三氯化六氨合钴的制备实验报告

1、一、实验目的1. 掌握三氯化六氨合钻（III ）的合成及其组成测定的操作方法，通过对产 品的合成和组分的测定，确定配合物的实验式和结构。2. 练习三种滴定方法（酸碱滴定，氧化还原滴定，沉淀滴定）的操作。氯化六氨合钴（III ）的制备及3. 通过对溶液的配制和标定、仪器的使用、处理实验结果等提高学生独立 分析能力、解决问题的综合能力。二、实验内容组成的测定I、三氯化六氨合钻（III ）的制备（1）实验原理：钻化合物有两个重要性质：第一，二价钻离子的盐较稳定；三价钻离子的盐 一般是不稳定的，只能以固态或者配位化合物的形式存在。显然，在制备三价钻氨配合物时，以较稳定的二价钻盐为原料，氨-氯化铵 溶液

2、为缓冲体系，先制成活性的二价钻配合物，然后以过氧化氢为氧化剂，将活 性的二价钻氨配合物氧化为惰性的三价钻氨配合物。反应需加活性炭作催化剂。 反应方程式：2CoCl2 6H0 + 10NH3 + 2NH4CI + HkQ =2Co(NH) JCI 3 | + 14比0(橙黄色)（2）实验仪器及试剂：仪器：锥形瓶（250ml）、滴管、水浴加热装置、抽滤装置、温度计、蒸发皿、量筒（10ml、25ml、100ml）药品：氯化铵固体、CoCl2 6H2O晶体、活性炭、浓氨水、5%bG、浓HCl、 2mol/L的HCI溶液、乙醇溶液、冰、去离子水（3）实验步骤：在锥形瓶中，将4gNHCI溶于8.4mL水中

3、，加热至沸（加速溶解并赶出 02）, 加入6g研细的CoCl2 6H2O晶体，溶解后，加0.4g活性炭（活性剂，需研细），摇 动锥形瓶，使其混合均匀。用流水冷却后（防止后来加入的浓氨水挥发），加入13.5mL 浓氨水，再冷却至 283K以下（若温度过高 "Q溶液分解，降低反应速率，防止反应过 于激烈），用滴管逐滴加入13.5mL5% HO溶液（氧化剂），水浴加热至323333K 保持20min,并不断旋摇锥形瓶。然后用冰浴冷却至 273K左右，吸滤，不必洗 涤沉淀，直接把沉淀溶于50ml沸水中，水中含1.7ml浓盐酸 仲和过量的氨）。趁 热吸滤，慢慢加入6.7ml浓盐酸（同离子效应）

4、于滤液中，即有大量橙黄色晶体（Co（NH3）6Cl 3）析出。用冰浴冷却后吸滤，晶体以冷的 2ml 2mol/L HCl洗涤， 再用少许乙醇洗涤，吸干。晶体在水浴上干燥，称量，计算产率。n、三氯化六氨合钻（III）组成的测定（一）氨的测定（1）实验原理：由于Co ( NH3 6CI3在强碱强酸作用下，基本不被分解，只有在沸热的 条件下，才被强碱分解，所以式样液加NaOH容液作用，加热至沸使其分解，并整出氨，整出的氨用过量的2%磷酸溶液吸收，以甲基橙为指示剂，用 HCI标准 也滴定生成的磷酸氨，可计算出氨的百分量。Co(NH 3) 6CI 3 + 3NaOH=Co ( OH) 3 +6 J NH

5、+6 NaClNH3+H3BQ = NH 4 H2BC3NH4 H 2BQ+HCI = H 3 BQ+ NH 4CI(2) 仪器与试剂：仪器：250ml锥形瓶、量筒、pH试纸、滴定管试剂：50ml2% H3BO3HCI溶液、甲基红溴甲酚氯(3) 实验步骤：(1) 用电子天平准确称取约0.2g样品于250ml管中，加50ml去离子水溶 解，另准备50ml2% HBO溶液于250ml锥形瓶中，(2) 在HBO溶液加入5-6滴甲基红溴甲酚氯指示剂，将样品溶液倒入加HBO的锥形瓶中，然后将锥形瓶固定在凯氏定氮仪上，开启凯氏定氮仪，氨气 开始产生并被HBO溶液吸收，吸收过程中，HBO溶液颜色由浅绿色逐渐

6、变为深 黑色，当溶液体积达到100ml左右时，可认为氨气已被完全吸收(也可利用PH试纸检验氨气出口来确定氨气是否被完全蒸出)。(3) 用以用NaCO容液标定准确浓度的HCI溶液滴定吸收了氨气的 HBO溶 液，当溶液颜色由绿色变为浅红色时即为终点。 读取并记录数据，计算氨的含量。(二) 钻的测定(1) 实验原理：利用三价钻离子的氧化性，通过碘量法，即利用12的氧化性和I-的还原性进行滴定用来测定钻的含量，以淀粉作指示剂。主要反应方程式：Co(NH3)6CI 3+ 3NaOH=COOH 3 + 6N +6 NaCl J3+Co (OH 3+3HCI= Co + 3H2O2 Co3+2I-=2 Co

7、2+I212 +2S2Q2- =21 + S4Q2-仪器与试剂：仪器：250ml锥形瓶、250ml碘量瓶、电炉、量筒、pH试纸(精密)、电子 天平、试剂：KI固体、10% NaOH溶液、6mol/LHCI溶液、NaSQ溶液、2%淀粉 溶液实验步骤：用电子天平准确称取0.2g样品于250ml锥形瓶中，加入20ml去离子水， 10ml 10 % NaOH溶液，置于电炉微沸加热至无氨气放出 (用PH试纸检验)。冷却 至室温后加入20ml水，转移至碘量瓶中，再加入 1g KI固体，15ml 6mol/LHCl 溶液，立即盖上碘量瓶瓶盖，充分摇荡后，在暗处反应 10min后拿出。用已准确 标定浓度的Na

8、2SQ溶液滴定至浅黄色时，再加入 1ml 2 %的淀粉溶液，继续滴12挥发)。读取并记至溶液为粉红色即为反应终点(滴定开始阶段应迅速滴加，防止 录实验数据并计算钻的百分含量。(三) 氯的测定实验原理：K2CrO4作指示剂,禾用摩尔法测定氯的含量，即在中性或弱碱性溶液中，以用 AgNO标准溶液滴定 Cl ，由于 2Ag+CrO2-=AgCrC4 J (砖红色)，Ksp=2.0 X 10-12 ; Ag +CI=AgCIJ(白色)，Ksp =1.8 X 10-10,由于 AgCl 的溶解度比 AgCrQ 小，根据分布沉淀原理，溶液中首先析出 AgCl沉淀，化学计量点附近，由于Ag+ 浓度增加，与C

9、rQ2-生成砖红色AgCrQ沉淀指示滴定终点。另外为了准确滴定 CI-，需控制指示剂的浓度。根据实验数据计算氯的含量。仪器和试剂：仪器：100ml容量瓶，250ml锥形瓶，酸式滴定管，玻璃棒，25ml移液管 试剂：5%的KCrQ溶液，AgNO溶液实验步骤：用电子天平准确称取约0.2g的样品用去离子水溶解，然后转移至 100ml的 容量瓶中定容，取25ml样品溶液于锥形瓶中，加入 3滴5%勺K2CrC4溶液作指示 剂，用已准确标定浓度的 AgNC溶液滴定，溶液由黄色变为砖红色且砖红色 30 秒不消失(不需摇动)即为终点，读取并记录数据，计算氯的含量。三、实验数据处理：(1)三氯化六氨合钻的制备

10、Co(NH3)6CI3的制备产率 得到产品m=0.72g称取样品6.0g，理论产品质量为M=6.0 267.56.77g237.90 72产率= 100% 10.6%6.77(2)氨的测定氨的含量计算m Co(NH3)6CI 3=0.2031gC hci =0.3015mol/L消耗 15.56ml根据反应方程式得HCI与NH3的计量比为1 : 1故样品中NH3%Chci Vhci 17 O.3015 15.56 17 100% 39.73%1000 0.20311000样重1mol样品中所含氨的物质的量为 0.3973 X 267.5 - 17=6.25mol(3)钻的测定已标定NaS2O的

11、浓度为0.0150 moI/L样品质量m=0.2001g消耗NaSQ体积为54.95ml根据化学反应方程式可知 CcT与NqSQ的计量比为1:1C C/ C Na2S2O3 VNa2S2O3 58.93Co% 故样品中1000样重O.0150 54.95 58.93 100%24 27%1000 0.2001 .1mol样品中所含钻的物质的量为 0.2427 X 267.5 - 58.93=1.10mol(4) 氯的测定称取样品的质量m样品=0.1998g已标定的 AgNO的浓度 CAgNo=0.05844mol/L 滴定用AgNO的体积VAgNO= 10.37mlAg+CI=AgCIJ 计量

12、比为 1:1所以Cl%CAgNO3 VAgNO335.51000样重O.。5844 10.37 35.5 100% 10.77% 1000 0.1998四、结果讨论误差与分析：(1) 样品产率低，原因有：1mol样品中所含氯的物质的量为 0.1077 X 267.5 - 35.5=0.81molCo(NH3)6CI 3的含量测定结果汇总氨钻氯实验结果39.73%24.27%10.77%Co(NH3)6Cl 3的理论结果38.13%22.06%39.81%偏差1.60%2.21%-29.04%相对偏差3.67%7.57%-72.04%摩尔比氨：钻：氯=6.25 : 1.10 : 0.81样品的实

13、验式Co (NH) 6Cl 0.8氯化铵加热时过度和温水浴时会释放出氨气，导致产率的下降。 冷水浴时不够完全，有部分固体没有析出或晶体析出后再溶解。 抽滤时滤纸会粘附一部分，导致损失 在反应搅拌与产品烘干时，都会导致损失加入的活性炭没有充分研磨，颗粒太大，催化效果差过滤时速度太慢(2) 通过对组分测定，氨、钻的含量偏高，氯的含量比较低。原因有: 氨的测定中，滴定终点判断有偏差，导致实验数据的误差。 钴的测定中，加淀粉时的黄色判断有点晚。 钴的测定中，滴定管最后产生个小气泡，使 Na2S2O3 滴定的体积偏小， 影响实验。 氯的测定中，滴定终点不好把握，在没有达到终点时即停止滴定，导致 误差较大

14、。 产品中可能有其他物质，比如二氯化五氨合钴。 在读数时存在误差。 配制标准溶液的过程中存在误差，导致滴定不准确，影响结果的计算。 五、注意事项： (1)三氯化六氨合钴的制备： CoC溶解后加入活性炭冷却不能太慢，因为氯化铵在溶液中加热后会有氨气放出，活性炭在使用前一定要充分研磨以提供较大的比表面积；是防止其分解，二是使反应温和的进行。HQ反应，会 加HQ前必须降温处理， 加 H2O2 时要逐滴加入，不可太快，因为溶液中的物质会与 使反应太剧烈，会产生爆炸。 两次冰浴冷却要充分，有助于沉淀的析出，提高产率。若浓 HCl 加入过0.0001g ，一次0.2g； 趁热吸滤后加入6.7mL浓HCI是

15、用同离子效应增加产率， 多，会因稀释作用而产生盐效应而使溶解度加大，从而降低产率 (2)三氯化六氨合钴组分的测定： 分析天平称得质量要0.2g，因为分析天平的精确度为 实验要称两次，误差为0.0002g，要求误差W 1%。，所以要大于 滴定管快滴定完时，要把悬浮的液体刮锥形瓶，减小误差； 碘量瓶要用磨口塞子，防止碘的升华； 碘量法测定钴，在碘量瓶中加入 KI 固体和 HCI 后应立即将碘量瓶转移至 暗处； CI的测定中，在滴定后期，不要震荡锥形瓶，加入后产生砖红色，30秒不 变色就为终点；六、思考题：1. 在Co(NH3)6CI 3的制备过程中氯化铵，活性炭，过氧化氢各起什么作用 答.(1) 氯化铵的作用：在没有铵盐的情况下，氨水遇钻盐后，即生成蓝色氢氧化钻(n)沉淀：c6+ + 2OH- T Co(OH)2j。此沉淀易溶于过量的沉淀剂和铵盐溶液中。当有铵盐存在时，将抑制NH3H2O的解离，即抑制OH的产生使Co 2+OH- 2达不到 氢氧化钻(n ) 的溶度积而形成Co(NH3)62+，它随后被空气中的Q氧化，生成Co(m)配合物。 另外，氯化铵还能提供产物所需的 NH3。(2) 活性炭起催化剂的作用，