《无机合成化学实验》讲义_20110503VIP专享

无机合成实验 讲义 贵州师范大学 化学与材料科学学院 2 0 1 0 年 7 月 2 目 录 实验一 电解法制备过二硫酸钾 实验二 非水溶剂合成——四碘化锡的制备 实验三 三草酸合铁(Ⅲ)酸钾的制备与组成分析 实验四 草酸钙的差热与热重分析 实验五 TiO2 纳米材料的制备与表征 实验六 微波辐射合成磷酸锌 实验七 Cr (III) 配合物八面体晶体场分裂能(Δ 。)的测定 3 实验一 电解法制备过二硫酸钾 【实验目的】 1、了解电化学合成的基本原理、特点及影响电流效率的主要因素。 2、掌握阳极氧化制备含氧酸盐的方法和技能 。 【实验原理】 本实验是用电解 KHSO4 水溶液（或 H2SO4 和 K2SO4 水溶液）的方法来制备 K2S2O8。在电解液中主要含有 K＋、H＋和 HSO4－离子，电流通过溶液后，发生电极反应，其中， 阴极反应：2H+＋2e- → H2 ＝0.00V 阳极反应：2HSO4－ → S2O82－＋2H+＋2e- ＝2.05V 在阳极除了以上的反应外，H2O 变为 O2 的氧化反应也是很明显的： 2H2O＝O2＋4H＋＋4e- ＝1.23V 从标准电极电位来看，HSO4－的氧化反应先发生，H2O 的氧化反应也随之发生，实际上从水中放出 O2 需要的电位比 1.23V 更大，这是由于水的氧化反应是一个很慢的过程，从而使得这个半反应为不可逆的，这个动力学的慢过程，需要外加电压（超电压）才能进行。无论怎样，这个慢反应的速率受发生这个氧化反应的电极材料的影响极大。氧在 1 mol·L-1KOH溶液中的不同阳极材料上的超电压下： 阳极 Ni Cu Ag Pt 超电压/V 0.87 0.84 1.14 1.38 这些超电压不能很好的重复与材料的来源有关，但是它们的差别使人想到在缓慢的氧化反应中，电极参加了反应。确实，超电压是人们所熟悉的，但对它的了解却较少。对于合成目的来说，正是由于氧的超电压使物质在水中的氧化反应可以进行。如果水放出氧的副反应没有超电压的话，物质在水中的氧化反应便不能实现。因为注意到了氧在 Pt 上的高的超电压，所以 K2S2O8 最大限度地生成，并使 O2 的生成限制在最小的程度。调整电解的条件已增加氧的超电压是有利的，因为超电压随电流密度增加而增大，所以采用较大的电流。同样，假如电解在低温下进行，因为反应速度变小，同时水被氧化这个慢过程的速度也会变小，这就增加了氧的超电压，所以低温对K2S2O8 的形成是有利的。最后，提高HSO4－的浓度，使K2S2O8 产量最大。 由于这些原因，HSO4－的电解将采...