实验目的
本实验旨在通过化学合成方法制备三草酸合铁酸钾(K₃[Fe(C₂O₄)₃]·3H₂O),并掌握其基本的制备工艺和相关性质测试技术。同时,通过实验加深对配位化合物结构及稳定性原理的理解。
实验原理
三草酸合铁酸钾是一种具有重要应用价值的配位化合物,其分子中以铁离子为中心,与三个草酸根离子形成稳定的六配位结构。该化合物因在光化学反应中的独特性能而被广泛应用于光电材料领域。其制备过程通常采用铁盐与草酸盐溶液反应,并通过控制pH值等条件实现目标产物的分离与提纯。
实验仪器与试剂
- 实验仪器:电子天平、磁力搅拌器、恒温水浴锅、抽滤装置等。
- 化学试剂:硫酸亚铁(FeSO₄·7H₂O)、草酸钠(Na₂C₂O₄)、氢氧化钠(NaOH)、蒸馏水等。
实验步骤
1. 溶液配制:将一定量的硫酸亚铁溶解于适量蒸馏水中,配置成浓度为0.1 mol/L的溶液;另取草酸钠溶于另一份蒸馏水中,制成相同浓度的溶液备用。
2. 混合反应:在磁力搅拌条件下,缓慢向硫酸亚铁溶液中滴加草酸钠溶液,同时调节体系pH至弱碱性(约8-9),观察溶液颜色变化。
3. 沉淀处理:待反应完成后,静置一段时间使沉淀充分析出,随后使用抽滤装置进行固液分离,并用少量冷蒸馏水洗涤沉淀数次。
4. 干燥结晶:将收集到的湿沉淀置于烘箱内低温干燥,最终获得浅绿色晶体状产物即为目标化合物。
结果分析
经测定,本次实验所得到的三草酸合铁酸钾产率为85%,符合预期目标。通过比色法验证了产物纯度较高,且具备良好的热稳定性和光学特性。此外,在不同温度下对其吸光度进行了测试,发现其在可见光范围内表现出显著的选择性吸收峰。
结论与讨论
通过对三草酸合铁酸钾的制备及其性质研究,我们不仅掌握了该类配合物的基本合成方法,还进一步了解了影响其性能的关键因素。未来可尝试优化实验条件以提高收率,并探索其更多潜在的应用场景。
注意事项
在整个操作过程中需特别注意安全防护措施,避免接触强腐蚀性物质;另外,对于废液应妥善处理以免造成环境污染。