Методика синтеза бромида и йодида гексаамминникеля

Бромид и иодид гексаамминникеля (II) [Ni(NH₃)₆]Br₂ и [Ni(NH₃)₆]I₂ – кристаллы кубической формы с различными оттенками цвета от лилового до фиолетово-синего. Цвет кристаллов меняется в зависимости от размера частиц. Бромид растворяется в горячей воде и в концентрированном растворе аммиака. Йодид растворим в воде значительно меньше бромида. Оба соединения умеренно растворяются в жидком аммиаке, благодаря чему их удобно применять для выделения иона двухвалентного никеля в безводный жидкий аммиак. При кипячении с водой и под действием оснований эти комплексы разрушаются, переходя в гидроксид никеля (II). Термическая устойчивость этих комплексов невелика, причем иодидный комплекс менее устойчив. При нагревании они последовательно теряют молекулы аммиака и превращаются, в конечном счете, в несольватированные NiBr₂ и NiI₂. Сохраняют [Ni(NH₃)₆]Br₂ и [Ni(NH₃)₆]I₂ в банках с притертой пробкой.

10 г гидроксида никеля Ni(OH)₂ ∙1/4H₂O (его можно получить из раствора какой-либо соли никеля; методику см. ниже) растворяют в теплой бромистоводородной или йодистоводородной кислоте. Необходимое количество кислоты рассчитывают исходя из плотности и соответствующей концентрации имеющихся в лаборатории кислот. Если осадок гидроксида полностью не растворяется, добавить небольшой избыток кислоты до полного растворения осадка. Полученный раствор бромида или иодида никеля переливают в капельную воронку и постепенно добавляют в реакционную колбу с 275 мл концентрированного водного раствора аммиака, нагретого на водяной бане до 60-70⁰С (установку собирают по рисунку 11).

Поддерживая эту температуру во время прибавления раствора соли, через реакционную колбу пропускают достаточно быстрый ток аммиака, для того чтобы концентрация аммиака в растворе была по возможности постоянной. Сразу же при прибавлении соли никеля из раствора начинают выпадать бледно-фиолетовые кристаллы соответствующего комплекса.

Кристаллизацию заканчивают, охлаждая реакционную смесь в водяной бане. Кристаллы отфильтровывают на воронке Бюхнера, несколько раз промывают холодным раствором концентрированного аммиака Сушат полученные кристаллы в чашке Петри на воздухе при комнатной температуре. Выход в этом синтезе достаточно высокий, около 90%.

Получение гидроксида никеля. Для получения 10 г Ni(OH)₂ ∙1/4H₂O берут рассчитанное по реакции обмена количество имеющейся в лаборатории растворимой соли никеля (лучше использовать Ni(NO₃)₂ ∙6H₂O), растворяют ее в горячей воде (100-120 мл) и осаждают горячим раствором щелочи (10-12 г в 100-120 мл воды). Образовавшийся осадок фильтруют и тщательно промывают на воронке Бюхнера до полного удаления анионов соли.

 

Методика синтеза кристаллогидрата нитрата

Карбонатотетраамминкобальта (III)

Данное комплексное соединение получается при окислении гексамминкобальтинитрата в аммиачной среде в присутствии большого избытка углекислого аммония. Суммарное уравнение реакции образования карбонатотетраммиаката может быть выражено уравнением:

[Co(NH₃)₆](NO₃)₂ + 4(NH₃)₂CO₃ + O₂ = 4[Co(NH₃)₄CO₃]NO₃ ∙1/2H₂O

Методика приготовления.

20 г углекислого кобальта нужно растворить в строго рассчитанном количестве концентрированной азотной кислоты (можно исходить и из готового препарата азотнокислого кобальта). Затем разбавить раствор водой до 200 мл и прилить его к смеси, состоящей из 250 мл концентрированного раствора аммиака и раствора, содержащего 100 г углекислого аммония в 500 мл воды. Через полученный интенсивно-фиолетовый раствор пропускают затем в течение 3-х часов сильный ток воздуха: цвет раствора изменяется при этом на кроваво-красный. После окончания окисления раствор концентрируют выпариванием в фарфоровой чашке до объёма в 300 мл, причем во время упаривания каждые 15 минут прибавляют приблизительно по 5 г углекислого аммония (всего 25-30 г). После этого отфильтровывают от незначительных примесей, сгущают до 200 мл, прибавляя небольшими порциями ещё 10 г углекислого аммония, и дают раствору кристаллизоваться, медленно его охлаждая.

Выделяются красивые большие пурпурного цвета кристаллы в виде больших табличек. Их отфильтровывают и промывают сначала небольшим количеством воды, затем разбавленным спиртом и наконец чистым спиртом. Упаривая маточный раствор, можно получить вторую фракцию менее чистого продукта: его выщелачивают при обыкновенной температуре пятнадцатикратным весовым количеством воды и фильтрат медленно осаждают 2-3-мя объемами спирта. Выделившуюся соль промывают, как описано выше.

Общий выход 22-25 г.

Продукт кристаллизуется в виде очень красивых блестящих табличек пурпурного цвета. Растворяется в воде, образуя раствор кроваво-красного цвета. При подкислении соляной кислотой превращается в [Co(NH₃)₄(H₂O)Cl]Cl₂, а при дальнейшей обработке аммиаком в [Co(NH₃)₅H₂O]Cl_3, который при нагревании с концентрированной соляной кислотой переходит в [Co(NH₃)₅Cl]Cl₂.