学生 实验一 顺式和反式二草酸二水合铬(III)酸钾的制备和异构化.docx

本文格式为Word版，下载可任意编辑学生 实验一 顺式和反式二草酸二水合铬(III)酸钾的制备和异构化 测验一 顺式和反式二草酸二水合铬(III)酸钾的制备和异构化速度常数的测定 测验一 顺式和反式二草酸二水合铬(III)酸钾的 制备和异构化速度常数的测定 一 测验目的 （一） 通过顺、反式八面体合作物的合成，了解同分异构现象在合作物中的普遍性 （二） 了解八面体顺反异构物在溶解度上的差异可作为制备、分开的依据 （三） 了解光度法测定合作物动力学函数的一般方法 二 测验原理 合作物中同分异构现象的研究在配位化学的进展史上起着重要的作用根据合作物异构体的数目和类型，从而可以测定它的空间布局合作物的同分异构现象有好多种，重要的有几何异构、光学异构、电离异构和水合异构等下面两种类型的八面体合作物中存在着几何异构现象：MA4B2 型和MA3B3 型前者以顺式和反式存在，后者以面式和棱式存在M为过渡金属离子，A和B为单齿配体 类似的异构也能存在于多齿配体的合作物中，例如：MA4B2 中的四个A被两个双齿配体L替换，即形成ML2B2 ，也能以顺式和反式存在。

本测验中的草酸根C2O42? 即为双齿配体对于顺、反异构的八面体合作物，目前尚无普遍适用的合成方法本测验是利用顺、反式溶解度的区别合成所需的异构物，在溶液中有顺式和反式之间的平衡，异构化回响涉及草酸根环的开启，形成一个三角双锥的中间体，随后环被关闭： Kcis??Cr?C12O4?2?H2O?2???trans??Cr?C2O4?2?H2O?2?? K?11-1 测验一 顺式和反式二草酸二水合铬(III)酸钾的制备和异构化速度常数的测定 在上述平衡中，反式异构体的溶解度小，使反式异构体从含顺式异构体的溶液中缓慢结晶而制得（过渡的蒸发理应制止，否那么产品不纯）用稀氨水分别作用于顺、反异构体，所得碱式盐溶解度不同，用此回响可对产品做出定性鉴别 二草酸二水合铬(III)酸钾顺、反式盐均为有色物质其反式盐在溶液中不稳定，易转化为顺式盐，因此可以用分光光度法测定其转化速度常数k及回响级数 在溶液中：T (Trans) ? C (Cis) 速度 = k[T]m (1) 假设 m = 1, 那么为一级回响： 速度 = k[T]1 (2) 将（2）式经过转换可得： ln[T] = ln[T]0 – kt (3) 式中： t: 回响举行时间。

[T]0: 在时间为零时，反式盐(Trans)的浓度 [T] : 时间为t时，反式盐的浓度 从（3）式可以看出，它将是y = b + ax的形式，是一个直线方程，用ln[T]对t作图，得斜率为 –k 的直线 假设 m = 2，为二级回响： 1-2 测验一 顺式和反式二草酸二水合铬(III)酸钾的制备和异构化速度常数的测定 速度 = k[T]2 （4） 那么得 （5） 1/[T]对t作图，得到斜率为k的直线 假设 m = 0，那么为零级回响： 速度 = k （6） 那么得 [T] = [T]0 – kt （7） [T]对t作图，得到斜率为 –k 的直线 通过对顺、反式盐吸收光谱的测定，可以看到二者有大致一致的吸收光谱，但顺式盐比反式盐的吸收峰更高些当反式异构体溶液放置一段时间后，使异构化作用完全那么得到和顺式异构体完全一致的吸收曲线含有两种有色物质的吸光度A??1c1l??2c2l，反式盐在异构化时浓度的变化可以用吸光度的变化来量度，测验所测的量是反式异构体溶液发生异构化时的吸光度和完全经受异构化后的一致浓度溶液的吸光度之差。

我们可以设定： AT：反式异构体在溶液中的吸光度 AT = εTl[T]0 Ac：顺式异构体在溶液中的吸光度 Ac = εCl[C]终 = εCl[T]0 At：时间t时异构化溶液的吸光度 At = εTl[T]t + εCl[C]t = εTl[T]t + εCl {[T]0 – [T]t} Ac – At：在时间t时留在溶液中的反式异构体的量度，即： Ac – AT：含有反式异构体溶液的初始浓度量度，即： 可以推论，假设是一级回响，那么：ln(Ac – At) = ln(Ac – AT) ? kt 依次类比推出二级回响以及零级回响的表达式 三 测验仪器和试剂 （一） 仪器：量筒（10ml 2只，50ml 1只）；烧杯（50ml 2只，250ml 1只）；布氏漏斗（Φ 7cm）及吸滤瓶；外观皿，蒸发皿，容量瓶（25ml，50ml 各2只），研钵，分光光度计 （二） 试剂：重铬酸钾；草酸；高氯酸；无水酒精；稀氨水；盐酸；冰 四 测验步骤 （一） 反式K[Cr(C2O4)2(H2O)2]?3H2O的制备： 称12克H2C2O4?2H2O于250ml烧杯中（烧杯不宜太小），参与约12ml 沸水溶解H2C2O4?2H2O。

另称取4克K2Cr2O7于50ml烧杯中，加约7ml沸水溶解把K2Cr2O7溶液分批少量地加到H2C2O4溶液中假设回响强烈那么用外观皿盖上烧杯回响完毕后，溶液转移到50ml的烧杯中加热蒸发至原溶液体积的3/4时(即有晶膜展现)，使其持续缓慢自然蒸发至原体积的2/3（需放置几天），即有淡紫色的晶体析出以冰水和酒精洗涤晶体，滤出晶体后在烘箱中60 ?C烘干，称重并在显微镜下查看晶体的外形产品放在密闭的小瓶中保存以备下面测验使用 1-3 测验一 顺式和反式二草酸二水合铬(III)酸钾的制备和异构化速度常数的测定 (二) 顺式K[Cr(C2O4)2(H2O)2]?3H2O的制备： 将2克K2Cr2O7和6克H2C2O4?2H2O分别研细后，平匀温柔研磨混合，精细堆放在15cm直径的蒸发皿中放一滴水于混合物的坑中，用外观皿盖在蒸发皿上，即发生强烈回响(如无回响，微热)产物为暗紫色的粘性液体，向其中倒入10ml无水酒精，研磨直至回响产物凝固假设凝固缓慢，倾出上层酒精液体，以其次份酒精重复这一过程至产物完全结晶抽滤，在60℃烘干称重，并在显微镜下查看晶体的外形。

产品放在密闭的小瓶中保存以备下面测验使用 (三) 试验异构体的纯度 放几颗制得的晶体于滤纸上，加几滴稀氨水，顺式异构体急速形成深绿色溶液浸润在滤纸上，而没有固体剩下反式异构体形成不溶性的浅棕色固体这些变化是由于形成了顺式和反式二草酸羟基水合铬(III)离子 (四) 测定顺、反式异构体的吸收光谱： 各取两份重量相等的（70～80mg）上述制备的顺、反异构体配制 成25mL溶液分别测定顺、反异构体溶液在波长330～600nm范围内的吸收光谱画出吸收曲线，选择两种异构体之间最大吸收区别处的波长留神：在测量反式异构体的吸收光谱时，务必配制冷的溶液（10 ?C）以裁减在测量时异构化为顺式 (五)异构化回响级数及速度常数的测定： 称取两份重量相等的反式异构体（70～80mg），一份用10-4mol?L-1高 氯酸溶液溶解并于50ml容量瓶中稀释至刻度，可放置热水浴中恒温一段 时间，加速其异构化然后将另一份样品也溶解于10-4mol?L-1高氯酸溶液中并稀释至50ml在1cm比色皿中于所选择的波长下急速测定这两个溶液的吸光度差（选择何种参比溶液？）。

每隔3分钟读一个数据，共6～7个数据即可当回响速度慢下来时，时间间隔可以增长作图求回响级数和速度常数k 五 斟酌题 1．议论影响顺、反异构体制备纯度的因素结晶速度和结晶程度） 2．测定异构化回响速度常数时，可有哪几种方法选择参比溶液？假设配 制一份反式盐溶液能否完成k值的测定？ 1-4 — 8 —。