一、 目的 :
學習簡單錯鹽的製備方法，並以可見光譜來鑑定所合成之順式與反式錯鹽異構物，進而學習以晶場論解釋之。
二、原理
錯鹽化合物包含了一個中心金屬離子和與之配位鍵結的數個配位基，後者可能是中性分子或陰離子。中心金屬離子的配位數可有二到十以上的變化，但最常見的是四配位與六配位的
錯鹽化合物。錯鹽化合物常見帶有不同的顏色，有順磁 (paramagnetic) 或逆磁 (diamagnetic) 的磁性。針對這些特性，數種理論被發展出來解釋它們。其中，晶場論 (crystal
field theory)
走假設配位基走帶負電的點電荷中心，當其與中心金屬離子形成錯鹽化合物時，金屬離子上原本等能量的五個d軌域會因配位基幾何位置的不同，而感受到不同程度的斥力，因而能ꐊ_含相對的提昇或下降。對八面體結構的六配位錯鹽，中心金屬的五個d軌域之能量含分裂成兩個能階。其中，正對著配位基的dMyz與dzz軌域因斥力大，而位於高能階。其他三個軌뀊(dxy、dp、dzx)
則位於低能階。此兩個能階問的能量差，八。，會隨配位基的化學組成而異。造成能童差大的為強場配位基，反之則為弱場配位基。由光譜的測定，可把常見的配位基按晶場強弱關
係排出 ， 此關係稱為 '光譜化學系列」 (spectrochemical sehes) 。其中en走二胺基乙烷 (ethylene diamine)
的簡稱，其結構上的兩個氮原子都可配位鍵結到中心金石離子上，故為雙配位基 (bidentateligand ) 。本實驗中，以合成順式及反式氯化二氯雙二胺基乙烷鈷錯合物
(cis,trans-[Co(en)zCIz]Cl) 為主題。
此錯合物包含一個三價中心鈷離子，並有兩個氯離子與兩個二胺基乙烷與之配位鍵結形成八面體結構。由於兩個氯離子所佔位置可在入面體的六個頂點的相鄰兩點或不相鄰的相對兩
頂點，而形成順式與反式兩種幾何異構物的錯鹽。此兩種異構物中的鈷離子感受到的晶場不同，因此顏色也有異。順式為紫色，反式為綠色，兩者的性質亦有差異。因此在製備過程
中先合成反式異構物。將綠色的反式異構物在水浴中加熱，則可產生異構化反應，得到紫色的順式異構物。製備得兩種異構物後，將利用分光光譜儀，量測兩個異構物的水溶液光譜
。從所得光譜可比較兩異構物中心鈷離子感受到的晶場強弱之差異。
三、儀器
量筒 ( 1OO mL)
蒸發m (2個)
燒杯 (400 mL)
分光光譜儀
水流抽氣機
抽氣過濾裝置
玻棒
容槽
四、藥品
六水合氯化亞鈷 (COClz．6Hz0)
10% 二胺基乙烷 (HzNCHzCHzNHz)
乙醇 (CH3CHzOH)
l2M 濃鹽酸 (HCl)
l5 M 濃氨水 (NH3)
10% 雙氧水 (HzOz)
濾紙
五、實驗步驟
(一)、反式氯化二氯雙二胺基乙烷鈷
1． 使用乾淨的蒸發皿，稱量約2 g CoClz．6HzO固體，記錄精確重量。8 mL
之l0%二胺基乙烷溶液，攪拌使固體全溶
2． 在排煙櫃中，將2 mL lO% HzOz叫)，慢慢滴加入蒸發皿中
在煮沸水的燒杯上，利用蒸氣浴加熱並攪拌40分鐘。
註 : 在此步驟中 ，鈷(II)氧化為鈷(III)。 注意 : 勿將Hz0;膚。
3． 慢慢加入l2 mL之l2 M濃鹽酸，然後繼續加熱攪拌，直現一薄層片狀固體
時停止加熱，讓溶液冷卻到室溫。
4． 改用冰水浴使結晶完全析出。
5． 使用抽氣過濾法收集綠色的固體產物，並用*65 mL6g乙體 ; 持續抽氣
65&10分鐘待產物表面略乾後，將其移蒸發皿中，放入溫度保持在
110&12O"C的烘箱內烘2&3走HCI。
6． 稱量綠色產物的精確重量並計算其產率。
(二)、順式氯化二氯雙二胺基乙烷鈷
7． 使用乾淨的蒸發皿，稱量約0．3 g反式氯化二氯雙二胺基乙烷鈷
(III)， 記錄精確重量。
註 :將此反式錯鹽儘量集中放在蒸發皿中央。
8． 逐滴加入蒸餾水，以最少量的水將固體溶解，並在蒸氣浴上加熱
數分鐘後，再加入2-3滴濃氨水。
註 : 水過量，會使反式錯鹽無法轉變成順式錯鹽。
9． 將蒸發皿放在沸騰水蒸汽浴上加熱，直到出現深紫色固體。
10．若仍有綠色反式錯鹽殘存，則重覆步驟8、9，再進行溶解、蒸發
一次。
11．將此紫色順式錯鹽刮下，放在乾淨稱量紙上，實驗後與順式錯鹽
一起交給老師回收。
(三) 、可見光吸收光譜鑑定
12．開啟分光光譜儀的電源預先熱機，分光光譜儀的使用法請參考附錄 (10) 。
13．選取兩支透過率相近的容槽，一支裝蒸餾水作為參考溶液，另一
支裝試樣溶液，以進行下面的光譜測定。
註 :取玫支容棺內裝蒸餾水，先將光譜儀歸零後，再調整參考溶
液的透過率為100%，選擇透過率相近的兩支容槽。
14．稱取*60．l g反式錯鹽產物，#p2O mL65蒸餾水混合均勻後，加適
量於容槽中。
註 : 容槽應先用少量試樣溶液潤洗。
15．將光譜儀之測定波長設定於400 nm，放入裝參考溶液之容槽，依
序先調整儀器歸零、再調整參考溶液之透過率為100%，改放入
裝待測試樣的容槽，量測並記錄其吸收度。
16．以每次增加25 nm的間隔改變分析波長，量測試樣溶液在400勺
700nm不同波長下之吸收度。
註 : 每改變一次波長，均應重新以參考溶液再校正儀器一次。
17．以波長為橫軸，吸收度為縱軸作固。
18．重覆步驟13&17，測定順式鈷錯鹽之吸收光譜固。
19．廢液含重金屬，實驗後回收。
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