实验二 键合异构体的制备与IR表征 师蕙 - 副本.doc

无机合成与制备化学配合物键合异构体的制备、鉴别和异构化常数测定姓名：吴丽萍 学号：2120121554 同组人：席亚茹 日期：2012.12.22一 实验目的1Co(NH3)5NO2Cl2、Co(NH3)5ONOCl2的制备，了解配合物的键合衣钩现象。2利用红外光谱图鉴别这两种不同的键合异构体，并测定其异构化速率常数。二 实验原理键合异构体是配合物异构现象中的一个重要类型。配合物的键合异构体是用一个配体通过不同的配位原子跟中心原子配位而形成的多种配合物。红外光谱是测定配合物键合异构体的最有效的方法，每一种基团都有其自己的特征吸收峰。本实验是测定Co(NH3)5NO2Cl2、Co(NH3)5ONOCl2配合物的红外光谱，利用他们的谱图可以识别哪个配合物是通过氮原子配位的硝基配合物，哪个配合物是通过氧原子配位的亚硝酸跟配合物。亚硝酸根离子NO2中的N和O原子与Co3+配位时，对NO键特征频率的影响是不同的，当NO2以N原子配位时，由于N给出电荷，使 键力常数减弱，以为两个 是等价的，则在两个 键之间键力常数的减弱是平均分配的，由于键力常数的减弱，而时 键的伸缩频率降低，在1428cm-1左右出现特征峰；当 以O原子配位时，配位的 键力常数减弱，其特征峰出现在1065cm-1附近，而另一个没有配位的 键力常数比用N配位的 键力常数大，故在1486cm-1出现特征峰。因此。我们可以从红外光谱中来识别其键合异构体。键合异构体的制备原理如下：水溶液中不含络合剂的时候，将二价钴盐氧化成三价是不容易的，因为 但是如果有了络合剂，形成配合物时，三价钴的稳定性就大大增加了，如 因此，三价钴的配合物常用氧化二价钴的配合物来制备。本实验的氯化一氯五氨合钴（II）就是这样制备的：2CoCl2+8NH3H2O+2NH4Cl+H2O22Co(NH3)5H2OCl3+8H2OCo(NH3)5H2OCl3Co(NH3)5ClCl2+ H2O其中，Co(NH3)5ClCl2为紫红色晶体，Co(NH3)5H2OCl3为砖红色晶体，Co(NH3)6Cl2为黄红色晶体。三 仪器和药品仪器：磁力搅拌器；抽滤装置；烘箱；托盘天平；研钵；250ml锥形瓶、100ml容量瓶、滤纸；剪刀；称量纸；烧杯；玻璃棒；滴管；红外光谱仪药品：酸：浓HCl；H2O2（30%） 碱：浓氨水；NaOH（2moldm3） 盐：CoCl26H2O（s）；NH4Cl（s）其他：乙醇（95%）、丙酮、冰去离子水、亚硝酸钠 C.P. 、氨水C.P. 、盐酸C.P.、 乙醇C.P.、 PH试纸四 实验步骤1、氯化一氯五氨合钴（II）的制备（1）Co(NH3)6Cl2的制备通风橱中，在250 ml锥形瓶中，加入2.5098g NH4Cl，25ml去离子水和15ml浓氨水（0.22mol）。在不断搅拌下，加入5.0078g研细的CoCl26H2O分批加入，每次加入量应少，在磁力搅拌器下待前一份溶解后，再加入下一份。生成了一种黄红色的氯化六氨合钴（II）Co(NH3)6Cl2沉淀，锥形瓶壁变热，说明有热量放出。（2）Co(NH3)5H2OCl3的制备在通风橱中，在不断搅拌下，用滴管逐滴加入H2O2（30%）4ml（0.039mol），反应剧烈放热，同时产生气泡。在67度的水浴上加热，直至气泡终止（约15min），生成一种深红色的Co(NH3)5H2OCl3溶液。（3）Co(NH3)5ClCl2的制备仍在通风橱中进行。待上述溶液冷至室温后，在搅拌下，向其中缓缓加入15ml浓HCl，有紫红色Co(NH3)5ClCl2沉淀析出。再将混合物在水浴上加热10min（溶液温度不得超过60）然后冷至室温。（4）抽滤。沉淀用冰水20ml洗涤两次后，再用冰冷却的6 H mol Cl 10ml洗涤，最后一次用95%乙醇、丙酮各10ml各洗涤一次。产品在110烘干1小时。产量为2.4512g。2、键合异构体的制备：键合异构体（I）的制备：在15ml 2 mol的氨水中溶解1.0151gCo(NH3)5ClCl2，在水浴(不高于60度)上加热使其尽量溶解，过滤除去不溶物，滤液冷却后用4M的盐酸酸化到pH为4，加入1.5054g亚硝酸钠，加热使其生成棕黄色沉淀。冷却溶液后，小心加入15ml浓盐酸，再在冰水中冷却，滤出棕黄色晶体，以无水乙醇洗涤，风干。产量为0.2668g。键合异构体（II）的制备：在20ml水和7ml浓氨水的混合液中溶解1.0059gCo(NH3)5ClCl2，没有完全溶解，于是在水浴上加热使其全部溶解，以4M的盐酸中和，使溶液至中性，使，冷却后加入1.0g亚硝酸钠，搅动使其溶解。加入6M盐酸，此时溶液pH约为4再在冰水中冷却，有橙红色的晶体析出，过滤晶体，并用冰水和无水乙醇洗涤，风干。产量为0.0875 g3、键合异构体的红外光谱测定在4000-700cm-1范围内，用KBr压片测定这异构体（I）、（II）的红外光谱。五、实验结果与讨论（1）异构体（I）的红外光谱。结果如图1：图1 异构体（I）的红外光谱图通过查阅文献，确定各个吸收峰归属如下：表1 异构体（I）的红外吸收峰归属标准物 Co (NH3)5 NO2 Cl2合成物振动频率谱带归属振动频率1428as (N=O)1418.651619a (HNH)1618.33根据上述分析看出，161718.33cm-1、13418.65 cm-1、1418.65 cm-1、622.83 cm-1处的峰为该样品的特征频率，证明键合异构体（I）的合成是成功的。（2）异构体（II）的红外光谱。结果如图2： 图2 异构体（II）的红外光谱图通过查阅文献，确定各个吸收峰归属如下：表2 异构体（II）的红外吸收峰归属标准物Co(NH3)5ONOCl2合成物振动频率谱带归属振动频率1066(N-O)10651468(N=O)1415根据上述分析，1468 cm-1、1066 cm-1、是该异构替代特征峰，证明键合异构体（II）的合成接近成功，各红外吸收峰与标准物一致。（3）由于实验中反应时间及温度控制不恰当，实验内容步骤有些不完善，导致第二种键合异构体产率较低且混有杂质。六 误差分