ВсОШ 2025, РЭ, 11 класс, №2

Решение

По условию задачи – хлорирующий агент и бинарное соединение, поэтому попробуем подобрать соответствующие элементы для соединения вида :

Пусть Ar(X) < , тогда Ar(A) =

=	=	=	=	=	=
г/моль	г/моль ~ С	г/моль~		г/моль

То есть – это , что соответствует

описанию приведенному в условии: «А содержит в кристаллической структуре октаэдрические анионы и тетраэдрические катионы»). Найдем , учитывая, что данное соединение образовано (в том числе) за счет сольватационных взаимодействий (то есть взаимодействий растворенного вещества с растворителем, в нашем случае – . Исходя из предположения, что углерод – самый легкий элемент в , находим M(B) = г/моль в расчете на один атом углерода на формульную единицу, что соответствует = или . Гигроскопичный кислотный оксид (содержащий фосфор), вероятно, фосфорный ангидрид или , а образующаяся дымящая жидкость – оксохлорид фосфора(V) – проверим данное предположение, использовав численные значения: + = (р-ция = ммоль, тогда = ммоль m(POCl3)теор = мг = г m(POCl3)прак = ~ г, что соответствует условию задачи, т.е. - или , - . Далее по условию задачи, по сути, протекает реакция нуклеофильного замещения двух из трех хлорид-анионов на фенолят-анионы соответственно: + = + (р-ция После чего оставшийся хлор снова вводят в реакцию замещения, но уже с аммиаком, при этом происходит отщепление , которая поглощается реагентом: + = + (р-ция Далее проводят процедуру омыления, а именно протекает следующая реакция:

Для получения на полученную калиевую соль действуют раствором хлорной кислоты для осаждения перхлората калия и дальнейшего выделения замещенной кислоты : + = + (р-ция

Проверим ответ, используя данные задачи: = ммоль = m(H2PO3NH2)теор = мг = г m(POCl3)прак = г ~ мг, что соответствует условию задачи, т.е. – . При взаимодействии и элементы одной группы Э и Э’, образующие связи – это азот и фосфор. Из мг образуется мг хлорида серебра (фосфат серебра желтый, а в описании осадок «белый творожистый»). Найдем молярную массу в расчете на атом хлора:

М(G)= = = = г/моль т.е. на другие элементы приходится только г/моль, что мало, особенно для ожидаемой связи . При атомах хлора на формульную единицу М(G) = г/моль, а на оставшиеся элементы приходится г/моль, что отвечает составу . Валентные возможности элементов позволяют представить строение вещества такого состава либо как бесконечные цепочки, либо как циклические молекулы . В условии сказано, что – тример, т.е. его состав выражается формулой или . Тогда – тетрамер или , либо цикл большего размера, а при нагревании образуется «неорганический каучук», т.е. полимер .

ходе взаимодействия пентахлорида фосфора и хлорида аммония в тетрахлорэтане при высоких температурах образуется смесь продуктов разной степени полимеризации , = , , , , – фосфорнитрилхлоридов:

Для выделения конкретного соединения требуются дополнительные процедуры очистки (например, перегонка и/или перекристаллизация) Разделение различных олигомеров может быть выполнено также путем использования следующих свойств :

в холодном бензоле высшие олигомеры растворимы гораздо лцчше, чем тример и тетрамер;

в безводной ледяной уксусной кислоте низшие гомологи растворяются лучше, чем высшие;

при перегонке с водяным паром отгоняется только тример, тогда как другие гомологи подвергаются гидролизу;

разделение тримера и тетрамера может быть достигнуто путем их перегонки под уменьшенным давлением.

Уравнения реакций:

. + =

. + = +

. + = +

. + = +

. + = +

. + = + +

или + = + + (для любого >

Литература

1. Suter R. W. et al. Nature of phosphorus (V) chloride in ionizing and nonionizing solvents //Journal of the American Chemical Society. – 1973. – Т. 95. – №. 5. – С. 1474-1479.

2. Kowalczyk K. et al. Structure and properties of phosphorodiamidic acid: HPO_{2(NH_{2)_{2 at room temperature //Journal of materials science. – 1993. – Т. 28. – С. 3341-3346.

3. Брауэр Г. Руководство по неорганическому синтезу. – 1985.