, melegítsük fel a kémcső tartalmát. Milyen változásokat észlelünk? M i ezeknek a magyarázata?

c) SnCl2-oldathoz adjunk annyi híg NaOH-oldatot, hogy a kezdetben leválófehér színű csapadék éppeü oldódjék. Az így előállított nátrium-sztannit-oldathozöntsünk bizmut-nitrát-oldatot: fekete csapadék alakjában fémes bizmut válik ki.

d) Oldjunk fel kevés ón(II)-kloridot minimális mennyiségű vízben úgy, hogya vizet cseppenként adagoljuk hozzá. A kapott tömény oldátot azután hígítsuk felsok vízzel. Az ón(II)-klorid a sok víz hatására hidrolizál;

SnCljj + H20 = Sn(OH)Cl + HCl

és a keletkező bázisos só fehér csapadék alakjában kiválik.



262\

AZ ÓNCSOPORT FÉMÉI ÉS VEGYÜLETEIK

e) Kémcsövekben levő SnCl2-, illetve SnCl4-oldatókhoz öntsünk kén-hidro-génes vizet, vagy vezessünk beléjük üvegkapillárison keresztül HaS-gázt. Az ón(II)--klorid-oldatból barna színű én(II)-szulfid, az ón(IV)-klorid-oldatból pedig sárgaszínű ón(iy)-szulfid-csapadék válik le.

öntsünk mindkét csapadék kis részletéhez híg HCl-oldatot, s figyeljük meg,hogy oldódnak-e? A csapadékok másik részletének oldhatóságát vizsgáljuk megammónium-szulfiddal.

Végül győződjünk meg arról is, hogy az ammónium-poliszulfid hogyan hat azón(II)-8zulfid-, illetve ón(IV)-szulfid-c8apadékra.

32.8. ón(IV)-sznlíid előállítása

Készítsünk 10 g ón(IV)-szülfidot a következő egyenlet alapján:

SnS + S = SnS8

A számított mennyiségű ón(II)-szulfidot keverjük össze mozsárban 3 : 1 : 1 arányban kénporral és ammónium-kloriddal. A keveréket vigyük nehezen olvadó kémcsőbe, majd ezt csaknem vízszintes helyzetben lazán fogjuk be. A kémcsövetállandó forgatás közben kis lánggal kezdjük el óvatosan melegíteni. A hőmérsékletet emeljük addig, amíg az ammónium-klorid lassan szublimálni kezd. A melegítést addig folytassuk, amíg az ammónium-klorid egész mennyisége, valaminta kónfelesleg el nem párolog, a vörösizzás hőmérsékletén túl azonban ne, mertmagasabb hőmérsékleten a keletkezett ón(IV)-szulfid is elbomlik. Tulajdon

képpen az ammónium-klorid jelenléte is azért szükséges, mert párolgása jelentékeny mennyiségű hőt von el, és ezáltal a rendszert megóvja a túlmelegedéstől. Az így előállított ón(IV)-szulfid narancssárga színű, kristályos anyag.

32.9. Az ólom kölcsönhatása savakkal

Kémcsövekben ólom darabkákra öntsünk rendre híg sósavat, kénsavat,majd salétromsavat. Mit tapasztalunk? Melegítsük fel a kémcsövek tartalmát.

Mutatkozik-e változás?Ismételjük meg az oldási próbát tömény sósavval, kénsavval és salétrom

savval, melegítve is. Mely esetben tapasztalható változás? Írjuk fel a reakcióegyenleteket!

/ 32.10. Az ólom reakciói

a) Állítsunk elő ólom(II)-hidroxid-csapadékot úgy, hogy ólom(II)-nitrát--oldathoz cseppenként NaOH-oldatot adagolunk. A kapott csapadékot osszukkét részre, s az egyik részletéhez adjunk további nátrium-hidroxidot, a másikhozpedig híg salétromsavat. A csapadék mindkét^setben feloldódik. írjuk fel a reakció egyenleteket /

b) ólom(II)-nitrát-oldathoz öntsünk kén-hidrogénes vizet. Fekete színű ólom(II)-6zulfid-CBapadék keletkezik. Nézzük meg, hogy a csapadék oldódik-e

ammónium-szulfidban, valamint híg, illetve tömény salétromsavban.c) öntsünk ólom(II)-nitrát-oldathoz híg sósavat. Fehér színű ólom(II)-klorid-

-csapadék válik ki. Melegítés hatására a csapadék feloldódik, majd lehűtéskor kristályos alakban újból kiválik.



AZ ÓLOK VEGYÜLETEJ 263

d) ólom(II)-mtrát-oldatot elégítsünk Ki-oldattal. A keletkezett csapadékrólöntsük le a folyadékot, majd forralás közben oldjuk fel desztillált vízben. Lehűléskor aranysárga Pbl2 kristálykák válnak ki. Nézzük meg a kristályokat mikroszkóppal.

e)

öntsünk ólom-nitrát-oldathoz kálium-kromát-oldatot. Sárga színű PbCr04

keletkezik. Nézzük meg, hogy a csapadék ecetsavban, nátrium-hidroxidban,illetve salétromsavban oldódik-e?

32.11. Bázisos ólom-kromát (krőmvörös) előállítása

A bázisos ólom-kromát előállítása céljából előbb ólom(II)-kromátot készítünk:

Pb(N08)2 + KjCrO* = 2 KNOa + PbCr04r

majd azt kálium-hidroxid segítségével krómvörössé alakítjuk:2 PbCr04 -f- 2 KOH = KgCrO* + PbCr04 . PbO + H20

, . \.12 g ólom(Il)-nitrátót és 6 g kalium-kromátot oldjunk fel külön-külön forró vízben, majd az oldatokat keverés közben elegyítsük. A kiválott, sárga színű ólom(II)--kromát-csapadékot gyűjtsük szívótölcBérre, s vízzel alaposan mossuk ki. A csapadékot ezután vigyük át porcelán tálba, és adjuk hozzá a számított mennyiségűKOH 10%-os vizes oldatát. Ezzel főzzük vízfürdőn 1 óra hosszat, majd a csapadékot gyűjtsük szívó tölcsérre, s vízzel mossuk mindaddig, amíg a mosóvíz már nem

színesedik. A terméket 100 C°-on száríthatjuk. I

32.12. őlom(II)-nitrát előállítása keményólomból

A keményólom az ólmon kívül még kevés antimont is tartalmaz. Ha ezt azötvözetet salétromsavban oldjuk, az ólom ólom(H)-nitráttá, az antimon pedigvízben és salétromsavban oldhatatlan Sb20 6-dá alakul:

Pb -f-4 HN03 = 2 H20 + 2 N02 + Pb(N03)2

2 Sb 4-10 HN03 = 5 H20 4-;i0 N02 -f jSb20 5

Lombikban levő 15 g keményólomhoz öntsünk 50 ml vizet és 5 ml cc. HNOa-at,majd fülke alatt addig melegítsük, amíg barna színű nitrózus gőzök távoznak. A salétromsav mennyiségét pótoljuk, és a melegítést folytassuk addig, amíg az ólomegész mennyisége fel nem oldódott. Az elegy térfogatát egészítsük ki 100 ml-re,majd hidegen szűrjük. A szűrletet kézdődő kristálykiválásig pároljuk be vízfürdőn,s azután tegyük félre. A kivált kristályokat szűréssel különítsük el az a nyaló g-tól, melyből azután bepárlással további Pb(N08)2-ot állíthatunk elő.

32.13. Bázisos ólom-karbonát előállítása%

ólom(H)-acetát-oldathoz adjunk kevés ólom(H)-oxidot, s forraljuk fel az elegyetkémcsőben. Lehűtés után szűrjük meg az anyagot, s a szűrletbe vezessünk C02--gázt. Ennek hatására fehér bázisos ólom(II)-karbonátból álló csapadék (ólomfehér) válik le. A csapadékot szűrjük, majd szűrőpapírok között szárítjuk.



264 AZ ÓNCSOPORT ELEMEI ÉS VEGYÜLETEIK

32.14. ^lomiehér előállítása elektrolízissel

Az előállítás lényege az, hogy nátrium-karbonát és nátrium-klorát együttesoldatát ólomelektródok között elektrolizáljuk. A katódon hidrogéngáz fejlődik,

az anódon viszont ólomionok keletkeznek, amelyek azután a karbonátionokkalvízben oldhatatlan bázisos ólom(II)-karbonát-csapadékot adnak:

3 Pb+++ 2 OH" + 2 C032- =- Pb3(0H)2(C 03)2

Ha csak Na2C03-oldatot elektrolizálnánk, a kiváló csapadék összefüggő kéregalakjában bevonná az elektródot, s ezzel megakadályozná az elektrolízis folyta

tását. Ha azonban NaC103 is van jelenjennek anionja az ólomionokkal vízben

jól oldódó sót alkot, amely azután az oldatbelsejében bázisoB ólomkarbonáttá alakul.

Az elektrolízis közben az oldatba C02--gázfc kell vezetnünk, mellyel egyrészt akatódon keletkező NaOH-ot közömbösít jük, másrészt a karbonátionokat pótoljuk.

Nagyobb főzőpohárban levő 450 mlvízben oldjunk fel 6 g NaC103-ot és 2,5 gNa2C03-ot. Elektród gyanánt 2 db 5 x1 0cm nagyságú ólomlemezt helyezzünk azoldatba, majd ellenálláson keresztülvezes

sünk át a berendezésen (32.14.1. ábra) 0,6 A erősségű áramot. A katódlemez és apohár fala között buborékoltassunk

lassan C02-gázt úgy, hogy a leülepedett csapadékot ne kavarja fel. Kb. két óraielektrolízis után az összegyűlt bázisos ólom(H)-karbonátot szűréssel különítsükel, vízzel mossuk ki, s végül szárítsuk.

32.14.1. ábra. Ólomfehér előállítása4

/

I



33. A titáncsoport elemei és vegyiileteik

33.1. Titán(IY)-Szulfát-oldat előállítása titán(IY)-oxidból

A titán(IV)-oxidból |Ti02( titán(IV)-szulfátot |Ti(S04)2|úgy állíthatunk elő,

hogy a lemért mennyiségű titán(IV)-oxidot négyszeres mennyiségű KHS04-tal

összeömleBztjük. Az ömledéket, miután lehűlt, hidegen híg kénsavban oldjuk.

'IPH !' [33.2. Az a- és /?-titánsavak előállítása és tnlajdonságai

Titanil-szulfát-oldathoz (Ti0S04) öntsünk kevés nátrium-hídroxid-oldatot.

Fehér, kocsonyás csapadék alakjában a-titánsav keletkezik.Osszuk a csapadékot két részre, és vizsgáljuk meg, hogy a nátrium-hidroxid-

-oldat feleslegében, illetve kénsavban oldódik-e?

Titanil-szulfát-oldathoz adjunk ismét nátrium-hidroxid-oldatot, és a kapott

csapadékos elegyet forraljuk fel. Vizsgáljuk meg, hogy a forralás után oldódik-ea csapadék.

33.3. A titán(IY) reakciói

a) Titán(IV)-szulfát oldatához öntsünk sok forró vizet. Hidrolízis folytán

Ti(OH)4-csapadék keletkezik:

Ti(S04)2 + 4 H20 = Ti(OH)4 + 2 HjSO ,

b) öntsünk a titán(IV)-szulfát oldatához ammónium-szulfid-oldatot. Ebben az

esetben í b fehér színű Ti(OH)4-csapadék fog leválni. A csapadékos elegyet felezzük

meg, s az egyik részletet forraljuk fel. Ezután mindkét részlethez adjunk kénsavat.

Milyen különbséget észlelünk? Mi ennek a magyarázata?c) A titán(IV)-szulfát oldatát savanyítsuk meg kevés sósavval, majd szórjunk

bele néhány darabka cinket. A fejlődő hidrogén a színtelen titán(IV)ionokat ibolya-színű titán(IH)ionokká redukálja. Ha az így kapott ibolyaszínű oldat egy részét

levegővel érintkezve rázogatjuk, aránylag gyorsan elszíntelenedik. írjuk fel a

reakcióegyenleteket / d) Sósavval vagy kénsavval megsavanyított titán(IV)-szulfát-oldathoz adjunk

kevés 3%-os hidrogén-peroxidot. Az oldat a keletkező peroxo-titánsav képződése

folytán narancssárga színű lesz.

33.4. Cirkónium por égése

Késhegynyi cirkónium port Bzórjunk vaBtálca felett, ferde helyzetben égő Bunsen-lámpa lángjába. A por a magnézium fényénél vakítóbb fénnyel ég el.



266 A. TITÁNCSOPORT ELEMEI ÉS VEGYÜLETEIK

33.5. Cirkóniumvegyületek képződése és tulajdonságai

a) Cirkonium(IV)-nitrát-oldathoz öntsünk kevés NaOH-oldatot. A kapott kocsonyás fehér csapadékot osszuk két részre. Az egyik részlethez adjunk feleslegbennátrium-hidróxidot, a másikhoz pedig kénsavoldatot. Melyik esetben történik oldódás?

b) Enyhén megsavanyított cirkónium-nitrát-oldathoz Öntsünk kevés, 30%-oshidrogén-peroxid-oldatot. Fehér, pelyhes csapadék alakjában kiválik a peroxo--cirkonsav.

c) Tömény sósavval megsavanyított cirkónium(IV)-nitrát-oldathoz elegyítsünk dinátrium-hidrogén-foszfát-oldatot. Fehér cirkónium-ortofoszfát,Zr(HP04)2--csapadék válik ki. Ez a reakció, jellemző a cirkóniumra abból a szempontból, hogymás fémek ilyen körülmények között csapadékot nem adnak.



34. A vanádium és vegyületei

34.1. A vanádiumvegyületek képződése és tulajdonságai

a) Tegyünk kémcsőbe kevés ammónium-metavanadátot, és kezdjük el hevíteni. A só hamarosan elbomlik, és a narancssárga vanádium-pentoxid képződése

jól megfigyelhető: 2 N H 4V 0 3 = V a0 5 + 2 N H 3 + H aO

A kapott anyag egy részéhez öntsünk vizet, és nézzük meg az oldat kémhatását. A por másik részletéhez adjunk nátrium-hidroxid-oldatot, és azzal melegítsükfel. Milyen álakban oldódik a vanádium-pentoxid ?

b) Az ammónium- vagy nátrium-vanadát megsavanyított oldatához egyrésztadjunk kén-hidrogénes vizet, másrészt szórjunk bele kevés cinkforgácsot. Mindkétesetben megfigyelhetjük, hogy az ötértékű vanádium kék színű vanádium(IV)-ionná redukálódik. A cink esetében a redukció tovább mehet, és az oldat zöld,

illetve ibolya színű lesz. Milyen vegyületek keletkeznek?c) Kénsavval megsavanyltott nátrium- vagy ammónium-vanadát-oldathoz

adjunk néhány csepp 1%-os H20 2-oldatot. Vörös, illetve barnásvörös peroxo--vanadát keletkezik. Ha sok hidrogén-peroxidot használunk, a színeződés gyengébb.

d) Nátrium- vagy ammónium-metavanadát-oldathoz adjunk híg kénsavat. A hexavanadátok képződését elárulja az a tény, hogy a kezdetben sárga színűoldat rubinvörös lesz.

Ha az így kapott hexavanadát-oldatot nátrium-hidroxiddal meglúgosítjuk,az oldat ismét sárga színű lesz,/jelezve a metavanadátok képződését.

34.2. A vanádium-klorid szublimációja

Kevés vanádiumBŐ és 4—5-szörös mennyiségű NH4C1 keverékét tegyükszáraz, nehezen olvadó üvegből készült kémcsőbe, majd a kémcső száját zárjukel híg kénsavval nedvesített üveggyapot dugóval. A ferdén befogott kémcső aljátkezdjük el hevíteni. Néhány percen belül a vanádium-klorid az ammónium-klo-riddal együtt elszublimál, és a kémcső hidegebb falára rakódik. Melegítésseltereljük a szublimátumot az üveggyapothoz, majd az anyagot mossuk híg kén

savval. Az oldatot szűrjük meg, és pároljuk be kis térfogatra. A vanádium jelenlétéről híg H20 2 segítségével (vörös színeződés) győződhetünk meg.



35. A krómcsoport elemei és vegyületeik

35.1. Króm előállítása aluminotermikus úton

A fémkróm előállítását króm(III)-oxidnak alúminotermikus redukciójávalvégezhetjük:

Cr20 3 + 2 A 1 = Al Og + 2 0

Az eljárással kapcsolatosan a 31.2. feladatban ismertetett alumíniumtermit-

-eljárásra utalunk.25 g gondosan megszárított Cr20 3-ot, 9 g K 2Cr20 7-ot és 12 g alumíniumport

keverjünk jól össze. A tégely aljára ömlesztőszer gyanánt szórjunk 4 g kalcium-

-fluoridot. A reakció megindításához kb. 4 g gyújtókeveréket használjunk, melynek összetétele és elhelyezése azonos a korábban leírt keverékkel.

A kísérletet lehetőleg szabadban végezzük úgy, hogy a közelben gyúlékonyanyagok ne legyenek jelen. A szabaddá vált króm rendszerint regulus alakjában

marad vissza.

35.2. Krém(III)-oxid előállítása és tulajdonságai

a) A króm (III )-oxidot legkényelmesebben ammónium-dikromátnak

f(NH4)2Cr20 7|vagy kálium-dikromát és ammónium-klorid keverékének hevítésé

vel állíthatjuk elő:(NH4)2Cr20 7= Cr20 3 + N2 + 4 H20

KjCrjsO, - f 2 NH4C1 = 2 KC1 + Cr20 3 + N2 + 4 H20

Készítsünk 5, g króm(III)-oxidot. Az ehhez szükséges mennyiségű kálium-

-dikromátot a számított mennyiségű ammónium-klorid másfélszeresével mozsárban jól keverjük össze. A keveréket helyezzük tégelybe, majd a tégelyt előbb kisebb

lánggal, azután erősebben kezdjük el hevíteni. Célszerű nagyobb tégelyt használni,mivel az izzítás során a keverék rendszerint felfúvódik. A hevítést addig folytassuk,

amíg fehér füst már nem távozik el.

Az izzítás befejezése után a Cr20 3-tól zöld színű anyagot porítsuk el, majd

kb. 150 ml forró vízzel a változatlanul maradt kálium-dikromátot oldjuk ki.

A mosást addig folytassuk, amíg a mosófolyadék színtelen nem lesz. A csapadékot

szívótölcséren szűrjük, majd szárítsuk.b) Az előállított króm(I!I)-oxidot vizsgáljuk meg, hogy oldódik-e vízben,

híg sósavban, illetve nátrium-hidroxidbán.

c) A króm(III)-oxid porát keverjük össze kálium-piroszulfáttal, s azután porcelán tégelyben ömlesszük meg. Lehűlés után az ömledéket oldjuk fel vízben.

Milyen átalakulások történtek?



KRÓM(III)VEGYÜLETEK 269

35.3. Krőm(XII)vegyületek tulajdonságai

a) Cr2(S04)3-oldathoz adjunk ammónium-szulfid-oldatot. A keletkezett zöldszínű csapadékot szűrjük meg, és mossuk ki vízzel. Osszuk két részre, és az egyikrészlethez adjunk híg sósavat, a másikhoz pedig nátrium-hidroxid-oldatot. Mit

észlelünk ? Figyeljük meg, hogy a sósav hatására keletkezik-e kén-hidrogén-gáz. Mire következtethetünk a megfigyelésekből?b) Króm(III)-8zulfát-oldathoz öntsünk kevés, majd több ammónium-hidroxid-

roldatot.c) Króm(III)-szulfát-oldathoz elegyítsünk előbb kevesebb, majd több nát

rium-hidroxíd-oldatot. A kezdetben leváló zöld színű csapadék a nátronlúg feleslegében nátrium-kromit képződése közben feloldódik:

Cr2(S04)a + 6 NaOH = 2 Cr(OH)s + 3 Na^O,Cr(OH)a + NaOH = Na[Cr(OH)4]j

Melegítsük az oldatot. Mit tapasztalunk?

d) Állítsunk elő az előbbi módon nátrium-kromit-oldatot, s ehhez adjunkegyrészt hidrogén-peroxidot, másrészt brómosvizet. Az oldatokat melegítsük fel.

Mi az oka a színváltozásnak?

35.4. A króm(IIl)-klorid-hidrát izomériája

Oldjunk fel néhány kristályka CrCl3 6 H20-ot vízben. Ibolya színű oldatotkapunk, amelyben a króm [hexakvo-króm(III)]-klorid alakjában van jelen. Hafelmelegítjük az oldatot, zöld színű lesz. A magasabb hőmérsékletén ugyanisa [hexakvo-króm(III)]-kloridból [kloro-pentakvo]-, illetve [dikloro-tetrakvo--króm(III)]-klorid keletkezik:

[Cr(H20)6]Cl8 [CrCl(H20)6]Cl2 [CrCl2(H20)4]Cl

E vegyületek az ún. hidrátizoméria példái.

35.5. Krómtimsó előállítása

A káliumkrómtimsót |KCr(S04)2 12 H20| kénsavas közegben a kálium--dikromát redukciójával állíthatjuk elő. Redukálóször gyanánt etilalkoholt használhatunk, amely a reakció Borán aldehiddé alakul:

CH3— CH2OH + O -► CHa— CHO + H20K 2Cr20 7 + 3 C2H6OH + 4 H ^ 0 4 + 17 H20 = 2 KCr(S04)2 .1 2 H20 + 3 CH3CHO

Főzőlombikban oldjunk fel melegítés közben 10 g előzetesen elporítottK 2Cr20 7-ot 100 ml vízben, majd lehűtés után adjuk hozzá óvatosan, kis részletekben a számított mennyiségű kénsav másfélszeresét. A megsavanyított oldatot

hűtsük le vízcsap alatt kb. 10 C°-ra. (A hőmérsékletet hőmérővel ellenőrizzük.) A lehűtött oldathoz cseppenként, állandó kevergetés közben adagoljuk a kiszámított alkoholmennyiség másfélszeresét. Ügyeljünk arra, hogy közben az oldathőmérséklete ne emelkedjék 40 C° fölé, mert a magasabb hőmérséklet a kálium--[diszulfáto-diakvo-króm(III)]-, K[Cr(S04)a(H20)2]-komplex képződésének kedvez.Ennek oldatából viszont csak hosszú idő' múlva kristályosodik ki a krómtimsó.



270 A KRÓMCSOPORT ELEMEI ÉS VEGYÜLETEIK

Az oldatot kristályosító csészében tegyük félre. Egy hét múlva a kiváltkristályokat gyűjtsük szívótölcsérre, kevés hideg vízzel mossuk, majd szűrőpapírközött szárítsuk. A kristályokat jól záró porüvegben tartsuk el, különben kristályvizüket elvesztik. Az anyalúgot tegyük félre további kristályok kinyerése céljából.Számítsuk ki a termelési hányadot.

35.6. Krómsárga előállítása

A krómsárgát (PbCr04) ólom-nitrátból és kálium-dikromátból állíthatjuk elő. A kálium-dikromátot azonban előzetesen ammónium-hidroxid segítségévelkálium-kromáttá kell alakítanunk:

*K 2Cr20 7 + 2 NH4(OH) = HaO -fK jCrC ^ + (NH4)2 Cr04

2 Pb(N03)2 + K 2Cr04 + (NH4)2Cr04 = 2 PbCrO, + 2 KNOa + 2 (NH4)N 08I

10 g ólom(II)-nitrátot oldjunk fel 40 ml vízben. Oldjuk fel a számított mennyiségű kálium-|dikromátot ís (100 g víz 20 C°-on 12,4 g K 2Cr20 7-ot old.) Ez utóbbioldathoz adjunk annyi ammónium-hidroxidot, amennyi a dikromátnak kromáttávaló átalakításához szükséges. Az átalakulást az oldat sárgulása jelzi. Az így előállított kálium-kromát-oldatot ezután cseppenként és kevergetés közben öntsükaz előbb elkészített ólom(Il)-nitrát-oldathoz. A kapott csapadékot vigyük szűrő-tölcsérre, vízzel alaposan mossuk ki, majd 100 C°-on szárítsuk.

35.7. Króm(Tl)-oxid előállítása és tulajdonságai

Főzőpohárban levő néhány ml telített kálium-dikromát-oldathoz hűtés közben öntsünk kis részletekben ugyancsak néhány ml cc.H2S04-at. A kénsav víz-elvopó hatására sötétvörös színű króm(VI)-oxid-krÍ8tályok válnak ki. A kristályokat szűréssel eltávolíthatjuk, de a szűrést csak azbeszten vagy üveggyapoton,illetve üvegszűrőn végezhetjük. Miért? Az anyagot mázatlan cserépen száríthatjuk meg.

A kapott kristályokat tegyük porcelán csészébe, majd pipettából csepegtessünk hozzá kevés etilalkoholt. A króm(VI)-oxid erős oxidáló hatását mutatja, hogyaz alkohol azonnal meggyullad és elég. A króm(VI)-oxid egyidejűleg hájromértékű,

zöld színű ’vegyületté alakul. írjuk fel a reakióegyerdeieket!

35.8. Kromátok és polikromátok képződése és tulajdonságai

A kromátok oldott alakban csak semleges vagy lúgos közegben állandóak.Ha sárga színű oldatukat megsavanyítjuk, narancssárga színű polikromátokkeletkeznek.

a) A kálium-kromát oldatát sósavval savanyítsuk meg:

2 C r 0 4— + 2 H + = Cr20 T— + H 20

b) A kálium-dikromát oldatához öntsünk nátrium-hidroxid-oldatot:

C r20 7— 4 - 2 O H - = 2 C r 0 4— - f H 20

c) Kálium-kromát semleges oldatához öntsünk AgNCvOldatot. VöröBbarnaszínű ezüst-kromát keletkezik:

K 2Cr04 + 2 AgN03 = Ag20rO4 + 2 KNO„



k r ó m( v j )v e g y ü l e t e k 2 71

Vizsgáljuk meg, hogy a csapadék salétromsavban, ecetsavban és ammónium--hidroxidban oldódik-e.

d) A kálium-kromát oldatát elegyítsük BaCl -oldattal. Sárga színű csapadékeletkezik:

KjCrO* -KBaCl = BaCr04 + 2 KC1

Nézzük meg, hogy a csapadék ecetsavban, illetve salétromsavban hogyan

oldódik.

35.9. Kromátok és pirokromátok előállítása krőmvaskőből

A kromátokat és pirokromátokat a természetben előforduló króm vaskőből(FeO •Cr20 3) vagy ennek hiányában a laboratóriumban króm(lH)-oxidból állíthatjuk elő azáltal, hogy azt kálium-karbonáttal és kálium-nitráttal megömlesztjük:

Cr20 3 -f- 2 K jC0 3 -f 3 KNOa = 2 KjCrOj -f- 3 KN08 + 2 C02

ömlesszünk meg porcelán tégelyben 2 g kálium-karbonátot és 1 g kálium-

-nitrátot, majd az ömledékbe szórjunk 1 g finoman elporított krómvaskövet vagyezzel egyenértékű króm(IH)-oxidot. Az elegyet keverjük jólössze vasdróttal, és izzítsuk 5— 10 percig. Lehűlés után a kapott

zöld színű anyagot oldjuk fel vízben. Ha krómvaskőből indultunk ki, a változatlan vas-oxidot szűréssel távolítsuk el. Az oldatban levő kálium-kromátot kénsavval való savanyítás által kálium-dikromáttá alakíthatjuk, s ezt a kevéssé oldódósót kristályosíthatj uk.

35.10. Kromil-klorid előállítása

A kromil-kloridot (Cr02Cl2) többféle módon is előállíthat juk.

a) Kb. 1 g króm(VI)-oxidot oldjunk fel néhány ml tömény só

savban, majd erős hűtés közben .óvatosán, kis részletekben ad junk hozzá kevés cc. H^S04-at. Figyeljük meg a sötétvörös színű, Vj^folyékony halmazállapotú kromil-klorid képződését.

b) A 116,7 C° forráspontú kromil-klorid a 17.4.1. pontbanleírt módszerrel is előállítható.

öntsünk kémcsőben levő nátrium-hidroxid-oldathoz néhány /csepp kromil-kloridot. Az oldat sárga színű lesz. Miért?

PVC

35.11. Krómkomplexek előállítása

35.11,1. [Dlkloro-tetrakvo-króm(IH)] -klorid-dihidrát

25 g króm(VJ .)-oxidot 125 ml tömény sósavval főzzünk 35.11.1. ábra.

visszafolyatásra állított hűtővel ellátott lombikban (35.11.1. [Dikloro-tetrakvo-

ábra) kb. 2 órán keresztül. Ezalatt a folyadék zöld színű lesz, -króm(III)]-kioridés ha már klórszag sem érezhető, az oldatot pároljuk be porcé- előállítása

Ián csészében vízfürdőn szirupsűrűségűre. Kihűlés után ez azanyag megdermed. A szilárd anyagot oldjuk fel minél kevesebb vízben, és jéghűtés mellett telítsük sósavgázzal. Ilyenkor a komplex só jelentékeny része kicsapó-



272 A KR ÓMC SO PO RT EL EM EI ÉS VEGYÜLETEIK

dik. Éter hozzáadásával a kicsapódást elősegíthetjük, ezért öntsünk azonos térfogatúetilétert a csapadékos elegyhez, és folytassuk tovább a sóöav bevezetését. Néhánynapi állás után a csapadékot gyűjtsük üvegszűrőre, és előbb azonos térfogatúéter és cc. HC1 keverékével, majd acetonnal, s végül tiszta éterrel mossuk. A komplex sót vákuumexszikkátorban, 80%-os kénBav felett száríthatjuk. A [dikloro-

-tetrakvo-króm(HI)]-klorid-dihidrát /[Cr(H20)4Cl2]Cl •2 H20 / zöld színű, köny-nyen elfolyósodó anyag.

35.11.2. [Hexakvo-króm(IQ)] -klorid

Oldjunk fel 20 g króm(III)-nitrátot /Cr(N03)3*9 H20 / azonos mennyiségűvízben, és miután 2 0 ml tömény sósavoldatot adtunk hozzá, hűtés'közben telítsükaz oldatot sósavgázzal. (A hőmérséklet ne emelkedjék 30 C° fölé.) A kivált csapadékot szűrjük meg üvegBzűrŐn, és mossuk kevés füstölgő sósavval.

A terméket úgy tisztíthatjuk meg, hogy kevés hideg vízben feloldjuk, az oldatot megszűrjük, s a szűrlethez 15 mí cc. HC1 hozzáadása után sósavgázt vezetünk.

A kivált kristályokat ismét gyűjtsük üvegszűrőre, acetonnal mossuk ki savmentesre. A kész terméket vákuumexszikkátorban tömény kénsav felett száríthatjuk.

A [hexr kvo-króm(IH)]-klorid /[Cr(Ií20 )6]Cl3/ kékesszürke színű, könnyen elfolyósodó anyag, mely nedves állapotban zöld színű izomerjévé alakul át.

35.11.3. [Hexammin-krémíHni -nitrát és íkloro-pentammln-krém(lU)]-klorid

előállítása

Ezek a komplexek akkor keletkeznek, ha vízmentes króm (III)-klorid folyékonyammóniával érintkezik. A hexamminsó vízben jól oldódik, és salétromsav hozzá

adásával nitrát alakjában kicsapható. A visszamaradó kloropentamminsó át-kristályosítással tisztítható.

8 g vízmentes króm(III)-kloridot öntsünk nagyméretű kémcsőbe, s a kémcsövelássuk el kettős furatú dugóval. A dugó egyik furatán keresztül benyúló üvegcsö

vén át ammóniagázt fogunk bevezetni, amásik furatba illeszkedő üvegcső a fölösammóniagáz elvezetésére szolgál. Eztüvegcső segítségével kapcsoljuk össze

jól szívó fülke kéménynyílásával, vagy

hozzuk kapcsolatba kénsavas elnyeletőlombikkal (35.11.3.1. ábra). A króm(IH)-kloridot tartalmazó kém

csövet állítsuk szénsavhó— alkohol hűtőkeverékbe, és kezdjük el az ammóniagáz bevezetését. Há a króm(III)-klorid

35.11.3.1. ábra. [Hexammin-króm(III)]-nitrát égész mennyiségében vörösesbarna tö-előállítésa meggé alakult, szüntessük meg az am

mónia bevezetését. Az ammóniafeleslegtől melegítéssel szabadulhatunk meg. Ezt a műveletet is jól húzó fülke alattvégezzük célszerűen úgy, hogy az eltávozó ammóniát elnyelető lombikban levőkénsavval kötjük meg.

Az ammóniafeleBleg eltávolítása után a maradékot 30 ml jéghideg vízzeldörzsöljük el, vigyük szívótölcsérre, és kevés hideg vízzel mossuk át addig, amíga mosófolyadék piros színnel csepeg le.



KRÓMKOMPLEXEK 273

A szűrletből tömény salétromsav segítségével csapjuk le a [hexammin--króm(III)]-nitrátot /[Cr(NH3)6](N03)3/. A kivált csapadékot szűrjük, majdtisztítás céljából melegen, néhány csepp salétromsavval megsavanyított vízbenoldjuk és tömény salétromsav hozzáadásával ismét csapjuk ki. A csapadékotalkohollal mossuk, és levegőn szárítsuk.

A piros színű [kloro-pentammin-króm(III)]-klorid, [Cr(NH3)3Cl]Cl2 maradványtfőzzük tömény sósavval, majd lehűtés után üvegszűrőn szűrjük, és kevés hidegvízzel mossuk. A csapadékot ezután oldjuk fel kb. 400 ml kevés sósavval megsavanyított 50 C°-os vízben. Szűrés után az oldathoz öntsünk azonos térfogatútömény sósavat, és 1 órai állás után a kicsapódott anyagot szűrjük, majd 1:1

hígítású sósavval, ill. alkohollal mossuk Bavmentességig. A komplex exszikká-torban kénsav felett szárítható.

35.11.4. Kálium-[trloxaláto-kromát(ni)] -trihidrét

13,5 g oxálsav-dihidrát és6

g kálium-oxalát-monohidrát vizes oldatávalcseppenként, rázogatás közben elegyítsük 6 g kálium-dikromát tömény vizesoldatát. Az elegyet vízfürdőn pároljuk be kristálykiválásig, majd tegyük félrekristályosodni. A kivált kálium-[trioxaláto-kromát(III)]-trihidrát kristályokat /K 3[Cr(C20 4)3] 3 H20 / szűréssel különíthetjük el az anyalúgtól, s szűrőpapírközött száríthatjuk.

35.12. Króm(VI)vegyületek oxidáló tulajdonságai

a) A kálium-dikromát kénsavval megsavanyított oldatához adjunk NaN02-

-oldatot. Mi az észlelt színváltozás magyarázata?b) A kálium-dikromát savanyú oldatához öntsünk Na2S03-oldatot. A kro-

mátionok króm(III)-ionokká alakulnak. írjuk fel a reakcióegyenletet!

c) Adjunk a kálium-dikromát-oldathoz ammónium-szulfid-oldatot. A kezdetben leváló sárgásbarna csapadék hamarosan .szürkészöld lesz. A csapadék kén ésCr(OH)3 keveréke:

KjCrjO, + 3 (NH4) jS + HaO = 3 S + '2 Cr(OH)3 + 2 KOH + 6 NH3

d) öntsünk két kémcsőbe kálium-kromát-oldatot, majd az egyiket kevés

kénsavval savanyítsuk meg, a másikat pedig NaOH-dal tegyük lúgossá. Adjunkmindkét mintához etilalkoholt, s miután a kémcsövek tartalmát enyhén melegítettük, szagoljuk meg őket. Melyik esetben érzünk acetaldehid szagot?

e) Tömény kálium-dikromát-oldatot melegítsünk kevés cc. HCl-val. Mutassuk ki a fejlődő klórgázt.

35.13. Peroxo-krómsaY keletkezése

Elegyítsünk kémcsőben néhány ml híg kénsavat, ugyanannyi hidrogén--peroxidot és kevés etilétert. Adjunk hozzá néhány csepp kálium-kromátot vagy-dikromátot, majd a kémcső tartalmát jól keverjük össze. Az éteres fázis és avizes fázis is kék színű lesz a keletkezett peroxo-krómsavtól. Idővel az éteresrész elszíntelenedik, a vizes fázis pedig megzöldül. Miért ?

1 8 Általános és szervetlen kém iai praktikű m — 4284/1.



274 A KRÓ MC SO POR T ELE ME I ÉS VEG YÜL ETEIK

35.14. MoUbáénvegyületek előállítása és tulajdonságai

a) Hevítsünk porcelán tégelyben kevés ammónium-molibdátot mindaddig,amíg fehér füst távozik. A keletkezett molibdén(VI)-oxid a magas hőmérsékleten

sárga színű, lehűlve fehér lesz. Ha a tégelyt lefedjük, és úgy hevítjük fel az anyagot, az olvadáspontjához közel eső hőmérsékleten a molibdén(VI)-oxid elszublimál, és selyemfényű, szálas kristályok alakjában a tégelyfedőre rakódik, A keletkezett molibdén(VI)-oxidot osszuk két részre, és vizsgáljuk meg, hogy vízben,illetve nátrium-hidroxid-oldatban oldódik-e.

b) Az ammónium-molibdát, (NH4)2Mo04 oldatát savanyítsuk meg kevéssósavval vagy kénsavval, majd szórjunk bele kevés cinkport. Az oldat a redukciófolytán előbb kék |Mo(V)|, majd zöld |Mo(IV)|, végül barna |Mo(III)| színű lesz.

2 (NH4)2Mo04 + 3 Zn + 16 HC1 = 2 MoCl3 + 3 ZnCl2 + 8 H80 + 4 NH4C1

Végezzük el az ammónium-molibdát redukcióját SnCl2-oldattal is.c) Porcelán csészében levő ammónium-molibdát-oldathoz adjunk néhány

csepp cc. kénsavat, azután pároljuk az oldatot csaknem szárazra. Lehűlés után avisszamaradt anyag élénk kék színű (molibdénkék). Néhány csepp alkohol elősegíti a kék szín kialakulását.

d) Az ammónium-molibdát megsavanyított oldatába vezessünk kén-hidrogén --gázt. Az oldat előbb megkékül, majd barna színű molibdén(VI)-szulfid-csapadékkeletkezik. A kapott csapadékot szűréssel különítsük el, majd osszuk két részre.

Az egyik részlethez öntsünk tömény sósavat, a másikhoz aramónium-szul-fidot. A molibdén(VI)-szulfid csak az utóbbiban oldódik tiosó képződése közben:

MoSa -1- (NH4)2S = (NH4)2MoS4

Ha a tiosóoldatot sósavval megsavanyítjuk, a molibdén(VI)-szulfid ismét kicsapódik.

35.15. Volframvegyületek képződése

a) Nátrium-volframát (Na2W 04) oldatához adjunk koncentrált kénsavat:fehér színű volframsav válik ki. A csapadékhoz öntsünk fölös mennyiségű sósavat. Mit észlelünk?

b) A nátrium-volframát savanyú oldatába vezessünk kén-hidrogén-gázt:

csapadék nem keletkezik, de ha tartós a gázbevezetés, az oldat idővel megkékül.c) Ha a semleges vagy gyengén lúgos kémhatású nátrium-volframát oldatához ammónium-szulfidot adunk, csapadék nem keletkezik. A képződő tiosóugyanis vízben oldódik:

Na2W 04 + 4 (NH4)2S + 4 HzO = Na2WS4 + 8 NH4OH

Savanyítsuk meg a fölös (NH4)2S-ot tartalmazó oldatot. Barna színű WS3--csapadék válik ki, mely melegítésre szürkésfekete lesz:

Na2WS4 + 2 HC1 = WS3 + 2 NaCl + H2S

d) A nátrium-volframát oldatához adjunk kevés sósavat, majd dobjunk bele

néhány cinkdarabkát. Kék színű csapadék keletkezik, amelynek a színe különösenmelegítés hatására, a redukció előrehaladtával tovább változhat. A nátrium-volframát redukálását elvégezhetjük sósavas közegben ón(II)-

-kloriddal is. e) Semleges kémhatású nátrium-volframát-oldathoz öntsünk rendre ezüst-

-nitrát-, higany(I)-nitrát-, ólom(II)-acetát- és bárium-klorid-oldatot. A megfelelőwolframátok csapadék alakjában keletkeznek. írjuk fel a reakcióegyenleteket!



36. A mangáncsoport elemei és vegyiileteik

36.1. Mangán(II)vegyületek reakciói

a) MnS04-, vagy MnCl2-oldathoz öntsünk kén-hidrogénes vizet. Miéri nem ke1étkezik csapadék?

b) Mangán(II)-só oldatához elegyítsünk ammónium-szulfid-oldatot. Hús-színű MnS-csapadék keletkezik.

A csapadék egy részletét hagyjuk levegőn állni, és figyeljük meg, milyenszínváltozás következik be. A csapadék más részleteihez öntsünk híg sósavat,kénsavat és ecetsavat. Mit tapasztalunk?

c) Mangán (II)-só oldatához öntsünk nátrium-hidroxid-oldatot. A keletkezettfehér színű csapadékot osszuk három részre. Az egyik részletet hagyjuk levegőnállni, esetleg rázogassuk. Figyeljük meg a barna színű mangán-dioxid-hidrátkeletkezését:

Mn(OH)a + 0 = MnO(OH)2

A mangán(II)-hidroxid csapadék másik részletéhez adjunk fölös mennyiségű

nátrium-hidroxid-oldatot, a harmadik részhez pedig sósavat. Mikor oldódik a csapadék ?

d) Mangán(II)-szulfát oldathoz öntsünk nátrium-karbonát-oldatot. Fehér színűmangán(H)-karbonát-csapadék keletkezik. írjuk fel a reakcióegyenletetí

e) Mangán(II)-szulfát vagy -nitrát igen híg oldatához adjunk kevés Pb0 2-ot,

majd tömény salétromsavat. Melegítés hatására az ólom(IV)-oxid a mangán(II)-vegyületet pcrmangánsavvá oxidálja:

2 Mn{N03)8 + 5 P b0 2 + 6 H N 03 = 2 HMn04 + 5 Pb(N 03)2 + 2 H20

A permangánsav ibolya színe az Pb02 leülepedése után jól észlelhető.

f) A mangán(II)ionokat kálium- vagy ammóniuin-perszulfát segítségével isoxidálhatjuk savanyú közegben, ha katalizátorként ezüstionok vannak^ jelen.

2 Mn++ + 6 S20 8— + 8 H20 = 2 Mn04~ + ‘10 S04” + 16 H+

Kémcsőbe cseppentsünk 1—2 csepp mangán(II)-szulfát-oldatot, majd rázzuk

ki az oldatot. Töltsük meg a kémcsövet desztillált vízzel, és öntsük ki a vizet.

Ezután öntsünk a kémcsőbe kb,. 5 ml reagens salétromsav- vagy kénsavoldatot,

1 csepp ezüst-nitrát-oldatot, szórjunk bele 1— 2 kanálka kálium-peroxid-diszul-fátot, és kezdjük melegíteni a kémcsövet. Ha a kémcső alján levő peroxi-diszulfátkristályok körül az oldat rózsaszínű lesz, szüntessük meg a melegítést. Tegyük félrea kémcsövet, és 10—2 0 perc múlva figyeljük meg az oldat színét.

18* - 24



276 A MANGÁNCSOPORT ELEMEI ÉS VEGYÜLETEIK

36.2. Mangán(n)-sznlfát előállítása

A mangán(II)-Bzulfát-pentahidrátot (MnS04 5 H20)] kénsav segítségévelmangán(II)-karbonátból (MnC03 •H20) állíthatjuk elő:

M11CO3 . HaO + H2S04 = MnS04 + 2 H jjO + C02

Nagyobb hengerpohárba mérjünk 10 g mangán(II)-karbonátot, keverjük el1 0 0 ml vízzel, majd kis részletekben adjunk hozzá olyan kénsavoldatot, amelyetúgy készítettünk, hogy 6 ml cc. H 2S04-at 60 ml vízben oldottunk, ügyeljünk arra,hogy a habzás miatt anyagveszteségünk ne legyen. Ha az anyag már feloldódott,az oldatot szűrjük meg, majd vízfürdőn pároljuk be kezdődő kristálykiváláBig.

Akivált anyag nagyrészt monohidrát (MnS04 H20), ezért adjunk hozzá annyivizet, hogy éppen oldódjék, majd hagyjuk szobahőmérsékleten kristályosodni.

A kikristályosodott mangán(II)-szulfát-p3ntahidrátot Bzívótölcsérre gyűjtsük,

majd szűrőpapír között szárítsuk.

36.3. Mn02 és kénsav kölcsönhatása

Kémcsőben levő kevés mangán(IV)-oxidhoz öntsünk néhány csepp koncentrált kénsavat. A kémcsövet ezután melegítsük óvatosan, és ha a gázfejlődés mármegindult, mutassuk ki gyújtópálcával az oxigén jelenlétét. írjuk fél a reakció-

. egyenletet /

36.4. Kálium-manganát előállítása és tulajdonságai

A kálium-manganátot (K 2Mn04) ún. oxidációs olvasztással állíthatjuk elő:

MnS04 + 4 KOH + 2 KNOg = K^MnC^ + 2 KNOa -f K £ 0 4 + 2 H^O

Olvasszunk össze száraz porcelán tégelyben kevés kálium-nitrátot, kálium-hidroxi-dot és mangán(IV)-oxidot vagy mangán-szulfátot. A kapott zöld színű ömledéketlehűlés után oldjuk fel kevés vízben, az oldatot szűrjük meg, majd a szűrletotosszuk négy részre.

a) Az egyik részhez adjunk eeetsavoldatot. Az oldat permangánsav keletkezése folytán megvörösödik, és egyidejűleg mangán(IV)-oxid válik ki:

3 Mn04— + 4 H+ = MnOa+ 2 Mn04“ + 2 HjO

b) A szűrlet másik részéhez adjunk cseppenként klórosvizet. A szín ibolyás-vörössé változik. Magyarázzuk meg az észlelt jelenségeket!

c) A kálium-manganát-oldathoz öntsünk Na2S03-oldatot, majd melegítsükfel az elegyet. Barna színű Mn02-csapadék válik ki.

d) A kálium-manganát-oldathoz addig öntsünk kénessavat, amíg a kémhatássavanyú nem lesz (lakmusz). Az oldat elszíntelenedik. Mi a jelenség magyarázata?

36.5. A kálium- permanganát képződése és tulajdonságai

36.5.1. A mangán anódos oxidációja

Mérjünk le 15 g vízmentes nátrium-karbonátot, és 200 ml-es főzőpohárbanoldjuk fel 100 ml vízben. A folyadékba pozitív pólus gyanánt platinadrótraüggesztett mangándarabkát, negatív pólusnak pedig rézlemezt helyezzünk. Az elekt-



a k A l i u m-p e r m a n g a w A t 277

rollzist 12 V feszültséggel és 2 A áramerősséggel végezzük. Figyeljük meg, hogyaz elektrolízis során a mangán körül a folyadék megvörösödik.

36.5.2. A kálium-pennanganát termikus bomlása

Melegítsünk néhány KMnOá krietálykát kémcsőben, s mutassuk ki, hogyoxigén fejlődik. Ha az oxigénfejlődés már megszűnt, hagyjuk a kémcső tartalmát

kihűlni, majd oldjuk fel kevés vízzel. Megfigyelhetjük a zöld színű kálium-manga-nát-oldat és a barna színű Mn02-csapadék képződését. írjuk fél a reakcióegyenletet J

36.5.3. A kálium-permanganát oxidáld tulajdonsága

A permangqnátionok erős oxidáló hatása másképpen mutatkozik savanyú

illetve lúgos közegben.

a) Kénsavval megsavanyított kálium-permanganát-oldatba öntsünk kén--hidrogénes vizet. Az oldat ibolya színe eltűnik, ugyanakkor finom eloszlású kénválik ki:

2 KMn04 + 3 H jjSO* + 5H ^ = K, jS04 + 2 MnS04 + 8 HaO + 5 S

b) Kénessav vagy nátrium-szulfit vizes oldatába öntsünk kevés kálium-per-manganát-oldatot: a KMn04 színe eltűnik.

2 KM n04 + 5 HjjSO j KgSC ^ + 2 M nS04 + 2 H ^0 4 + 3 H 2Ö

c) Kénsavval megsavanyított ammónium-oxalát-oldathoz öntsünk kálium--permanganát-oldatot. Melegítéskor a permanganáfíonok mangáh(II)ionokká

redukálódnak, miközben C02-gáz fejlődik.d) A savanyú KMn04-oldathoz adjunk hidrogén-peroxidot. Oxigénfejlődés

közben mangán(It)ionok keletkeznek:

2 KMn04 + 3 H £0 4 + 6 H202 = K jS04 + 2 MnS04 + 8 HaO + 5 02

Figyeljük meg, hogy az eddigi, savanyú közegben lejátszódó reakciók során aKMn04 mólnyi mennyisége öt egyenérték oxigént fordított az oxidációra.

e) A kálium-permanganát nátrium-hidroxiddal lúgosított oldatához öntsünkkevés etilalkoholt. Barna színű mangán(IV)-oxid-hidrát keletkezik, és az acet-

aldehid szaga érezhető:

2 KM n04J + 3 C2H 6O H = 2 KO H - f 2 MnO(OH)a + 3 C HaC HO

Mint a reakcióegyenletből látható, a K M h^ mólnyi mennyisége lúgos közegbencsak három egyenérték oxigént fordít az oxidációra.

f) A KMn04 erősen lúgos oldatához öntsünk nátrium-szulfit-oldatot. Előbb

zöld színű oldat, majd barna csapadék keletkezik. Magyarázzuk meg az észlelt

jelenséget. g) Mangán(II)-szulfát-oldathoz adjunk cseppenként KMn04-oldatot: barna

csapadék keletkezik. M i a jelenség magyarázata?h) Finoman elporított kálium-permanganátból tegyünk 4— 6 g-ot vaslap

közepére, majd kb. 1 ml glicerint öntsünk rá. A glicerin hamarosan meggyullad,és ibolya színű lánggal elég.



278 A MANGANCSOPORT ELEMEI ÉS VÉGYÜLETE1K

36.6. Mangán-heptoxid előállítása és oxidáld tulajdonsága

Finoman elporított kálium-permanganátot porcelán tálban kevés cc. kénsavval keverjünk össze, majd a keverékbe mártott üvegbottal érintsünk meg kisvattacsomót. A kénsav hatására keletkezett mangán(VH)-oxid

2 KMn04 + H2S04 = K SO* +;Mn20, + H20a vattát annyira hevesen oxidálja, hogy az lángralobban. A kísérletet óvatosan hajtsuk végre!



37. A vascsoport féméi és vegyiileteik

37.1. Piroforos vas előállítása

Üveggyapot

37.1.1. ábra. Piroforos vas előállítása

Az igen finom eloszlású ún. piroforos vasat vas(II)-oxalátnak hidrogénáramban, vagy hidrogéntartalmú világítógázban való hevítésével állíthatjuk elő:

Fe(COO)2 = FeO + COa + COFeO + H2 = H20 + Fe

Kb. 50 cm hosszú és 6-<-8 mm belső átmérőjű üvegcsövet egyik végén, gázlángban való felhevítés után kihúzással szűkítsük el kb. 1 mm átmérőjűre. Az elszű-kítés helyétől számítva mintegy 8 cm-re a csövet kissé vékonyítsuk el, majd az elvé-konyítás elé helyezzünk

I Xkevés üveggyapotot. Acsőbe most juttassunk6 — 8 cm hosszúságbanvas(II)-oxalátot, és azután a cső másik végébe is helyezzünk üveggyapot dugót. Az üvegcső végére ^húzzunk gumicsövet,amely rövid üvegcső-csatlakozással a gázvezető gumicsővel kerül összeköttetésbe.(37.1.1. ábra.) Az üvegcsövet fogjuk vízszintesen állványba, ügyelve arra, hogy avas(II)-oxalát a csövet sehol ne tömje el teljesen. Vezéssünk át a csövön világítógázt, és a kiáramló gázt gyújtsuk meg. Ezután kezdjük el az üvegcsövet kívülről melegíteni, vigyázva hogy a cső ne lágyuljon meg.

Ha a cső tartalma már teljesen fekete lett, szüntessük meg a hevítést, ésvárjuk meg, amíg a cső teljesen lehűl. Ezután a csövet a szűkületnél forrasszukle. A gázáramot akkor szüntessük meg, amikor az üveg éppen meglágyult. A gáz-

vezetŐ gumicsövet az üvegcső csatlakozásánál víz alatt szedjük szét, arra ügyelve,hogy ne kerüljön bele levegő. Ha ez megtörtént, a csövet az első üveggyapotdugó előtt is forrasszuk le. Ilyen állapotban a nyert piroforos vasat huzamosabbideig eltarthatjuk. Ha az üvegcső tartalmát megnyitás után azonnal kiszórjuk,a finom vaspor a levegővel érintkezve annyira gyorsan oxidálódik, hogy a részecskék vörösen izzanak. Ezért a piroforos vasat vízzel telt hengerüveg szájára helyezett szűrőpapírra szórjuk.

37.2. A vas kölcsönhatása savakkal

Kémcsövekben levő vasforgácshoz öntsünk egyrészt híg kénsav-, sósav- éssalétromsavoldatot, másrészt tömény kénsavat, sósavat és salétromBayat. Azokata kémcsöveket, amelyekben a reakció nem indul meg, melegítsük fel. Milyen változásokat észlelünk ?



280 A VASCSOPORT FÉMÉI ÉS VEGYÜLETEIK

37.3. A Tas passziválása

Gondosan megtisztított vékony vaslemezt vagy drótot néhány percre tartsunk tömény salétromsavat tartalmazó kémcsőbe. A savból kiemelve, a fémet jól mossuk le, ügyelve arra, hogy semmivel se érintkezzék. Az így kezelt vaslemezt

mártsuk néhány másodpercre réz(II)-szulfát-oldatba. Figyeljük meg, hogy a felületére' réz nem vált ki. Ha most a vaslemezre pl. mozsártörővel vagy vastagabbüvegbottal erősen ráütünk, majd ismét a réz(H)-szulfát-oldatba mártjuk, megindula rézkiválás. Mi a jelenség magyarázata?

37.4. Yas(II)vegyületek képződése és tulajdonságai

a) Kémcsövet töltsünk meg 1/3-ig nátrium-hidroxid-oldattal, és forralássaloxigénmenteBÍtsük. Egy másik kémcsőben oldjunk vasreszeléket reagens sósav

oldatban, majd még a teljes feloldódás előtt szűrjük a keletkezett vas(II)-klorid--oldat egy részletét a nátrium-hidroxid-oldatba. Ha az oxigénmentesítés megfelelő volt, fehér színű Fe(OH)2-csapadék képződik:

FeS04 + 2 NaOH = Fe(OH)2 + N&2S04

Hagyjuk a csapadékos oldatot a levegőn állni, esetleg rázogassuk; tapasztalnifogjuk, hogy a fehér színű csapadék zöldesfehér, zöldesbarna, végül barna színűlesz. A levegő oxigénjének hatására vaB(IH)-hidroxid képződik:

2 Fe(OH)2 + y20 2[+ H20 = 2 Fe(OH)3

Vizsgáljuk meg, hogyan viselkedik ez a csapadék a nátrium-hidroxid feleslegével, illetve sósavval szemben.

b) Az a) alpont szerint készített vas(IH)-mentes vas(H)-klorid-oldat másikrészletét szűrjük nátrium-karbonát-oldatba: fehér színű FeC03-csapadék válik ki,amely hosszabb állás után a levegőn megzöldül, majd Fe(OH )3 képződése folytánmegbámul:

FeS04 -f Na2C03 = FeCOa + Na2S04

2 FeC03 + 3 H20 '+ y2 0 2 = 2 Fe(OH)3 + 2 C 02

Ha a frissen leválasztott fehér színű csapadékon C02-gázt buborékoltatunk keresztül, savanyú só képződése közben feloldódik:

FeC03 + H20 + CCr2 5=* Fe(HC03)2

Forraljuk fel az így kapott oldatot, és figyeljük meg, hogy a csapadék ismétmegjelenik.

c) FeS04-oldathoz öntsünk ammónium-szulfid-oldatot: fekete színű vas(n)--szulfid-csapadék keletkezik:

FeS04'+ (NH^gS = FeS -K íN H ,) ^

Ha a FeS04-oldat nagyon híg volt, zöldesbarna, kolloid eloszlású FeS képződik, amelyet melegítéssel tömöríthetünk.

Oldjuk fel a vas(H)-8zulfid-csapadékot híg sósavban, és írjuk fel a reakció

egyenletet !



YAS(ll)~SZULFÁT ELŐÁLLÍTÁSA 281

37.5. Kristályos Yas(II)-szulfát előállítása fémvasból

A kristályos vas(II)-szulfátot (FeS04 •7 H20) fém vasnak híg kónsavban valóoldásával állíthatjuk elő:

Fe -(- H jSO j -[- 7 H20 = FeSÓ4 • 7 H20 -j- H2

300 ml-es FrZewmeyer-lombikban 14 g vasreszelékhez adjunk 50 ml vizet, ésóvatosan csurgassuk hozzá a reakcióegyenlet alapján számított mennyiségű tömény kénsavat. Fülkében melegítsük enyhén az elegyet (pl. vízfürdőn), és tölcsérrel fedjük be a lombikot. A tölcsérről visszacsepegnek az oldatcseppek, amelyeketa hidrogéngáz ragadott magával. Az elpárolgó vizet időnként pótoljuk. Az oldatbetöményedését és a kénsav fölöslegét kerüljük, mert különben fehér, porszerűcsapadék, vízmentes vas(II)-szulfát válhat ki. Ha a vas legnagyobb része feloldódott (néhány óra), az oldatot a maradék vastól és a kivált széntől redős szűrőnszűrjük le. A leszűrt, fémvasat már nem tartalmazó vas(II)-szulfát-oldatot neforraljuk, mert levegőn könnyen vas(III)-8zulfáttá oxidálódhat (az oldat sárgásszínűvé válik). Az oldatot tegyük félre néhány napra. A kivált kristályokat gyűjtsükszívótölcsérre, majd kevés hideg vízzel való mosás után szűrőpapír között szárítsuk.

A kristályokat jó l záró üvegben tartsuk el. Számítsuk ki a termelési hányadot.

37.6. Vas (Hl)-nitrát előállítása

25 ml tömény salétromsav és '8 ml víz elegyébe kis adagokban szórjunk 13 g

vasreszeléket vagy -forgácsot. Nagyobb vasdarabokat ne használjunk, mert azokkönnyebben passziválódnak a salétromsav hatására. A vas oldását enyhe melegítéssel elősegíthetjük. Ha már a vas egész mennyisége feloldódott, üvegszűrőnszűrjük meg az oldatot, és .tegyük félre kristályosodni. Ha az anyag barnás színű,bázisos nitrátok vannak jelen, ezek azonban idővel átalakulnak szabályos nitrátokká. Ha az oldat már erősen viszkózus lenne, és a kristálykiválás még nem indultmeg, oltsuk be néhány kristályka vas(IH)-nitráttal. Kevés tömény salétromsavhozzáadása is elősegítheti a kristályképződést.

A kivált kristályokat gyűjtsük üvegszűrőre, és közepes töménységű salétrom

savval mossuk. Az anyagot jól záró üvegben tartsuk. Nedves levegőn a vas(in)--nitrát kristályai /Fe(NOá)3 6 H20 / megbámulnák.

37.7. Mohr-só előállítása

A Mohr-sót, más néven ammónium-vas(n)-szulfátot /(NH4)2Fe(S04)2*6H20 /vas(II)-8zulfát és ammónium-szulfát összekristályosításával állíthatjuk elő.

Mérjünk le 30 g vas(H)-szulfátot, és készítsünk belőle forrón telített oldatot.(lOOg 90 C°-os Yíz 370 g,20 C°-os víz pedig 92 g FeS04 •7 H20-ot old.) A szükséges

ammónium-szulfátot híg kénsavnak ammónium-hidroxiddal való semlegesítésévelállíthatjuk elő. A számított mennyiségű kénsavat hígítsuk négyszeres térfogatúvízzel, majd annyi NH4OH-oldatot adjunk hozzá, amíg a kivett minta a metil-oranzs indikátorra éppen semleges kémhatást mutat. Az így kapott ammónium --szulfát-oldatot pároljuk töményre, s elegyítsük az ugyancsak forró telített vas(II)--szulfát-oldattal. Az anyagot tegyük félre kristályosodni, és a szűréssel elkülönített



282 A. VASCSOPORT FÉMÉI ÉS VEGYÜLETEIK.

kristályokat szűrőpapír között nyomkodással szárítsuk. (100 g víz 75 C°-or57 g, 20 C°-on pedig 22 g vízmentes ammónium-vas(H)-szulfátot old.)

37.8. Ammóniumvastimsé előállítása

Az ammóniumvastimsót NH4Fe(SO,,)2 •12HaO Móhr~sónak és vas(II)-Bzul-fátnak kénsav jelenlétében salétromsavval való oxidációjával állíthatjuk elő:

3 |(NH4)2Fe(S04)2 •6 H^Of + 3 f(FeS04 • 7 (11,0)1 + 2 HN03 + 3 HJS04 + 29 HaO == 6 |NH4Fé(S04)2 • 12 HzO| + 2 NO

Oldjunk fel melegítés közben 25 g Mohr-sót 75 ml 10%-os kénsavban, májdadjuk hozzá a szükséges mennyiségű vas(II)-szulfátot. Az oldatot, ha nem lennetiszta, szűrjük meg forrón, és adjunk hozzá 5 ml cc. HN0 3-at. Ezt követően fülkealatt addig főzzük, amíg barna színű nitrózus gőzök távoznak. A vas(II)-ionoknak

eközben vas(IH)-ionokká kell alakulniok. Erről úgy győződhetünk meg, hogy azoldat kivett kis próbájához K 3[Fe(CN)6]-at adunk. Ha kék csapadék keletkezik,az oxidáció még nem teljes, ebben az esetben még néhány ml cc. HN03-val folytatnunk kell a főzést. Ha a kétértékű vas egész mennyisége háromértékűvó alakult, az old; tót vízfürdőn tovább pároljuk, majd kristályosodni hagyjuk. A kapottkristályokat gyűjtsük üvegszűrőre, és kevés hideg vízzel öblítsük le. Ha nagyobbkristályokat akarunk előállítani, a kapott termékből néhány kristálykát tegyünkfélre, a többit oldjuk fel kevés forró vízben, s a telített oldatot oltsuk be az am-mónium-vastimsó kristálykáival.

37.9. Vas(HI)vegyületek képződése és tulajdonságai

a) öntsünk vas(ffi)-klorid-oldathoz nátrium-hidroxid-oldatot. Vörösbarna,kocsonyás állományú vas(IH)-hidroxid keletkezik:

FeCl3 4 - 3 NaOH = Fe(OH)3 + 3 NaCl

Vizsgáljuk meg, hogyan viselkedik a csapadék a nátrium-hidroxid feleslegével, illetve híg savakkal szemben.

Állítsunk elő Vas(HI)-hidroxid-csapadékot, majd szűrjük meg, és alaposan

mossuk ki vízzel. Vigyük át ezután a csapadékot porcelán tégelybe, és izzítsuk jól ki. Milyen anyag keletkezik? írjuk fel a reakcióegyenletet!

b) Vas(ÍII)-klorid-oldathoz öntsünk ammónium-szulfid-oldatot. Fekete színűcsapadék keletkezik, mely vas(H)-szulfidból és kénből áll:

2 FeCl3 + 3 (NH4)2 S = 2 F e S 4 - S 4 - 6 NH4C1

öntsünk a csapadékhoz híg sósavat, ez a vas(H)-szulfidot oldja, s a kén láthatóváválik. Vizsgáljuk meg a reakciót az oxidáció— redukció szempontjából.

c) Frissen készült kén-hidrogénes vízhez öntsünk FeCl3-oldatot. Az oldat

első pillanatra megkékül, majd kén csapódik ki. A kék Bzínt kolloid eloszlású kénokozza. írjuk fél a reakcióegyenletet!d) Vas(II)-szulfát-oldathoz öntBünk kevéB híg kénsavat, majd néhány csepp

salétromsavat. Forraljuk fel az oldatot. e) Végezzük el ezt a kísérletet úgy, hogy a salétromsav helyett brómosvizet,

kálium-permanganát-, illetve kálium-dikromát-oldatot használunk.



VASKOMPLEXEK ELŐÁLLÍTÁSA 283

Mutassuk ki, hogy valamennyi esetben a vas(H)ion három vegyértékűvé oxidálódik. írjuk fél a reakcióegyenleteket!

f) FeCla-oldatot reagáltassunk NH4SCN-oldattal. Vérvörös színű vas(IIt)-ro-danid keletkezik:

FeOl8r+ 3 NH4SCN = Fe(SCN)8 + 3 NH4C1

Ez a reakció csak a vas(III)ionokra jellemző, a kétértékű vasvegyületek nem adják. A vas(IU)-rodanid vizes oldatához öntsünk kevés etilétert, és rázzuk össze vele. Mit látunk?

g) öntBÜnk va8(IH)-klorid-oldathoz dinátrium-hidrogén-foszfát-oldatpt. Sárgásfehér szinű FeP04 keletkezik. Kevés nátrium-acetát jelenléte elősegíti a csapadékképződést.

FeClg + Na3HPOd + CH3COONa = FeP0 4 + 3 lNaCl + CHgCOOH

Vizsgáljuk meg, hogy az előállított vas(III)-foszfát csapadék ecetsavban,illetve sósavban oldódik-e.

37.10. Vaskomplexek előállítása

a) Kálium-[hexaciano-ferrát(II)] komplexet 29.8.1. szerint állíthatunk elő.b) FeS04 oldathoz öntsünk K 3[Fe(CN)e]-oldatot. Kék színű (Turnbull-kék)

csapadék keletkezik:

3 FeS04 -1- 2 Kg[Fe(CN)6] = Fe8[Fe(CN6]2 + 3 K SO*

Vizsgáljuk meg, hogy a csapadék oldódik-e sósavban.

c) Kálium-[hexaciano-ferrát(HI)] komplexet 29.8.2. szerint állíthatunk elő.d) VaB(III)-klorid-oldathoz öntsünk K 4[Fe(CN)6]-oldatot. Kék színű (berlini

kék) csapadék keletkezik:

4 FeCla + 3 K 4[Fe(CN)e = Fe4[Fe(CN)a]3 + 12 KCl

Vizsgáljuk meg, hogy a csapadék híg, illetve tömény savakban oldódik-e?

e) Adjunk kevés szilárd kálium-hidroxidhoz néhány csepp FeCl3-oldatot és

néhány csepp brómot. Az elegyet fülke alatt melegítsük fel. Figyeljük meg a sötét-vörös színű kálium-ferrát K 2(Fe04) képződését.

A kapott anyaghoz öntsünk kevés vizet, majd kevés bárium-klorid-oldatot:málnavörös színű bárium-ferrát Ba(Fe04) keletkezik.

37.11. Kobalt(II)- és kobalt(III)vegyületek reakciói

a) Kobalt(II)-klorid oldatához adjunk cseppenként nátrium-hidroxid-oldatot. Az első cseppek hatására kék színű bázisos kobalt(II)-klorid keletkezik:

CoCl2'+ NaOH — Co(OH)d + NaCl,

amely azután a nátrium-hidroxid feleslegének hatására lassan (melegítésre gyorsabban) rózsaszínű kobalt(II)-hidroxiddá alakul:

Co(OH)Cl + NaOH = Co(OH)2 + NaCl




Ha a kobalt(II)-hidroxid-csapadék a levegőn huzamosabb ideig áll, lassanmegbámul, mert a levegő oxigénjének hatására kobalt(IH)-hidroxiddá alakul:

2 Co (OH)2 - f y2 0 2 + H20 = 2 Oo(OH)3

Ezt a folyamatot hidrogén-peroxid vagy nátrium-hipoklorit hozzáadásávalsiettethetjük:

2 Co(OH)2 + HaOj = 2 Co(OH)3

2 Co(OH)2 + NaOCl +^H20 = 2 Co(OH)3 + NaCl

Vizsgáljuk meg, hogy a kobalt(H)-, illetve kobalt(IH)-hidroxid csapadék oldódik-e a nátrium-hidroxid feleslegében, valamint savakban.

A kobalt(II)-hidroxidot ammónium-hidroxid segítségével is előállíthatjuk, deha feleslegben vesszük az ammóniát, a csapadék komplex alakban oldódik:

Co (OH)2 + 6

NH3 = [Co(NH3)6](OH)2

b) A kobalt(II)-klorid semleges vagy gyengén lúgos old a tához öntsünk ammó-

niuzn-szulfid-oldatot. Fekete színű kobalt(H)-szulfid keletkezik:

CoCla + {NH4)gS = CoS + 2 NH4C1

Vizsgáljuk meg, hogy a csapadék oldódik-e híg sósavban, ecetsavban, valamintkirályvízben.

c) Híg kobalt(H)-klorid-oldathoz adjunk szilárd kálium- vagy ammónium--rodanidot, rétegezzünk az oldatra étert, majd önisfnk az elegyhez kevés amil-alkoholt, összerázás'után az éteres— amilalkoholca fázis kék színű lesz:

C0CV-H2 KSCN = Co(SCTst )2 +'2 KOI A kék szín a disszociálatlan Co(SCN)2-molekuláktól származik, melyek az éter——amilalkohol keverékében jól oldódnak.

d) Néhány kristályka kobalt(II)-nitrátot hevítsünk porcelán tégelyfedőn mindaddig, amíg barna színű nitrózus gázok távoznak el. A hevítés után barnásfeketekobalt(III)-oxid marad vissza. írjuk fél a reakcióegyenletet!

A kapott kobalt(III)-oxidot vigyük kémcsőbe, és öntsünk hozzá kevés töménysósavat. Mit észlelünk?

37.12. Kobaltsők színváltozása

A kobaltsók oldatai különböző színűek lehetnek egyrészt a hőmérséklettől,másrészt idegen anyagok jelenlététől függően. Ezek a körülmények ugyanis befolyásolják a kobaltionokkal komplexet alkotó vízmolekulák számát.

a) Tömény kobalt(II)-klorid-oldatot melegítsünk kémcsőben, és közben figyeljük meg a színváltozásokat. Lehűlés után ismét jegyezzük fel az oldat színét.

b) Szűrőpapírra öntsünk néhány csepp kobalt(II)-klorid-oldatot, majd a papírt láng felett szárítsuk meg. A folt helye kék színű lesz.

c) Kémcsőben levő tömény kobalt(II)-klorid-oldathoz öntsünk egyrészt cc.sósavat* másrészt etilalkoholt. Milyen színváltozást észlelünk?

d) Platinadrót meghajlított végét izzó állapotban mártsuk bóraxporba,majd lángba tartva ömlesszük meg. Ha az így keletkezett gyöngyöt kobaltsó-



KOMPLEX k ö b a x t v b g y ö l e t e k k é p z ő d é s e 285

oldatba mártjuk, majd újból megolvasztjuk, a gyöngy a kihűlés után kék színűlesz.

37.13. Komplex kobaltvegyületek képződése

a) Adjunk a kobalt(II)-oldathoz tömény kálium-nitrit-oldatot, majd kevésecetsavat. Melegítésre sárga színű kálium-[hexanitro-kobaltét (Ül) ]-komplex keletkezik :

2 Co++ + 6 jK + + 4 H+ - f 14 N 02~ = 2 Kg[Oo(N02)6] + 2 NO H20

Ha a kálium-nitrit helyett nátrium-nitritet használunk, csapadék nem keletkezik,ami azt mutatja, hogy ez a komplexképződés a K-ionokra is jellemző.

b) Néhány csepp sósavval megsavanyított kobalt(II)-klorid-oldathoz öntsünkK 4[Fe(CN)fl]-oldatot. Csapadék alakjában zöld színű kobalt-[hexaciano-ferrát(II)]-

-komplex keletkezik:2 CoCl2 + K 4[Fe(CN)6] = Co2[Fe(CN)6] + 4 KC1

c) Savanyú közegben a kobalt(H)-klorid a kálium-[hexaciano-ferrát(in)]--oldattal barnásvörös kobalt-[hexaciano-ferrát{IH)] csapadékot ad:

3 CoCl2S+- 2 KaCFeíCNlJ = Co3[Fe(CN) 6]2 +'fi KC1

d) Kobalt(Il)-klorid-oldathoz öntsünk előbb kevés, majd több KCN-oldatot. Az először keletkező vörösbarna színű kobalt(II)-cianid"a kémszer feleslegében

kálium-[hexaciano-kobaltát(II)] komplex alakban oldódik:Co (CN)2 + 4 KCN = K^CoíCN)*]

e) Az előző kísérletben kapott barnássárga színű K 4[Co(CN)6Jkomplex oldatotlevegőn főzzük, vagy esetleg adjunk hozzá néhány csepp hidrogén-peroxidot.

A komplex oxidálódik, és Bárga színű kálium-[hexaciano-kobaltát(III)] keletkezik:

2 K^CoíCN),.] + H?OH- 0 = 2 K^[Co (CN)4] + 2 KOH

Ez utóbbi komplex rendkívül stabilis, csak tömény kénsavval való bepárlássalbontható el.

37.14. Nikkelvegyiiletek előállítása és tulajdonságai

37.14.1. A nikkel(ll)ion reakciói

a) Nikkel(II)-szulfát-oldathoz öntsünk nátrium-hidroxid-oldatot. Zöld színű,kocsonyás állományú nikkel(II)Thidroxid-c8apadék keletkezik:

NiS04 + 2 NaOH = Ni(OH)2 + Na^O*

A csapadékot osszuk három részre. Az egyik részletet hagyjuk levegőn állni, ésfigyeljük meg, hogy mutatkozik-e színváltozás, a másik részlethez adjunk fölös

mennyiségű nátrium-hidroxidot, a harmadikhoz pedig sósavat. Melyik esetben észlelünk oldódást ?

b) Nikkel(II)-szulfát oldatához adjunk brómosvizet, majd nátrium-hidroxid--oldatot. Fekete színű nikkel(HI)-hidroxid-csapadék válik ki. A csapadékot különítsük el, majd adjunk hozzá tömény sósavat. Mit tapasztalunk?



2 86 A VASCSOPORT FÉMÉI ÉS VEGYÜLETEIK

Állítsunk elő nikkel(II)-hidroxid-csapadékot nikkel(II)-szulfátból NaOH-dal,s a zöld színű csapadékhoz adjunk hidrogén-peroxidot. Figyeljük meg, hogy a csapadék színe nem változik, tehát ilyen módon nikkel(III)-hidroxid nem keletkezikkimutatható mértékben. A nyomokban képződő Ni(OH)3-ra ugyanis a H20 2

redukálóan hat, és ez a nikkel(III)-hidroxidot visszaalakítja nikkel(II)-hidroxiddá;

2 Ni(OH) 3 + H 20 2 = 2 Ni(OH)2 + 2 + 0 2

c) Nikkel(II)-szulfát-oldathoz öntsünk ammónium-szulfid-oldatot: feketeszínű csapadék alakjában nikkel(II)-szulfid képződik:

NiS04 + (NH4)2S = NiS + (NH4)2S04

A csapadékot osszuk három részre, és győződjünk meg egyrészt arról, hogy ecetsavban, illetve sósavban nem oldódik, másrészt oldjuk fel tömény salétromsavban.

Ez utóbbi esetben kénkiválás figyelhető meg:

3 NiS + 8 H N03 = 3 Ni(N03)2 + 3 S+ 2 NO + > H20

d) Végezzük el a bóraxgyöngypróbát nikkel(II)-szulfát-oldattal, és figyeljükmeg a gyöngy színét redukáló, illetve oxidáló lángban.

37.14.2. Nikkel(n)-szuUát előállítása

4 g nikkelforgácBot vagy -reszeléket Bzórjunk főzőpohárba, majd öntsünhozzá 40 ml vizet és 8 ml tömény salétromsavat. Az elegyet melegítsük vízfürdőn,

amíg a fém egész mennyisége fel nem oldódik. Ha kell, szűrjük meg a kapott oldatot, azután öntsük át porcelán csészébe, és mérjük hozzá a számított mennyiségűkénsav kb. kétszeresére hígított oldatát. Az anyagot vízfürdőn pároljuk szárazraa salétromsav elűzése céljából. A sjáraz sótömeget oldjuk fel kevés vízben, esetlegszűrjük meg redős szűrőn, majd kristályosítsuk. A szívótölcsérre összegyűjtött(NiS04 7 H20) kristályokat kevés vízzel mossuk. Számítsuk ki a termelési száza

lékot.

37.14.3. Nikkelkomplexek képződése

a) Nikkel(H)-szulfát-oldathoz adjunk annyi ammónium-hidroxid-oldatot>amíg a kezdetben képződő csapadék fel nem oldódik. Ebben az esetben nikkel-hexamminkomplex keletkezik:

NiS04 + 2 NH4OH = Ni(OH)2 + (NH4)2S04

Ní (OH)2 + 6 NH3 = [Ni(NH3)6](OH )2

b) Ha a nikkel(H)-szulfát-oldathoz KCN-oldatot elegyítünk, előbb zöld színűnikkel(II)-cianid-csapadék keletkezik, amely azután komplex kálium-[tetraciano--nikkelát(II)] alakban oldódik.

NiS04 + 2 KCN = Ni(CN)2 +Ni(CN)2 + 2 KCN = K 2[Ni(CN)4]

c) A nikkel(II)-szuIfát-oldatból K 4[Fe(CN)6] hatására világoszöld nikkel--[hexaciano-ferrát(II)]-csapadék válik ki:

2 NiS04 + K 4[Fe(CN)6] = Ni2[Fe(CN)6] + 2 KjSC^



KOBALTKOMPLEXEK ELŐÁLLÍTÁSA 287

d) öntsünk a nikkel(II)-szulfát savanyú oldatához K 3[Fe(CN)6]-oldatotSárgásbarna csapadék alakjában nikkel-[hexaciano-ferrát(III)] komplex kelet-kezik *

3 NiS04 + 2 K 3[Fe(CN)fl] = NigpBMCNU + 3 JLJS04

87.14.4. [Hexammin-nikkel(II)] -bromid500 ml vízben oldjunk fel 17,5 g nikkel(II)-szulfátot, és ehhez elegyítsük 5 g

nátrium-hidroxidnak 25 ml vízzel készült oldatát. A keletkezett világoszöld színűNi(OH)2-csapadékot dekantálással addig mossuk, amíg a mosófolyadék szulfátionmentes nem lesz. A csapadékot ezután gyűjtsük szívótölcsérre, majd oldjuk felkb. 10 g HEr vizes oldatában. A keletkezett oldatot szűrjük meg, és azután vízfürdőn pároljuk szárazra. A maradékot oldjuk fel lehetőleg kevés vízben, hűtsükle 0 C°-ra konyhasós-jeges hűtőkeverékkel, s elegyítsünk hozzá tömény ammónium--hidroxid-oldatot. Ibolya színű [Ni(NH3)6]Br2 kristályok válnak ki, melyeket rövid

ideig tartó állás után szűréssel távolítsunk el, és hideg ammóniamoldattal mossunk. A kész terméket vákuumexszikkátorban kalcium-oxid és némi ammónium--klorid felett száríthatjuk.

Ha a komplexet vákuumban kb. 300 C°-ra felhevítjük, ammóniavesztésselvízmentes nikkel(II)-bromid keletkezik.

37.15. Kobaltkomplexek előállítása

87.15.1. [Hexammin-k obalt(II)] -klorid előállítása

Oldjunk fel 10 g kristályos kobalt{H)-kloridot 10 ml vízben, majd az oldottlevegő eltávolítása érdekében forraljuk fel az oldatot. Adjunk ezután hozzá annyitömény ammónium-hidroxidot, hogy a kezdetben leváló csapadék az ammónium--hidroxid feleslegében éppen oldódjék. Az oldatot forrón szűrjük meg, majd öntsünk hozzá lehetőleg levegőmentesített etilalkoholt addig, amíg maradandó zava-rosodás nem lép fel. (Az alkohol levegőmenteBÍtését oly módon végezhetjük, hogyvízfürdőn, visszafolyó hűtővel ellátott lombikban huzamosabb ideig melegítjük.)

Az alkoholos elegyet ezután vízcsap alatt hűtsük le, mire kiválik a halvány rózsaszínű kristályos [hexammin-kobalt(II)]-klorid, [Co (NH3)6]C12. A kristályos anyagotüvegszűrőn szűrjük, és előbb cc. NH4OH és etilalkohol 1:1 arányú elegyével,majd levegőmentes, ammóniával telített alkohollal mossuk. A kész terméketvákuumexszikkátorban, szilárd KOH felett szárítsuk.

37.15.2. [Karbonáto-tetraminin-kobalt(ni)] -nitrát-hemihidrátl

Oldjunk fel 25 g kristályos kobalt(II)-nitrátot vagy-szulfátot 1 00 ml vízben,és az oldatot elegyítsük egy másik oldattal, amely 50 g ammóníum-karbonátot,125 ml tömény ammónium-hidroxidot és 250 ml vizet tartalmaz. Az elegyet tartalmazó nagyobb lombikot lássuk el kettős furatú dugóval, amelynek egyikfuratán rövidebb, a másikon pedig hosszabb üvegcső nyúlik be. Ez utóbbi leér

a lombik aljáig. A rövidebb üvegcsövet csatlakoztassuk vízlégszivattyúhoz,és annak megindításával buborékoltassunk át levegőt az elegyen. A levegőátszí-vatást kb. 2 óra hosszat kell folytatnunk, ami alatt a kezdetben sötétlila oldatvörös színű lesz. Ezt követően az oldatot porcelán tálban nyílt lánggal pároljuk bekb. 150 ml-re, miközben apránként kb. 15 g ammónium-karbonátot adagolunkhozzá. A kivált kobalt(III)-oxidot szűréssel távolítsuk el. Folytassuk a bepárlást



A VASCSOPORT FÉMÉI ÉS VEGYÜLETEIK 28 8

újabb mennyiségű ammónium-karbonát (5— 10 g) adagolása mellett, majd ha atérfogat már mintegy 100 ml-re csökken, az elegyet lassan hűtsük le. Bíborvörös[Co(NH3)4C03]N 03 •1/2 H20 kristályok válnak ki, melyeket szűréssel eltávolíthatunk, majd hígított, később tiszta alkohollal moshatunk.

Ha az anyalúghoz újabb mennyiségű ammónium-karbonátot elegyítünk,további frakció válik ki, mely azonban tisztításra szorul. Evégből a kivált anyagotmintegy tizenötszörös mennyiségű vízben oldjuk, szűrjük, és a sót az oldat térfogatánál két-háromszor nagyobb térfogatú alkohollal kicsapjuk. A kivált komplexammónium-karbonát tartalmú vízből átkristályosítható.

A [karbonáto-tetrammin-kobalt(IH)J-nitrát számos más komplex előállításának kiindulási anyaga lehet.

37.15.S. [Kloro-pentammin-kobalt(ni >] -klorld

a) A [kloro-pentammin-kobalt(III)]-kloridot, [Co (NH3)5C1]C12 a [karbonáto-

-tetrammin-kobalt(IH)]-nitrátból a következő módon állíthatjuk elő:Oldjunk fel 3 g [karbonáto-tetrammin-kobalt(III)]-nitrátot 40 ml vízben, s

ehhez adjunk kis részletekben annyi sósavat, amíg a szén-dioxid teljesen el nemtávozik. Az oldatot ezután kevés tömény ammónium-hidroxiddal tegyük gyengénlúgossá, es 45 percig vízfürdőn hevítsük. Lehűtés után 50 ml tömény BÓsavvalelegyítsük, és 1 órán át vízfürdőn melegítsük. E műveletek során különböző átmeneti termékek is keletkeznek, amint ezt az alábbi összeállítás mutatja:

[Co (NH3)4CO0]NO3 -JLC- l [Co (NH3)1H2OC1}C12 - WH‘ ° H>

- [Co(NHs)5H 20]Cla [Co (NH3)6C1]C1s

A végtermékként képződő [kloro-pentammin-kobalt(HI)]-kloridot lehűtés utánszűréssel eltávolíthatjuk, majd vákuumexszikkátorban száríthatjuk.

b) A [kloro-pentammin-kobalt(III)]-kloridot a következő módon ib előállíthatjuk:

20 g kristályos kobalt(H)-kloridot oldjunk fel kevés vízben, s adjunk hozzákb. 120 ml 10%-os ammónium-hidroxidot, valamint 25 g ammónium-karbonátnak120 ml vízben való oldatát. Az oldaton 2 órán át erős áramban levegőt buboré-koltatunk keresztül. Ezután adjunk hozzá 75 g ammónium-kloridot, s vízfürdőn

pároljuk be szirupsűrűre. Sósav hozzáadásával a szén-dioxidot távolítsuk el, majdkb. 5 ml cc. NH4OH-dal tegyük az elegyet lügossá. Hígítsuk fel vízzel kb. 200 ml-re,melegítsük'vízfürdőn 1 óra hosszat, hogy a kloro-akvo-pentamminsó akvo-pentam-minsóvá alakuljon át. Lehűtés után elegyítsünk a komplexhez 150 ml tömény só-Bavat, és ismételten hevítsük az anyagot vízfürdőn, fél órán keresztül: a sötétvöröBszínű, sósavban csaknem oldhatatlan kloro-pentamminsó kiválik.

A kristályos anyagot szűréssel távolítsuk el, s hogy az ammóniumsóktólmegtisztítsuk, mossuk 1:1 hígítású BÓsavval.

Az így előállított termék rendszerint kobalt-oxiddal szennyezett. Ettől átkris-

tályosítással tisztíthatjuk meg úgy, hogy híg ammónium-hidroxid-oldatban oldjuk(ilyenkor akvo-pentamminsó keletkezik), s az oldhatatlan részt szűréssel eltávolít juk. A pzűrlethez 150 ml cc. HCl-at adva, azt vízfürdőn való melegítéssel újbólkloro-pentamminsóvá alakíthatjuk. Lehűlés után a tiszta anyagot szűréssel távolítsuk el az anyalúgtól, mossuk hígított sósavval, végül alkohollal. Vákuumexszikkátorban, szilárd KOH felett száríthatjuk.



k o b a l t k o m p l e x e k e l ő á l l í t á s a 289

37.15.4. [AkYO-pentammln-kobfUt(ni)] -klorld

Az [akvo-péntammin-kobalt(III)J-klorid, [Co (NH3)6H20]C13 tisztán való előállítása érdekében előbb állítsunk elő [akvo-pentammin-kobalt(III)]-oxalátot,majd ezt alakítsuk át a kívánt termékké'.

10 g [kloro-pentammin-kobalt(III)]-kloridot oldjunk fel 120 ml 5%-os ammó-

nium-hidroxidban vízfürdőn való melegítés közben. A sötétpiros oldatot hűtsük leszobahőmérsékletre, majd szűrés után kis részletekben adjunk hozzá oxálBav-oldatot. Ilyenkor élénkpiros csapadék alakjában kiválik az [akvo-pqntammin--kobalt(lll)]-oxalát. Az anyagot szűréssel különítsük el, és kevés hideg vízzelmossuk.

Tisztítás céljából tanácsos ezt a terméket átcsapni. Evégből a csapadékot70 ml 2% -os ammóniaoldatban oldjuk, és a jegeB vízzel lehűtött szűrletből oxál-savval lecsapjuk az [akvo-pentammin-kobalt(HI)]-oxalátot. A kristályos csapadékot szűrjük, vízzel, majd alkohollal mossuk, és végül exszikkátorban kénsavfelett szárítsuk.

Az [akvo-pentammin-kobalt(III)]-oxalát-tetrahidrátból [Co(NH3)5H20]2(C20 4) 3 •* 4H 20 az [akvo-pentammin-kobalt(III)]-kloridot a következő módon állít

hatjuk elő:5 g [akvo-pentammin-kobalt(III)]-oxalátot kb. 15 ml vízzel keverjünk el,

majd oldjuk fel 25 ml normál BÓsavban. Ha kell, az oldatot Bzűrjük meg, majd jeges vízzel lehűtve, csepegtessünk a 0 C°-os oldathoz 50 ml cc. HCl-at. A kivált vörös színű csapadékot üvegszűrőn szűrjük, előbb 2 0 %-os sósavval, majdalkohollal mossuk, és levegőn szárítsuk.

37.15.5. [Hexammin-kobalt(JH)] -klorid A [hexammin-kobalt(III)]-kloridot [Co (NH3)6]C13 [kloro-pentammin-kobalt

(IH)]-kloridból magas hőmérsékleten ammónia segítségével állíthatjuk elő Jörgén- sen leírása szerint:

[Co(NH3)#C1]C12 ^ [C o íN H ^ lC lg

Mérjünk 10 g [kloro-pentammin-kobalt(III)]-kloridot, 8 g ammónium-kloridotés 100 ml 2 0 %-os ammónium-hidroxid-oldatot patentzárral ellátott, nyomásállóüvegbe, és az üveget csavarjuk körül szorosan ruhával, hogy ezáltal az esetleges

robbanásnál a károkat elkerüljük. Az így elzárt üveget állítsuk vízzel telt nagyobbüvegbe, majd a vizet forraljuk fel. A forralást 5— 6 óra hosszat folytassuk, ésidőnként (óránként) emeljük ki a palackot a forró vízből, várjuk meg, míg kissélehűl, azután alaposan rázzuk össze a tartalmát. Ha az anyag kellő hosszú ideig100 C°-on állt, a hevítést szüntessük meg, és a palack tartalmát a vízfürdőbenhagyjuk lehűlni. Lehűlés után a képződött kristálytömeget a palackból öntsükki porcelán tálba, és az anyalúggal az üveget többször öblítsük ki, hogy a képződött terméket veszteség nélkül a porcelán tálba vihessük. A porcelán tálathelyezzük a fülke elszívó nyílásához, és hagyjuk ott kb. 1 napig állni, hogyezalatt a felesleges ammónia eltávozzék.

Ezután hígítsuk fel az elegyet vízzel kb. 300 ml-re, majd adjunk hozzá 50 mltömény sósavat, és vízfürdőn melegítsük 1 órán át. Ezt követően a még forróoldathoz öntsünk 250 ml cc. sósavat, majd vízcsap alatt, rázogatás közben hűtsük le. A kivált csapadékot gyűjtsük üvegszűrőre, s az ammónium-klorideltávolítása végett 2 0 %-os sósavval alaposan mossuk ki.19 Általános és szervetlen kémiai praktikum —4284/1.




Az így előállított és összegyűjtött csapadékot most mintegy 200 ml hidegvízzel alaposan lúgozzuk ki, ezáltal az anyagot a még jelenlevő [kloro-pentam-min-kobalt(III)]-kloridtól elkülöníthetjük. Ez ugyanis oldhatatlanul visszamarad. A szűrletet melegítsük fel, és elegyítsük fele térfogatnyi tömény sósavval. Hűtés után a kivált barnás színű [hexammin-kobalt(HI)]-klorid kris

tályokat szűréssel különítsük el, és alkohollal való mosással Bavtalanítsuk.

87.15.6. [Nitro-pentammin-kobalt(IIIJ] -klorid

Az előállítás menetét a következő séma szemlélteti:

[Co(NH3)6C1]C12 [Co (NH3)5H20]C13 [Co(NH3)5N 02]Cl2

Mérjünk Erlenmeyer-lombikba, 10 g [kloro-pentammin-kobalt(III)]-kloridot»öntBünk hozzá 100 ml vizet és 25 ml 10%-os ammónium-hidroxidot, majd a lombikot óraüveggel letakarva helyezzük vízfürdőre. Ha az oldódás befejeződött, a

jelenlevő kobalt(III)-oxidot szűréssel távolítsuk el, az oldatot hűtsük le, 8 azutánsósavval savanyítsuk meg. A savanyú oldatba mérjünk 10 g nátrium-nitritet, sújból melegítsük vízfürdőn. Átmenetileg piros színű csapadék válhat ki, de ez amelegítés során feloldódik. Lehűtés után az oldathoz, amelyből esetleg akristályosodás már megindult, adjunk kis részletekben 120 ml cc. HCl-at. A csapadékos elegyet újból hűtsük, azután üvegszűrőn gyűjtsük össze a barnásBárgakristályos anyagot. A mosáét 1:1 hígítáBÚ sÓBavoldattal, majd alkohollal végezzük.

87.15.7. [Nitrito-pentammiii-kobalt(III)] -klorid

Oldjunk fel 10 g [kloro-peritammin-kobalt(III)]-kloridot 150 ml vízben és25 ml 10%-os ammónium-hidroxidban keverés és enyhe melegítés közben. A jelenlevő kobalt(IH)-oxidot szűréssel távolítsuk el, az oldatot semlegesítsük híg sósavval, majd adjunk hozzá 10 g nátrium-nitritet. Ha a nátrium-nitrit már teljesenfeloldódott, öntsünk az elegyhez 10 ml 1:1 hígítású sósavat. A [Co (NH3)5ONO]C12kristályos csapadékot hagyjuk hűtés közben az anyalúggal állni, majd szűrjük meg,és hideg vízzel, illetve alkohollal mossuk.

Ez a komplex állás közben, néhány hét alatt átalakul az izomer [nitro-pen-tammin-kobalt(III)]-kloriddá:

[Co(NH3)5ONO]C12 ™ [Co(NH3)5N 02]C12

Abban az esetben, ha a [nitrito-pentammin-kobalt(III)]-klorid 10%-os vizes oldatát azonos térfogatú tömény sósavval elegyítjük, ez az átalakulás azonnal bekövetkezik. *

37.15.8. [l,2-dlnitro-tetrammin-kobalt(III)]-nitrát

A [Co (NH3)4(N02)2]N03 előállítása [karbonáto-tetrammin-kobalt{III)]-nit-rátból történhet a következő séma szerint:

[Co(NH3)4C03]N03 • i /2H20M ^-> [C o (NH3)4(H20)2](N03)3 1gf^->[Co(N H3)4(N02)2]N 03

Oldjunk fel melegítés nélkül 10 g [karbonáto-tetrammin-kobalt(III)]-nitrátot100 ml víz és 14 g 40%-os salétromsav elegyében. Az oldathoz adagoljunk kiBrészletekben 20 g nátrium-nitritet, majd a lombikot merítsük 6—8 percig forrásban levő vízfürdőbe. Az oldat barnássárga lesz. Lehűtés után öntBünk az oldathoz



KOBALTKOMPLEXEK ELŐÁLLÍTÁSA 291

részletekben 130 ml 40%-os salétromsavat. Erős habzás és nitrogénoxidok fejlődése tapasztalható. Az elegyet 1 napig hagyjuk állni, azután a kivált kristály-kását szívassuk le üvegszűrőn, és kevés salétromsavval, majd alkohollal mossuk.

Az [l ,2 -dinitro-tetrammin-kobalt(III)]-nitrátot ecetsavas vízből átkristályosíthatjuk. Az összegyűjtött kristályokat előbb 50%-os, majd tiszta alkohollal

mossuk.

37.15.9. [l,6 -dinitro-tetrammin-kobalt(III)]-klorid

Elegyítsük 34 g ammónium-kloridnak éB 45 g nátrium-nitritnek' 250 ml vízzelkészült oldatát egyrészt 50 ml 20%-os ammónium-hidroxid-oldattal, másrészt30 g kristályos kobalt(II)-kloridnak 80 ml vízzel készült oldatával. Az elegyen4 órán keresztül erős áramban buborékoltaBsunk át levegőt, majd 12 órai állásután a kivált csapadékot szűréssel különítsük el az anyalúgtól. A nyers terméketelőbb vízzel alaposan mossuk ki, majd tisztítás céljából forró ecetsavval meg

savanyított vízben oldjuk. Szűrés után az oldathoz 14 g ammónium-klorid vizesoldatát elegyítsük. Egy napi állás után a sárga Bzínű kristályos anyagot /[Co (NH3)4(N 02)2]C1/szűréssel különítsük el. Előbb 90%-os, majd tiszta alkohollalklórmentességig mossuk. Exszikkátorban szárítható!

37.15.10. [Trmitro-tria minin-koba!t(ITI)]

10 g kristályos kobalt(II)-kloridnak 30 ml vízzel készült oldatát elegyítsükegyrészt 60 ml 2 0 %-os ammónium-hidroxid-oldattal, másrészt 12 g ammónium--kloridnak és 17 g nátrium-nitritnek 100 ml vízzel készült oldatával. Az elegyen4 órán keresztül erőteljesen buborékoltassunk át levegőt. A barna színű oldatot

ezután öntsük bepárló csészébe hosszabb időre (néhány napra), és tegyük fülkealá. A kivált kristályokat szűréssel távolítsuk el, és hideg vízzel mossuk, amíga szűrlet klórmentes nem lesz.

A nyers terméket forró ecetsavas vízzel alaposan mossuk, majd a szűrletettegyük félre kristályosodni. Állás során sárgásbarna [trinitro-triammin-kobalt(III)],[Co (NH3)3(N0 2)3] válik ki.

37.15.11. [Hexammin-kol)alt(III)] -nitrát

A [hexammin-kobalt(III)]-nitrátot ([Co(NH3)g](N0 3)3)[hexammin-kobalt(llI)]-

-kloridból állíthatjuk elő salétromsav segítségével:[Co (NH3)6)]C13+3 H N 03 = [Co (NH3)(N03)3, + 3 HCl

Megfelelő‘mennyiségű [hexammin-kobalt(III)]-kloridot oldjunk fel lehetőlegminél kevesebb vízben, majd az oldathoz elegyítsünk híg salétromsavat: a [hexam-min-kobalt(III)]-nitrát csapadék alakjában kiválik. A csapadékot vigyük szívó-tölcsérre, és előbb híg salétromsavval sósavmentesre, majd 90%-os alkohollalsavmentesre mossuk. A sárga színű kristályos anyagot szűrőpapírok közöttnyomkodással száríthatjuk.

19



\ 38. A platinafémek és yegyületeik

38.1. A platina katalitikus hatása

Előzetesen kiizzított azbesztlapra ejtsünk 1 cBepp hidrogén-fhexakloro-

-platinát(IV)]-oldatot, szárítsuk meg, majd a csepp helyét izzítsuk ki. Az azbeszt

papíron finom eloszlású platina marad vissza. Ha a még meleg, de nem izzó papírt

hidrogén- vagy világítógáz-áramba tartjuk, a folt helye izzani kezd, esetleg a

gázt meg is gyújtja.

38.2. Platinakomplexek képződése

A különböző platinakomplexek képződésére vezető reakciókban a hexa-kloro-platinasav vizes oldatából indulhatunk ki.

a) A hidrogén-[hexakloro-platinát(IV)] oldatához öntsünk kálium-klorid-

-oldatot. Sárga színű kristályos csapadék válik ki:

HgfPtClg] + 2 KC1 = K^PtClg] + 2 HC1

A csapadék képződését kevéB alkohol elősegíti.

b) Ismételjük meg ugyanezt a reakciót ammónium-klorid-oldattal. Ugyancsaksárga csapadék keletkezik:

H2[PtCl6] + 2 NH4C1 = (NH4)2[PtCla] + 2 HCl

c) Sósavval megsavanyított hidrogén-[hexakloro-platinát(IV)]-oldathozöntsünk kálium-jodid-oldatot. Vörös színű komplex vegyület keletkezik:

H2[PtCle] - f 8 KI = K^Ptlg] + 6 KC1 + 2 Hl

38.3. Hidrogén-[hexakloro-platinát(IV)] előállításaHidrogén-[hexakloro-platinát(IV)], H2[PtCl€] előállítását legegyszerűbben úgy

végezzük, hogy a platinát olyan királyvízzel oldjuk, amely a szokásosnál több

sósavat tartalmaz. Ilyen módon elkerülhetjük nitrogéntartalmú komplexek kelet

kezését.

Ha tiszta anyagra van szükségünk, a komplex sav előállítását csak kerülőútón végezhetjük:

1 g platinaforgácsot vagy platinadrót darabot kevés tömény sósavv

melegítve, majd vízzel mosva tisztítsunk meg. A fémet ezután helyezzük kisebb

lombikba, öntsünk rá 10 ml tömény sósavat, és vízfürdőn való melegítés közbenkis részletekben adagoljunk hozzá cc. H N 03-at. Ha a platina már teljesen fel

oldódott, csupán némi szennyezés maradt oldatlanul viBBza, az oldatot öntsük át



PLA.TINAVEGYÜLET BLŐÁLLÍTÁ.SA 293

nagyobb porcelán tálba, és szirupBŰrűségűre pároljuk be. Ha ez megtörtént,oldjuk kevés vízben, majd 2—3 g nátrium-formiát és nátrium-karbonát segítségével redukáljuk ki az elemi platinát. A kivált fémet gyűjtsük szűrőre, sósavval

jól mossuk ki, azután porcelán tégelyben hevítsük. A kiizzított szürke színű fémport melegítés közben tömény sósavnak és kevés

tömény salétromsavnak az elegyében oldjuk fel. A platina feloldódik, a jelenlevőiridium azonban nem. SzűréB után az oldatot pároljuk be, majd kevés vízzel amaradókot oldjuk fel, és ismételten pároljuk be. A bepárláBt váltakozva sósavval,illetve vízzel néhányszor ismételjük meg. Végül a visszamaradt szirupsűrŰBégűfolyadékot kb. 10 ml vízben oldjuk.



39. A rézcsoport elemei és vegyületeik

39.1. Réz(II)-oxid redukálása szénnel

A réz(II)-óxidnak szénnel való redukcióját kétféleképpen is végezhetjük:

a) Nem túlságosan finom réz(IÍ)-oxid-port ugyanannyi faszénporral keverjünkössze, és a keveréket szórjuk vastégelybe. A keverék fölé vékony rétegben terít

sünk kevés faszénport. A tégelyt8

— 10percig hevítsük erősen gázlánggal, majd alehűlés után győződjünk meg arról, hogyelemi réz keletkezett.

b) A réz(II)-oxid és a faszénporazonos mennyiségeiből készült keveréketszórjuk kémcsőbe. A kémcsövet egyfura-tú dugóval és derékszögben meghajlítottüvegcsővel lássuk el, majd vízszintes helyzetben fogjuk be. A kivezető cső végét

merítsük meszes vizet tartalmazó kémcsőbe. (39.1.1. ábra.) Ha a porkeverékettartalmazó kémcsövet erősen melegítjük,a meszes víz megzavarosodik, jelezve aBzén-dioxid fejlődését. Mielőtt a melegítést megszüntetnénk, vegyük el a meszes vizet tartalmazó kémcsövet, nehogyfelszívódjék az oldat. Kihűlés után vizsgál juk meg, hogy keletkezett-e elemi réz?

39.2. Savak hatása rézre

Kémcsövekben levő rézforgácshoz öntsünk külön-külön egyrészt híg sósavat,kénsavat és salétromsavat, másrészt tömény sósavat, kénsavat, illetve salétromsavat. Milyen esetekben észlelhető oldódás?

Azokat a kémcsöveket, amelyekben a reakció hidegen nem indul meg, melegítsük fel.

39.3. A réz lángfestése

Megtisztított platinadrót végét mártsuk rézsó oldatába, .majd tartsuk színtelen Bunsen- lángba. Milyen láng festést észlelünk?

39.1.1. ábra. Réz(II)-oxid redukálása



RÉ Z(l)VE GY íj LETEK 295

39.4. Réz(I)vegyületek képződése és tulajdonságai

a) Réz(II)-szulfát-oldathoz öntsünk Seignette-sót (kálium-nátrium-tartará^)tartalmazó nátrium-hidroxid-oldatot. (10 ml oldatban legyen 1 g NaOH és 3,5 gSeignette-só.) Az elegyet melegítsük fel, majd öntsünk hozzá szőlőcukor-oldatot.

A szőlőcukor redukáló hatására a rezet komplex alakban tartalmazó oldatbólvörös színű réz(I)-oxid válik ki.

A réz(I)-oxid előállítását Seignette-só nélkül is elvégezhetjük. Ebben az esetben kevés réz(II)-szulfát-oldathoz feleslegben adjunk NaOH-oldatot, majd szőlőcukor-oldatot. Melegítés hatására megjelenik a vörös színű csapadék.

b) Ha réz(II)-kloridot erősen sósavas közegben fémrézzel melegítünk, majdaz elegyet vízzel hígítjuk, a réz(I)-klorid fehér csapadék alakjában kiválik:

OuCljj + Cu + 2 HC1 = 2 H[Cu C12] = 2CuCl + 2HC1

öntsünk kisebb lombikba vagy főzőpohárba 10—15 ml réz(II)-klorid-oldatot,és adjunk hozzá néhány ml tömény sósavat és rézforgácsot. Az elegyet forraljukaddig, amíg a kezdetben zöld színű oldat sárgás árnyalatú üem lesz. Ha a reakciómár befejeződött, öntsük az edény tartalmát nagyobb, .vízzel telt pohárba:fehér színű réz(I)-klorid csapadék válik ki. Ezt tegyük félre a következő kísérletek céljaira.

c) A réz(I)-jodid elemi jóddal együtt keletkezik, ha réz(II)-szulfát-oldathozkálium-jodid-oldatot. öntünk. A jodidion a két vegyértékű rezet egy vegyértékűvéredukálja, amely azután a jelenlevő jodidionnal fehér színű réz(I)-jodidot ad:

2 0uSO4 + 4 K I = 2 C ul + I2 + 2 K 2S04 Az elemi jód jelenlétét megállapíthatjuk azáltal, hogy a réz(I)-jodid csapadékrólaz oldat egy részét leöntjük, vízzel hígítjuk, majd keményítőoldatot adunk hozzá.

Ha sok jód válik ki, ez barna színével eltakarhatja a réz(I)-jodid fehér színét.Ebben az esetben nátrium-tioszulfát-oldatot adhatunk az elegyhez.

d) A réz(I)-cianid réz(n)-szulfátból és kálium-cíanidból állítható elő. Ha aréz(II)-szulfát vizes oldatához kevés KCN-oldatot öntünk, először sárga színűréz(II)-cianid-csapadék keletkezik:

CuSQj + 2 KCN = Cu (CN)2 + K 2S 04

amely azonnal fehér színű réz(I)-cianidra és ciángázra bomlik:

2 Cu (CN)2 = (Ctf)2 + '2 Cu(CN)

(Emiatt a kísérletei jól húzó fülke alatt végezzük!) Ha a réz(I)-cianid csapadékhoz feleslegben adunk KCN-oldatot, vízben oldódó komplex vegyület képződik:

Cu(CN) + 3 KCN = K 3[Cu(CN)4]

Ez a komplex kitűnik nagy stabilitásával, amit az a körülmény is mutat, hogy

kén-hidrogén hatására nem keletkezik belőle fekete réz(II)-szulfid-csapadék. e) A b ) kísérlet során előállított réz(I)-klorid csapadékot még nedves állapotban osszuk két részre, majd az egyik részlethez adjunk tömény sósavat, a másikhoz pedig tömény ammónium-hidroxidot. A csapadék mindkét esetben feloldódik,komplex vegyületek képződése közben. A sósav hatására keletkező komplex összetétele: H[CuCl2], az ammónium-hidroxid hatására keletkezőé pedig: [Cu (NH3)2]C1.



296 A RÉZCSOPORT ELEMEI ÉS VEGYÜLETEIK

39.5. Réz(II)vegyületek képződése és tulajdonságai

a) Réz(II)-szulfát~oldathoz öntsünk nátrium-hidroxid-oldatot. A hideg oldatok elegyítésekor világoskék színű csapadék alakjában kiválik a réz(II)-hidroxid:

CuS04 + [ 2 NaOH = Cu(OH)2 + Na2S04

A csapadékot osszuk több részre. Az egyik részletet melegítsük. Ennek hatásáravízvesztéssel fekete színű réz(II)-oxid képződik:

Cu (OH)2 = CuO + H20

A réz(II)-hidroxid csapadék többi részletét sorra vizsgáljuk meg abból a szempontból, hogy oldódnak-e savakban, tömény nátrium-hidroxidban, illetve amnló-nium-hidroxidban. Írjuk fél a reakcióegyenleteket!

b) Sósavval megsavanyított réz(II)-szulfát-oldatba vezessünk kén-hidíogén--gázt, vagy elegyítsük kén-hidrogénes vízzel. Barnásfekete csapadék alakjábankiválik a réz(II)-szulfid:

CuS04 + E^S = CuS + H 2S0 4

‘Ha az oldat nem volt elég savanyú, a réz(H)-szulfid kolloidálisan csapódik ki.Utólagos savhozzáadással vagy főzéssel azonban a csapadék tömöríthető.

A csapadékot osszuk két részre. Az egyikhez öntsünk tömény salétromsavat.Főzésre a csapadék feloldódik. Megfigyelhető, hogy időközben elemi kén is kiválik:

CuS + á H lf03 = 2 H20 + 2 NOz + S + Cu(N03)2,

de a tartósabb főzés hatására ez kénsavvá oxidálódik.

A réz(II)-szulfid csapadék másik részletéhez elegyítsünk KCN-oldatot. Komplexvegyület képződése közben a csapadék feloldódik :

2 CuS + 8 KCN = KjSg + 2 K 3[Cu(CN)4]

c)[réz-tetramminj-szülfátot izzítsunk addig,amíg egész tömegében réz(H)-oxiddá nem alakul. A keletkezett oxidot a világítógáz hidrogénjével elemi rézzé redukálhatjuk. Evégbőlátlyukasztott azbesztlappal takarjuk le, s a

furatba illeszszünk Bose-iéle porcelán pipát (39.5.1. ábra). Ezt gumicső segítségével kössük össze a gázcsappal. A tégely hevítése közben vezessünk a pipán keresztül az oxid fölé világítógázt. A hevítés befejezése után tovább áramoltassunka tégelybe világítógázt, és a gázáramot csak a lehűlés után zárjuk el. Figyeljük

meg, hogy világosvöcös színű fémréz keletkezett.d) Béz(II)-szulfát-oldathoz elegyítsünk kevés, majd több ammónium-hidroxi

-oldatot. Kevés ammónium-hidroxid hatására világoskék csapadék alakjábanbázisos réz(H)-szulfát képződik:

2 CuS04 + 2 NH4OH = Cu^OH^C^ + (NH4)gS04

a réz(II)-oxidot tartalmazó tégelyt



RÉZ (II)'VE GYŰ LETEK ELŐÁLLÍTÁSA 297

mely az ammónium-hidroxid feleslegének hatására [réz(H)-tetrammin]-komplexszéalakul, és mint ilyen, sötétkék színnel oldódik:

Cu2(0H)2S04 + (NH4) jjS04 + 6 NH4OH = 2 [Cu(NH3)4]S04 + 8 H20

e) CuS04-oldathoz öntsünk K 4[Fe(CN)6]-oldatot: vörösbarna csapadék alak jában réz(II)-[hexaciano-ferrat(II)] képződik:

2 CuS04 + K4[Fe(CN6)] = Cu2[ Fe(CN)6] + 2 K £ 0 4

Vizsgáljuk meg, mi történik, ha a komplexhez sósavat, illetve ammónium--hidroxidot elegyítünk.

39.6. Bézyegyületek előállítása

39.6.1. Réz(H)-klorÍd előállítása

Készítsünk 10 g réz(II)-kloridot réz(H)-oxidnak sósavban való feloldása ésaz anyag kristályosítása révén:

CuO + 2 HC1 = CuCl2 + H20

A számított mennyiségű réz(II)-oxidot oldjuk fel főzőpohárban kb. 20%-ossósavban (ebből a számított mennyiségnél valamivel többet vegyünk). Az oldássiettetése érdekében a poharat tegyük vízfürdőre. Az oldódás befejezése utánaz anyagot szűrjük meg, majd porcelán csészében vízfürdőn pároljuk szárazra.Ha eközben bámulást észlelnénk, ez azt jelenti, hogy a só a kristályvizét elveszíti.

A szilárd anyagot oldjuk fel kb. 20 ml alkoholban, melyben előzetesen néhány ml vizet, illetve 1—2 csepp tömény sósavat oldottunk. Az oldatot tegyükfélre kristályosodni. A kivált CuCl2 •2 H20 kristályokat gyűjtsük szívótölcsérre,majd szárítsuk exszikkátorban.

Réz(n)-szulíát-pentahidrát előállítása

A réz(II)-Bzulfát (CuS04 5 l f 20) előállítása céljából a rezet salétromsav jelenlétében kénsavban oldjuk:

3 Cu + 3 H2S04 + 2 HN03 + 11 H20 = 3 (CuS04 - 5 H20 ) + 2 NO

10 g rézforgácshoz vagy reszelékhez öntsünk 70 ml vizet, majd 9 ml töménykénBavat. Az elegyet kezdjük el melegíteni, és közben kis részletekben adagoljukbele fülke alatt a tömény salétromsavat. A salétromsav újabb részleteit mindigakkor adjuk a kénsavas elegyhez, ha nitrózus gőzök már nem fejlődnek.

A réz teljes feloldódása után, ha szükséges, az oldatot szűrjük meg, majdrázogatás közben vízcsap alatt hűtsüki A kivált kristálylisztet gyűjtsük szívó-tölcsérre, és alaposan szívassuk le.

A sót átkristályosítással tisztíthatjuk, és egyúttal nagyobb méretű kristályokat is előállíthatunk. Evégből a? apró-kristályos réz-szulfátot oldjuk fel kevés forró

vízben. (100 g víz 100 C°-on 203 g, 20 C°-on pedig 42 g CuS04 5 H20-ot old.) A forró vizes oldatot rázkódásmentes helyre tegyük félre, és hagyjuk lassan lehűlni.Néhány nap múlva a kivált nagyobb kristályokat szűréssel különítsük el, majdszűrőpapír között nyomkodással szárítsuk meg. Az anyalúgot kezdődő kristálykiválásig pároljuk be, majd tegyük félre, és így újabb kristályokat nyerhetünk.Számítsuk ki a termelési hányadot!



298 A RÉZCSOPORT ELEMEI ÉS VEtfYÜLETEIK

A réz(II)-szulfát kristályok tisztaságáról (nitrát- ób nitrit-szennyezéséről) akövetkezőképpen győződhetünk m eg: a kapott termék egészen kis részletét néhánycsepp vízben oldjuk. Kis porcelán tálban 1 ml tömény kénsavat morzsányi difenil-amiü kristálykával elkeverünk, majd hozzácseppentjük a készített oldatot.Ha a két folyadék érintkezési vonalán sötétkék gyűrű keletkezik, a réz(II)-szulfát

nitrát-szennyezést tartalmaz. Tiszta réz(H)-szulfáí kristályok oldata nem adsötétkék gyűrűt.

Néhány kristályka réz(H)-szulfátot hevítsünk porcelán lemezen addig, mígfehér színű nem lesz. Lehűlés után cseppentsük meg a kapott terméket desztilláltvízzel. Mit látunk? Mi a jelenség magyarázata?

39.6.3., [Réz(n)-tetrammin]-szulfát-monohidrát előállítása

Oldjunk: fel melegítés közben 10 g kristályos réz(II)-Bzulfátot 10 ml vízben. Az oldatot rázogatás közben hűtsük le. Ilyenkor a réz(H)-szulfát feleslege apró

kristályok alakjában kiválik. Ehhez az elegyhez most adjunk annyi cc. ammó-nium-hidroxid-oldatot, hogy az eleinte keletkező csapadék éppen feloldódjék. Az oldatot öntsük keskeny üveghengerbe, majd rétegezzünk föléje pipettából kb.2 cm magasságig 50%-os etilalkoholt, utána pedig 15 ml abszolút alkoholt. A mérőhengert letakarva, néhány napig hagyjuk állni. Ezalatt kiválnak a [r.éz(II)--tetrammin] szulfát-monohidrát kék színű, tű alakú kristályai. A komplex sótszűréssel eltávolítjuk, majd a szűrletből újabb alkoholrétegezéssel további frakciótnyerhetünk. A [Cu(NH3)J SO^ •H20 kristályokat^szűrőpapírok között nyomkosai szárítsuk, és jól záró üvegedényben tartsuk.

39.6.4. Bázisos réz(II)-karbonét előállításaRéz(H)BÓk vizes oldatából alkáli-karbonátok hatására általában változó

Összetételű bázisos réz(H)-karbonátok válnak le:2 CuS04 + 4 NaHC03 + H^O = Cu(OH)2 ■CuC03 . H20 + 2 Na^O* + 3 C02 + H20

10 g kristályos réz(H)-szulfátot, majd a számított mennyiségű nátrium--hidrogén-karbonátot oldjuk fel külön-külön vízben. A nátrium-hidrogén-karbonátoldásánál melegítést csak mérsékelten alkalmazzunk, mert magasabb hőmérsékleten azanyag bomlik. A réz(H)-szulfát-oldatot hidegen, kevergetés közben kis

részletekben öntsük a nátrium-hidrogén-karbonát-oldathoz. Lehetőleg nagyobbpohárban végezzük az összeöntést, mert a felszabaduló szén-dioxid-gáz erőspezsgést okoz. Zöldeskék színű, pelyhes csapadék keletkezik. A csapadékos oldatottegyük 1—2 órára vízfürdőre, ezáltal tömörebb és szűrhetőbb leBz. A bázisosréz(II)-karbonátból álló csapadékot gyűjtsük szívótölcsérre, és hideg vízzel addigmossuk, amíg a szűrlet BaCl2-dal már nem ad csapadékot. Az anyagot szárító-szekrényben száríthatjuk.

39.6.5. Réz(I)-[tetrajodo-merkurát(II)] előállítása

6 — 8 g higany(H)-kloridnak és 8,3 g kálium-jodidnak a vizes oldatait elegyít

sük, és a keletkező Hgl2 csapadékot dekantálással mossuk. Ezután 8,3 g Kl-naktömény vizes oldatát öntsük hozzá, mire a csapadék feloldódik:

Hgl2 + 2 KI - EyHgl,]

A megszűrt oldathoz elegyítsük 12 g kristályos réz(II)-szulfát vizes oldatát,majd avégből, hogy a kétértékű rezet redukáljuk, buborékóltassunk az oldaton



AZ EZÜST 299

keresztül kén-dioxid-gázt. A kéndioxidot úgy állítjuk elő, hogy a gázfejlesztőbenlevő nátrium-szulfit kristályokra tömény kénsavat csepegtetünk. A réz(I)-[tetra-

jodo-merkurát(II)], Cu2[HgI4] vörös színű csapadék alakjában kiválik:

2 CuS04 + Kj[HgJ4] + SOz + 2 H zO = CujjfHglJ + KjSO* + 2 H zS04

A csapadékot szűréssel eltávolítjuk, majd vízzel mossuk. A'kész terméket 100C°-os szárítószekrényben száríthatjuk. A réz(I)-[tetrajodo-merkurát(H)]-komplex a hőmérséklettől függően színét

változtatja, mivel két különböző módosulata van. 71 C° alatt a vörös színű, efölöttpedig a fekete módosulat stabilis. (Termokolor festék.) A színváltozás jól észlelhető, ha a komplexet kevés lenolajjal összekeverjük, s a pépet nagyobb kémcsőbelső falára kenjük. Mártsuk az így megfestett kémcsövet hideg, majd forró vízbe.

39.6.6. Kálium-[(orto)perjodáto-kuprát(lll)] -komplex képződése •

A háromértékű rezet tartalmazó K^CuflO^jj-komplexet a következő módonállíthatjuk elő:Kevés kálium-jodátot oldjunk fel kb. 5 n KOH-ban, az oldatot melegítsük

fel, majd kis részletekben adagoljunk hozzá felváltva réz(ü)-szulfát-, illetve kálium--perszulfát-oldatot. A kálium-[(orto)perjodáto-kuprát(III)]-komplex keletkezéséta barna szín megjelenése mutatja.

39.7. Ezüst kiválasztása higannyal

Kémcsőben levő ezüst-nitrát-oldatba juttassunk néhány csepp higanyt.Néhány perc múlva a higany felületén szépen csillogó ezüstkristálykák jelennek meg. Ha a kémcsövet rázkódásmentes helyen hosszabb ideig állni hagyjuk, azezüstkristályok 1—2 cm hosszúságúak is lehetnek. (Diana fája) Mi a jelenség magyarázata ?

Ezüsttüköf előállítása

Gondosan kimosott kémcsőbe öntsünk AgN03-oldatot, majd cseppenkéntadjunk hozzá annyi ammónium-hidroxidot, hogy a kezdetben leváló csapadékaz ammónium-hidroxid feleslegében éppen oldódjék. Az oldathoz ezután öntsünkkb. 1 0%-os szőlőcukor- (glükóz) vagy formaldehidoldatot, és a kémcsövet merítsükvízfürdőbe.

A szőlőcukor, illetve a formaldehid redukáló hatására fémes ezüst válik ki,amely a kémcső falára rakódik.

39.9. Fémezüst regenerálása

Az ezüsthulladékos üveg tartalmát, melyben ezüsttartalraú csapadékokat,illetve használt fixirsót gyűjtöttünk össze, alaposan rázzuk fel, és öntsünk ki be

lőle kb. 100 ml-nyi mennyiséget. Ebből az ezüstöt a következő módon regenerálhatjuk:

Az ezüsttartalmú elegyhez öntsünk 20 ml cc. sósavat, s fülke alatt pároljukszárazra. Ha a bepárlás után a maradéknak még kén-dioxid-szaga lenne, ismételjükmeg a bepárlást 10 ml tömény sósavval. A maradékhoz öntsünk kevés forró vizet,



300 A RÉZCSOPORT ELEMEI ÉS VEGYÜLETEIK

az oldhatatlan részt gyűjtsük szűrőre, és vízzel jól mossuk ki. A csapadékhoz,miután Jombikba vagy főzőpohárba vittük át, adjunk néhány darabka granuláltcinket, s kevés sósavval savanyítsuk meg. Az elegyet 1 napig hagyjuk állni, azutána változatlanul maradt cink eltávolítása érdekében melegítsük 100 ml híg sósavoldattal. Az anyagot szűrjük meg, s mossuk yízzel kloridmentesre.

A fémezüst a csapadékban van. Ezt salétromsavval való melegítés közbenoldjuk fel, és az oldatot addig forraljuk, amíg a nitrózus gőzök el nem távoznak.Szűrés után az oldatból sósav segítségével csapjuk le az ezüstöt ezüst-klorid alak jában. A csapadékot, miután főzéssel tömörítettük, szűrjük meg, vízzel alaposanmossuk ki, és kisebb lombikba téve, kevés sósavval való savanyítás után ismétcinkdarabkákkal redukáljuk. Egy napi állás után a maradék cinket a sósavsegítségével ugyanúgy, mint az előbb, távolítsuk el, s a maradék Bzürke por alakúezüstöt, alapos mosás után szűrőpapírra gyűjtsük. Szárítás után mérjük meg akapott ezüst súlyát, és számítsuk ki, hány százalék ezüstöt tartalmazott a kiindulási oldat.

írjuk fel az előállítással kapcsolatos kémiai átalakulások egyenleteitlHa a termelt ezüBtöt kevés bóraxporral összekeverjük, majd faszéndarabkába

vájt mélyedésben fúvólánggal hevítjük, kis regulus alakjában marad vissza.

39.10. EzüstYegyiiletek képződése és tulajdonságai

a) AgN03-oldathoz öntsünk nátrium-bidroxid-oldatot. Bftrna színű ezüst*-oxid keletkezik:

2 Ag+ + 2 O H ' = 2 AgO H = Ag20 + H 20

Vizsgáljuk meg, hogy az ezüst-oxid a nátrium-hidroxid feleslegében, ammó-nium-hidroxidban, illetve salétromsavban oldódik-e.

b) Az ezüst-szulfid fekete színű csapadék alakjában képződik, ha az ezüst-- nitrát-oldathoz kén-hidrogéhes vizet öntünk:

2 AgN03 + HjS = AgjjS + 2 HNO a

Győződjünk meg arról, hogy a híg salétromsav az ezüst-szulfidot nem oldja.Tömény salétromsavban azonban a csapadék oldódik, különösen melegítés hatására:

A g 2S - f 2 H N O a = AgaO7 + S + 2 N 0 2 + H aO A g 20 + 2 H N O a = 2 A g N 0 3 + H 20

Ha fölöslegben van a salétromsav, illetve ha az elegyet melegítjük, a kiváltkén kénsavvá oxidálódhat.

c) AgN03-oldathoz öntsünk nátrium-klorid-oldatot. Fehér színű AgCl-csapa-dék keletkezik. A csapadékot osszuk négy részre, és az egyik részletet tegyüknapfényre vagy ívfénnyel világítsuk meg. Mit észlelünk?

A többi részlethez adjunk rendre ammónium-hidroxid-, nátrium-tioszulfát-,illetve kálium-cianid-oldatot, s győződjünk meg arról,<hogy ezekben a reagensekben

komplexképződés közben az ezüst-klorid feloldódik.'

A gC l -b 2 N H 4O H = [A g(N H 3)2]Cl + 2 H 20

A gC l -j- 2 N a ^ O g = Nag[A g(S20 3)2] -f- NaCl

AgC l + 2 K C N = K [A g (ü N )2] + K C l



EZÜSTVEGYÜLETEK 301

d) Ha az AgN03-oldatot KBr oldatával elegyítjük, sárgásfehér színű AgBr--csapadék keletkezik. Ezt a csapadékot is tegyük napfényre, illetve vizsgáljuk meg,hogy ammónium-hidroxid-, nátrium-tioszulfát-, illetve kálium-cianid-oldatbanoldódik-e.

e) Ismételjük meg az AgBr előállítását azzal a módosítással, hogy az ezüst--nitrát-oldathoz előbb kb. 0,5%-os zselatinoldatot elegyítünk, s csak azután reagál-tatjuk a KBr-oldattal. Ebben az esetben csapadék nem válik ki, csupán az elegyopaleszkálása árulja el, hogy a reakció végbement. Mi a jelenség magyarázata1

f) öntsünk az AgN03-oldathoz Ki-oldatot. Sárga színű ezüst-jodid csapadékkeletkezik. Az ezüst-jodid ammóniumhidroxidban nem oldódik, nátrium-tioszulfát-ban és kálium-cianidban azonban igen.

AgI + 2 Na2S20 3 = NaJiAgíSjO^)J + NaI AgI + 2 KCN =-K [Ag(CN)2] + K I

g) Ezüst-nitrát-oldathoz elegyítsünk Na2C03-oldatot: sárgásfehér ezüst --karbonát csapadék keletkezik:

2 AgNOg + Na2C03 = Ag2C03 + 2 NaN03

A csapadék egy részét melegítsük, s figyeljük meg a barna színű ezüst-oxidképződését :

Ag2C03 = Ag20 -f- COa

Az AgCOg-csapadékhoz adjunk salétromsavat, illetve ammónium-hidroxidot,és állapítsuk meg, hogy azokban oldódik-e?

h) Az AgN03 oldatához öntsünk kevés, majd több ammónium-karbonát--oldatot. Figyeljük meg, hogy kevéB ammónium-karbonát hatására Ag2C03-csapa-dék keletkezik, amely azután az ammónium-karbonát feleslegében oldódik.

i) Az ezüst-nitrát-oldatból kálium-kromát hatására vörösbarna színű ezüst--kromát-csapadék válik le:

2 AgN 03 + K 20rO4 = Ag2Cr04 + 2 KNOa

A csapadék ammónium-hidroxidban és salétromsavban jól oldódik. Az utóbbiesetben az oldat a keletkezett pirokrómsavtól vörös Bzínű lesz:

Ag2Cr04 + 4 NH4OH = [Ag(NH3)2]2Cr04 + 4 HaO2 Ag2Cr04 + 4 HNOs = 4 AgNOg + H2Cr20 7+ H20

j) Ha AgN03-oldathoz kálium-dikromát-oldatot elegyítünk, ugyancsakvörösbarna színű csapadék, Ag2Cr20 7 keletkezik. írjuk fel a reakcióegyenletet!

Vizsgáljuk meg, hogy a Csapadék oldódik-e ammónium-hidroxidban, illetve salétromsavban.

39.11. Ezüstvegyületek előállítása

39.11.1. Ezüst-permanganát előállítása

Oldjunk fel egyréBzt'ö g AgN03-ot 100 ml vízben, másrészt 4,66 g KMn04-ot300 ml vízben. Melegítsük fel mindkét oldatot 80 C°-ra, és a kálium-permanganát--oldatot néháhy csepp salétromsavval savanyítsuk meg. öntsük össze a két oldatot, majd az elegyet hagyjuk lehűlni:

KMn04 + AgNOg — AgMn04 -(- KNOa



302 A RÉZCSOPORT ELEMEI ÉS VÉGY ÜLETEIK

A keletkezett ezüst-permanganátot kristályosítsuk ki. Tekintettel arra, hogyez a termék még nem elég tiszta, 80 C°-os vízből kristályosítsuk át.

A fekete, fémesen csillogó kristályos anyag hosszabb ideig való állás utánelbomlik.

39.11.2. Ezüst-nitrit előállítása

8 g ezüst-nitrát vizes oldatához elegyítsük 5 g kálium-nitrit oldatát:

AgN03 + K N 02 = A gN 02 + KN 03.

Halványsárga színű csapadék alakjában ezüst-nitrit keletkezik, amely azonbankevés ezüst-oxiddal szennyezett. A csapadékot az oldattól különítsük el szűréssel,és az ezüst-nitrit tisztítása céljából 70 C°-os vízből kristályosítsuk át. Lehűléskoraz ezüst-nitrit tű alakú, csaknem színtelen kristályok alakjában válik ki.

Minthogy a só bomlását a fény elősegítheti, az előállítást vörös lámpa fényé

nél végezhetjük.

39.12. Az ezüstkomplexek stabilitásának összehasonlítása

Állítsuk elő pl. ezüst-klorid csapadéknak kálium-cianidban, nátrium-tioszul-fátban, illetve ammónium-hidroxidban való oldásával az

[Ag(CN)2r , [Ag(S20 3)2]3- és [Ag(NH3)2]+

komplex ionokat. E komplex ionok közül — mint az erre vonatkozó vizsgálatokmutatják — legstabilisabb a ciano- és legkevésbé stabilis az aminokomplex.

Figyelembe véve e komplexek stabilitásában mutatkozó eltéréseket, másrésztazt, hogy az alábbi ezüstvegyületek

AgjjS AgI AgBr AgCl Ag20

oldékonysága a sorban balról jobbra haladva, fokozatosan nő, végezzük el a következő vizsgálatokat, és értelmezzük azok eredményeit.

a) Mindhárom komplex oldatához öntsünk kén-hidrogénes vizet. Megfigyelhetjük, hogy valamennyi esetben Ag2S-csapadék keletkezik.

b) Elegyítsünk mindhárom komplex oldatához kálium-jodid, illetve kálium--bromid-oldatot. Csapadék csak az ezüst-ammin-ionok esetén keletkezik, a másik

két komplex oldatban nem.c) A komplex oldatokhoz öntsünk nátrium-klorid-, illetve nátrium-hidroxid-

•oldatot: csapadék egyik esetben sem képződik.

39.13. Arany kinyerése aranytartalmú ércekből

Aranyat tartalmazó érc porához öntsünk 0,1—0,2%-os kálium-, vagy nátrium--cíanid-oldatot, és az elegyen vagy levegőt buborékoltassunk át, vagy pedig kevéshidrogén-peroxidot öntsünk hozzá. Az arany komplex-alakban feloldódik^

4 Au + 8 NaCN + 2 H20 + 0 2 = 4 Na[Áu(CN)2] + 4 NaOH Az< oldatot szűréssel különíthetjük el a jelenlevő szilárd részektől, és a komplexoldatból az elemi aranyat fémes cink segítségével választhatjuk ki az ezüst korábbikinyeréséhez hasonlóan.

2 Na[Au(CN)2] + Zn = Na2[Zn(CN)4] + 2 Au

Ha a kiindulási anyag ezüstöt is tartalmazott, az arany ezüsttartalmú lesz.



AHANYVEGYÜLETEK 303

Az arftnyvegyületekből az elemi aranyat úgy is kinyerhetjük, hogy a szilárdhalmazállapotú aranysót nátrium-karbonáttal keverjük össze, s a keveréket faszéndarabba vájt mélyedésbe helyezve, a Bunsen-égő redukáló lángjával hevítjük.

39.14. Az arany(III)vegyületek reakciói

Az aranysóoldatokból redukálószerek elemi aranyat választanak ki, amelyegyrészt por alakú, barna vagy fekete csapadék alakjában, másrészt vörös vagykék színű kolloid oldat alakjában keletkezik,

a) Arany(III)-klorid oldatához öntsünk kénessavoldatot:

2 AuCl3 + 3 H2S03 + 3 H20 = 2 Au + 3 HgSQj + 6 HC1

Ha hidegen a reakció nem indulna meg, melegítsük az elegyet.

b) öntsünk arany(IH)-klorid-oldathoz vas(II)-szulfát-oldatot:

AuCl3 + 3 FeS04 = Au + Fe2(S04)3 + FeCl3

c) Az arany(Ill)-klorid-oldatot reagáltassuk SnCl2-oldattal:

2 Au^l3 + 3 SnCl2 = 2 Au +*3 SnCl,

d) Vizsgáljuk meg, hogyan reagál az arany(IH)-klorid-oldat hidrogén-per-oxiddal, hidrazinnal, hangyasavval és oxálsavval. írjuk fel a reakcióegyenleteket!

e) öntsünk az arany (Hl)-klorid oldatához kevés, majd több nátrium-hidroxid-oldatot. Először barnássárga színű arany(III)-hidroxid-csapadék keletkezik:

A u d 3 + 3 NaO H.= Au(OH )3 + t3 NaCl,

amely azután a nátrium-hidroxid feleslegében komplex aurát képződése közbenfeloldódik:

Au(OH)3+NaOH = Na[Au(OH)4]

f) Az arany(III)-hidroxid-csapadék egy részletét hevítsük porcelán tégelyben140—150 C°-ra. Eekete színű arany(III)-oxid keletkezik:

2 Au(OH)3 = A u203+ 3 H20

Vizsgáljuk meg, hogy az Au20 3 milyen savakban oldódik.



40. A ciDkcsoport elemei és vegyületeik

40.1. A cink égése

a) Ferde helyzetű gázégő lángjába felülről szórjunk cinkport: a cink fehér

ZnO-füBt keletkezése közben elég.b) Azbesztlapra szórt cinkport hevítsünk erősen Bunsen-égővel. A cink

fényjelenség közben elég, és sárga színű termék marad vissza, amely kihűléskor

megfehéredik.

40.2. A cink oldódása savakban és lúgokban

a) Vizsgáljuk meg, hogyan oldódik a cink híg, illetve tömény sósavban,kénsavban és salétromsavban.

b) Cinkreszelékhez öntsünk nátrium-hidroxid-, illetve ammónium-hidroxid-

-o Ida tót. Az elegyet enyhén melegítsük. Mit észlelünk? írjuk fel a reakcióegyenleteket !

40.3. Nitrátok redukciója cinkkel

A fémeB cink lúgOB közegben a nitrátokat ammóniává redukálja. Nátrium-

- nitrátnak NaOH-dal lúgosított oldatát főzzük cinkporral. Szagoljuk meg a fej

lődő gázt. Tartsunk a gáztérbe megnedvesített vörös lakmuszpapírt.

40.4. Cinkvegyületek képződése és tulajdonságai

a) Cink-szulfát-oldathoz öntsünk kevés NaOH-oldatot: fehér színű, kocso

nyás állományú csapadék alakjában cink-hidroxid képződik:

ZnS04 + 2 NaOH = Zn(OH)2 + Na^04 A csapadékot osszuk két részre, s az egyik részlethez öntsünk további mennyi

ségű nátrium-hidroxidot. A csapadék feloldódik:

Zn(OH)2+2 NaOH = Na2[Zn(OH)4]

A cink-hidröxid csapadék másik részletéhez öntsünk híg sósavoldatot. Mit

észlelünk ?

b) Keverjünk össze kb. 2 g cinkport 1 g kénporral, s a porkeveréket helyez

zük fülke alatt azbesztlapra. Gyújtópálcával gyújtsuk meg, mire a keverék el

lobban és ZnS keletkezik.c) öntsünk cink-szulfát vizes oldatához ammónium-szulfid-oldatot. Fehér,

kolloidális eloszlású cink-szulfid-csapadék keletkezik:

ZnS04 +(NH4)2S — ZnS + (NHJ^O*



CINKVEGYÜLETEK 305

A csapadékot osszuk két részre, s adjunk hozzá egyrészt ammónium-hidroxidot,másrészt sósavoldatot. M e l y i k es et b e n észl el ü n k o l d ód ás t ?

d ) Cink-szulfát-oldathoz adjunk feleslegben ammónium-hidroxid-oldatot:a kezdetben leváló cink-hidroxid-csapadék az NH40H feleslegében komplex[cink-hexammin]'hidroxiddá alakul:

ZnS04 + 2 NH4OH = Zn(OH)2 + (NH4)2S04‘ Zn(OH)2 + 6 NH4OH = [Zn(NH8)e](OH)2 + 6 H20

e ) K 4[Fe(CN)fl] hatására fehér színű csapadék [alakjában K 2Zn3[Fe(CN)ö]2válik ki a cinkszulfát vizes oldatából:

3 ZnS04 + 2 K 4[Fe(CN)e] = KgZn^FeíCN )^ + 3 K jS04

A csapadékhoz adjunk egyrészt sósavat, másrészt nátrium-hidroxidot.

f ) Cink-szulfát-oldathoz öntsünk kevés, majd több KCN-oldatot. A kezdetbenkeletkező: fehér színű cink-cianid a KCN feleslegében komplex só alakjábanoldódik:

Zn(CN)a - f 2 KCN = Kj;Zn(CN)J

g ) Elegyítsünk a cink-szulfát-oldathoz Na2HP04-oldatot: fehér, kristályoscink-foszfát válik ki:

3 ZnS04 -f 4 Ns2HP04 = Zn3(P04)2 -f 3 Na2S04 -f 2 NaH2P04

Vizsgáljuk meg, hogy az így előállított cink-foszfát sósavban, illetve ammó-

nium-hidroxidban oldódik-e ?h ) Kevés cink-szulfátot és nátrium-karbonátot keverjünk össze, s a keveréke

hevítsük porcelán lemezen. A keletkező ZnO melegen sárga színű, lehűlés utánazonban fehér. Ezt a maradékot cseppentsük meg igen híg (legfeljebb 0,1%-os)kobalt(Il)-mtrát-oldattal, majd újból izzítsuk, mire zöld színű kobalt-cinkát( R i n m a n n - zöld) képződik:

2 ZnO +£o(N 0 3 )a = Co[Zng03] - f 2 N02 + O.

40.5. Cinkyegyületek előállítása

40.5.1. Cink-sauUát-heptahidrát előállítása lémeinkből]

A kristályos cink-szulfátot (ZnS04 •7 H20) fémes cinkből kénsav segítségével állíthatjuk elő:

Zn + H^S04 -f 7 HjO = ZnS04 •7 Hj O -f H2

15 g cinket mérjünk lombikba, majd számítsuk ki, mennyi kénsavra vanszükség ennek a cinkmennyiségnek a feloldásához. Ennél kb. 6 % -kai többethígítsunk négyszeres térfogatú vízzel úgy, hogy a kénsavat öntjük óvatosan a

vízbe. A híg kénsavat adjuk hozzá a cinkhez, s a lombik szájába tegyünk üvegtölcsért. Az oldódás vége felé a lombikot enyhén melegíthetjük.

Ha a gázfejlődés megszűnt, szűrjük a lombik tartalmát bepárlócsészébe, svízfürdőn melegítsük. A tömény oldatot tegyük félre kristályosodni. (100 g víz100 C°-on 654 g, 20 C°-on pedig 162 g ZnS04 •7 H20-ot old.)




306 A CINKCSOPORT ELEMEI ÉS VEGYÜLETEIK

A kivált kristályokat szűréssel távolítsuk el, majd kevés hideg vízzel öblítsük le. Az anyagot szűrőpapír között nyomkodással szárítsuk. Számítsuk ki a termelési hányadot.

Ha a kiindulási anyag vasat tartalmazott, ez szennyezni fogja a kész terméket. A vasBzennyezést úgy távolíthatjuk el, hogy az oldás után a cinkről leöntött fo

lyadékhoz 10 ml híg kénsavoldatot és 1 g ólom(IV)-oxidot adunk. FelfőzéB utánadjunk még az elegyhez 1—2 g cink-oxidot, majd az egészet forrón szűrjük meg.

A szűrletet kristályosítsuk. Milyen ké/niai folyamatok mennek végbe a vastalanítás során ?

40.5.2. Bázisos cink-karbonát előállítása és elbontása

10 g kristályos cink-szulfátot (ZnS04 7 H20) oldjunk fel vízben úgy, hogykh. 20%-os oldatot nyerjünk. A számított mennyiségű nátrium-karbonátból iskészítsünk vizes oldatot (1 0 %-osat); az oldatokat szűrjük meg, majd a cink-

szulfát-oldatot kis részletekben melegen adagoljuk a nátrium-karbonát-oldathoz.Fehér színű csapadék.alakjában bázisos cink-karbonát képződik:

E 2 ZnS04 + 2 NajjCOg + -H 20 = ZnC03 •Zn(OH)2 + 2 N a ^ 0 4 +;COa

Nézzük meg az oldat kémhatását, s ha nem lenne lúgos, öntsünk az elegyhez még nátrium-karbonát-oldatot, s tovább melegítsük. A csapadékot hagy juk ülepedni, azután gyűjtsük szívótölcsérre, és vízzel alaposan mossuk ki. Az anyagot szárítószekrényben száríthatjuk.

A bázisos cink-karbonátot hevítéssel bonthatjuk el, az már 150 C°-on szén--dioxid- és vízvesztés közben cink-oxiddá]alakul. A hevítést porcelán tégelyben vagycsészében végezhetjük. Időnként kevergessük az anyagot. Arról, hogy az átalakulás teljesen végbement-e, úgy győződhetünk meg, hogy a kivett mintát lehűlésután kénsavval megcseppentjük. Ha pezsgés észlelhető, az átalakulás még nemteljes.

40.5.3. Ammóniám-cink-szulíát-hexahidrát előállítása

Az ammónium.-cink-szulfátot /(NH4)2Zn(S04)2 6 H20 / mint kettős sót azammónium-szulfát és a cink-szulfát vizes oldatainak elegyítésével és együtteskristályosításával állíthatjuk elő:

(NH4)2S04 + ZnS04 • 7 HaO = (NH4)2Zn(S04)a • 6 H20 + HaO

A számított mennyiségű kristályos cink-szulfátból és ammónium-szulfátból készítsünk forrón telített oldatot, és ezeket elegyítsük. Lehűtés után ammónium--cink-szulfát kristályok válnak ki. (100 ml víz 0 C°-on 7,3 g, 20 C°-on 12,6 g és 85C°-on 46,2 g vízmentes ammónium-cink-szulfátöt old.) Az anyagot kénsav felett,vákuumexszikkátorban száríthatjuk.

40.5.4. Cink-acetát előállítása *

A cink-acetátot /Zn(CH3COO)2/ cink-nitrátból ecetsavanhidrid segítségévelállíthatjuk elő:

Zn(NOa)2 • 6 H20 + (CH3C0)20 = ZníCHgCOOJa + 2 HNOa + '5 H20

10,2 g Zn(N03)2 •6 H20-ot melegítsünk 40 ml ecetsavanhidriddel, s ha areakció már lezajlott, az elegyet egy ideig hagyjuk még állni. A lehűtött elegyet



KADMIUMVÉGYÜLETEK 307

szűrjük, s a kivált kristályokat előbb ecetsavanhidriddel, majd éterrel mossuk. A termék vákuumexszikkátorban szárítható.

40.6. Kadmiumvegyületek képződése és tulajdonságai

a) A kadmium -szulfát vizes oldatába vezessünk kén-hidrogén-gázt, vagy öntsünk hozzá kén-hidrogénes vizet: sárga színű kadmium-szulfid-csapadék kelet-

CdS04 + H2S = CdS + H2S04

b) Kadmium-szulfát-oldathoz öntsünk nátrium-hidroxid-oldatot: fehér színűcsapadék alakjában kadmium-hidroxid válik le:

CdS04 + 2 NaOH = Cd(OH)2 + N&2S04

A csapadékot osszuk több részre, és nézzük meg, hogy sósavban, kénsavban,valamint a nátrium-hidroxid feleslegében oldódik-e? Vizsgáljuk meg, hogy a csapadék*hideg, illetve forró híg sósavval szemben

hogyan viselkedik ?c) Kadmium-szulfát-oldathoz öntsünk feleslegben ammónium-hidroxidot.

Az eleinte kiváló kadmium-hidroxid a kémszer feleslegében feloldódik:

CdS04 + 2 NH4OH = Cd(OH)2 + (NH4)2S04

Cd(OH)2 + 4 NH4OH = [Cd(NH3)4](OH )2 + 4 H20

d) öntsünk eleinte kevesebb, majd több KCN-oldatot a kadmium-szulfátoldatához. Kevés kálium-cianid hatására fehér kadmium-cianid keletkezik:

CdS04 + 2 KCN = Cd(CN)2 + K £ 0 4>

amely a kálium-cianid feleslegével komplexet képez, s mint ilyen oldódik:

Cd(CJN)2 + 2 KCN = K,[Cd(CN)4]

A komplex oldathoz öntsünk kén-hidrogénes vizet: sárga színű kadmium--szulfid-csapadék keletkezik. Mire mutat a csapadékképződés ?

40.7. Kadmium-acetát előállítása

Melegítsünk lombikban 5 g Cd(N03)2 •4 H20-ot 25 ml ecetsavanhidriddel,b miután az elég heves reakció lezajlott, a lombikot lássuk el visszafolyó hűtővel, ób a tartalmát még % órán át főzzük:

Cd(N03)2 •4 H20 -H (CH3C0)20 = Cd (CH3COO)2 + 2 H N 03 + 3 HaO

A lehűtés után kivált anyagot gyűjtsük szívótölcsérre, kevés ecetsavanhidriddel és éterrel mossuk, majd vákuumexszikkátorban szárítsuk.

40.8. Higany előállítása

a) Keverjünk össze cinobert (HgS) és igen finom vasport. A keveréket szór juk kémcsőbe, és kezdjük el fülke alatt hevíteni, figyeljü k meg, hogy a kémcsőhidegebb falán higanycseppecskék rakódnak le.

20*



308 A CINKCSOPORT ELEMEI ÉS VEGYÜLETBIK

b) Hevítsünk kémcsőben kevés higany(II)-oxidot. Ebben az esetben is megfigyelhetjük a kémcső hidegebb részein az elemi higany lerakódását. Parázsló gyújtópálcával mutassuk ki, hogy egyidejűleg oxigén is fejlődik.

c) Tiszta rézlemezt mártsunk Hg2(N03)2, illetve HgCl2 oldatába. Rövid időmúlva a rézlemezt emeljük ki, vízzel öblítsük le, és ruhával dörzsöljük. A rézlemezen fényes bevonat alakjában higany válik ki.

Ha az amalgámozott rezet gázlánggal hevítjük, a higany elpárolog, és avörös színű rézfelület láthatóvá válik.

40.9. A higany mosása és szűrése

A higany könnyen szennyeződik más fémekkel; ezektől salétromsavvalvaló mosással tisztíthatjuk meg.

A tisztítandó higanyt öntsük jól záró csiszolatú, nagyobb üvegbe, s önt

sünk hozzá néhány százalékos higany(II)-nitrát-oldatot, valamint néhány mlhíg salétromsavat. Az elegyet többször rázzuk össze alaposan, majd a higany feletti folyadékot öntsük le. Ezt követően a higanyt többször mossuk sok vízzel,alapos összerázás és leöntés útján. A higany felszínén visszamaradt kevés vizetvégül szűrőpapírral való felitatással távolítsuk el.

Ha a higany szilárd szennyezéseket tartalmaz, szarvasbőrön való szűrésseltisztíthatjuk. Evégb’ől egy kb. 60 cm hosszú és 1 cm széles üvegcső egyik végérekis peremet készítünk, erre szarvasbőrt erősítünk, és a csövet állványba fogjuk. A cső vége alá megfelelő méretű poharat helyezünk. A higanyt tölcséren keresztül

az üvegcsőbe töltjük, és ha a higanyoszlop már megfelelő magasságot elért,saját súlyánál fogva átpréselődik a bőrön. A szennyezések a CBŐben visszamaradnak.

Teljesen tiszta higanyt csak többszöri vákuumdesztillációval lehet előállítani.

40.10. ónamalgám előállítása

Helyezzünk porcelán mozsárba vékony ónlemezt vagy ónreszeléket, s öntsünk hozzá kevés higanyt. Ha mozsártörővei dörzsölgetjük, egynemű ónamalgámkeletkezik. Az ón, illetve higany viszonylagos mennyiségétől függ, hogy milyenállományú amalgámot kapunk.

40.11. Higany(I)vegyületek képződése és tulajdonságai

a) A higany(I)-kloridot (kálóméit) higany(I)-nitrát-oldatból állíthatjuk elősósav vagy nátrium-klorid segítségével:

HgaíNCg, + 2 HC1 = Hg2Cl2+ 2 HNOa

A fehér színű Hg2Cl2-csapadékot osszuk két részre. Az egyik részlethoz adjunk'királyvizet, és figyeljük meg, hogy abban oldódik-e. írjuk fél a reakcióegyenletei !

A másik részlethez öntsünk ammónium-hidroxidot: a fehér színű csapadékmegfeketedik. Az NH4OH hatására ugyanis egyrészt higany(II)-amido-klorid,másrészt fémes higany keletkezik finom eloszlásban:

Hg2CL, + 2 NH4OH = H g ^ 1 + Hg + NH^Cl + 2 HaO



HIGANY (I)YEGYÜIETEK 309

b) Higany (Il)-klorid oldatához öntsünk előbb kevés, majd több ón(Ű)-klorid--oldatot. Kevés SnCl2 hatására fehér Hg2Cl2-csapadék válik ki:

2 HgCla + SnCl2- Hg2Cl2+ SnCl4

amely az ón(H)-klorid feleslegétől, különösen melegítésre, megszürkül. A higany(I)--kloridból ugyanis az SnCLj hatására elemi higany válik ki:

Hg2Cl2 + SnCl2 = 2 Hg + SnCl4

c) Higany (I)-nitrát-oldathoz öntsünk kevéB kálium-jodid-oldatot: zöld színűHgjjlu-esapadék keletkezik:

Hg2(N03)2 + 2KI = Hg Lj + 2 KNOa

Ha a csapadékhoz feleslegben adunk kálium-jodidot, diszproporcionálódás folytánmegszürkül. Ebben az esetben ugyanis egyrészt kálium-[jodo-merkurát(II)]-

-komplex, másrészt elemi higany keletkezik:H g^ -j- 2 KI — K2[HgI4] + Hg

d) Oldjunk fel kevés vízben néhány kristályka higany(I)-nitrátot. Az oldásnem lesz teljes, mivel hidrolíziskor bázisos sók válnak ki. Vizsgáljuk meg az.oldat kémhatását. írjuk fél a hidrolízis egyenletét!

e) Hg2(N03)2-oldathoz öntsünk feleslegben nátrium-hidrogén-karbonát-olda-tot: sárga színű csapadék alakjában higany(I)-karbonát keletkezik:

Hg2fN03)2 -f NaHC03 = Hg2C03 + NflNOs + HM)3.

40.12. Higany(I)vegyilletek előállítása

40.12.1. Hlgany(I)-nltrát-«lIhidrát előállítása

A higany(I)-nitrátot /H g2(N 03)2 •2 H20 / higanyból salétromsav segítségévelállíthatjuk elő, ügyelve arra, hogy a higany feleslegben maradjon. (Ellenkezőesetben ugyanis higany(H)-nitrát képződnék.)

6 Hg + 8 HNO„ = 3 Hg2(N03)2 + 4 H20 + 2 NO

A számított mennyiségű higanynál kb. 20% -kai többet mérjünk porceláncsészébe, s öntsük rá az ugyancsak számított mennyiségű, 25%-os salétromsavat.

Az elegyet 4—5 napig hagyjuk állni. Az állás során képződött higany(I)-nitrátkristályok a higany felületére rakódnak. Ha már további kristályki válást nemészlelünk, a csésze tartalmát melegítsük fel, s ha már a só egész mennyisége feloldódott, a meleg oldatot a higanyról öntsük le. Szűrés után az oldatot tegyükfélre kristályosodni. A kivált kristályokat gyűjtsük szívótölcsérre, és kevés vízzelmossuk le. Az anyagot szűrőpapír között száríthatjuk.

Ha a higany(I)-nitrát vizes oldatát akarjuk eltartani, az oxidáció megakadályo

zására kevés fémes higanyt tegyünk az üvegbe.40.12.2. Higany(I)-acetát előállítása

A higany(I)-acetátot higany(I)-nitrátnak és nátrium-acetátnak az elegyítésévelállíthatjuk elő:

Hg2(N03)2 + 2 CHgCOONa =* Hg2(CH8COO)2 + 2 NaN03



310 A CINKCSOPORT ELEMEI ÉS VEGYÜLETEIK

20 g Hg2(N 03)2 •2 H20-ot oldjunk fel 120 ml víz és 3,5 ml 25%-os salétromsav elegyében. Oldjunk fel 15 g nátrium-acetátot is 50 ml vízben. A vizes oldatokelegyítése után a kivált csapadékot szűréssel távolítsuk el, hideg vízzel mossuk,majd CaCl2 felett exszikkátorban szárítsuk. Mérjük meg a száraz anyag súlyát,és számítsuk ki a termelési hányadot.

40.12.3. Higany(I)-rodanid előállítása

A higany(I)-rodanidot higany(I)-nitrátból kálium-rodanid segítségével állíthatjuk elő:

Hg2(N03)2 + 2 KSCN = Hg2(SCN)2+ 2 KN03

Gyengén savanyú Hg2(N 03)2-oldathoz, melyhez néhány csepp fémes higanytelegyítettünk a jelenlevő higany(II)-ionok redukciója miatt, öntsünk az ekvivalensmennyiségnél kevesebb (kb. 75%) KSCN-oldatot. Először szürkés színű csa

padék válik ki, amely azonban állás folyamán, ha az elegyet időnként felrázzuk,idővel egészen fehér lesz. A csapadékot vigyük szűrőtölcsérre, és forró vízzelalaposan mossuk ki.

40.13. Higany(II)vegyületek képződése és tulajdonságai

a) Porcelán mozsárba öntsünk kevés higanyt, majd szórjunk bele kénport.Összedörzsölés után megfigyelhetjük a fekete színű higany(II)-szulfid képződését.

b) Higany(I)-nitrát-oldathoz öntsünk kén-hidrogénes vizet: fekete színű

csapadék keletkezik, mely higanynak és higany(II)-szulfidnak a keveréke:Hg2(N03)2+ H2S = Hg + HgS -f 2 HN03

Vizsgáljuk meg, hogyan viselkedik ez a csapadék tömény salétromsavval, illetvekirályvízzel Bzemben.

c) Higany(II)-klorid-oldathoz elegyítsünk feleslegben kén-hidrogénes vizet.Eleinte fehér, később barna, végül fekete színű csapadék keletkezik. A kezdetbenleváló fehér színű csapadék higany(II)-8zulfid-klorid:

3 HgCLj -j- 2 EhjS = Hg3S2Cl2 -j- 4 HCl,

amely több kén-hidrogén hatására fekete higany(II)-szulfiddá alakul:

Hg3S2Cl2+ H?S = 3 HgS + 2 HCl

d) Higany(I)-nitrát-oldathoz öntsünk NaOH-oldatot: fekete színű csapadékkeletkezik, amely a higany(H)-oxidon kívül elemi higanyt is tartalmaz:

Hg2(N03)2 + 2 NaOH = Hg + HgO + 2 NaNOa + H20

e) Higanyjll)-klorid-oldathoz öntsünk nátrium-hidroxid-oldatot: sárga színűcsapadék alakjában higany(II)-oxid keletkezik:

HgCLj + 2 NaOH = HgO + 2 NaCl + H20

Vizsgáljuk meg, hogy a csapadék oldódik-e nátrium-hidroxid feleslegében,illetve különböző savakban?



HIGANY (II)VEGYÜLETKK

1

311

f) Kevés higany(H)-kloridot (szublimátot) tegyünk száraz kémcsőbe, majdhevítsük. A kémcső hidegebb falán fehér, áttetsző, kristályos alakban rakódik leaz elszublimált anyag.

g) Kémcsőben levő néhány csepp higanyhoz szórjunk kevés jódot. Ha akémcsövet hevítjük, a hidegebb részeken sárga, illetve vörös színű kristályok

alakjában lerakódik a keletkezett higany(II)-jodid.Ti) Higany (H) -klorid-oldathoz öntsünk kevés, majd több kálium-jodid-olda-tot. Először vörös színű higany(Il)-jodid csapadék keletkezik:

HgCl2 + 2 KI = HgL> + 2 KC1,

amely azután a kálium-jodid feleslegének hatására színtelen komplex vegyületalakjában oldódik:

HgLj + 2 KI = KJH glJ.

i) Higany(I)-nitrát-oldatot forraljunk fel néhány csepp cc. salétromsavval

A salétromsav hatására a higany(I)-nitrát higany(H)-nitráttá oxidálódik. írjuk fél a reakcióegyenletet! Mutassuk ki a higany(H)-ionokat az oldatban.

40.14. Higany(II)vegyületek előállítása

40.14.1. Higany(Il)-acetát előállítása

A higaily(II)-acetátot úgy állítjuk elő, hogy a higany(Il)-oxidot ecetsav-bán oldjuk:

HgO -f 2 CH3COOH = Hg(CH3COO)2 -f H20

Mérjünk le 20 g sárga színű higany(II)-oxidot, és ezt oldjuk fel 30 ml 50%-osecetsavban, vízfürdőn való melegítés közben. Az oldatot forrón szűrjük meg, ésa szűrletét tartalmazó lombikot állítsuk jeges vízbe. A kivált kristályokat gyűjtsük szűrőre, és kevés híg ecetsavval mossuk.

A higany(II)-acetátót ecetsavval gyengén megsavanyított forró vízbőlátkristályosíthatjuk. A kész terméket vákuumexszikkátorban kalcium-kloridfelett száríthatjuk.

40.14.2. Higany(II)-cianid előállítása

Azonos mennyiségű IlgO-ot és vas(HI)-[hexaciano-ferrát(II)]-t (berlini kéket)elegyítsünk kb. tízszeres mennyiségű vízzel, és az elegyet 1 óra hosszat melegítsükvízfürdőn. Időközönként keverjük fel.

9 HgO + Fe4[Fe(CN)6]g - f 9 H20 = 9 Hg(CN)2 + 4 Fe(OH)3 + 3 Fe(OH) 2

A csapadékot szűréssel távolítsuk el, majd a szűrletet kristálykiválásigpároljuk be.

40.14.8. Káliüm-[tetraciano-merknrát(Il)] előállítása

Elegyítsünk ekvivalens mennyiségben higany(II)-cianid- és kálium-cianid--oldatot:Hg(CN)2 + 2 KCN = E^HgíCN),]

s a keletkezett komplex sót kristályosodásig pároljuk be. A kivált anyagot újbólkristályosítsuk át, majd 80 C°-on száríthatjuk.



312 A CINK CSOPORT ELEMEI ÉS VEGYÜLETEÍE

40.14.4. Ezüst-[tetrajodo-merkurát(II)}. előállítása

a) Oldjunk fel 4,6 g HgI2-ot 3,3 g kálium-jodid segítségével 25 ml vízben, s akomplex oldatot szűrjük meg. Készítsünk AgN03-oldatot is oly módon, hogy 3,4 g

ezüst-nitrátot oldunk ugyancsak 25 ml vízben. A két oldatot cseppenként, kevergetés közben elegyítsük. Aranysárga színű csapadék alakjában válik ki az ezüst--[tetrajodo-merkurát(II)]:

2 AgNOa + K,[HgI4] = Ag^HglJ + 2 KN03

A csapadékot szűréssel távolítsuk el, vízzel mossuk, majd 100 C°-on szárítsuk.b) Frissen leválasztott, még nedves ezüst-klorid-csapadékhoz öntsünk kis

részletekben K 2[HgI4]-oldatot. Az ezüst-[tetrajodo-merkurát]-komplex képződésenéhány perc alatt végbemegy:

2 AgCl + KJHglJ = Ag2[HgI4] + 2 KC1 A szobahőmérsékleten sárga színű komplex 50 C°-on átalakul vörös színű

módosulattá (teVmokolor festék).

40.14.5. Higany(13)-rodanid előállítása

A higany(II)-rodanidot ]Hg(SCN)2|higany(II)-nitrátból állíthatjuk elő KSCNsegítségével:

Hg(NOa)a + 2 KSCN = Hg(SCN)a + 2 KNOa

Néhány csepp salétromsavval mégsavanyított higany(II)-nitrát-oldathoz öntsünk ekvivalens mennyiségbén KSCN-oldatot. A kiváló kristályos csapadékotszűréssel különítsük el, és vízzel mossuk ki.

A higany(II)-rodanid alkoholból vagy forró vízből átkriBtályosítható.Ha a kész terméket 166 C° fölé hevítjük, erős felfúvódás közben szétbomlik.

Pasztillává préselt higany(H)-rodanidot meggyújtva, érdekes jelenségnek lehetünkszemtanúi. (A kísérletet óvatosan, lehetőleg fülke alatt végezzük, mert mérgezőhiganygőz szabadul fel!)

40.14.6. XáUnm-[tetrarodanáto-merknrát(Q)] előállításaOldjunk fel 10 g KSCN-ot 50 ml vízben, majd ebben az oldatban melegítés

közben oldjunk fel még 16 g higany(II)-rodanidot:

Hg(SCN)a + 2 KSCN = E^Hg^CN),]

Lehűléskor HgS válik ki, amit szűréssel eltávolíthatunk. A szűrletet pároljuk bekezdődő kristálykiválásig. A lehűtött elegybŐl kivált kristályokat szűrésseltávolítsuk el, s az anyagot jól mossuk ki. MoBáB után a kész termék exszikkátorbanP20 5 felett szárítható.



41. Az aktinidák és vegyületeik

41.1. TőriumYOgyületek képződése és tulajdonságai

a) öntsünk tórium-nitrát-oldathoz kevés nátrium-hidroxid-oldatot: fehérszínű, kocsonyás csapadék alakjában Th(OH)4 keletkezik:

Th(N03)4 + 4 NaOH = Th(OH)4 + 4 NaNOg

Osszuk a csapadékot két részre. Az egyik részhez adjunk feleslegben nátrium--hidroxidot. A csapadék ebben nem oldódik.

A másik részhez öntsünk kénsavoldatot: a tórium-hidroxid feloldódik.írjuk fel a reakcióegyenletet!

b) Tórium-nitrát oldatához elegyítsünk kálium-fluorid-oldatot: fehér, kocsonyás csapadék, ThF4'válik ki. A c sapad ék a kálium-fluorid feleslegében nem oldódik,tehát nem keletkezik oldható komplex fluorid.

c) Tórium-nitrát oldatához öntsünk előbb kevés, majd több nátrium-karbo-

nát-oldatot. Kevés nátrium-karbonát hatására.bázisos tórium-karbonát-csapadék

válik ki. Ha ehhez feleslegben elegyítünk nátrium-karbonátot, a csapadékNa6[Th(C03)5] komplex képződése közben feloldódik.

*41.2. Urániumvegyiiletek képződése és tulajdonságai

a) Uranil-nitrát |U02(K 03)2|vizes oldatához öntsünk nátrium-hidroxid-olda-

tot: sárga színű csapadék alakjában kiválik a nátrium-diuranát:

2 TJ02(N03)2+ 6 NaOH = Na2U20 7+ 4 NaN03+ .3 H20

A csapadékot osszuk több részre, és vizsgáljuk meg, hogy sósavban, salétromsavban, illetve ammónium-karbonát-oldatban oldódik-e?

b) Az uranil-nitrát oldatát savanyítsuk meg kevés sósavval, majd öntsünkhozzá KjFe(CN)6]-oldatot. Barna színű uranil-[hexaciano-ferrát(H)] csapódik ki:

2 U02(N03)2 + KjFefCN)*] = (UOtfJFeíON) J + 4 KNO,

A csapadékhoz elegyítsünk NaOH-oldatot. Ennek hatására a komplex

nátrium-diuranáttá alakul, amit a csapadék narancssárga színe mutat.

CU02MFe(CN)6] + 6 NaOH = Na2U20 7+ Na4[Fe(CN)8] + 3 H20

c) Ha az uranil-nitrát oldatához ammónium-szulfid oldatot elegyítünk, barna

színű csapadék alakjában uranil-szulfid válik ki:

U02(N03)2 + (N H ^ = UOgS + 2 NH4N08



TÁBLÁZATOK 315

I. táblázat

Az eleinek atomsúlya

Az elem Az elem

neve jele atom súlya neve Jele atomsúlya

A k tín iu m ........... Ac • 227 L ít iu m ................. Li 6,940 Alumínium A 1 26,98 Lutécium ............. Lu 174,99 Amerícium Am 243 Magnézium Mg 24,32 Antimon Sb 121,76 Mangán Mn 54,94 Arany Au 197,0 Mendelévium . . . . Md 256 Argon Ar 39,944 Molibdén Mo 95,95 Arzén ................. As 74,91 Nátrium _ Na 22,991 Asztácium At 210 Neodím Nd 144,27B á riu m ............... Ba 137,36 N e o n ..................... Ne 20,183Berillium Be 9,013 Neptúnium Np 237

Berkélium..........

Bk 249 Nikkel.................

Ni 58,71Bizmut Bi 209,00 Niobium............... Nb 92,91Bór B 10,82 Nitrogén N 14,008B r ó m ...................

Br 79,916 Nobclium ............. No 253Cérium Ce 140,13 Ólom ..................... Pb 207,21

Os 132,91 Ó n ......................... Sn 118,70

Cink ..................... Zn 65'38 O zm iu m ............... Os 190,2Cirkónium ........ Zr 91,22 Oxigén ................. O 16,0000Diszprózium .... Dy 162,51 Palládium Pd 106,4Einsteinium Es 253 Platina................. Pt 195,09E rb iu m ............... Er 167,27 Plutónium Pu 242Európium Eu 152,0 Polónium ............. Po 210

Ezüst Ag 107,880 Prazeodim Pr 140,92Fermium ............ Fm 255 Prométium ........ Pm 145Fluor F 19,00 Protaktínium Pa 231Foszfor P 30,975 Rádium Ra 226,05Francium ........... Fr 223 Radon Rn 222Gadolinium Gd 157,26 Rénium Re 186,22Gallium............... Ga 69,72 R é z ....................... Cu 63,54Germánium Ge 72,60 R ó d iu m ............... Rh 102,91Hafnium H f 178,50 Rubídium R b 85,48H éliu m ............... He 4,003 Ruténium Ru 101,1Hidrogén H 1,0080 Stroncium Sr 87,63Higany .............. Hg 200,61- Szamárium Sm 150,35

Holmium Ho 164,94 Szelén Se 78,96Indium In 114,82 Szén ..................... C 12,011

Irídium ír 192,2 Szilícium Si 28,09Itterbium Y b 173,04 Szkandium........... Se 44,96Ittrium Y 88,92 Tallium TI 204,39Jód ..................... I 126,91 Tantál .................

Ta 180,95Kadmium Cd 112,41 Technéc ium........ Te 99K a l c i u m ........... Ca 40,08 Te l lur ................... Te 127,61Kalifornium Cf 249 T erbium ............... Tb 158,93Kálium K 39,100 Titán Ti 47,90K é n ..................... S 32,066 Tóriu m ................. Th 232,05Kobalt Co 58,94 Túl ium ................. Tm 168,94

K ló r.....................

Cl 36,457 Uránnim U 238,07Kripton ............... Kr 83,80 Vanádium V 50,95Króm Cr 52,01 V a s .......................

Fe 55,85K űriu m ............... Cm N 245 Volfrám W 183,86'Lantén La 138,92 Xenon X 13-1,30



II . táblázat

Etilalkohol—t íz elegy falsúlya és etilalkoholtartalma 15 C°-on

IS. súly

%tért.% fs.

súly%

térf.% fs.

súly%

térf.%

0,998 1,06 1,34 0,928 45,69 63,39 0,858 76,12 82,230,996 2,17 2,72 0,926 46,63 64,36 0,856 76,94 82,920,994 3,31 4,14 0,924 47,65 55,32 0,864 77,76 83,610,992 4,51 5,63, 0,922 48,47 56,27 0,852 78,58 84,300,990 5,76 7,18 0,920 49,39 57,21 0,850 79,40 84,970,988 7,08 8,81 0,918 50,29 58,13 0,848 80,21 85,640,986 8,48 10,52 0,916 51,20 69,06 0,846 81,02 86,300,984 , 9,94 12,32 0,914 52,09 59,95 0,844 81,83 86,950,982 11,48 14,20 0,912 52,99 60,84 0,842 82,63 87,600,980 13,08 16,14 0,910 53,88 61,73 0,840 83,43 88,23

0,978 14,73 18,14 0,908 64,76 62,61 0,838 84,22 88,860,976 16,40 20,15 0,906 55,65 63,47 0,836 85,01 89,480,974 18,07 22,16 0,904 56,52 64,34 0,834 85,80 90,090,972 19,71 24,12 0,902 57,40 65,19 0,832 86 ,68 90,700,970 21,32 26,03 0,900 58,27 66,03 0,830 87,36 91,290,968 22,87 27,87 0,898 59,16 66,87 0,828 88,12 91,870,966 24,37 29,64 0,896 60,02 67,70 0,826 88 ,88 92,440,964 25,81 31,32 0,894 60,88 68,53 0,824 89,64 93,000,962 27,19 32,93 0,892 61,75 69,34 0,822 90,39 93,650,960 28,52 34,47 0,890 62,61 70,16 0,820 91,13 94,090,958 29,81 35,95 0 ,888 63,47 70,96 0,818 91,87 94,610,956 31,05 37,37 0 ,886 64,33 71,76 0,816 92,59 96,130,954 32,25 38,74 0,884 65,18 72,65 0,814 93,31 95,63Q,952 33,42 40,06 0,882 66,04 73,33 0,812 94,03 96,130,950 34,56 41,33 0,880 66,89 74,11 0,810 94,73 96,610,948 35,66 42,57 0,878 67,74 74,88 0,808 96,43 97,080,946 36,75 43,77 0,876 68,58 75,64 0,806 96,11 97,540,944 37,80 44,93 0,874 69,43 76,40 0,804 96,79 97,990,942 38,84 46,07 0,872 70,27 77,16 0,802 97,47 98,420,940 39,86 47,18 0,870 71,12 77,90 0,800 98,13 98,840,938 40,87 48,26 0 ,868 71,95 78,64 0,798 98,79 99,260,936 41,85 49,33 0 ,866 72,79 79,37 0,796 99,44 99,660,934 42,83 50,37 0,864 73,63 80,09 0,7942 100,00 100,00

0,932 43,79 51,39 0,862 74,46 80,810,930 44,75 52,39 0,860 76,29 81,52



T^BLIZÁTOK 317

II I. táblásat

fiénsavoldat íajsúlya és H2S04-tartalma 15 G°-on

ÍS. súly %h ,so4 fs. súly %

H,SO« fs. súly %h ,so4 fs. súly %

H,SO«

1,010 1,57 1,290 38,03 1,570 66,09 1,823 90,601,020 3,03 1,300 39,19 1,580 66,96 1,824 90,801,030 4,49 1,310 40,36 1,590 67,83 1,825 91,001,040 5,96 1:,320 41,50 1,600 68,70 1,826 91,261,050 7,37 1,330 42,66 1,610 69,66 1,827 91,601,060 8,77 1,340 43,74 1,620 70,42 1,828 91,701,070 10,19 1,360 44,82 1,630 71,27 1,829 91,901,080 11,60 1,360 45,88 1,640 72,12 1,830 92,101,090 12,99 1,370 46,94 1,650 72,96 1,831 92,431,100 14,36 1,380 48,00 1,660 73,81 1,832 92,70

1,110 16,71 1,390 49,06 1,670 74,66 1,833 92,971,120 17,01 1,400 60,11 1,680 76,60 1,834 93,261,130 18,31 1,410 61,16 1,690 76,38 1,836 93,561,140 19,61 1,420 62,16 1,700 77,17 1,836 93,901,150 20,91 1,430 63,11 1,710 78,04 1,837 94,251,160 22,19 1,440 64,07 1,720 78,92 1,838 94,601,170 23,47 1,450 55,03 1,730 79,80 1,839 95,001,180 24,76 1,460 66,97 1,740 80,68 1,8400 95,601,190 26,04 1,470 66,90 1,750 81,56 1,8405 95,951,200 27,32 1,480 67,83 1,760 82,44 1,8410 96,381,210 28,58 1,490 58,74 1,770 83,51 1,8416 97,351,220 29,84 1,600 59,70 1,780 84,50 1,8410 98,20

1,230 31,11 1,610 60,66 1,790 86,70 1,8406 98,621,240 32,28 1,620 61,69 1,800 86,92 1,8400 98,721,250 33,43 1,530 62,63 1,810 88,30 1,8395 98,771,260 34,57 1,640 63,43 1,820 90,05 1,8390 99,121,2701,280

35,7136.87

1,5501,560

64,2665,20

1,8211,822

90,2090,40

1,8385 99,31

IV . táblázat

Sósayoldat fajsúlya és HCl-tartalma 15 C0h»

fs. súly %HC1 fs. súly %

HC1 fs. súly %HC1 fs.

súly %HC1

1,010 2,14 1,060 12,19 1,110 21,92 1,160 *31,521,015 3,12 1,066 13,19 1,115 22,86 1,166 32,491,020 4,13 1,070 14,17 1,120 23,82 1,170 33,461,025 6,15 1,076 15,16 1,126 24,78 1,175 34,421,030 6,15 1,080 16,15 1,130 25,76 1,180 35,391,035 7,15 1,086 17,13 1,136 26,70 1,185 36,311,040 8,16 1,090 18,11 1,140 27,66 1,190 37,231,045 0,16 1,095 19,06 1,145 28,61 1,196 38,161,050 10,17 1,100 20,01 1,150 29,57 1,200 39,111,065 11,18 1,106 20,97 1,155 • 30,55



318 TÁBLÁZATOK.

V. táblázat

Salétromsavoldat fajsúlya és HN03-tartafana 15 C3-on

fs.súly %HNO» fs.

súly % HNOj fs.-

súly %h n o 3 fs.

súly %HNOa

1,01 1,90 1,14 23,31 1,27 42,87 1,40 65,301,02 3,70 1,16 24,84 1,28 44,41 1,41 67,501,03 5,60 1,16 26,36 1,29 45,95 1,42 69,801,04 7,26 1,17 27,88 1,30 47,49 1,43 72,171,05 8,99 1,18 29,38 1,31 49,07 1,44 74,681,06 10,68 1,19 30,88 1,32 50,71 1,45 77,281,07 12,33 1,20 32,36 1,33 52,37 1,46 79,981,08 13,95 1,21 33,82 1,34 54,07 1,47 82,901,09 15,63 1,22 35,28 1,35 55,79 1,48 86,051,10 17,11 1,23 36,78 1,36 57,57 1,49 89,60

1,11 18,07 1,24 38,29 l,á7 69,39 1,50 94,091,12 20,23 1,25 39,82 1,38 61,27 1,51 98,101,13 21,77 1,26 41,34 1,39 63,23

VI. táblázat

Foszforsavoldat fajsúlya és H3P04-tartalma 15 C°-on

fs. súly %h 3p o 4 fs.

súly %H.PO* fs.

súly %h , p o 4

1,0054 1 1,1262 21 1,2731 411,0109 2 1,1329 22 1,2812 42

1,0164 3 1,1397 23 1,2894 431,0220 4 1,1465 24 1,2976 441,0276 5 1,1534 25 1,3059 451,0333 6 1,1604 26 1,3143 461,0390 7 1,1674 27 1,3227 471,0449 8 1,1745 28 1,3313 481,0508 9 1,1817 29 1,3399 491,0567 10 1,1889 30 1,3486 501,0627 11 1,1962 31 1,3573 511,0688 12 1,2036 33 1,3661 621,0749 13 1,2111 33 1,3760 531,0811 14 1,2186 34 1,3840 54

1,0874 15 1,2262 35 1,3931 551,0937 16 1,2338 36 1,4022 561,1001 17 1,2415 37 1,4114 571,1065 18 1,2493 38 1,4207 581,1130 19 1,2572 39 1,4301 591,1196 20 1,2651 40 1,4395 60



320 TÁBLÁZATOK

X . láblázat

Nátrium-hldroxid-oldat fajsúlya és NaOH-tartalma 15 C°-on

fa.súly '% NaOH fa.

6úly % NaOH •fs. súly %

NaOH fs.súly %NaOH

1,012 1 1,202 18. 1,396 36 1,691 561,023 2 1,226 20 1,416 38 1,601 561,046 4 1,247 22 1,437 40 1,622 681,059 5 1,269 24 1,466 42 1,643 601,070 6 1,279 25 1,478 44 1,664 621,092 8 1,300 26 1,488 45 1,684 641,115 10 1,310 28 1,499 46 1,696 661,137 12 1,332 30 1,519 48 1,706 661,169 14 1,363 32 1,640 60 1,726 681,170 15 1,374 34 1,560, 52 1,748 70

1,181 16 1,384 35 1,580 54 XI. táblázat

•Sáliam-hldroxid-oldat fajsúlya és KOH-tartalma 15 C°-on

fs.súly %.KOH fs.

súly %KOH fs.

Búly % KOH fs.

súly %KOH

1,009 1 1,166 18 1,361 36 1,604 561,017 2 1,177 20 1,387 38 1,618 561,033 4 1,198 22 1,411 40 1,641 58

1,041 5 1,220 24 1,438 42 1,667 601,049 6 1,230 25 1,462 44 1,696 621,066 8 1,241 26 1,476 45 1,718 641,083 10 1,264 28 1,488 46 1,729 651,101 • 12 1,288 30 1,611 48- 1,740 661,119 14 1,311 32 1,539 60 1,768 681,128 16 1,336 34 1,666 62 1,790 701,137 16 1,349 35 1,590 5 4

XII. táblázat

A t íz tenzlója különböző hőmérsékleteken

Hőmérséklet, C° Nyomás,Hgmm Hőmérséklet, C°

Nyomás,Hgmm Hőmérséklet, C°

Nyomás,Hgmm

0 4,6 26 26,2 60 1492 6,8 28 28,3 70 2334 6,1 30 31,8 80 3566 7,0 32 35,7 90 6268 8,0 34 40,0 100 760

10 9,2 36 44,6 110 107612 10,6 38 49,7 120 1489

14 12,0 40 55,3 130 202616 13,6 42 61,5 140 271118 15,5 44 68,3 150- 367020 17,5 '46 75,6 200 1116722 19,8 48 83,7 300 6444224 22,4 60 92,5



TÁBLÁZATOK 321

X III . táblázat

Különböző koncentrációjú kénsavoldatok tenziója (a vízgőz parciális nyomása) különböző hőmérsékleteken Hgmm-ben

H,yo4 H ő m é r s é k l e t

súíy %10 C° 15 C° 20 C» 25 C° 30 C»

35 C“ 40 C“

10 8,8 12,3 16,8 22,7 30,4 40,3 52,920 8,1 11,3 15,4 20,9 28,0 37,2 48,725 7,5 10,5 14,5 19,6 26,3 34,9 45,930 6,9 9,6 13,1 17,9' 23,9 31,9 41,935 6,2 8,6 11,6 15,8 21,2 28,2 37,240 5,2 7,3 9,8 13,4 18,1 24,2 31,945 4,2 5,8 8,0 11,0 14,8 19,9 26,360 3,2 4,6 6,2 8,5 11,6 16,5 20,6

X IV . táblázat

Különböző koncentrációjú sósavoldatok tenziója (a vízgőz és a sósav parciális

nyomásának Összege) különböző hőmérsékleteken Hgmm-ben

HClH ő m é r s é k l e t '

súly %0 C° 5 C° , 1 0 c# 15 C» 20 C° 25 C“ 30 C° 35 C° 40 C°

6 4 6 8 12 16 22 29 39 6110 4 6 8 11 15 20 27 36 4720 3 4 5 8 11 14 19 26 3430 4 6 8 11 16 23 31 42 5836 30 42 58 80 109 148 194 254 333




Betűrendes tárgymutató

A, Á

acetilén 225aoélpalack 68adszorpcióé kísérletek 137agar-agar kocsonya 112[akvo-pentammin-kobalt(III)]-klorid 289alkáliamalgámok 235alkálifémek komplex cianidjai 237

alkálifémek lángfestése 235alkáliföldfémek lángspektruma 129alkáliföldfém-ionok tulajdonságai 252alkohol desztillálása 80alumínium egyenértéksúlyának meghatá

rozása 89alumínium-hidroxid 255alumíniumion reakciói 257alumínium kimutatása papírkromatográfia

segítségével 139alumínium oxidációja 254alumínium-szulfát 256alumínium-szulfid 256alumíniumtermit 254alumínium tulajdonságai 255amfoter oxid reakciói 97ammónia cseppfolyósítása 199ammónium-dikromát 246ammónia előállítása 198ammónia hődisszociációja 200ammónia oldékonysága vízben 199ammónia párolgáshője 200ammónia tulajdonságai 200

ammóniumamalgám 236ammónium-cink-szulfát 306ammónium-vas(II)-szulíát 281ammóniumion reakciói 202ammónium-klorid 237ammónium-pentaborát 234ammónium-szulfid 240ammónium-uranil-karbonát 314ammóniumvastimsó 282analitikai mérleg 41antimon előállítása 197antimon-hidrogén 204

antimon-pentaklorid 221antimon-pentoxid 218antimon 197antimon(HI) reakciói 217

antimon(V) reakciói 218antimonsav 218antimon-triszulfid-szol koagulálása 143aprítás 60arany 302areométer 46arzenátok 216arzenitek 215arzén előállítása 197

arzénessav 215arzén-hidrogén 204arzénsav 216arzén szublimálása 197arzén-triklorid 221arzén-trioxid 215asztal, laboratóriumi 29atomsúly meghatározása 99autokatalízis 118azbesztes drótháló 29étkristályosítás 57

B

banándugó 103bárium-karbonát 251bárium-klorid 251bázisos cink-karbonát 306bázisos magnézium-karbonát 248bázisos ólom-karbonát 263bázisos ólom-kromát 263bázisos réz(II)-karbonát 298bázisos só előállítása 96bomlásfeszültség összehasonlítása 113bóraxgyöngypróba 233borát kimutatása 233bór előállítása 231bór-nitrid 234bórsav előállítása 232 Bunsen-égő 30

elsius-skála 47centrifngálás 51cink-aoetát 306



324 TÁRGYMUTATÓ

óink egyenértéksúlyának meghatározása 88cink égése 304cink oldódása 304cink-szulfát 305oinkvegyületek képződése 304cirkóniumvegyületek 266

Cs

csapok 40csavarkulos 68cseppentő 44csipesz 29csiszoltdugós gázfejlesztő 65

D

Daniell-e lem 112dekán tálás 51derítés 57dermatográf ceruza 35desztillálás 60desztillált víz előállítása 73 Deville-féle gázfejlesztő 66dialízis 143 Diana fája 111diffúziós ködkamra 125

dikén-diklorid 184, 185[dikkíro - tetrakvo-krőm(IH)]-klorid-

-dihidrát 271dinitrogén-oxid 206[ 1,2 - dinitro - tetrammin - kobalt (D l)]-ni trát

290[1,6- dinitro -tetrammin-kobalt (ü l )] -klorid

291diszpergálás 141drótháromszög 29dugófúró 38dugópuhító 37

E

égés 160égés feltételei 98egyenértóksúly meghatározása 88elágazó áramkörök számítása 101elektródok 104elektrokémiai alapfogalmak 100elektrolizáló edény 106

elektromos fűtésű kvarcfeltét 63elektromos szárítószekrény 58ellenállás számítása 100előtétpalack 55elsősegélynyújtás 23emulzió előállítása 141 Erlenmeyer~ lo mbik 24

eudiométercső 45exszikkátor 59ezüst kiválasztása higannyal 299ezüst-klorid-szol előállítása 142ezüstkomplexek stabilitása 302ezüst-nitrát termikus bontása 136

ezüst-nitrit 302ezüst-permanganát 301ezüst regenerálása 299ezüstszol 142ezüst-[tetrajodo-merkuxát(II)] 312ezüst tükör 299ezüstvegyületek képződése 300

F

fajhő meghatározása 99fecskendőpalack 74fémeszközök, laboratóriumi 28fém-oxidok redukciója hidrogénnel 149fluoreszcencia 127fluorid kimutatása 153fogó 28folyadékhőmérő 47folyadéküveg 32folyadékok oldhatósága vízben 80fordított szűrés 56forráskönnyítők 60

forráspont meghatározása 76foszfátok reakciói 212foszforeszkáló készítmény 128foszfor-hidrogén 203foszfor-kloridok 220, 221foszfor módosulatai 196foszfor-pentoxid 212foszforsavak 214foszforsógyöngy 245fotokémia 127főzőlombik 24főzőpohár 24

frakcionáló lombik 60

0

galvanosztégia 108gazométer 65gázbüretta 45gázfejlesztés 63, 64, 65, 66, 67gázfúvó égő 32gázmosó 70gázok tárolása 65

gázok tisztítása 70gólyaorr 61golyósmalom 50gömbfúvás 37gömblombik 24gyémánt ceruza 35gyémánt mozsár 50



TÁRGYMUTATÓ 325

H

halogén elemek 150halogén elemek hidrogén vegyületei 153halogenidionok kimutatása 157háztartási paérleg 41

helyi elemek 113hepar sulfuris 239heterogén egyensúlyok. 123heterogén katalízis 117[hexakvo-króm(III)]-klorid 272[hexammin-kobalt(III)]-klorid 289[hexammin-kobalt(II)]-klorid 287[hexammin-króm(III)]-nitrát 272[hexammin-nikkel(II)]-bromid 287[hexammin-kobalt(III)]-nitrát 291hidrazin-szulfát 202, 203hidrogén 147, 148, 149hidrogén-bromid 155hidrogén égése 149hidrogén-fluorid 153hidrogén-[hexakloro- platinát(IV)] 292hidrogén-jodid 156hidrogén-peroxid 165hidrogén-peroxid katalitikus bontása 118hidrogén-peroxid-oldat koncentrációjának

meghatározása 93hidrolízis 121higany(I)-acetát 309

higany(II)-acetát 311higany-cianid 311higany előállítása 307higany mosása 308higany(I)-nitrát-dihidrát 309higanypipetta 111higany{I)-rodanid 310higany(II)-rodanid 312higany szűrése 308higany(I)vegyületek képződése 308higany(II)vegyületek képződése 310hígítási szabály 79

hipoklórossav 175 Ho ffmarin-féle szorító 40homogén katalízis 116horzsakő 60, 61hőmérsékleti alappontok 47hőmérséklet hatása sók oldhatóságára 82hőmérsékletmérés 47hűtőfogó 28

I

infralámpa 63ioncserélő műgyanták 140ioncserélő oszlop 140ionmentes víz előállítása 140, 141ionmozgékonyság tanulmányozása 107izomorf elegy kristály 134izzó testek hőmérséklete 48

J

jég kölcsönhatása nátrium-kloriddal 98 jég kölcsönhatása tömény kénsawal 98 jodátok előállítása 181 jód előállítása 151

jód-pentoxid előállítása 180 jód-pentoxid reakciói 181 jódsav előállítása 180 jódsav reakciói 181

K

kadmiumvegyületek 307kalcium egyenértéksúlyának meghatáro

zása 90kalcium hatása vízre 247kalcium-hidrid 247kalcium-karbid 252kalcium-karbonát 252kalcium-klorid 250kalcium-nitrid 253kalcium-szulfát 250kanál, laboratóriumi 34kapilláris húzása 35katalízises reakciók 116[karbonáto-tetrammin-kobalt(III)]-nitrát-

-hemihidrát 287

kálium-[hexaciano-ferrát(II)] 237kálium-[hexaciano-ferrát(H[)] 237kálium-hidrogén-karbonát 244kálium-jód id-oldat elektrolízise 107kálium-karbonát 244kálium-klorát 239kálium-manganát 276kálium-nitrát 243kálinm-nitrát oldhatósága 83, 84kálium-perklorát 178kálium-peroxi - diszulfát 192kálium-permanganát-oldat koncentráció

jának meghatározása 93kálium-piroszulfit 188kálium-[(drto)perjodáto-kuprát(m'|] 299kálium-[tetraciano-merkurát(II)] 311kálium-[tetrarodano-merkurát(II)] 312kálium-[trioxaláto-kromát (III) - trihidrát 2 7 3kemény ólom 263kemilumineszcencia 128kettős szorítódió 28keverék szétválasztása 72keverés 51kémcső 24kémcsőállvány 29kémcsőfogó 29kémcsőkefe 26kémiai egyensúlyok 120kémszeroldatok 78kén allotrop módosulatai 161kén-dioxid 186



kén-dioxid-származékok 188kén előállítása kén-hidrogénből 170kénessav 186

kénessav származékai 191kén halogénvegyületei 184kén-hidrogén 167, 168, 169

kénmáj 239kén oxidjai 186

kén reakciója fémekkel 163kénsavoldatok vezetőképessége 110kén tisztítása 162kénsav tulajdonságai 190

kénszol előálllítása 141kén-trioxid 189 K ipp -féle készülék 66

Kirchhoff- törvényei 101kisózás 123klór-dioxid 176klór előállítása 150

klór-kalcium-cső 70klórosvíz 151klórmész 249klór-monoxid 174[kloro-pentammin-króm(III)]-klorid 272

[kloro-pentammin-kobalt(III)]-klorid 288klór- reakciója vízzel 174klórsav 177klór tulajdonságai 151koagulálás 143

kobaltkomplexek képződése 286kobalt(II)-rodanid disszociációs egyen

súlya 120kobaltsók színváltozása 284kobaltvegyületek reakciói 283kolloid oldatok előállítása 141

komplex ionok stabilitása 133komplex vegyületek tulajdonságai 132kovasav-kolloidok 230kovasav tulajdonságai 229

kristályosítás 56kristályosító csésze 26kristályos szerkezet 133

kritikus oldás '80krokodil csipesz 104kromatográfia 138

kromátok képződése 270króm előállítása 268kromil-klorid 271krómkénsav 26, 27

króm(III)-klorid-hidrát izomériája 269krómkomplexek előállítása 271króm(III) -oxid 268króm(VI)-oxid 270

krómsárga 270krómtimsó 269króm(III)vegyületek 269króm( VI) vegyületek 273krómvörös 263

L

Landolt-féle reakció 115lámpaellenállás 104lángfestés 130 Liebig-íéle hűtő 61lítium egyenértéksúlyának meghatározása

90

lítium égésé 236lítium-foszfát 245lítium-karbonát 243

M

magnéziacement 248magnézia mixtúra 249magnézium-ammónium-foszfát 249magnézium egyenértéksúlyának meghatá

rozása 88

magnézium hatása vízre 247magnézium-hidroxid 248magnézium-nitrid 195magnézium redukáló tulajdonsága 247magnézium-szilicid 224magnézium-szulfát 250mangán anódos oxidációja 276mangán-heptoxid 278mangán(II)-szulfát 276mangán(II)vegyületek reakciói 276manó méter 69 Marsh-íéle próba 204

megoszlási jelenségek 85melegvíz-tölcsér 57mérőhenger 44 Méker-égő 31mérlegek 40, 41, 42, 43mérőlombik 43mérősúly 42mészoltás 249mésztej 249mínium 260 Mohr-íéle szorító 40

Mohr-só 281molekulasúly meghatározása 87molibdénkék 274molibdénvegyületek 274móltérfogat meghatározása 86monoklin kén előállítása 162mosópalack 70mozsarak 50munkaszabályok 21

N

naszcensz hidrogén 149nátriumamalgám 235nátrium-ammónium-hidrogén-foszfát 245nátrium-azid 119

\



TÁRGYMUTATÓ 327

nátrium-ditionit 188nátrium égése 236nátrium-hidroxid 236nátrium-hipoklorit 238nátrium-karbonát 244nátrium-klorid oldhatósága vízben 72

nátrium-nitrát 242nátrium-nitrit 242nátrium-perborát 234nátrium-peroxid 236nátrium-szulfát-oldat elektrolízise 106nátrium-szulfid előállítása 172nátrium-szulfit előállítása 240nátrium-tioszulfát 241nátrium-tioszulfát olvadáspontjának meg

határozása 75nátronmész 70nedvességtartalom, levegőé 195negatív katalízis 118nikkelbevonat készítése 108nikkelkomplexek képződése 286nikkel(II)ion reakciói 285nikkel(II)-szulfát 286nitrátion kimutatása 211nitrátok redukciója 304nitrátok stabilitása 212nitrition kimutatása 211nitritek stabilitása 212[nitrito-pentammin-kobalt(III)]-klorid 290

nitrogén-dioxid 207, 208nitrogén előállítása 194, 195nitrogén hidrogénvegyületei 198nitrogén-monoxid 207nitrogén oxidjai 206nitrogén-triklorid 220nitrogén tulajdonságai 195[nitro -pentammin-kobalt(III)]-klorid

290normáloldat készítése 91nuccs 54

0

Ohm törvénye 100oldatok vezetőképessége 109oldás 49oldáshő előjelének meghatározása 120oldékonyság meghatározása, levegőé 81oldhatóság meghatározása, kálium-nitráté

83oldhatósági szorzat 123olíva-csatlakozó 39, 40

ólomakkumulátor 114ólomfa 112ólomfehér 264ólomkamrás kénsavgyártás 189ólom oxidjai 260ólom(II)-nitrát 263ólom reakciói 262

oltott mész 249olvadáspont meghatározása 74ónajnalgám 308ón előállítása 259ón és ólom ötvözése 259ón-hidrogén 261

ónozás 259ón(IV)-szulfid 262ón tulajdonságai 261ónvegyületek reakciói 261óraüveg 26ortofoszfátok megkülönböztetése 213oxidáció 135oxigén 159ozmózis tanulmányozása 83ózon 161

P

palackkulcs 69papírkromatográfia 138párolótölcsér 62peptizálás 142perjodátok előállítása 182perjódsav előállítása 183perklorátok reakciói 178permetezőkészülék 139peroxo-krómsav 273

Philips-pohár 24, 25pillangóégő 31pipetták 44piroforos vas 279pirokromátok előállítása 271platinaelektród 104platinakomplexek képződése 292platina katalitikus hatása 292polarizáció, elektrolitikus 113poli(kén-hidrogén) 171polikromátok képződése 270poliszulfidok előállítása 171

póluspapír készítése 105porcelán edények 24, 26porüveg 32présszűrő 56pufferoldatok 122

R

rázóhenger 49reakciósebességet befolyásoló tényezők 115redős szűrő 53redukáló szelep 68redukció 135redukció fémekkel 136réz lángfestése 294réz(II)-klorid 297réz-oxid redukálása 294réz-pirokromát-oldat elektrolízise 106



328 TÁRGYMUTATÓ

réz(II)-szulfát-pentahidrát 297réz(II)-szulfát-oldat elektrolízise 106réz(I)-[tetrajodo-merkurát(H)] 298[réz(II)-tetrammin]-szulfát-monohidrát 298rézvegyületek képződése 295 Rose-íéle porcelán pipa 296

fíoMt^woí-tűszelep 68

S

salétromkonverzió 243salétromossav 209salétromsav 210, 211Sanger —Black-próba 205Satumusfája 112savanhidrid előállítása 94savanyú só előállítása 96sárga ólom-oxid 260Schlippe-féle só 219sima szűrő 52só előállítása 95sóoldatok kémhatása 121só oldódása 98sósavoldat desztillálása 81sósav előállítása 154sósav oldékonysága vízben 155

'spatula 34spektroszkóp 129

spektrum 129standardpotenciál-táblázat alapján értelmezhető reakciók 110

stroncium-karbonát 251stroncium-nitrát 252súlykészlet 42súlymérés 40sűrűségmérés 46

Sz

szárazjég 125szárítás, szilárd anyagoké 57szárítás, gázoké 70szárítóanyagok 59szárítórács 27szárítószekrény 58szárítótorony 70szennyezett só tisztítása 84szén égése 223szén oxigénvegyületei 227szén-dioxid 227szén-dioxid molekulasúlyának meghatáro

zása 87szénfajták összehasonlítása 223szén-monoxid 228szén-tetraklorid 227szilán 226szilícium 223, 224sziliciumhidrogének 226

szilícium-dioxid 229szilícium-tetraklorid 227szilícium tulajdonságai 224szilikátnövények 83szilikátok reakciói 229szilikofluoridok 154

színképek 129, 130, 131szívókémcső 56szívópalack 54szívótölcsér 54szóda kausztifikálása 236szublimálás 76szulfidok kimutatása 169szulfuril-klorid 191szűrés 51szűrőpapír 52

T

táramérleg 41T-cső 40T-cső készítése 37tégelyfogó 29tégely, porcelán 26tégely, vas 29Teklu-égő 31térfogatmérés 43timföld előállítása 255

timsó 256timsó oldhatósága 84tionil-klorid 191tisztítókefék 26titán(IV)ion reakciói 266titánvegyületek előállítása 265tóriumvegyületek képződése 313tömegmérés 40[trinitro-triammin-kobalt(IH)] 291tribolumineszcencia 127túlfeszültség, hidrogéné 114túlhűtés 76

túltelített oldatok 82Tufnbull-kék 283tűszelep 68

u, ü

U-cső 70ujj védő 25urániumvegyületek képződése 313üvegcső hajlítása 36üvegcső kihúzása 35

üvegcső összeforrasztása 36üvegcső peremezése 36üvegcső vágása 35üvegedények 24üvegedények tisztítása 26üvegmaratás 153üvegpipa 64



TÁRGYMUTATÓ 329

y

vanádiumvegyületek 267vas (ü l) -hidroxid-szol 143vasháromláb 29vaskarika 28vaskomplexek előállítása 283

vas korróziója 113vas kölcsönhatása savakkal 279vas(]H)-nitrát 281vas passziválása 280vas(III)-rodanid megoszlása különböző

oldószerekben 85vas(II)-szulfát 281vas(III)vegyületek képződése 282vas(II)vegyületek képződése 280választótölcsér 49védőhatás tanulmányozása 143

vegyifülke 21vegyszerek tisztasági foka 33vezetőképességi titrálás 109vezetőképesség összehasonlítása 109, 110villamos elosztó 104vízbontás 107víz desztillálása 73

vízfürdő 62víz keménysége 164vízlégszivattyú 54vízsugár-légfújtató 62visszacsapó szelep 55volframvegyületek 274

W

Weimarn módszere 142Wilson-íéle ködkamra 125Witt-lemez 55Woulf-ié\e palack 55

Y

Y-cső 40

Y-cső készítése 37

Z

zárószelep 68zsírkréta 35

dr. lengyel bela - szervetlen kemiai praktikum 1

Documents