大学化学综合实验三氯化六氨合钴(Ⅲ)的制备改进

三氯化六氨合钴(Ⅲ)([Co(NH_3)_6]Cl_3)的制备实验是综合性较强的大学无机化学实验,对该实验条件的改进鲜有报道。本文在文献报道的三氯化六氨合钴(Ⅲ)合成的基础上,对其制备中所用到的盐酸浓度进行了系统调节,取得了创新性研究结果,改变不同浓度盐酸用量(3.0 mol?L~(-1)c(HCl)≤6.0 mol?L~(-1))合成[Co(NH_3)_6]Cl_3。     

三氯化六氨合钴(Ⅲ)实验式确定实验的改进研究——电位滴定法测定氯含量

"三氯化六氨合钴(Ⅲ)的制备及其实验式的确定"是基础化学实验中的一个综合实验。该实验以活性炭为催化剂,CoCl_2与氧化剂H_2O_2、过量氨水、NH_4Cl反应制备三氯化六氨合钴(Ⅲ),通过测定产物中的氨、钴、氯含量,求出整数比,从而来确定其实验式。本文对氯的测定方法进行了改进研究,比较了电位滴定法和莫尔法测定产物中氯含量的效果。实验证明电位滴定法精密度高、重现性好、结果更可靠、教学效果更好。     

三氯化六氨合钴(Ⅲ)组成测定的改进

在高校试用教材《无机化学实验》(中山大学、辽宁大学等校编,人民教育出版社1978年出版)实验四十四,三氯化六氨合钴(Ⅲ)组成的测定存在以下几个问题。在蒸馏过程中,容易发生倒吸,常使实验半途而废;装置较复杂,操作不方便;花时间多。     

六硝基合钴酸钠制备实验的改进

对六硝基合钴酸钠的制备方法进行了改进。用过氧化氢代替空气作为氧化剂,并对乙酸、过氧化氢和乙醇的用量进行优化,得出最佳条件,当乙酸用量为3.5mL,乙醇用量为20mL,过氧化氢用量为4.0mL时,六硝基合钴酸钠产率可达86.5%,与改进前的制备方法相比,产率提高约3倍。     

氯化钌氨作前驱体制备高活性的氨合成催化剂

以氯化钌和水合肼反应制备了新型的氧化钌氨前驱体Ru(NH3)5Cl3.透射电镜和CO化学吸附结果表明,由Ru(NH3)5Cl3前驱体制备的活性炭(AC)负载的RuN/AC催化剂中.钌纳米粒子分散度高,粒径分布均匀.与以氯化钌为前驱体制备的Ru/AC催化剂相比,RuN/AC催化剂具有更高的氨合成活性,在10 MPa和10 000 h-1条件下活性增幅超过10%.     

碳酸钠催化合成阿司匹林

利用水杨酸和乙酸酐作为反应物,碳酸钠为催化剂,催化合成阿司匹林.通过考察催化剂用量、反应物物质的量比、反应时间等因素对合成阿司匹林产率的影响,最终确定使用碳酸钠合成阿司匹林的最适条件为:水杨酸的用量为0.1mol,乙酸酐的用量为0.175mol,使用催化剂碳酸钠的质量为1.4g,反应进行时间为60min,在此条件下阿司匹林的产率可达到74.3%.此实验采用的操作方法简便、反应条件易于控制、反应生成的副产物少,实验后处理简捷,实验安全性能高.催化剂碳酸钠催化效率高、稳定性好、来源广泛、经济易得是符合绿色化学宗旨的理想催化剂.     

酞菁氯化铟的固相合成及光敏性能

以尿素、邻苯二甲酸酐、钼酸铵和四水合三氯化铟为原料, 乙酸钠为催化剂, 采用固相法合成酞菁氯化铟, 并用元素分析、UV-Vis、IR和XRD进行了表征. 考察了反应物配比、催化剂、反应温度和时间对产率的影响, 寻找出最佳制备条件为n(尿素)∶n(邻苯二甲酸酐)∶n(三氯化铟)=14∶4.5∶1, 以乙酸钠为催化剂, 130 ℃下恒温0.5 h, 在220 ℃下反应4 h后, 用88％(质量分数)浓硫酸提纯. 研究了酞菁氯化铟光敏电阻薄膜的光敏性能, 结果表明, 当用0.2 g酞菁氯化铟和0.6 g PVB制备光敏电阻薄膜时, 分散介质丁酮-环己酮的最佳用量为36 mL, 其电阻灵敏度保持在1.50×10⁸以上, 积分灵敏度保持在30 μA/(lx·V)以上. 研究结果表明, 酞菁氯化铟光敏电阻薄膜具有很好的光敏性能.     

微波促进活性炭负载四氯化锡催化合成乙酰乙酸乙酯缩酮

在微波辐射下,以活性炭负载四氯化锡(SnCl4·5H2O/C)为催化剂,不用溶剂,合成了乙酰乙酸乙酯乙二醇缩酮和乙酰乙酸乙酯1,2-丙二醇缩酮。以乙酰乙酸乙酯与乙二醇缩合为模型反应进行优化,其优化条件是:负载量为20%的SnCl4·5H2O/C催化剂0.1 g,乙酰乙酸乙酯5 mL,乙二醇6 mL,微波辐射功率600 W,辐射时间2.5 min,产率达81.6%。产物经过红外光谱表征。     

炭载体的预处理对钌催化剂金属分布状态及催化性能的影响

活性炭经不同方法处理后作为钌催化剂的载体,利用N2物理吸附、CO化学吸附和XRD等实验手段对载体的比表面、孔结构和催化剂的金属分布状态进行表征,并对催化剂进行氨合成活性评价.结果表明活性炭载体经气相法氧化处理后,能够增大炭载体的比表面,改善孔结构,提高钌催化剂的热稳定性和氨合成催化活性.     

磷钨酸铜绿色催化合成缩醛(酮)及其催化活性测定

合成了绿色杂多酸盐催化剂磷钨酸铜;将环己酮、苯甲醛同乙二醇、1,2-丙二醇的缩合反应作为探针反应,测定了催化剂的催化活性,比较系统地考察了催化剂用量、物料配比、反应时间、带水剂用量等因素对反应产率的影响.结果表明:在底物醛(酮)用量0.2 mol、醛(酮)/乙二醇(1,2-丙二醇)摩尔比1.0/1.5、催化剂用量0.5 g、带水剂环己烷用量18 mL、一定温度下回流反应2.0 h,1,4-二氧螺[4,5]癸烷产率为83.3%,3-甲基-1,4-二氧螺[4,5]癸烷产率为89.7%,2-苯基-1,3-二氧环戊烷产率为66.7%,4-甲基-2-苯基-1,3-二氧环戊烷产率为78.5%.     

水溶液中锌电极诱发芳香醛的还原偶联反应

以锌片为电极芳香醛为底物在酸性条件下电合成呐醇,探讨了电流密度、反应时间、盐酸浓度对产率的影响.最佳反应条件如下:电流密度2.4A/dm2,反应时间60min,盐酸用量(5mL)2mol/L,呐醇的产率范围14%～80%.     

用人工神经网络模拟与控制苯甲酸重结晶实验

在正交实验设计与分析的最佳条件水平组合内,对活性炭比(A)、溶剂用量(C)2个因素进行加密实验,用人工神经网络构建实验条件与苯甲酸产率、质量的关系模型,以实现苯甲酸产率、质量模拟和实验条件控制。模拟与控制的研究结果表明,提出的人工神经网络模型(BARE)对快速滤纸类型的实验具有较高的预测能力,准确度可达99%以上。基于该模型编制的MATLAB最优控制程序,能精准确定活性炭比和溶剂量分别为2.2%和72 mL,相应的最高苯甲酸产率为0.8090。在计算机上,用该模型做模拟实验,可以连续显示苯甲酸产率随活性炭比、溶剂用量的变化过程,可以确定实验条件的最优组合"点"。在实验教学中,用该模型指导和控制学生的实体实验,以提高教学质量。     

钨过氧酸盐离子液体催化过氧化氢氧化苯甲醇制苯甲酸

用甲基三辛基氯化铵和钨酸钠一步法合成甲基三辛基季铵钨酸盐离子液体[(CH3)N(n-C8H17)3]2W2O11,以该离子液体为催化剂,在无反应溶剂条件下催化过氧化氢氧化苯甲醇生成苯甲酸。 考察了反应温度、催化剂用量以及氧化剂过氧化氢用量对苯甲酸产率的影响。 确定优化条件：反应温度70 ℃,苯甲醇用量5 mmol,催化剂用量是底物的0.4%(摩尔分数),30%过氧化氢用量2 mL,苯甲醇的转化率可达99%,苯甲酸选择性为98%。 该方法具有反应条件温和、产率高和选择性好的优点。     

花状FePO_4的制备及催化苦瓜残渣转化为5-羟甲基糠醛的研究

以FeCl_3和KH_2PO_4为原料,采用水热法制备花状FePO_4,考察其对苦瓜残渣催化合成5-羟甲基糠醛(5-HMF)的催化性能。用XRD、FT-IR和SEM等对样品进行表征,考察了催化剂用量、反应温度、反应时间和苦瓜残渣用量等参数对5-HMF产率的影响。结果表明,水热法制备的花状FePO_4比沉淀法制备的无定型FePO_4对苦瓜残渣催化合成5-HMF表现出更好的催化活性,花状FePO_4在六次循环实验后对5-HMF产率下降7.2%。在催化剂用量0.09g,反应温度180℃、反应时间3 h和物料浓度1.0 g·L-1条件下5-HMF产率达到172 mgHMF/gResidue。     

次卟啉二甲酯钴络合物均相选择性催化氧化环己烷

以次卟啉二甲酯钴[Co(DPDME)]为仿生催化剂,分子氧（空气）为氧给体,无其它辅助催化剂的条件下研究了催化氧化环己烷的反应。考察了反应温度、空气压力、催化剂用量和卟啉配体结构对醇酮的产率及选择性的影响。结果表明,在相同条件下,次卟啉二甲酯钴的催化活性明显高于其它的钴卟啉催化剂。以次卟啉合钴为催化剂,浓度为0.015 mmol/L,反应温度423 K,在空气压强为0.8 MPa的条件下反应5 h,环己烷的转化率达到18.17％,选择性为87.43％。温度对次卟啉钴的催化活性影响较大,温度高于443 K时,催化剂的稳定性降低,但是其转化数仍达到了66 646。对次卟啉二甲酯钴催化空气氧化环己烷的反应路径作了初步探讨。     

介孔分子筛MCM-41负载磷钨酸催化合成香兰素1,2-丙二醇缩醛

以香兰素和1,2-丙二醇为原料,以介孔分子筛MCM-41负载磷钨酸为催化剂,环己烷为带水剂,合成了香兰素1,2-丙二醇缩醛.考察了醛醇物质的量比、反应时间、带水剂用量、催化剂用量及负载量对产率的影响.实验表明,介孔分子筛MCM-41负载磷钨酸是合成香兰素1,2-丙二醇缩醛的理想催化剂,较优反应条件为:n(香兰素)∶n(1,2-丙二醇)=1∶2.4,负载量为50%,催化剂用量为反应物总质量的2.0%,带水剂环己烷15mL,回流反应2.0h,香兰素1,2-丙二醇缩醛的收率达92%以上.     

煤基固体酸催化合成席夫碱反应

以煤基活性炭(AC)和苯胺(ANI)为原料,通过原位-溶液聚合法制备了煤基固体酸催化剂AC@PANI-SO_3H(APS),利用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)和热重分析(TG)等技术手段对催化剂进行了结构和性能的表征。研究了该催化剂在微波辐射下催化合成Schiff碱化合物的活性,并对其催化工艺条件进行了优化考察。结果表明,催化剂用量5%(以每摩尔邻苯二胺用量为基准),反应时间3~20 min,溶剂选用乙醇(Et OH),Schiff碱化合物产率可达80%~93%,说明该催化剂在微波催化合成席夫碱反应中变现出良好的催化活性,反应时间短,工艺简单操作,且催化剂能重复使用5次。通过红外发现,催化剂重复5次后活性下降的主要原因是固体酸表面键合的磺酸基官能团消失,从而导致活性降低。     

活性炭负载单质碘催化合成季戊四醇单缩醛

以活性炭负载单质碘为催化剂,合成了7种季戊四醇单缩醛.以正戊醛与季戊四醇的缩合为模型反应进行优化,其优化反应条件为:催化剂负载量为14.3%,催化剂用量为0.5g,季戊四醇14.7mmol,正戊醛17 mmol,以25mL DMF为溶剂,反应4小时,单缩醛的产率达67.4%.产物经过元素分析、IR和1HNMR表征.     

在基础化学实验教学过程中如何培养学生“想”的意识——以“经典合成实验”教学为例

本文主要介绍了以经典合成实验"二水二草酸合铜(Ⅱ)酸钾的合成"和"三草酸合铁(Ⅲ)酸钾的合成"为例,与学生一起探讨合成条件对产物的"质"和"量"的影响的过程,并用一张图清晰地展示并引导学生深刻分析了三草酸合铁(Ⅲ)酸钾的合成过程中,学生因缺乏反思、判断的能力而坠入迷途或误入歧途而导致的实验结果不同的原因,以此展现了基础化学实验教学过程中如何培养学生"想"的意识和"批判性"思维。     

四氯化锡催化合成己二酸二丁酯

应用五水四氯化锡催化己二酸和正丁酯的酯化反应，合成了己二酸二丁酯。研究结果表明，五水四氯化锡具有较高的催化活性。考察了己二酸／正丁醇摩尔比和催化剂用量对酯产率的影响，在适宜反应条件[n(己二酸)：n(正丁醇)：n(四氯化锡)＝1：8：0．114，回流反应60min]下，己二酸二丁酯的产率为96．9％。