草酸铁钾的制备

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简介

草酸铁钾主要以八面体晶体的形式存在。这些晶体呈浅绿色。这种化学化合物是通过草酸存在下，使硫酸铁与硫酸钡反应而得到的。

什么是草酸铁钾？

草酸铁钾是一种无机化学化合物，以晶体盐的形式存在。这些浅绿色的晶体是在实验室中通过草酸存在下，混合草酸铁和草酸钡而制备的。

图 1 - 草酸铁钾

这种化学产物由草酸铁阴离子$\mathrm{[Fe(C_{2}O_{4})_{3}]^{3-}}$−和钾阳离子K+构成。该化合物还有其他名称，例如三草酸合铁(III)酸钾和三(草酸根合)铁(III)酸钾。这种化学产物通常以三水合物的形式存在，其化学式为$\mathrm{K_{3}[Fe(C_{2}O_{4})^{3}].3H_{2}O}$。

目的

该实验的目的是从草酸二水合物、草酸钾一水合物和氯化铁中制备纯净的草酸铁钾晶体样品。

理论

$\mathrm{K_{3}[Fe(C_{2}O_{4})^{3}].3H_{2}O}$ 是通过将氢氧化铁溶解在草酸溶液中制备的。它会生成草酸亚铁的黄色沉淀。进一步溶解草酸钾一水合物，会得到草酸铁钾的绿色沉淀。上述方面的化学反应如下所示：

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

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

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

在本实验过程中，过量的草酸被加入以溶解氢氧化铁，并得到一种络合物。酒精也被加入到溶液中以形成铁盐络合物的沉淀。

所需材料

以下是实验所需材料：

• 草酸水合物

• 氯化铁

• 氢氧化钾

• 烧杯

• 锥形瓶

• 三脚架

• 玻璃棒

• 铁丝网

• 滤纸

• 瓷蒸发皿

• 漏斗

步骤

以下是所遵循的步骤：

图 2 - 草酸铁钾的制备

• 将 3.5 克新制备的氯化铁溶解在干净烧杯中的 10 毫摩尔水中。

• 需要在另一个烧杯中将 4 克氢氧化钾与 50 毫升 H2O 混合。

• 将氢氧化钾溶液缓慢加入到氯化铁溶液中，并充分搅拌。得到棕色氢氧化铁沉淀。

• 需要使用漏斗过滤氢氧化铁沉淀，并用热水进一步洗涤沉淀。

• 在另一个干净的烧杯中混合 4 克草酸和 5.5 克草酸钾。加入 100 毫升 H2O 并充分搅拌整个溶液，以得到草酸钾溶液。

• 将新制备的氢氧化铁沉淀物缓慢加入到草酸钾溶液中，并不断搅拌整个过程，使沉淀物完全溶解。然后溶液呈现绿色。

• 过滤溶液以去除任何杂质。

• 然后将绿色的溶液转移到瓷蒸发皿中，然后浓缩直到形成晶体。

• 将瓷蒸发皿放入冷水中，然后冷却大约一个小时。

• 得到绿色的草酸铁钾，然后将其与溶液分离。

• 需要用乙醇彻底清洗晶体，然后将其干燥在滤纸褶皱中。

• 最后，需要称重晶体以评估产率。

观察

以下是实验观察结果：

晶体颜色 -	绿色
晶体形状 -	八面体
熔点 -	230°C
预期产率 -	10 克

表 1 - 实验观察结果

注意事项

在实验过程中遵循某些注意事项。注意事项如下：

• 不要过度浓缩溶液。

• 在实验过程中，不要干扰溶液，以获得大尺寸的晶体。

• 需要彻底清洗晶体以溶解在实验过程中形成的不需要的杂质。

• 在本实验中使用的仪器应在实验前后彻底清洗。

• 在处理化学溶液和设备部件时，应遵循安全预防措施。

结论

草酸铁钾是一种复杂的无机化学产物。这种化学化合物以浅绿色的晶体形式存在。晶体表现出明确的特征，并以八面体结构存在。草酸铁钾晶体始终以三水合物的形式存在。该实验是在遵循多项安全措施和正确程序的情况下进行的。

常见问题

1. 草酸铁钾有什么用途？

草酸铁钾用于比色法和光度测定。在早期，在喷墨打印机和激光打印机等现代机器出现之前，这种化学物质也有助于生成蓝图。

2. 什么是结晶？

结晶是原子或分子以特定结构进行结构排列的过程。此过程有助于从溶液中获得固体产物。

3. 草酸铁阴离子的特征是什么？

该阴离子是一种过渡金属配合物，含有铁的+3氧化态和$\mathrm{C_{2}O_{4}^{3-}}$-阴离子的-3氧化态作为配体。溶液中含有分散的盐颗粒，并产生亮绿色的草酸铁阴离子。