三氯化六氨合钴()的制备的组成测定

三氯化六氨合钴（Ⅲ）的制备的组成测定

实验小组：第六小组

姓名; 马文斌 学号： 515110910017 实验指导教师;马荔 助教： 贾晓利 实验日期：2016年6月28日

一． 实验目的

1.合成三氯化六氨合钴（Ⅲ）；

2.测定溶液的摩尔电导，掌握用电导法测定配离子电荷的原理和方法；

3.了解不同配体对配合物中心离子d轨道能级分裂的影响，测定钴配合物中某些配体的含量;

二． 实验原理

根据有关电对的标准电极电位可以知道，在通常情况下，二价钴盐比三价钴盐稳定得多，而在许多场合下它们的配合物正好相反，三价钴反而比二价钴来得稳定，而活性的Co（Ⅱ）配合物很容易形成。因此通常采用氧化二价钴配合物的方法，来制备三价钴的配合物。

能将Co（Ⅱ）配合物氧化成Co（Ⅲ）配合物的氧化剂有多种，如卤素单质，但应用卤素做氧化剂会引入卤素离子X,PbO2也是很好的氧化剂，它可被还原成Pb，在Cl存在时，它可成为PbCl2沉淀，可过滤除去；同样SeO2也是一个很好的氧化剂，还原产物Se是沉淀，可过滤除去；最好不用KMnO4、K2Cr2O7、Ce（Ⅳ）等，因为它们会引入其它离子，增加了分离杂质的手续。最好的氧化剂是空气（空气中富含O2）或H2O2，它们不会引入杂质。

氯化钴（Ⅲ）的氨合物有很多种，主要有三氯化六氨合钴（Ⅲ）[Co(NH3)6]Cl3（橙黄色晶体），三氯化一水五氨合钴（Ⅲ）[Co(NH3)5H2O]Cl3（砖红色晶体），二氯化一氯五氨合钴（Ⅲ）〔Co(NH3)5Cl〕Cl2（红紫色晶体）等，它们的制备条件各不相同。

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-2+

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2.1 摩尔电导的测定

配离子电荷的测定对于了解配合物的结构和性质有着重要的作用，最常用的方法是电导法。

电导就是电阻的倒数，用λ表示，单位为S（西门子）。溶液的电导是该溶液传导电流的量度。电导λ的大小与两极间的距离L成反比，与电极的面积A成正比： ??KA

2

LK称为电导率或比电导（电阻率的倒数），表示长度L为1cm，截面积A为1cm时溶液的电导，也就是1cm溶液中所含的离子数与该离子的迁移速度所决定的溶液的导电能力。因此，电导率K与电导池的结构无关。

电解质溶液的电导率K随溶液中离子的数目不同而变化，即溶液的浓度不同而变化。因此，通常用当量电导Λ来衡量电解质溶液的导电能力，当量电导Λ的定义为1克当量电解质溶液置于相距为1cm的两电极间的电导，当量电导与电导率之间有如下关系：

??K?1000N为电解质溶液的当量浓度。 同样摩尔电导Λm为

Λm = K*10/ C C为电解质溶液的摩尔浓度。

如果测得一系列已知离子数物质的摩尔电导Λm，并和配合物的摩尔电导Λm相比较，即可求得配合物的离子总数，或直接测定配合物的摩尔电导Λm，由Λm的数值范围来确定其离子数，从而可以确定配离子的电荷数，25℃时，在稀的水溶液中电离出2、3、4、5个离子的Λm范围如表2—1示：

表2—1：稀的水溶液中电离出2、3、4、5个离子的Λm范围

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3

N

离子数 2 3 4 5 Λm（S.m·mol） 118~131 2·-1235~273 408~435 523~560 本实验通过测定三氯化六氨合钴（Ⅲ）溶液的摩尔电导，通过计算获得Λm的数值，与已知的Λm数值进行比较，从而可确定三种配合物的类型。 2.2

在配位化合物中，大多数的中心离子为过渡元素原子，其价电子层有5个d轨道，它们的能级相同，但由于五个d轨道在空间的伸展方向各不相同，因而受配位体静电场的影响也各不相同，产生了d轨道能级分裂，d轨道能级分裂为两组，能级较低的一组称为t2g轨道，能级较高的一组称为eg轨道，t2g与eg轨道能级之差记为Δ，称为分离能。

在晶体或溶液中，由于过渡元素离子周围存在配位体，配位体场的影响使d轨道发生分裂，进而使d轨道上的电子重新排布，有些电子比原来的电子更稳定，而有些电子却没有原来的稳定，由于分裂后的d轨道没有充分的电子，因此过渡元素中的电子从能量较低的d轨道跃迁到能量较高的d轨道，这种跃迁称为d-d跃迁。这种d-d跃迁的能量相当于可见光区的能量范围，这就是过渡金属配合物呈现颜色的原因。

分裂能Δ值的大小受中心离子的电荷、周期数、d电子数和配体性质等因素的影响，对于同一中心离子和相同类型的配合物，Δ值的大小取决于配位体的强弱，其大小顺序如下：

I

本实验通过测定相同中心离子，不同配位体的配合物的吸收曲线，并找出最大吸收光谱数据，按下式求出Δ值。

Δ=1/λ×10(cm) 式中λ为波长，单位为nm。

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三． 实验仪器与试剂

3.1 仪器

锥形瓶 ，布氏漏斗，吸滤瓶，温度计（100℃，一根），干燥器，容量瓶，移液管，小表面皿，搅棒，量筒，水浴锅，烘箱，滴管（数根）， 万分之一电子天平，DDS-ⅡA型电导仪并配DJS-I型铂黑电极， 721分光光度计 3.2 试剂

CoCl2·6H2O 氨水 H2O2, 30% 活性炭 滤纸 NH4Cl 盐酸（浓，1：6） 乙醇95%和无水乙醇 NaNO2 冰块（用来冷却用）

四．实验步骤

操作 现象 4.1 二氯化一氯五氨合钴（Ⅲ）的制备 1）在250ml锥形瓶中，将6.0 g NH4Cl溶于8.4ml水中，加热至沸腾，加入9g研细了的CoCl2·6H2O晶体，溶解后，加入0.5g提前研细的活性炭，摇动锥形瓶，使其混合均匀。 2）用流动的水冷却后，加入20 ml浓氨水，再冷却至—10℃以下，用胶头滴管逐滴加入8ml 5％的H2O2溶液,水浴加热至60℃，保持20 min，并不断摇动锥形瓶。（在通风柜内进行） 3）再以冰水冷却至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HCl）。 4）趁热吸滤，慢慢加入 20ml浓HCl于滤液中，即有大量橘红色晶体析出，用冰水冷却后，再次抽滤。 5）晶体以冷的2ml 2mol/L HCl 洗涤，再用慢慢加入 20ml浓HCl于滤液后，即有大量橘红色晶体析出 少量乙醇洗涤，吸干。 6）晶体放在蒸发皿上，水浴上干燥，称量，计算产率。 4.2 电导法测定配离子的电荷 1) 用电子天平精确称取约0.2g的[Co(NH3)6]Cl3，分别溶于少量蒸馏水中，然后转移到250mL容量瓶中，并稀释至刻度。 2）用移液管吸取25mL溶液，转移到250mL容量瓶中，稀释至250mL，浓度大约为8×10 mol·L。 2) 测定以上溶液在25℃时的电导率，并将测得的数据记录。 由测得的配合物溶液的电导率，根据-1-4 ?m?K?1000C算出其摩尔电导率Λm，由Λm的数值范围来确定其离子数，从而可确定配离子的电荷。 4.3（Co（NH3）6）Cl3最大吸收波长的测定 1）以去离子水为参比溶液，以配好的【Co（NH3）6】Cl3溶液为待测溶液。在440-510nm范围内，每10nm测一次吸光度。在峰值附近每1nm测一次吸光度，记录吸光度，确定【Co（NH3）6】Cl3溶液的最大吸收波长

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