化工与制药大类本科教学微型实验—Fremy盐的制备
崔淼;张宇博;王春燕;孟长功
【摘 要】介绍了一个化工与制药大类本科教学实验—Fremy盐的制备实验.以制备Fremy盐为目的,使学生掌握低温下合成的操作技术,并加深对溶液配制、减压过滤等操作知识点的掌握与运用,填补了本校本科无机化学实验中低温合成反应的空白.采用微型实验的形式,在激发学生实验兴趣,强化动手能力,树立环保观念等方面具有重要的意义.
茴香幼苗【期刊名称】《实验室科学》
【年(卷),期】2019(022)004
【总页数】3页(P10-11,15)
【关键词】无机化学;低温合成;Fremy盐;微型实验
【作 者】崔淼;张宇博;王春燕;孟长功
【作者单位】大连理工大学基础化学实验中心,辽宁大连116023;大连理工大学材料科学与工程学院,辽宁大连116023;大连理工大学基础化学实验中心,辽宁大连116023;大连理工大学基础化学实验中心,辽宁大连116023
【正文语种】中 文
【中图分类】O611
化学是一门以实验为基础依据的学科［1］，实验是化学学科赖以形成和发展的基础，是化学教学中学生获取化学知识、培养动手能力的重要媒介和手段，是提高学生科学素质的重要途径。“无机化学实验”作为本科生入学后接触的第一门实验课程，对奠定学生化学实验的良好基础有着至关重要的作用［2］。
无机合成实验作为本科生无机化学实验的重要组成部分，是学生系统掌握无机化合物合成的理论和方法的训练过程，不仅能够为本科毕业设计提供必要的理论知识和操作技能训练机会，也能为学生毕业后进一步从事科研和工作打下坚实基础［3］。对于学生来说，制备一些新颖，且在学习科研过程中具有实际应用的化合物更容易激发他们的实验兴趣。
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Fremy盐，全称为亚硝基过硫酸钾，化学式为K4［NO(SO3)2］2，作为一种稳定的自由基，它是芳香族有机化合物的重要氧化剂［4］，也用作电子自旋共振(ESR)谱标定的标样［5］。目前，在国内高校的无机化学实验中，Fremy盐的制备并不普及。为了拓宽学生的专业知识面，激发学生的实验兴趣，本校基础化学实验中心一直不断创新化环生本科生实验课的课程体系，并于近年开设了Fremy盐的制备微型实验。
1 实验原理
Fremy盐是橙黄晶体，易溶于水，水溶液呈紫。在空气中很不稳定，在酸性溶液中也会迅速分解，在碱性溶液中则较为稳定，所以制备反应应在碱性条件下进行。
Fremy需在低温下(－5～3℃)制备，以 NaNO2、NaHSO3和KMnO4为原料，反应方程式如下:
经上述反应，得到紫的Fremy盐溶液，需用饱和KCl溶液脱去水分，然后减压过滤得到Fremy盐晶体。
2 实验部分
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2.1 溶液的配制
实验中使用亚硫酸氢钠和高锰酸钾反应制备Fremy盐，实验中需要现配两种溶液。这是由于亚硫酸氢钠中的亚硫酸根易被氧化，高锰酸钾具有强氧化性，久置后容易与空气中的尘埃等物发生氧化还原反应，二者均不宜久置。
用电子天平分别称取2.08 g NaHSO3和0.27 g KMnO4，置于两个25 mL烧杯中，各加水10mL，用玻璃棒搅拌至溶解，备用。
2.2 Fremy 盐的制备
用电子天平分别称取NaNO2晶体1.24 g和碎冰(蒸馏水制)6 g，置于50 mL烧杯中，然后将烧杯置于冰浴槽中，在磁力搅拌下缓慢滴加5 mL上一步配制好的NaHSO3溶液(反应需一直维持在0℃左右)，再加15滴冰乙酸，反应15 min后，滴加一定量的浓氨水，使溶液呈碱性(用pH试纸检验，以确定pH≥10)。在搅拌下缓慢滴加7 mL上一步配制好的KMnO4溶液，滴加完毕后，继续搅拌1 h左右。在反应过程中，需不时用pH试纸检测溶液的pH值，保证溶液的pH始终大于10。反应完毕，将溶液抽滤，保留滤液。
将所得到的紫滤液转移到置于冰浴槽内的烧杯中，缓慢加入饱和KCl溶液(约10 mL)，搅拌直至溶液中逐渐析出橙黄晶体(20 min左右)。用微型漏斗将晶体滤出，依次用2 mL 5%KOH溶液、2 mL乙醇洗涤晶体，抽干。
2.3 Fremy盐产品形貌的观察
用胶头滴管吸取上一步实验中加入饱和KCl溶液后析出橙黄晶体的悬浊液，滴于载玻片上，通过光学显微镜观察制得Fremy盐的微观形貌。
由于Fremy盐具有两种不同晶型，分别是单斜晶系的橙黄针状晶体和三斜晶系的橙褐菱形晶体［6］，所以本实验中所得的产物可能出现上述两种晶型。
2.4 实验注意事项
(1)由于Fremy盐的合成反应需要低温条件，所以在滴加KMnO4溶液的过程中，反应温度应始终保持在0℃左右，不能超过3℃。
(2)KMnO4滴加完成后，继续搅拌1 h左右以得到Fremy盐产物，在此过程中应始终保持反应温度低于0℃。
(3)Fremy盐在空气中很不稳定，在酸性溶液中也会迅速分解，在碱性溶液中则分解很慢，所以在滴加KMnO4溶液前，一定要将溶液的pH调至碱性。
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3 实验优点
本实验属于微型无机合成实验，与常规实验方法相比，微型实验具有试剂用量少，实验时间短［7］，实验经费省，排放污染小等优点［8］，绿环保。已发表的一些教学实践经验表明，微型实验的试剂用量比对应的常规实验节约90%以上［9］，实验时间缩短1/3左右［10］。由此可见，在相同的学时和经费条件下，选用微型实验的形式，学生可以做更多的实验。在我国无机化学实验教学的现状下，引入更多的微型实验有利于提高本科生的动手能力，树立环保意识，节约实验经费。
4 结语
本实验参考全国微型化学实验研究中心组织编写的中级无机化学实验《亚硝基二磺酸钾的制备及其ESR谱》，对其实验步骤进行适当改进，使合成成功率有所提高，更符合本科无机化学实验的教学要求，填补了本校本科无机化学实验中低温合成反应的空白。此外，本
实验采用微型实验的形式，在激发学生实验兴趣，强化动手能力，树立环保观念等方面具有重要的意义。
参考文献(References):
光波波长【相关文献】
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［10］ 张铭.微型实验在师专有机化学实验中的需要［J］.集宁师范学院学报，2006，28(
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