一种钴配合物的制备

实验9 一种钴(III)配合物的制备及表征
一、实验目的
1. 掌握制备金属配合物的最常用的方法――水溶液中的取代反应和氧化还原反应；
2. 学习使用电导率仪测定配合物组成的原理和方法；
二、实验原理
1. 合成
运用水溶液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配合物，在配体存在下使其适当的氧化或还原制得金属配合物。

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（配位数均为六）。

常见的Co （III ）配合物有：[Co(NH 3)6]3+（黄色）、[Co(NH 3)5H 2O]3+（粉红色）、[Co(NH 3)5Cl]2+
（紫红色）、
[Co(NH 3)4CO 3]+（紫红色）、[Co(NH 3)3(NO 2)3]（黄色）、[Co(CN)6]3-（紫色）、[Co(NO 2)6]3+（黄色）等。

2. 组成分析
用化学分析方法确定某配合物的组成，提出先确定配合物的外界，然后将配离子破坏再来看其内界。

配离子的稳定性受很多因素影响，通常可用加热或改变溶液酸碱性来破坏它。

本实验先初步推断，一般用定性、半定量甚至估量的分析方法。

推定配合物的化学式后，可用电导率仪来测定一定浓度配合物溶液的导电性，与已知电解质溶液进行对比，可确定该配合物化学式中含有几个离子，进一步确定该化学式。

游离的Co （II ）离子在酸性溶液中可与硫氰化钾作用生成蓝色配合物[Co(SCN)4]2-。

因其在水中离解度大固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(II)离子的存在。

其反应如下：
Co 2+ + 4SCN －=== [Co(NCS)4]2-（蓝色）
游离的NH 4+离子可由奈氏试剂来鉴定，其反应如下：
NH 4+ + 2[HgI 4]2- + 4OH － === [O NH 2]I ↓+ 7I － + 3H 2O (奈氏试剂) (红褐色)
电解质溶液的导电性可以用电导(G)表示
式中γ为电导率，常用单位为S ·cm －1；K 为电导池常数，单位为cm －1。

电导池常数K 的数值并不是直接测量得到的，而是利用已知电导率的电解质溶液，测定其电导，然后根据上式即可求得电导池常数。

一般采用KCl 溶液作为标准电导溶液，
三、实验用品
仪器与材料：电子台秤、烧杯、锥形瓶、量筒、研钵、漏斗、铁架台、酒精灯、试管（15mL ）、滴管、药勺、试
管夹、漏斗架、石棉网、温度计、电导率仪、pH 试纸、滤纸等。

固体药品：氯化铵、氯化钴、硫氰化钾
液体药品：浓氨水、硝酸（浓）、盐酸（6 mol/L 、浓）、H 2O 2（30%）、AgNO 3（2 mol/L ）、SnCl 2（0.5 mol/L 、
新配）、奈氏试剂、乙醚、戊醇等。

四、实验内容
1. 制备Co （III ）配合物 Hg
Hg
在锥形瓶中将1.0g氯化铵溶于6 mL浓氨水中，待完全溶解后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呈棕色稀浆。

再往其中滴加过氧化氢（30%）2-3mL，边加边摇动，加完后再摇动，当溶液中停止起泡时，慢慢加入6 mL浓盐酸，边加边摇动，并在酒精灯上微热，不能加热至沸（温度不要超过85℃），边摇边加热10-15分钟，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5 mL冷水分数次洗涤沉淀，接着用5 mL冷的6 mol/L盐酸洗涤，产物在105℃左右烘干并称量。

二、组成的初步推断
1、称取0.25g所制的产物于小烧杯中，加入25mL蒸馏水，溶解后用pH试纸检验其酸碱性。

2、用试管取5mL上述配制的溶液，慢慢滴加2 mol/L硝酸银溶液并振荡试管，直至加一滴硝酸银液后上部清液没有沉淀生成。

然后过滤，往滤液中加1mL浓硝酸并振荡试管，再往溶液中滴加硝酸银溶液，看有无沉淀，若有，比较一下与前面沉淀的量的多少。

3、用试管取2-3mL1中所得的溶液，加几滴氯化亚锡（0.5mol/L）溶液（为什么？），振荡后加入一粒（绿豆粒大小）的硫氰化钾固体，振荡后再加入1mL戊醇、1mL乙醚。

振荡后观察上层溶液中的颜色（为什么？）。

4、用试管取2mL1中所得的溶液，再加入少量蒸馏水，得清亮溶液后，加2滴奈氏试剂并观察变化。

5、将1中剩下的溶液加热，看溶液变化，直至完全变成棕黑色后停止加热，冷却后用pH试纸检验溶液的酸碱性，然后过滤（必要时用双层滤纸）。

取所得清亮液，再分别作一次3、4实验。

观察现象与原来的有什么不同。

通过这些实验你能推断出此配合物的组成吗？能写出其化学式吗？
6、由上述自己初步推断的化学式来配制该配合物的0.01mol/L浓度的溶液100 mL，用电导仪测量其电导率，然后冲稀10倍后再测其电导率并与下表对比，来确定其化学式中所含离子数。

*电导率的SI制单位为西门子，符号为S，1S=1Ω-1
五、预习内容
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、总结制备Co（Ⅲ）配合物的化学原理及制备的几个步骤。

六、思考题
1、将氯化钴加入氯化铵与浓氨水的混合液中，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？
3 有五个不同的配合物，试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得电导率数值均与硫酸钠相近。

请写出五个不同配电子得结构式，并说明不同配离子间有何不同。