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【资料】常温下CuOH的合成 [复制链接]

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离线lzq_1234
 

只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2012-02-02
1 实验部分
1.1 仪器和试剂
接点式温度计、电磁继电器、电热器、真空干燥器、电光天平、烧杯、试管等。
硫酸铜(CuSO4,25%)、硫代硫酸钠(Na2S2O3、40%)、亚铁氰化钾(K4[Fe(CN)6],0.5mol·L-1)、氢氧化钠(NaOH,5%)、氯化钡(BaCl2,0.1mol·L-1)、硫化钠(Na2S,0.1mol·L-1)、浓氨水、无水乙醇(C2H5OH)、浓硫酸(H2SO4)、盐酸(HCl,10%)。


1.2 实验内容
1.2.1 氢氧化亚铜(CuOH)的合成
依照表1配比用容量法取20%CuSO4(A)、40%Na2S2O3(B)及C2H5OH(C)混合于大试管中,此时溶液呈黄色悬浊液。搅拌并用水银温度计测量体系温度变化情况,待温度变化至恒定后,静置30min。结果试管上层变清,试管底部沉淀有一层黄色物质,即CuOH。将其分离即用抽滤法弃去上层清液,然后将试管放入真空干燥系统中干燥。约十天取出刮出,将刮出的黄色粉末先用蒸溜水洗涤二次,再用无水乙醇洗涤几次,抽干后再一次真空干燥,等其干燥后进行称量,最后采用灼烧-重量法计算实际产率。结果详见表1。




滤液检验:将抽滤所得滤液分成两份,盛于二支试管中,分别滴入2-3滴0.5mol·L-1 K4[Fe(CN)6]和0.1mol·L-1 BaCl2溶液,振荡,静置,观察到的现象分别是暗红色和白色沉淀。


1.2.2 CuOH固体的鉴定及性质实验
将上述合成所得黄色粉末分别做以下实验:
a.加强热至恒重为止,在黑色粉末中滴加5ml浓H2SO4,继续加热至呈蓝色溶液,鉴定有Cu2+存在;
b.在黄色粉末中加入5ml(10%)HCl溶液,固体被溶解呈无色溶液,测定其pH值为6.8-7.3,用5mlNaOH溶液(5%),滴定有黄色物质析出,鉴定有Cu+存在;
c.对黄色CuOH固体作综合鉴定结果;将CuOH溶于浓氨水,振荡,得到蓝色溶液;将其分为两份,一份滴加5ml5%NaOH,溶液中有黄色沉淀,另一份滴加Na2S(0.1mol·L-1),溶液中有灰黑色沉淀析出。


1.2.3 温度、浓度对合成产率的影响
利用质量稀释法将25% CuSO4稀释为10%、20%、30%三种溶液。然后用容量法分别取出CuSO4液、Na2S2O3液、C2H5OH溶液混合于大试管中,水浴加热。其实验所需温度用接点温度计、电磁继电器和电热器控制调节。实验结果见表2。



2 实验结果与研讨
2.1 数据处理
实验结果表明,本合成是根据下面反应式进行:
4Na2S2O3+4CuSO4+2H2O====4CuOH↓+Na2S4O6+3S+Na2SO4
有关理论值由此式计算得到。硫溶于C2H5OH而被除去。CuOH实际产值可由下CuOH→CuO计
算得出。
反应体系有温度变化。设反应始态温度为T1,终态温度为T2,因体系的温度变量与各组份的热容量Ci有关,所以,在单位时间tmin范围内,体系的热焓变值可由下式确定:
t2
△rHm= C总EF
t1
将实验测得的实验温度变化值及各物系热容Ci理论值代入上式求解,即可得到反应过程△rHm值。


2,2, 合成条件
由于CuOH对热的不稳定性,易分解失水。因此,合成反应的温度应控制在35-50℃范围内,体系的pH值不能小于6。
由于Cu+易氧化为Cu2+,加水Cu+水解能力较弱,不易结晶,所以加入C2H5OH进行催化,加抗氧剂可加速晶体析出。
由于反应中有硫生成,需要加过量的C2H5OH给予溶解除去,同时,对CuOH进行洗涤。
综上所述,较理想的条件是:在无苛性碱处理下,以C2H5OH作催化剂、抗氧剂、硫溶剂,
温度≤50℃,pH≈7,配比为:Na2S2O3(40%):CuSO4(25%):C2H5OH=2:2:1(体积比)。


2.3 浓度对反应限度的影响
从表2中可以看到:合成反应要严格按一定浓度比例进行。当10%的CuSO4溶液与Na2S2O3、C2H5OH在常温下混合,反应无沉淀生成,溶液呈无色。用K4[Fe(CN)6]滴定检验,有暗红色乳状物生成。说明反应中只有Cu2SO4生成,Cu+未发生水解。当CuSO4溶液浓度增大时,以相同比例相同条件混合,则立即有黄色沉淀生成,尤其是25%CuSO4与40%Na2S2O3反应,生成黄色CuOH沉淀现象极其明显,产率亦较高。证明反应物浓度的大小对CuOH合成有非常明显的影响。


2.4 温度对反应限度的影响
用10%CuSO4与40%Na2S2O3依2:2混合,观察温度对反应的影响发现:温度在12-30℃时为无色液体;温度在40-50℃时为黄色液体,加入2-3滴C2H5OH有黄色沉淀析出;温度在60-64℃时沉淀为暗红色,即有Cu2O析出;温度在65℃以上时,有黑色沉淀析出,为Cu2S和CuO的混合物。CuO的生成是由于CuOH对热的不稳定性所致。Cu2S的存在源于体系处于尚未抽滤而含有Na2S4O6、Na2S2O3,受温度影响参与的化学反应。
此外,在相同浓度相同配比情况下,温度对产率也有明显的影响。混合后体系温度分别为31℃和26℃时,用25%CuSO4与40%Na2S2O3相同配比作用, 所得CuOH的产率分别是99.20%,95.001%,90.001%。可见,合理控制温度是CuOH合成的关键之一。





我爱化学
离线lzq_1234

只看该作者 沙发  发表于: 2012-02-02
表一和表二:
我爱化学
离线zhantong

只看该作者 板凳  发表于: 2012-02-03
回 lzq_1234 的帖子
lzq_1234:表一和表二:[图片]
[图片] (2012-02-02 19:34) 

图挂了=。=

楼主留言:

我怎么没事

离线cf3so3h

只看该作者 地板  发表于: 2012-02-05
好像度娘根据refer判断的
复制图片网址,粘到地址栏重新打开就可以了
离线cf3so3h

只看该作者 4楼 发表于: 2012-02-06
话说我用铜做阳极给饱和食盐水通电,也看到黄色固体,疑似CuOH
离线myw_power

只看该作者 5楼 发表于: 2012-03-01
乙醇的两个用处很好
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