Форум Химиков - Энтузиастов. Химия и Химики
http://chemistry-chemists.com/forum/

Щелочные металлы
http://chemistry-chemists.com/forum/viewtopic.php?f=6&t=190
Страница 22 из 22

Автор:  Volodymyr [ 28 окт 2016 18:50 ]
Заголовок сообщения:  Re: Щелочные металлы

Иван Николаевич писал(а):
Напишу немного о простом способе получения цезия.

Как оказалось цезий получить довольно легко. А изготовление ампулы тоже не составляет особых проблем - сложнее, наверное, сделать ампулу с блестящим натрием или калием. Стеклодувными навыками я тоже, к сожалению, не обладаю. Даже перетяжка получилась с тонкими стенками, без осаживания стекла. Но и так ампула получилась довольно красивой.

Основная трудность сделать реактор. Знакомый приварил стальную заглушку к сантехническому сгону 20, вверху был приварен фитинг, чтобы обжать на стальном ферульном соединении медную трубку от холодильника, около 30 см длиной. Разумеется простор вариантов велик - можно было обойтись и без ферульного соединения - сразу приварить стальную трубку или обойтись без крышки, сыпать через широкий отвод и пр. В качестве прокладки были использованы медные шайбы на 14 из автомагазина.
Знакомый подарил 32 грамма фторида цезия. Было решено попробовать на первый раз 10 грамм.

Быстро взвесил сразу в трубке 10,0 г. фторида цезия (сильно гигроскопичен!). Сразу же заклеиваем скотчем горло. Покрошил ножницами литий (1,01 г.). Засыпал, перемешал. Сверху затолкал кусочек металлической губки для посуды (служит механическим фильтром). Хорошо затянул (в тисках), проверил на герметичность подав к трубке аргон - 1,5 атмосферы по редуктору, промылил все соединения, заглушил отвод и отложил до после обеда.
В третьем часу начал с помощью коллеги собирать установку - водоструй на кране, колба Бунзена - длинная медная трубка-капилляр от хроматографа (пришлось тянуть через всю комнату, метров 8), далее описанный металлический фильтр - засыпал кусочками хлорида кальция - трехходовой кран, на одном конце "мяч с аргоном", на другом закрепил к отводу "пробирку с отводом" из обрезанной насадки Дина-Старка.
Можно приспособить и другие варианты - главное приемник должен быть по размеру, чтобы цезий не размазывался по стенкам.
Приемник на всякий случай поместив в пвх пакет с аргоном - с случае "взрыва" легко может возникнуть пожар.

Медная трубка оказалась довольно удобной - после просовывания сквозь дверцу муфеля, немного подогнул, насадил холодильник из резиновой груши, пробку и вставил пробирку.
Вначале погрел для сушки до 300 С, продув систему аргоном, переключил на вакуум и так несколько раз. Медная трубка грелась медленно, выходя из дверцы на 15 см. Потом шприцем налил в "грушу-холодильник" воды и начал греть до 800 С.
Где то при 700-750 заметил первые капли цезия. Капал медленно. Трубка была не очень горячей, даже до холодильника (в итоге вода там нагрелась не очень сильно). Так что загрузку можно было и вдвое увеличивать.
В конце довел до 850 С и нагналось примерно 3,5-3,6 мл мл цезия. Довольно неплохой выход - порядка 75-78 %. Можно было и повысить температуру и подождать, но время поджимало.
Впустил аргон, отсоединили приемник. Решили поменять в токе аргона пробку на смазанную вакуумной смазкой. На отводе был стеклянный кран на вакуумном шланге.
На все ушло где то три часа - на сборку-уборку большая часть времени.

Саму установку не было возможности сфотографировать. Вот схема:

Изображение

Цезий получился блестящим, с небольшим количеством соринок. На следующий день (сегодня) используя одноразовый "перчаточный бокс" сделали ампулу и половину перелили в емкость для хранения.
"Бокс" представляет собой хозяйственные перчатки насаженные на цилиндр с бортиком (обрезанная банка из под щелочи) с помощью скотча, они крепятся скотчем на кусок рукава для запекания. На скотче "врезаны две трубки для подачи и вывода аргона. В эту изращенную конструкцию помещается медицинский шприц с капилляром от ионного хроматографа (был под рукой), и закрепляется на скотче или пластиковыми хомутиками
приемник с цезием и заготовка ампулы - трубка с перетяжкой.

Изображение

Минус этой примитивной конструкции, как и установки - что желательна небольшая помощь второго человека - в основном подержать что либо и клеить.
Продули рукав аргоном минут пять, потом с помощью коллеги надел перчатки и шприцем провентилировал заготовку ампулы. Высосал весь цезий (металл внутри шприца стал совершенно чистым, зеркальным, на стенках приемника остался тонкий осадок примесей. Влил половину в ампулу (надо стараться не загрязнять перетяжку), а половина осталась в шприце.
Запаял горелкой-карандашом перетяжку. Остаток влил в пробирку с пришлифованной пробкой (можно сделать из какой-либо пробирки или колбочки) с предварительно осушенным натрием гептаном.
Наливали уже на воздухе - подставили пробирку с гептаном, разрезали рукав и вставив капилляр шприца до дна налили остаток цезия. Пробирку поместил для защиты от удара и влаги в пэт виалу с небольшим количеством гранул осушителя (ангидрона).

Цезий, разумеется, получается не сверхчистым, но это и не требовалось. Думаю категория "ч" уж точно. Поверхность металла в ампуле зеркальная, но он хорошо смачивает стекло, и нужно выждать время, пока он стечет со стенок, чтобы увидеть металл, а так цвет и зеркальный слой видно сразу.
Видимо сказываются примеси и возможно запаивать нужно в вакууме, чтобы получить не смачиваемый стекло металл (как на многочисленных фото из сети). Но и так сойдет, учитывая, что все делалось почти "на коленке"

Изображение
Изображение

Сверху металл немного окислился, т.к. лазил туда шпателем, да и невозможно полностью изолировать его инертным растворителем.
Вот ампула:

Изображение

Металл зеркальный, темные места - постепенно очищающиеся стенки (из за контраста)
Вот фото на фоне монитора - часть цезия со стенок еще стекла вниз. Но стекает медленно.

Изображение

Интересно, что небольшие кусочки цезия (примерно со спичечную головку) реагируют с водой совершенно похоже на калий - так же бегут по поверхности, такое же пламя и взрыва нет. :) Но если взять кусочек немного побольше - то уже хлопает. В первом случае скорее всего водород и сфероидальное состояние компенсируют высокую плотность, а кусочек побольше тонет и соответственно взрывает.
С этиловым спиртом реагирует с воспламенением, в отличие от калия.
Большие кусочки я пока не пробовал бросать.
Если будет настроение попробую что-нибудь заснять, но подобных видео с гораздо лучшими камерами и так много. Так что не обещаю.
Возможно, кто-либо из форумчан попробует тоже получить, было бы интересно.
Собственно и муфельная печь не обязательная, можно греть горелкой. Да и даже вакуум - с ним лишь выход побольше.
Например, проводя реакцию при атмосферном давлении аргона выход получается около 50 %:

Изображение

Возможно, взяв избыток лития побольше, можно его поднять. Литий тоже необязателен, судя по литературным данным можно использовать магний.
Хорошая монография по цезию: Локшин Э.П. Воскобойников Н.Б. Рубидий и цезий. Апатиты, 1996 г. - 169 с.
Рекомендую, интересующимся, есть в электронном виде.

P.S. Еще небольшое добавление. Разложением азида в простых условиях цезий не получается. Во-первых разлагается он бурно, после плавления, с легким хлопком (значительно быстрее, чем азид калия), и получается лишь "зеркало цезия" на стенках пробирки, и то если брать совсем небольшое количество азида и проводить реакцию в среде аргона (проще всего закрепив резиновую перчатку). В случае детского шара возможен его разрыв - слишком бурный толчек азота. И что самое главное цезий не скатывается каплями.

Азид калия же можно смело разлагать в пробирке (разумеется больших навесок брать тоже не нужно или бросать порциями), разлагается довольно спокойно, и образующийся металл собирается в одну каплю. Небольшие количества калия так получать очень удобно сразу в демонстрационном эксперименте, за одно видно пары.

Поздравляю с успешными экспериментами.

Автор:  Иван Николаевич [ 28 окт 2016 19:22 ]
Заголовок сообщения:  Re: Щелочные металлы

Спасибо! Все это извращения, конечно. Но что делать - нет масляного насоса, да и много чего еще.
Хотя было бы желание - получают и просто на костре:

Хотя латунь лучше не использовать.
Интересно, специально что ли упростили синтез до предела, чтобы эффектнее смотрелось? Судя по видео они могли позволить и более совершенный аппарат.

Автор:  Volodymyr [ 31 окт 2016 13:07 ]
Заголовок сообщения:  Re: Щелочные металлы

Смонтировал видео Ивана по цезию:

Metallic caesium. Caesium in air. Caesium and water. Caesium and ethanol
Металлический цезий. Цезий на воздухе (самовоспламенение). Цезий и вода. Цезий и этанол.

Video
Изображение

Автор:  Иван Николаевич [ 31 окт 2016 16:50 ]
Заголовок сообщения:  Re: Щелочные металлы

Почему то визуально фиолетовый цвет (как у калия) при реакции с водой не вышел на видео. Хотя снималось на две разные мыльницы. А так - маленькие кусочки реагируют с водой практически один в один как калий. Большие я не бросал, но судя по видео - тоже очень похоже. Но с этанолом калий реагирует без воспламенения, цезий же его воспламеняет.
А вот с изобутиловым спиртом реакция идет спокойно - отмывал им от остатков стеклянный приемник.

Автор:  Иван Николаевич [ 04 ноя 2016 11:54 ]
Заголовок сообщения:  Re: Щелочные металлы

Простой способ получения блестящих образцов калия и натрия:
Вложение:
Попова Л.Ф. От лития до цезия.jpg
Попова Л.Ф. От лития до цезия.jpg [ 372.79 Кб | Просмотров: 8008 ]

Лучше, наверное, сразу положить парафина и плавить с ним.

Автор:  Zaec [ 04 ноя 2016 12:11 ]
Заголовок сообщения:  Re: Щелочные металлы

Иван Николаевич писал(а):
Лучше, наверное, сразу положить парафина и плавить с ним.

Без контроля температуры да на голом пламени легко проскочить температуру кипения (температура начала кипения свежего парафина 270 °С и вспышки 160 °С)

Здесь использован парафин более тяжелой фракции

Автор:  Zaec [ 05 ноя 2016 11:25 ]
Заголовок сообщения:  Re: Щелочные металлы

Скоро! Смотрите на улицах вашего города!


Автор:  Volodymyr [ 06 ноя 2016 13:44 ]
Заголовок сообщения:  Re: Щелочные металлы

Оформил:

О простом способе получения металлического цезия
Simple method of metallic caesium preparation

http://chemistry-chemists.com/N7_2016/C ... -P6-1.html
Вложение:
Caesium-5[1].jpg
Caesium-5[1].jpg [ 49.97 Кб | Просмотров: 7926 ]


Цезий на воздухе (самовоспламенение). Цезий и вода. Цезий и этанол
Caesium in air. Caesium and water. Caesium and ethanol

http://chemistry-chemists.com/N7_2016/C ... .html#1002
Вложение:
Caesium-33[1].jpg
Caesium-33[1].jpg [ 185.04 Кб | Просмотров: 7926 ]


видео - в посте выше: viewtopic.php?p=131840#p131840

Автор:  Volodymyr [ 11 ноя 2016 12:09 ]
Заголовок сообщения:  Re: Щелочные металлы

Разложение азида цезия - ч.3
Caesium azide decomposition
http://chemistry-chemists.com/N7_2016/C ... -P6-3.html
Вложение:
Caesium_azide-2[1].jpg
Caesium_azide-2[1].jpg [ 79.6 Кб | Просмотров: 7891 ]

Video
Изображение

Автор:  Volodymyr [ 12 ноя 2016 15:59 ]
Заголовок сообщения:  Re: Щелочные металлы

Первая и вторая часть статьи по цезию дополнены.
http://chemistry-chemists.com/N7_2016/C ... -P6-1.html

Видео экспериментов смонтировано заново

Автор:  Volodymyr [ 18 ноя 2016 19:17 ]
Заголовок сообщения:  Re: Щелочные металлы

Разложение азида натрия (на воздухе)
Sodium azide decomposition (in air)

http://chemistry-chemists.com/N7_2016/C ... .html#1002

Вложение:
Sodium_azide-22[1].jpg
Sodium_azide-22[1].jpg [ 56.21 Кб | Просмотров: 7794 ]


Video
Изображение

Автор:  Zaec [ 25 ноя 2016 14:05 ]
Заголовок сообщения:  Re: Щелочные металлы

фейерверк у вас в штанах
Вложение:
jqzs6n2mtk4mbdsu17nv[1].gif
jqzs6n2mtk4mbdsu17nv[1].gif [ 6.66 Мб | Просмотров: 7748 ]


воспламенение электронной сигареты (сначала литиевая батарейка, затем сама жидкость)

Автор:  Volodymyr [ 25 ноя 2016 14:15 ]
Заголовок сообщения:  Re: Щелочные металлы

Офтоп:
Мне пришлось увидеть "фейерверк на голове" - с расстояния в пару метров, причем в самом буквальном смысле.

Ночь на 20 февраля 2014, ул Грушевского. Фейерверк (ракета) полетел в противоположную сторону, попал одному парню в голову, прицепился к шапке, и замедлитель продолжил гореть. Через пару секунд должен был быть разрыв. Хорошо, что он смахнул ракету рукой и она упала мне под ноги. Бахнуло громко, мне показалось, что даже громче, чем светошумовая граната.

Если бы "салют" разорвался у парня на голове - была бы, как минимум, средняя контузия или травма гораздо хуже.

Мне, кстати, повезло в ту ночь не меньше: коктейль Молотова, который бросил "доблестный беркут" упал полметра от моих ног, но потух. Другим повезло меньше: от таких попаданий одежда сильно горела.

Автор:  Иван Николаевич [ 10 янв 2017 17:04 ]
Заголовок сообщения:  Re: Щелочные металлы

Встретился такой факт (Любавин Н.Н. Техническая химия. Том 2. Легкие металлы, 1899, с. 325):
Цитата:
Вандерберге нашел, что металлический натрий не действует на насыщенный раствор CaCL2 или MgCL2.
Vanderberghe, Chem. Z. 1897, 914.


Разве такая прочная корка гидрооксида кальция или магния получается, что изолирует? Или таки немного будет реагировать?

Автор:  Volodymyr [ 10 янв 2017 20:49 ]
Заголовок сообщения:  Re: Щелочные металлы

Думаю, все равно будет реагировать, а роль защитной корки будут играть не гидроксиды, а NaCl

Автор:  Иван Николаевич [ 11 янв 2017 14:56 ]
Заголовок сообщения:  Re: Щелочные металлы

Не очень верилось, что
Цитата:
не действует
. Так и есть. Попробовал ради интереса бросить кусочек натрия в насыщенный раствор хлорида кальция.
Реагирует очень медленно, но все же реагирует.

Хотя может еще какие то условия, указанные в статье, еще более замедляют скорость реакции.

Автор:  stas [ 11 янв 2017 15:26 ]
Заголовок сообщения:  Re: Щелочные металлы

Натрий у вас плавает на поверхности, контачит с воздухом. А ежели пинцетом его внутрь, а?

Автор:  Zaec [ 08 фев 2017 18:15 ]
Заголовок сообщения:  Re: Щелочные металлы

мы продолжаем фейерверк
для чего? почему?
чтоб не осталось ничего, никому
Цитата:
В Китае произошел пожар на заводе аккумуляторов для Galaxy Note 7

ПЕКИН, 8 февраля. /Корр. ТАСС Роман Баландин/. Возгорание произошло в среду на заводе по производству аккумуляторных батарей компании Samsung SDI в китайском мегаполисе Тяньцзинь. Как сообщает информационный портал Sina, предприятие поставляло комплектующие для печально известных смартфонов Samsung Galaxy Note 7.

По его сведениям, пожар на заводе в особой экономической зоне в районе Уцин вспыхнул практически сразу после начала рабочего дня. В тушении были задействованы более 110 пожарных и 19 единиц техники.

Согласно уточненным данным, в результате произошедшего никто не пострадал. Возгорание произошло в цехе по производству литиевых аккумуляторов и их комплектующих. В настоящее время специалисты устанавливают причину ЧП.

Завод специализируется на разработке и производстве литий-ионных аккумуляторов, химических источников тока, а также других устройств и материалов.

Как отмечает Sina, Samsung SDI поставляла около 65% аккумуляторов для смартфонов Samsung Galaxy Note 7. Непроизвольные возгорания и даже взрывы этих устройств иногда травмировали их обладателей.

Автор:  Иван Николаевич [ 12 мар 2017 07:32 ]
Заголовок сообщения:  Re: Щелочные металлы

По поводу хранения цезия. Очень неплохо хранится цезий под слоем гептана в холодильнике. Внутри пузырька еще немного гептана, чтобы был насыщенный пар и растворитель не испарялся из-под шлифа. И натрий для поглощения влаги.
Окислился цезий только с поверхности, но это неизбежно, т.к. приходилось много раз лазить шпателем.
Вложение:
DSCF5872.JPG
DSCF5872.JPG [ 3.79 Мб | Просмотров: 7206 ]


Вложения:
DSCF5875.JPG
DSCF5875.JPG [ 4.01 Мб | Просмотров: 7206 ]

Автор:  Volodymyr [ 30 янв 2019 20:31 ]
Заголовок сообщения:  Re: Щелочные металлы

Добыча и применение соединений лития
Вложение:
1.jpg
1.jpg [ 488.25 Кб | Просмотров: 1461 ]

Страница 22 из 22 Часовой пояс: UTC
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group
http://www.phpbb.com/