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三草酸

1.方案一三草酸根合铁(III)酸钾的制备、性质和组成分析吉林化工学院制药工程专业学生:李晓健指导老师:杨艳艳1前言【三草酸合铁酸钾】(potaxxium trioxalatoferrate) ,又称草酸铁钾、乙二酸铁钾,三草酸合铁(Ⅲ)酸钾、草酸高铁钾化学式K3[Fe(C2O4)3]·3H2O;比重2.138。

加热至100℃时失去全部结晶水,230℃时分解。

性状:翠绿色单斜晶体,易溶于水,难溶于醇,对光敏感,加热至100℃开始失去结晶水,温度更高开始分解,水溶液中光照能释放出氧气。

将光照射其水溶液,生成相应的亚铁离子和碳酸。

由铁盐与草酸钾溶液作用而得。

用于摄影、电镀业、化学试剂、有机合成、科研等行业,也用于测定光量。

它是制备负载型活性铁催化剂的主要原料,也是一些有机反应很好的催化剂,因而具有工业生产价值。

2实验部分2.1、实验目的1.掌握三草酸根合铁(III)酸钾的制备方法。

2.熟悉化学分析、热分析、电导率测定等方法在化合物组成分析中的应用。

3.了解三草酸根合铁(III)酸钾的光化学性质。

2.2、实验原理三草酸根合铁(III)酸合成工艺有多种,例如,可采用氢氧化铁和草酸氢钾反应;也可用硫酸亚铁铵与草酸反应得到草酸亚铁,本实验采用三氯化铁和草酸钾直接反应制备。

K3[Fe(C2O4)3]·3H2O为翠绿色晶体,溶于水(0℃时4.7g/100g水,100℃时117.7g/100g水),难溶于乙醇、丙酮等有机溶剂。

110℃失去结晶水,230℃分解。

该配合物对光敏感;可进行下列光反应:2 K3[Fe(C2O4)3] 2FeC2O4+3K2C2O4+2CO2因此,在实验室中可用碱草酸根含铁(III)酸钾作成感光纸;进行感光实验。

另外,由于它具有光的化学性质,能定量进行化学反应,常用作化学光量计材料。

用稀H2SO4可使三草酸根合铁﹝III﹞酸钾分解产生Fe3+和C2O2-4用高锰酸钾标准溶液滴定试样中的C2O2-4此时Fe3+不干扰测定滴定后的溶液用锌粉还原为。

过滤除去过量的锌粉,使用高锰酸钾标准溶液滴定Fe2+通过消耗高锰酸钾标准溶液的体积及浓液计算得到C2O2-4 和Fe3+的含量。

用电导体测定配合物的摩尔电导体Km可确定阴,阳离子数目之比,从而确定配合物离子的电荷数,进一步确定化学式和原子结合的方式2.3、主要仪器和试剂天平,台秤,电导率仪,抽滤瓶, 布氏漏斗循环水泵, 棕色容量瓶,烧杯,量筒蒸发皿。

草酸钾K2C2O4 H2O,化学纯)三绿化铁(FeCl3 6H2O,化学纯),K3﹝Fe(CN)6﹞(化学纯), NaOH(2mol/L),H2SO4 (2mol/L,0.2mol/L), kMnO4标准溶液(0.0200mol/L)锌粉(分析纯),丙酮。

2.4、实验内容与步骤1. 三草酸根合铁(III)酸钾的制备称取12g草酸钾放入100mL烧杯中,加20mL水,加热使全部溶解.在溶液近沸时边搅拌加入8mL,三氯化铁溶液(0.4g/mL),将此溶液在冷水中冷却既有绿色晶体析出,析出完全后减压过滤得粗产品。

将粗产品溶解在约20mL热水中,趁热过滤。

将滤液在冰水中冷却,待结晶完全后抽滤晶体产物先用少量冰水和丙酮洗涤,晾干,称重,计算,产率2.配合物的组成分析①C2O2-4的测定准确称取约1g合成的三草酸合铁(III)酸钾绿色晶体于烧杯中,加入25mL 3mol/L的硫酸使之溶解再转移至250mL容器瓶中,稀释至刻度,摇均。

移取25mL试液于锥形瓶中加入20mL3mol/L硫酸,在70~80℃水浴中加热5min 后,趁热用高锰酸钾标准溶液滴定到溶液呈浅粉色,且30s 不褪色即为终点,计下读数。

平行测定三次,每次滴定完后溶液保留。

②Fe3+的测定往上述滴定后的每份溶液中加入1g锌粉、5mL3moL/L硫酸振荡8~10min后,过滤除去过量的锌粉,滤纸用另一个锥形瓶承接。

用40mL0.2mol/L的硫酸溶液洗涤原锥形瓶和沉淀,然后用高锰酸钾标准溶液滴定到溶液呈浅粉色,30s不褪色即为终点计下读数平行测定三次。

③配离子电荷的确定,称取产品0.1g,配成100mL溶液。

在电导率仪上测其电导然后求出摩尔电导率km值④根据上述结果分析配合物的组成3.光化学性质①将少量产品放在表面皿或点滴板上,在日光下放置一段时间,观察晶体颜色的化与放在暗处的晶体比较。

②称取0.5g产物和0.4K3[Fe(cn)6],加5mL水配成溶液,用玻璃棒或毛笔取在纸上涂画,在日光直照下,观察变化。

或者将此混合液均匀涂在纸上,放暗处晾干后,附上图案,在强光下照射,观察变化。

2.5、注意事项制备三草酸根合铁(III)酸钾时,可以往溶液中加入少量丙酮或乙醇,促使晶体析出完全。

2.6、思考题1.三草酸根合铁(III)酸钾固体和溶液应如何保存?2.用化学式表示本实验Fe3+和C2O2-4的测定原理。

3.K3[Fe(C2O4)3]与K3[Fe(CN)6]混合物为什么在光照产生蓝色物质?4. 产物中的K+可以用什么方法进行定性和定量分析?方案二三草酸根合铁(III)酸钾的制备、性质和组成分析吉林化工学院制药工程专业学生:李晓健指导老师:杨艳艳1前言【三草酸合铁酸钾】(potaxxium trioxalatoferrate) ,又称草酸铁钾、乙二酸铁钾,三草酸合铁(Ⅲ)酸钾、草酸高铁钾化学式K3[Fe(C2O4)3]·3H2O;比重2.138。

加热至100℃时失去全部结晶水,230℃时分解。

性状:翠绿色单斜晶体,易溶于水,难溶于醇,对光敏感,加热至100℃开始失去结晶水,温度更高开始分解,水溶液中光照能释放出氧气。

将光照射其水溶液,生成相应的亚铁离子和碳酸。

由铁盐与草酸钾溶液作用而得。

用于摄影、电镀业、化学试剂、有机合成、科研等行业,也用于测定光量。

它是制备负载型活性铁催化剂的主要原料,也是一些有机反应很好的催化剂,因而具有工业生产价值。

2实验部分2.1 、实验目的1、掌握合成三草酸根合铁(Ⅲ)酸钾的操作技术;2、理解制备过程中化学平衡原理的应用;3、了解三草酸根合铁(Ⅲ)酸钾的光化学性质;2.2、实验原理三草酸根合铁(III)酸钾K3[Fe(C2O4)3]•3H2O为一种绿色的单斜晶体,溶于水而不溶于乙醇,为了制备纯的三草酸根合铁(III)酸钾晶体,首先用硫酸亚铁铵与草酸反应制备出草酸亚铁。

①利用硫酸亚铁铵与草酸反应制备草酸亚铁晶体,并用倾析法洗去杂质。

(NH4)2Fe(SO4)2•6H2O + H2C2O4 = FeC2O4• 2H2O + (NH4)2SO4 + H2SO4 + 4H2O②在过量草酸根存在下,用过氧化氢草酸亚铁即可制得三草酸根合铁(Ⅲ)酸钾配合物。

6 FeC2O4• 2H2O + 3 H2O2 + 6 K2C2O4 = 4 K3[Fe(C2O4)3] + 2Fe(OH)3 + 12 H2O③加入适量草酸可使Fe(OH)3转化为三草酸根合铁(Ⅲ)酸钾配合物。

2Fe(OH)3 + 3 H2C2O4 + 3 K2C2O4 = 2 K3[Fe(C2O4)3] + 6 H2O④加入它的不良溶剂乙醇后,它便从溶液中形成K3[Fe(C2O4)3]•3H20晶体析出。

总反应式为:2FeC2O4• 2H2O + H2O2+ 3 K2C2O4 + H2C2O4 = 2 K3[Fe(C2O4)3]•3H20 + H2O合成的K3[Fe(C2O4)3]•3H20为绿色单斜晶体。

溶于水,但不溶于乙醇、丙酮等有机溶剂。

⑤K3[Fe(C2O4)3]•3H20对光敏感,利用这一性质课制作晒图纸进行感光实验。

当配离子[Fe(C2O4)3]3-在日光或强光照射下吸收能量(hν)活化后,会进一步发生离子内的电子转移,结果Fe3+变为Fe2+,C2O42-变为CO2。

即进行下列光化学反应:[Fe(C2O4)3]3- → 2FeC2O4+ 3 C2O42- + 2 CO2生成的草酸亚铁,遇六合氰钾生成滕氏蓝,反应为:3 Fe2+ + 2 [Fe(C2O4)3]3- → K3[Fe(CN)6]2(蓝色)在日光或强光照射下,感光部分的K3[Fe(C2O4)3]•3H20遇铁氰化钾呈蓝色,被遮盖的部分由于[Fe(C2O4)3]3-未发生光化学反应,遇铁氰化钾不变色。

2.3、仪器与试剂电子天平,布氏漏斗,吸滤瓶,干燥器,量筒,锥形瓶,烧杯,滴管,滤纸,水浴装置,铁架台,恒温槽,电炉,烘箱,水循环真空泵,表面皿,夹子等。

硫酸亚铁铵(S, AR),H2SO4 ( 3mol/l ),H2C2O4 (饱和),K2C2O4 (饱和),H2O2 (30%),乙醇(95%),K3[Fe(CN)6]3- (3.5%), 干燥剂(硅胶)等。

2.4、实验步骤一、三草酸根合铁(III)酸钾的制备⑴称取5g ( NH4)2Fe(SO4)2•6H2O 置于200 ml 烧杯中,注入15 ml蒸馏水和1 ml 3mol/l H2SO4酸化。

⑵加热溶解,再加入25 ml H2C2O4 饱和溶液,加热至近沸且不断搅拌,制的黄色的FeC2O4•2H2O 沉淀。

⑶将此溶液室温下静置,即有大量黄色FeC2O4 晶体析出, 用倾析法洗涤沉淀3 次。

加入10 ml 饱和K2C2O4溶液与上述沉淀中,水浴加热至约40°C 左右。

⑷用滴管慢慢滴加2 ml 30% H2O2,不断搅拌。

此时沉淀转化为黄褐色。

⑸将水浴加热至沸腾。

以除去过量的H2O2。

⑹稍冷,分两次加入8 ml 饱和H2C2O4,一开始的5ml 一次加入,最后3ml 保持水浴沸腾下慢慢滴加,此时应加快搅拌,使沉淀溶解,此时溶液呈翠绿色。

⑺加热浓缩至溶液体积约30 ml,冷却,即有翠绿色晶体析出。

若冷却时不析出晶体,可直接在溶液中加入10 ml95%乙醇。

⑻抽滤至干,并用少量乙醇洗涤晶体。

用滤纸吸干,称量,计算产率.⑼将晶体置于干燥器内避光保存。

2.配合物的组成分析①C2O2-4的测定准确称取约1g合成的三草酸合铁(III)酸钾绿色晶体于烧杯中,加入25mL 3mol/L的硫酸使之溶解再转移至250mL容器瓶中,稀释至刻度,摇均。

移取25mL试液于锥形瓶中加入20mL3mol/L硫酸,在70~80℃水浴中加热5min 后,趁热用高锰酸钾标准溶液滴定到溶液呈浅粉色,且30s 不褪色即为终点,计下读数。

平行测定三次,每次滴定完后溶液保留。

②Fe3+的测定往上述滴定后的每份溶液中加入1g锌粉、5mL3moL/L硫酸振荡8~10min后,过滤除去过量的锌粉,滤纸用另一个锥形瓶承接。

用40mL0.2mol/L的硫酸溶液洗涤原锥形瓶和沉淀,然后用高锰酸钾标准溶液滴定到溶液呈浅粉色,30s不褪色即为终点计下读数平行测定三次。

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