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Summer Session 综合实验训练

Summer Session 综合实验训练. 报告人：吴京昴 组员：吴京昴 曾蕴也 杜晨 陈竹 2013 年 7 月 16 日. 三氯化六氨合钴的制备. 制备 Co 的测定 氯离子测定 废液回收. 制备. 制备原理： 由于与 NH 3 的配合使得 Co 3+ /Co 2+ 的电极电势大大降低，可以再空气或者其他氧化剂的作用下被氧化成更稳定的 Co （ Ⅲ ）配合物。 制备过程中的问题：有一定的砖红色产物根据资料分析为 三氯化一水五氨合钴 (Ⅲ)[Co(NH 3 ) 5 H 2 O]Cl 3 ( 砖红色晶体 ). Co 的测定. EDTA 法：

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  1. Summer Session综合实验训练 报告人：吴京昴 组员：吴京昴 曾蕴也 杜晨 陈竹 2013年7月16日

  2. 三氯化六氨合钴的制备 • 制备 • Co的测定 • 氯离子测定 • 废液回收

  3. 制备 • 制备原理：由于与NH3的配合使得Co3+ /Co2+的电极电势大大降低，可以再空气或者其他氧化剂的作用下被氧化成更稳定的Co（Ⅲ）配合物。 • 制备过程中的问题：有一定的砖红色产物根据资料分析为三氯化一水五氨合钴(Ⅲ)[Co(NH3)5H2O]Cl3 (砖红色晶体)

  4. Co的测定 • EDTA法： 基本原理：用六亚甲基四胺调节pH=5~6，以二甲酚橙为指示剂，用氯化锌标准液滴定，溶液由橙变紫即为终点。

  5. Co的测定 • 碘量法

  6. 氯离子测定 • 摩尔法定氯： 滴定前必须保证溶液的pH为8左右，这一点可以用酚酞显微红色来指示，因为太酸铬酸根转化为重铬酸根，pH过高Ag+不稳定

  7. 废液回收 • 回收废液为Co的氢氧化物即可，无需再变为氯化物

  8. 废旧易拉罐制明矾 • 酸法 • 碱法 • 铝离子含量测定 • EDTA法 • 分光光度法 • 硫酸根含量测定：比浊法 • 问题分析 • 明矾净水实验

  9. 原料的选取 • 易拉罐分为多种，一种材质为硬铝，含Al约96％、Si、少量Mn。另一种是马口铁，是镀锌铁皮。本实验应采用第一种易拉罐。 本组实验时，误将铁皮认为铝皮，耗费了实验时间与精力。下面给出三种辨认方法： 1、重量判别（铝的密度较低） 2、溶于酸中若溶液显浅绿色，则为铁皮 3、在碱液中基本不溶，则很可能是铁皮

  10. 酸法与碱法的对比 • 酸法，单次结晶 酸法缺点：所有金属都溶解，纯度不够高 产率：99% • 碱法，单次结晶效果差，因此采用了重结晶，制备结果明显改善

  11. 共同问题：没有控制PH，开始加热阶段为了溶解Al(OH)3加入了过多硫酸（事实上大部分沉淀在加热过程就可以溶解）之后为了调节PH至3-4又加入大量的KOH，导致产品中K2SO4含量过高。共同问题：没有控制PH，开始加热阶段为了溶解Al(OH)3加入了过多硫酸（事实上大部分沉淀在加热过程就可以溶解）之后为了调节PH至3-4又加入大量的KOH，导致产品中K2SO4含量过高。 若PH达到7-8：形成Al(OH)3沉淀；无法制备明矾。

  12. 分光光度法 • 采用双波长法测定铝 • 理由：显色剂和配合物均有最大吸收波长，为了抵消显色剂颜色对配合物测定的影响故采用双波长法 • 基本方法：通过对标液和显色剂的最大吸收波长测定，得到两个最大吸收波长测的其最大吸收波长λ1和λ2。 在λ1和λ2的波长下，分别测定标准Al配合液的吸光度A1i,A2i,并求出△A，做出△A-c标准曲线。在λ1和λ2的波长下，分别测定样品配合液的吸光度A1,A2,并求出△A'。并且带入标准曲线，求出浓度。

  13. 标液最大吸收波长 最大波长：635nm 运用工具：Origin 模型：洛伦兹分布

  14. 显色剂最大吸收波长 最大波长：450nm 运用工具：画图软件 原则：曲线两侧的点数大致相同

  15. 问题分析 • pH对铬天青S与Al的配合物显色的影响 以pH2-12梯次配制溶液

  16. 原因：铬天青S为一有机四元弱酸随酸度改变而产生不同的离子，离子共轭程度不一，故颜色不一，具体各离子颜色见下原因：铬天青S为一有机四元弱酸随酸度改变而产生不同的离子，离子共轭程度不一，故颜色不一，具体各离子颜色见下

  17. 比浊法测SO42- • 最大波长：420nm（测定方法：以标准液在320-500范围内测定，可见429为最大波长 • 问题：BaSO4在测定过程中逐渐沉降，因此测定的并非均匀的悬浊液。——解决方法：增加稳定剂含量；不断摇晃保证溶液均匀；迅速测定。 • 实际实验中为1mL丙三醇和2mL乙醇加于50mL容量瓶

  18. 比浊法实验结果

  19. 明矾净水实验 • 明矾的净水原理：在HCO3-等离子的促进下，Al3+ + 3H2O = Al(OH)3+ 3H+氢氧化铝胶体的吸附能力很强，可以吸附水里悬浮的杂质，并形成沉淀，起絮凝作用，使水澄清。所以，明矾是一种较好的净水剂 • 实验采用蓝墨水三滴滴入250ml水中，放入适量明矾，放置一周仍无明显现象 • 失败原因分析：由于存在一些有机酸以及硫酸作稳定剂，还有一些酸性染料，墨水是酸性的，投入明矾之后Al3+水解微弱，难以形成Al（OH）3，起不到（或起很微弱的）絮凝作用，导致净水效果差。

  20. 顺、反式—二甘氨酸合铜(II)水合物的制备及成份分析顺、反式—二甘氨酸合铜(II)水合物的制备及成份分析 • 实验原理 • 顺式—二甘氨酸合铜(II)水合物的制备 • 由顺式产物制反式产物 • 顺反甘氨酸合铜的表征 • 顺式甘氨酸合铜水合物Cu成份分析

  21. 65~70℃ 甘氨酸合铜 反式结构 蓝紫色鳞片状 顺式结构 天蓝色针状 实验原理 反应所需活化能低； 极性大，溶于高极性溶剂中. 反应所需活化能高； 极性小，溶于低极性溶剂中.

  22. 顺式—二甘氨酸合铜(II)水合物的制备 要点：烘干顺式产物时应该严格控制温度在50-60度

  23. 反式—二甘氨酸合铜(II)水合物的制备 • 产率过低，制备产物仅仅只够层析分析用考虑到加热温度和加热时间过短，热力学能垒无法翻越，改进方法后效果不明显，考虑应该为煤气灯灯焰不稳定导致对温度很难控制所致

  24. 顺反甘氨酸合铜的表征 • 柱层析法 • 层析液和洗脱液的选择：由资料Rf值确定乙醇和水为67:33体积比进行层析洗脱，对于层析效果不够理想，因为两份试样中纯度都很高，所以在柱子上几乎很难看出 • 纸层析法 • 采用滤纸层析效果明显而且可见顺式产物中的少量反式产物

  25. 碘量法测铜含量实验原理  cis-Cu(gly)2·xH2O 中铜含量的测定 在酸性介质中，Cu(gly)2中gly发生质子化，破坏配合物  间接碘量法 Cu2+先与过量的I-反应; 析出的I2用Na2S2O3滴定，以淀粉为指示剂。

  26. 碘量法滴定铜离子实验记录

  27. 问题分析 pH对碘量法测铜的影响 酸度控制为pH=3.5～4.0酸度过低，Cu2+易水解，使反应不完全，结果偏低，而且反应速率慢，终点拖长；酸度过高，则I-被空气中的氧氧化为I2（Cu2+催化此反应），使结果偏高。 KI量对实验的影响 KI过量，使反应趋于完全，减少I2的挥发CuI+I-=[CuI2]-但也会导致沉淀消失 ·由于I-会被O2氧化，所以滴定到终点后，溶液又会反反复复地变蓝

  28. 数据平行度不好原因及改进措施 光照条件下，溶液有一定的酸性且Cu2+催化下，I2易被空气氧化，所以滴定的速度适当快一些，且碘量瓶要液封。pH对终点也有影响，过大，Cu2+易水解，使反应不完全，结果偏低，而且反应速率慢，终点拖长，故应控制在3.5～4.0

  29. 溶液出现橙黄色的原因和解决方案 CuI本来是白色沉淀，因为吸附I2而出现了棕黄色，并且还会导致分析结果偏低，终点变色不敏锐。解决方案：为了减少CuI对I2的吸附，可在大部分I2被Na2S2O3溶液滴定后，即溶液呈淡黄色时加入少量NH4SCN，使CuI转化为溶解度更小的CuSCN 。它基本上不吸附I2，使终点变色敏锐，减小误差。

  30. 终点的判断问题和改进 由于体系中有CuI白色沉淀，从理论上讲，终点应是蓝色褪去呈白色浑浊液，但浑浊液常呈现灰色，再加上因为氧气氧化I2（没有遮光且溶液有一定的酸度）导致终点反反复复出现蓝色，导致终点难以判断。改进：终点到达的标志是蓝色褪去，而不是白色浑浊出现。

  31. 参考文献：《双波长分光光度法的研究进展 》庄会荣；《理化检验》2007第七期 《金属离子与铬天青S显色反应最佳pH的计算》张文治；《齐齐哈尔大学学报》 《纸层析分离鉴定氨基酸实验的改进》杨丽；《云南民族大学学报》 《光度比浊法测定硫酸根的含量》谢卫；《分析实验室》

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