分析：二草酸根合銅Ⅱ酸鉀的制備與組成分析

1、實(shí)驗(yàn)四二草酸根合銅（n）酸鉀的制備與組成分析1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康腶）進(jìn)一步掌握溶解、沉淀、吸濾、蒸發(fā)、濃縮等基本操作。b）制備二草酸根合銅（H）酸鉀晶體。c）確定二草酸根合銅（H）酸鉀的組成。2 實(shí)驗(yàn)原理二草酸根合銅（R）酸鉀的制備方法很多，可以由硫酸銅與草酸鉀直接混合來制備，也可以由氫氧化銅或氧化銅與草酸氫鉀反應(yīng)制備。本實(shí)驗(yàn)由氧化銅與草酸氫鉀反應(yīng)制備二草酸根合銅（H）酸鉀。CuSOft堿性條彳下生成Cu（OH）沉淀，加熱沉淀則轉(zhuǎn)化為易過濾的 CuO 一定量的溶于水后加入K2CO得至ij KHC和&GQ 混合溶液，該混合溶液與CuO乍用生成二草酸根合銅（H）酸鉀 K2Cu （C2Q） 2， 經(jīng)

2、水浴蒸發(fā)、濃縮，冷卻后得到藍(lán)色 K2Cu （GO） 2 2HO晶體。涉及的反應(yīng)有 稱取一定量試樣在氨水中溶解、定容。取一份試樣用H2SO4 中和，并在硫酸溶液中用KMnO定試卞¥中的GO2-。另取一份試樣在HCl溶液中加入PAR旨示齊1J,在pH= 的條件下，加熱近沸，并趁熱用 EDTA商定至綠色為終點(diǎn)，以測定晶體中的 Cif+o 通過消耗的KMnOffi EDTA勺體積及其濃度計(jì)算C2Q2-及CuT的含量。并確定C2O42- 及CiT組分比（推算出產(chǎn)物的實(shí)驗(yàn)式）。草酸根合銅酸鉀化合物在水中的溶解度很小， 但可加入適量的氨水，使Cd+形成 銅氨離子而溶解。溶解時(shí)pH約為10,溶劑亦可

3、采用2mol L-1NHCI和1mol L-1氨 水等體積混合組成的緩沖溶液。PAR旨示劑屬于叱噬基偶氮化合物，即 4-（2-叱噬基偶氮）間苯二酚。結(jié)構(gòu)式為： 由于它在結(jié)構(gòu)上比PAN多些親水基團(tuán)，使染料及其螯合物溶水性強(qiáng)。在pH=57對ClT的滴定有更明顯的終點(diǎn)。 2+ 指小劑本身在滴定條件下顯黃色，而 Cu與EDTA1藍(lán)色，終點(diǎn)為黃綠色。除ClT外,PARE不同pH條件下能做下列元素的指示劑，鈿、鋁、鋅、鎘、銅、 鉺、釷、鉈等，終點(diǎn)由紅變黃。3 實(shí)驗(yàn)用品臺秤，天平，燒杯，量筒，吸濾裝置，容量瓶，蒸發(fā)皿，移液管，酸式滴定管， 錐形瓶。NaOH(2mol - L-1) , HCl (2mol L

4、-1, 6mol L-1) , HSO (3mol L-1),氨水（1: 1） , H2O （30% , KMn4B準(zhǔn)溶液，EDT雨準(zhǔn)溶液，PAR旨示劑，CuSO 5HO 固體，H2C2C4 - 2HO固體，K2CO固體，金屬銅（基準(zhǔn)物）。4 實(shí)驗(yàn)步驟合成二草酸根合銅（H）酸鉀4.1.1 制備氧化銅稱取2.0gCuSC 5H2C于100mL燒杯中，加入40mLzK溶解，在攪拌下加入 10mL2mol丁k20«§液，小火加熱至沉淀變黑（生成 CuC ,再煮沸約20min。稍 冷后以雙層濾紙吸濾，用少量去離子水洗滌沉淀2 次。4.1.2 制備草酸氫鉀稱取3.0gH2CC4-2代

5、0放入250mL燒杯中，加入40mLi離子水，微熱溶解（溫 度不能超過85C,以避免HC2C4分解）。稍冷后分?jǐn)?shù)次加入 2.2g無水&CC,溶解 后生成KHCC4和K2GC混合溶液。4.1.3 制備二草酸根合銅（H）酸鉀將含KHCC4和（C2Q混合溶液水浴加熱，再將 CuC!同濾紙一起加入到該溶液中。水浴加熱，充分反應(yīng)至沉淀大部分溶解（約 30min）。趁熱吸濾（若透濾應(yīng)重新吸濾），用少量沸水洗滌2 次，將濾液轉(zhuǎn)入蒸發(fā)皿中。水浴加熱將濾液濃縮到約原體積的1/2。放置約10min后用水徹底冷卻。待大量晶體析出后吸濾，晶體用濾紙吸干，稱重。計(jì)算產(chǎn)率。產(chǎn)品保存，用于組成分析。產(chǎn)物的組成分析4

6、.2.1 試樣溶液的制備準(zhǔn)確稱取合成的晶體試樣一份（1.05g,準(zhǔn)確到0.0001g）,置于100mL/、燒 杯中，加入5mLNH- 2HC使其溶解，再加入10mL*,試樣完全溶解后，轉(zhuǎn)移至250mL 容量瓶中，加水至刻度。4.2.2 C 2Q2含量的測定取試樣溶液25mL置于250mL錐形瓶中，加入10mL3mol L-1的H2SC溶液，水 浴加熱至7585C,在水浴中放置34min。趁熱用 L-1的KMn45§液滴定至淡粉色， 30s不褪色為終點(diǎn)，記下消耗 KMnC§液的體積。平行滴定3次。4.2.3 Cu 2+含量的測定另取試樣溶液25mL加入2mol L-1HC1溶

7、液1mL加入4滴PAR旨示劑，加入 pH=7的緩沖溶液10ml加熱至近沸。趁熱用 L -1的EDTAS準(zhǔn)溶液滴定至黃綠色， 30s不褪色為終點(diǎn)，記下消耗 EDTA容液的體積。平行滴定3次。5結(jié)果與討論 產(chǎn)量和產(chǎn)率實(shí)驗(yàn)所得產(chǎn)品的產(chǎn)量，及計(jì)算出的產(chǎn)率如表5-1示。表51所得產(chǎn)品K2Cue0”- 2HO的產(chǎn)量及產(chǎn)率重量產(chǎn)品質(zhì)量/g理論產(chǎn)量/g產(chǎn)率78%按照實(shí)驗(yàn)步驟，制得了深藍(lán)色晶體，顏色與CuSO的藍(lán)色有一定差別。實(shí)驗(yàn)所的產(chǎn)率不高，可能是因?yàn)樵趲状芜^濾操作中，CiT有一定損失造成的。計(jì)算合成產(chǎn)物的組成計(jì)算試樣中GO2-的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：計(jì)算試樣中CiT的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：進(jìn)一步計(jì)算CiT和GQ2-物質(zhì)的量之比，確

8、定合成產(chǎn)物的組成。實(shí)驗(yàn)中稱取的產(chǎn)物樣品質(zhì)量為0.9944g ,所用KMnO勺濃度為L, EDTA農(nóng)度為L, 所用這兩種溶液的體積及由此計(jì)算出的產(chǎn)物組成如表5-2示。表5 2KMnO, EDTA濃度、體積及產(chǎn)物組成123 平均值理論值KMnQmlEDTA/ml試樣中GO2-的質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%試樣中Cu2+的質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%通過以上計(jì)算可知絡(luò)合物中C2O2-和CU2+的個(gè)數(shù)之比為：GO2-: Cd+=:=2由此知合成的配合物不是草酸根橋連型配合物1。通過化學(xué)測定，發(fā)現(xiàn)試樣中 C2Q2-的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏小,CiT的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏大，但與理論差別都不大，估計(jì)是所得絡(luò) 合物中有極小一小部分GO2-和CiT的個(gè)數(shù)之比為1

9、:1，或者是所得的絡(luò)合物中有一小部分結(jié)合水分子數(shù)少于兩個(gè)造成的，但誤差屬于前者的可能性較大?？傮w說來，實(shí) 驗(yàn)獲得了較滿意的結(jié)果。6 思考題1)請?jiān)O(shè)計(jì)由硫酸銅合成二草酸根合銅(R)酸鉀的其他方案。答：除本實(shí)驗(yàn)所用的方案之外，由硫酸銅合成二草酸根合銅(R)酸鉀的方案 有多種，其中一種是：在臺秤(或分析天平)上各稱取12. 5克CuSO- 5HO, 368克K2C2Q - H20,分別溶于25ml 和100ml蒸儲水中，并同時(shí)加熱至90C,快速攪拌草酸鉀溶液，再迅速將硫酸銅溶液 倒入草酸鉀溶液中，然后將此反應(yīng)液放入冰水浴中冷卻至lO ，將所得沉淀過濾，并迅速用30ml的冷水加以洗滌后，放入烘箱中，在

10、50c條件下干燥數(shù)小時(shí)，即可獲 得干燥純凈的產(chǎn)品 2 。2)實(shí)驗(yàn)中為什么不采用氫氧化鉀與草酸反應(yīng)生成草酸氫鉀？答：草酸不穩(wěn)定，氫氧化鉀堿性很強(qiáng)，將氫氧化鉀加入到草酸溶液中，會引起草酸嚴(yán)重分解，致使KHC2O4 量很少，從而使后期的反應(yīng)中，所得的絡(luò)合物產(chǎn)率低且不純。故應(yīng)采用堿性弱的碳酸鉀與草酸反應(yīng)來制取草酸氫鉀與草酸鉀的混合液。3) C2Q2-和Cuf+分別測定的原理是什么？除本實(shí)驗(yàn)的方法外，還可以采用什么分析方法？答：CiT的測定原理：PAR-Cu(H)為紅色絡(luò)合物，且水溶性強(qiáng)，在滴定條件下，不會形成沉淀。EDTA 與CiT的絡(luò)合能力強(qiáng)于PARM CuT的絡(luò)合能力，故在PAR-Cu( H )的

11、紅色絡(luò)合物水溶 液中加入強(qiáng)絡(luò)合劑EDTA后，EDT雄從PAR-Cu(H)絡(luò)合物上奪取CiT,形成藍(lán)色絡(luò) 合物。然而，藍(lán)色能襯托紅色，使滴定終點(diǎn)很清晰3。當(dāng)溶液中還有PAR-Cu(II) 紅色絡(luò)合物存在時(shí)，紅色與藍(lán)色混合使溶液就顯黃色，當(dāng)EDTA等CiT完全絡(luò)合后，紅色絡(luò)合物將不再存在，溶液就會瞬間變?yōu)辄S綠色。Q。2-的測定原理：具有強(qiáng)氧化性的KMnCfg與GO2-反應(yīng)，且反應(yīng)速度快。反應(yīng)后紫紅色 KMnO勺 顏色退去，在C2Q2-的水溶液中逐滴加入KMnQ當(dāng)C2Q2-被消耗完時(shí)，繼續(xù)加入KMnQ 其顏色將不再退去，滴定終點(diǎn)非常明顯。除本實(shí)驗(yàn)所采用的方法外，還有其他分析方法，如：用高錳酸鉀法測定

12、草酸根，接著用碘量法連續(xù)測定銅離子。先將絡(luò)合物溶解，接著用高錳酸鉀法測定草酸根，在滴定完草酸根的樣品溶液中有微量的高錳酸鉀存在，它會對銅離子的測定產(chǎn)生干擾，可加人少許過氧化氫消除其干擾.接著用氨水調(diào)到溶液呈淺藍(lán)色，再加人過氧化氫（碘量法測CiT時(shí)，除M吊外，鈕的其它價(jià)態(tài)對 實(shí)驗(yàn)影響很大，要控制其產(chǎn)生），加熱至溶液冒大氣泡為止。冷卻到室溫后，加人 碘化鉀等藥品，放在暗處反應(yīng)5min.最后，用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn).滴定 過程中滴定速度不可過快40此方法的原理是與CL2+形成沉淀消耗掉一部分I-,再用硫代硫酸鈉滴定溶液 中的I-,即可通過差量法算出形成的沉淀量。4）以PAM指示劑滴定終點(diǎn)前后

13、的顏色是怎么變化的？ 答：顏色變化：紅色黃色黃綠色一子 -5）試樣分析過程中，pH過大或過小對分析有何影響？答：測定草酸根含量時(shí)，要在酸性條件下進(jìn)行。因?yàn)楦哜o酸鉀在酸性條件下氧化能力比較強(qiáng)，能快速地將草酸根離子氧化成二氧化碳，同時(shí)自身顏色退去。若溶 液pH值高，甚至呈堿性，則草酸根被氧化速度將會很慢，尤其時(shí)再快達(dá)到滴定終 點(diǎn)時(shí)，草酸根濃度較低，氧化速度將會更慢，顏色將會遲遲不退去，而誤以為達(dá)到 滴定終點(diǎn)，從而使測得的草酸根含量偏低。而 pH值偏低則影響不大。PAR& pH=57才又t Ci2+有更明顯的滴定終點(diǎn)，若滴定條件下 pH值過高或過低，都 將使滴定終點(diǎn)不明顯，這往往導(dǎo)致測得的結(jié)果偏低。參考文獻(xiàn)1章慧等.配位化學(xué)原理與應(yīng)用