三氯化六氨合钴()的制备

实验6 三氯化六氨合钴（Ⅲ）的制备

一、实验目的

1. 掌握三氯化六氨合钴（III ）制备方法

3. 了解钴（II ）、钴（III ）化合物的性质

二、实验原理

在水溶液中，电极反应φθ

Co 3+/Co 2+=1.84Ｖ，所以在一般情况下，Co(Ⅱ)在水溶液中是稳定的，不易被氧化为Co(Ⅲ)，相反，Co(III)很不稳定，容易氧化水放出氧气（φ

θCo 3+/Co 2+=1.84Ｖ>φθ

O 2/H 2O=1.229V ）。但在有配合剂氨水存在时，由于形成相应的配合物[Co(NH 3)6]2+，电极电势φθCo(NH 3)63+/ Co(NH 3)62+=0.1Ｖ，因此CO(Ⅱ)很容易被氧化为Co(III)，

得到较稳定的Co （Ⅲ）配合物。

实验中采用H 2O 2作氧化剂，在大量氨和氯化铵存在下，选择活性炭作为催化剂将Co(Ⅱ)氧化为Co(Ⅲ)，来制备三氯化六氨合钴(Ⅲ)配合物，反应式为：

活性碳

2[Co(H 2O)6]Cl 2 + 10NH 3 + 2NH 4Cl + H 2O 2 ===== 2[Co(NH 3)6]Cl 3 + 14H 2O

粉红 橙黄

将产物溶解在酸性溶液中以除去其中混有的催化剂，抽滤除去活性炭，然后在较浓为盐酸存在下使产物结晶析出。

三氯化六氨合钴(Ⅲ)：橙黄色单斜晶体。

钴(Ⅱ)与氯化铵和氨水作用，经氧化后一般可生成三种产物：紫红色的二氯化一氯五氨合钴[Co(NH 3)5Cl]Cl 2晶体、砖红色的三氯化五氨一水合钴[Co(NH 3)5H 2O]Cl 3晶体、橙黄色的三氯化六氨合钴[Co(NH 3)6]Cl 3晶体，控制不同的条件可得不同的产物，本实验温度控制不好，很可能有紫红色或砖红色产物出现。）293K 时，[Co(NH 3)6]Cl 3在水中的溶解度为0.26mol .L -1，K 不稳＝2.2 × 10-34，在过量强碱存在且煮沸的条件下会按下形式分解：

煮沸

2[Co(NH 3)6]Cl 3 + 6NaOH ==== 2Co(OH)3 + 12NH 3↑+ 6NaCl

三、实验步骤

2O)2Cl 4]2- [Co(NH 3)6]Cl 2 蓝色 黑紫色 0.1-0.2g 活性碳 冷却 14mL 浓氨水

滤液（弃）

[Co(NH 3)6]Cl 3 棕黑色 沉淀 冷至283K 14mL 6%H 2O 2水浴加热至333K 恒温20min 冷至275K 抽滤

50mL 热水 2mL 浓盐酸

沉淀（活性碳）弃

趁热抽滤

乙醇洗涤 抽滤

3)6]Cl 3

滤液

7mL 浓盐酸 275K

得产品。滤纸吸干。称量，计算产率。

理论产率计算：

CoCl 2·6H 2O [Co(NH 3)6]Cl 3

237.93 267.46

6.0 x

解得x=6.7 g 产率=4.6/6.7×100%=59%

四、注意事项：

严格控制每一步的反应温度，因为温度不同，会生成不同的产物

五、思考题

1. 制备过程中，在水浴上加热20分钟的目的是什么？能否加热至沸腾？

维持20min 是提高反应速率，保证反应完全。[Co(NH 3)6]2+是外轨型配合物，

[Co(NH 3)6]3+是内轨型配合物，要把外轨向内轨转型，导致速度比较慢，要持续较长时间。

不能加热至沸腾，因为温度不同，产物不同。

2. 制备过程中为什么要加入7ml 浓盐酸？

因为存在反应：Co(NH 3)6]Cl 3＝[Co(NH 3)6]3++3Cl -

加入7ml 的浓盐酸，使平衡向左移动，进而提高产率。

3. 要使[Co(NH 3)6]Cl 3合成产率高，你认为哪些步骤是比较关键的？为什么？

（1）煮沸20min ，因为要反应完全

（2）整个过程温度的控制，因为温度不同，产物不同。

（3）最后加入的7mL 浓盐酸，因为借助同离子效应使产品析出。