三氯化六氨合钴(Ⅲ)的制备的组成测定

1、精品文档三氯化六氨合钴（）的制备的组成测定实验小组：第六小组姓名 ;马文斌学号： 515110910017实验指导教师 ; 马荔助教： 贾晓利实验日期： 2016 年 6 月 28 日一 实验目的1. 合成三氯化六氨合钴（）；2. 测定溶液的摩尔电导，掌握用电导法测定配离子电荷的原理和方法；3. 了解不同配体对配合物中心离子 d 轨道能级分裂的影响， 测定钴配合物中某些配体的含量 ;二 实验原理根据有关电对的标准电极电位可以知道，在通常情况下， 二价钴盐比三价钴盐稳定得多，而在许多场合下它们的配合物正好相反，三价钴反而比二价钴来得稳定，而活性的Co（）配合物很容易形成。因此通常采用氧化二价钴配

2、合物的方法，来制备三价钴的配合物。能将 Co（）配合物氧化成Co（）配合物的氧化剂有多种，如卤素单质，但应用卤素做氧化剂会引入卤素离子-2+-X ,PbO 也是很好的氧化剂，它可被还原成Pb ，在 Cl 存在时，2它可成为 PbCl2 沉淀，可过滤除去；同样SeO2 也是一个很好的氧化剂，还原产物Se 是沉淀，可过滤除去；最好不用KMnO、K Cr O、 Ce（）等，因为它们会引入其它离子，增加了分4227离杂质的手续。最好的氧化剂是空气（空气中富含O2）或 H2O2，它们不会引入杂质1 。氯化钴（）的氨合物有很多种，主要有三氯化六氨合钴（）Co(NH )Cl （橙黄色363晶体），三氯化一水

3、五氨合钴（）Co(NH 3) 5H2OCl 3（砖红色晶体），二氯化一氯五氨合钴（） Co(NH3) 5Cl Cl 2（红紫色晶体）等，它们的制备条件各不相同。1 欢迎下载精品文档2.1摩尔电导的测定配离子电荷的测定对于了解配合物的结构和性质有着重要的作用，最常用的方法是电导法。电导就是电阻的倒数，用表示，单位为S（西门子）。溶液的电导是该溶液传导电流的量度。电导的大小与两极间的距离L 成反比，与电极的面积A 成正比：KALK 称为电导率或比电导（电阻率的倒数），表示长度2时溶液L 为 1cm，截面积 A 为 1cm3的电导，也就是1cm 溶液中所含的离子数与该离子的迁移速度所决定的溶液的导电

4、能力。电解质溶液的电导率K 随溶液中离子的数目不同而变化，即溶液的浓度不同而变化。因此，通常用当量电导来衡量电解质溶液的导电能力， 当量电导的定义为 1 克当量电解质溶液置于相距为 1cm的两电极间的电导，当量电导与电导率之间有如下关系：K1000N为电解质溶液的当量浓度。同样摩尔电导m为Nm = K*10 -3 / CC为电解质溶液的摩尔浓度。如果测得一系列已知离子数物质的摩尔电导m，并和配合物的摩尔电导m 相比较，即可求得配合物的离子总数，或直接测定配合物的摩尔电导m，由 m 的数值范围来确定其离子数，从而可以确定配离子的电荷数，25时，在稀的水溶液中电离出2、 3、4、 5 个离子的 m

5、范围如表2 1 示：表 21：稀的水溶液中电离出2、 3、 4、 5 个离子的 m范围离子数2345。2 欢迎下载精品文档m（ S.m2· · mol -1 ）118131235273408435523560本实验通过测定三氯化六氨合钴（）溶液的摩尔电导，通过计算获得m 的数值，与已知的 m数值进行比较，从而可确定三种配合物的类型。2.2在配位化合物中，大多数的中心离子为过渡元素原子，其价电子层有5 个 d 轨道，它们的能级相同， 但由于五个d 轨道在空间的伸展方向各不相同，因而受配位体静电场的影响也各不相同，产生了d 轨道能级分裂，d 轨道能级分裂为两组，能级较低的一组称

6、为t 2g 轨道，能级较高的一组称为eg 轨道， t 2g 与 eg 轨道能级之差记为，称为分离能。在晶体或溶液中，由于过渡元素离子周围存在配位体，配位体场的影响使d 轨道发生分裂， 进而使 d 轨道上的电子重新排布，有些电子比原来的电子更稳定，而有些电子却没有原来的稳定，由于分裂后的d 轨道没有充分的电子，因此过渡元素中的电子从能量较低的d轨道跃迁到能量较高的d 轨道，这种跃迁称为d-d 跃迁。这种 d-d 跃迁的能量相当于可见光区的能量范围，这就是过渡金属配合物呈现颜色的原因。分裂能 值的大小受中心离子的电荷、周期数、 d 电子数和配体性质等因素的影响，对于同一中心离子和相同类型的配合物，

7、 值的大小取决于配位体的强弱，其大小顺序如下：-2-<乙二胺I<Br<Cl CNS<F OH NO2 HCOO<C2O4<H2O<SCN<NH2CH2COO<EDTA<吡啶 NH32-<SO3CN。上述 值的次序称为光谱化学序列，因此如果配合物中系列左边的配位体为系列右边的配位体所取代，则吸收峰朝短波方向移动或高波数方向移动。本实验通过测定相同中心离子，不同配位体的配合物的吸收曲线，并找出最大吸收光谱数据，按下式求出 值。=1/ × 107(cm-1 )式中为波长，单位为nm。三 实验仪器与试剂3.1仪器。3 欢迎下载

8、精品文档锥形瓶，布氏漏斗，吸滤瓶，温度计（100，一根），干燥器，容量瓶，移液管，小表面皿，搅棒，量筒，水浴锅，烘箱，滴管（数根），万分之一电子天平，DDS- A 型电导仪并配 DJS-I 型铂黑电极， 721 分光光度计3.2 试剂22224盐酸（浓， 1： 6）CoCl ·6H O氨水 H O, 30% 活性炭 滤纸NH Cl乙醇 95%和无水乙醇NaNO2冰块（用来冷却用）四实验步骤操作现象4.1二氯化一氯五氨合钴（）的制备慢慢加入 20ml浓 HCl 于滤液后，即有大量橘1）在 250ml 锥形瓶中，将6.0 g NH 4红色晶体析出Cl 溶于8.4ml水中，加热至沸腾，加入

9、9g 研细了的CoCl · 6H O晶体，溶解后，加入0.5g 提前22研细的活性炭，摇动锥形瓶，使其混合均匀。2）用流动的水冷却后，加入20 ml 浓氨水，再冷却至 10以下，用胶头滴管逐滴加入228ml 5 的 H O 溶液 , 水浴加热至 60，保持20 min ，并不断摇动锥形瓶。（在通风柜内进行）3）再以冰水冷却至 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 HCl）。4）趁热吸滤，慢慢加入20ml 浓 HCl 于滤液中，即有大量橘红色晶体析出，用冰水冷却后，再次抽滤。5）晶体以冷的 2ml 2mol/L HCl洗涤，再用。

10、4 欢迎下载精品文档少量乙醇洗涤，吸干。6）晶体放在蒸发皿上，水浴上干燥，称量，计算产率。4.2电导法测定配离子的电荷1) 用 电 子 天 平 精 确 称 取 约 0.2g 的Co(NH3 ) 6Cl 3，分别溶于少量蒸馏水中，然后转移到250mL容量瓶中， 并稀释至刻度。2）用移液管吸取25mL 溶液，转移到250mL容量瓶中，稀释至 250mL，浓度大约为8× 10-4mol· L-1 。2) 测定以上溶液在 25时的电导率， 并将测得的数据记录。由测得的配合物溶液的电导率，根据m K 1000 C 算出其摩尔电导率 m，由m的数值范围来确定其离子数，从而可确定配离子的

11、电荷。4.3 （ Co（ NH3）6）Cl 3 最大吸收波长的测定1 ）以去离子水为参比溶液， 以配好的【Co（ NH3）6】Cl3 溶液为待测溶液。 在 440-510nm范围内， 每 10nm测一次吸光度。在峰值附近每 1nm测一次吸光度， 记录吸光度， 确定【Co（NH3） 6】Cl3 溶液的最大吸收波长。5 欢迎下载精品文档4.4 碘量法测定钴含量加入碘化钾后固体溶解，溶液由黑棕色变为紫黑1. 取 25ml 样品 溶液 于碘 量瓶中 ，加 入 色，继续加溶液变为墨绿色，继而变成棕黄色。10ml10%NaOH，10ml 水，加热分解， 到无氨气溢出时停止加热。2.加入 5ml20%KI

12、溶液，再加入12ml6mol/L的盐酸使沉淀全部溶解，暗处静置10min。3. 用标准 Na2S2O3溶液滴定至析出了 I2 ，至滴定溶液为浅黄色时加 2ml 淀粉溶液，继续滴定至蓝色刚好消失，且30s 内不变色。4. 平行测定三组，记录数据。4.5 用 EDTA滴定法测定三氯化六氨合钴中加热三氯化六氨合钴时开始仍为橙色无明显的钴离子含量现象，加热后迅速变黑，约十分钟后溶液沸1. EDTA的标定腾，溢出能使湿润 pH 试纸变蓝的气体， 测溶液 pH=111.1 取 0.280.32g 的锌，加入 1:1（ 6mol/L ）的盐酸加热溶解，静置冷却后加入 250ml 容量瓶中，加入盐酸后固体溶解

13、，溶液由紫黑色变澄清加去离子水定容后稀释一倍，配接近无色，继续滴加溶液变为蓝色，冷却一成浓度约 0.01mol/L 的锌标准溶段时间后变为粉红色。液。1.2 取 25ml 的锌标准溶液，加入铬黑 T 和约 10ml 的 NH4Cl-NH3H2O缓冲溶液调制pH为 8-10 。1.3 静置反应一段时间后，用EDTA溶液滴定，知道锥形瓶中溶液颜色由紫红变为蓝色达到反应终点。1.4 重复上述步骤两次，得到三组平。6 欢迎下载精品文档行数据。2.钴离子的滴定加入硝酸后固体无明显变化，溶液由紫黑色变棕黑色，加入过氧化氢后无明显变化，加热片刻，2.1 称量0.360.42g锌，用浓盐酸沉淀迅速溶解，溶液变

14、为蓝色，继而变为粉红色。配成 250ml 溶液，稀释一倍后，加入二甲酚橙后，溶液颜色变为橙色。得到锌标准溶液2。2.2 称量1.92.1g三氯化六氨合钴于烧杯中，配成250ml 溶液，稀释 5倍。2.3 各量取 25ml 溶液，分别加入 10ml水， 10ml10%氢氧化钠溶液，编号 1、 2、3，加热至没有氨气放出。2.4 冷却至室温后向每个锥形瓶中加入两滴酚酞，滴加6mol/L的硝酸到酚酞刚好褪色后，再加3mL硝酸。2.5 滴加 12ml30%过氧化氢溶液， 加热至沉淀消失。2.6 再加入 50mlEDTA溶液， 15ml20%六次甲基四胺缓冲溶液，调pH为 4-5 ，再加入几滴二甲酚橙，

15、晃动使溶液混合均匀。用锌标准溶液分别滴定 3 个锥形瓶，当溶液由浅黄变为紫红色且 30s 不变色时停止滴定，记录数据。7 欢迎下载精品文档4.6 莫尔法测氯含量出现血红色沉淀1. 用移液管取 25ml 配好的【 Co（ NH3）6】Cl 3溶液于锥形瓶中，加入10 NaOH溶液 10ml ，将锥形瓶放在石棉网上，加热至沸，将湿润的 pH 试纸放在锥形瓶口， pH 试纸显示为中性时取下锥形瓶，过滤，除去 Co（ OH） 3 沉淀。2. 搜集所得溶液， 加入 1-2 滴酚酞为指示剂，向锥形瓶中加入 2mol·L-1 的 HNO3溶液调 pH至溶液无色，加入1-2 滴 K2 CrO4 溶液

16、为指示剂。使用0.1004mol · L-1 的 AgNO3溶液滴定Cl- ，终点为出现血红色沉淀。记录所用AgNO3溶液的体积， 平行滴定三次， 计算 Cl - 的浓度。4.7 R-H 阳离子交换树脂法测Cl- 含量将色谱柱的底端放入一小团脱脂棉花，然后加入阳离子交换树脂大约5-7cm 高，在树脂顶端放一团脱脂棉花，加入去离子水，压实。将色谱柱用夹子固定在铁架台上，用移液管取 25ml 配好的【 Co（ NH3）6】 Cl3 溶液于小烧杯中，从色谱柱顶端缓缓倒入，旋动活塞，控制滴出速度为1-2d ·s-1 。用 250ml锥形瓶接收滴出的溶液。最后用去离子水冲洗色谱柱和树

17、脂，保证Cl- 全部进入锥形瓶中。得到的 HCl 溶液加入1-2 滴酚酞为指示剂，使用 NaOH调 pH 至微红色，再向锥形瓶中加入 1 滴 2mol·L-1 的 HNO3溶液，1-2 滴 K2CrO4。8 欢迎下载精品文档溶液为指示剂。 使用 0.1004mol ·L-1 的 AgNO3溶液滴定Cl- ，终点为出现血红色沉淀。记录所用 AgNO3溶液的体积，平行滴定三次，计算 Cl- 的浓度。五实验数据三氯化六氨合钴数据记录表 1 三氯化六氨合钴的制备试剂用量氯化铵4.0g理论产量10.12g六水合氯化9.0g实际产量7.23g钴浓氨水20ml产率71.44%表 2碘量法

18、测量钴含量三氯化六氨2.3854g合钴质量样品浓度0.03568mol/L硫代硫酸钠的标定重铬酸钾质量0.6757g溶液体积250ml重铬酸钾物质的量0.002297mol溶液浓度0.009187mol/L滴定时硫代硫酸钠体积第一次第二次第三次开始体积（ ml ）0.000.000.00终点体积（ ml ）28.2328.2228.30平均体积（ ml ）28.25硫代硫酸钠浓度0.5269（mol/L)碘量法滴定钴第一次第二次第三次开始体积（ ml ）0.000.000.00终点体积（ ml ）20.2120.1920.17。9 欢迎下载精品文档平均体积（ ml ）20.19样品中含钴离子浓

19、度0.04255mol/L样品中含钴质量分数26.31%钴离子理论质量分数22.06%相对偏差的绝对值19.26%表 3莫尔法测定氯含量三氯化六氨合钴质量2.3854g样品体积250ml样品浓度0.03568mol/L硝酸银浓度0.1004mol/L直接滴定法硝酸银体积第一次第二次第三次开始体积（ ml ）0.000.000.00终点体积（ ml ）25.5925.6125.55平均体积（ ml ）25.58样品中氯离子浓度0.1027mol/L样品中含氯质量分数38.21%氯离子理论质量分数39.81%相对偏差的绝对值4.19%表 4 阳离子交换树脂测量氯含量三氯化六氨合钴质量1.9047g样品浓度0.02849mol/L硝酸银浓度0.1004mol/L阳离子交换树脂硝酸银用量第一次第二次第三次开始体积（ ml ）0.000.000.00终点体积（ ml ）21.8921.8221.98平均体积（ ml ）21.89样品中氯离子浓度0.08791mol/L样品中含氯质量分数40.96%氯离子理论质量分数39.81%相对偏差的绝对值2.89%表 5三氯化六氨合钴最大吸收波长的测量波长 (nm)440450460465吸光度 A0.0960.1230.1450.150波长 (nm)4704754764