三氯化六氨合钴的制备及其组成的确定

1、三氯化六氨合钻的制备及其组成的确定应0914第十四组组员：实验一、三氯化六氨合钻的制备一、实验目的1、掌握三氯化六氨合钻的制备、提纯及组成和结构分析的测定方法。2、熟练抽滤装置的使用。3、加深理解配合物的形成对三价钻稳定性的影响。二、实验原理在水溶液中，电极反应。0Co3+/Co2+=1.84V,所以在一般情况下，Co（II）在水溶液中是稳定的，不易被氧化为Co（m）o相反，Co（iii）很不稳定，容易氧化水放出氧气0co3+/Co2+=1.84V>e0O2/H2O=1.229V）。但在有配位剂氨水存在时，由于形成相应的配合物Co（NH3）62+,电极电势。9Co（NH3）63+/Co（

2、NH3）62+=0.1V,因此CO（n）很容易被氧化为Co（III）,得到较稳定的Co（出）配合物。因此，常采用空气和H2O2氧化二价钻配合物的方法来制备三价钻的配合物。氧化钻（出）的氨配合物有多种，主要是三氯化六氨合钻（出）Co（NH3）6Cl3,橙黄色晶体；三氯化五氨水合钻（出）Co（NH3）5（H2O）Cl3,砖红色晶体；二氯化氯五氨合钻（出）Co（NH3）5ClCl2,紫红色晶体，等等。他们的制备条件各不相同。在有活性炭为催化剂时，主要生成三氯化六氨合钻（出）；在没有活性炭存在时，主要生成二氯化氯五氨合钻（出）。本实验中采用H2O2作氧化剂，在大量氨和氯化镂存在下，选择活性炭作为催化剂

3、将Co（n）氧化为Co（m）,来制备三氯化六氨合钻（出）配合物，反应式为：2CoCl2+10NH3+2NH4Cl+H2O2=2Co（NH3）6Cl3（橙黄）+2H2O三氯化六氨合钻（出）是橙黄色单斜晶体，20oC时在水中的溶解度为0.26molL-1。将粗产品溶解于稀HCl溶液后，通过过滤将活性炭除去，然后在高浓度的HCl溶液中析出结晶方程式为：Co（NH3）63+3Cl-=Co（NH3）6Cl3三、实验仪器与试剂仪器名称：锥形瓶、电炉、研钵、量筒、普通天平、电子天平、胶头滴管、烧杯、抽滤装置（1套）实验试剂：NH4Cl（C.P.）、CoCl2?6H2O（C.P.）、H2O2（C.P.）、Na

4、OH（C.P.）、KI（C.P.）、NaCl（C.P.）、浓氨水（C.P.）、HCl溶液（C.P.）、乙醇（C.P.）、活性炭四、实验步骤1、在锥形瓶中，将4gNH4Cl溶于8.4g水中，加热至沸（让其溶解），加入6g研细的CoCl2?6H2O晶体，溶解后，加0.4g活性炭，摇动锥形瓶，使其混合均匀。2、用冷水冷却，加13.5mL浓氨水，再冷却至283K以下（防止因温度过高造成的H2O2分解并且低温下反应温和），用滴管逐滴加入13.5mL5%H2O2溶液，水浴加热至323333K,保持20min,并不断摇动锥形瓶（盖住，防止NH3挥发）。3、用水浴冷却至273K左右，吸滤，不必洗涤沉淀，直接把

5、沉淀溶于50ml沸水中（水中含1.7mL浓HCl）。趁热吸滤（分离活性炭），慢慢加入6.7ml浓HCl于滤液中，即有大量橘红色晶体析出，用冰浴冷却后过滤；4、晶体以冷的2m12moiL-1HC1洗涤，再用少许乙醇（与三氯化六氨合钻不互溶，具有使产品松散、加快产品干燥的作用）洗涤，吸干；5、晶体在水浴上干燥，称重，计算产率。五、实验数据得到样品的质量m2.75g六、数据处理理论产品质量：m=6.0X267.5237.9=6.77g产率=2.75£77M00%=40.6%七、误差分析1、制备过程中晶体析出时间短，造成晶体未完全析出导致产率下降。2、没有进行冰浴冷却，造成晶体减少。3、可能

6、加热过度，造成样品分解，使得产率下降。4、反应不充分，产量低。实验二、氨的测定一、实验目的1、学习使用凯氏定氮仪。2、练习酸碱滴定的基本操作。3、学习通过误差分析解释最低反应物使用量。二、实验原理配离子Co（NH3）63+很稳定，常温时遇强酸和强碱也基本不分解。但在强碱条件下煮沸时会分解放出氨：Co（NH3）6C13+3NaOH=Co（OH）3+3NaC1+6NH3TNH3受热挥发，被硼酸吸收：NH3+H3BO3=NH4H2BO3（蓝绿色）用盐酸溶液标定吸收氨气的硼酸溶液（硼酸俊溶液）：NH4H2BO3+HC1=H3BO3+NH4CI三、实验试剂与仪器仪器名称：250mL锥形瓶、酸式滴定管、碱

7、式滴定管、铁架台、KDY9810凯氏定氮仪、量筒实验试剂：水、2%的硼酸标准溶液（C.P.）、甲基红澳甲酚绿、盐酸（C.P.）、NaOH溶液（C.P.）、NaCO35H2O固体四、实验步骤1、准确称取0.2g左右的试样，加30m1水溶解在250mL锥形瓶中，在另一个250m1锥形瓶中加入50ml2%的硼酸标准溶液以吸收放出的氨气。2、按要求设置凯氏定氮仪，将样品倒入石英管中，放在仪器上，锥形瓶中加入5滴甲基红澳甲酚绿指示剂后也放在仪器上。打开仪器，按3次加碱按钮后按加热按钮。实验中发现样品液逐渐变黑，锥形瓶中的溶液则由无色变成了蓝绿色(NH4H2BO3)。等到锥形瓶中溶液反应到大约100ml时

8、停止加热。取下锥形瓶，用抹布取下石英管，将废液回收，然后洗净石英管。3、用酸式滴定管取50ml实验前制备的HCl标准溶液对吸收了氨气的硼酸溶液进行滴定，溶液由蓝绿色变为橙红色的时彳g达到滴定终点，记下所需HCl溶液的体积V。注：盐酸溶液的标定：用移液管移取25ml已知浓度的碳酸钠溶液于250ml锥形瓶中，加3滴甲基橙作为指示剂，用酸式滴定管取HCl溶液进行滴定，当溶液由红色变为黄色且不消失时即为滴定终点，纪录所消耗的HCl体积V,平行滴定3组，求的平均值，然后计算得Chci。五、实验数据样品质量VHClChci0.2045g26.84ml0.1723mol/l六、数据处理由NH3+H3BO3=

9、NH4H2BO3和NH4H2BO3+HCl=H3BO3+NH4Cl得：NH3：NH4H2BO3：HCl=1:1:1所以nNH3=PNH3VNH3/(RT)=CHClVHCl=0.172326.8410-3=4.62103mol所以三氯六氨合钻样品中氨的含量是：4.62X03X17=0.07854gNH3%=0.07854F.2045M00%=38.4%三氯六氨合钻中氨的标准含量：17X6+(58.9+17父6+35.5M)=38.1%相对误差：(38.4%38.1%)与8.1%=0.8%七、误差分析1、滴定终点，指示剂颜色变化不明显，造成实验误差。2、盐酸体积的读数可能存在偏差。3、实验过程前

10、未对酸式滴定管进行验漏，试验中发现滴定管向外轻微渗漏，对实验结果产生误差。4、因盐酸配量较大，时间较短盐酸浓度上可能存在一定误差。5、在用H3BO3吸收NH3时，未用纸片等盖住锥形瓶口，可能有部分NH3挥发出去。实验三、钠的测定一、实验目的1、掌握碘量法测定Co3+的基本实验测量方法。2、熟练氧化还原滴定分析方法的使用。3、学会配制淀粉溶液。二、实验原理利用Co3+的氧化性，采用碘量法，以淀粉为指示剂，用NaS2O3来标定12°Co(NH3)6Cl3+3NaOH=Co(OH)3J+6NH3T+3NaCl2co(OH)3+6HCl+KI=2CoCl2+I2+2KCI+6H2Ol2+2N

11、a2s2O3=2NaI+Na2s4O6三、实验试剂与仪器仪器名称：锥形瓶(250mL)、碘量瓶、电炉、PH试纸、量筒实验试剂：碘化钾(C.P.)、5mol/LHCl溶液(C.P.)、标准硫代硫酸钠溶液(C.P.)、3%的淀粉指示剂四、实验步骤1、准确称取0.2g样品于250mL锥形瓶中，力口20ml水溶解，然后加10ml10%NaOH溶液，在电炉上加热至无NH3放出(用PH试纸检验)，然后冷却溶液。2、将溶液转移至碘量瓶中，再加20ml水及1gKI固体和15ml6mol-L-1HCl溶液，立即盖上盖子并摇晃均匀，放暗处静置10min左右。3、用标准硫代硫酸钠溶液标定样品溶液至浅黄色(这时滴定速

12、度要慢，以防滴过头)，然后加5mL新配的2%的淀粉指示剂，溶液变为蓝色，继续滴定至粉红色时达到滴定终点。记录所消耗的硫代硫酸钠的体积V。注：淀粉溶液的配制：将淀粉溶液溶解在少量温水中，成糊状，然后将溶液倒入沸水中煮2-3min。五、实验数据样品质量mVNaS2O3CNaS2O30.2005g31.28ml0.02393mol/L六、数据处理根据：2Co3+2I=2Co2+I2_22I2+2S2O3=2I+S4O6得到：Co3+与NaS2O3的计量关系为1:1所以：Co%=(CNaS203VNaS2O3XM)+mX100%_3=(0.0239331.2810X58.93)£200510

13、0%=22.00%三氯六氨合钻中钻的标准含量：58.9+(58.9+17>6+35.5X3)=22.04%相对误差=(22.00%22.04%),22.04%=0.002%七、误差分析1、滴定终点颜色变化不明确，在实验时可能会造成误差。2、电炉上加热至样品无氨气放出，第一次的时候没有让氨气完全放出，然后继续加热至PH试纸无变化。实验四、氯的测定一、实验目的1、掌握C的测定方法。2、熟练沉淀滴定分析方法的使用。3、练习标准溶液的配制。二、实验原理采用沉淀滴定法一莫尔法。以K2CQ4为指示剂，用AgNO3标准溶液滴定Cl，Ag+Cl=AgClJKsp=1.5610102Ag+CrO42=Ag

14、2CrO4JKsp=9.0X1012根据两者的容度积常数知，AgCl沉淀的溶解度比Ag2CrO4大，根据分步沉淀原理，容度积小的先析出。溶液中首先析出AgCrO4,由于Cl-1浓度很高，Ag-1只要很小就会生成AgCl沉淀；而CrO4-2浓度比较小，只有当Ag-1浓度较高时才会生成Ag2CrO4沉淀。当AgCl沉淀完全后，稍过量的AgNO3溶液立即与CrO42一生产淡红棕色的Ag2CrO4沉淀，反应达到终点。三、实验仪器与试剂仪器名称：分析天平、小烧杯、容量瓶（100ml）、移液管（25ml）、碱式滴定管、容量瓶（250mL）、玻璃杯实验试剂：蒸储水、铭酸钾溶液（C.P.）、硝酸银溶液（C.P

15、.）四、实验步骤1、准确称取0.2g左右的样品加少量水在小烧杯中溶解，然后转移至100mL容量瓶中，加蒸储水配制成100mL的溶液，用移液管移取25mL溶液于250mL锥形瓶中。2、滴加1mL铭酸钾溶液作为指示剂，用AgNO3标准溶液滴定至出现淡红棕色色沉淀（以不摇动容量瓶，30s沉淀不消失为准）。五、实验数据样品质量mVAgNO3CAgNO30.2053g21.55ml0.031mol/L六、数据处理Cl%=(CAgNO3VAgNO3>5.5)$100%3、=(0.03121.5510X35.54)书.2053100%=46.2%三氯六氨合钻中氯的标准含量：35.5>3-（58.

16、9+17X6+35.5X3）=39.8%相对误差：（46.2%-39.8%）T9.8%=16.1%七、误差分析1、滴定终点颜色变化不明显，锥形瓶底部出现砖红色沉淀未及时发现，判断有误，导致滴定过量，引起的误差较大。2、对AgNO3溶液体积读数有偏差，影响实验结果。实验五、三硫化六氨合钻分裂能的测定、实验目的1、掌握测定分裂能的原理与方法。2、了解并学会分光光度计的使用方法。3、学会从原子轨道理论解释能级跃迁及分裂能。4、了解配合物的电离类型与摩尔电导率之间的关系。二、实验原理过渡金属离子的d轨道在晶体场的影响下会发生能级分裂。金属离子的d轨道没有被电子充满时，处于低能量d轨道上的电子吸收了一定

17、波长的可见光后，就跃迁到高能量的d轨道，这种d-d跃迁的能量差可以通过实验测定。配离子Co(NH3)63+中心离子有的d电子，通过配离子的分裂能A的测定并与其成对能P(21000cm1)相比较，可以确定6个d电子在八面体场中属于低自旋排布还是高自旋排布。三、实验仪器与试剂仪器名称：分析天平、小烧杯、SP722E可见分光光度计一套、量筒实验试剂：蒸储水、Co(NH3)6Cl3固体四、实验步骤1、准确称取0.1g左右样品，加20ml水溶解在小烧杯里。2、用可见分光光度计测不同波长下的吸光度(波长在400600nm)。五、实验数据样品质量0.0996g波长/nm4004204404504604654

18、70475480吸光度0.1410.3030.6030.7810.9240.9600.9951.0030.992波长/nm485490500520540560580600吸光度0.9600.9060.7520.3840.1440.0510.0240.019六、数据处理三氯化六氨合钻样品的分裂能：A=AE=hc和aXM6.02m1023KJ/mol=6.6261034X3M08X6.021023-(475X109)T000=252KJ/mol三氯化六氨合钻标准的分裂能：274KJ/mol相对误差：（252274）攵74X100%=8.0%七、误差分析1、合成的三氯化六氨合钻因为温度控制不当，可能

19、不纯净。2、本身仪器存在仪器误差。实验总结一、实验数据总汇三氯化六氨合钻测定结果汇总73?钻氨氯样品的实验结果22.0%38.4%46.2%三氯化六氨合钻的理论结果22.0%38.1%39.8%绝对误差0.04%0.3%6.4%相对误差0.002%0.8%16.1%摩尔比Co：NH3：Cl=1：6:3.5样品的实验式Co(NH3)6Cl3.5二、注意事项1、使用试剂或者药品前一定要确定没有失效，对一些试剂要现用现配。2、活性炭使用前一定要充分研磨使其有较大的比表面积、3、进行进一步操作前一定要确定已经具备了反应所需要的条件。4、注意酸碱滴定管的使用事项。5、注意一些常规样品的保存方法。6、实验前准备好所需的仪器与试剂，以确保实验能够顺利有序的进行。7、对滴定