草酸鐵鉀的製備

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簡介

草酸鐵鉀主要以八面體晶體的形式存在。這些晶體呈淺綠色。這種化學化合物是透過草酸存在下，使硫酸鐵與硫酸鋇反應而得到的。

什麼是草酸鐵鉀？

草酸鐵鉀是一種無機化學化合物，以晶體鹽的形式存在。這些淺綠色的晶體是在實驗室中透過草酸存在下，混合草酸鐵和草酸鋇而製備的。

圖 1 - 草酸鐵鉀

這種化學產物由草酸鐵陰離子$\mathrm{[Fe(C_{2}O_{4})_{3}]^{3-}}$−和鉀陽離子K+構成。該化合物還有其他名稱，例如三草酸合鐵(III)酸鉀和三(草酸根合)鐵(III)酸鉀。這種化學產物通常以三水合物的形式存在，其化學式為$\mathrm{K_{3}[Fe(C_{2}O_{4})^{3}].3H_{2}O}$。

目的

該實驗的目的是從草酸二水合物、草酸鉀一水合物和氯化鐵中製備純淨的草酸鐵鉀晶體樣品。

理論

$\mathrm{K_{3}[Fe(C_{2}O_{4})^{3}].3H_{2}O}$ 是透過將氫氧化鐵溶解在草酸溶液中製備的。它會生成草酸亞鐵的黃色沉澱。進一步溶解草酸鉀一水合物，會得到草酸鐵鉀的綠色沉澱。上述方面的化學反應如下所示：

$$\mathrm{FeCl_{3}\:+\:3KOH\:\rightarrow\:Fe(OH)_{3}\:+\:3KCl}$$

$$\mathrm{2Fe(OH)_{3}\:+\:3(COOH)_{2}.2H_{2}O\:\rightarrow\:Fe_{2}(C_{2}O_{4})_{3}\:+\:12H_{2}O}$$

$$\mathrm{Fe_{2}(C_{2}O_{4})_{3}\:+\:3(COOH)_{2}.H_{2}O\:\rightarrow\:2K_{3}[Fe(C_{2}O_{4})_{3}].3H_{2}O}$$

在本實驗過程中，過量的草酸被加入以溶解氫氧化鐵，並得到一種絡合物。酒精也被加入到溶液中以形成鐵鹽絡合物的沉澱。

所需材料

以下是實驗所需材料：

• 草酸水合物

• 氯化鐵

• 氫氧化鉀

• 燒杯

• 錐形瓶

• 三腳架

• 玻璃棒

• 鐵絲網

• 濾紙

• 瓷蒸發皿

• 漏斗

步驟

以下是所遵循的步驟：

圖 2 - 草酸鐵鉀的製備

• 將 3.5 克新制備的氯化鐵溶解在乾淨燒杯中的 10 毫摩爾水中。

• 需要在另一個燒杯中將 4 克氫氧化鉀與 50 毫升 H2O 混合。

• 將氫氧化鉀溶液緩慢加入到氯化鐵溶液中，並充分攪拌。得到棕色氫氧化鐵沉澱。

• 需要使用漏斗過濾氫氧化鐵沉澱，並用熱水進一步洗滌沉澱。

• 在另一個乾淨的燒杯中混合 4 克草酸和 5.5 克草酸鉀。加入 100 毫升 H2O 並充分攪拌整個溶液，以得到草酸鉀溶液。

• 將新制備的氫氧化鐵沉澱物緩慢加入到草酸鉀溶液中，並不斷攪拌整個過程，使沉澱物完全溶解。然後溶液呈現綠色。

• 過濾溶液以去除任何雜質。

• 然後將綠色的溶液轉移到瓷蒸發皿中，然後濃縮直到形成晶體。

• 將瓷蒸發皿放入冷水中，然後冷卻大約一個小時。

• 得到綠色的草酸鐵鉀，然後將其與溶液分離。

• 需要用乙醇徹底清洗晶體，然後將其乾燥在濾紙褶皺中。

• 最後，需要稱重晶體以評估產率。

觀察

以下是實驗觀察結果：

晶體顏色 -	綠色
晶體形狀 -	八面體
熔點 -	230°C
預期產率 -	10 克

表 1 - 實驗觀察結果

注意事項

在實驗過程中遵循某些注意事項。注意事項如下：

• 不要過度濃縮溶液。

• 在實驗過程中，不要干擾溶液，以獲得大尺寸的晶體。

• 需要徹底清洗晶體以溶解在實驗過程中形成的不需要的雜質。

• 在本實驗中使用的儀器應在實驗前後徹底清洗。

• 在處理化學溶液和裝置部件時，應遵循安全預防措施。

結論

草酸鐵鉀是一種複雜的無機化學產物。這種化學化合物以淺綠色的晶體形式存在。晶體表現出明確的特徵，並以八面體結構存在。草酸鐵鉀晶體始終以三水合物的形式存在。該實驗是在遵循多項安全措施和正確程式的情況下進行的。

常見問題

1. 草酸鐵鉀有什麼用途？

草酸鐵鉀用於比色法和光度測定。在早期，在噴墨印表機和雷射印表機等現代機器出現之前，這種化學物質也有助於生成藍圖。

2. 什麼是結晶？

結晶是原子或分子以特定結構進行結構排列的過程。此過程有助於從溶液中獲得固體產物。

3. 草酸鐵陰離子的特徵是什麼？

該陰離子是一種過渡金屬配合物，含有鐵的+3氧化態和$\mathrm{C_{2}O_{4}^{3-}}$-陰離子的-3氧化態作為配體。溶液中含有分散的鹽顆粒，併產生亮綠色的草酸鐵陰離子。