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时间:2018-07-19
《实验二 钴ⅲ亚氨基二乙酸配合物的制备、表征、电化学性能及其几何异构体分离与鉴别》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、实验二钴Ⅲ亚氨基二乙酸配合物的制备、表征、电化学性能及其几何异构体分离与鉴别一、实验目的1.掌握双(亚氨基二乙酸根)合钴(III)酸钾的两种几何异购体的合成;2.掌握配合物的一般表征方法;3.掌握ICP-AES全谱直读光谱仪的基本结构和分析方法;4.了解配合物的电化学测量方法和电化学性能;5.学习运用离子交换法和分光光度法研究配合物几何异购体;6.根据化学原理对实验现象和实验结果进行合理的讨论与解释。二、基本原理钴(III)和亚氨基二乙酸形成ML6型的配合物:[Co(OOCCH2HNCH2COO)2]-(用IDA代表亚氨基二乙酸根)。[Co
2、(IDA)2]-为八面体构型,有三种可能的几何异购体,由于张力的关系,构型III处于较高的能量态,因而是不稳定的。因此,合成时所得到的反式异购体将是面角式的,而不是子午线式的,这已被NMR谱所证实。(I)顺式[不对称-面式(u-fac-)](II)反式[对称-面式(s-fac-)](III)反式(子午线)[经式(mer-)]本实验将制备Co(III)和亚氨基二乙酸配合物的两种异构体:顺势异构体和反式(面角)异构体。这两种异构体都有较深的颜色,一为棕色,另一为紫色,究竟那种异构体呈棕色,哪种异够体为紫色,可通过对离子交换色层的观察以及对可见光
3、谱的分析,再根据异构体分子模型进行推理判断,即可得出正确的结论。离子交换树脂是一种带有可交换基团的高分子化合物,它由树脂骨架和交换基团两部分组成,离子交换树脂按其所带交换基团的性质,通常又分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂两大类。强碱性阴离子交换树脂都带有季胺基
4、~N+X-,X-可以游离并和其它阴离子进行交换,当X-是Cl-时,就称为氯型强碱性阴离子交换树脂,本实验用的就是这种树脂。当K[Co(IDA)2]溶液通过氯型强碱性阴离子交换树脂时,树脂(固相)上的Cl-离子即和溶液(液相)中的阴离子[Co(IDA)2]-进行交换,并在一定温度下达
5、成交换平衡:
6、~N+Cl-+[Co(IDA)2]-
7、~N+[Co(IDA)2]-+Cl-虽然顺势和反式异构体所带的电荷都一样,但由于极性不同,因而它们对树脂具有不同的亲和力,极性大的异构体对树脂的亲和力大,易被树脂吸附,极性小的异构体对树脂亲和力小,不易被树脂吸附。当用NaCl溶液淋洗同时吸附了两种异构体的树脂时,液相和固相间便发生如下的反应:
8、~N+[Co(IDA)2]-+Cl-
9、~N+Cl-+[Co(IDA)2]-对树脂亲和力小的异构体必然先被淋洗下来,而另一个则随后才能被淋洗下来,这样就在树脂柱上形成层次分明的色带(色层)。很显然,我
10、们根据对色层次序的观察,就可判断出具有何种颜色的异构体极性大,再根据分子模型便可判断出在所合成的异构体中,哪一种是顺式的,那一种是反式的。具有正八面体对称性的反磁性Co(III)配合物,通常在可见光区有两个吸收带,它们分别被指派为:(I)91T1g←1A1g(低频区);(II)1T2g←1A1g(高频区)。当配合物的对称性降低时,谱带将会发生分裂。配合物[CoIIIA4B2]的顺式异构体(C2υ对称性)和反式异构体(D4h对称性)的光谱研究指出:(1)反式异构体的谱带I分裂成Ia和Ib两个谱带;(2)顺式异构体的谱带I所分裂成的两个谱带间隔
11、很小,在谱图上常常看不到明显分开的两个峰,只是谱带I变得不对称或以肩峰形式出现;(3)两种异构体谱带II均观察不到分裂,但顺式异构体谱带II的最大吸收移向频率更低的波区(与反式异构体相比)。根据所测得的紫色和棕色两种几何异构体的电子光谱图,并和配合物[Co(EDTA)]-的谱图相比,即可进一步推断它们分别属何种几何构型。通过红外光谱、ICP测定、元素分析、电导测定和磁性测量可推断配合物的组成、结构及相关性能。通过电化学测量了解配合物的电化学性能。三、仪器和试剂1.仪器:可见-紫外分光光度计;红外光谱仪;元素分析仪;ICP-AES全谱直读光谱
12、仪;电导率仪;电磁搅拌;恒温水浴槽;离子交换拄。2.试剂:亚氨基二乙酸(CP);六水合二氯化钴(AR);过氧化氢(30%AR);95%乙醇(AR);丙酮(AR);氯化钠(AR);乙二胺四乙酸二钠(EDTA)(AR);氯型强碱性阴离子交换树脂(100~200目);氢氧化钠(AR);盐酸(AR);硝酸银(AR)。四、实验步骤1.紫色异构体的制备:在50mL烧杯中将0.8gKOH溶于4mL水,加1g亚氨基二乙酸,溶解后,加0.8gCoCl2 6H2O,使其完全溶解。将该溶液置于10~12℃的冷水浴中,于2~3min内在搅拌下滴入2.5mL15%的
13、H2O2,加毕在10~12℃下保温2~3小时(不能超过12℃),并不段搅拌溶液,有紫色晶体析出。用布氏漏斗抽滤产品,依次用2mL95%乙醇和2mL丙酮溶液洗涤,空气中干燥后称重并
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