三氯化六氨合钴的合成

三氯化六氨合钴（Ⅲ）的合成•掌握三氯化六氨合钴（Ⅲ）的合成原理及操作方法•了解钴配合物的性质•通过本次实验掌握无机合成的基本原理，能熟练应用常规仪器的操作。实验目的实验原理从标准电极电势可以看出，用空气或H2O2直接氧化二价钴氨配合物可制取三价钴的氨配合物。Co2+-e-=Co3+V80.1[Co(NH3)6]2+-e-=[Co(NH3)6]3+V1.0O2+2H2O+4e=4OH-V41.0H2O2+2e=2OH-V88.0在CoCl2溶液中加入NH3·H2O及NH4Cl就生成红棕色的[Co(NH3)6]Cl2。将它放置在空气中，颜色变深，变为紫红色，这就意味着钴（Ⅱ）氨配合物被空气中的氧氧化为钴（Ⅲ）氨配合物，一般都认为生成了六配位的钴（Ⅲ）氨配合物Co(NH3)6Cl3。[Co(NH3)6]Cl3(橙黄色晶体)；[Co(NH3)5H2O]Cl3(砖红色晶体)；[Co(NH3)5Cl]Cl2（紫红色晶体）。[Co(NH3)6]Cl3可以用活性炭为催化剂，用H2O2氧化含有NH3及NH4Cl的CoCl2溶液而制得。2CoCl2+2NH4Cl+10NH3+H2O2=2[Co(NH3)6]Cl3+2H2O橙黄色晶体，20℃时在水中的溶解度为0.26mol/L。操作步骤4.5gCoCl2·6H2O晶体（颜色？），3gNH4Cl+5mL水，加热溶解（颜色？）。稍冷后加0.3g活性炭（颜色？），混合均匀，流水冷却。加10mL浓氨水（颜色？），冷至283K以下，逐滴加入（目的？）13mL6%H2O2（颜色？）。水浴加热至323～333K，保温20min（目的？），不断搅拌，冷至273K抽滤，滤液弃去沉淀溶于40mL沸水（含2mL浓HCl），趁热过滤，沉淀弃去。在滤液中慢慢（目的？）加5mL浓HCl，冰浴冷却后抽滤，滤液弃去。晶体用少许乙醇洗，抽干。烘干。水浴加热基本操作减压过滤(1)在没有铵盐的情况下，氨水遇钴盐后，即生成蓝色氢氧化钴(Ⅱ)沉淀：Co2++2OH-→Co(OH)2↓此沉淀易溶于过量的沉淀剂和铵盐溶液中。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达不到氢氧化钴(Ⅱ)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)提供产物所需的NH3。1、氯化铵在制备三氯化六氨合钴中有何作用？讨论2、过氧化氢、活性炭在制备过程中的作用？在空气中放置，不加催化剂活性炭的情况下，得到的只能是[Co(NH3)5Cl]Cl2，而不是[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。过氧化氢在制备中起氧化作用，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不降低，以便过氧化氢顺利的将二价钴氧化为三价钴。讨论3、为什么要稍冷后加入活性炭？避免溶液与活性炭冲出。若在加热至沸，溶解CoCl2后加入活性炭，活性炭将成为气化中心，导致大量的水蒸气突然逸出，夹带出溶液与活性炭。讨论4、为什么要“冷至283K以下，用滴管逐滴加入13.5mL过氧化氢液，并在323～333K保持20min”？(1)避免H2O2的分解；(2)使Co(Ⅱ)氨配合物氧化为Co(Ⅲ)配合物的反应进行完全。讨论5、为什么要用冰浴冷却至273K左右后过滤？温度/K273319.7溶解度/(g/100g水)4.2612.74讨论6、沉淀溶于40mL沸水(水中含2mL浓HCl)后趁热过滤的目的何在，此步应注意什么？(1)趁热过滤的目的提示：沉淀中除产物外还有何物？(2)注意事项：做好过滤前的准备工作再加热水与沉淀；趁热过滤前，应检查产物是否全部溶解；一旦溶解，立即趁热、全部转移，若加热时间过长，因水蒸发会导致产物析出；若沸后再加热，产物仍未全溶，则加少许水，加热至全溶后过滤。讨论7、为什么要将5mL浓盐酸慢慢加到滤液中？实验步骤中已提示，加入浓盐酸后会有大量橙黄色晶体析出，慢慢加入的目的是为了得到大的晶体，便于过滤与烘干。由此也提示我们，加完浓盐酸后应稍放置一会，不能立即放到冰水浴中，否则仍会有小晶体产生。缓慢加入浓盐酸是利用盐酸中的氢离子与络合物中的氯离子或水分子结合，离开络合物，让氨取代它们，使络合物纯化为[Co(NH3)6]Cl3。讨论