一种制备三乙二酸合铁（III）酸钾的新方法及组成分析

范迎菊* 杨红晓

（济南大学化学化工学院 山东·济南 250022）

三乙二酸合铁（III）酸钾的制备是包含配合物的合成、性质分析和组成测定的一个综合性的无机化学实验。教材中报道的合成三乙二酸合铁（III）酸钾的工艺路线有多种。比如可以摩尔盐为原料制得氢氧化亚铁后经H2O2氧化得到氢氧化铁沉淀，然后与草酸钾反应直接合成三草酸合铁（III）酸钾；或以铁为原料制得硫酸亚铁铵，加草酸钾制得草酸亚铁后经过氧化氢（H2O2）氧化制得三草酸合铁（III）酸钾。这些方法都需要用到双氧水、氨水等易致爆试剂，存在安全隐患，反应过程味道刺鼻。

鉴于此，本论文设计了一种合成三乙二酸合铁（III）酸钾的新方法：采用硫酸高铁铵为原料，首先制备氢氧化铁，Fe(OH)3进一步与KOH和H2C2O4反应生成目标产物-三乙二酸合铁（III）酸钾。

1 制备方法

具体的制备过程如图1所示：称取6.2 g硫酸高铁铵，加入100 mL水，加热溶解。另外称取2.2 g KOH，加10 mL水溶解。将 KOH溶液逐滴加入到硫酸高铁铵溶液中，得到棕色Fe(OH)3沉淀，煮沸5分钟，让沉淀颗粒长大。静置，常压过滤，保留沉淀。称取2 g KOH和4 g乙二酸溶解在60 mL水中，与Fe(OH)3沉淀混合，加热反应至少15分钟，常压过滤，滤液为翠绿色，弃去沉淀。滤液浓缩至10 mL，转入小烧杯中，冰水浴中冷却（或浓缩至20 mL，于小烧杯中常温放置一周），析出翠绿色晶体。抽滤，晶体用乙醇洗涤，用吸水纸吸干或烘干。称重，记录产量。（见图2）

2 产物的定性分析

一个完整的制备实验不仅仅包括合成，还应该完成对产物组成和结构的分析。

产物的定性分析也就是确定K+、C2O42-和Fe3+是处于配合物的内界还是外界。配合物不同于简单盐，其内外界是完全解离的。内界中，中心离子和配体是通过配位键结合的，很稳定，解离程度很小。因此溶液中，中心离子和配体的浓度非常低，当加入沉淀剂或配位剂时，难以生成沉淀或配合物。利用此性质，就可以确定这些离子的位置。当溶液中加入饱和酒石酸氢钠溶液时、如果有沉淀析出，就说明溶液中有大量游离的钾离子，则钾离子处于配合物的外界。否则处于内界。同样的道理，当溶液中加入沉淀剂氯化钙时，如果有白色沉淀析出，就说明C2O42-处于配合物的外界，否则处于内界。当溶液中加入配位剂KSCN时，如果溶液呈现血红色，就说明Fe3+处于配合物的外界，否则处于内界。

3 产物的定量分析

产物中各组分的含量利用KMnO4氧化还原滴定法确定。

首先用分析天平准确称取干燥样品 0.23～0.26 g于250mL锥形瓶中，加入25 mL 2 mol·L-1的硫酸溶液，振荡溶解，然后加热至60～70℃（感觉烫手即可，注意温度不要过高，因为草酸根80℃以上就开始分解），用高锰酸钾标准溶液滴定至出现粉红色且半分钟不褪色，记下体积V1。然后向此溶液中加入3.0g锌粉，加热至沸腾，并保持微沸15分钟（注意此过程中注意溶液量，可适量补水，不要烧干，此实验中有氢气产生，不能有明火）。取1滴KSCN溶液于吸水纸条，玻璃棒沾取溶液检验Fe3+是否完全还原，若不立即出现红色，则可采用常压过滤方式将溶液过滤至另一锥形瓶，再用10 mL蒸馏水分两次冲洗锥形瓶和滤纸，合并滤液，用玻璃棒沾取溶液检测pH值，若pH大于1可适量补加硫酸，若pH小于1，继续用高锰酸钾滴定至淡粉色，记下V2。由V1和V2计算C2O42-和Fe3+配位比，求出产物的化学式。涉及的方程式如下：

图1：三乙二酸合铁（III）酸钾的制备流程图

图2：三乙二酸合铁（III）酸钾晶体

4 结语

本论文以硫酸高铁铵为原料，通过一系列沉淀、配位反应，得到一种制备三乙二酸合铁（III）酸钾配合物的新方法。该制备方法步骤简单，避免使用双氧水、氨水等易致爆试剂，所得产品纯度高，结晶性好。