三氯化六氨合鈷的制備

三氯化六氨合鈷（III）的制備和組成測(cè)定實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、學(xué)會(huì)三氯化六氨合鈷（III）的制備方法。2、加深理解配合物形成對(duì)Co3+穩(wěn)

定性的影響。實(shí)驗(yàn)原理（一）性質(zhì)有關(guān)電對(duì)的電極反應(yīng)和標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)分別為：Co3++e-

Co2+

Ey

=1.80V（酸性）[Co(NH3)6]3++e-

[Co(NH3)6]2+Ey

=0.10VO2+2H2O+4e-

4OH-

Ey

=0.41VH2O2+2e-

2OH-

Ey

=0.88V鈷鹽在溶液中都是以Co2+離子形式存在。與氨配合物

[Co(NH3)6]3+則相對(duì)穩(wěn)定。Co3+能與NH3形成多種配合物，主要有：[Co(NH3)6]Cl3（橙黃）（以活性炭為催化劑）[Co(NH3)5(H2O)]Cl3（磚紅）[Co(NH3)5Cl]Cl2（紫紅）等。（無(wú)活性炭）這些配合物的制備條件各不相同，在以活性炭為催化劑時(shí)，主要產(chǎn)物是[Co(NH3)6]Cl3。實(shí)驗(yàn)原理（二）制備2CoCl2+2NH4Cl+10NH3+H2O2=2[Co(NH3)6]Cl3+2H2O

[Co(NH3)6]3++3Cl-[Co(NH3)6]Cl3

在鹽酸中析出（20℃時(shí)在水中溶解度為0.26mol·L-1）實(shí)驗(yàn)原理（三）配合物組成的確定實(shí)驗(yàn)原理2[Co(NH3)6]Cl3+6NaOH

揮發(fā)出的NH3用HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液吸收，再用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定過(guò)量的HCl溶液。通過(guò)計(jì)算氨的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，確定中心原子的配位數(shù)。2Co(OH)3↓+12NH3↑+6NaCl用氧化還原滴定法確定鈷離子的含量用電導(dǎo)率儀測(cè)定一定濃度配合物溶液的電導(dǎo)率，確定外界離子個(gè)數(shù)：根據(jù)公式：λm=L/c計(jì)算出摩爾電導(dǎo)率λm值。根據(jù)λm值可確定溶液中的離子總數(shù)（參考下表），進(jìn)而確定外界離子個(gè)數(shù)，25℃時(shí)，離子數(shù)與λm的關(guān)系離子數(shù)λm／S·cm3·mol-12118~1313235~2734408~4355523~560實(shí)驗(yàn)步驟（一）三氯化六氨合鈷（III）的制備3.0gCoCl2·6H2O

2.0gNH4Cl

5.0cm3水于250.0cm3錐形瓶中微熱溶解加0.50g活性炭→冷卻加7.0cm3濃氨水，冷卻至10℃以下慢慢滴加

60g·dm-3H2O210.0cm3→水浴加熱至60℃恒溫

20min→冷水、冰水冷卻，減壓過(guò)濾，保留沉淀。小燒杯中加入25.0cm3沸水和2.0cm3濃HCl、沉淀和濾紙→溶解→趁熱減壓過(guò)濾→濾液轉(zhuǎn)入錐形瓶→慢慢滴加4.0cm3濃HCl→冰水冷卻→減壓過(guò)濾→產(chǎn)品放在105℃烘箱中烘干20min。（二）三氯化六氨合鈷（III）組成的測(cè)定1.

配體NH3個(gè)數(shù)的測(cè)定：圓底燒瓶：準(zhǔn)確稱取0.2000g左右產(chǎn)品，加30.0cm3蒸餾水、5.0cm35.0mol·dm-3NaOH、沸石少許。錐形瓶：準(zhǔn)確移取30.0cm3

0.5000mol·dm-3HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液（自配，已標(biāo)定）。按下圖組裝蒸餾裝置開(kāi)始蒸餾，至溶液粘稠為止。2、鈷離子含量的測(cè)定準(zhǔn)確稱取產(chǎn)品0.2000g于碘量瓶中加入80.0cm3

水溶解后加入10%NaOH

15.0cm3

加熱至沸15-20min，冷卻。加入50.0cm3

水和1.0gKI溶解后加入6.0mol·L-1HCl約15.0cm3，暗處放置10min。用0.1000mol·L-1NaS2O3

標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至淺棕色，加入1.0cm3淀粉溶液，滴至藍(lán)色消失。計(jì)算，確定鈷離子含量3、確定外界離子個(gè)數(shù)用分析天平準(zhǔn)確稱取產(chǎn)品0.0400g左右，在100.0ml容量瓶中配成溶液。用電導(dǎo)率儀測(cè)其L，代入公式計(jì)算λm，查表確定粒子總數(shù)和外界離子個(gè)數(shù)按開(kāi)關(guān)鍵：開(kāi)機(jī)鏈接電導(dǎo)電極調(diào)節(jié)溫度：25℃選擇K=1.000電導(dǎo)率儀的使用電極常數(shù)確定：0.980根據(jù)電極上的標(biāo)示調(diào)節(jié)按確認(rèn)鍵儀器進(jìn)入測(cè)量狀態(tài)將電極用蒸餾水洗干凈，用濾紙吸干，插入待測(cè)液中，輕搖，穩(wěn)定后屏上所現(xiàn)數(shù)據(jù)即為該溶液的電導(dǎo)率值根據(jù)公式：λm=L/c計(jì)算出摩爾電導(dǎo)率λm值。根據(jù)λm值可確定溶液中的離子總數(shù)（參考下表），進(jìn)而確定外界離子個(gè)數(shù)，25℃時(shí)，離子數(shù)與λm的關(guān)系離子數(shù)λm／S·cm3·mol-12118~1313235~2734408~4355523~560完1.用所學(xué)知識(shí)解釋，為什么[Co(NH3)6]3+比[Co(NH3)6]2+穩(wěn)定？答：Co的價(jià)電子結(jié)構(gòu)是3d74s2，Co2+（3d7）和Co3+（3d6）的配位數(shù)都是6，Co2+的d電子數(shù)大于6，只能形成外軌型（sp3d2雜化）配合物，能量較高，不穩(wěn)定（=1.29×105）；而Co3+的d電子數(shù)等于6，可形成內(nèi)軌型（d2sp3雜化）配合物，能量較低，較穩(wěn)定（=1.58×1035）。2.在產(chǎn)品制備過(guò)程中，如何加入H2O2和濃HCl溶液？它們各起什么作用？答：加H2O2的作用是提供氧化劑，要在較低溫度（低于10℃）下慢慢滴加，目的是控制反應(yīng)溫度，以免反應(yīng)放熱，溫度升高，H2O2自身分解而失效；加濃HCl分兩次進(jìn)行，第一次在沸水中加入，第二次則要慢慢滴加，其作用是提供酸性條件（中和堿性條件下的OH-陰離子）和Cl-（同離子效應(yīng)，使[Co(NH3)6]Cl3析出）。3.在產(chǎn)品制備過(guò)程中，幾次控制溫度的目的是什么？答：共有6次控制溫度：（1）加雙氧水時(shí)，控制冷水溫度（低于10℃），目的是避免雙氧水分解；（2）水浴加熱60℃，充分反應(yīng)；（3）第一次減壓過(guò)濾，冰水冷卻，目的是除去低溫下可溶性雜質(zhì)（如NH4Cl、NH3·H2