想做过渡金属的草酸盐?一篇文章搞定!

日期: 2024-04-15 15:09:38|浏览: 102|编号: 49224

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想做过渡金属的草酸盐?一篇文章搞定!

·锰系列、铁系列、钴系列、镍系列、铜系列

·草酸具有良好的配位能力,遇到许多金属离子会沉淀。 沉淀物将溶解在过量的草酸或草酸盐中形成络合物(例如经典的草酸铜钾)。 事实上,这些草酸盐本身也具有配位结构,一般不被视为配合物,而是被视为羧酸盐。

草酸亚铁、钴和镍具有相似的结构。 草酸根充当连接一系列金属离子的桥梁。 金属离子是六配位的,与草酸根的相邻氧原子配位,形成一系列精确排列的聚合物。

二水草酸亚铁的配位结构与钴和镍的配位结构相同。

草酸铜不具有上述结构。 铜的四配位使草酸铜呈现长链结构,草酸根与铜离子交错排列。

草酸铜的结构,Cu-OCO-Cu交替

接下来我们来准备五种常见的过渡金属草酸盐,二水草酸锰(浅粉色)、二水草酸亚铁(黄色)、二水草酸钴(浅粉色)、二水草酸镍(浅蓝绿色)、草酸铜(浅蓝色) 。

常见的有锰、二价铁、钴、镍和铜。

·复杂的收集计划#32

中文名称:五草酸盐的制备

英文名称: 五之

化学式:MC2O₄·2H2O (M=Mn2⁺,Fe2⁺,Co2⁺,Ni2⁺), MC2O₄ (M=Cu2⁺)

·所需材料:四水氯化锰或一水硫酸锰、七水硫酸亚铁或六水硫酸亚铁铵或四水氯化亚铁、六水氯化钴或四水醋酸钴或六水硝酸钴、六水硫酸镍六水硫酸镍铵或六水硝酸镍或四水醋酸镍或六水氯化镍,五水硫酸铜或二水氯化铜或三水硝酸铜或一水醋酸铜,草酸铵(钾)。

危险提醒: 1、钴盐具有毒性、腐蚀性、致癌性,使用时要注意安全。 2、镍盐具有致癌、有毒、腐蚀性,使用时要注意安全。 3、铜盐有毒,有腐蚀性,使用时要注意安全。

特别提示: 1.这里使用的过渡金属盐是这些金属中最常用的。 2、草酸与过渡金属盐直接反应也可制备沉淀。 这也是弱酸生成强酸的一个例子,可以用来打高中课本(bushi)的脸。 但这种方式产生的草酸盐颗粒比较小,不易过滤。 使用草酸的钾盐或氨盐与过渡金属盐反应更彻底,生成的产物颗粒较大,有利于过滤和分离。

1.称取0.02mol过渡金属盐:

二水草酸锰:使用四水氯化锰时需要3.97g,使用一水硫酸锰时需要3.38g。

氯化锰的粉红色来自于它的配位离子[Mn(H2O)₄Cl2]。 一水硫酸锰的配位结构可能不明显。

二水草酸亚铁:七水硫酸亚铁需5.56g,六水硫酸亚铁铵需7.84g,四水氯化亚铁需3.97g。

在三种常见的亚铁盐中,塔顿复盐硫酸亚铁铵最稳定。 氯化亚铁的络离子是反式-[Fe(H2O)4Cl2],呈蓝绿色,但也是最容易被氧化的。

二水草酸钴:六水氯化钴需要4.82g,四水醋酸钴需要4.98g,六水硝酸钴需要5.82g。

氯化钴是最常用的钴盐。 络离子为反式-[Co(H2O)₄Cl2],呈酒红色。 醋酸钴含有呈红色的羧酸基络合物。 硝酸钴含有六水合钴离子[Co(H2O)₆]²⁺,呈红橙色。

二水草酸镍:六水硫酸镍需要5.25g,六水硫酸镍铵需要7.89g,六水硝酸镍需要5.81g,四水醋酸镍需要4.97g,六水氯化镍需要4.75g。

六水镍离子[Ni(H2O)₆]2⁺呈深蓝绿色,生成硫酸镍和硝酸镍,醋酸镍有羧酸根离子,呈浅蓝绿色,氯化镍有反式-[Ni(H2O)₄Cl2]离子。

草酸铜:使用五水硫酸铜需要4.99g,使用二水氯化铜需要3.4g,使用三水硝酸铜需要4.83g,使用一水醋酸铜需要3.99g。

硫酸铜是最重要的铜盐。 它具有经典的四水合铜离子 [Cu(H2O)₄]²⁺,呈天蓝色。 氯化铜含有二水合二氯铜离子,呈蓝绿色[Cu(H2O)2Cl2]。 、硝酸铜含有部分硝酸根络离子,醋酸铜具有“中国灯笼型”配位结构。

溶于50ml蒸馏水形成盐溶液。 此时金属盐本身的配位结构被破坏,大部分转化为水合离子:

[Mn(H2O)₄Cl2]+2H2O→[Mn(H2O)₆]²⁺+2Cl⁻

MnSO₄·H2O+5H2O→[Mn(H2O)₆]²⁺+SO₄²⁻

反式-[Fe(H2O)₄Cl2]+2H2O→[Fe(H2O)₆]²⁺+2Cl⁻

反式-[Co(H2O)₄Cl2]·2H2O→[Co(H2O)₆]²⁺+2Cl⁻

[Co(H2O)₄(OAc)2]+2H2O→[Co(H2O)₆]²⁺+2OAc⁻

[Ni(H2O)₄(OAc)2]+2H2O→[Ni(H2O)₆]²⁺+2OAc⁻

反式-[Ni(H2O)₄Cl2]·2H2O→[Ni(H2O)₆]²⁺+2Cl⁻

[Cu(H2O)2Cl2]+2H2O→[Cu(H2O)₄]²⁺+2Cl⁻

Cu(NO₃)2·3H2O+H2O→[Cu(H2O)₄]2⁺+2NO₃⁻

[Cu2(OAc)₄(H2O)2]+6H2O→2[Cu(H2O)₄]2⁺+4OAc⁻

配制硫酸铜溶液和草酸铵溶液

2、取0.02mol一水草酸铵(2.84g)或一水草酸钾(3.68g),加50ml蒸馏水制成溶液。

3、将过渡金属盐溶液置于磁力搅拌器上,不断搅拌,将草酸盐溶液缓慢注入其中,沉淀物逐渐沉淀。 不同过渡金属草酸盐沉淀的沉淀速率不同,从快到慢为:草酸铜>>二水草酸镍>二水草酸锰>二水草酸亚铁≈二水草酸钴。

[M(H2O)₆]2⁺+Ox2⁻→MnOx·2H2O↓+4H2O (M=Mn2⁺,Fe2⁺,Co2⁺,Ni2⁺)

[M(H2O)₄]2⁺+Ox2⁻→MnOx↓+H2O (M=Cu2⁺)

这样产生的草酸盐沉淀颗粒较大,过一段时间就会沉到底部,便于快速过滤掉。 (注意,此时草酸铜不能过滤,因为颗粒还很小,会穿透滤纸。建议将草酸铜煮沸2小时以上,让草酸铜充分老化成大颗粒,用于易于过滤)

二水草酸镍,细浅绿色

4、过滤沉淀,用蒸馏水洗涤数次,在干燥器中干燥,称重,计算收率。

我们一起做吧!

参考:

《无机化学系列第6卷:卤素、锌基团和铜基团》

《无机化学系列第9卷:锰族、铁族、铂族》

《无机化合物合成手册第1卷》

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