무기화학실험 | The Preparation of Hexaaminecobalt(III) chloride

TIP

 

 

1. 염화코발트의 착화합물에 대해 알아보고 Hexaammine Cobalt(III) Chloride를 합성하고 수율을 계산할 수 있다.
2. Co 화합물은 대부분 +2가 및 +3가의 산화상태에 있다. Co는 비교적 낮은 원자가 상태에서 간단한 이온성 결합화합물을 만들고 배위 화합물을 만든다. 본 실험에서는 안정한 Co 화합물에 대해서 알아본다.

 

 

 

염화코발트지의 원리

1. 코발트는 본래의 갖고 있던 전자 중에 2개를 염소에게 빼앗긴 이온상태의 물질로써 전자 가 부족한 상태 따라서, 주위에 전자를 풍부하게 갖고 있는 무엇이 있으면 결합 하려는 성질이 있다.(고체 상태에서는 물론 염소이온과 전기적인력에 의해 결합 되어 있지 만 그렇다고 해도 코발트 이온 그 자체는 전자가 부족한 상태

 

2. 코발트 이온은 내부적으로 많은 전자들이 궤도함수라는 것을 이루고 원자핵 주위에 배치 되어 있음. 이들은 적당한 파장의 빛을 흡수하여 그 에너지 상태가 높아지기도 하고 반대로 흡수 했던 에너지를 방출하여 빛을 내기도함.

 

3. 무수상태의 염화코발트는 빛을 흡수하되 적색파장의 빛을 흡수하고 나머지색의 빛은 반 사나 통과 시킨다. 따라서, 무수상태의 염화코발트는 적색의 보색인 청(녹)색으로 보이게 된다.

 

4. 무수상태의 염화코발트가 물분자를 만나면, 염화코발트 1개가 물분자 2개를 잡아서 염화코발트 2수화물(CoCl₂․2H₂O). 물분자가 6개붙으면 (CoCl₂·6H₂O)가됨

 

5. 염화코발트에 물이 결합하는 이결합 형태를 특별히 배위결합 이라고 하고, 배위결합을 하여 착이온을 형성한다. 이때의 착이온이 푸른색을 띠게 한다.

 

6. 물분자중의 산소원자는 전자가 풍부한(자기 본래의 전자 외에 수소원자 2개릐 전자 2개 까지 거의 빼앗아 갖고 있는) 상태인데 코발트 이온이 산소원자에 기대게됨. 그렇게 되면 코발트이온의 원래의 전자 궤도함수가 달라져서 외부로부터 흡수하는 빛의 파장이 달라진다. 이때에는 청(녹)색 계통의 빛을 흡수하고 나머지는 빛은 반사 또는 그대로 통과시키므로 물분자를 얻은 염화 코발트는 흡수된 청(녹)색의 보색인 적색으로 보이게 된다.

 

 

실험 방법

1. Synthesis of [Co(NH₃)₆]Cl₃

1) 250㎖ 삼각플라스크에 1g의 charcoal을 넣고 CoCl₂·6H₂O 9g과 NH₄Cl 6g을 10㎖의 물에 녹인 뜨거운 용액을 가한다.(반드시 후드에서 시행한다)

2) 위의 혼합된 용액에 진한 암모니아수 20㎖를 가한다.

3) 위의 용액을 냉각시키고 6% H₂O₂ 20㎖를(후드에서 주사기로) 천천히 가한다.

4) 3)의 용액에 핑크색이 없어질 때 까지 60℃로 15~20분간 가열

5) 색이 사라지면 용액을 냉각시키고 filtering

6) 위의 석출물을 80㎖의 물에 3㎖의 진한 HCl이 가해진 끓인 용액에 녹인다.

7) Charcoal을 제외하고 모든 석출물이 녹으면 뜨거운 용액을 filter

8) 받아진 용액에 진한 HCl 10㎖를 가하고 냉각

9) 침전물이 생성되면 filter하고 건조

10) 수득률 측정

 

 

 

[무기화학실험]The Preparation of Hexaaminecobalt(III) chloride 레포트