三氯化六氨合钴地制备及其组成地确定

三氯化六氨合钴的

制备及其组成的确定

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指导教师：翁永根

班级：应121-4

组员：钱先昊201269503411

泽明201269503410

三氯化六氨合钴的制备及其组成的确定

一、实验目的

1.掌握三氯化六氨合钴（III）的合成及其组成测定的操作方法。

2.熟练抽滤装置的使用。

3.练习三种滴定方法（酸碱滴定，氧化还原滴定，沉淀滴定）的操作。

4.学习使用凯氏定氮仪。

5.掌握碘量法测定Co3+的基本实验测量方法。

6.练习标准溶液的配制。

7.练习溶液的标定。

二、实验原理

（一）三氯化六氨合钴的制备原理

1.钴的性质

①Co3+为正三价离子，d2sp3杂化，轨型配合物。

②在酸性溶液中，Co3+具有很强的氧化性，易于许多还原剂发生氧化还原反应而转变成稳定的Co2+。

③[Co(NH3)6]3+离子是很稳定的，其K(稳)＝1.6×1035，因此在强碱的作用下（冷时）或强酸作用下基本不被分解，只有加入强碱并在沸热的条件下才分解。[Co(NH3)6]Cl3 + 6 NaOH ==== 2 Co(OH)3 + 12 NH3↑+ 6 NaCl

2.在水溶液中，电极反应φθCo3+/Co2+=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（φθ

Co3+/Co2+=1.84V>φθO2/H2O=1.229V）。但在有配位剂氨水存在时，由于形成相应的配合物[Co(NH3)6]2+，电极电势φθCo(NH3)63+/ Co(NH3)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。因此，常采用空气和H2O2氧化二价钴配合物的方法来制备三价钴的配合物。

3.氧化钴（Ⅲ）的氨配合物有多种，主要是三氯化六氨合钴（Ⅲ）[Co(NH3)6]Cl3,橙黄色晶体；三氯化五氨·水合钴（Ⅲ）[Co(NH3)5(H2O)]Cl3,砖红色晶体；二氯化氯·五氨合钴（Ⅲ）[Co(NH3)5Cl]Cl2,紫红色晶体，等等。他们的制备条件各不相同。在有活性炭为催化剂时，主要生成三氯化六氨合钴（Ⅲ）；在没有活性炭存在时，主要生成二氯化氯·五氨合钴（Ⅲ）。

4.本实验中采用H2O2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：2CoCl2 + 10NH3+ 2NH4Cl + H2O2 ====2[Co(NH3)6]Cl3+ 2H2O

三氯化六氨合钴(Ⅲ)是橙黄色单斜晶体，20o C时在水中的溶解度为0.26molL-1。将粗产品溶解于稀HCl溶液后，通过过滤将活性炭除去，然后在高浓度的HCl溶液中析出结晶方程式为：[Co(NH3)6]3++3Cl-===[Co(NH3)6]Cl3

（二）三氯化六氨合钴(Ⅲ)组成的测定原理

1.氨的测定原理

由于三氯化六氨合钴在强酸强碱（冷时）的作用下，基本不被分解，只有在沸热的条件下，才被强碱分解。所以试样液加NaOH溶液作用，加热至沸使三氯化六氨合钴分解，并蒸出氨。[Co(NH3)6]Cl3+ 3NaOH===Co(OH)3+ 3NaCl+ 6NH3↑

蒸出的氨用过量的2%硼酸溶液吸收，以甲基橙为指示剂，用HCl标准液滴定生成的硼酸氨，可计算出氨的百分含量。

NH3+H3BO3 ==== NH4 H2BO3

用盐酸溶液标定吸收氨气的硼酸溶液（硼酸铵溶液）：

NH4 H2BO3 + HCl ==== H3BO3 + NH4Cl

2.钴的测定原理

利用Co3+的氧化性，采用碘量法，以淀粉为指示剂，用NaS2O3来标定I2。

[Co(NH3)6]Cl3+3NaOH===Co(OH)3↓+6NH3↑+3NaCl

2Co(OH)3+6HCl+KI===2CoCl2+I2+2KCl+6H2O

I2+2Na2S2O3===2NaI+Na2S4O6

3.氯的测定原理

采用沉淀滴定法—莫尔法。以K2CrO4为指示剂，用AgNO3标准溶液滴定Cl－。

Ag+ ＋Cl－=== AgCl↓Ksp=1.56×10－10

2Ag+ ＋CrO42－===Ag2CrO4↓Ksp=9.0×10－12

根据两者的容度积常数知，AgCl沉淀的溶解度比Ag2CrO4大，根据分步沉淀原理，容度积小的先析出。溶液中首先析出AgCrO4，由于Cl-1浓度很高，Ag-1只要很小就会生成AgCl沉淀；而CrO4-2浓度比较小，只有当Ag-1浓度较高时才会生成Ag2CrO4沉淀。当AgCl 沉淀完全后，稍过量的AgNO3溶液立即与CrO42－生产淡红棕色的Ag2CrO4沉淀，反应达到终点。

三、实验仪器与试剂

1. 仪器

水浴加热装置、抽滤装置、凯氏定氮仪、容量瓶（100 ml，250ml）各一个、25.00 ml 移液管、250ml锥形瓶、量筒（10ml、25ml、100ml）各一个、温度计（100 0C）1支、250 ml碘量瓶、小烧杯、酸式滴定管、碱式滴定管、铁架台、pH试纸（精密）、研钵、电子天平、分析天平、胶头滴管、玻璃棒

2. 药品

NH4Cl固体、CoCl2•6H2O（C.P.）、5%H2O2（C.P.）、NaOH(C.P.)、KI(C.P.)、NaCl(C.P.)、浓氨水（C.P.）、HCl溶液（C.P.）、乙醇（C.P.）、活性炭、Na2S2O3.5H2O晶体、2%的硼酸标准溶液（C.P.）、盐酸（C.P.）、NaOH溶液(C.P.)、碘化钾固体、5mol/L HCl溶液（C.P.）、3%的淀粉指示、AgNO3固体、无水碳酸钠固体、NaCl固体、甲基橙指示剂、甲基红溴甲酚氯指示剂、K2CrO4指示剂、冰、去离子水。

四、实验步骤

1.[Co(NH3)6]Cl3的合成