提问

#楼主# 2017-8-9

跳转到指定楼层
三草酸合铁(Ⅲ)酸钾是一种用处很广的东西。。有兴趣的可以尝试用他做纳米铁粉或者是感光颜料。
。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。
理论:
        三价铁离子有较强氧化性。我们先扯一下氧化性,中学学完大家可能觉得浓度对氧化性的影响很小。就比如说不管浓稀,我们都说高锰酸钾溶液具有强氧化性。但是实际上,当溶液足够稀时,我们会发现他的氧化性会剧烈下降。对于这一个现象大家可以用“平衡原理”进行近似解释。但是实际上我们一个经验公式-----能斯特法方程(电极电势)可以从更精确的定量关系上边解决问题。
虽说叫经验公式,但是他其实可以推导出来!

倒数第二个公式可以求解非标状态下的电势哦,但是最后一个公式最简单(上边是装逼过程。。和本章链接不大。仅作了解)
到这里我们看一下,三价铁浓度升高时,三价铁:二价铁比例势必升高。其电势也会升高
我查了一下,三价铁到二价铁大约是+0.77V;二氧化碳到草酸是-0.49V.(酸性,当电极反应参与的氢离子或者是氢氧根都会影响电极电势。所以规定1莫每升为标准)。电极电势越大氧化性越强,越小还原性越强。这个数是负数就可以在1莫的酸中还原氢气了(仅仅是从热力学可行实际反映不一定能发生)。
这样一看好TM无语啊,碱性环境三价铁离子沉淀严重,酸性中三价铁会很轻易氧化破坏草酸。咋办??(实际上在稀溶液中混合可以制备出三草酸合铁(Ⅲ)酸根,但是不能量产,原因在后边解释)
别急,这样子我们就用到以前学的知识,先将低氧化态的离子沉淀或者配位,并加入能与高价离子配位的物质,从而将该离子的浓度降的极低,削弱了他的氧化性或者是还原性。
不理解??  正常。我们看一下这个实验的过程:
制备亚铁盐(主要是为了亚铁盐易变质的原因,略)-----配亚铁盐溶液------加入草酸(生成黄色的草酸亚铁)----倾析上清----温水洗涤4次----过氧化氢氧化(恒温40℃)并且加入草酸钾提供配离子----煮沸除过氧化氢-----加草酸,酸溶氧化物,配位,得到产物。
主要反应是这样的:

。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。
实验部分正式开始:
首先称取5.04克的摩尔盐(六水合硫酸亚铁铵)入15mL去离子水溶解之,加入1mL1M的稀硫酸,并辅以小火至沸


遂加入25mL饱和草酸溶液


既得沉淀----草酸亚铁


以少量温热的去离子水洗涤多次,用倾析法分离沉淀
热水





洗涤沉淀---美丽的黄色沉淀草酸亚铁





向沉淀中加入10毫升饱和草酸钾溶液,并且水浴锅保温至40摄氏度准备氧化






之后向混合物中缓慢滴加20mL,3%的过氧化氢,可以看到溶液颜色发生了极大的变化





之后开始煮沸除去过氧化氢。除不干净下一步会失败(别问我。。老师说的)。这是除干净的






最后一步配位,加入8mL饱和草酸溶液,控制pH=3到4。若沉淀有残余没有完全溶解,那可以稍微加热一下,温度不能很高了!再不行保下温,实在不行趁热过滤吧。


可以看到,我的一开始也有沉淀不溶,但是稍微一热就很见效,溶液变的很清亮。


溶液成品






之后我们测pH,试纸在烧杯下边,大体上颜色对






然后就是我们最爱的冷却结晶了,别忘了10mL1:1的乙醇:丙酮,用于降低溶剂极性,加速晶体析出的






看看我的晶体,大小均匀--






之后依旧是抽滤,无水乙醇洗一次,不见光的地方阴干
看成品






测测质量,算算产率(我懒得算了。)






好了,实验结束了。正当我拿着成果准备偷渡的时候,老师走了过来看了一眼,来了句:“产率还可以,那个,回收桶在讲台上,别忘了把产物倒进去。”
WTF!!!

日。。。
。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。
好了,实验部分正式结束。该轮到马后炮的时间了。
刚刚我卖了一个关子,说直接用稀溶液制备再浓缩为何不行。我们看到,这个实验里除了过氧化氢,几乎全部都用的是饱和溶液。道理都懂,但是我们为什么不再蒸发下子呢?原因是这个络离子不耐热,而且光敏感。易分解。有能力的可以研究一下他的分解机理。我们为了不让他分解就只能避免引入水分。。至于过氧化氢吗,那是为了防止反应过于剧烈才用的低浓度的。
欢迎大家来这里交流哦。

IMG_20151226_113857.jpg (3.46 MB, 下载次数: 183)

IMG_20151226_113857.jpg

IMG_20160417_091205.jpg (2.86 MB, 下载次数: 171)

IMG_20160417_091205.jpg

IMG_20160417_093244.jpg (3.3 MB, 下载次数: 172)

IMG_20160417_093244.jpg

IMG_20160417_094347.jpg (2.85 MB, 下载次数: 174)

IMG_20160417_094347.jpg

IMG_20160417_102755.jpg (3.2 MB, 下载次数: 181)

IMG_20160417_102755.jpg

IMG_20160417_104355.jpg (3.06 MB, 下载次数: 184)

IMG_20160417_104355.jpg
转播转播 分享淘帖
回复

使用道具

成为第一个回答人

B Color Link Quote Code Smilies
Archiver|手机版|小黑屋|MakerTime 创客时代  
Powered by Discuz! X3.3  © 2001-2017 Comsenz Inc.