二茂铁的合成及其电化学性能的研究.ppt

1. 从K4 [Fe(CN)6]和二茂铁的循环伏安图上，读取ipa、 ipc、 、 的值。 2. 由K4 [Fe(CN)6] 的循环伏安图，计算电极面积。 3. 由二茂铁的循环伏安图，判断电极过程的可逆性，并计算二茂铁的扩散系数。 * 二茂铁的合成及其电化学性能的研究 实验目的 掌握无水操作的一般方法。 掌握二茂铁的合成方法。 了解二茂铁的电化学性能。 掌握利用循环伏安法求物质电化学参数的方法。 Structure of Ferrocene 二茂铁(Fe(C5H5)2, ferrocene, Fc) 是一个典型的金属有机化合物 夹心型结构 G Wilkinson和Woodward在1952年确定了它的结构 促进了化学键理论的发展，扩大了配合物的研究领域 实验原理 熔点：172～173℃，400℃不分解，但在100℃开始升华。能溶于乙醚、石油醚等非极性溶剂，不溶于水。 对碱和非氧化性酸稳定。具有芳香性，在环上能进行酰化反应，烷基化反应等芳香环所具有的反应特性。特别是它的带有手性的衍生物，可以作为手性配体，用于手性化合物催化合成的辅助配体。 二茂铁的性质 化学性质 物理性质 可以作为汽油的抗震剂，紫外线的吸收剂，火箭燃料的添加剂等。 二茂铁的合成方法很多，一般都是用绿化亚铁和环戊二烯的盐在碱的作用下得到的。例如： 用途 制备 二茂铁分子的轨道形成情况（定性） 在一定扫描速率下，从起始电位正向扫描到转折电位期间，溶液中Red被氧化生成Ox，产生氧化电流；当负向扫描从转折电位变到原起始电位期间，在指示电极表面生成的Ox 被还原生成Red ，产生还原电流。 i—E曲线 循环伏安法 电极过程可逆性的判断。 计算电极面积、扩散系数等电化学参数。 电极电位与电极表面活度的Nernst方程 峰电流与电极表面活度的Cotroll方程 应用 从循环伏安图上读取以下数据 可逆性判断 计算电极面积和扩散系数 图形解析 二茂铁的电化学反应 铁氰化钾的电化学反应 实验预习 预习二茂铁的合成方法。 预习二茂铁的电化学性能。 预习循环伏安法的原理。 预习循环伏安仪的使用技术。 了解使用循环伏安法求物质电化学参数的方法。 LK98电化学分析系统，铂盘电极，铂柱电极，饱和甘汞电极，电解池，烧杯，三口烧瓶，分液漏斗 大多电解池以玻璃制造（偶有石英），可以根据需要加工设计成各种形状 仪器 仪器与试剂 试剂 0.50 mol·L-1 K4 [Fe(CN)6]，1.0 mol·L-1 NaCl，环戊二烯，氯化亚铁，盐酸，铁粉 饱和甘汞电极 电解池 基本步骤 1. 环戊二烯解聚。 2. 氯化亚铁(FeCl2·4H2O)的制备。 3. 二茂铁合成。 二茂铁的合成 准备溶液 数据处理 电极处理 保存数据 打开软件 运行实验 选择方法 设置参数 二茂铁电化学行为的研究 实验步骤 环戊二烯解聚 二茂铁的合成 合成注意事项： 1. 环戊二烯有毒，需在通风厨中小心取用，尽量不要洒在实验台上。 2. 液体不要加热过快，以免蒸馏速度太快，导致少量环戊二烯二聚体混入单体中。 3. 解聚后的单体应尽快使用，因为即使保存在冰箱中也会慢慢重新聚合。 氯化亚铁(FeCl2·4H2O)的制备 合成注意事项： 1. 使用浓盐酸过程中，需小心仔细。 2. 铁钉除锈后，要用蒸馏水冲洗干净。 3. 滤液浓缩时，温度不可太高。 二茂铁合成 合成注意事项： 1. 搅拌器的搅拌头要尽可能接近瓶底，但不要直接接触。 2. 搅拌过程中，要塞紧瓶塞，但要不时放气，防止乙醚气体冲掉瓶塞。搅拌速度应高些，加速二茂铁的生成。 3. 第一次分离水相和有机相时，不要晃动分液漏斗，漏斗中两相界面不清楚时，可通过观察漏斗出口液体颜色来分液。 1. 指示电极的预处理： 铂电极用Al2O3粉末（粒径0.05 μm）将电极表面抛光，然后用蒸馏水清洗。 2. 电极面积的计算: 在0.010 mol·L-1 K4 [Fe(CN)6]溶液中，以100 mV/s、150 mV/s、200 mV/s、250 mV/s、300 mV/s、350 mV/s，在-0.2至+0.8 V电位范围内扫描，分别记录循环伏安图。读取峰电流，根据峰电流与扫速的关系计算电极面积。 二茂铁电化学行为的研究 3. 二茂铁的电化学行为及其扩散系数的测定: 在0.0