三氯化六氨合钴的制备实验报告_2.docx

三氯化六氨合钴的制备实验报告一、实验目的1. 掌握三氯化六氨合钻（III ）的合成及其组成测定的操作方法，通过对产品的合成和组分的测定，确定配合物的实验式和结构2. 练习三种滴定方法（酸碱滴定，氧化还原滴定，沉淀滴定）的操作3. 通过对溶液的配制和标定、仪器的使用、处理实验结果等提高学生独立分析能力、解决问题的综合能力二、实验内容——三氯化六氨合钻（III ）的制备及组成的测定I、三氯化六氨合钻（III ）的制备（1）实验原理：钻化合物有两个重要性质：第一，二价钻离子的盐较稳定；三价钻离子的盐一般是不稳定的，只能以固态或者配位化合物的形式存在显然，在制备三价钻氨配合物时，以较稳定的二价钻盐为原料，氨-氯化铵溶液为缓冲体系，先制成活性的二价钻配合物，然后以过氧化氢为氧化剂，将活性的二价钻氨配合物氧化为惰性的三价钻氨配合物反应需加活性炭作催化剂反应方程式：2CoCb 6H2O + ION" + 2NH4CI + HbO ====2[Co（NH）6]CI 3 14出0（橙黄色）（2）实验仪器及试剂：仪器：锥形瓶（250ml）、滴管、水浴加热装置、抽滤装置、温度计、蒸发皿、量筒（10ml、25ml、100ml） 药品：氯化铵固体、CoC2 ?HHO晶体、活性炭、浓氨水、5%H2、浓HCI、2mol/L 的HCI溶液、乙醇溶液、冰、去离子水（3）实验步骤：在锥形瓶中，将4gNHCI溶于8.4mL水中，加热至沸（加速溶解并赶出02）, 加入6g研细的C0CI2 -6H2O晶体，溶解后，加0.4g活性炭（活性剂，需研细），摇动锥形瓶，使其混合均匀。

用流水冷却后（防止后来加入的浓氨水挥发），加入13.5mL 浓氨水，再冷却至283K以下（若温度过高HO溶液分解，降低反应速率，防止反应过于激烈），用滴管逐滴加入13.5mL5% HO2溶液（氧化剂），水浴加热至323~333K 保持20min,并不断旋摇锥形瓶然后用冰浴冷却至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浓盐酸仲和过量的氨）趁热吸滤，慢慢加入6.7ml浓盐酸（同离子效应）于滤液中，即有大量橙黄色晶体（[Co（NH3）6]Cl 3）析出用冰浴冷却后吸滤，晶体以冷的2ml 2mol/L HCl洗涤，再用少许乙醇洗涤，吸干晶体在水浴上干燥，称量，计算产率H、三氯化六氨合钻（III ）组成的测定（一）氨的测定（1）实验原理：由于[Co （NH3 ]6Cl3在强碱强酸作用下，基本不被分解，只有在沸热的条件下，才被强碱分解，所以式样液加NaOH容液作用，加热至沸使其分解，并整出氨，整出的氨用过量的2%磷酸溶液吸收，以甲基橙为指示剂，用HCI标准也滴定生成的磷酸氨，可计算出氨的百分量[Co（NH 3）6]CI 3 + 3NaOH====Co （OH 3 +6 NH++6 NaCI NH3+H3BO3 ==== NH 4 H2BO NH4 H 2BO3+HCI ==== H 3BO3+ NH QI（2）仪器与试剂：仪器：250ml锥形瓶、量筒、pH试纸、滴定管试剂：50mI2% H3BO3 HCI溶液、甲基红溴甲酚氯（3）实验步骤：（1）用电子天平准确称取约0.2g样品于250ml管中，加50ml去离子水溶解，另准备50mI2% HBO溶液于250ml锥形瓶中，（2）在HBO溶液加入5-6滴甲基红溴甲酚氯指示剂，将样品溶液倒入加H B BO的锥形瓶中，然后将锥形瓶固定在凯氏定氮仪上，开启凯氏定氮仪，氨气开始产生并被HBO溶液吸收，吸收过程中，HBO溶液颜色由浅绿色逐渐变为深黑色，当溶液体积达到100ml左右时，可认为氨气已被完全吸收（也可利用PH 试纸检验氨气出口来确定氨气是否被完全蒸出）。

3）用以用NaCO容液标定准确浓度的HCI溶液滴定吸收了氨气的HBO溶液，当溶液颜色由绿色变为浅红色时即为终点读取并记录数据，计算氨的含量二）钻的测定（1）实验原理：利用三价钻离子的氧化性，通过碘量法，即利用丨2的氧化性和I的还原性进行滴定用来测定钻的含量，以淀粉作指示剂主要反应方程式：I[Co（NH）6]CI 3+ 3NaOH====C0OH 3 + 6N『+6 NaCI3+ Co （OH 3+3HCI==== Co + 3H2O 2 Co3++2I ====2 C C T+|22??2-|2 +2S2O ====21 + S4C6⑵仪器与试剂：仪器：250ml锥形瓶、250ml碘量瓶、电炉、量筒、pH试纸（精密）、电子天平、试剂：KI固体、10% NaOH溶液、6mol/LHCI溶液、NaS3溶液、2%淀粉溶液⑶实验步骤：用电子天平准确称取0.2g样品于250ml锥形瓶中，加入20ml去离子水，10ml 10 % NaOH溶液，置于电炉微沸加热至无氨气放出（用PH试纸检验）冷却至室温后加入20ml水，转移至碘量瓶中，再加入1g KI固体，15ml 6mol/LHCl 溶液，立即盖上碘量瓶瓶盖，充分摇荡后，在暗处反应10min后拿出。

用已准确标定浓度的Na2$O3溶液滴定至浅黄色时，再加入1ml 2 %的淀粉溶液，继续滴至溶液为粉红色即为反应终点（滴定开始阶段应迅速滴加，防止I2挥发）读取并记录实验数据并计算钻的百分含量三）氯的测定⑴实验原理：禾用摩尔法测定氯的含量，即在中性或弱碱性溶液中，以冷CrC4作指示剂，用AgNO标准溶液滴定Cl 一，由于2A6+CrO2-=AgCrO4（砖红色），Ksp=2.0 X 10- ; Ag +CI=AgCI J （白色），Ksp=1.8 X0-,由于AgCl 的溶解度比AgCrQ 小，根据分布沉淀原理，溶液中首先析出AgCl沉淀，化学计量点附近，由于Ag+ 浓度增加，与CrO2-生成砖红 色AgCrO沉淀指示滴定终点另外为了准确滴定Cl，需控制指示剂的浓度根据实验数据计算氯的含量⑵仪器和试剂：仪器：100ml容量瓶，250ml锥形瓶，酸式滴定管，玻璃棒，25ml移液管试剂：5%的《CrC4溶液，AgNO容液⑶实验步骤：用电子天平准确称取约0.2g的样品用去离子水溶解，然后转移至100ml的容量瓶中定容，取25ml样品溶液于锥形瓶中，加入3滴5%勺K2CQ溶液作指示剂，用已准确标定浓度的AgNO溶液滴定，溶液由黄色变为砖红色且砖红色30 秒不消失(不需摇动)即为终点，读取并记录数据，计算氯的含量。

三、实验数据处理：(1) 三氯化六氨合钻的制备[Co(NH3)6]CI3的制备产率得到产品m=0.72g63 267.5 …称取样品6.0g，理论产品质量为M= 2379 6.77g亠子0.72产率= 100% =10.6%6.77(2) 氨的测定氨的含量计算 m [Co(NH^)6]Cl 3=0.2031g C HCI =0.3015mol/L 消耗15.56ml 根据反应方程式得HCI与NH3的计量比为1 : 1 故样品中NH3%=C HCl V：CJ7 1000 X样重0.3015 15.56 171000 0.2031100% =39.73%1mol样品中所含氨的物质的量为0.3973 >267.5 T7=6.25mol(3) 钻的测定已标定Na f SO的浓度为0.0150 mol/L样品质量m=0.2001g消耗N&SO体积为54.95ml根据化学反应方程式可知C&与NaSO的计量比为1:1Co% C Na2S2O3 V Na2S2O358.93故样品中1000 样重.15心58?93100%1000 0.2001=24.27% 1mol样品中所含钻的物质的量为0.2427 >267.5吒8.93=1.10mol (4) 氯的测定称取样品的质量m样品=0.1998g已标定的AgNO的浓度C AgNO=0.05844mol/L滴定用AgNO的体积V AgNO= 10.37mlAg++C「二AgCl J 计量比为1:1所以Cl% = C AgNO3 V AgNO3 35.51000样重0.05844 10.37 35.51000 0.1998100% =10.77%1mol样品中所含氯的物质的量为0.1077 >267.5 ￡5.5=0.81mol 四、结果讨论误差与分析：(1)样品产率低，原因有：①氯化铵加热时过度和温水浴时会释放出氨气，导致产率的下降。

②冷水浴时不够完全，有部分固体没有析出或晶体析出后再溶解③抽滤时滤纸会粘附一部分，导致损失④在反应搅拌与产品烘干时，都会导致损失⑤加入的活性炭没有充分研磨，颗粒太大，催化效果差⑥过滤时速度太慢(2)通过对组分测定，氨、钻的含量偏高，氯的含量比较低原因有：①氨的测定中，滴定终点判断有偏差，导致实验数据的误差②钻的测定中，加淀粉时的黄色判断有点晚③钻的测定中，滴定管最后产生个小气泡，使NS2S2O3滴定的体积偏小, 影响实验 ④氯的测定中，滴定终点不好把握，在没有达到终点时即停止滴定，导致误差较大⑤产品中可能有其他物质，比如二氯化五氨合钻⑥在读数时存在误差⑦配制标准溶液的过程中存在误差，导致滴定不准确，影响结果的计算五、注意事项：(1)三氯化六氨合钻的制备：①CoC 6H2O溶解后加入活性炭冷却不能太慢，因为氯化铵在溶液中加热后会有氨气放出，活性炭在使用前一定要充分研磨以提供较大的比表面积；②加H2C2前必须降温处理，一是防止其分解，二是使反应温和的进行③加HC时要逐滴加入，不可太快，因为溶液中的物质会与HO2反应，会使反应太剧烈，会产生爆炸④两次冰浴冷却要充分，有助于沉淀的析出，提高产率。

⑤趁热吸滤后加入6.7mL浓HCI是用同离子效应增加产率，若浓HCI加入过多，会因稀释作用而产生盐效应而使溶解度加大，从而降低产率(2)三氯化六氨合钻组分的测定：①分析天平称得质量要＞0.2g，因为分析天平的精确度为O.OOOIg, —次实验要称两次，误差为0.0002g，要求误差＜1%o，所以要大于0.2g ;②滴定管快滴定完时，要把悬浮的液体刮锥形瓶，减小误差；③碘量瓶要用磨口塞子，防止碘的升华；④碘量法测定钻，在碘量瓶中加入KI固体和HCI后应立即将碘量瓶转移至暗处; ⑤Cl的测定中，在滴定后期，不要震荡锥形瓶，加入后产生砖红色，30秒不变色就为终点； 六、思考题：1. 在[Co(NH)6]Cl3的制备过程中氯化铵，活性炭，过氧化氢各起什么作用答.(1)氯化铵的作用：在没有铵盐的情况下，氨水遇钻盐后，即生成蓝色氢氧化钻(n)沉淀：c6+ +2OH- - Co(OH)2j此沉淀易溶于过量的沉淀剂和铵盐溶液中当有铵盐存在时，将抑制NH3?H2的解离，即抑制OH的产生使[Co2+][OH-] 2达不到氢氧化钻(n ) 的溶度积而形成[Co(NH3)6]2+，它随后被空气中的O2氧化，生成Co⑴)配合物。

另外，氯化铵还能提供产物所需的NH2)活性。