تئــوری:

عنصر کبالت از اولین سری عناصر واسطه است که با اعداد کسیداسیون (II)و (III)در اکثر ترکیبات وجود دارد . از کبالت(I)نیز کمپلکس هایی شناخته شده است. کمپلکس های Co+1 دارای لیگندهای π- اسید هستند.

"در کمپلکس هایی که فلز عدد اکسایش پایین یا صفر دارا می باشد الزاما دانسیته الکترونی از سوی فلز به سوی  لیگندها  کشیده می شود و یک حا لت غیر مستقر پیدا می کند ،توانایی لیگند از نظر پذیرفتن دانسیته الکترونی در اوربیتالهای خا لی و کم انرژی را قدرت π اسیدی می نامند."

کبالت (II)دارای ترکیباتی به صورت کمپلکس های چهاروجهی 2-  [CO CL4]و هشت وجهی CO(H2O)]2+] می باشد .

در محلولهای آبی املاح کبالت (II)به صورت [CO(H2O)6]2+ می باشد وفرم چهاروجهی [CO(H2O)4]2+ نیز به مقداری در محلولهای آبی موجود است که با فرم هشت وجهی در حال تعادل است . فرم های چهاروجهی COII ناپایدار بوده و به راحتی به فرم های هشت وجهی تبدیل می شود .

COII در محیط بسیار قلیایی به صورت [CO(OH)4]2- در مجاورت CL- غلیظ به صورت [COCL4]2- در می آید . COII با آرایش d7 پراسپین (high spin)بوده و از نظر جایگزینی فعال (labile)می باشد .

کبالت (III) به صورت ترکیبات هشت وجهی نظیر[CO(NH3)6]3+ یا[CO(en)3]3+ موجود است . کمپلکس های کبالت III با آرایش d6 از نظر جایگزینی غیر فعال (Inert)می باشند . یون COIII نسبت به ترکیبات الکترون دهنده نیتروژندار NH3،en،-NCS تمایل مشخصی نشان می دهند و کمپلکس های آن بسیار زیاد است .

ترکیبات کبالت بسته به نوع لیگند و آرایش فضایی به رنگ های مختلف زیر می باشد :

 

رنگ

فرمول ترکیب

رنگ

فرمول ترکیب

زرد

[CO(NH3)6]3+

آبی

[CO(H2O)4]2+

ارغوانی

[CO(NH3)5CL]3+

آبی

[COCL4]2-

قرمز

[CO(NH3)CO3]+

صورتی

[CO(H2O)6]2+

سبز

Trans-[CO(NH3)4CL2]+

بنفش

Cis-[CO(NH3)4CL2]+

روش آزمایش:

12gr کلرید آمونیوم(NH4CL)و 18grکلرید کبالت (COCL2.H2O)را در یک بالن ریخته وبا 25ml آب جوش حل می نمائیم ،به محلول فوق 1gr شاربن اضافه می کنیم و سرد می نمائیم .(شاربن در اینجا نقش کاتالیزور را دارد که مرحله اکسیداسیون را پایدار می کند و باعث تولید محصول هگزاآمین کبالت III می شود) به مخلوط سرد شده 40ml آمونیاک غلیظ می افزائیم که باعث افزایش دمای مخلوط می شود با حمام آب و یخ دما را به حدود 10درجه می رسانیم . (وجود آمونیاک و یون آمونیوم محیط بافری را برای انجام واکنش فراهم می کند و باعث ثابت ماندن Ph می شود ،اگر آمونیاک را وقتی هنوز محلول داغ است اضافه نمائیم دمای بالای محلول باعث تبخیر شدن آمونیاک می شود . )

سپس 35ml آب اکسیژنه را به آهستگی به مخلوط فوق اضافه می کنیم و در حین افزایش دما را در حدود 10 درجه حفظ می کنیم . (اگر به هنگام افزایش H2O2 دما از 10 درجه بیشتر باشد باعث تجزیه آب اکسیژنه می شود و دمای کمتر از آن منجر به انجام نشدن واکنش میگردد. )

علت آنکه آمونیاک را قبل از آب اکسیژنه می افزائیم به خاطر آن است که آب اکسیژنه باعث اکسیداسیون COII به COIII گردیده که بسیار پایدار است و افزایش آمونیاک پس از مرحله اکسیداسیون تغییری در لیگندهای ترکیب پایدار شده ایجاد نمی کند لذا برای رسیدن به محصول مورد نظر ابتدا آمونیاک را می افزائیم سپس اکسیداسیون را انجام می دهیم .

وقتی تمام آب اکسیژنه را افزودیم دما را به حدو 50 درجه میرسانیم در دمای 60 درجه محلول را 20min تکان می دهیم تا رنگ صورتی مخلوط از بین برود( اگر دما بالاتر از 60 برود آمونیاک تبخیر می شود )سپس در حمام یخ سرد می نمائیم تا بلورها ته نشین شود آنگاه آنرا صاف می کنیم بلورها را به ظرف محتوی محلول جوشان که از روی حرارت برداشته شده است و حاوی 150ml آب و 5ml اسید کلریدریک است منتقل می کنیم تا تمام جامد به جز شاربن حل شود . (این اسید به منظور جلوگیری از هیدرولیز می باشد و آب نیز برای حل شدن بلورها استفاده می شود .)

مخلوط داغ را صاف می کنیم و به مادر آبHCL  20ml غلیظ می افزائیم و در حمام یخ سرد می نمائیم .(علت افزودن این مقدار اسید به مادر آب برای جلوگیری از هیدرولیز و هم چنین پائین آوردن Ksp محصول می شود تا حلالیت کم گردد و رسوب بیشتری تولید شود)

سپس آنرا صاف کرده و دو بار با استن می شوئیم پس از خشک شدن رسوب آنرا وزن کرده و راندمان را بدست می آوریم .

 واکنش کلی:

COCL2+2NH4CL+10NH3+H2O2→2[CO(NH3)6]CL3+2H2O


موضوعات مرتبط: گزارشکارهای شیمی معدنی ، شیمی معدنی

تاريخ : دوشنبه بیستم مهر 1388 | 14:44 | نویسنده : شاه نظری |
.: Weblog Themes By VatanSkin :.