順?lè)词蕉菟岷香t酸鉀的制備及相關(guān)性質(zhì)(實(shí)驗(yàn)方案)

1、順/反式二水二草酸根合鉻酸鉀的制備及性質(zhì)研究實(shí)驗(yàn)人員：崔益之、王馳、張衡 班級(jí)：化學(xué)類班原理： = 1 * ALPHABETIC A：通過(guò)對(duì)順、反式鹽吸收光譜的測(cè)定，可以看到二者有大致相同的吸收光譜，但順式鹽比反式鹽的吸收峰更高些。當(dāng)反式異構(gòu)體溶液放置一段時(shí)間后，使異構(gòu)化作用完全則得到和順式異構(gòu)體完全相同的吸收曲線。含有兩種有色物質(zhì)的吸光度，反式鹽在異構(gòu)化時(shí)濃度的變化可以用吸光度的變化來(lái)量度，實(shí)驗(yàn)所測(cè)的量是反式異構(gòu)體溶液發(fā)生異構(gòu)化時(shí)的吸光度和完全經(jīng)受異構(gòu)化后的相同濃度溶液的吸光度之差。 我們可以設(shè)定：AT：反式異構(gòu)體在溶液中的吸光度AT = TlT0Ac：順式異構(gòu)體在溶液中的吸光度Ac = C

2、lC 終 = ClT0At：時(shí)間t時(shí)異構(gòu)化溶液的吸光度At = TlTt + ClCt = TlTt + Cl T0 TtAc At：在時(shí)間t時(shí)留在溶液中的反式異構(gòu)體的量度，即：Ac AT：含有反式異構(gòu)體溶液的初始濃度量度，即：可以推論，如果是一級(jí)反應(yīng)，則：ln(Ac At) = ln(Ac AT) kt（事實(shí)上：對(duì)于一級(jí)反應(yīng)v=kt，即，從而，導(dǎo)出Inc=Inc0-kt）依次類比推出二級(jí)反應(yīng)以及零級(jí)反應(yīng)的表達(dá)式。 = 2 * ALPHABETIC B：雖然在水溶液體系中反式結(jié)構(gòu)不如順式結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，但因?yàn)榉词疆悩?gòu)體的溶解度較小，其將從共存體系中析出，使反應(yīng)向生成反式異構(gòu)體的方向進(jìn)行，并得到純度較

3、高的晶體。Cr2O72-+7H2C2O4=2Cr(C2O4)2( H2O)2-+6CO2+3H2O(溶解度低)C: 用稀氨水分別作用于順、反異構(gòu)體，所得堿式鹽溶解度不同，用此反應(yīng)可對(duì)產(chǎn)品做出定性鑒別。試劑及儀器：儀器：量筒（10ml 2只，50ml 1只）；燒杯（50ml 2只，250ml 1只）；布氏漏斗（ 7cm）及吸濾瓶；表面皿，蒸發(fā)皿，容量瓶（25ml，50ml 各2只），研缽，分光光度計(jì)、兩個(gè)小瓶、顯微鏡。試劑：重鉻酸鉀；草酸；高氯酸；無(wú)水酒精；稀氨水；鹽酸；冰。實(shí)驗(yàn)步驟：（一）反式的制備：稱12克于250ml燒杯中（燒杯不宜太?。尤爰s12ml沸水溶解。另稱取4克于50ml燒杯中

4、，加約7ml沸水溶解。把溶液分批少量地加到溶液中。如果反應(yīng)劇烈則用表面皿蓋上燒杯。反應(yīng)完畢后， = 1 * ZODIAC1 甲：溶液轉(zhuǎn)移到50ml的燒杯中加熱蒸發(fā)至原溶液體積的3/4時(shí)(即有晶膜出現(xiàn))，使其繼續(xù)緩慢自然蒸發(fā)至原體積的2/3（需放置幾天），即有淡紫色的晶體析出，注意取出析出的晶體，使溶液不至濃縮過(guò)度析出順式異構(gòu)體。 = 2 * ZODIAC1 乙：直接靜置數(shù)天，等待析出晶體，并注意取出析出的晶體，使溶液不至濃縮過(guò)度析出順式異構(gòu)體。以冰水和酒精洗滌晶體，濾出晶體后在烘箱中60 C烘干，稱重并在顯微鏡下觀察晶體的形狀。產(chǎn)品放在密閉的小瓶中保存以備下面實(shí)驗(yàn)使用。(二) 順式的制備：將2

5、克和6克分別研細(xì)后，均勻溫和研磨混合，緊密堆放在15cm直徑的蒸發(fā)皿中。放一滴水于混合物的坑中，用表面皿蓋在蒸發(fā)皿上，即發(fā)生劇烈反應(yīng)(如無(wú)反應(yīng)，微熱)。產(chǎn)物為暗紫色的粘性液體， = 1 * ZODIAC1 甲：向其中倒入10ml無(wú)水酒精，研磨直至反應(yīng)產(chǎn)物凝固。如果凝固緩慢，傾出上層酒精液體，以第二份酒精重復(fù)這一過(guò)程至產(chǎn)物完全結(jié)晶。 = 2 * ZODIAC1 乙：采用冰水冷卻使其固化，粉碎，混入微量的水。抽濾，用少許水洗滌，再用無(wú)水酒精洗滌。在60烘干稱重，并在顯微鏡下觀察晶體的形狀。產(chǎn)品放在密閉的小瓶中保存以備下面實(shí)驗(yàn)使用。(三) 順?lè)串悩?gòu)配合物的鑒別放幾顆制得的晶體于濾紙上，加幾滴稀氨水，

6、順式異構(gòu)體迅速形成深綠色溶液浸潤(rùn)在濾紙上，而沒有固體剩下。反式異構(gòu)體形成不溶性的淺棕色固體。這些變化是由于形成了順式和反式二草酸羥基水合鉻(III)離子。(四) 試驗(yàn)異構(gòu)體的純度放幾顆制得的晶體于濾紙上，加幾滴稀氨水，順式異構(gòu)體迅速形成深綠色溶液浸潤(rùn)在濾紙上，而沒有固體剩下。反式異構(gòu)體形成不溶性的淺棕色固體。這些變化是由于形成了順式和反式二草酸羥基水合鉻(III)離子。(五) 測(cè)定順、反式異構(gòu)體的吸收光譜：各取兩份重量相等的（7080mg）上述制備的順、反異構(gòu)體配制成25mL溶液。分別測(cè)定順、反異構(gòu)體溶液在波長(zhǎng)330600nm范圍內(nèi)的吸收光譜。畫出吸收曲線，選擇兩種異構(gòu)體之間最大吸收差別處的波

7、長(zhǎng)。（注意：在測(cè)量反式異構(gòu)體的吸收光譜時(shí)，必須配制冷的溶液（10 C）以減少在測(cè)量時(shí)異構(gòu)化為順式。）計(jì)算出二者的吸光系數(shù)。(六)異構(gòu)化反應(yīng)級(jí)數(shù)及速度常數(shù)的測(cè)定：稱取兩份重量相等的反式異構(gòu)體（7080mg），一份用10-4molL-1高氯酸溶液溶解并于50ml容量瓶中稀釋至刻度，可放置熱水浴中恒溫一段時(shí)間，加速其異構(gòu)化。然后將另一份樣品也溶解于10-4molL-1高氯酸溶液中并稀釋至50ml。在1cm比色皿中于所選擇的波長(zhǎng)下迅速測(cè)定這兩個(gè)溶液的吸光度差（以10-4molL-1高氯酸溶液作為參比液）。每隔3分鐘讀一個(gè)數(shù)據(jù)，共67個(gè)數(shù)據(jù)即可。當(dāng)反應(yīng)速度慢下來(lái)時(shí)，時(shí)間間隔可以增長(zhǎng)。作圖求反應(yīng)級(jí)數(shù)和速度常數(shù)k。（不同的反應(yīng)系數(shù)對(duì)應(yīng)不同的吸光曲線，利用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法找出最佳擬合函數(shù)即可）。為提高準(zhǔn)確性采用不同的坐標(biāo)以得出線性關(guān)系。（若測(cè)出不同溫度下的吸光度，還可以計(jì)算出此反應(yīng)的活化能）（七）化學(xué)反應(yīng)平衡常數(shù)的測(cè)定：緊接步驟六，后期吸光度的變化將越來(lái)越小，最終將穩(wěn)定在一個(gè)定值附近，據(jù)此算出平衡時(shí)順?lè)词疆悩?gòu)體的平衡濃度，為保證實(shí)驗(yàn)值準(zhǔn)確性，配制總濃度不同的溶液平行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果取平均值。得出轉(zhuǎn)化的平衡常數(shù)。(八)配合物所帶結(jié)晶水含量的測(cè)定：由于實(shí)驗(yàn)中制得的晶體結(jié)晶水含量往往不是準(zhǔn)確值，這會(huì)給測(cè)量結(jié)果帶來(lái)一定的誤差，為校正這種誤差，特增加此步測(cè)定結(jié)晶水的平均含量。本實(shí)驗(yàn)采用