三草酸合铁酸钾的制备讲义.docVIP

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. . 三草酸合铁酸钾的制备 一、实验目的 1.掌握用自制(NH4)2Fe(SO4)2 合成K3Fe[(C2O4)3]·3H2O的基本原理和操作技术; 2.加深对Fe(Ⅲ)和Fe(Ⅱ)化合物性质的了解。 3. 掌握确定化合物化学式的基本原理及方法; 4. 学习热重、差热分析、磁化率测定、红外光谱分析的操作技术; 5. 通过综合性实验的基本训练,培养学生分析与解决复杂问题的能力。 二、实验原理 1. 三草酸合铁(III)酸钾的性质与制备 (1)性质: 三草酸合铁(III)酸钾(含三个结晶水)为翠绿色的单斜晶体,易溶于水(溶解度0℃,4.7g/100g;100℃,117.7g/100g),难溶于乙醇。110℃下可失去全部结晶水,230℃时分解。此配合物对光敏感,受光照射分解变为黄色。因其具有光敏性,所以常用来作为化学光量计。另外它是制备某些活性铁催化剂的主要原料,也是一些有机反应良好的催化剂,在工业上具有一定的应用价值。 (2)制备: 本实验以硫酸亚铁铵为原料,与草酸在酸性溶液中先制得草酸亚铁沉淀,然后再用草酸亚铁在草酸钾和草酸的存在下,以过氧化氢为氧化剂,得到铁(Ⅲ)草酸配合物。主要反应为: (NH4)2Fe(SO4)2 + H2C2O4 + 2H2O = FeC2O4·2H2O↓+ (NH4)2SO4 + H2SO4 2FeC2O4·2H2O + H2O2 + 3K2C2O4 + H2C2O4 ===2K3[Fe(C2O4)3]·3H2O 2.产物的定性分析 (1)化学分析鉴定: K+离子与酒石酸氢钠溶液产生白色沉淀; Fe3+与KSCN溶液混合,生成[Fe(NCS)n]3-n配离子,呈血红色,而[Fe(C2O4)3]与KSN溶液无现象。 (2)红外光谱鉴定: C2O42-及结晶水通过红外光谱分析。 频率/cm-1 谱带归属 1712、1677、1649 羰基C=O的伸缩振动吸收带 1390、1270、1255、885 C—O伸缩及—O—C=O弯曲振动 797、785 O—C=O弯曲及M—O键的伸缩振动 528 C—C键的伸缩振动吸收带 498 环变形及O—C=O 弯曲振动 366 M—O伸缩振动吸收带 结晶水的吸收带在3550—3220/ cm-1之间,一般在3450/ cm-1附近。 C2O42-最常见的为双齿配位形成的螯合物。 3、产物的定量分析 目的:通过定量分析可以测定各组分的质量分数,各离子、基团的个数比,再根据定性实验得到的对配合物内外界的判断,从而可推断出产物的化学式。 (1) 结晶水的含量(重量分析法) 已知质量的产品110℃下干燥脱水脱水后再称量 (2) 草酸根的含量(氧化还原滴定法) ++16H+ →10CO2↑+2Mn2+ + 8H2O (3) 铁的含量(氧化还原滴定法) 2Fe3++Zn→2Fe2++Zn2+ 5Fe2+ ++8H+ →5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O (4) 钾的含量(差量法) 1-(结晶水)%-Fe%- C2O42-% 4、产物的表征 (1) 配合物中心离子的外层电子结构 通过对配合物磁化率的测定,可以推算出未成对的电子数,推断出中心离子外层电子的结构、配键类型、立体化学结构。 (2) 热重、差热分析 通过对TG曲线的分析,了解物质在升温过程中质量的变化情况;通过对DTA曲线的分析,可了解物质在升温过程中热量变化的情况。 对产品进行TG、DTA分析可测量出失去结晶水的温度、热分解温度及脱水分解热量变化情况等,各步始终的数量结晶水的个数。 三、仪器和药品 仪器:数显恒温水浴锅(HH—1型)、循环水式多用真空汞(SHBⅢ—A型)、 MB—1A型磁天平、美国尼高力傅立叶变幻红外光谱仪等。 药品:(NH4)2Fe(SO4) 2·6H20、H2SO4(3mol/L)、H2C2O4·2H20、K2C2O4(饱和)、H2O2(6%)、乙醇(95%)、KSCN(0.1 mol/L)、CaCl2(0.5 mol/L)、饱和酒石酸氢钠溶液、FeCl3(0.1 mol/L)、KMnO4 四、实验步骤 1.K3[Fe(C2O4)3]·3H2O的制备 (1)FeC2O4·2H2O的制备 ① 250ml烧杯中,加入20ml蒸馏水和1ml 3mol/LH2SO4(加酸的目的?),称取6.0g自制(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O固体倒入烧杯中,加热使之溶解。 ② 另称取H2C2O4·2H2O3.5g ③ 取②中配制的H2C2O4溶液20ml加入250ml烧杯中,不断搅拌,加热至沸后,微热5min,室温下静置,待黄色FeC2O4·2H2O晶体沉淀后用倾析法弃去

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