三氯化六氨合钴
合成Co(III)配合物的原料
三氯化六氨合钴是橙黄色单斜晶系化学式为[Co(NH3)6]Cl3,20℃时在水中的溶解度为0.26mol/L。
三氯化六氨合钴可溶于水(293K时,溶解度0.26mol/L),不溶于乙醇。在强碱作用下(冷时)或强酸作用下基本不被分解,只有在沸热条件下被强碱分解。三氯化六氨合钴可以由二氯化一氯五氨合钴与氨在加压下一起加热制得。
2017年10月27日,世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单初步整理参考,钴和钴化合物在2B类致癌物清单中。
结构性质
[Co(NH3)6]Cl3是反磁性的,低自旋的钴(III)处于阳离子八面体的中心。由于阳离子符合18电子规则因此被认为是一例典型的对配体交换反应呈惰性的金属配位化合物。作为其对配体交换反应呈惰性的一个体现,[Co(NH3)6]Cl3中的NH3与中心原子Co(III)的配位是如此的紧密,以至于NH3不会在酸溶液中发生解离和质子化,使得[Co(NH3)6]Cl3可从浓盐酸中重结晶析出。与之相反的是,一些不稳定的金属氨络合物比如[Ni(NH3)6]Cl2,Ni(II)-NH3键的不稳定使得[Ni(NH3)6]Cl2在酸中迅速分解。三氯化六氨合钴经加热后会失去部分氨分子配体,形成一种强氧化剂
三氯化六氨合钴中的氯离子可被硝酸根、溴化物碘化物等一系列其他的阴离子交换形成相应的[Co(NH3)6]X3衍生物。这些配位化合物呈亮黄色并显示出不同程度的水溶性。
氯化钴(Ⅲ)的氨配合物有多种,主要是三氯化六氨合钴(Ⅲ),[Co(NH3)6]Cl3,橙黄色晶体;三氯化五氨·水合钴(Ⅲ), [Co(NH3)5(H2O)]Cl3,砖红色晶体;二氯化氯·五氨合钴(Ⅲ), [Co(NH3)5Cl]Cl2,紫红色晶体,等等。它们的制备条件各不相同。在有活性碳为催化剂时,主要生成三氯化六氨合钴(Ⅲ);在没有活性碳存在时,主要生成二氯化氯·五氨合钴(Ⅲ)。
配位化合物Co(NH3)6 3+中心离子有6个d电子,通过配离子的分裂能Δ的测定并与其成对能P(21000cm-1)相比较,可以确定6个d电子在八面体场中属于低自旋排布还是高自旋排布。在可见光区由配离子的A—λ(吸光度—波长)曲线上能量最低的吸收峰所对应的波长λ可求得分裂能Δ:1/(λ*10^-7)(cm-1)
式中λ为波长,单位是nm。
合成
根据标准电极电势可知,在通常情况下,三价钴盐不如二价钴盐稳定;相反,在生成稳定配位化合物后,三价钴又比二价钴稳定。因此,常采用空气或过氧化氢溶液氧化二价钴配合物的方法来制备三价钴的配合物。
本实验以活性碳为催化剂,用过氧化氢氧化有氨和氯化铵存在的氯化钴溶液制备三氯化六氨合钴(Ⅲ)。其反应式为:
2 氯化钴 + 2 NH4Cl + 10 NH3 + H2O2 =活性炭= 2 [Co(NH3)6)]Cl3 + 2 H2O
三氯化六氨合钴(Ⅲ)是橙黄色单斜晶系,20℃时在水中的溶解度为0.26 摩尔L-1。将粗产品溶于稀HCl溶液后,通过过滤将活性碳除去,然后在高浓度的HCl溶液中析出结晶:
[Co(NH4)6]3+ + 3Cl- === [Co(NH3)6]Cl3
配位化合物Co(NH3)6 3+很稳定,常温时遇强酸和强碱也基本不分解。但强碱条件下煮沸时分解放出氨:
2 [Co(NH3)6]Cl3 + 6 氢氧化钠 =△= 2 Co(OH)3 + 12 NH3 + 6 NaCl
挥发出的氨用过量盐酸标准溶液吸收,再用标准碱滴定过量的盐酸,可测定配体氨的个数(配位数)。
将配合物溶于水,用电导率仪测定离子个数,可确定外界Cl的个数,从而确定配合物的组成。
参考资料
目录
概述
结构性质
合成
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