实验报告二

三氯化六氨合钴的制备及组成测定

三氯化六氨合钴（Ⅲ）的制备及组成测定

一实验目的：

1了解氧化还原反应的相关知识。

2了解从二价钴盐制备三氯化六氨合钴的方法。

3掌握配位化合物理论及平衡方面的知识。

4了解固相催化的原理及特点。

5掌握用酸碱滴定法测定样品中氨含量的原理和方法。

6掌握用沉淀滴定法测定样品中氯含量的原理和方法。

7掌握用碘量法测定样品中钴含量的原理和方法。

8训练无机合成、滴定分析的基本操作，掌握确定组成和化学式的原理和方法。

二实验内容：

（一）三氯化六氨合钴的制备

1实验原理：

在通常情况下，二价钴盐较三价钴盐稳定的多，而在许多场合它们的配合状态下却正相反，三价钴反而比二价钴稳定。因此，通常采用空气或者氧化剂氧化二价钴的方法，来制备三价钴的配合物。

Co2Co3eE(Co3/Co2)1.80V

[Co(NH3)6]2[Co(NH3)6]3E([Co(NH3)6]3/[Co(NH3)6]2)0.10V

氯化钴（Ⅲ）的氨合物有许多种，主要有三氯化六氨合钴（橙黄色晶体）、三氯化一水五氨合钴（砖红色晶体）、二氯化一氯五氨合钴（紫红色晶体）等。

本次实验三氯化六氨合钴的制备条件是：以活性炭为催化剂，用氧化剂氧化有氨剂——氯化铵存在的氯化钴溶液。反应式为：

CoCl2NH4ClNH3氧化剂[Co(NH3)6]Cl3H2O

所得产品[Co(NH3)6]Cl3为橙黄色单斜晶体。

2实验仪器及试剂：

仪器：锥形瓶（250mL），铁架台，药匙，滴管，表面皿，量筒，电炉，玻璃棒，移液管，洗瓶，温度计，恒温水浴锅，烘箱，抽滤瓶，布氏漏斗，抽滤装置，分析天平，普通电子天平

试剂：NH4Cl，CoCl26H2O，NH3H2O，H2O2，HCl，活性炭，冰，乙醇，去离子水

3实验步骤：

在锥形瓶中，将4.0gNH4Cl溶于8.4mL水中，加热至沸。加6.0gCoCl26H2O晶体，溶解后，稍冷却，加0.4g活性炭，摇动锥形瓶，使其混合均匀。用流水冷却后，加入13.5mL1

三氯化六氨合钴的制备及组成测定

浓氨水，再冷却至283K以下，用滴管逐滴加入13.5mL5％H2O2溶液，水浴加热至323～333K，保持20分钟并不断摇锥形瓶。然后用冰浴冷却至273K左右，马上减压过滤。直接把沉淀溶于50mL沸水中（水中含1.7mL浓盐酸），趁热抽滤，在滤液中慢慢加入6.7mL浓盐酸，有大量橘黄色晶体析出，用冰浴冷却后，马上抽滤。用5mL乙醇洗涤，吸干。晶体在水浴上干燥，称重，计算产率。

4实验数据处理：

得到的产品：m产品=4.987g

称取mCoCl26H2O=6.0g

6.0267.436.744g理论产品质量:m理237.93

4.987100%73.9%产率=6.744

(二)三氯化六氨合钴组成的测定

1氯的测定

(1)实验原理：

在中性或弱碱性溶液中，以K2CrO4作指示剂，用硝酸银标准溶液滴定Cl-

2AgCrO4Ag2CrO4(砖红色)KSP2.01012

AgClAgCl（白色）KSP1.81010

由于AgCl溶解度比Ag2CrO4小，根据分布沉淀原理。溶液中首先析出AgCl沉淀，化学

计量点附近，由于Ag+浓度增加，与CrO42-生成砖红色Ag2CrO4沉淀指示滴定终点。

(2)实验仪器和试剂：

仪器：容量瓶（100mL），锥形瓶（250mL），酸式滴定管，玻璃棒，烧杯，移液管试剂：AgNO3溶液,NaCl,2.5％K2CrO4溶液

(3)实验步骤：

①准确称取0.4g左右的样品，溶解在250mL容量瓶中，用移液管移取25mL于锥形瓶中，加入0.5mL2.5％K2CrO4溶液作为指示剂。

②用氯化钠溶液标定硝酸银溶液后，用硝酸银标准溶液滴定样品溶液至出现砖红色不再消失为终点。

③根据消耗的硝酸银溶液的量，计算氯的含量。

(1)实验数据处理：

标定AgNO3：2

mNaCl0.2939g

三氯化六氨合钴的制备及组成测定

CNaCl

VAgNH30...00mol/l26.12CAgNO3

两组平均值：1(0.048090.04928)0.04868mol/l

CAgNO32

Cl%CAgNO3VAgNO335.5

1000m样100.048689.3435.540.20%10000.401510

1mol样品中氯的物质的量=0..4335.53.03

2氨的测定

(1)实验原理：

第一步氨气释放

[Co(NH3)6]33OHCo(OH)36NH3

第二步硼酸吸收氨气

3NH3H3BO3(NH4)3BO3

第三步盐酸滴定硼酸铵

(NH4)3BO33HCl3NH4ClH3BO3

(2)实验仪器和试剂：

仪器:锥形瓶（250mL），容量瓶（250mL），分析天平，烧杯，量筒，玻璃棒，药匙，移液管，量筒，凯氏定氮仪，酸式滴定管，电炉

试剂：盐酸，无水碳酸钠，甲基红-溴甲酚绿，硼酸溶液

(3)实验步骤：

①准确称取0.2g左右的试样，放入250mL锥形瓶中加30mL水溶解，放在凯式定氮仪上操作。

②用碳酸钠溶液标定盐酸后，用标准浓度的盐酸溶液滴定硼酸至颜色由蓝绿色变成浅粉色。

③将锥形瓶放在电炉上加热，沸腾1min后，冷却至室温再继续滴定至浅粉色。③根据消耗的HCl的量，计算氨的含量。

(4)实验数据处理：

2.0010.0755mol/L标定HCl:mNa2CO32.001ggCNa2CO30.250106

三氯化六氨合钴的制备及组成测定

VHCl

CHCl25.6925.7125.70mL20.075525..1469mol/L325.7010

滴定样品:

样品中NH3％

NH3％CHClVHCl17100％1000m样0.146931.0717.00100％39.03％10000.19880.146931.3517.00100％38.91％10000.202439.03%38.91%38.97％2

1mol样品中NH3的物质的量=0..4317.006.13mol

3钴的测定

(1)实验原理：

第一步氨气释放

[Co(NH3)6]33OHCo(OH)36NH3

第二步碘的还原

2Co(OH)36H2I2Co23H2OI2

第三步碘量法测定

22I22S2O32IS4O6

(2)实验仪器和试剂：

仪器:碘量瓶（250mL），容量瓶（250mL），烧杯，量筒，玻璃棒，药匙，量筒，碱式滴定管，电炉，分析天平，移液管

试剂：KI固体，6mol/LHCl溶液，10％NaOH溶液，Na2S2O3固体，0.5％淀粉溶液，K2Cr2O7固体

(3)实验步骤：

①准确称取0.17～0.22g试样两份放于碘量瓶，分别加20mL水溶解，再加入3mL10％NaOH加热有棕黑色沉淀产生，沸后小火加热5min。

②取下稍冷，加50mL水，用流水冷至室温。加入0.5gKI及5mL6mol/L盐酸，摇动使之4

三氯化六氨合钴的制备及组成测定

溶解，在暗处放置5min。

③用K2Cr2O7溶液标定Na2S2O3溶液后，用Na2S2O3标准溶液滴定。当溶液颜色呈浅黄时加2mL0.5％的淀粉溶液，滴到蓝色消失呈淡红色即为终点。④根据消耗的Na2S2O3溶液的量，计算钴的含量。(4)实验数据处理：标定Na2S2O3溶液:

C0.004621mol/L

K2Cr2O7

VNa2S2O3

24.9524.55

24.75mL

CNa2S2O3

0.510360.028mol/L

24.75103

滴定样品：

样品中Co％即

CNa2S2O3VNa2S2O358.93

1000m样

100％

0.02826.3258.93

100％21.43％

10000.20270.02827.7058.93

100％21.31％

10000.2145

21.43%21.31%

21.37％

1mol样品中钴的物质的量=0..4358.930.97mol

三测定结果汇总

三氯化六氨合钴的制备及组成测定

四、结果讨论与误差分析

1、样品产率低，原因有：

①氯化铵加热时过度和温水浴时会释放出氨气，导致产率的下降。

②冷水浴时不够完全，有部分固体没有析出或晶体析出后再溶解。

③抽滤时滤纸会粘附一部分，导致损失。

④在反应搅拌与产品烘干时，都会导致损失。

⑤加入的活性炭没有充分研磨，颗粒太大，催化效果差⑥过滤时速度太慢

2、通过对组分测定，氨、钴的含量偏高，氯的含量比较低。原因有：

①氨的测定中，滴定终点判断有偏差，导致实验数据的误差。

②钴的测定中，加淀粉时的黄色判断有点晚。

③钴的测定中，滴定管最后产生个小气泡，使NXXX3滴定的体积偏小，影响实验。④氯的测定中，滴定终点不好把握，在没有达到终点时即停止滴定，导致

误差较大。

⑤产品中可能有其他物质，比如二氯化五氨合钴。

⑥在读数时存在误差。配制标准溶液的过程中存在误差，导致滴定不准确，影响结果的计算。

五、注意事项

1、三氯化六氨合钴的制备：

①CoCl26H2O溶解后加入活性炭冷却不能太慢，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，不可太快，因为溶液中的物质会与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。

2、三氯化六氨合钴组分的测定：

①分析天平称得质量要≥0.2g，因为分析天平的精确度为0.0001g，一次实验要称两次，误差为0.0002g，要求误差≤1‰，所以要大于0.2g。

②滴定管快滴定完时，要把悬浮的液体刮锥形瓶，减小误差。

③碘量瓶要用磨口塞子，防止碘的升华。

④碘量法测定钴，在碘量瓶中加入KI固体和HCl后应立即将碘量瓶转移至暗处。

⑤Cl的测定中，加入后产生砖红色，30秒不变色就为终点。

六、思考题

1、氯化铵在制备三氯化六胺合钴中的作用是提供碱性环境，与氨水形成缓冲溶液。6

三氯化六氨合钴的制备及组成测定

2、活性炭的作用是催化剂，用来吸附反应物，提供大的比表面积。

3、逐滴加入是为了使活性炭充分吸附过氧化氢，使反应更加完全。

4、用冰浴冷却更有利于沉淀析出，提高产率。

5、趁热抽滤的作用是为了防止晶体析出，提高产率。此处应注意先加水再加浓盐酸，防止出现危险。

6、加浓盐酸是为了抑制产物水解，是运用了同离子效应的原理。当生成晶核的过程中，慢慢加入更有利于形成又大又好的晶体。

7、应注意趁热过滤的步骤影响产品质量和产率。