CuCl制备的配位平衡原理及与四大平衡的关系(2)

CuCl 制备的配位平衡原理及四大平衡的关系

2015.12.13

基础医学院

李昊哲 陈震 高梓翔 岳慕心 顾远哲

一、摘要

CuCl 制备实验中巧妙运用到了配位平衡，沉淀溶解平衡的原理。本文就 CuCl 制备过程中的实验原理进行分析，并结合平衡原理谈谈四大平衡的关系。

二、前言

Cu(I)在水溶液状态下极不稳定，易发生歧化反应：2Cu+ =Cu 2++Cu ，因此在水溶液状态下Cu(I)的化合物制备较困难，需设法创造反歧化进行的条件，而 CuC1的制备恰好是利用了 CuC1是难溶于水的白色固体，促使反歧化进行，这是制备 CuC1的基本思路。

三、实验内容

(一)实验涉及的反应方程式

CuCl 2+Cu+2HCI=2H[CuC12]

H[CuC12]=CuCl+HCI

(二)实验分析

本实验是利用了Cu 2++Cu=2Cu+反应，加入过量铜粉与CuCl 2反应形成CuCl ，促使反歧化进行，但在实验过程中，必须首先加入浓HC1 后，否则反应不能进行，原因是生成的CuCl 覆盖铜的表面上，阻止了Cu 与CuCl 2继续反应，加入浓HCI 利用Cl - 的配位性，与Cu(I)配位，发生CuCl+HCl=H[CuCl 2 ]的反应，此反应是可逆反应，当HCI 的浓度增大,同时加入大量NaCl 时，使得Cl -浓度增大，促

进CuCl 的配位，增大CuCl 的溶解度，使Cu 与CuCl 2继续反应,也就是说制备CuCl 首先制备出了 H[CuC12]液，然后将此溶液到入水中,HCl 的浓度骤然减小，反应逆向进行，即分解为CuC1，制得CuC1白色难溶物。

（三）四大平衡关系

1）氧化还原平衡与配位平衡

溶液中加入Cu 粉后发生反应CuCl 2+Cu=2CuCl ，反应加入了过量的铜粉，并借以外力摇晃，使Cu 粉与溶液充分接触进而反应氧化还原反应后生成的CuCl 覆盖铜的表面上，阻止了Cu 与CuCl 2继续反应，反应CuCl （沉淀）+2Cl -= CuCl 32-可以促进CuCl 的配位溶解，进而促进氧化还原反应的右移。

CuCl 配位反应促进了氧化还原反应的右移以及增大Cu 粉与溶液的接触面积。

2）沉淀溶解平衡与配位平衡

氧化还原反应发生后，将反应液倒入50mL 去氧去离子水中发生反应

CuCl 32-+(H 2O)冲稀=CuCl （沉淀）+2Cl -+（H 2O ）

这其实是CuCl （沉淀）+2Cl -= CuCl 32-的变形

针对第二个反应方程式反应熵Q= [CuCl 32-]/[Cl -]2，加入水CuCl 32-和Cl -的浓度都会变小，但是由于Cl -的化学计量数是2,冲洗对于Cl -的影响更大。冲稀后Q 变大，反应逆向移动，产生CuCl 沉淀。

四、结论

（1）CuCl 制备实验中巧妙运用到了配位平衡的原理，由H[CuC12]=CuCl+HCI ，通过控制HCI 的浓度变化，实现了CuCl 的溶解与沉淀，达到了制备CuCl 沉淀的效果。

（2）四大平衡相互影响，在比较复杂的反应重要考虑多种平衡对反应的影响，在判断反应限度时可通过总反应的K值判断。本实验中，多种平衡共同作用才使CuCl得以成功制备。

五、参考文献

【1】制备CuE1的实验原理和实验现象剖析. 集宁师专学报. 2004

【2】氯化亚铜实验室制备的绿色化研究. 湖南人文科技学院学报.2006

六、小组分工

查阅文献，撰写讨论报告：李昊哲顾远哲

制作PPT：高梓翔

讲稿：陈震

讲解：岳慕心