Rening av vit fosfor: metod, reagens och reaktivitet, del 2
Glasproppen trycktes ur kolvmynningen med en ljudlig puff och studsade på bordet.
Jag hoppade högt och hjärtat skenade.
Efter 5 tvättcykler var fosforn blekgul. Ytterligare en syrasmältning vid 80ºC. Nu blev smältan helt genomskinlig! Men den blekgula färgen gav inte med sig. Kolven ställdes mörkt och svalt över natten. Dagen därpå var smältan fortfarande flytande (underkyld), och hade klarnat under natten. Fortfarande blekgul.
Hur få bort färgen? Testade med tillsats av väteperoxid till slutkonc max 2%, svängde om kolven. Inom en minut var färgen helt borta! Smältan såg ut som en pöl av smält glas, något opak men helt ofärgad och genomskinlig. Och det utan att stoppa i en massa förbannade metalljoner!
Något som förvånade var att med enbart 6M salpetersyra observerades långsam och svag gasutveckling ovanför den underkylda smältan. Men när väteperoxiden tillsattes upphörde gasutvecklingen helt! Fullkomligt oväntat beteende.
Nu syntes tydligt att vit fosfor har osedvanligt högt brytningsindex³ (~2,14), ungefär samma som kubisk zirkon⁴, ZrO₂ (~2,15), vilket är betydligt högre än glas.
Tyvärr lite opak, men gnistrade som en ädelsten.
Vid det här laget kunde ingen gasutveckling skönjas, ingen märkbar reaktion vid rumstemperatur. Smältan kunde förvaras underkyld under lösningen långa perioder (veckor), ett tillstånd som dock är termodynamiskt väldigt instabilt och känsligt för yttre störningar. Även vid ringa mekanisk störning stelnar smältan omedelbart. Den fasta fosforn blir då inte glasklar utan opak, till färg och klarhet påminnande om stelnat smältlim av samma storlek.
Utseende, se sista bilden i ref 5.
Med tiden blev en underkyld smälta grumlig på ytan (kondenserade fosforsyror, oxidationsprodukt), samtidigt som ett märkbart tryck byggdes upp i kolven. Trots allt skedde reaktion, men mycket långsammare än förväntat.
Det är inte ofta man upplever att något fungerar klockrent, men så var det faktiskt i det här fallet.
Lärdomar härav:
- Även om man ska vara försiktig med reaktiva ämnen så behöver man inte bli hysterisk.
- Använd små mängder, förnuftigt valda reaktionsmedier, lite eftertanke och ha skyddsutrustning till hands. Och det skadar inte att kika i litteraturen.
- Sin beryktade reaktivitet till trots kan vit fosfor reagera lugnt, t.o.m. trögt, med en del ämnen.
Det går ofta att moderera reaktionshastighet genom lämpliga val av betingelser, t.ex. temperatur, koncentration och lösningsmedel.
- Råprodukten "gul fosfor" har inte underkastats någon rening och innehåller talrika föroreningar, såväl fasta partiklar som lösta ämnen. Föroreningarna påverkar ämnets utseende i såväl fast som flytande form. Återkommer till det senare.
- Vit fosfor uppvisar kontraintuitiva egenskaper som ger en fingervisning om att reaktionsförloppen är mera komplicerade än vad man av de förenklade reaktionsformlerna kan förledas att tro.
Det beror på att fosforns reaktioner ofta karakteriseras av radikalbildningsförlopp och sammanhängande kedjereaktioner. Mer därom senare.
Referenser:
3: http://library.sciencemadness.org/li...phosphorus.pdf, sid 17
4: https://en.wikipedia.org/wiki/Cubic_zirconia
5: https://thosci.com/purification-of-white-phosphorus
Jag hoppade högt och hjärtat skenade.
Efter 5 tvättcykler var fosforn blekgul. Ytterligare en syrasmältning vid 80ºC. Nu blev smältan helt genomskinlig! Men den blekgula färgen gav inte med sig. Kolven ställdes mörkt och svalt över natten. Dagen därpå var smältan fortfarande flytande (underkyld), och hade klarnat under natten. Fortfarande blekgul.
Hur få bort färgen? Testade med tillsats av väteperoxid till slutkonc max 2%, svängde om kolven. Inom en minut var färgen helt borta! Smältan såg ut som en pöl av smält glas, något opak men helt ofärgad och genomskinlig. Och det utan att stoppa i en massa förbannade metalljoner!
Något som förvånade var att med enbart 6M salpetersyra observerades långsam och svag gasutveckling ovanför den underkylda smältan. Men när väteperoxiden tillsattes upphörde gasutvecklingen helt! Fullkomligt oväntat beteende.
Nu syntes tydligt att vit fosfor har osedvanligt högt brytningsindex³ (~2,14), ungefär samma som kubisk zirkon⁴, ZrO₂ (~2,15), vilket är betydligt högre än glas.
Tyvärr lite opak, men gnistrade som en ädelsten.
Vid det här laget kunde ingen gasutveckling skönjas, ingen märkbar reaktion vid rumstemperatur. Smältan kunde förvaras underkyld under lösningen långa perioder (veckor), ett tillstånd som dock är termodynamiskt väldigt instabilt och känsligt för yttre störningar. Även vid ringa mekanisk störning stelnar smältan omedelbart. Den fasta fosforn blir då inte glasklar utan opak, till färg och klarhet påminnande om stelnat smältlim av samma storlek.
Utseende, se sista bilden i ref 5.
Med tiden blev en underkyld smälta grumlig på ytan (kondenserade fosforsyror, oxidationsprodukt), samtidigt som ett märkbart tryck byggdes upp i kolven. Trots allt skedde reaktion, men mycket långsammare än förväntat.
Det är inte ofta man upplever att något fungerar klockrent, men så var det faktiskt i det här fallet.
Lärdomar härav:
- Även om man ska vara försiktig med reaktiva ämnen så behöver man inte bli hysterisk.
- Använd små mängder, förnuftigt valda reaktionsmedier, lite eftertanke och ha skyddsutrustning till hands. Och det skadar inte att kika i litteraturen.
- Sin beryktade reaktivitet till trots kan vit fosfor reagera lugnt, t.o.m. trögt, med en del ämnen.
Det går ofta att moderera reaktionshastighet genom lämpliga val av betingelser, t.ex. temperatur, koncentration och lösningsmedel.
- Råprodukten "gul fosfor" har inte underkastats någon rening och innehåller talrika föroreningar, såväl fasta partiklar som lösta ämnen. Föroreningarna påverkar ämnets utseende i såväl fast som flytande form. Återkommer till det senare.
- Vit fosfor uppvisar kontraintuitiva egenskaper som ger en fingervisning om att reaktionsförloppen är mera komplicerade än vad man av de förenklade reaktionsformlerna kan förledas att tro.
Det beror på att fosforns reaktioner ofta karakteriseras av radikalbildningsförlopp och sammanhängande kedjereaktioner. Mer därom senare.
Referenser:
3: http://library.sciencemadness.org/li...phosphorus.pdf, sid 17
4: https://en.wikipedia.org/wiki/Cubic_zirconia
5: https://thosci.com/purification-of-white-phosphorus
__________________
Senast redigerad av GaussBonnet 2019-11-14 kl. 18:10.
Senast redigerad av GaussBonnet 2019-11-14 kl. 18:10.
