三氯化六氨合鈷的制備實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、.一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 掌握三氯化六氨合鈷（III）的合成及其組成測定的操作方法, 通過對產(chǎn)品的合成和組分的測定，確定配合物的實(shí)驗(yàn)式和結(jié)構(gòu)。2. 練習(xí)三種滴定方法（酸堿滴定，氧化還原滴定，沉淀滴定）的操作。3. 通過對溶液的配制和標(biāo)定、儀器的使用、處理實(shí)驗(yàn)結(jié)果等提高學(xué)生獨(dú)立分析能力、解決問題的綜合能力。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容三氯化六氨合鈷（III）的制備及組成的測定、三氯化六氨合鈷（III）的制備（1）實(shí)驗(yàn)原理： 鈷化合物有兩個(gè)重要性質(zhì)：第一，二價(jià)鈷離子的鹽較穩(wěn)定；三價(jià)鈷離子的鹽一般是不穩(wěn)定的，只能以固態(tài)或者配位化合物的形式存在。顯然，在制備三價(jià)鈷氨配合物時(shí)，以較穩(wěn)定的二價(jià)鈷鹽為原料，氨氯化銨溶液為緩沖體系

2、，先制成活性的二價(jià)鈷配合物，然后以過氧化氫為氧化劑，將活性的二價(jià)鈷氨配合物氧化為惰性的三價(jià)鈷氨配合物。反應(yīng)需加活性炭作催化劑。反應(yīng)方程式：2CoCl26H2O 10NH3 2NH4Cl H2O2 =2Co(NH3)6Cl3 14H2O （橙黃色）(2) 實(shí)驗(yàn)儀器及試劑:儀器： 錐形瓶（250ml）、滴管、水浴加熱裝置、抽濾裝置、溫度計(jì)、蒸發(fā)皿、量筒（10ml、25ml、100ml）藥品：氯化銨固體、CoCl26H2O晶體、活性炭、濃氨水、5%H2O2、濃HCl、2mol/L的HCl溶液、乙醇溶液、冰、去離子水（3）實(shí)驗(yàn)步驟:在錐形瓶中，將4gNH4Cl溶于8.4mL水中，加熱至沸（加速溶解并趕

3、出O2），加入6g研細(xì)的CoCl26H2O晶體，溶解后，加0.4g活性炭（活性劑，需研細(xì)），搖動(dòng)錐形瓶，使其混合均勻。用流水冷卻后（防止后來加入的濃氨水揮發(fā)），加入13.5mL濃氨水，再冷卻至283K以下（若溫度過高H2O2溶液分解，降低反應(yīng)速率，防止反應(yīng)過于激烈），用滴管逐滴加入13.5mL5% H2O2溶液(氧化劑)，水浴加熱至323333K，保持20min，并不斷旋搖錐形瓶。然后用冰浴冷卻至273K左右，吸濾，不必洗滌沉淀，直接把沉淀溶于50ml沸水中，水中含1.7ml濃鹽酸（中和過量的氨）。趁熱吸濾，慢慢加入6.7ml濃鹽酸（同離子效應(yīng)）于濾液中，即有大量橙黃色晶體（Co(NH3)6C

4、l3）析出。用冰浴冷卻后吸濾，晶體以冷的2ml 2mol/L HCl洗滌，再用少許乙醇洗滌，吸干。晶體在水浴上干燥，稱量，計(jì)算產(chǎn)率。、三氯化六氨合鈷（III）組成的測定（1） 氨的測定（1） 實(shí)驗(yàn)原理： 由于Co（NH3）6Cl3在強(qiáng)堿強(qiáng)酸作用下，基本不被分解，只有在沸熱的條件下，才被強(qiáng)堿分解，所以式樣液加NaOH溶液作用，加熱至沸使其分解，并整出氨，整出的氨用過量的2%磷酸溶液吸收，以甲基橙為指示劑，用HCl標(biāo)準(zhǔn)也滴定生成的磷酸氨，可計(jì)算出氨的百分量。Co(NH3)6Cl33NaOH=Co（OH）3 +6 NH3+6 NaClNH3+H3BO3 = NH4 H2BO3NH4 H2BO3+HC

5、l = H3BO3+ NH4Cl（2） 儀器與試劑：儀器：250ml錐形瓶、量筒、pH試紙、滴定管試劑：50ml2% H3BO3、HCl溶液、甲基紅溴甲酚氯（3）實(shí)驗(yàn)步驟：（1）用電子天平準(zhǔn)確稱取約0.2g樣品于250ml管中，加50ml去離子水溶解，另準(zhǔn)備50ml2% H3BO3溶液于250ml錐形瓶中，（2）在H3BO3溶液加入5-6滴甲基紅溴甲酚氯指示劑，將樣品溶液倒入加H3BO3的錐形瓶中，然后將錐形瓶固定在凱氏定氮儀上，開啟凱氏定氮儀，氨氣開始產(chǎn)生并被H3BO3溶液吸收，吸收過程中，H3BO3溶液顏色由淺綠色逐漸變?yōu)樯詈谏?，?dāng)溶液體積達(dá)到100ml左右時(shí)，可認(rèn)為氨氣已被完全吸收（也可

6、利用PH試紙檢驗(yàn)氨氣出口來確定氨氣是否被完全蒸出）。（3）用以用NaCO3溶液標(biāo)定準(zhǔn)確濃度的HCl溶液滴定吸收了氨氣的H3BO3溶液，當(dāng)溶液顏色由綠色變?yōu)闇\紅色時(shí)即為終點(diǎn)。讀取并記錄數(shù)據(jù)，計(jì)算氨的含量。（二）鈷的測定（1）實(shí)驗(yàn)原理：利用三價(jià)鈷離子的氧化性，通過碘量法，即利用I2的氧化性和I-的還原性進(jìn)行滴定用來測定鈷的含量，以淀粉作指示劑。主要反應(yīng)方程式：Co(NH3)6Cl33NaOH=Co（OH）3 + 6NH3+ +6 NaCl Co（OH）3+3HCl= Co3+ 3H2O2 Co3+2I-=2 Co2+I2I2 +2S2O32- =2I-+ S4O62-儀器與試劑： 儀器：250ml

7、錐形瓶、250ml碘量瓶、電爐、量筒、pH試紙（精密）、電子天平、試劑：KI固體、10 NaOH溶液、6mol/LHCl溶液、Na2S2O3溶液、2淀粉溶液實(shí)驗(yàn)步驟： 用電子天平準(zhǔn)確稱取0.2g樣品于250ml錐形瓶中，加入20ml去離子水，10ml 10 NaOH溶液，置于電爐微沸加熱至無氨氣放出（用PH試紙檢驗(yàn)）。冷卻至室溫后加入20ml水，轉(zhuǎn)移至碘量瓶中，再加入 1g KI固體，15ml 6mol/LHCl溶液，立即蓋上碘量瓶瓶蓋，充分搖蕩后，在暗處反應(yīng)10min后拿出。用已準(zhǔn)確標(biāo)定濃度的 Na2S2O3溶液滴定至淺黃色時(shí)，再加入1ml 2的淀粉溶液，繼續(xù)滴至溶液為粉紅色即為反應(yīng)終點(diǎn)（滴

8、定開始階段應(yīng)迅速滴加，防止I2揮發(fā)）。讀取并記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并計(jì)算鈷的百分含量。（三）氯的測定實(shí)驗(yàn)原理：利用摩爾法測定氯的含量，即在中性或弱堿性溶液中，以K2CrO4作指示劑，用AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定Cl，由于2Ag+CrO42-=Ag2CrO4（磚紅色）, Ksp=2.010-12 ; Ag+Cl-=AgCl（白色）, Ksp=1.810-10, 由于AgCl的溶解度比Ag CrO4小，根據(jù)分布沉淀原理，溶液中首先析出AgCl沉淀，化學(xué)計(jì)量點(diǎn)附近，由于Ag+濃度增加，與CrO42-生成磚紅色Ag2CrO4沉淀指示滴定終點(diǎn)。另外為了準(zhǔn)確滴定Cl-，需控制指示劑的濃度。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算氯的含量。 儀

9、器和試劑：儀器：100ml容量瓶，250ml錐形瓶，酸式滴定管，玻璃棒，25ml移液管試劑： 5%的K2CrO4溶液，AgNO3溶液 實(shí)驗(yàn)步驟：用電子天平準(zhǔn)確稱取約0.2g的樣品用去離子水溶解，然后轉(zhuǎn)移至100ml的容量瓶中定容，取25ml樣品溶液于錐形瓶中，加入3滴5%的K2CrO4溶液作指示劑，用已準(zhǔn)確標(biāo)定濃度的AgNO3溶液滴定，溶液由黃色變?yōu)榇u紅色且磚紅色30秒不消失（不需搖動(dòng)）即為終點(diǎn)，讀取并記錄數(shù)據(jù)，計(jì)算氯的含量。三、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理：（1）三氯化六氨合鈷的制備Co(NH3)6Cl3的制備產(chǎn)率得到產(chǎn)品m=0.72g稱取樣品6.0g，理論產(chǎn)品質(zhì)量為M=產(chǎn)率=（2）氨的測定氨的含量計(jì)算m

10、Co(NH3)6Cl3=0.2031g CHCl =0.3015mol/L 消耗15.56ml根據(jù)反應(yīng)方程式得HCl與NH3的計(jì)量比為 1：1 故樣品中 1mol樣品中所含氨的物質(zhì)的量為0.3973267.517=6.25mol（3）鈷的測定已標(biāo)定Na2S2O3的濃度為0.0150 mol/L 樣品質(zhì)量m=0.2001g 消耗Na2S2O3體積為54.95ml 根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式可知Co3+與Na2S2O3的計(jì)量比為1:1故樣品中 1mol樣品中所含鈷的物質(zhì)的量為0.2427267.558.93=1.10mol（4）氯的測定稱取樣品的質(zhì)量m樣品=0.1998g已標(biāo)定的AgNO3的濃度CAgNO

11、3=0.05844mol/L滴定用AgNO3的體積VAgNO3=10.37ml Ag+Cl-=AgCl 計(jì)量比為1:1所以 1mol樣品中所含氯的物質(zhì)的量為0.1077267.535.5=0.81molCo(NH3)6Cl3的含量測定結(jié)果匯總氨鈷氯實(shí)驗(yàn)結(jié)果39.73%24.27%10.77%Co(NH3)6Cl3的理論結(jié)果38.13%22.06%39.81%偏差1.60%2.21%-29.04%相對偏差3.67%7.57%-72.04%摩爾比氨：鈷：氯=6.25：1.10：0.81樣品的實(shí)驗(yàn)式Co（NH3）6Cl0.8四、結(jié)果討論誤差與分析：(1)樣品產(chǎn)率低，原因有： 氯化銨加熱時(shí)過度和溫水浴

12、時(shí)會(huì)釋放出氨氣，導(dǎo)致產(chǎn)率的下降。 冷水浴時(shí)不夠完全，有部分固體沒有析出或晶體析出后再溶解。 抽濾時(shí)濾紙會(huì)粘附一部分，導(dǎo)致?lián)p失 在反應(yīng)攪拌與產(chǎn)品烘干時(shí)，都會(huì)導(dǎo)致?lián)p失 加入的活性炭沒有充分研磨，顆粒太大，催化效果差 過濾時(shí)速度太慢（2）通過對組分測定，氨、鈷的含量偏高，氯的含量比較低。原因有： 氨的測定中，滴定終點(diǎn)判斷有偏差，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的誤差。 鈷的測定中，加淀粉時(shí)的黃色判斷有點(diǎn)晚。 鈷的測定中，滴定管最后產(chǎn)生個(gè)小氣泡，使Na2S2O3滴定的體積偏小，影響實(shí)驗(yàn)。 氯的測定中，滴定終點(diǎn)不好把握，在沒有達(dá)到終點(diǎn)時(shí)即停止滴定，導(dǎo)致誤差較大。 產(chǎn)品中可能有其他物質(zhì)，比如二氯化五氨合鈷。 在讀數(shù)時(shí)存在誤差

13、。 配制標(biāo)準(zhǔn)溶液的過程中存在誤差，導(dǎo)致滴定不準(zhǔn)確，影響結(jié)果的計(jì)算。五、注意事項(xiàng)：（1）三氯化六氨合鈷的制備： CoCl26H2O溶解后加入活性炭冷卻不能太慢，因?yàn)槁然@在溶液中加熱后會(huì)有氨氣放出，活性炭在使用前一定要充分研磨以提供較大的比表面積； 加H2O2前必須降溫處理，一是防止其分解，二是使反應(yīng)溫和的進(jìn)行。 加H2O2時(shí)要逐滴加入，不可太快，因?yàn)槿芤褐械奈镔|(zhì)會(huì)與H2O2反應(yīng)，會(huì)使反應(yīng)太劇烈，會(huì)產(chǎn)生爆炸。 兩次冰浴冷卻要充分，有助于沉淀的析出，提高產(chǎn)率。 趁熱吸濾后加入6.7mL濃HCl是用同離子效應(yīng)增加產(chǎn)率，若濃HCl加入過多，會(huì)因稀釋作用而產(chǎn)生鹽效應(yīng)而使溶解度加大，從而降低產(chǎn)率 （2）三

14、氯化六氨合鈷組分的測定： 分析天平稱得質(zhì)量要0.2g，因?yàn)榉治鎏炱降木_度為0.0001g，一次實(shí)驗(yàn)要稱兩次，誤差為0.0002g，要求誤差1，所以要大于0.2g； 滴定管快滴定完時(shí)，要把懸浮的液體刮錐形瓶，減小誤差；碘量瓶要用磨口塞子，防止碘的升華；碘量法測定鈷，在碘量瓶中加入KI固體和HCl后應(yīng)立即將碘量瓶轉(zhuǎn)移至暗處；Cl的測定中，在滴定后期，不要震蕩錐形瓶，加入后產(chǎn)生磚紅色，30秒不變色就為終點(diǎn)；六、思考題：1.在Co(NH3)6Cl3的制備過程中氯化銨，活性炭，過氧化氫各起什么作用答.(1) 氯化銨的作用：在沒有銨鹽的情況下，氨水遇鈷鹽后，即生成藍(lán)色氫氧化鈷()沉淀：Co2+ + 2OH- Co(OH)2。此沉淀易溶于過量的沉淀劑和銨鹽溶液中。當(dāng)有銨鹽存在時(shí)，將抑制NH3H2O的解離，即抑制OH-的產(chǎn)生使 Co2+OH-2達(dá)不到 氫氧化鈷()的溶度積而形成Co(NH3)62+，它隨后被空氣中的O2氧化，生成Co()配合物。另外，氯化銨還能提供產(chǎn)物所需的NH3。（2）活性炭起催化劑的作用，吸附反