实验:硫酸三(乙二胺)合镍(II)的制备及性质研究
硫酸三(乙二胺)合镍(II)是一种含镍的紫色晶体，可以由水合硫酸镍和乙二胺的配体取代反应制得。
原料[编辑 | 编辑源代码]
| 试剂 | 纯度 | 厂家 | 外观 |
|---|---|---|---|
| 六水合硫酸镍(II) | AR, 98.5% | 广东省化学试剂工程技术研究开发中心 | 碧绿色颗粒状晶体 |
| 无水乙二胺 | AR, 99.0% | 上海凌峰化学试剂有限公司 | 无色发烟液体 |
| 去离子水 | 无色液体 | ||
| 无水乙醇 | 南京试剂 | 无色液体 | |
| 氯化钡二水合物 | ACS, 99% | 百灵威科技 | 无色晶体 |
| 硫酸 | AR | 上海凌峰化学试剂有限公司 | 无色粘稠液体 |
| 草酸钠 | AR | 上海凌峰化学试剂有限公司 | 白色粉末 |
制备[编辑 | 编辑源代码]
nickel(II)_sulfate_(2).jpg)
称取六水合硫酸镍（M=262.85）26.20 g于小烧杯中，加适量水使之完全溶解。称取乙二胺（M=60.10）18.10 g，并加入~10 mL水，混合得到乙二胺水溶液。在搅拌下，将乙二胺滴加至硫酸镍溶液中。滴加时，液面出现紫色固体，之后紫色固体溶解（见图1），滴加至一定量时，得到降蓝色溶液。推测的反应式为：
- [Ni(H2O)6]SO4 + 3 en → [Ni(en)3]SO4 + 6 H2O
- [Ni(H2O)6]SO4 + [Ni(en)3]SO4 → [Ni(H2O)2(en)2]SO4 或 [Ni(H2O)4(en)]SO4
继续滴加乙二胺，使硫酸镍分子中的配位水全部被乙二胺取代，最终达到化学计量点时，生成溶解度较小的硫酸三(乙二胺)合镍(II)紫色固体析出（见图2）。
- NiSO4 + 3 en → [Ni(en)3]SO4
将析出的紫色固体进行抽滤，用少量水洗涤（水多了会溶解），并用乙醇洗涤，80 °C干燥12小时。（完全干燥的配合物很容易被静电吸引）产物见图3。产量29.59 g，产率（以配合物的二水合物计，M=371.09）79.74%。
性质探究[编辑 | 编辑源代码]
3SO4.jpg)
硫酸三(乙二胺)合镍(II)难溶于乙醇和N,N-二甲基甲酰胺，可溶于水。
图4为[Ni(en)3]SO4分别加入氯化钡、草酸钠、稀硫酸（20%，少量）和稀硫酸（20%，过量）的现象。加入草酸钠的无明显现象，可能是因为[Ni(en)3]C2O4可溶于水，因此不会有沉淀生成。第1、3、4对应的反应为：
- [Ni(en)3]SO4 + BaCl2 → [Ni(en)3]Cl2 + BaSO4↓
- [Ni(en)3]SO4 + 1~2 H2SO4 → [Ni(en)(H2O)4]SO4 或 [Ni(en)2(H2O)2]SO4 + 1~2 (H2en)SO4
- [Ni(en)3]SO4 + 3 H2SO4 → NiSO4 + 3 (H2en)SO4
注：(1) (H2en)SO4表示乙二胺的硫酸盐，(2) 3号离心管内的反应式为推断的反应式。
注意事项[编辑 | 编辑源代码]
实验安全[编辑 | 编辑源代码]
硫酸具有强腐蚀性，稀释时应当将酸倒入水中。如不慎溅到皮肤或眼睛，应迅速用大量流动的清水冲洗数分钟。如不慎溅到衣服上，应立刻脱去被污染的衣服，再检查是否皮肤有沾染。如有不适，立刻就医。
氯化钡有毒，实验时应注意。
药品安全[编辑 | 编辑源代码]
乙二胺在中华人民共和国属于易制爆类特殊危化品；硫酸在中华人民共和国属于易制毒类特殊危化品。购买与使用应遵守当地法律法规。
部分人对镍过敏，应当注意。
参考文献[编辑 | 编辑源代码]
- CN Caughlan, M-ul-Haque, K Emerson. Crystal and molecular structure of tris(ethylenediamine)nickel(II) sulfate, Ni(NH2CH2CH2NH2)3SO4. Inorganic Chemistry, 1970, 9 (11): 2421-2424
