三氯化六氨合钴的制备与组分含量的测定

学院：材化学院化学师范1 组别：第一组 指导老师：王召东 成员：陈盼盼201004034032 杨善丽201004034037 袁 锐201004034031

一、实验报告

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，通过对产品的合成和组分的测定，确定配合物的实验式和结构。 2、加深理解配合物的形成对三价钴稳定性的影响。

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。

二、实验原理

1三氯化六氨合钴的合成

钴化合物有两个重要性质：第一，2价钴离子的盐较稳定；3价钴离子的盐一般是不稳定的，只能以固态或者配位化合物的形式存在。例如，在酸性水溶液中，3价钴离子的盐能迅速地被还原为2价的钴盐。第二，2价的钴配合物是活性的，而3价的钴配合物是惰性的。

合成钴氨配合物的基本方法就是建立在这两个性质之上的。显然，在制备3价钴氨配合物时，以较稳定的2价钴盐为原料，氨－氯化铵溶液为缓冲体系，先制成活性的2价钴配合物，然后以过氧化氢为氧化剂，将活性的2价钴氨配合物氧化为惰性的3价钴氨配合物。

活性炭

2CoCl2·6H2O＋10NH3 ＋2NH4Cl＋H2O2 ========== 2[Co(NH3)6]Cl3 ＋14H2O （橙黄色） 2、氨的测定

[Co(NH3)6]Cl3可溶于水不溶于乙醇，在293K水中的溶解度为0.26mol/l。在强碱作用下（冷时）或强酸的作用下基本不分解，只有在沸水条件下才被强碱分解：

2[Co(NH3)6]Cl3+6NaOH=2Co(OH)3↓+12NH3+6NaCl

分解出的氨气可用过量的标准盐酸溶液吸收，剩余的盐酸用标准强氧化钠溶液回滴，便可计算出组成中氨的百分含量。 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+3NaOH=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，从而指示终点到达。 终点前：Ag⁺+ Cl¯=AgCl（白色） Ksp=1.8*10¯16 终点时：2Ag⁺+ CrO42¯= Ag2CrO4（砖红色）Ksp=2.0*10¯12

三、实验仪器药品

仪器：电子秤、水浴加热装置、冷却装置、 布氏漏斗、吸滤瓶（一套）、电磁炉、锥形瓶、量筒、胶头滴、烧杯、容量瓶、碘量瓶、酸、碱式滴定管 、玻璃棒、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、蒸馏水、0.5mol/LNaOH、乙醇95%、K2CrO4溶液 0.1mol/L AgNO3、冰块（用来冷却用）。

四、实验步骤

1、三氯化六氨合钴的合成

秤取6gCoCl2·6H2O和4gNH4Cl放入250 ml的锥形瓶中，再加入10 ml水，加热溶解。然后加入0.4 g活性炭，搅拌，停止加热，冷却，加入14ml浓氨水，再以冰水冷却至20 0C以下，再缓慢地边搅拌边加入8 ml 30％的H2O2溶液。再水浴加热至60 0C，并恒温20 min，冷却抽滤，取其沉淀溶解于50ml热水中并加入2~5ml浓HCl，搅拌趁热过滤，取其滤液加入7ml浓HCl冷却275K抽滤，并用无水乙醇洗涤得到产物。称量，计算产率。

2、氨的测定

秤取0.2g产物于锥形瓶中溶解于50ml水中，加入10ml10%NaOH溶液，在接收瓶中加入30ml标准0.5mol/l盐酸溶液吸收氨气。连接好装置。煮沸样品溶液，使氨气全部溢出充分被吸收瓶吸收。停止加热，取出吸收瓶用少量蒸馏水冲洗导管内外可能粘附的盐酸标液。最后用0.5ml的NaOH滴定剩余的HCl,记录数据。 3、钴的测定

称取0.2 g样品于250 ml锥形瓶中，加20 ml 20％ NaOH溶液，置于电炉加热至无氨气放出（如何检验）。冷却至室温后将全部黑色物质转入碘量瓶中，加1g KI固体，立即盖上碘量瓶瓶盖。充分摇荡后，加入15 ml浓盐酸，至黑色沉淀全部溶解，溶液呈紫色为止。立即用0.1000 mol/L Na2S2O3标准液滴至浅黄色时，再加入2 ml 0.5％淀粉溶液，继续滴至溶液为粉红色即为终点。反应式为

Co2O3＋3I－＋6H＋ 2Co2＋＋I3－＋3H2O 2Na2S2O3＋I3－ Na2S4O6＋2NaI＋I－ 4、氯的测定

称取样品0.2 g溶解于盛有25ml蒸馏水的250ml锥形瓶中加入5滴K2CrO4指示剂，用0.1mol/L AgNO3标准溶液滴定至出现砖红色不再消失为止，即为终点。读取数值，计算氯的含量。

五、实验结果

1、三氯化六氨合钴的产率 实验结果秤取产品质量为：4.3g 秤取的样品为6g

理论产量为（6.0*267.5）/237.9=6.75g 产率=(4.3/6.75)*100%=63.7% 2、氨的含量

秤取的产品质量m=0.2018g 滴定前NaOH v ml 0.00 滴定后NaOH Vml 20.68 消耗NaOH vml 20.68 消耗的HCl的体积为 30ml-20.68ml=9.32ml

氨和HCl之比为1

NH3% =[(CHCl*VHCl*17)/(1000*m)]*100% =[(0.5*9.32*17)/(1000*0.2018)]*100% =39.24%

1mol的产品中所含的氨的物质的量为：0.3924*267.5/17=6.17mol 3、钴含量

滴定出的VNa2S2O3=7.93ml 秤取出的产品质量m=0.2044g

Co%=[(C Na2S2O3*V Na2S2O3*58.93)/(1000*m)]*100% =[(0.1*7.93*58.93)/(1000*0.2044)]*100% =22.86%

1mol的产品中所含的Co的物质的量为：0.2286*267.5/58.93=1.04mol 4、氯的含量

滴定出V AgNO3=22.24ml 秤取的产品质量m=0.2029g

Cl%=[(C AgNO3*V AgNO3*35.5)/(1000*m)]*100% =[(0.1*22.24*35.5)/(1000*0.2029)]*100% =38.91%

1mol的产品中所含的Co的物质的量为：0.31*267.5/35.5=2.93mol

三氯化六氨合钴含量测定结果汇总

理论结果百分比 实验结果百分比 实验结果摩尔比 氨 38.13% 39.24% 6.17 钴 22.06% 22.86% 1.04 氯 39.81% 38.91% 2.93 六分析与讨论

1、[Co(NH3)6]Cl3产率不高，滤液的颜色为橘黄色，可以认为主要有两方面原因导致产率不高：

（1）是产物没有完全结晶，有部分产物还残留在滤液中。由于[Co(NH3)5NO2]Cl2的溶解度随温度的升高而增大，若尽可能的冷却原液，再过滤，则其产率会高些。

（2）是橙黄色配合物[Co(NH3)6]Cl2生成后，在加入H2O2时，H2O2加入过快，且摇动不充分，致使Co（Ⅱ）配合物没有完全氧化成Co（Ⅲ）配合物，这点应该是产率偏低的主要因素。

2、在滴定过程中

对滴定终点判断不准确，尤其是颜色变化不很明显时，提前或滞后都会带来相应的误差。

七、心得体会

1、通过做本本实验，我们认识到团结合作的重要性。本实验要求很多，若是一个人做一时半会是做不好的，要想成功的完成本实验，我们每个人要有不同的分工，各司其职，我们这组能够这么快的完成实验，都是因为我们良好合作的结果。

2、这个实验基础要求很多，因此做完这个实验就是要我们对基础的巩固和加深同时也要求我们要有足够的耐心 、细心和信心，在实验时中享受快乐的同时更加熟练掌握实验的操作技能。