三草酸合铁(III)酸钾制备及其光化学性质

三草酸合铁(III)酸钾制备及其光化学性质1.实验目的制备标题配合物，加深对铁(II)和铁(III)化合物性质的了解了解光化学反应的原理2.基本原理三草酸合铁(III)酸钾为绿色单斜晶体，水中溶解度4.7g，难溶于有机溶剂。具有光敏活性，为早期工程晒图材料本实验首先用硫酸亚铁铵与草酸作用FeSO4+H2C2O4=FeC2O4↓+H2SO4以H2O2氧化，得到铁(III)与草酸配合物2FeC2O4·2H2O+H2O2+3K2C2O4+H2C2O4=2K3[Fe(C2O4)3]·3H2O此反应需要草酸钾和草酸存在反应完成后，加入盐析剂，可得产物晶体光化学反应三草酸合铁(III)配离子对于光量子的作用存在较为直观的定量关系，在光化学研究上常作为测定光量子效率的试剂在紫外光作用下，配离子吸收一个光量子后活化，并进一步发生离子的电子转移2[Fe(C2O4)3]3-2h2[Fe(C2O4)3]3-*=2Fe2++2CO2+5C2O42-配离子吸收光量子数越多，则产生的Fe2+越多光化学反应是由光子供给能量来进行的化学反应工业晒图赤血盐溶液(K3[Fe(CN)6])遇Fe2+即产生深蓝色藤氏蓝沉淀早期的晒图工艺将含有[Fe(C2O4)3]3-的溶液浸于晒图纸上，将图形盖住后曝光，然后将晒图纸浸入赤血盐溶液中，即发生下列反应Fe2++[Fe(CN)6]3-+K+=KFe[Fe(CN)6]↓蓝晾干后就成为蓝底白线的蓝图硫酸亚铁铵草酸亚铁草酸倾析洗涤H2O2饱和草酸钾水浴加热加热草酸三草酸合铁(III)酸钾洗涤乙醇冰浴抽滤实验流程图产物溶液3.仪器和药品台秤，高压汞灯(250W)，抽滤装置(NH4)2Fe(SO4)2∙6H2O(s)，H2SO4(1mol∙dm-3)H2C2O4(饱和)，K2C2O4(饱和)KNO3(300g∙dm-3)，H2O2(3%)K3[Fe(CN)6]，乙醇(95%)冰，晒图纸4.实验要点1.草酸亚铁的制备5.0克硫酸亚铁铵、15cm3水(不要多)，数滴酸，100cm3烧杯，加热溶解25cm3饱和草酸，加热至沸同时搅拌下加入（为什么？）静置，用倾析法得到FeC2O4（黄色沉淀）实验要点2.三草酸合铁(III)酸钾的制备FeC2O4+草酸钾10cm3，水浴恒温313K搅拌，20cm3H2O2（慢慢加入，注意观察现象）撤去水浴，加热至沸，8cm3草酸（若还有沉淀，补加草酸直至消失），不必过滤10cm3乙醇，冰水冷却，观察晶体析出（若无晶体出现，可滴加几滴KNO3溶液）抽滤，乙醇10cm3淋洗晾干，称重，计算产率实验要点3.配合物光化学活性试验取少量产品（~0.3g），配成1%的溶液用玻璃棒蘸取少量溶液，在一张纸上描画一些几何图形，置暗处令其稍干（无液渍）置于汞灯光源下曝光2~5分钟取赤血盐溶液刷涂于曝光过的纸上，洗去多余的溶液，观察纸上的图形5.问题与讨论请拟出该配合物的另一合成路线及操作步骤KNO3溶液的加入为什么会使产物结晶的速度加快？原理是什么？往体系中加固硝酸钾可以吗？问题和讨论不好的设计使用FeSO4或FeCl2（或Fe与酸反应临时制备这些物质），其他与实验相同FeCl3Fe(OH)3产物：Fe(OH)3易形成胶体FeCl3+K2C2O4产物：产率过低问题与讨论合理的合成路线比实验步骤少H2O2的氧化Fe2(C2O4)3∙5H2O溶解度较大，分离提纯较为复杂；FeCl3纯度也较低FeCl3Fe2(C2O4)3∙5H2OK2C2O4结晶加热K2C2O4三草酸合铁(III)酸钾洗涤乙醇冰浴抽滤问题与讨论KNO3溶液的加快结晶速度的原理是什么？固体KNO3可以吗？原理：盐析现象某些物质易形成胶体或过饱和溶液，此时加入少量无机盐，会发生胶体凝聚，从而以固体形式析出原因：无机盐中和了胶体或过饱和溶液晶核所吸附的电荷不能用固体KNO3固体KNO3会夹杂在产物晶体中，导致产品不纯