实验:硫酸三(乙二胺)合镍(II)的制备及性质研究

硫酸三(乙二胺)合镍(II)是一种含镍的紫色晶体，可以由水合硫酸镍和乙二胺的配体取代反应制得。

原料

图1

试剂	纯度	厂家	外观
六水合硫酸镍(II)	AR, 98.5%	广东省化学试剂工程技术研究开发中心	碧绿色颗粒状晶体
无水乙二胺	AR, 99.0%	上海凌峰化学试剂有限公司	无色发烟液体
去离子水			无色液体
无水乙醇		南京试剂	无色液体
氯化钡二水合物	ACS, 99%	百灵威科技	无色晶体
硫酸	AR	上海凌峰化学试剂有限公司	无色粘稠液体
草酸钠	AR	上海凌峰化学试剂有限公司	白色粉末

制备

图2

图3

称取六水合硫酸镍（M=262.85）26.20 g于小烧杯中，加适量水使之完全溶解。称取乙二胺（M=60.10）18.10 g，并加入~10 mL水，混合得到乙二胺水溶液。在搅拌下，将乙二胺滴加至硫酸镍溶液中。滴加时，液面出现紫色固体，之后紫色固体溶解（见图1），滴加至一定量时，得到降蓝色溶液。推测的反应式为：

[Ni(H₂O)₆]SO₄ + 3 en → [Ni(en)₃]SO₄ + 6 H₂O

[Ni(H₂O)₆]SO₄ + [Ni(en)₃]SO₄ → [Ni(H₂O)₂(en)₂]SO₄ 或 [Ni(H₂O)₄(en)]SO₄

继续滴加乙二胺，使硫酸镍分子中的配位水全部被乙二胺取代，最终达到化学计量点时，生成溶解度较小的硫酸三(乙二胺)合镍(II)紫色固体析出（见图2）。

NiSO₄ + 3 en → [Ni(en)₃]SO₄

将析出的紫色固体进行抽滤，用少量水洗涤（水多了会溶解），并用乙醇洗涤，80 °C干燥12小时。（完全干燥的配合物很容易被静电吸引）产物见图3。产量29.59 g，产率（以配合物的二水合物计，M=371.09）79.74%。

性质探究

图4

硫酸三(乙二胺)合镍(II)难溶于乙醇和N,N-二甲基甲酰胺，可溶于水。

图4为[Ni(en)₃]SO₄分别加入氯化钡、草酸钠、稀硫酸（20%，少量）和稀硫酸（20%，过量）的现象。加入草酸钠的无明显现象，可能是因为[Ni(en)₃]C₂O₄可溶于水，因此不会有沉淀生成。第1、3、4对应的反应为：

[Ni(en)₃]SO₄ + BaCl₂ → [Ni(en)₃]Cl₂ + BaSO₄↓

[Ni(en)₃]SO₄ + 1~2 H₂SO₄ → [Ni(en)(H₂O)₄]SO₄ 或 [Ni(en)₂(H₂O)₂]SO₄ + 1~2 (H₂en)SO₄

[Ni(en)₃]SO₄ + 3 H₂SO₄ → NiSO₄ + 3 (H₂en)SO₄

注：(1) (H₂en)SO₄表示乙二胺的硫酸盐，(2) 3号离心管内的反应式为推断的反应式。

注意事项

实验安全

硫酸具有强腐蚀性，稀释时应当将酸倒入水中。如不慎溅到皮肤或眼睛，应迅速用大量流动的清水冲洗数分钟。如不慎溅到衣服上，应立刻脱去被污染的衣服，再检查是否皮肤有沾染。如有不适，立刻就医。

氯化钡有毒，实验时应注意。

药品安全

乙二胺在中华人民共和国属于易制爆类特殊危化品；硫酸在中华人民共和国属于易制毒类特殊危化品。购买与使用应遵守当地法律法规。

部分人对镍过敏，应当注意。

参考文献

CN Caughlan, M-ul-Haque, K Emerson. Crystal and molecular structure of tris(ethylenediamine)nickel(II) sulfate, Ni(NH₂CH₂CH₂NH₂)₃SO₄. Inorganic Chemistry, 1970, 9 (11): 2421-2424