实验报告三氯化六氨合钴的制备及其组成的测定一、实验目的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。

2.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。

3.学习电导测定原理与方法以及DDS－11A电导率仪的使用。

4.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1. 配合物合成原理：钴化合物有两个重要性质：第一，二价钴离子的盐较稳定；三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。

显然，在制备三价钴氨配合物时，以较稳定的二价钴盐为原料，氨－氯化铵溶液为缓冲体系，先制成活性的二价钴配合物，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三价钴氨配合物。

2CoCl2·6H2O ＋10NH3 ＋2NH4Cl ＋H2O2 ====2[Co(NH3)6]Cl3 ＋14H2O 反应需加活性炭作催化剂。

（橙黄色）2. NH3的测定原理。

由于三氯化六氨合钴在强酸强碱（冷时）的作用下，基本不被分解，只有在沸热的条件下，才被强碱分解。

所以试样液加NaOH溶液作用，加热至沸使三氯化六氨合钴分解，并蒸出氨。

蒸出的氨用过量的2%硼酸溶液吸收，以甲基橙为指示剂，用HCl标准液滴定生成的硼酸氨，可计算出氨的百分含量。

[Co(NH3)6]Cl3＋3NaOH====Co（OH）3 +6NH3++6 NaClNH3+H3BO3 ==== NH4 H2BO3NH4 H2BO3+HCl ==== H3BO3+ NH4Cl3. 钴的测定原理利用3价钴离子的氧化性，通过典量法测定钴的含量[Co(NH3)6]Cl3＋3NaOH====Co（OH）3 +6NH3++6 NaClCo（OH）3+3HCl==== Co3++3H2O2 Co3++2I-====2 Co2++I2I2 +2S2O32- ====2I-+ S4O62-4.氯的测定原理利用莫尔法即在含有Clˉ的中性或弱碱性溶液中，以K2CrO4作指示剂，用AgNO3标准溶液滴定Clˉ。

由于AgCl的溶解度比Ag CrO4小，根据分步沉淀原理，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CrO4-生成砖红色的Ag2CrO4沉淀，从而指示站点的到达。

终点前：Ag++Cl-=AgCl (白色) Ksp=1.8×10-10终点时：2Ag++CrO42-=Ag2CrO4（砖红色）Ksp=2.0×10-125. [Co(NH3)6]Cl3电离类型的测定。

电解质的电离类型不同，离解生成的离子不同，各种离子的电荷数和迁移速度也不相同。

因此，在相同条件（指温度和浓度）下，不同的电解质溶液的电导率不同。

将[Co(NH3)6]Cl3溶液配置成一组梯度溶液，通过测量电导率就可确定[Co(NH3)6]Cl3电离类型。

三、仪器和药品1. 试验仪器DDS－11A电导率仪、水浴加热装置、抽滤装置、凯氏定氮仪、容量瓶（100 ml，250ml）、25.00 ml移液管、250ml锥形瓶、温度计（100 0C）1支、250 ml 碘量瓶、量筒（25 ml、100 ml）各1个、烧杯、pH试纸（精密）2. 药品浓氨水、5％H2O2、浓盐酸、CoCl2·6H2O、95%乙醇、NH4Cl固体、2%硼酸溶液、活性炭、10％NaOH溶液、95%乙醇、KI固体、冰、Na2S2O3.5H2O晶体、AgNO3固体、无水碳酸钠固体（基准）、NaCl固（基准）、0.5% 淀粉溶液甲基橙指示剂甲基红溴甲酚氯指示剂K2CrO4指示剂四、实验步骤1. [Co(NH3)6]Cl3的合成在锥形瓶中，将4g NH4Cl溶于8.4ml水中，加热至沸，加入6.0g研细了的CoCl2·6H2O晶体，摇动使其溶解，然后趁热倾入0.4 g经活化了的活性炭，混合均匀后，用流水冷却，然后加入13.5 ml浓氨水，再冷却至283K以下，用滴管逐滴加入13.5ml 5％的H2O2溶液。

水浴加热至323-333K，并在此温度下恒温20 min，并不断摇动锥形瓶。

然后用冰水浴冷却至273K左右，吸滤，不必洗涤沉淀，直接把沉淀溶于50ml沸水中（水中含1.7ml浓盐酸）。

趁热吸滤，慢慢加入6.7ml浓盐酸于滤液中，即有大量橙黄色晶体析出。

用冰浴冷却后吸滤，晶体以2ml 2mol/L HCl洗涤，再用少许乙醇洗涤，吸干。

称量，计算产率。

2. 氨的测定（1）用电子天平准确称取约0.2g样品于250ml管中，加50ml去离子水溶解，另准备50ml2% H3BO3溶液于250ml锥形瓶中，（2）在H3BO3溶液加入5-6滴甲基红溴甲酚氯指示剂，将两溶液分别固定在凯氏定氮仪上，开启凯氏定氮仪，氨气开始产生并被H3BO3溶液吸收，吸收过程中，H3BO3溶液颜色由浅绿色逐渐变为深黑色，当溶液体积达到100ml左右时，可认为氨气已被完全吸收（也可利用PH试纸检验氨气出口来确定氨气是否被完全蒸出）。

（3）用以用NaCO3溶液标定准确浓度的HCl溶液滴定吸收了氨气的H3BO3溶液，当溶液颜色由绿色变为浅红色时即为终点。

读取并记录数据，计算氨的含量。

3. 钴含量的测定（碘量法）用电子天平准确称取约0.2g 样品于250ml 锥形瓶中，加20 ml 水，10ml 10％ NaOH 溶液，置于电炉微沸加热至无氨气放出（用PH 试纸检验）。

冷却至室温后加入20ml 水，再加入 1g KI 固体，15ml 6mol/LHCl 溶液。

立即盖上碘量瓶瓶盖。

充分摇荡后，在暗处反应10min 。

用以准确标定浓度的 Na 2S 2O 3溶液滴至浅黄色时，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。

计算钴的百分含量，并与理论值比较。

4.氯的测定用电子天平准确称取约0.2g 样品于250ml 锥形瓶中，用去离子水溶解后，加入1ml 5%的K 2CrO 4 溶液作为指示剂，用以准确标定浓度的AgNO 3溶液滴定至出现砖红色不再消失为止，即为终点，读取数据，计算氯的含量。

平行两次。

5.. [Co(NH 3)6]Cl 3电离类型的确定（1）用电子天平准确称取约0.5g 样品于小烧杯中，充分溶解后，将溶液转移至250ml 容量瓶中，配置成稀度约为128的试样溶液，再用此溶液配制稀度分别为256，512，1024的试样溶液各100ml ，用DDS －11A 电导率仪测定溶液的电导率。

（2）确定电离类型。

五.实验数据处理1. [Co(NH 3)6]Cl 3的制备产率 得到产品m=1.8547g称取样品6.0g ，理论产品质量为M 9.2375.2670.6⨯==6.77g产率%4.27%10077.68547.1=⨯=1mol 样品中所含氨的物质的量为39.29%*267.5/17=6.18mol2. 氨的测定（1）HCl 浓度的标定 根据公式HClNa Na V co V co C 2C 3232HCl ⨯⨯=（2）氨的含量计算m [Co(NH3)6]Cl3=0.2057g根据反应方程式得HCl 与NH 3的计量比为 1：1 故样品中样重⨯⨯⨯=100017%3HCl HCl V C NH%1002057.010001759.192427.0⨯⨯⨯⨯=%29.39=1mol 样品中所含氨的物质的量为22.68%*267.5/59=1.03mol3. 钴含量的测定已标定Na 2S 2O 3的浓度为0.02923 mol/L m [Co(NH3)6]Cl3=0.2050g根据反应方程式得Co 3+与Na 2S 2O 3的计量比为 1：1 故样品中样重⨯⨯⨯=100093.58%322322O S Na O S Na V C Co%1002050.0100093.5899.2602923.0⨯⨯⨯⨯=%68.22= 4. 氯的测定已标定AgNO 3的浓度为0.0900 mol/L根据反应方程式得Cl -与AgNO 3的计量比为 1：1故样品中样重⨯⨯⨯=10005.35%AgNO3AgNO3V C Cl第一次测定m [Co(NH3)6]Cl3=0.2189g 故样重⨯⨯⨯=10005.35%AgNO3AgNO3V C Cl%1002189.010005.3542.230900.0⨯⨯⨯⨯=%38.36=第二次测定m [Co(NH3)6]Cl3=0.2272g故样重⨯⨯⨯=10005.35%AgNO3AgNO3V C Cl%1002272.010005.3571.240900.0⨯⨯⨯⨯=%75.34=取平均值2%75.34%38.36%+=Cl%57.35= 两次测定的标准偏差=1. 15%相对标准偏差%100%57.35%15.1⨯=%23.3=1mol 样品中所含氯的物质的量为35.57%*267.5/35.5=2.68mol5.[Co(NH 3)6]Cl 3电离类型的确定 m [Co(NH3)6]Cl3=0.5216g初始[Co(NH 3)6]Cl 3的浓度为7.80mol/L逐步稀释后得到的溶液浓度以及其电导率如下表：摩尔电导率-浓度图六.结果讨论差与误分析1.产率较低，原因是：（1）制备过程中有损失。

比如晶体未完全析出或晶体析出后再溶解。

（2）过度加热，致使样品分解。

2.组份测定中，样品实验式与.[Co(NH3)6]Cl3基本相同，但各组分与理论值有差异，原因是：（1）测定时引入的误差（2）产品中可能有其他物质，比如二氯化五氨合钴。

3.电离类型测定，摩尔电导率-浓度图线符合强电解质曲线，故为强电解质电离。

七.注意事项1.在使用试剂或药品前一定要确保其没有失效，对一些试剂要现用现配。

2.活性炭在使用前一定要充分研磨以提供较大的比表面积。

3.在进行一步操作之前一定要确保已经具备了反应所需要的条件。

4.注意酸碱滴定管的使用的注意事项5.注意一些常规药品的保存方法，比如，硝酸银溶液要保存在棕色瓶中。

八.思考题1.在[Co(NH3)6]Cl3的制备过程中氯化铵，活性炭，过氧化氢各起什么作用答.(1) 氯化铵的作用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。

另外，氯化铵还能提供产物所需的NH3。

（2.）活性炭起催化剂的作用，吸附反应物。

（3.）过氧化氢起氧化剂的作用。

2. [Co(NH3)6]2+与[Co(NH3)6]3+比较，那个稳定，为什么？答：[Co(NH3)6]3+稳定，因为，[Co(NH3)6]2+中心原子采用sp3d 2杂化，即外轨成键，而[Co(NH3)6]3+中心原子采用d2sp3杂化，即内轨成键，根据配合物的价键理论，形成体与配位数相同的配合物，内轨型比外轨型稳定。