本次實驗我們要來認識草酸鐵鉀

酸鉀的簡稱)錯合物

並瞭解它的製備過程

以下就快來學習這個實驗吧！

利用草酸鉀與氯化鐵進行反應

生成的草酸鐵錯離子（³⁻）

會與溶液中的鉀離子形成草酸鐵鉀

藉由顏色變化來瞭解錯合反應

本實驗是以降溫結晶法析出結晶

將草酸鐵鉀溶液置於燒杯中放入冰浴

使溶液溫度降低、溶質溶解度下降

使晶體緩慢成長

鐵離子（Fe³⁺）在水溶液中呈現黃褐色

其在水溶液中可與草酸根離子反應

形成六配位的錯離子（³⁻）

其反應式如畫面所示

而錯合物的結晶（K₃ Fe₃]．3H₂O）

草酸鐵鉀的結晶呈翠綠色

與原本黃褐色的鐵離子顏色不同

極易辨認

鐵離子具有氧化力

而草酸根離子則具有還原力

在光照條件下

兩者容易起反應

故此實驗須在暗室進行

否則草酸鐵錯離子（³⁻）中的鐵離子

與草酸根離子會起反應而導致實驗失敗

實驗藥品包含：

2.0M草酸鉀水溶液（K₂C₂O₄）6mL

草酸鉀：常見的形式

是含一個結晶水的（K₂C₂O₄．H₂O）的狀態；

為無色透明結晶

無氣味

在溫暖乾燥空氣中大塊結晶易碎裂形成小結晶

草酸鉀受熱後分解為碳酸鹽

易溶於水

具低毒性

可作為鐵鏽去除劑

2.0M氯化鐵水溶液（FeCl₃）2mL

氯化鐵：紅褐色固體

在空氣中極易潮解

熔點為307.6°C

易溶於水

冰塊適量

蒸餾水適量

實驗器材則會用到：

100 mL 燒杯1個

濾紙1片

25 mL 錐形瓶1個

漏斗1個

塑膠滴管3支

公用的電子天平1臺

鐵架與鐵環1組

乳膠手套1雙

步驟1：

將2.0M草酸鉀水溶液

取6mL放置於錐形瓶中

步驟2：

再以滴管吸取2.0M氯化鐵水溶液2mL

慢慢加入錐形瓶中

並搖晃錐形瓶

使兩溶液均勻混合

可觀察到顏色由黃褐色轉變成綠色

步驟3：

立刻將錐形瓶置於抽屜中靜置約10分鐘

步驟4：

取出抽屜中的錐形瓶

再置入冰水浴中冰浴 1 分鐘

可觀察到瓶中出現綠色結晶

此步驟也可以利用冰鹽浴加速結晶

步驟5：

將靜置後的水溶液過濾

並以冰水沖洗錐形瓶的殘留晶體再進行過濾

最後過濾完後以冰水沖洗濾紙上之結晶2~3次

步驟6：

把晶體移至新的濾紙上

將濾紙連同晶體放在錶玻璃上並置入烘箱

烘箱溫度設定在60°C

至少30分鐘

使晶體乾燥

即完成實驗

實驗的廢棄物如何處理呢？

實驗後的草酸鐵鉀結晶、

未用盡之氯化鐵水溶液

應收集於無機物與重金屬回收桶中統一處理

而未用完的草酸鉀則收集於有機物回收桶中

問題一：

試描繪草酸鐵鉀的結構式

並以結構式來思考

在合成草酸鐵鉀時

需吸取2.0M氯化鐵（FeCl₃）水溶液2mL

與2.0M草酸鉀（K₂C₂O₄）水溶液6mL的原因為何？

討論：

草酸鐵鉀的結構式如畫面所示

根據結構式觀察可知

草酸鐵鉀中的鐵離子為六配位、

草酸根為雙牙基

則結合成錯離子時

鐵離子與草酸根的莫耳比 = 1：3

又因氯化鐵與草酸鉀的濃度相同

則體積比即為莫耳數比

問題二：

草酸鉀水溶液（K₂C₂O₄ ）

與氯化鐵水溶液（FeCl₃）

為何需配製成2.0M？

若濃度低一點可以嗎？

討論：

反應物濃度太低則生成的草酸鐵鉀濃度也低

不容易形成結晶

問題三：

步驟3中

為何需將錐形瓶置於抽屜中靜置呢？

討論：

放置抽屜靜置的原因為：

草酸鐵鉀易受光照而分解

在照光的情況下

草酸鐵鉀會發生氧化還原反應

將鐵離子還原成亞鐵離子

最後生成草酸亞鐵離子（²⁻）

及二氧化碳

其反應式如畫面所示

問題四：

步驟4中

請由冰浴中析出草酸鐵鉀晶體的步驟思考一下

判斷草酸鐵鉀在水中溶解度和溫度的關係為何？

並推估草酸鐵鉀的溶解應為吸熱或放熱反應？

討論：

由實驗步驟可知

溫度愈低

草酸鐵鉀之溶解度愈小

愈容易使結晶析出

因此草酸鐵鉀的溶解應為吸熱反應

問題五：

根據文獻記載

若溶液酸性提高

則草酸鐵鉀不易結晶

且極易變質

因此必須隔離酸性物質來延長保存時間

其原因為何？

討論：

由畫面中的方程式可知：

溶液酸性愈高

則草酸根愈易以草酸（H₂C₂O₄）形式存在

草酸不具配位能力

則無法形成草酸鐵錯離子（³⁻）

且草酸具有還原力

會將三價的鐵離子（Fe³⁺）還原成

二價的亞鐵離子（Fe²⁺）而變質

取2.0M氯化鐵水溶液與2.0M草酸鉀水溶液反應

會產生草酸鐵鉀錯合物（K₃‧3H₂O）的結晶

下列有關此實驗的敘述

哪些正確？

相信大家看完這個實驗的影片

有更瞭解草酸鐵鉀錯合物的製備了吧！

產生出來的綠色結晶是不是很漂亮呢？

大家可以在留言區留下心得唷