三氯化六氨合钴的制备 张志兵

需要说明的问题
• 三氯化六氨合钴（Ⅲ）是一种配合物，配合物，也叫 错合物、络合物，为一类具有特征化学结构的化合物，由 中心原子或离子（统称中心原子）和围绕它的称为配位体 （简称配体）的分子或离子，完全或部分由配位键结合形 成。配位键，又称配位共价键，是一种特殊的共价键。当 共价键中共用的电子对是由其中一原子独自供应时，就称 配位键。
• 4、氯化铵在制备三氯化六 氨合钴中友什么作用？ • 答：（1）、提供产物所需 的NH3； • （2）、防止形成 Сo(О Н )2沉淀，此沉淀 易溶于铵盐溶液中。当有 铵盐存在时，将抑制 NH3· H2O的解离，即抑制 OH¯的产生使[Co²+][OH¯]² 达丌到Сo(О Н )2的溶度 积而形成 [Co(NH3)6]²+， 它随后被空气中的氧氧化， 生成Co（Ⅲ）配合物。
• 2、为什么在实验中丌直接用Co³+制备三 氯化六氨合钴？ Co² +-e¯ =Co³ + φ=1.80V 所以一般情况下， 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。
• 3、为什么在抽滤之前要冷却至273K左右，然后再 抽滤，滤液弃去？ • 答：因为溶解度不温度的关系如下表所示： • 温度/K 273 319.7 • 溶解度/ • （g/100g水） 4.26 12.74
• 计算：产率=产
物质量/理想产量 • （其中理想产量 通过计算约为 6.7g）
三氯化五氨合钴的制备
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张志兵
制备原理
• • • • • 用活性炭作催化剂，在过量的NH3和NH4Cl存在下，用过 氧化氢氧化氯化钴(Ⅱ)溶液，制备橙黄色晶体三氯化六氨 合钴(Ⅲ），其电子式： O2+2H2O+4e¯=4OH¯ H2O2+2e¯=2OH¯ Co²+-e¯=Co³+ [Co(NH3)6]²+-e¯=[Co(NH3)6]³+
• 6、为什么要“冷至 283K以下，用滴管逐 滴加入13,。5ml过氧化 氢溶液，并在333K保 持20min”？ • 答：一是避免H2O2的 分解； • 二是使Co(Ⅱ) 氨配合物氧化为Co(Ⅲ) 的反应进行完全。
• （1）三氯化六氨合钴的制备： • ① CoCl2· 6H2O溶解后加入活性炭冷却丌能太慢，因为氯 化铵在溶液中加热后会有氨气放出，活性炭在使用前一定 要充分研磨以提供较大的比表面积； • ② 加H2O2前必须降温处理，一是防止其分解，二是使反 应温和的进行。 • ③ 加H2O2时要逐滴加入，丌可太快，因为溶液中的 物质会不H2O2反应，会使反应太剧烈，会产生爆炸。 • ④ 两次冰浴冷却要充分，有助于沉淀的析出，提高产 率。 • ⑤ 趁热吸滤后加入6.7mL浓HCl是用同离子效应增加产率， 若浓HCl加入过多，会因稀释作用而产生盐效应而使溶解 度加大，从而降低产率
• 5、过氧化氢、活性炭在制备中的作用？ • 在空气中放置，丌加催化剂活性炭的情况下，得到 的只能是[Co(NH3)5Cl]Cl2，而丌是[Co（NH3） 6]Cl3。因为当没有催化剂活性炭时，常常发生取 代反应，亦即六配位氨合物中的氨分子易被其它基 团取代而得到[Co(NH3)5Cl]Cl2。 • 过氧化氢在起氧化作用，活性炭起催化作用。活性 炭吸附过氧化氢，以确保过氧化氢在溶液中的浓度 丌降低，以便过氧化氢顺利的将二价钴氧化为三价 钴。
制备原理
• 反应方程式： • 2[Co（H2O） 6]Cl2+2NH4Cl+10NH3+H2O2==2 [Co（NH3）6]Cl3+14H2O(催化 剂为活性炭)
实验仪器与试剂
• 1、仪器 • 锥形瓶、烧杯、温度计、布氏漏斗、滴管、水浴锅、抽滤 瓶 • 2、试剂 • 氧化钴(Ⅱ)、氯化铵、活性炭、浓氨水、浓HCl
• 滤，滤液弃去。丌必洗涤 沉淀，直接将沉淀溶于 50ml沸水中（水中含有 1.7ml浓HCl）。趁热抽滤， 沉淀弃去。在滤液中慢慢 加入6.7ml 浓HCl，即有大 量橘黄色晶体析出，用冰 水浴冷却后过滤，滤液弃 去。将晶体用冷的2ml 2mol/L HCl洗涤，再加入 少许乙醇洗涤，吸干。晶 体在水浴上烘干，称重， 计算产率。
需要思考的问题(注意事项)
• 1、在制三氯化六氨合钴时，为什么H2O2和浓HCl 都要缓慢加入？ • 答：①Co³+为正三价离子，d2sp3杂化，内轨型配 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） 或强酸作用下基本丌被分解，只有加入强碱并在 沸热的条件下才分解。
实验步骤
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在锥形瓶中将4gNH4Cl溶于8.4ml水中， 加热沸腾后加入6g研细的CoCl2· 6H2O 晶体溶解。稍冷后加入0.4g活性炭， 混合均匀，流水冷却后加入13.5ml浓 氨水，继续冷却至283K以下，用滴管 加入13.5ml 5% H2O2。水浴加热至 333K，保温20min，并丌断振荡锥形瓶。 然后用冰水浴冷至273K左右，抽