In diesem Labor kombinieren Sie Nickelchlorid-Hexahydrat und Ethylendiamin in Wasser, um Tris(ethylendiamin)nickelchlorid herzustellen. Wenn sich Nickelchloridhexahydrat in Wasser auflöst, ordnet es sich neu an und wird zum Hexaaquanickel-Kation und zwei Chloridanionen.
Die Zugabe von Ethylendiamin führt dazu, dass drei Ethylendiaminmoleküle mit den sechs Wassermolekülen ausgetauscht werden. Dies geschieht in der Regel Ethylendiaminmolekül für Ethylendiamin. Der Nickelkomplex durchläuft also die hellblauen Tetraaquaethylendiamin-Nickel- und dunkelblauen Diaquabisethylendiamin-Nickel-Zwischenprodukte, bevor er das violette Tris(ethylendiamin)-Nickelchlorid-Produkt bildet.
Basierend auf diesem speziellen Verfahren könnten Sie vermuten, dass Nickelchloridhexahydrat Ihr limitierender Reaktant sein wird. Du testest diese Hypothese, indem du die Mengen der Reaktanten verwendest, die du während der Reaktion hinzugefügt hast, um die theoretische Ausbeute zu bestimmen. Sie fällen das Produkt auch aus der Lösung aus und messen die Masse. Sobald Sie den Grenzreaktanten und die Masse des Endprodukts kennen, können Sie die zurückgewonnene Ausbeute berechnen.
Bevor Sie mit dem Experiment beginnen, erstellen Sie in Ihrem Labornotizbuch eine Tabelle mit der Menge der hinzugefügten Ethylendiaminlösung und der Farbe Ihrer Reaktionslösung. Fügen Sie eine Linie für die Anfangsfarbe der Lösung ein. Sie fügen jeweils 1 ml 20 ml Ethylendiamin mit 25 Vol.-% hinzu. So überwachen Sie den Fortschritt Ihrer Reaktion.
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Ziehen Sie einen Laborkittel, eine spritzwassergeschützte Schutzbrille und ein Paar Einweghandschuhe an. Anmerkung: Nickelchlorid ist giftig und reizend, seien Sie also vorsichtig beim Umgang damit. Ethylendiamin ist giftig, also decken Sie es nicht auf, bis Sie es in den Abzug gelegt haben.
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Bringen Sie ein 100-ml-Becherglas zu einer Analysewaage, um Nickelchlorid-Hexahydrat zu messen.
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Tarieren Sie ein Wägeschiffchen auf der Analysenwaage und messen Sie dann mit dem Spatel 4,5 – 5 g Nickelchlorid-Hexahydrat. Anmerkung: Diese Verbindung ist hygroskopisch, was bedeutet, dass sie eine große Menge Wasser aus der Atmosphäre aufnehmen kann. Arbeiten Sie schnell, um eine genaue Messung zu erhalten, und verschließen Sie dann den Behälter fest.
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Sobald Sie zwischen 4,5 und 5 g haben, notieren Sie schnell die Masse in Ihrem Notizbuch.
Tabelle 2: Bestimmung der Molzahl der Reaktanten
| NiCl2•6H20 |
| Masse (g) | |
| H2O hinzugefügt (mL) | |
| Molmasse (g/mol) | 237.69 |
| Anzahl der Maulwürfe | |
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| C2H8N2 |
| Zusätzliches Volumen von 25 % v/v C2H8N2 (mL) | |
| Tatsächliches Volumen von C2H8N2 (mL) | |
| Dichte (g/ml) | 0.8995 |
| Masse (g) | |
| Molmasse (g/mol) | 60.0989 |
| Anzahl der Mole (mol) | |
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Gießen Sie das Nickelchlorid-Hexahydrat in Ihr 100-ml-Becherglas. Reinigen Sie den Spatel mit einem Labortuch für die nächste Person und entsorgen Sie das Wägeschiffchen und das Labortuch gemäß den Richtlinien Ihrer Institution für die Entsorgung von Nickelabfällen.
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Messen Sie 5 mL deionisiertes Wasser und gießen Sie es in das Becherglas. Rühren Sie die Mischung mit dem Glasstab um, um das Nickelchlorid-Hexahydrat aufzulösen, wodurch eine klare grüne Lösung von Hexaaquanickelchlorid entsteht.
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Wenn sich die Verbindung nicht vollständig auflöst, füge 1 mL deionisiertes Wasser hinzu und rühre weiter. Wenn es sich nach fünf Minuten immer noch nicht aufgelöst hat, fügen Sie einen weiteren ml Wasser hinzu. Anmerkung: Achten Sie darauf, nicht mehr Wasser hinzuzufügen, als Sie benötigen, da überschüssiges Wasser die spätere Ausfällung Ihres Produkts erschwert.
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Sobald Sie Ihre Lösung aus Hexaaquanickelchlorid hergestellt haben, notieren Sie die Menge an Wasser, die Sie in Ihrem Labornotizbuch verwendet haben, und notieren Sie die Farbe Ihrer Lösung vor der Zugabe von Ethylendiamin.
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Besorge dir 20 ml einer Lösung von 25 Vol.-% Ethylendiamin in deionisiertem Wasser von deinem Dozenten. Sie erhalten diese Lösung in einem abgedeckten Becherglas.
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Mit der Einweg-Plastikpipette fügst du das Ethylendiamin zur Hexaaquanickelchlorid-Lösung hinzu, jeweils 1 ml, und rührst die Lösung nach jeder Zugabe mit dem Glasstab um. Notieren Sie die Farbänderungen der Lösung. Anmerkung: Die Lösung wechselt von Grün zu Blau, dann zu Dunkelblau und schließlich zu Lila. Diese Reaktion ist schnell, so dass Sie, sobald Sie das gesamte Ethylendiamin hinzugefügt haben, eine Lösung Ihres Produkts Tris(ethylendiamin)nickelchlorid in Wasser haben.
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Messen Sie 10 mL Aceton mit dem Messzylinder. Gießen Sie das Aceton in das Becherglas mit der violetten Tris(ethylendiamin)nickelchloridlösung und rühren Sie mit dem Glasstab um, um das Aceton gründlich in die Lösung zu mischen. Anmerkung: Tris(ethylendiamin)nickelchlorid ist wasserlöslich, aber unlöslich in Aceton. Die Zugabe von Aceton zu Ihrer wässrigen Produktlösung macht es günstiger, dass das Produkt ausfällt.
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Füge insgesamt 50 ml Aceton zur Tris(ethylendiamin)nickelchlorid-Lösung hinzu, jeweils 10 ml. Anmerkung: Wenn Sie nach der Zugabe von 50 ml Aceton keinen Feststoff sehen, kratzen Sie mit dem Glasstab vorsichtig die Innenfläche des Becherglases ab. Dies hilft bei der Ausfällung, da sich Feststoffe auf rauen Oberflächen leichter bilden.
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Sobald sich der Feststoff zu bilden beginnt, entfernen Sie den Glasstab und lassen Sie das Becherglas 5 Minuten lang ungestört in der Haube. Hinweis: Das Rühren oder Rühren der Lösung an dieser Stelle kann dazu führen, dass sich der Feststoff wieder auflöst.
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Während dieser Zeit schöpfen Sie etwa 600 ml zerstoßenes Eis in ein 800-ml-Becherglas. Gib gerade so viel Leitungswasser oder frisches Wasser in das Becherglas, um die Zwischenräume zwischen dem Eis zu füllen, aber nicht genug, dass das Eis auf einer Wasserschicht zu schwimmen beginnt. Dieses Eisbad sorgt für eine gleichmäßigere Abkühlung als Eis allein.
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Sobald Ihr Becher mit dem gefällten Produkt 5 Minuten lang ungestört gestanden hat, legen Sie ihn vorsichtig in das Eisbad. Anmerkung: Stellen Sie sicher, dass das Eisbad höher als der Wert der violetten Lösung, aber niedriger als der obere Rand des 100-ml-Bechers ist.
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Lassen Sie diese Lösung 15 – 20 Minuten im Eisbad ruhen. Das Abkühlen der Lösung verringert die Löslichkeit des Produkts und fördert so noch mehr Niederschlag.
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Während Sie warten, bringen Sie ein Papiertuch zur Haube, um Wasser aufzuwischen, wenn Sie den Becher aus dem Eisbad nehmen.