一種制備三乙二酸合鐵（III）酸鉀的新方法及組成分析

范迎菊* 楊紅曉

（濟南大學化學化工學院 山東·濟南 250022）

三乙二酸合鐵（III）酸鉀的制備是包含配合物的合成、性質分析和組成測定的一個綜合性的無機化學實驗。教材中報道的合成三乙二酸合鐵（III）酸鉀的工藝路線有多種。比如可以摩爾鹽為原料制得氫氧化亞鐵后經H2O2氧化得到氫氧化鐵沉淀，然后與草酸鉀反應直接合成三草酸合鐵（III）酸鉀；或以鐵為原料制得硫酸亞鐵銨，加草酸鉀制得草酸亞鐵后經過氧化氫（H2O2）氧化制得三草酸合鐵（III）酸鉀。這些方法都需要用到雙氧水、氨水等易致爆試劑，存在安全隱患，反應過程味道刺鼻。

鑒于此，本論文設計了一種合成三乙二酸合鐵（III）酸鉀的新方法：采用硫酸高鐵銨為原料，首先制備氫氧化鐵，Fe(OH)3進一步與KOH和H2C2O4反應生成目標產物-三乙二酸合鐵（III）酸鉀。

1 制備方法

具體的制備過程如圖1所示：稱取6.2 g硫酸高鐵銨，加入100 mL水，加熱溶解。另外稱取2.2 g KOH，加10 mL水溶解。將 KOH溶液逐滴加入到硫酸高鐵銨溶液中，得到棕色Fe(OH)3沉淀，煮沸5分鐘，讓沉淀顆粒長大。靜置，常壓過濾，保留沉淀。稱取2 g KOH和4 g乙二酸溶解在60 mL水中，與Fe(OH)3沉淀混合，加熱反應至少15分鐘，常壓過濾，濾液為翠綠色，棄去沉淀。濾液濃縮至10 mL，轉入小燒杯中，冰水浴中冷卻（或濃縮至20 mL，于小燒杯中常溫放置一周），析出翠綠色晶體。抽濾，晶體用乙醇洗滌，用吸水紙吸干或烘干。稱重，記錄產量。（見圖2）

2 產物的定性分析

一個完整的制備實驗不僅僅包括合成，還應該完成對產物組成和結構的分析。

產物的定性分析也就是確定K+、C2O42-和Fe3+是處于配合物的內界還是外界。配合物不同于簡單鹽，其內外界是完全解離的。內界中，中心離子和配體是通過配位鍵結合的，很穩定，解離程度很小。因此溶液中，中心離子和配體的濃度非常低，當加入沉淀劑或配位劑時，難以生成沉淀或配合物。利用此性質，就可以確定這些離子的位置。當溶液中加入飽和酒石酸氫鈉溶液時、如果有沉淀析出，就說明溶液中有大量游離的鉀離子，則鉀離子處于配合物的外界。否則處于內界。同樣的道理，當溶液中加入沉淀劑氯化鈣時，如果有白色沉淀析出，就說明C2O42-處于配合物的外界，否則處于內界。當溶液中加入配位劑KSCN時，如果溶液呈現血紅色，就說明Fe3+處于配合物的外界，否則處于內界。

3 產物的定量分析

產物中各組分的含量利用KMnO4氧化還原滴定法確定。

首先用分析天平準確稱取干燥樣品 0.23～0.26 g于250mL錐形瓶中，加入25 mL 2 mol·L-1的硫酸溶液，振蕩溶解，然后加熱至60～70℃（感覺燙手即可，注意溫度不要過高，因為草酸根80℃以上就開始分解），用高錳酸鉀標準溶液滴定至出現粉紅色且半分鐘不褪色，記下體積V1。然后向此溶液中加入3.0g鋅粉，加熱至沸騰，并保持微沸15分鐘（注意此過程中注意溶液量，可適量補水，不要燒干，此實驗中有氫氣產生，不能有明火）。取1滴KSCN溶液于吸水紙條，玻璃棒沾取溶液檢驗Fe3+是否完全還原，若不立即出現紅色，則可采用常壓過濾方式將溶液過濾至另一錐形瓶，再用10 mL蒸餾水分兩次沖洗錐形瓶和濾紙，合并濾液，用玻璃棒沾取溶液檢測pH值，若pH大于1可適量補加硫酸，若pH小于1，繼續用高錳酸鉀滴定至淡粉色，記下V2。由V1和V2計算C2O42-和Fe3+配位比，求出產物的化學式。涉及的方程式如下：

圖1：三乙二酸合鐵（III）酸鉀的制備流程圖

圖2：三乙二酸合鐵（III）酸鉀晶體

4 結語

本論文以硫酸高鐵銨為原料，通過一系列沉淀、配位反應，得到一種制備三乙二酸合鐵（III）酸鉀配合物的新方法。該制備方法步驟簡單，避免使用雙氧水、氨水等易致爆試劑，所得產品純度高，結晶性好。