킬레이트에 대해 이해하고 킬레이트 화합물인 Tris(etheylenediamine) cobalt(Ⅲ)chloride를 합성한다.
킬레이트 효과(Chelate effect)
1. 반응 속도론 적 킬레이트 효과
킬레이트된 리간드의 치환은 유사한 한 자리 리간드보다 더 느린 반응이다. 일반적으로 한 개나 그 이상의 킬레이트 고리를 포함하는 킬레이트 착물은 킬레이트 고리를 더 작게 가지거나 유사한 비킬레이트 착물과 비교하여 더 큰 안정도를 갖는 것을 킬레이트 효과라고 부른다.
2. 열역학적 킬레이트 효과
킬레이트 반응은 용액에서 독립적인 분자들의 수가 증가하는 결과를 내므로 비킬레이트 반응에 비해 엔트로피가 더 큰 양의 값을 가진다. 즉 주개 자리 수가 증가하면 증가할수록 여러 자리 리간드는 한자리 리간드보다 더 큰 엔트로피 우세를 가지고 반응 속도론 적으로도 선호된다. 에틸렌다이아민과 같은 킬레이트 리간드 경우 한쪽 아민기가 금속 이온과 결합한 다음에 다른 쪽의 아민기가 금속 이온과 결합하기가 훨씬 쉬워진다.
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1[M(H20)6]2+ + 2CH3NH2 → 1[M(CH3NH2)2(H20)4]2+ + 2H20 |
분자 수가 3 → 3으로 분자 수에 의한 엔트로피 변화가 없다 |
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1[M(H20)6]2+ + 1en → 1[M(en)(H20)4]2+ + 2H2O |
분자 수가 2 → 3으로 하나 커지면서 엔트로피가 증가한다. |
실험 방법
1. 실험 과정
1) 30% ethylenediamine 30.5g을 6N HCl 8.5㎖와 부분적으로 중화시킨다.
2) 그리고 물 37.5㎖, CoCl2 12g 용액에 혼합물을 따른다.
3) 코발트는 3시간 동안 용액에 공기를 격렬히 통과시켜 산화시킨다.
4) 표면까지 수증기 중탕 속에서 증발하는 용액은 표면 위쪽에서 형태를 띠기 시작한다. 부피는 대략 7.5에서 10㎖까지이다.
5) 그 다음 농축된 염산 7.5㎖와 ethyl alcohol 15㎖를 첨가한다.
6) 냉각시킨 후, [Co(en)3]Cl3 결정은 무색이 될 때까지 알코올로 여과하고 세척한다.
7) 그 다음 에테르와 함께 세척하거나, 오븐에서 말린다.
[무기화학실험]Tris(etheylenediamine) cobalt(Ⅲ) chloride 합성 레포트
(1) 킬레이트(Chelate) 한 개의 리간드가 금속 이온과 두 자리 이상에서 배위결합을 하여 생긴 착이온을 뜻한다. [M(en)3]n+착물. chelate ring으로 오므라 들려고 en 리간드가 배위 결합하여 생긴 착물 Colour code: M, green; N, blue; C, grey. (2) 킬레이트 효과(Chelate effect) 1) 반응 속도론 적 킬레이트 효과 킬레이트된 리간드의 치환은 유사한 한 자리 리간드보다 더 느린 반응이다.
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