Химия и Химики № 2 2013. Иодат калия и красный фосфор

Обнаружив ошибку на странице, выделите ее и нажмите Ctrl + Enter

В журнале были описаны эксперименты со смесью хлората или бромата калия и красного фосфора [1], [2]. При этом смесь хлората калия с фосфором отличалась высокой чувствительностью к трению и удару, смесь бромата калия и фосфора обладала меньшей чувствительностью к трению, но незадолго после приготовления (а то и в процессе приготовления) самопроизвольно вспыхивала.

Было бы интересно провести аналогичные эксперименты со смесью иодата калия и красного фосфора. Расчеты состава смеси проводили исходя из соотношений:

KIO₃ = 3[O]; 2KIO₃ = 6[O] M=214.00
2P = -5[O] M=30.97

Если мы хотим приготовить смесь с нулевым кислородным балансом,

на 0.1 г красного фосфора необходимо: (5/6)·(0.1/30.97)·214.00=0.58 г иодата калия

Компоненты смешали на листе бумаги с помощью бумажной полоски методом "покачивания". В отличие от смеси бромата калия и фосфора, данная смесь при хранении не вспыхивала, хотя образование иода визуально наблюдалось.

Сначала провели пробу на чувствительность к трению: небольшое количество смеси перенесли на ржавую наковальню и начали растирать металлическим шпателем (с нажимом). Со временем произошла желтая вспышка, но смесь проявила гораздо меньшую чувствительность к трению, чем смесь хлората калия и фосфора, равно, как и меньшую чувствительность по сравнению со смесью бромата калия и фосфора.

Оставшееся количество смеси подожгли на листе газеты. Произошла желтая вспышка с образованием фиолетового облака иода. Рука экспериментатора стала коричневой от иода (поскольку находилась слишком близко).

Мы приготовили данную смесь повторно. Во второй раз при попытке ее поджечь имело место скорее активное горение, чем вспышка.

____________________________________________________
¹ См. статьи Взрыв смеси красного фосфора и бертолетовой соли (смесь Армстронга) и Опыты со смесью Армстронга (бертолетова соль и красный фосфор) [ссылка], а также - Бертолетова соль и красный фосфор [ссылка]

² См. статью Смесь бромата калия и красного фосфора [ссылка]

Смотреть Видео (27 Мб, .avi )

В книге Ф.П. Платонов Лекционные опыты и демонстрации по общей и неорганической химии [ссылка] описан эксперимент, в котором проводится сравнение окислительных свойств хлората, бромата и иодата калия на примере их реакции с красным фосфором.

"

Сравнительная устойчивость кислородных соединений галогенов.

Оборудование и материалы. 1. Наковальня или перевернутый утюг. 2. Молоток. 3. Глянцевая бумага. 4. Прозрачная бумага. 5. Четыре пластиковых шпателя или ложечки. 6. Три птичьих пера. 7. Ступка с резиновым пестиком. 8. Сухой красный фосфор. 9. Хлорат калия KClO₃. 10. Бромат калия KBrO₃. 11. Иодат калия KIO₃.

Подготовка. Приготовить из глянцевой бумаги три кюветы (10x6 см) и три пакета (5x4 см). Перед опытом на глянцевых бумажных кюветах птичьими перьями смешать сухой растертый красный фосфор с сухим растертым иодатом калия, красный фосфор с броматом калия и красный фосфор с хлоратом калия. Фосфор и соли брать в равных объемах величиной каждый с горошину. Полученные смеси поместить в конусы прозрачных пакетов.

Иметь в виду, что бромат и иодат калия могут быть загрязнены хлоратом калия, а это искажает эффект опыта. Их надо заранее проверить и если нужно, то тщательно перекристаллизовать специально для данного опыта.

Выполнение. Положить последовательно пакеты с иодатом, броматом и хлоратом калия на наковальню, ударить по ним молотком. Протекают реакции:

5KIO₃+6Р=5KI+ЗP₂O₅
5KBrO₃+6Р=5KBr+ЗP₂O₅
5KClO₃+6Р=5KCl+ЗP₂O₅

Сильнее всех взрывает хлорат калия, слабее иодат калия; бромат калия занимает среднее между ними положение. "

Мы решили проверить описанный у Платонова опыт: сравнить взрыв смеси Армстронга (хлорат калия и красный фосфор) и смеси иодат калия - красный фосфор.

Смесь Армстронга приготовили без проблем, зато во время приготовления смеси иодат калия - фосфор она неожиданно вспыхнула - несмотря на осторожное перемешивание кусочком бумаги. Горение смеси произошло мгновенно и не принесло никакого вреда (т.к. смеси было очень мало): экспериментатор отделался легким удивлением, единственный недостаток - образовавшийся "дым" с запахом иода.

Пришлось приготовить еще одну порцию. При ударе молотком на рельсе по смеси иодат калия - фосфор (количество - с горошину) произошел взрыв (желтая вспышка) и слегка зазвенело в ушах. Фотоаппарат находился близко и не уловил громкость взрыва (вероятно из-за резкого и кратковременного звука), на видео слышен лишь звук удара молотка.

Аналогичное количество смеси Армстронга произвело более сильный взрыв (субъективно - раза в 2), после него в ушах звенело громче и дольше.

В случае со смесью Армстронга наблюдались схожие проблемы с видеосъемкой: на одном ролике звука взрыва не слышно, на другом - запечатлен слабый звук взрыва, который не соответствует реальному. Поэтому видео нет смысла выкладывать - поверьте на слово.