综述：三氯化六氨合钴的制备 测定

实验报告

[三氯化六氨合钴的制备及其组成的测定]

三氯化六氨合钴的三制备及其组成的测定

【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.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

3.练习电子分光光度计的使用

4.加深理解配合物的形成对三价钴稳定性的影响。

5.了解配体对配合物中心离子d轨道能级分裂的影响

【实验仪器与药品】:

仪器：电子秤1台、分析天平1台、研钵1只、电子分光光度计1台、水浴加热装置、冷却装置、布氏漏斗、吸滤瓶（一套）、凯氏定氮仪、电磁炉1台、锥形瓶（100 ml、250 ml）各2个、量筒（10 ml、25ml、100ml）各1个、胶头滴管2根、烧杯（250ml、500ml）各1个、容量瓶（100ml）1个、碘量瓶1个、酸、碱式滴定管各1根、蒸发皿、玻璃棒数根、滤纸。

药品：CoCl2·6H2O(s)、NH4Cl(s)、HCl（浓）、5%H2O2、活性炭、氨水（浓）10%NaOH、6mol·L-1 HCl 、 KI固体、Na2S2O3标准溶液、、二次蒸馏水、99.8%的硼酸粉末1g 、甲基红、0.5mol/LNaOH、乙醇95%、K2CrO4溶液 0.0223mol/L AgNO3、参比溶液、PH试纸、冰块（用来冷却用）。

【实验原理】：

1.制备钴的氨配合物三氯化六氨合钴

化学式为：[Co(NH3)6]Cl3

物理性质：[Co(NH3)6]Cl3为橙黄色晶体，20℃在水中的溶解度为

0.26mol·L-1。相对密度2.096(25℃)。加热至215℃时失去1分子氨。不溶

于乙醇、氨水，稍溶于水，溶于浓氨水。也溶于盐酸

用途：焦磷酸试剂。磷酸盐测定。有机合成。钴盐制造。

结构特征：Co为正三价离子，d2sp3杂化，内轨型配合物。配离子Co(NH3)6 3+中心离子有6个d电子，通过配离子的分裂能Δ的测定并与其成对能P （21000cm-1）相比较，可以确定6个d电子在八面体场中属于低自旋排布还是高自旋排布。在可见光区由配离子的A—λ（吸光度—波长）曲线上能量最低的吸收峰所对应的波长λ可求得分裂能Δ：1/(λ*10^-7)（cm-1），式中λ为波长，单位是nm。

化学性质：

（1）将粗产品溶于稀HCl溶液后，通过过滤将活性碳除去，然后在高浓度的HCl溶液中析出结晶：

[Co(NH4) 6]3+ + 3Cl- === [Co(NH3)6]Cl3

（2） [Co(NH3)6]Cl3 + 6 NaOH =△= 2 Co(OH)3 + 12 NH3 + 6 NaCl 挥发出的氨用过量盐酸标准溶液吸收，再用标准碱滴定过量的盐酸，来测定配体氨的个数（配位数）。

（3）在酸性溶液中，Co3+具有很强的氧化性， Co2将粗产品溶于稀HCl 溶液后，通过过滤将活性碳除去，然后在高浓度的HCl溶液中析出结晶：

（4）[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。

(5)与水长时间共沸分解为氨气和氢氧化钴(Ⅲ)沉淀。

根据标准电极电势可知，在通常情况下，三价钴盐不如二价钴盐稳定；

相反，在生成稳定配合物后，三价钴又比二价钴稳定。因此，常采用空气或H2O2氧化二价钴配合物的方法来制备三价钴的配合物。氯化钴(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。它们的制备条件各不相同。在有活性碳为催化剂时，主要生成三氯化六氨合钴(Ⅲ)；在没有活性碳存在时，主要生成二氯化氯·五氨合钴(Ⅲ)。

本实验以活性碳为催化剂，用过氧化氢氧化有氨和氯化铵存在的氯化钴溶液制备三氯化六氨合钴(Ⅲ)。其反应式为： 2 CoCl2 + 2 NH4Cl + 10 NH3 + H2O2 =活性炭= 2 [Co(NH3)6)]Cl3 + 2 H2O 三氯化六氨合钴(Ⅲ)是橙黄色单斜晶体，20℃时在水中的溶解度为0.26 mol·L-1。将粗产品溶于稀HCl溶液后，通过过滤将活性碳除去，然后在高浓度的HCl溶液中析出结晶：

[Co(NH4)6]3+ + 3Cl- === [Co(NH3)6]Cl3

2.氨的测定

由于[Co(NH3)6]Cl3在强碱溶液（冷时）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[Co(NH3)6]Cl3分解，并蒸出氨。蒸出的氨用过量的2%硼酸溶液吸收，以甲基红为指示剂，用HCl 标准液滴定生成的硼酸铵，可计算氨的百分含量.

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

NH3 + H3BO3= NH4H2BO3

NH4H2BO3+HCl= H3BO3+ NH4Cl

3.钴的测定

三氯化六氨合钴在热碱中被分解，利用Co3+的氧化性，通过碘量法可测定的含量

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

Co(OH)3+3H+=Co³+ + 3H2O

2Co³+ +2I-=Co2+ + I2

I2 +2S2O32-=2I- + S4O6²־

4.氯的测定

利用莫尔法即在含有Cl¯的中性或弱碱性溶液中，以K2CrO4作指示剂，用AgNO3标准溶液滴定Cl¯，由于AgCl的溶解度比Ag2CrO4小，根据分布沉淀原理，溶液中实现析出AgCl白色沉淀，当AgCl定量沉淀完全后，稍过量的Ag⁺与CrO42¯生成砖红色的Ag2CrO4沉淀，从而指示站点的到达。

终点前：Ag⁺+ Cl¯=AgCl（白色） Ksp=1.8*10¯16

终点时：2 Ag⁺+ CrO4 2¯= Ag2CrO4（砖红色）Ksp=2.0*10¯12

5.分裂能的测定

配合物的晶体场理论认为在配合物中，中心原子d轨道发生分裂，从而引起d-d跃迁。晶体场理论很好的解释了颜色与物质对光的吸收的关系，离子的颜色