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华南师范大学实验报告
一、实验目的
了解配合物异构体的制备和性质。
了解紫外可见吸收光谱在鉴别异构体方面的应用。
二、实验原理
氨基酸作为配体和金属离子形成配合物时,在不同的条件下,可以氮配位、以氧配位,或以氮和氧同一配位,形成不同的键合几何异构体。例如Co(Ⅲ)离子与甘氨酸可以形成多种异构体,本实验制备一下两种键合和几何异构体。
紫外光谱可以用来鉴别配合物所具有的不同几何构型。在CoA4B2型配合物中1T1g态被分裂,trans-CoA4B2分裂后在300-700nm范围出现三个d-d跃迁吸收峰,cis-CoA4B2分裂后则只有两个吸收峰。本实验所制备的两个配合物中,Ⅲ有三个吸收峰,而I只有两个。
三、仪器与实验试剂
(1)仪器
DF-101S集热式恒温加热磁力搅拌器、蒸发皿、布氏漏斗、抽滤瓶、循环水泵、50mL容量瓶、烧杯、紫外可见光谱仪。
(2)试剂
甘氨酸(A.R.),氢氧化钠(A.R.),浓盐酸(A.R.),乙二胺(A.R.)高氯酸钠(C.P.),乙醇(95%,A.R.),乙醚(A.R.),冰,H2O2溶液。
四、实验步骤
(1)Trans-[Co(en)2Cl2]Cl(Ⅳ)的制备
①取10.0gCoCl2·6H2O溶于25mL水中,于70℃热水浴条件下加入20mL20%的乙二胺溶液,用磁力搅拌器搅拌10min;
②向混合溶液中缓慢滴加16mL10%的H2O2溶液,搅拌15min使之充分反应后,降低搅拌速度,加入30mL浓HCl至混合均匀,停止搅拌;
③将混合溶液在水蒸气浴上加热浓缩(约60min)至有暗绿色晶体结晶析出,产物用冰浴充分冷却后,过滤,用无水乙醇溶液洗涤至滤液无色;
④在空气中干燥晶体,称重;
(2)[Co(en)2(NH2CH2COO-κ2N,O)]Cl2·2H2O(Ⅰ)的制备
① 称取0.3g甘氨酸,溶于5mL1mol/LNaOH中,加入盛有1g配合物Ⅳ的蒸发皿中,搅拌得紫红色溶液;
沸水浴上加热10min,并不时搅拌,溶液由酒红色变成橙红色;
溶液置于冰浴中冷却,边搅拌滴加2.5mL浓盐酸,然后移去冰浴,在磁力搅拌器上边搅拌边慢慢滴加40mL95%乙醇(半小时以上);
④ 将产生的混浊物在室温下搅拌15min,抽滤,分别用无水乙醇、乙醚洗涤,空气中干燥,称重;
(3)Trans-[Co(en)2(NH3+CH2COO-κO)Cl](ClO4)2(Ⅲ)的制备
①取1.5gⅣ和0.8g甘氨酸于5mL水中,边搅拌边滴加1mL1mol/LNaOH,溶液呈淡紫色;
②将溶液加入1gNaClO4溶于2mL水形成的溶液中,搅拌15min;
③抽滤,无水乙醇、乙醚洗涤,空气中干燥,称重。
(4)紫外可见光谱测定
将Ⅰ、Ⅲ三个配合物均准确配制成约9×10-3溶液,以水为参比,在紫外可见光谱仪上测定300~700nm范围的吸收光谱,计算各吸收峰的摩尔吸光系数,分析光谱数据。
五、实验结果及数据处理
(1)Trans-[Co(en)2Cl2]Cl(Ⅳ)的制备
得到墨绿色晶体4.4245g,计算产率:
CoCl2·6H2O~Trans-[Co(en)2Cl2]Cl(Ⅳ)
237.9 285.4
10.0g m理论=12.0g
产率=4.4245g/12.0g×100%=36.87%
(2)[Co(en)2(NH2CH2COO-κ2N,O)]Cl2·2H2O(Ⅰ)的制备
得到橙红色粉末状固体0.8874g,计算产率:
Trans-[Co(en)2Cl2]Cl(Ⅳ)~[Co(en)2(NH2CH2COO-κ2N,O)]Cl2·2H2O(Ⅰ)
285.4 359.9
1.0g m理论=1.3g
产率=0.8874g/1.3g×100%=68.26%
(3)Trans-[Co(en)2(NH3+CH2COO-κO)Cl](ClO4)2(Ⅲ)的制备
得到灰白色粉末状固体0.8673g,计算产率:
Trans-[Co(en)2Cl2]Cl(Ⅳ)~Trans-[Co(en)2(NH3+CH2COO-κO)Cl](ClO4)2(Ⅲ)
285.4 488.4
1.5g m理论=2.6g
产率=0.8673g/2.6g×100%=33.36%
(4)紫外可见光谱测定
①产物[Co(en)2(NH2CH2COO-κ2N,O)]Cl2·2H2O(Ⅰ)紫
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