三氯化六氨合鈷的制備及其組成的測(cè)定

1、實(shí)驗(yàn)報(bào)告三黛化六氨合鉆的制備及其組成的測(cè)定一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.掌握三氯化六氨合鉆(III)的合成及其組成測(cè)定的操作方法。2. 練習(xí)三種滴定方法(酸堿滴定，氧化還原滴定，沉淀滴定)的操作。3. 學(xué)習(xí)電導(dǎo)測(cè)定原理與方法以及 DDS-11A 電導(dǎo)率儀的使用。4. 加深理解配合物的形成對(duì)三價(jià)鉆穩(wěn)定性的影響。二、實(shí)驗(yàn)原理1. 配合物合成原理：鉆化合物有兩個(gè)重要性質(zhì)：第一，二價(jià)鉆離子的鹽較穩(wěn)定；三價(jià)鉆離子的鹽 一般是不穩(wěn)定的，只能以固態(tài)或者配位化合物的形式存在。顯然，在制備三價(jià)鉆氨配合物時(shí)，以較穩(wěn)定的二價(jià)鉆鹽為原料，氨-氯化鉉 溶液為緩沖體系，先制成活性的二價(jià)鉆配合物，然后以過氧化氫為氧化劑，將活 性的 2價(jià)

2、鉆氨配合物氧化為惰性的三價(jià)鉆氨配合物。2CoCl2 -6H2O + 10NH3 +2NH4C1 + H2O2=2Co(NH3)6C13】+ 14H2O 反應(yīng)需加活性炭作催化劑。(橙黃色)2. NH3的測(cè)定原理。由丁三氯化六氨合鉆在強(qiáng)酸強(qiáng)堿(冷時(shí))的作用下， 基本不被分解， 只有在 沸熱的條件下，才被強(qiáng)堿分解。所以試樣液加NaOH溶液作用，加熱至沸使三氯化六氨合鉆分解，并蒸出氨。蒸出的氨用過量的2%硼酸溶液吸收，以甲基橙為指示劑，用 HCl 標(biāo)準(zhǔn)液滴定生成的硼酸氨，可計(jì)算出氨的白分含量。Co(NH3)6Cl3+3NaOH=Co (OH)3+6NH3+6 NaClNH3+H3BO3= NH4H2B

3、O3NH4H2BO3+HCl = H3BO3+ NH4Cl3. 鉆的測(cè)定原理利用 3 價(jià)鉆離子的氧化性，通過典量法測(cè)定鉆的含量Co(NH3)6Cl3+3NaOH=Co (OH)3I+6NH3+6 NaClCo (OH)3+3HCl= Co3+3H2O2 Co3+2I-=2 Co2+I2|2+2S2O32-=2+ S4O62-4. 氯的測(cè)定原理利用莫爾法即在含有 Cl的中性或弱堿性溶液中，以K2CrO4作指示劑，用 AgNO3 標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定 Cl %由丁 AgCl 的溶解度比 Ag CrO4小，根據(jù)分步 沉淀原理，溶液中實(shí)現(xiàn)析出AgCl 白色沉淀。當(dāng) AgCl 定量沉淀完全后，稍過量的 Ag+與

4、 CrO4-生成磚紅色的 Ag2CrO4沉淀，從而指示站點(diǎn)的到達(dá)。終點(diǎn)前：Ag+Cl-=AgCl (白色)Ksp=1.8 X 10-10終點(diǎn)時(shí)：2Ag+CrO42-=Ag2CrO4(磚紅色)Ksp=2.0X 10-125. Co(NH3)6Cl3電離類型的測(cè)定。電解質(zhì)的電離類型不同，離解生成的離子不同，各種離子的電荷數(shù)和遷移速度也不相同。因此，在相同條件（指溫度和濃度）下，不同的電解質(zhì)溶液的電導(dǎo) 率不同。將Co（NH3）6Cl3溶液配置成一組梯度溶液，通過測(cè)量電導(dǎo)率就可確定 Co（NH3）6Cl3電離類型。三、儀器和藥品1.試驗(yàn)儀器DDS- 11A 電導(dǎo)率儀、水浴加熱裝置、抽濾裝置、凱氏定氮儀

5、、容量瓶（100 ml, 250ml） 、25.00 ml 移液管、250ml 錐形瓶、 溫度計(jì)（1000C） 1 支、250 ml 碘量瓶、量筒（25 ml、100 ml）各 1個(gè)、燒杯、pH 試紙（精密）2.藥品濃氨水、5% H2O2、濃鹽酸、CoCl2 -6H2O、95%乙醇、NH4Cl 固體、 2%硼酸溶液、活性炭、10% NaOH 溶液、95%乙醇、 KI 固體、冰、Na2S2O3.5H2O 晶體、AgNO3固體、無水碳酸鈉固體（基準(zhǔn)）、NaCl 固（基準(zhǔn)）、 0.5%淀粉溶液甲基橙指示劑甲基紅漠甲酚氯指示劑 K2CrO4指示劑四、實(shí)驗(yàn)步驟1.Co（NH3）6Cl3的合成在錐形瓶中，

6、將 4gNH4Cl溶于 8.4ml 水中，加熱至沸，加入 6.0g 研細(xì)了的 CoCl2- 6H2。晶體，搖動(dòng)使其溶解，然后趁熱傾入 0.4 g 經(jīng)活化了的活性炭，混 合均勻后，用流水冷卻，然后加入 13.5 ml 濃氨水，再冷卻至 283K以下，用滴 管逐滴加入 13.5ml 5%的 H2O2溶液。水浴加熱至 323-333K,并在此溫度下恒 溫 20 min,并不斷搖動(dòng)錐形瓶。然后用冰水浴冷卻至273K左右，吸濾，不必洗 滌沉淀，直接把沉淀溶于 50ml 沸水中（水中含 1.7ml 濃鹽酸）。趁熱吸濾，慢慢 加入 6.7ml 濃鹽酸于濾液中，即有大量橙黃色晶體析出。用冰浴冷卻后吸濾，晶 體

7、以 2ml 2mol/L HCl 洗滌，再用少許乙醇洗滌，吸十。稱量，計(jì)算產(chǎn)率。2. 氨的測(cè)定（1）用電子天平準(zhǔn)確稱取約 0.2g樣品于 250ml 管中，加 50ml 去離子水溶解， 另準(zhǔn)備50ml2% H3BO3溶液于 250ml 錐形瓶中，（2）在 H3BO3溶液加入 5-6 滴甲基紅漠甲酚氯指示劑，將兩溶液分別固定在凱氏定氮儀上，開啟凱氏定氮儀，氨氣開始產(chǎn)生并被H3BO3溶液吸收，吸收過程中，H3BO3溶液顏色由淺綠色逐漸變?yōu)樯詈谏?dāng)溶液體積達(dá)到100ml 左右時(shí)，可認(rèn)為氨氣已被完全吸收（也可利用 PH 試紙檢驗(yàn)氨氣出口來確定氨氣是否被完 全蒸出）。（3） 用以用 NaCO3溶液標(biāo)定

8、準(zhǔn)確濃度的 HCl 溶液滴定吸收了氨氣的 H3BO3溶 液，當(dāng)溶液顏色由綠色變?yōu)闇\紅色時(shí)即為終點(diǎn)。讀取并記錄數(shù)據(jù)，計(jì)算氨的含量。3. 鉆含量的測(cè)定（碘量法）用電子天平準(zhǔn)確稱取約 0.2g樣品丁 250ml 錐形瓶中，加 20 ml 水，10ml 10% NaOH 溶液，置丁電爐微沸加熱至無氨氣放出(用PH 試紙檢驗(yàn))。冷卻至室溫后加入 20ml 水，再加入 1g KI 固體，15ml 6mol/LHCl 溶液。立即蓋上碘量瓶瓶 蓋。充分搖蕩后， 在暗處反應(yīng) 10min。 用以準(zhǔn)確標(biāo)定濃度的 Na2S2O3溶液滴至淺 黃色時(shí)， 再加入 2 ml 0.5%淀粉溶液，繼續(xù)滴至溶液為粉紅色即為終點(diǎn)。計(jì)

9、算鉆的白分含量，并與理論值比較。4.氯的測(cè)定用電子天平準(zhǔn)確稱取約 0.2g樣品丁 250ml 錐形瓶中，用去離子水溶解后，加入 1ml 5%的K2CrO4溶液作為指示劑，用以準(zhǔn)確標(biāo)定濃度的AgNO3溶液滴定至出現(xiàn)磚紅色不再消失為止，即為終點(diǎn)，讀取數(shù)據(jù)，計(jì)算氯的含量。平行兩次。5. Co(NH3)6Cl3電離類型的確定(1) 用電子天平準(zhǔn)確稱取約 0.5g樣品丁小燒杯中，充分溶解后，將溶液轉(zhuǎn)移至 250ml 容量瓶中，配置成稀度約為 128 的試樣溶液，再用此溶液配制稀度分別為 256, 512, 1024的試樣溶液各 100ml，用 DDS 11A電導(dǎo)率儀測(cè)定溶液的電導(dǎo) 率。(2)確定電離類型

10、。五. 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理1. Co(NH3)6Cl3的制備產(chǎn)率得到產(chǎn)品 m=1.8547g1mol樣品中所含氨的物質(zhì)的量為39.29%*267.5/17=6.18mol2.氨的測(cè)定(1) HCl 濃度的標(biāo)定根據(jù)公式CHClCNa2C3VNa2CC)32VHCl123稱取樣品 6.0g,理論產(chǎn)品質(zhì)量為 M6.0 267.5237.9=6.77g1.85476.77100%27.4%VHCl(ml)19.9119.9819.95CNaCO3(mol/L)0.09684CHCl(mol/L)0.24320.24230.2427平均 CHCl(mol/L)0.2427標(biāo)準(zhǔn)偏差0.0005相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差0.2

11、1%(2)氨的含量計(jì)算mco(NH3)6ci3=0.2057g根據(jù)反應(yīng)方程式得 HCl 與 NH3的計(jì)量比為 1: 13.鉆含量的測(cè)定已標(biāo)定 Na2S2O3的濃度為 0.02923 mol/LmCo(NH3)6Cl3=0.2050g根據(jù)反應(yīng)方程式得 Co3+與 Na2S2O3的計(jì)量比為 1: 1故樣品中 Co%CNa2S2O3VNa235&931000 樣重0.02923 26.99 58.93 , -100% 1000 0.205022.68%4.氯的測(cè)定已標(biāo)定 AgNO3的濃度為 0.0900 mol/L根據(jù)反應(yīng)方程式得 Cl-與 AgNO3的計(jì)量比為 1： 1第一次測(cè)定 mCo(

12、NH3)6Cl3=0.2189g0.0900 23.42 35.5100%1000 0.218936.38%第二次測(cè)定 mCO(NH3)6CI3=0.2272g故樣品中 NH3%CHClVHCl171000 樣重0.2427 19.59 171000 0.2057100%39.29%1mol樣品中所含氨的物質(zhì)的量為22.68%*267.5/59=1.03mol故樣品中 Cl%CAgNO3VAgNO335.51000 樣重故 Cl%CAgNO3VAgNO335.51000 樣重取平均值 Cl%3&38%34.75%235.57%兩次測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)偏差=1. 15%相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差1.15%100

13、%35.57%3.23%1mol樣品中所含氯的物質(zhì)的量為35.57%*267.5/35.5=2.68molCo(NH3)6Cl3的含量測(cè)定結(jié)果匯總氨鉆氯實(shí)驗(yàn)結(jié)果39.29%22.68%35.57%CO(NH3)6C13的理論結(jié)果38.13%22.06%39.81%偏差1.16%0.62%-4.24%相對(duì)偏差3.04%2.81%-10.65%摩爾比氨：鉆：氯=6.18: 1.03: 2.68樣品的實(shí)驗(yàn)式Co (NH3) 6C12.65.CO(NH3)6C13電離類型的確定mCO(NH3)6CI3=0.5216g初始Co(NH3)6Cl3的濃度為 7.80mol/L逐步稀釋后得到的溶液濃度以及其電

14、導(dǎo)率如下表:1234故 Cl%CAgNO3VAgNO335.51000 樣重0.09002471犯5100%1000 0.227234.75%濃度 (10-3mol/L)7.803.901.950.975電導(dǎo)率 k ( H ycm )2.941.5560.8290.438摩爾電導(dǎo)率 (S?0.030.0390.0410.044m2?mol-1 )769901569摩爾電導(dǎo)率-濃度圖六. 結(jié)果討論差與誤分析1.產(chǎn)率較低，原因是：(1)制備過程中有損失。比如晶體未完全析出或晶體析出后再溶解(2)過度加熱，致使樣品分解。2. 組份測(cè)定中，樣品實(shí)驗(yàn)式與.Co(NH3)6Cl3基本相同，但各組分與理論值

15、有差異，原因是：(1)測(cè)定時(shí)引入的誤差(2)產(chǎn)品中可能有其他物質(zhì)，比如二氯化五氨合鉆。3. 電離類型測(cè)定，摩爾電導(dǎo)率-濃度圖線符合強(qiáng)電解質(zhì)曲線，故為強(qiáng)電解質(zhì)電離。七. 注意事項(xiàng)1. 在使用試劑或藥品前一定要確保其沒有失效，對(duì)一些試劑要現(xiàn)用現(xiàn)配。2. 活性炭在使用前一定要充分研磨以提供較大的比表面積。3. 在進(jìn)行一步操作之前一定要確保已經(jīng)具備了反應(yīng)所需要的條件。4. 注意酸堿滴定管的使用的注意事項(xiàng)5. 注意一些常規(guī)藥品的保存方法，比如，硝酸銀溶液要保存在棕色瓶中。八. 思考題1.在CO(NH3)6C13的制備過程中氯化鉉，活性炭，過氧化氫各起什么作用答.(1)氯化鉉的作用在沒有鉉鹽的情況下，氨水遇鉆鹽后，即生成藍(lán)色氫氧化鉆(n)沉淀：Co2+ 2OH- TCo(OH)2j。此沉淀易溶丁過量的沉淀劑和鉉鹽溶液中。當(dāng)有 鉉鹽存在時(shí)，摩爾電導(dǎo)率-濃度圖 系列 1-乘籍(系列 1)濃度(mol/L)1 -om務(wù)Sys率導(dǎo)電爾摩將抑制 NH3- H2O的解離，即抑制 OH-的產(chǎn)生使Co2+OH-2達(dá)不到氫氧化鉆(皿)的溶度積而形成Co(N