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Summer Session 综合实验训练

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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: - PowerPoint PPT Presentation

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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

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Shanghai Jiao Tong University 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

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Shanghai Jiao Tong University 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 )

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Shanghai Jiao Tong University 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。

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Shanghai Jiao Tong University Co 的测定

碘量法

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Shanghai Jiao Tong University 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

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Shanghai Jiao Tong University 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

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Shanghai Jiao Tong University 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

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Shanghai Jiao Tong University 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

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Shanghai Jiao Tong University 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

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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。

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Shanghai Jiao Tong University 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。

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Shanghai Jiao Tong University 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

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Shanghai Jiao Tong University 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

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Shanghai Jiao Tong University 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

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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

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Shanghai Jiao Tong University比浊法测 SO4

2-

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

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比浊法实验结果

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Shanghai Jiao Tong University 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。

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Shanghai Jiao Tong University 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

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Cu(OH)2 + 2 H2NCH2COOH ==== Cu(gly)2 xH2O65~70℃

Cu(gly)2 xH2O

甘氨酸合铜

N

Cu

N

O O

gly gly

顺式结构天蓝色针状

N

Cu

O

O N

gly gly

反式结构蓝紫色鳞片状

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 .

实验原理

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Shanghai Jiao Tong University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

Page 23: Summer Session 综合实验训练

Shanghai Jiao Tong University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

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Shanghai Jiao Tong University 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

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碘量法测铜含量实验原理

222 Cu 4I == 2 CuI I

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。

cis-Cu(gly)2·xH2O 中铜含量的测定

2- 2- -2 2 3 4 6I +2S O =S O +2I

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Shanghai Jiao Tong University实验次数 问题 原因 解决方案

1 标液加了 3 、 4毫升就出现淡黄色Na2S2O3 的浓度太高;KI加得过多

Na2S2O3 标液稀释五倍, KI由15mL改为 5mL

2 标液加了 3 、 4毫升就出现淡黄色 样液浓度过低由称取 0.1543g改为称取 0.50013g

3- ( 1 ) 并未出现淡黄色终点,而是出现橙红色 未知 重新取标液并

稀释 5倍

3- ( 2 )往以上橙红色的失败实验组碘量瓶中加较浓的 Na2S2O3 ,摇匀,静置十分钟左右,橙红色褪为淡黄色

未知 无

3- ( 3 )

经讨论,认为橙红色是 I2 ,利用淀粉溶液检验,未出现特征蓝色,初步认为由于 pH< 6 时才有显色反应,用稀硫酸调低 pH ,但仍无明显现象

未知 无

4 淡黄色与淡蓝色终点不易判断受溶液中白色浑浊影响,而且第一组滴定时无参照组

静置,待沉淀沉降到底部,待溶液澄清再判断

碘量法滴定铜离子实验记录

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Shanghai Jiao Tong University 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

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Shanghai Jiao Tong University 数据平行度不好原因及改进措施

1 2 3

V/mL 18.50/0.00

18.61/0.00

18.60/0.00

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

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Shanghai Jiao Tong University 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。

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Shanghai Jiao Tong University 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。

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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》