II. Экспериментальная часть

2.1 Выбор и обоснование метода получения Na₃[Co(NO₂)₆]

Исходя из возможностей лаборатории кафедры Общей и Неорганической Химии, был выбран 6 способ.

Способ приготовления:

Co(NO₃)₂ 6H₂O + 7NaNO₂ + 2 CH₃COOH=Na₃[Co(NO₂)₆] + 2NaNO₃+ 2Na(CH₃COO) + 2NO + 7H₂O

 

30 г. NaNO₂ растворяют в 30 мл. воды при 40-50 С. К этому раствору прибавляют 10 г Co(NO₃)₂ 6H₂O, затем малыми порциями приливают 10 мл. 50%-ной уксусной кислоты. В полученную смесь пропускают в течение 20 минут струю воздуха для удаления оксида азота.

Раствору дают постоять в течение 1-2 часов. Образуется осадок, состоящий из K₂Na[Co(NO₂)₆] и небольшого количества Na₃[Co(NO₂)₆] (NaNO₂ содержит примесь КNO₂). Осадок отфильтровывают. Основная масса соли Na₃[Co(NO₂)₆] остается в растворе. К раствору прибавляют 25 мл. спирта. При этом осаждается Na₃[Co(NO₂)₆].

Соль отфильтровывают, промывают 10 мл. спирта и 5 мл. эфира и сушат на воздухе. Если соль дает мутный раствор, то полученный препарат загрязнен. Для очистки его растворяют в полуторном количестве воды и отфильтровывают нерастворившуюся часть. В прозрачный раствор вливают тонкой струей спирт, который немного подкислен уксусной кислотой. Выпавший осадок Na₃[Co(NO₂)₆] отфильтровывают, еще раз промывают спиртом и эфиром и сушат при 60-70 С.

 

Расчет термодинамической возможности синтеза

 

Co(NO₃)₂ 6H₂O + 7NaNO₂ + 2 CH₃COOH=Na₃[Co(NO₂)₆] + 2NaNO₃+ 2Na(CH₃COO) + 2NO + 7H₂O

Co²⁺ + 7NO₂^- + 2CH₃COOH = [Co(NO₂)₆]^3- + 2NO + 2CH₃COO^- + H₂O

Термодинамические константы веществ

	ΔH° (298) кДж/моль	ΔG° (298) кДж/моль	ΔS° (289) кДж/моль
Co2+	-59.41	-53.55	-112.97
Na+	-239.9	-262.13	58.91
NO3 -	-207.5	-111.7	147.3
CH3COOH	-487	-393	160
H+	0	0	0
[Co(NO2)6]3-	-	-	-
NO2-	90.25	86.58	210.6
OH-	-230.19	-157.42	-10.86

 

Не оценена термодинамическая возможность протекания процесса, так как отсутствуют термодинамические данные по комплексу [8].

 

2.3 Синтез и исследование свойств Na₃[Co(NO₂)₆]

Реактивы:

Нитрит натрия NaNO₂, гексагидрат нитрата кобальта (II) Со(NO₃)₂ · 6H₂O, раствор уксусной кислоты CH₃COOH (ώ(CH₃COOH) = 50 %), этиловый спирт C₂H₅OH, дистиллированная вода H₂O.

Посуда и оборудование:

Плоскодонная колба на 150 мл, мерный цилиндр на 10 мл, мерный цилиндр на 50 мл, стеклянная палочка, химический стакан на 100 мл (2 шт.), коническая воронка, фильтровальная бумага, весы, термометр, электрическая плитка, асбестовая сетка, воздуходувка.

Свойства исходных веществ.

Нитрит натрия NaNO₂ – кристаллическое белое вещество, температура плавления 271 С, при более высокой температуре разлагается, плотность 2,17 г/см³, растворимость в воде при 20 С 82,9 г. в 100 г. воды.

Гексагидрат нитрата кобальта (II) Co(NO₃)₂ 6H₂O – расплывчатые кристаллы красного цвета, при 55 С отщепляет 3 молекулы воды, при более высокой температуре разлагается, плотность 1,87 г/см³, растворимость в воде при 0 С 263 г. в 100г.

Уксусная кислота CH₃COOH – бесцветная жидкость с резким запахом, плотность 1,049 г/см³, температура плавления 16,75 С, температура кипения 118,1 С.

Этиловый спирт C₂H₅OH – бесцветная жидкость с характерным запахом, плотность 0,789 г/см³, температура плавления –114,15 С, температура кипения 78,39 С.

Требования техники безопасности.

При работе с уксусной кислотой необходимо соблюдать правила работы с кислотами. При попадании раствора кислоты на кожу промыть место ожога струей воды в течение нескольких минут. После этого обработать обожженное место раствором питьевой соды.

При нагревании растворов необходимо соблюдать правила работы с нагревательными приборами. При термическом ожоге охладить пораженное место, для чего поместить его под струю холодной воды. После охлаждения смазать мазью от ожогов.

В качестве побочного продукта образуется оксид азота, поэтому синтез необходимо проводить в вытяжном шкафу.