无机分析综合实验 三氯化六氨合钴(Ⅲ)的制备及组成测定-最新版

无机分析综合实验三氯化六氨合钴(Ⅲ)的制备及组成测定（最新版）
【目的要求】
1.综合练习实验操作技术。

2.了解配合物形成对三价钴稳定性的影响。

3.学习电导法测定配合物电离类型。

【实验原理】
1.制备
在一般情况下，虽然二价钴盐比三价钴盐要稳定，但是在配合状态下，三价钴却比二价钴稳定。

所以通常可用H2O2或空气中的氧将二价钴配合物氧化制成三价钴的配合物。

氯化钴(Ⅲ)的氨合物由于内界的差异而有多种，如紫红色的[Co(NH3)5C1]C12晶体；橙黄色的[Co(N H3)6]C13晶体；砖红色的[Co(NH3)5 H2O]C13晶体等。

它们的制备条件也是不同的，如在有活性炭为催化剂时，主要生成[Co(NH3)6]C13；而无活性炭存在时，又主要生成[Co(NH3)5C1]C12。

本实验是在有活性炭存在下，将氯化钻(Ⅱ)与浓氨水混合，用H2O2将二价钴配合物氧化成三价钴氨配合物，并根据其溶解度及平衡移动原理，将其在浓盐酸中结晶析出，而制得[Co(NH3)6]C13晶体。

主要反应式如下：
2[Co(NH3)6]2+ + H2O2 ==== 2[Co(N H3)6]3+ + 2OH一
[Co(NH3)6]3+ + 3Cl一====[Co(NH3)6]C13
2.组成测定
(1)配位数的确定虽然该配离子很稳定，但在强碱性介质中煮沸时可分解为氨气和Co(OH)3沉淀。

[Co(NH3)6]C13 + 3NaOH ==== Co(OH)3 ↓+ 6NH3↑ + 3 NaCl
用标准酸吸收所挥发出来的氨，即可测得该配离子的配位数。

(2)外界的确定通过测定配合物的电导率可确定其电离类型及外界Cl一的个数，即可确定配合物的组成。

【仪器试剂】
分析天平，蒸馏装置，电导率仪，锥形瓶，碘量瓶，滴定管；HCl(浓，2 mol·L-1，0.5 mol·L-1标准溶液)，氨水(浓)，NaOH(10％，0.5 mol·L-1标准溶液)，CoCl2·6H2O(固)，NH4Cl(固)，H2O2(5％)，20%KI 溶液，Na2S2O3标准溶液（0.1 mol·L-1），0.5%淀粉溶液，AgNO3标准溶液(0.1 mol·L-1)，5％K2CrO4溶液，乙醇，活性炭。

【实验步骤】
1.三氯化六氨合钴的制备
取6 g NH4C1溶于12.5mL水中，加热至沸，加入9 g研细的CoCl2·6 H2O晶体，溶解后，趁热倾入事先放有0.5g活性炭的锥形瓶中。

用流水冷却后，加入20 mL浓氨水，再冷至10℃以下，用滴管逐滴加20 mL 5% H2O2溶液。

水浴加热至50～60℃，保持20 min．，并不断搅拌。

然后用冰浴冷却至0℃左右，抽滤(沉淀不需洗涤)，直接把沉淀溶于75 mL沸水中(水中含有2.5mL浓HCl)。

趁热抽滤，慢慢加入10mL浓HCl于滤液中，即有大量橘黄色晶体析出，用水浴冷却后过滤。

晶体以冷的2 mol·L-1 HCl
洗涤，再用少许乙醇洗涤，吸干，在水浴上干燥，或在烘箱中于105℃烘20 min。

称量，计算百分产率。

2.三氯化六氨合钴(Ⅲ)组成的测定
(1) 配体氨的测定准确称取约0.1g产品于100mL圆底烧瓶中，加约25 mL水和5 mL 10％NaOH 溶液溶解，小心加入磁搅拌子。

准确移取25.00 mL 0.5 mol·L-1HCl标准溶液于250mL的锥形瓶中，吸收蒸馏出的氨（需冰水浴冷却）。

接好蒸馏装置，冷凝管通入冷水，打开电磁搅拌，加热，保持沸腾状态。

蒸馏至黏稠(约20 min)，断开冷凝管和锥形瓶的连接处，然后去掉火源。

用少量水冲洗冷凝管和下端的玻璃管，将冲洗液一并转入接收锥形瓶中
以甲基红为指示剂，用0.5 mol·L-1标准NaOH溶液滴定吸收瓶中的HCl溶液，溶液变浅黄色即为终点。

计算氨的含量，确定配体NH3的个数。

(2) 钴的测定准确称取约0.5 g样品于碘量瓶中，加40 mL水溶解，再加入40 mL 10％NaOH，加热煮沸（加一个玻璃珠作沸石），至产生黑色沉淀，赶尽氨气。

冷却，加入5 mL 20%KI溶液，立即盖上瓶盖，振荡1 min，再加入15 mL浓HCl，在暗处放置15 min。

然后加入100mL蒸馏水，用0.1 mol·L-1 Na2S2O3标准溶液滴定至溶液呈橙黄色时，加入8滴0.5%淀粉溶液，继续滴定至蓝色褪去为终点。

平行测定3次，计算钴的含量。

(3) 氯的测定准确称取0.18～0.19g样品于锥形瓶中，加20mL水溶解，加入1mL 5％的K2CrO4溶液为指示剂，用0.1 mol·L-1 AgNO3标准溶液滴定至出现淡红棕色沉淀不再消失为终点。

平行测定3次，计算氯的含量。

由以上分析氨、钴、氯的结果，写出配合物的实验式。

3．三氯化六氨合钴电离类型的测定
(1) 准确称取0.2088g, 0.1044g, 0.0522g, 0.0261g样品，分别用100 mL容量瓶配得稀度为128、256、512、1024的溶液（见表1）(所谓稀度即溶液的稀释程度，为摩尔浓度的倒数，如稀度为128，表示128L 中含有l mol溶液)，用电导率仪测定溶液的电导率γ，按∧m = γ·(1000/C)计算摩尔电导(单位：S·cm2·mol-1)，确定[Co(NH3)6]C13的电离类型。

含不同离子数配合物的∧m如下表2：
[Co(NH
表2 配合物类型和摩尔电导的关系
【思考题】
1.在[Co(NH3)6]C13的制备过程中，氯化铵、活性炭、过氧化氢各起什么作用?影响产品质量的关键在哪里?
2.[Co(NH3)6]3+与[Co(NH3)6]2+比较，哪个稳定?为什么?
3.氨的测定原理是什么?用反应方程式表示。

氨测定装置中，漏斗下端插入氢氧化钠液面下的作用是什么?
4.测定钴含量时，样品液加入10％的NaOH，加热产生的黑色沉淀是什么化合物?写出相关反应方程式。

5.碘量法测定钴含量的原理是什么？写出相关反应方程式。

6.氯的测定原理是什么? 写出相关反应方程式。

7.稀度是什么?如何表示?如配250mL稀度为128的[Co(NH3)6]C13溶液，计算应准确称取化合物的量。

（2011年9月8日）。