In questo laboratorio, combinerai cloruro di nichel esaidrato ed etilendiammina in acqua per produrre cloruro di nichel tris(etilendiammina). Quando il cloruro di nichel esaidrato si dissolve in acqua, si riorganizza per diventare il catione esaacquanichel e due anioni cloruro.
L'aggiunta di etilendiammina provoca lo scambio di tre molecole di etilendiammina con le sei molecole d'acqua. Questo accade generalmente una molecola di etilendiammina alla volta. Quindi, il complesso di nichel passerà attraverso gli intermedi di nichel tetraaquaetilendiammina blu chiaro e diacquabisetilendiammina nichel blu scuro prima di formare il prodotto di cloruro di nichel tris (etilendiammina) viola.
Sulla base di questo processo speciale, potresti intuire che il cloruro di nichel esaidrato sarà il tuo reagente limitante. Verificherai questa ipotesi utilizzando le quantità dei reagenti che hai aggiunto durante la reazione per determinare la resa teorica. Farai anche precipitare il prodotto dalla soluzione e misurerai la massa. Una volta che si conosce il reagente limite e la massa del prodotto finale, è possibile calcolare la resa recuperata.
Prima di iniziare l'esperimento, crea una tabella nel tuo quaderno di laboratorio con la quantità di soluzione di etilendiammina aggiunta e il colore della tua soluzione di reazione. Includi una linea per il colore iniziale della soluzione. Aggiungerai 20 ml di etilendiammina al 25% in volume, 1 ml alla volta. In questo modo monitorerai l'andamento della tua reazione.
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Indossa un camice da laboratorio, occhiali di sicurezza a prova di schizzi e un paio di guanti usa e getta. nota: Il cloruro di nichel è tossico e irritante, quindi prestare attenzione quando lo si maneggia. L'etilendiammina è tossica, quindi non scoprirla finché non l'hai inserita nella cappa aspirante.
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Porta un becher da 100 ml su una bilancia analitica per misurare il cloruro di nichel esaidrato.
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Prendi una barca per pesare sulla bilancia analitica e poi usa la spatola per misurare 4,5 – 5 g di cloruro di nichel esaidrato. nota: Questo composto è igroscopico, il che significa che può assorbire una grande quantità di acqua dall'atmosfera. Lavora rapidamente per ottenere una misurazione accurata, quindi chiudi bene il contenitore.
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Una volta che hai tra 4,5 e 5 g, registra rapidamente la massa nel tuo quaderno.
Tabella 2: Determinazione del numero di moli di reagenti
| NiCl2•6H20 |
| Massa (g) | |
| H2O aggiunto (mL) | |
| Massa molare (g/mol) | 237.69 |
| Numero di moli | |
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| C2H8N2 |
| Volume aggiunto del 25% v/v C2H8N2 (mL) | |
| Volume effettivo di C2H8N2 (mL) | |
| Densità (g/mL) | 0.8995 |
| Massa (g) | |
| Massa molare (g/mol) | 60.0989 |
| Numero di moli (mol) | |
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Versa il cloruro di nichel esaidrato nel tuo becher da 100 ml. Pulisci la spatola con una salvietta da laboratorio per la persona successiva e smaltisci la navicella di pesatura e la salvietta da laboratorio secondo le politiche del tuo istituto per lo smaltimento dei rifiuti di nichel.
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Misura 5 ml di acqua deionizzata e versala nel becher. Mescolare la miscela con la bacchetta di vetro per sciogliere il cloruro di nichel esaidrato, formando così una soluzione verde limpida di cloruro di esaacquanichel.
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Se il composto non si dissolve completamente, aggiungi 1 mL di acqua deionizzata e continua a mescolare. Se dopo cinque minuti non è ancora sciolto, aggiungere un altro ml di acqua. nota: Fai attenzione a non aggiungere più acqua del necessario, perché l'acqua in eccesso renderà più difficile far precipitare il prodotto in seguito.
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Una volta che hai preparato la tua soluzione di cloruro di esaaquanichel, registra la quantità di acqua che hai usato nel tuo quaderno di laboratorio e annota il colore della tua soluzione prima dell'aggiunta di etilendiammina.
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Ottieni 20 ml di una soluzione di etilendiammina al 25% in volume in acqua deionizzata dal tuo istruttore. Questa soluzione le verrà somministrata in un bicchiere coperto.
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Con la pipetta di plastica usa e getta, aggiungi l'etilendiammina alla soluzione di cloruro di esaaquanichel, 1 ml alla volta, mescolando la soluzione con l'asta di vetro dopo ogni aggiunta. Registrare i cambiamenti di colore della soluzione. nota: La soluzione cambierà dal verde al blu, poi al blu scuro e infine al viola. Questa reazione è veloce, quindi una volta aggiunta tutta l'etilendiammina, avrai una soluzione del tuo prodotto tris(etilendiammina)cloruro di nichel in acqua.
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Misura 10 ml di acetone con il cilindro graduato. Versare l'acetone nel becher della soluzione viola di cloruro di tris(etilendiammina) nichel e mescolare con la bacchetta di vetro per mescolare accuratamente l'acetone nella soluzione. nota: Il cloruro di tris(etilendiammina) nichel è solubile in acqua, ma insolubile in acetone. L'aggiunta di acetone alla soluzione acquosa del prodotto rende più favorevole la precipitazione del prodotto.
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Aggiungi 50 mL di acetone totale alla soluzione di cloruro di nichel tris(etilendiammina) in questo modo, 10 mL alla volta. nota: Se non vedi alcun solido dopo aver aggiunto 50 ml di acetone, usa l'asta di vetro per graffiare delicatamente la superficie interna del becher. Questo aiuterà le precipitazioni perché i solidi si formano più facilmente su superfici ruvide.
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Una volta che il solido inizia a formarsi, rimuovi l'asta di vetro e lascia il bicchiere indisturbato nella cappa per 5 minuti. Nota: Mescolare o agitare la soluzione a questo punto può incoraggiare il solido a ridissolversi.
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Durante quel periodo, raccogli circa 600 ml di ghiaccio tritato in un becher da 800 ml. Aggiungi acqua di rubinetto o acqua dolce quanto basta al becher per riempire gli spazi tra il ghiaccio, ma non abbastanza da far sì che il ghiaccio inizi a galleggiare su uno strato d'acqua. Questo bagno di ghiaccio fornisce un raffreddamento più uniforme rispetto al solo ghiaccio.
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Una volta che il tuo becher di prodotto precipitante è rimasto indisturbato per 5 minuti, posizionalo con cura nel bagno di ghiaccio. nota: Assicurarsi che il bagno di ghiaccio sia superiore al livello della soluzione viola ma inferiore alla parte superiore del becher da 100 ml.
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Lascia riposare questa soluzione nel bagno di ghiaccio per 15 – 20 minuti. Il raffreddamento della soluzione riduce la solubilità del prodotto, incoraggiando ancora più precipitazioni.
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Mentre aspetti, porta un tovagliolo di carta al cappuccio per asciugare l'acqua quando rimuovi il becher dal bagno di ghiaccio.