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实验三十一 一种钴（ Ⅲ ）配合物的制备

实验三十一 一种钴（ Ⅲ ）配合物的制备. [ 实验目的 ] 1 、掌握制备金属配合物最常用的方法 —— 水溶液中的取代反应和氧化还原反应 ，了解其基本原理和方法。 2 、对配合物组成进行初步推断。学习使用导仪。. [ 实验原理 ]. 运用水溶液中的取代反应来制取金属配合物，是在水溶液中的一种金属盐和一种配体之间的反应。实际上是用适当的配体来取代水合配离子中的水分子。氧化还原反应是将不同氧化态的金属化合物，在配体存在下使其适当地氧化或还原以制得该金属配合物。.

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实验三十一 一种钴（ Ⅲ ）配合物的制备

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Presentation Transcript

  1. 实验三十一 一种钴（Ⅲ）配合物的制备

  2. [实验目的] • 1、掌握制备金属配合物最常用的方法——水溶液中的取代反应和氧化还原反应，了解其基本原理和方法。 • 2、对配合物组成进行初步推断。学习使用导仪。

  3. [实验原理]

  4. 运用水溶液中的取代反应来制取金属配合物，是在水溶液中的一种金属盐和一种配体之间的反应。实际上是用适当的配体来取代水合配离子中的水分子。氧化还原反应是将不同氧化态的金属化合物，在配体存在下使其适当地氧化或还原以制得该金属配合物。运用水溶液中的取代反应来制取金属配合物，是在水溶液中的一种金属盐和一种配体之间的反应。实际上是用适当的配体来取代水合配离子中的水分子。氧化还原反应是将不同氧化态的金属化合物，在配体存在下使其适当地氧化或还原以制得该金属配合物。

  5. Co(Ⅱ)的配合物能很快地进行取代反应（是活性的），而Co（Ⅲ）配合物的取代反应则很慢（是惰性的）。Co（Ⅲ）的配合物制备过程一般是，通过Co(Ⅱ)（实际上是它的水合配合物）和配体之间的一种快速反应生成Co(Ⅱ)的配合物，然后使它被氧化成为相应的Co（Ⅲ）配合物（配位数均为6）。Co(Ⅱ)的配合物能很快地进行取代反应（是活性的），而Co（Ⅲ）配合物的取代反应则很慢（是惰性的）。Co（Ⅲ）的配合物制备过程一般是，通过Co(Ⅱ)（实际上是它的水合配合物）和配体之间的一种快速反应生成Co(Ⅱ)的配合物，然后使它被氧化成为相应的Co（Ⅲ）配合物（配位数均为6）。

  6. 常见的Co（Ⅲ）配合物有： • [Co(NH3)6]3+(黄色)、[Co(NH3)5H2O]3+(粉红色)、[Co(NH3)5Cl]2+(紫红色)、[Co(NH3)4CO3]+(紫红色)、[Co(NH3)3（NO2）3]（黄色）、[Co(NH3)6]3-（紫色）、[Co(NO2)6]3-（黄色）等。

  7. 游离的Co2+离子在酸性溶液中可与硫氰化钾作用生成蓝色配合物[Co(NCS)4]2-。因其在水中离解度大，故常加入硫氰化钾浓溶液或固体，并加入戊醇和乙醚以提高稳定性。由此可用来鉴定Co离子的存在。游离的Co2+离子在酸性溶液中可与硫氰化钾作用生成蓝色配合物[Co(NCS)4]2-。因其在水中离解度大，故常加入硫氰化钾浓溶液或固体，并加入戊醇和乙醚以提高稳定性。由此可用来鉴定Co离子的存在。

  8. 其反应如下： • Co2++4SCN-＝[Co(NCS)4]2- • 游离的NH4+离子可由奈氏试剂来检定，其反应见教材。

  9. [实验用品]见教材P206。 • [基本操作] • 1.试剂的取用，参见第三章五。 • 2.水浴加热，参见第三章三。 • 3.试样的过滤、洗涤、干燥，参见第六章一。 • 4.电导率仪的使用，参见第七章二。

  10. [实验内容]

  11. 一、制备Co（Ⅲ）配合物

  12. 在锥形瓶中将1.0g氯化铵溶于6mL浓氨水中，待完全溶解后手持锥形瓶颈不断振荡，使溶液均匀。分数次加入2.0g氯化钴粉末，边加边摇动，加完后继续摇动使溶液成棕色稀浆.再往其中滴加2～3mL30%H2O­2,边加边摇动,当固体完全溶解溶液中停止起泡时,慢慢加入6mL浓盐酸,边加边摇动,并在水浴上微热,温度不要超过85℃,边摇边加热10～15min,然后在室温下冷却混合物并摇动,待完全冷却后过滤出沉淀。用5mL冷水分数次洗涤沉淀，接着用5mL冷的6mol·L-1盐酸洗涤，产物在105℃左右烘干并称量。在锥形瓶中将1.0g氯化铵溶于6mL浓氨水中，待完全溶解后手持锥形瓶颈不断振荡，使溶液均匀。分数次加入2.0g氯化钴粉末，边加边摇动，加完后继续摇动使溶液成棕色稀浆.再往其中滴加2～3mL30%H2O­2,边加边摇动,当固体完全溶解溶液中停止起泡时,慢慢加入6mL浓盐酸,边加边摇动,并在水浴上微热,温度不要超过85℃,边摇边加热10～15min,然后在室温下冷却混合物并摇动,待完全冷却后过滤出沉淀。用5mL冷水分数次洗涤沉淀，接着用5mL冷的6mol·L-1盐酸洗涤，产物在105℃左右烘干并称量。

  13. 二、组成的初步推断

  14. (1)取0.3g产物，加35mL水，混匀，检验其pH值，pH﹤7.(1)取0.3g产物，加35mL水，混匀，检验其pH值，pH﹤7. • (2)取15mL配合物溶液，加2MAgNO­3至上部清液无沉淀生成，过滤，滤液中加1-2mL浓硝酸，再加2MAgNO3，比较。

  15. 反应方程式如下： • 3Ag2++[Co(NH3)6]Cl3=2AgCl↓+ • [Co(NH3)6]3+ • 滤液加HNO3和AgNO3，有极少量沉淀。

  16. 现象： • 过滤前有白色AgCl沉淀生成，滤液加HNO3加AgNO3几乎无沉淀。 • 总结： • 该反应说明Co(Ⅲ)配合物的外界为Cl-阴离子。

  17. （3）2-3mL配合物溶液加3滴0.5MSnCl2溶液，加KSCN加1mL戊醇、1mL乙醚，观察上层溶液颜色。（3）2-3mL配合物溶液加3滴0.5MSnCl2溶液，加KSCN加1mL戊醇、1mL乙醚，观察上层溶液颜色。 • 总结：几乎无变化。

  18. （4）取出mL配合物溶液，加蒸馏水，得清亮溶液后，加2滴奈化试剂。（4）取出mL配合物溶液，加蒸馏水，得清亮溶液后，加2滴奈化试剂。 • 总结：无明显变化。

  19. （5）加热配合物溶液，观察，出现Cr2O3·H2O棕黑色。（5）加热配合物溶液，观察，出现Cr2O3·H2O棕黑色。 • 总结： • [Co(NH3)6]Cl3配合物，加热，配合物内界离解，配体NH3被H2O取代。 • a、重复（3）

  20. 反应： • Co3++Sn2+=Co2++Sn4+ • Co2++4SCN-=[Co(SCN)4]2- • 现象：棕黑色溶液变为粉红色Co2+;粉红色褪去，在戊醇乙醚层出现黑色[Co(SCN)4]2-

  21. b、重复（4） • 反应： • NH3+H2ONH4++OH- • 现象： • 加入奈氏试剂变为红褐色沉淀。

  22. （6）测其0.01M、0.001M配合物溶液电导率，确定类型（即离子数）1：3型。（6）测其0.01M、0.001M配合物溶液电导率，确定类型（即离子数）1：3型。 • 即其结构为[Co(NH3)6]Cl3(黄色)。

  23. [思考题] • 1.将氯化钴加入氯化铵浓氨水的混合液中，可发生什么反应，生成何种配合物？ • 2.上述实验中加过氧化氢起何作用，如不用过氧化氢还可以用哪些物质，用这些物质有什么不好？上述实验中加浓盐酸的作用是什么？

  24. [实验习题] • 1.要使本实验制备的产品的产率高，你认为哪些步骤是比较关键的？为什么？ • 2.试总结制备Co(Ⅲ)配合物，分析其组成后确定有共同的实验式：K2CoCl2I2(NH3)2;电导测定得知在水溶液中五个化合物的电导率数值均与硫酸钠相近。请写出五个不同配离子的结构式，并说明不同配离子间有何不同。

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