三氯化六氨合钴的制备PPT课件

三氯化六氨合钴（Ⅲ）的制备实验目的一、继续巩固减压过滤、蒸发浓缩等基本操作。

二、掌握制备金属配合的物的最常用方法——水溶液中的取代反应和氧化还原反应，了解其基本原理和方法。

实验原理运用水溶液中的取代反应来制取金属配合物，是在水溶液中的一种金属盐和一种配体之间的反应，实际上是用适当的配体来取代水合配离子中的水分子。

氧化还原反应制备金属配合物是将不同氧化态的金属化合物，在配体存在下使其适当地氧化或还原以制得该金属配合物。

根据有关电对的标准电极电势可知，通常情况下Co（Ⅱ）盐在水溶液中是稳定的，而Co（Ⅲ）盐在水溶液中不能稳定存在，但当生成氨配合物后正相反。

因此常用空气或过氧化氢等氧化二价钴的化合的方法来制备三价钴的氨配合物。

以氨为配位剂，在不同的条件下可以制备出多种钴（Ⅲ）的氨配合物，如三氯化六氨合钴（Ⅲ）（[Co（NH3）6]Cl3，橙黄色晶体），二氯化一氯五氨合钴（Ⅲ）（[Co（NH3）5Cl]Cl2，紫红色晶体），三氯化五氨一水合钴（Ⅲ）（[Co（NH3）5H2O]Cl3，砖红色晶体）。

本实验以活性炭为催化剂，采用过氧化氢为氧化剂，在过量氨和氯化铵存在下，将Co（Ⅱ）氧化为Co（Ⅲ），来制备三氯化六氨合钴（Ⅲ）配合物，反应式为：将反应物溶解在酸性溶液中以除去其中混有的催化剂，过滤除去活性炭，然后在较浓的盐酸存在下使产物结晶析出。

仪器和试剂电子天平(百分之一)，抽滤装置，CoCl2·6H20（s），NH4Cl（s），浓氨水，HCl(浓，2mol/L)， H2O2（6%），活性炭，乙醇，冰。

实验内容称取6g研细的CoCl2·6H20（s）和4g NH4Cl（s），放入锥形瓶中，再加入10mL去离子水，加热溶解后加入0.4g研细的活性炭，混合均匀，流水冷却后加入14mL浓氨水，进一步用冰水冷却到10℃以下。

缓慢加入14mL6% H2O2（分数次加入，边加边摇）。

然后在水浴中加热到60℃，恒温20分钟后，以流水冷却后再用冰水冷却至0℃。

三氯化六氨合钴的合成一、实验目的1.掌握三氯化六氨合钴（III）的合成。

2.加深理解配合物的形成对三价钴稳定性的影响。

二、实验原理根据有关电对的标准电极电位可以知道，在通常情况下，二价钴盐比三价钴盐稳定得多，而在许多场合下它们的配合物正好相反，三价钴反而比二价钴来得稳定，而活性的Co（Ⅱ）配合物很容易形成。

因此通常采用氧化二价钴配合物的方法，来制备三价钴的配合物。

能将Co（Ⅱ）配合物氧化成Co（Ⅲ）配合物的氧化剂有多种，如卤素单质，但应用卤素做氧化剂会引入卤素离子X-,PbO2也是很好的氧化剂，它可被还原成Pb2+，在Cl-存在时，它可成为PbCl2沉淀，可过滤除去；同样SeO2也是一个很好的氧化剂，还原产物Se是沉淀，可过滤除去。

最好的氧化剂是空气（空气中富含O2）或H2O2，它们不会引入杂质。

氯化钴（Ⅲ）的氨合物有很多种，主要有三氯化六氨合钴（Ⅲ）[Co(NH3)6]Cl3（橙黄色晶体），三氯化一水五氨合钴（Ⅲ）[Co(NH3)5H2O]Cl3（砖红色晶体），二氯化一氯五氨合钴（Ⅲ）[Co(NH3)5Cl]Cl2（紫红色晶体）等，它们的制备条件各不相同。

本实验以活性碳为催化剂，用过氧化氢氧化有氨和氯化铵存在的氯化钴溶液制备三氯化六氨合钴(Ⅲ)，总反应式如下：2CoCl2·6H2O＋10NH3＋2NH4Cl＋H2O2 ===2[Co(NH3)6]Cl3＋14H2O三氯化六氨合钴溶解于酸性溶液中，通过过滤可以将混在产品中的大量活性炭除去，然后在高浓度盐酸中使三氯六氨合钴结晶。

三氯化六氨合钴可溶于水不溶于乙醇，20℃在水中的溶解度为0.26 mol·L-1 [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）或强酸作用下基本不被分解，只有加入强碱并在沸热的条件下才分解。

2 [Co(NH3)6]Cl3 + 6 NaOH ==== 2 Co(OH)3 + 12 NH3↑+ 6 NaCl三、仪器和药品1. 试验仪器抽滤装置、锥形瓶、温度计（100 0C）1支、滴管、量筒（25 ml）、烧杯。

“两高两低”[Co(NH3)6]3+离子是很稳定的，其K(稳)＝1.6×1035（即完全电离出Co3+和NH3的合成[Co(NH3)6]3+的常数），因此在强碱的作用下（冷时）或强酸作用下基本不被分解。

三氯化六氨合钴(Ⅲ)在酸性条件下是一种强氧化剂，固体为橙黄色晶体，常温下，在水溶液中溶解度为0.26molL-1。

虽然该配离子很稳定，但在强碱性介质中煮沸时可分解为氨气和Co(OH)3沉淀。

制备过程还可能生成[Co(NH3)6]C12OH、Co(OH)2、Co(OH)3等杂质。

[Co(NH3)6]C13 + 3NaOH = Co(OH)3 ↓+ 6NH3↑ + 3 NaCl 注：Co(OH)3的ksp=3×10-41;Co(OH)2的ksp=6.3×10-15，实验室制备三氯化六氨合钴(Ⅲ)一般使用活性炭做催化剂来得到（若不用活性炭做催化剂，则主要得到其他Co3+的配合物），方法如下：请回答下列问题：（1）实验过程中需要假如2gNH4Cl的目的是。

理由是。

为什么不用盐酸？或硫酸。

（2）实验室加双氧水的也可以改用氧气，其目的是为了使Co2+转化为Co3+，写出加双氧水的后离子方程式：。

（3）在加双氧水前，溶液先必须冷却到10℃，然后加入双氧水，其原因是：，最后还需要水浴加热60℃且恒温20min的原因是。

（4）抽滤后得到沉淀1，加入沸水20mL和1mL浓盐酸，主要目的除去沉淀2，并得到产品的溶液，沉淀2的主要成分为。

（5）滤液中加入的2mL浓盐酸并冷却到0℃的目的是为了使三氯化六氨合钴(Ⅲ)从溶液中析出，请问，为什么不可以加入饱和的NaCl来达到目的。

（6）产品三氯化六氨合钴(Ⅲ)用冷的浓盐酸洗涤的目的是。

（7）最后用少量乙醇洗涤的主要目的是。

（8）如何测定三氯化六氨合钴(Ⅲ)含有的NH3的个数（9）测定三氯化六氨合钴(Ⅲ) Cl-的含量可以用莫尔法，莫尔法是实验室和工业生产中常用的一种测定氯离子含量的滴定分析手段，以AgNO3标准溶液为滴定剂、K2CrO4为指示剂，于中性或弱碱性溶液中测定Cl－的分析方法。

[Co(NH3)6]Cl3的制备及组成的测定实验目的：•掌握三氯化六氨合钴（Ⅲ）的合成原理及操作方法•了解钴（II）钴（III）及钴配合物的性质•掌握一些常用标准溶液的配制方法及一些溶液的标定方法•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。

实验原理：1、[Co(NH3)6]Cl3的制备在水溶液中，电极反应φθCo3+/Co2+=1.84Ｖ，所以在一般情况下，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（φθCo3+/Co2+=1.84Ｖ>φθO2/H2O=1.229V）。

但在有配合剂氨水存在时，由于形成相应的配合物[Co(NH3)6]2+，电极电势φθCo(NH3)63+/ Co(NH3)62+=0.1Ｖ，因此CO(Ⅱ)很容易被氧化为Co(III)，得到较稳定的Co（Ⅲ）配合物。

实验中采用H2O2作氧化剂，在大量氨和氯化铵存在下，选择活性炭作为催化剂将Co(Ⅱ)氧化为Co(Ⅲ)，来制备三氯化六氨合钴(Ⅲ)配合物，反应式为2[Co(H2O)6]Cl2+ 10NH3 + 2NH4Cl + H2O2===== 2[Co(NH3)6]Cl3 + 14H2O将产物溶解在酸性溶液中以除去其中混有的催化剂，抽滤除去活性炭，然后在较浓为盐酸存在下使产物结晶析出。

2、NH3的测定原理三氯化六氨合钴在强碱强酸的作用下，基本不被分解，在沸腾的条件下，才被强碱分解。

在试液中加入氢氧化钠，加热至沸腾使三氯化六氨合钴分解，并蒸出氨。

蒸出的氨用过量的2%的硼酸溶液吸收，以甲基红—溴甲酚绿为指示剂，用氯化氢标准溶液滴定生成的硼酸氨，这样就能计算出生成的氨的量。

[Co(NH3)6]Cl3+3NaOH==Co(OH)3+6NH3↑+3NaCl3、钴的测定原理三氯化六氨合钴在沸腾的碱液里发生反应生成棕黑色氢氧化钴沉淀，加入盐酸、碘化钾后，溶液中钴（III）具有强的氧化性可以与碘（I）发生氧化还原反应，通过用硫代硫酸钠标准溶液滴定生成的碘（I），用淀粉做指示剂，终点颜色有蓝色变为浅红粉色，从而确定含钴量。

三氯六氨合钴的制备三氯六氨合钴是一种重要的无机化合物，具有广泛的应用价值。

它可以用作催化剂、颜料、荧光剂、磁性材料等。

本文将介绍三氯六氨合钴的制备方法及其反应机理。

1. 氨水还原法氨水还原法是制备三氯六氨合钴的常用方法之一。

具体操作步骤如下：(1) 将氢氧化钴和氯化铵按摩尔比例混合，并加入适量的水，搅拌均匀。

(2) 在搅拌的同时，缓慢滴加氨水，直到反应液呈现出深蓝色。

(3) 继续搅拌反应液，并加热至70-80℃，持续加热2-3小时。

(4) 将反应液过滤，收集固体产物，用水洗涤干净，干燥后即可得到三氯六氨合钴。

反应机理如下：氢氧化钴和氯化铵在水中反应生成CoCl2和NH4OH。

氨水加入后，NH4OH和CoCl2反应生成Co(OH)2。

Co(OH)2再与氨水反应生成Co(NH3)6Cl2。

最后，加热反应使Co(NH3)6Cl2变为Co(NH3)6Cl3，即三氯六氨合钴。

2. 氢氧化钴氯化法氢氧化钴氯化法是另一种制备三氯六氨合钴的方法。

具体操作步骤如下：(1) 将氢氧化钴溶解于水中，加入适量的盐酸，搅拌均匀。

(2) 在搅拌的同时，缓慢滴加氯化铵溶液，直到反应液呈现出深红色。

(3) 继续搅拌反应液，并加热至70-80℃，持续加热2-3小时。

(4) 将反应液过滤，收集固体产物，用水洗涤干净，干燥后即可得到三氯六氨合钴。

反应机理如下：氢氧化钴和盐酸反应生成CoCl2和水。

氯化铵加入后，NH4Cl和CoCl2反应生成CoCl2·2NH4Cl。

继续加热反应，CoCl2·2NH4Cl分解，生成Co(NH3)6Cl2和NH4Cl。

加热反应使Co(NH3)6Cl2变为Co(NH3)6Cl3，即三氯六氨合钴。

3. 反应机理分析无论是氨水还原法还是氢氧化钴氯化法，最终得到的产物均为三氯六氨合钴。

反应机理分析可以发现，两种方法中均采用了还原剂（NH4OH或NH4Cl），将Co2+还原成Co(OH)2或CoCl2·2NH4Cl，再通过氨水的配位作用，形成六配位的三氯六氨合钴。