Химия и Химики № 5 2015. Получение хромокалиевых квасцов

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

Как-то недавно потребовались для работы хромокалиевые квасцы. После пары звонков по компаниям, которые торгуют химикатами, выяснилось, что реактив очень редкий, никому не нужный, но для хорошего клиента они всегда готовы достать и привезти баночку 250 г, за очень скромную цену - 150 евро (без НДС).

После обдумывания такого щедрого предложения, решил получить квасцы самостоятельно.

Для получения хромокалиевых квасцов обычно восстанавливают бихромат калия в серной кислоте этанолом. Этанол - более подходщий восстановитель, чем, например, глюкоза. Ни он сам, ни продукты его окисления не загрязняют конечный продукт. Этанола вот только в наличии нет, поэтому решил воспользоваться изопропанолом.

Уравнение реакции восстановления бихромата калия

K₂Cr₂O₇ + 4H₂SO₄ + 3C₃H₈O + 17H₂O => 2KCr(SO₄)₂·12H₂O + 3C₃H₆O

Т.е. на 294 г бихромата надо 221.9 мл концентрированной серной кислоты и 229 мл изопропанола.

На 30 г бихромата возьмём 23 мл серной кислоты и некоторый избыток изопропанола (его не жалко, и продукт он не загрязнит).

Итак, реактивы:

Бихромат калия (из старых, даже можно сказать, древних, запасов)

Изопропанол

И серная кислота

Отвешиваем 30 г бихромата калия

Приливаем воды. На глаз. Меньше, чем предлагает Карякин, но я подумал, что будет достаточно.

Прибавляем 23 мл серной кислоты

Так как для получения квасцов нужна температура не выше 30, ставим всё в ледяную баню.

Ёмкость замотана полотенцем, чтобы лёд таял медленней.

По стехиометрии надо чуть больше 23 мл изопропанола, но я налил, на глазок, около 30.

После охлаждения до 10 градусов значительная часть бихромата выкристаллизовалась из раствора. Ну ничего, растворится в процессе.

После добавления первых ~5 мл раствор сразу потемнел

И температура полезла вверх

Пришлось очень активно перемешивать, чтобы удержать её в пределах 30 градусов.

Следующие порции спирта вызывали всё менее и менее выраженные скачки температуры. Видимо, следует начинать с добавления спирта по миллилитру-два, а потом уже увеличивать порции.

Когда температура вернулась к 10 градусам, добавил ещё спирта.

Добавлена примерно половина спирта

Осадка на дне заметно убавилось. Из стакана сильно пахнет ацетоном.

Весь спирт добавлен.

На поверхности жидкости сформировался отчётливый органический слой, видимо, ацетон отделился.

Сама жидкость в тонком слое (на фотографиях этого не видно) приобрела явный фиолетовый цвет.

Оставил стакан в ледяной бане, а когда вернулся через пару часов, на дне вместо оранжевого осадка появился тёмный.

На фото он заметен, примерно на середине между делениями 50 и 100.

На следующее утро отфильтровал осадок под вакуумом.

Фильтрат оказался тёмно-зелёным, но сами кристаллы отфильтровались на удивление чисто.

Выложил их в стакан, добавил немного воды - так, чтобы только-только накрыло осадок.

И снова отсосал жидкость.

Фильтрат был ещё зеленоватый, поэтому повторил промывку. После второй промывки фильтрат сделался сине-фиолетовым, поэтому решил больше не промывать, чтобы не терять продукт.

К сожалению, если делать без вакуумного фильтрования, то промывки будут намного менее эффективными, придётся промывать больше раз, и потери будут больше.

После просушки на фильтре получилось больше 51 г слегка влажного продукта.

Залил его водой, и оставил для перекристаллизации.

В потоке воздуха испарение заняло три дня. Упарил до такой степени, чтобы кристаллы были слегка покрыты жидкостью.

После фильтрования под вакуумом, и сушки в потоке воздуха - получилось около 44,6 г квасцов (масса чашки - 41,34 г).

Выход маловат, теоретический 101,8 г.

Но судя по тёмно-зелёному раствору, из которого я выфильтровал кристаллы, там осталось очень много хрома в "зелёной форме". И это даже несмотря на то, что реакционная масса постоянно охлаждалась льдом, и температура только один раз (после самого первого добавления спирта) дошла до 27 градусов.