文档介绍：钴Ⅲ亚氨基二乙酸配合物的制备、分离、
结构表征与性能研究
实验目的
掌握双(亚氨基二乙酸根)合钴(III)酸钾的两种几何异构体的合成;
掌握配合物的一般表征方法;
掌握ICP-AES全谱直读光谱仪的基本结构和分析方法;
了解配合物的电化学测量方法和电化学性能;
学****运用离子交换法和分光光度法研究配合物几何异构体;
根据化学原理对实验现象和实验结果进行合理的讨论与解释。
基本原理
钴(III)和亚氨基二乙酸形成ML6型的配合物:[Co(H2HNCH2COO)2]-(用IDA代表亚氨基二乙酸根)。[Co(IDA)2]-为八面体构型,有三种可能的几何异构体,由于张力的关系,构型III处于较高的能量态,因而是不稳定的。因此,合成时所得到的反式异构体将是面角式的,而不是子午线式的,这已被NMR谱所证实。
( I ) 顺式[不对称-面式(u-fac-)] ( II ) 反式[对称-面式(s-fac-)] ( III ) 反式(子午线)[经式(mer-)]
本实验将制备Co(III)和亚氨基二乙酸配合物的两种异构体:顺势异构体和反式(面角)异构体。这两种异构体都有较深的颜色,一为棕色,另一为紫色,究竟哪种异构体呈棕色,哪种异构体为紫色,可通过对离子交换色层的观察以及对可见光谱的分析,再根据异构体分子模型进行推理判断,即可得出正确的结论。
离子交换树脂是一种带有可交换基团的高分子化合物,它由树脂骨架和交换基团两部分组成,离子交换树脂按其所带交换基团的性质,通常又分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂两大类。强碱性阴离子交换树脂都带有季***基|~N+X-,X-可以游离并和其它阴离子进行交换,当X-是Cl-时,就称为***型强碱性阴离子交换树脂,本实验用的就是这种树脂。当K[Co(IDA)2]溶液通过***型强碱性阴离子交换树脂时,树脂(固相)上的Cl-离子即和溶液(液相)中的阴离子[Co(IDA)2]-进行交换,并在一定温度下达成交换平衡:
|~N+Cl- + [Co(IDA)2]- |~N+[Co(IDA)2]- + Cl-
虽然顺势和反式异构体所带的电荷都一样,但由于极性不同,因而它们对树脂具有不同的亲和力,极性大的异构体对树脂的亲和力大,易被树脂吸附,极性小的异构体对树脂亲和力小,不易被树脂吸附。当用NaCl溶液淋洗同时吸附了两种异构体的树脂时,液相和固相间便发生如下的反应:
|~N+[Co(IDA)2]- + Cl- |~N+Cl- + [Co(IDA)2]-
对树脂亲和力小的异构体必然先被淋洗下来,而另一个则随后才能被淋洗下来,这样就在树脂柱上形成层次分明的色带(色层)。
很显然,我们根据对色层次序的观察,就可判断出具有何种颜色的异构体极性大,再根据分子模型便可判断出在所合成的异构体中,哪一种是顺式的,那一种是反式的。
具有正八面体对称性的反磁性Co(III)配合物,通常在可见光区有两个吸收带,它们分别被指派为:(I) 1T1g ← 1A1g (低频区);(II) 1T2g ← 1A1g (高频区)。当配合物的对称性降低时,谱带将会发生分裂。配合物[CoIIIA4B2]的顺式异构体(C2υ对称性)和反式异构体(D4h对称性)的光谱研究指出:(1) 反式异构体的谱带I分裂成Ia和Ib两个谱带;(2) 顺式异构体的谱带I所分裂成的两个谱