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將磷酸滴入氯化鈉中:采用高沸點非氧化性酸制低沸點酸的原理
將磷(lin)(lin)酸滴入氯(lv)化鈉(na)(na)中:采用(yong)(yong)高沸(fei)點非氧化性酸制(zhi)低沸(fei)點酸的原理(li)。反(fan)應(ying)的方(fang)程式是:2NaCl+H3PO4(濃)══Na2HPO4+2HCl↑實驗(yan)步驟是按(an)用(yong)(yong)二氧化錳和(he)濃鹽酸反(fan)應(ying)制(zhi)取氯(lv)氣(qi)的實驗(yan)裝(zhuang)置組裝(zhuang),在燒(shao)瓶中加入氯(lv)化鈉(na)(na)晶體(ti)(ti),在分(fen)液(ye)(ye)漏斗中注(zhu)入濃磷(lin)(lin)酸。最后(hou)點燃酒(jiu)精燈(deng),用(yong)(yong)向上排氣(qi)法(fa)收集(ji)氯(lv)化氫(qing)氣(qi)體(ti)(ti)。尾氣(qi)則(ze)用(yong)(yong)30%氫(qing)氧化鈉(na)(na)溶(rong)液(ye)(ye)吸收。
無論是(shi)用(yong)磷(lin)酸還是(shi)硫酸來(lai)制(zhi)取氯化氫氣(qi)體(ti),并不是(shi)(shi)(shi)濃(nong)度(du)(du)(du)越大越好。濃(nong)度(du)(du)(du)越大,吸水(shui)性(xing)越強(qiang)(qiang),且(qie)酸多數以(yi)分子(zi)形式存在(zai)(zai)電(dian)離(li)(li)(li)出來的(de)(de)氫(qing)離(li)(li)(li)子(zi)很(hen)少(shao)。氯(lv)(lv)化(hua)(hua)鈉也難電(dian)離(li)(li)(li)出氯(lv)(lv)離(li)(li)(li)子(zi),從而導(dao)致產生的(de)(de)氯(lv)(lv)化(hua)(hua)氫(qing)氣(qi)體(ti)的(de)(de)速(su)(su)度(du)(du)(du)較(jiao)慢。結果顯(xian)示H2SO4濃(nong)度(du)(du)(du)較(jiao)大時(shi)(70%以(yi)上)都會有(you)SO2氣(qi)體(ti)伴(ban)隨生成(cheng),是(shi)(shi)(shi)因為H2SO4濃(nong)度(du)(du)(du)較(jiao)高時(shi),其氧(yang)(yang)化(hua)(hua)性(xing)比較(jiao)強(qiang)(qiang),和氯(lv)(lv)化(hua)(hua)鈉發生氧(yang)(yang)化(hua)(hua)還原反應(ying),所(suo)以(yi)有(you)SO2雜氣(qi)體(ti)生成(cheng)。H2SO4濃(nong)度(du)(du)(du)較(jiao)低時(shi),雖沒(mei)有(you)SO2雜氣(qi)體(ti)生成(cheng),但(dan)是(shi)(shi)(shi)產氣(qi)速(su)(su)度(du)(du)(du)較(jiao)慢,是(shi)(shi)(shi)因為氫(qing)離(li)(li)(li)子(zi)的(de)(de)濃(nong)度(du)(du)(du)下降,導(dao)致氫(qing)離(li)(li)(li)子(zi)與氯(lv)(lv)離(li)(li)(li)子(zi)結合生成(cheng)氯(lv)(lv)化(hua)(hua)氫(qing)氣(qi)體(ti)的(de)(de)機會小(xiao)所(suo)以(yi)產氣(qi)速(su)(su)度(du)(du)(du)較(jiao)慢。對于用(yong)H3PO4時(shi),其濃(nong)度(du)(du)(du)范圍襁’59%—80%時(shi)產氣(qi)速(su)(su)度(du)(du)(du)較(jiao)適宜,其中在(zai)(zai)60%—75%這個濃(nong)度(du)(du)(du)范圍產生氣(qi)體(ti)較(jiao)平穩,并且(qie)無雜質氣(qi)體(ti)產生,是(shi)(shi)(shi)因為磷酸是(shi)(shi)(shi)非氧(yang)(yang)化(hua)(hua)性(xing)酸,又可以(yi)提供足夠的(de)(de)氫(qing)離(li)(li)(li)子(zi)。且(qie)具有(you)強(qiang)(qiang)吸水(shui)性(xing),有(you)利于氣(qi)體(ti)的(de)(de)逸出。
H3PO4和(he)NaCl晶體(ti)在加熱(re)條件(jian)下制(zhi)(zhi)取(qu)HCl氣體(ti)時,H3PO4的(de)(de)(de)(de)(de)物(wu)質的(de)(de)(de)(de)(de)量應相對(dui)過(guo)量,NaCl晶體(ti)中加入少量水稀釋(shi)情(qing)況下反(fan)應更快,H3PO4和(he)NaCl混合均勻產生的(de)(de)(de)(de)(de)氣體(ti)較平(ping)穩些(xie)。用(yong)磷(lin)酸代替硫(liu)酸,生成氯(lv)化氫氣體(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)純(chun)度高(gao)。磷(lin)酸濃度范(fan)圍(wei)相對(dui)于(yu)硫(liu)酸要寬(kuan)一些(xie),裝(zhuang)置中減少了(le)除SO2的(de)(de)(de)(de)(de)凈(jing)化裝(zhuang)置,裝(zhuang)置簡易(yi),但由(you)于(yu)H3PO4的(de)(de)(de)(de)(de)價格約是H2SO4的(de)(de)(de)(de)(de)5倍,從(cong)而使(shi)成本(ben)提高(gao)了(le)。采(cai)用(yong)濃度在50%—80%范(fan)圍(wei)的(de)(de)(de)(de)(de)H3PO4和(he)5g氯(lv)化鈉(na)(按照(zhao)需(xu)求量按照(zhao)比例反(fan)應)在加熱(re)的(de)(de)(de)(de)(de)條件(jian)下反(fan)應制(zhi)(zhi)取(qu)氯化氫較好(hao)。
在(zai)氯化氫的研究工作中,要有適用(yong)于實驗(yan)室操作的制備方法。除(chu)了常用(yong)的鹽酸(suan)滴入硫酸(suan)