三氯化六氨合钴综述
三氯化六氨合钴(Ⅲ)的制备及其组成的测定
赵新曼 肖慧 李秦
(南京师范大学化学与材料科学学院,南京 210046)
摘要:以氯化钴(II)为起始原料,在氨水和氯化铵介质中合成了一种橙黄色的配合物,对该配合物的组成进行测定,证实该配合物为[Co(NH3)6]Cl3。
关键词:三氯化六氨合钴(Ⅲ);酸碱滴定;氧化还原滴定;电导率
Preparation and component determination of
[Co(NH3)6]Cl3
ZHAO Xin-Man XIAO Hui LI Qin
(nanjing normal university chemical and materials science academy, nanjing 210046)
Abstrat: A yellow-orange crystal of cobalt coordination is synthesized by using cobalt chloride and ammonia chloride on certain condition. The method is simple, and the reaction condition can be controlled easily. In this paper, the complex is determined by some typical methods such as mole ration method and iodimetry. Its chemical reaction is [Co(NH3)6]Cl3.
Key words: Co(NH3 )6Cl3 ; Acid-base titration; Redox titration; conductivity.
配合物及配位化学研究因在离子分离与分析、工业催化、金属提取、药物制备、生物分析方面的广泛应用一直受到人们的关注,配合物的制备及其组成测定时研究配合物的重要内容之一,也是人们认识和掌握配合物的基本方法。顺磁性外层电子构型的3S23P63d6的Co(Ⅲ)能与多种配体形成一系列配合物,其中Co(II)与氨水、氯化铵在一定的条件下生成橙黄色的
配合物。本文借助分析化学中的酸碱滴定法、氧化还原滴定法等分析方法测定了上述配合物的组成,配合物确定为三氯化六氨合钴(Ⅲ),其化学式为[Co(NH3)6]Cl3,分析测定结果与配合物结构基本一致。
1. 试剂与仪器
仪器: DDS-11A电导率仪;抽滤装置1套;电导电极一支;电炉一
套;温度计(100℃)一支;碘量瓶(250ml)一个;量筒(10ml、100ml)各一个;移液管(25.00 ml、10 ml)各一支、锥形瓶(100ml、250ml)各一个;19口锥形瓶1个、19口出气口1个;PH试纸;滤纸;碱式滴定管1支。
试剂:氯化钴(A.R.);氯化铵(A.R.);活性炭;浓氨水;碘化钾(A.R.);无水乙醇(A.R.);10%过氧化氢;NaOH溶液(10%,20%),盐酸(6mol/L);0.5000mol/L标准盐酸溶液;0.5000mol/L标准氢氧化钠溶液;0.1%甲基红酒精溶液;0.1000mol/L标准硫代硫酸钠溶液;0.1%淀粉溶液。
2. 实验步骤
2.1[Co(NH3)6]Cl3的制备
在制备三价钴氨配合物时,以较稳定的二价钴盐为原料,氨-氯化铵溶液为缓冲体系,先制成活性的二价钴配合物,然后以过氧化氢为氧化剂,活性炭作催化剂,将活性的2价钴氨配合物氧化为惰性的三价钴氨配合物。
反应方程式为:
2CoCl2·6H2O + 10NH3 + 2NH4Cl
活性炭
+H2O2 =====
2[Co(NH3)6]Cl3
↓(橙黄色)+14H2O
在100mL锥形瓶内加入4.5g研
细的二氯化钴CoCl2.6H2O,3g氯化铵和5mL水。加热溶解后,稍冷加入0.3g活性炭。冷却后,加入10mL浓氨水,进一步用冰水冷却到10℃以下,缓慢加入10mL10%的H2O2,在水浴上加热至60℃左右,恒温20min(适当摇动锥形瓶)。以流水冷却后再以冰水冷却即有晶体析出。用布氏漏斗抽滤。将滤饼溶于含有1.5mL浓盐酸的40mL沸水中,趁热过滤。慢慢加入6mL浓盐酸于滤液中。以冰水冷却,即有晶体析出。抽滤,用10mL无水乙醇洗涤,抽干,将滤饼连同滤纸一并取出放在一张纸上,置于干燥箱中,在90℃烘干25min,称重,计算产率。
2.2产物组成的测定
准确称取0.2g的[Co(NH3)6]CL3晶体,放入250mL的19#标准口锥形瓶中,用20mL水溶解,将出气口接入用冰水冷却的25mL 0.5mol/L标准盐酸溶液以吸收释放出的氨气。
迅速加入15mL10%氢氧化钠溶液,接好出气管,加热30-40min,以便氨气完全释放,拆除出气口(小心烫伤),去除加热的煤气灯。
2.2.1 Co含量的测定
利用Co3+的氧化性,通过碘量法测定钴的含量,实验以淀粉为指示剂,用NaS2O3滴定被氧化的I2。由反应式
的摩尔比例关系,计算0.2 g样品中钴的含量:
2 Co3++2I-====2 Co2++I2 I2 +2S2O32- ====2I-+ S4O62- 2 Co3+~2S2O32-
用50mL蒸馏水清洗出气口及锥形瓶内壁,补加80mL水,然后加入1gKI固体,摇荡使其溶解,再加入15mL左右的6mol/L HCl 溶液酸化,于暗处放置10min,然后用0.1mol/L Na2S2O3标准溶液滴定至浅棕色,加入1mL新配的0.5%淀粉溶液后,再滴定至蓝色消失。再根据反应式的摩尔比例关系,计算0.2g样品中钴的含量W1。
定,可获得氨的百分含量。
用少量蒸馏水清洗导管内壁及接受瓶内壁,加入2-3滴0.1%甲基红酒精溶液为指示剂,用0.5mol/L标准氢氧化钠溶液滴定过剩的盐酸至黄色。计算0.2g样品中氨的百分含量W2。
2.2.3摩尔电导率的测定
在一定浓度溶液中,离子化合物的摩尔电导值与组成该化合物的离子数有关,一般采用浓度是1024L溶液中含有1mol的化合物,其电导值以λ
1024表示。测得配合物的摩尔电导值λ1024的数值范围可确定其配合物的离子
数,进而可确定配位离子所带的电荷数。
准确配置100mL待测液。用DDS-Ⅱ型电导仪测其电导率,再以电导率计算摩尔电导值λ
1024,并于已知离子
2.2.2氨含量的测定
由于Co(NH3)63+很稳定,常温时遇强酸强碱基本不分解。但在强碱条件下煮沸时分解放出氨,反应方程式为:[Co(NH3)6]Cl3+3NaOH====Co(OH)
3↓+6NH3↑+6
类的化合物的λ比较,确定此化合物的离子数。
注:电导电极为铂黑电极,电导池常数见电极头,一般为1.0 。电解池温度控制在25℃。
NaCl。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。蒸出的氨用过量的标准盐酸溶液吸收,进行返滴
3.数据记录与处理
表1 [Co(NH3)6]Cl3产率的计算
表2 中心离子Co(Ⅲ)含量的测定
表3 配位氨含量的测定
测得产品的摩尔电导值λ 1024=357,由此判断配合物的离子数为
4。
4.实验结果分析
4.1.产率较低,可能原因有: (1)实验所用仪器本身所存在的仪器误差无法避免
(2)制备过程中所配制的物质浓度存在偏差,导致未完全反应,质量减少。 (3)制备过程中有损失。比如晶体未完全析出或晶体析出后再溶解。 (4)过度加热,致使样品分解。 (5) 第二次抽滤过程中为趁热抽滤,动作过慢导致试剂在容器中有残留未完全抽滤导致所的质量减少 4.2 组份测定中,样品实验式与.[Co(NH3)6]Cl3基本相同,但各组分与理论值有差异,可能原因有: (1)测定时引入的误差
(2)产品中可能有其他物质,比如二氯化五氨合钴。
(3)NH3的含量偏高可能是加热时氨气未能完全放出,导致含量增加。
(4)Co含量偏低的原因可能是未达到滴定终点就已停止滴定使得实验结果偏低。 参考文献:
[1] Sun JL. Measuring the content of Co in
Co(NH3)6Cl3[J].
Journal
of
Lanzhou Petrochemical Vocational College of Technology,2001,2:12-13. [2] Chen HJ, MA L, Ma X, Xie SA, et al. Discussion on the Determination Method
of
Components
of [Co(NH3)6]Cl3[J]. College
of
Chemistry
and
Chemical
Technology,2007,26(3):30-31. [3] Jia ZM, Shi GS. The Microscale
Improvement on Hexamine Cobalt Chloride Preparation Experiment[J]. Journal of
Inner
Mongolia
University
for
Nationalities,2009,15(4):128-129.