配合物几何异构体的制备.pptVIP

实验实验1111 配合物几何异构体的制备、异构化速配合物几何异构体的制备、异构化速 率常数和活化能的测定率常数和活化能的测定 NORTHWEST UNIVERSITY 化学实验教学中心 一、 实验目的 1 1 通过顺式和反式二水二草酸根合铬酸钾的制备通过顺式和反式二水二草酸根合铬酸钾的制备 ，了解配合物的几何异构想象，了解配合物的几何异构想象; ; 2 2 用光谱法测定顺式和反式二水二草酸根合铬酸用光谱法测定顺式和反式二水二草酸根合铬酸 钾的异构化速率常数和活化能。钾的异构化速率常数和活化能。 二、 实验原理 异构现象是配合物的重要性质之一。所谓配合异构现象是配合物的重要性质之一。所谓配合 物的异构现象是指化学组成完全相同的一些配合物物的异构现象是指化学组成完全相同的一些配合物 ，由于配体围绕中心离子的排列不同而引起结构和，由于配体围绕中心离子的排列不同而引起结构和 性质不同的一些现象。配合物异构现象中最重要的性质不同的一些现象。配合物异构现象中最重要的 有几何异构现象和光学异构现象。几何异构现象又有几何异构现象和光学异构现象。几何异构现象又 可分为顺式和反式两种。可分为顺式和反式两种。 八面体配合物的几何异构体 物理常数 物质名称组成及分子量 形状及性质 二水合顺式-二 水双（草酸根） 合铬（）酸钾 cis- KCr(C2O4)2(H2O)22H2 O 339.19 g/mol 紫色微细粉末，易 溶于水 三水合反式-二 水双（草酸根） 合铬（）酸钾 trans- KCr(C2O4)2(H2O)23H2 O 357.21 g/mol 紫红色单斜晶系柱 状结晶，微溶于水 。在水溶液中不稳 定，会转化为顺式 配合物 三、实验内容 1 1 制备制备 对于顺式和反式异构的配合物，目前尚无普遍对于顺式和反式异构的配合物，目前尚无普遍 通用的合成方法。本实验是利用二水二草酸根合铬通用的合成方法。本实验是利用二水二草酸根合铬 酸钾的顺反异构体在溶解度上的差别来制得所需的酸钾的顺反异构体在溶解度上的差别来制得所需的 异构体。由于在溶液中存在顺式和反式之间的平衡异构体。由于在溶液中存在顺式和反式之间的平衡 ，而反式异构体的溶解度较小。因此，反式异构体，而反式异构体的溶解度较小。因此，反式异构体 先从溶液中结晶出来，这样可以分别得到反式和顺先从溶液中结晶出来，这样可以分别得到反式和顺 式异构体。式异构体。 注意事项：注意事项：反式异构体不易获得，需用前组产品，反式异构体不易获得，需用前组产品， 当天做的留下组使用。当天做的留下组使用。 2 2 鉴别鉴别 配合物顺反式异构体的鉴定方法有偶极矩、配合物顺反式异构体的鉴定方法有偶极矩、 X X射线晶体衍射、可见紫外吸收光谱、化学反应射线晶体衍射、可见紫外吸收光谱、化学反应 和分析方法。本实验是利用二水二草酸根合铬酸和分析方法。本实验是利用二水二草酸根合铬酸 钾的顺反异构体与稀氨水反应所生成碱式盐的溶钾的顺反异构体与稀氨水反应所生成碱式盐的溶 解度不同来鉴别，顺式异构体的碱式盐溶解度很解度不同来鉴别，顺式异构体的碱式盐溶解度很 大，而反式异构体的碱式盐溶解度很小。大，而反式异构体的碱式盐溶解度很小。 3 3 异构化反应速率常数的测定异构化反应速率常数的测定 顺式和反式二水二草酸根合铬酸钾是有色物顺式和反式二水二草酸根合铬酸钾是有色物 质，并且反式异构体在水溶液中不稳定，容易转质，并且反式异构体在水溶液中不稳定，容易转 化为顺式异构体。因此，可以用分光光度法来测化为顺式异构体。因此，可以用分光光度法来测 定其的异构化速率常数。定其的异构化速率常数。 3 31 1 顺、反异构体的吸收光谱测定顺、反异构体的吸收光谱测定 分别称取分别称取0.10g0.10g顺、反异构体溶于顺、反异构体溶于100mL 100mL 1.0 1.0 10-4 10-4 mol/Lmol/L的高氯酸溶液中，以蒸馏水为空白，在的高氯酸溶液中，以蒸馏水为空白，在 380nm 380nm 600nm600nm波长范围内，分别测定这两种溶液波长范围内，分别测定这两种溶液 的吸收光谱。选择吸收差别最大时的波长作为测的吸收光谱。选择吸收差别最大时的波长作为测 定波长。定波长。 3 32 2 异构化速率常数的测定异构化速率常数的测定 精确称取精确称取0.10g0.10g反式异构体溶于反式异构体溶于100mL1.010100mL1.010-4 -4 mol/L mol/L 的高氯酸溶液中，在的高氯酸溶液中，在2020 的恒温水浴中，放的恒温水浴中，放 置置2h2h，使其几乎全部转为顺式异构体，使其几乎全部转为顺式异构体（此步应提前（此步应提前 做）做）；同样再精确称取；同样再精确称取0.10g0.10g反史异构体溶于反史异构体溶于 100mL1.010100mL1.010-4 -4 mol/L mol/L 的高氯酸溶液中的高氯酸溶液中（此步应在（此步应在 前一步快接近前一步快接近2h2h时做）时做），放置在，放置在2020的恒温水浴中的恒温水浴中 恒温恒温10 min10 min后，开始测量。后，开始测量。 以蒸馏水为空白，迅速在测定波长测定两份溶以蒸馏水为空白，迅速在测定波长测定两份溶 液的吸光度。开始每间隔液的吸光度。开始每间隔5min5min测一次，约测一次，约30 30 minmin后后 ，可以间隔，可以间隔10 min10 min测一次。测一次。 注意事项 测定一个温度，选择温度接近室温，稍高一些； 反式异构体自然析出，可能要过夜。因此，每次实 验同学做完后，放在烧杯中，加盖表玻璃，放在实验 台，贴上标签，供下次同学处理，自己则采用上次同 学实验产品测定； 测定反应速率时，一是反式溶液放置时间要足够， 因为假定其已几乎转变为顺式；二是采用恒温装置， 只取一次溶液，间隔时间连续读数；三是，确