Концентрированная азотка через P2O5

[Виноградов С]

Подскажите, пожалуйста, как это возможно.

 

Есть 65% HNO3 хч, надо получить 99%.

По Карякину (стр 241) выходит, что

"Для получения 99%-ной HNO3 смесь 2 кг HNO3 (х.ч.) и 400 гр P2O5 перегоняют в приборе (...изображен обычный аппарат для перегонки без контакта с воздухом и с прямым холодильником и приемной колбой, опущенной в холодную воду). Дистиллат, окрашенный в коричнево-красный цвет окислами азота, обесцвечивают продуванием сухого и чистого воздуха. Выход 1,8 кг."

 

В тоже время, везде пишут, что реакция должна пойти по схеме 2HNO3+Р2О5 = 2НРО3+N2O5, а не по P2O5+3H2O = 2H3PO4.

 

И 400 гр P2O5 (2.8 моль) хватит только, чтобы связать 152 гр воды (8.45 моль). А хч HNO3 обычно идет в диапазоне 65-68% - то есть, этого фосфорного ангидрида хватит максимум на 475 гр HNO3 х.ч.. А Корякин пишет о 2 кг.

 

Так кому верить? Или, если перегонный аппарат замкнут, то пойдет еще и следующая реакция?

2HNO3+Р2О5 = 2НРО3+N2O5

N2O5+H2O = 2HNO3

, то есть

2HNO3+Р2О5+H2O => 2НРО3+2HNO3

Но, в любом случае, у Карякина P2O5 слишком мало почему-то требуется. Почему так?

[aversun]

Но, в любом случае, у Карякина P2O5 слишком мало почему-то требуется. Почему так?

Метафосфорная удерживает больше воды, чем требуется для ее образования, кроме того она постепенно при кипячении переходит в ортофосфорную, которая обладает тем же свойством.

[Виноградов С]

Спасибо, aversun, за быстрый ответ.

То есть, вода при перегонке точно не полетит, только азотная кислота?

Кстати, а как из 2 кг может получиться 1.8 кг 99%-ой, ведь не сходится же?

Ведь 2000 * 0.68 = 1360 гр. Или Карякин указывает 2 кг HNO3 уже без учета воды?

Изменено 11 Мая, 2013 в 11:47 пользователем Виноградов С

[aversun]

У Карякина используется кислота плотностью 1.4, т.е. 67%, действительно не сходится. У Бауэра, например, вообще не указаны четкие пропорции, т.к. он предлагает перегонку над P2O5, и упоминается проба на присутствие N2O5. В любом случае фосфор не полетит.

Изменено 11 Мая, 2013 в 12:08 пользователем aversun

[Гость Ефим]

Спасибо, aversun, за быстрый ответ.

То есть, вода при перегонке точно не полетит, только азотная кислота?

Кстати, а как из 2 кг может получиться 1.8 кг 99%-ой, ведь не сходится же?

Ведь 2000 * 0.68 = 1360 гр. Или Карякин указывает 2 кг HNO3 уже без учета воды?

На рисунке у него изображён прибор для перегонки с длинным дефлегматором. Если отгоняться будет смесь, обеднённая водой по сравнению с азеотропом (Ткип = 120С), то сверху можно отбирать безводную кислоту (Ткип = 86С). Пятиокись при этом в конце концов обводняется до 50%-ой ортофосфорной кислоты. То есть её роль - не связать ВСЮ воду, а понизить её парциальное давление для нарушения азеотропного состава пара.

 

С выходом тут явная ошибка. Из 2 кг 65%-й кислоты (а у него плотность указана - 1.40) никак не получится 1.8 кг 99-й кислоты. Скорее всего это опечатка - получается не 1.8 кг, а 0.8 кг, т.е. выход 85% - что вполне реально.

При увеличении количества пятиокиси скорее всего кислота будет сильнее разлагаться при отгонке.

[Виноградов С]

А еще, подскажите, пожалуйста, что делать с этим:

при добавлении азотной кислоты к оксиду фосфора (V) происходит закипание кислоты и бурное выделение паров азотки в смеси с бурым газом. Можно ли пренебречь этими потерями, или как-то можно обойтись без них?

Ну, например, смешивать кислоту с оксидом при минусовой температуре, или добавлять по капле и ждать, пока остынет и давление газа в системе упадет?

Или потери кислоты будут относительно небольшими?

[aversun]

В азотку я оксид фосфора не добавлял, но как то пришлось утилизировать негодный оксид фосфора, растворяя его в воде. Реакция весьма экзотермична, вода закипала, с кислотой вероятно происходит тоже, она закипает и частично разлагается. Вряд ли при этом ее улетит много. Охлаждайте и энергично размешивайте.

[Гость Ефим]

А еще, подскажите, пожалуйста, что делать с этим:

при добавлении азотной кислоты к оксиду фосфора (V) происходит закипание кислоты и бурное выделение паров азотки в смеси с бурым газом. Можно ли пренебречь этими потерями, или как-то можно обойтись без них?

Ну, например, смешивать кислоту с оксидом при минусовой температуре, или добавлять по капле и ждать, пока остынет и давление газа в системе упадет?

Или потери кислоты будут относительно небольшими?

Может лучше пятиокись небольшими порциями к кислоте добавлять? К охлаждённой кислоте.

[Виноградов С]

Как я вам забью пятиокись в капельную воронку? А вот азотку - легко. Итак приходится работать под вытяжкой в противогазе - слишком бурно кипит все это дело.

[Гость Ефим]

Как я вам забью пятиокись в капельную воронку?

Вы не нервничайте. Нервозность химику противопоказана.

Берёте колбу с азотной кислотой, вставляете воронку стеклянную в центральное горло, и ложкой присыпаете пятиокись, перемешивая смесь встряхиванием. По мере нагревания колбы - охлаждаете её в водяной бане. Концентрированная кислота с пятиокисью реагирует не так бурно, как вода.