Khảo sát khả năng tổng hợp hợp chất vô cơ và phức chất của máy heidolph synthesis 1

e Từ phức chất tổng hợp được, nghiên cứu cấu trúc, xác định công thức phân tử, dự đốn cơng thức cấu tạo, đồng thời so sánh với kết quả tổng hợp không làm bằng máy của các tác giả khác..

BO GIAO DUC VA DAO TAO FRRƯỜNG DAI HOC SU PHAM TP HO CHI MINH

KHOA HOA

& LJ KHOA LUAN TOT NGHIEP

CU NHAN HOA HOC

CHUYEN NGHANH: HOA VO CO

DE TAIL:

CHAT VO CO VA PHUC CHAT

CUA MAY HEIDOLPH SYNTHESIS 1

MO DAU Phức chất và các hợp chất vô cơ càng ngày cảng có nhiều ứng dụng trong thực tế Việc tổng hợp chúng càng có yêu cầu cao hơn trong thao tác tổng hợp Những thí nghiệm tổng hợp các chất vô cơ nói chung và phức chất nói riêng được

tiến hành trong phòng thí nghiệm, phải được thực hiện nhiều lần, ở những điều

kiện khác nhau đề có thê tìm được điều kiện tối ưu

Với mong muốn tìm hiểu thêm về hóa học thực nghiệm nói chung, và hóa

học nghiên cứu các phức chất nói riêng, tôi đã chọn dé “Khao sat kha năng tong hợp hợp chất vô cơ và phức chất cia may heidolph synthesis 1” nay vai mục

đích:

Tìm hiểu cách vận hanh may heidolph synthesis 1 va làm nỗi bật tính tiện lợi

của nó trong nghiên cứu và tổng hợp một số hợp chất vô cơ

e Tìm điều kiện tối ưu để tổng hợp phức đồng với axit glycolic

e Từ phức chất tổng hợp được, nghiên cứu cấu trúc, xác định công thức phân

tử, dự đoán công thức cấu tạo, đồng thời so sánh với kết quả tổng hợp không làm bằng máy của các tác giả khác

e Đề ra hướng sử dụng máy heidolph synthesis I cho việc học tập và nghiên cứu của sinh viên

TONG CIA i sis pxcissoeusinacquiasanscaasseiceahanetntadceniaaanenesves haaesieaeeehicone caries 4

LB — GIỚI THIỆU MAY 2 occcccccscssscssssssssssssssssssssnssesscssnnnsessessepsanuesseansunseessessuusessnessanuesarnssnsnnnmensensenseeeeneenseeses 5

1.1.2 Ưu nhược điểm của máy: et a 00220600 xGaLic402¿aiag i

I.I.3 Những ứng dụng đã dune thyc ign trén may: -.-cscceccscssssssesseecsescesensunsenessesenessesensnssnnuseeseeseescessesee 12 1.2, CAC PHUONG PHÁP TÔNG HỢP VÕ CƠ 0201 .sisLAeissisekie 13 1.2.1 Cac phuong phap téng hop cac chat v6 co thong thummg cscscssoerssrvsseesseererrsnneeescnneeeseneeseenenseesees 13

1.2.2 Cée phuong phap tng hop phiitc Chat sscsscsscssccssssssssssscsessscsvncosevsceseessessevecevuvessvecessnseetsnesenseveseenssee 20

L3, ‘TONGQUAN CAC HOP GHAT VO CŨ và co00(0 62006202028 22

FE: THỰOGNGHIỆM TÔNG HỘ iieieiiiiieiiieeieeasiaekaeesese 27

II ` TỐNG HỢP MỘT VẢI CÁC HỢP CHÁT VÔ CƠ 2 42H 00 1222112112142 tp 27

II.2.2 Kết quả và biện Ludi oc ccc cccesseeeeuseseuecerenesueeeneeserseerseeeeeseeesaeerseeeaeeeerseeeseessees 53

11.3 TONG HOP LUONG LON PHUC DONG GLYCOLAT - c5 2S xnxx 53 3-1 at oak pits CCN THÔN ogccccociiceiinccGiiccdeG toc 46744600250080114661600016/202600800 216 53

II,3.2 Xác định công thức, dự đoán cấu trúc của phức dng glycolat cà cà 60

IU; MEET EUSA VA EO MUTA isc sia esa en ea aaa dae emai 62

PHAN I

TONG QUAN

| GIG! THIEU MAY SYNTHESIS 1

L.1 Giới thiệu máy :

Heidolph synthesis | la dong máy sản phẩm dùng để áp ứng nhu câu

ngày cảng phát triển trong tông hợp hóa chất và dược phâm Heidolph syn-

thesis 1 la san pham có xuất xứ từ nước Đức do hãng Heidolph sản xuất Đây là một công ty chuyên sản xuất các máy móc phục vụ cho các hoạt động

nghiên cứu của hóa học Và synthesis 1 là một dòng máy gồm 3 hệ thống

đành cho

© Tổng hợp pha rắn (Parallel solid phase synthesis)

Hình 1: Parallel solid phase synthesis

e© Tống hợp pha lỏng (Parallel liquid phase synthesis)

Hình 2: Parallel liquid phase synthesis

5

« (C6 diac (Multiple evaporator)

Hinh 3: Multiple evaporator

Hiện nay khoa Hóa chi mới có máy tông hợp dành cho pha lỏng (Parallel liq-

uid phase synthesis) do đó tôi tiền hành khảo sát trên máy nảy

1.1.1 Cau tao may

a Ong phan img

ngăn này cho phép sự phun của chất lỏng và những vật chất khác, qua một ông dẫn khí trong suốt quá trình hoạt động của máy Các vách ngăn

này được làm từ silicon, đặc biệt bên trong làm từ những lá PTFE dé dé

đảng làm sạch

= Van quay: có hai vị trí đóng mở van.Vị trí mở van: tay cằm cùng hướng

với ông dẫn khí, ngược lại ở vị trí đóng van, quay một góc 90” so với vị

trí mở

Trường hợp van này đóng các khí sinh ra trong quá trình tông hợp bay

lên bị chặn và ngưng tụ Vì vậy, khi ta đóng van, ta có một hệ thống như một thiết bị hồi lưu

» Nap ông nghiệm: màu đỏ, bên trong cỏ những đường răng vừa khít với ông phản ứng, giúp cho chất lỏng không bị tràn ra ngoài

(1)

Loại thứ 1: ống bảng nhựa dẻo, màu trắng, dài khoảng 5-7em, được bảo

vệ bên ngoài là nhưng vòng xoắn của lò xo Với cấu tạo như vậy, ông phan ứng không bị gãy hay bị biến dạng khi ta làm việc trên máy Các ông này có tác dụng dẫn khí từ mỗi ống nghiệm đến một khoảng đây rồi

sau đó theo ông dẫn thứ hai ra ngoài

Loại thứ 2: là một ống nhựa màu trăng, dày, dài khoảng 1m,đường kính

trong khoảng từ 0,5-1em Ông dẫn khí này có khá nhiều chức năng, ở đầu

cuỗi của ống được nối với một đầu nối gồm I1 van điều chinh và hai đầu

- Ong nghiem phan wng: la nơi chứa các dung dịch khi phản ứng, các ông

nghiệm này là những ống thủy tỉnh khá dày, khả năng chịu nhiệt tốt, đầu ông nghiệm có những đường để vặn khớp với nắp

Thứ tự P/N Toàn bộ khả năng Khả năng chứa tôi

Vùng nhiệt và vùng đông đặc: khi máy phản ứng xong, khi tiếp xúc với

vùng nảy phải đặc biệt cân thận Phải sử dụng găng tay bảo vệ để không

Khi lắp ông phản ứng vào ta lại làm tương tự như khi thảo ra nhưng theo

chiều ngược lại

Đề tạo độ vừa và độ chặt chẽ mỗi khi ta lắp ráp các bô phận với nhau người

ta dùng vật liệu silicon đề chế tạo những bộ phận nồi

- Có 4 vùng nhiệt : mỗi vùng gồm 3 ống phản ứng mỗi ống được

đặt trong một giá đỡ đông thời cũng là nơi cung cấp nhiệt Ở đây các ông nghiệm không được nối trực tiếp với nguôn cung cấp nhiệt

mà được cung cấp qua các giá đỡ này Với câu tạo như thế khi hoạt động lượng nhiệt tỏa ra xung quanh khả ¡t, không làm nóng máy

và các bộ phận khác

- Phan dưới của máy là một bệ là một nam

châm lớn, có tác dụng chủ yếu trong sự

rung và ôn định cho máy khi máy hoạt

động

Hình 7: Bệ đỡ của cả khối phản ứng Bảng điều khiên:

Hình 8: Bảng điều khiến

9

Gém các nút điêu chỉnh sau:

ON/OF với công tắc cung cấp nguồn điện *ON" (đèn báo

hiệu sáng đèn màu xanh) cho biết trạng thái máy đã khởi động,

người sử dụng máy chuẩn bị nhập các thông số kĩ thuật cho

máy hoạt động

SET RAMP: là nút dùng dé thiết lập một hay nhiều nhiệt độ

khác nhau cho mỗi vùng

Dùng các nút điều chỉnh qua-lại để chọn vùng ta cân chỉnh

RAMP ACTICE là nút kích hoạt sau khi đã cải nhiệt độ

VALUE/SPEED (thiết lập/ sữa chữa các thông số):Nút các giá

trị “tốc độ quay thiết lập/sửa chữa trong giới hạn “ACT”, sự

khuấy được thay đổi, “SET" sửa chữa giới hạn mức tiêu chuẩn với nút mũi tên Nếu muốn tăng các giá trị về tốc độ quay hay

nhiệt độ thì ta quay nút này theo chiều kim đồng hồ, hoặc muốn giảm

thì ta quay theo chiều ngược lại, khi đó máy sẽ tự lưu và hoạt động cập

nhật theo giá trị ta vừa mới cài đặt Các giá trị sẽ được lưu tự động

INDENTIC: là nút cài đặt sự đồng nhất vẻ nhiệt độ của cả 4

vùng hoạt động VD: khi ta cài đặt một giá thị bất kỳ cho vùng

! thì sau khi nhắn vào nút indentic, thì giá trị đó sẽ được truyền

đến các vùng còn lại

Sau khi đã cải đặt xong, đề máy hoạt động theo nhiệt độ đã

cài thì ta nhân vào nút STAR/STOP Khi đèn sáng tức máy

đang tiền hành gia nhiệt, đèn ở gân chữ "“heater” sáng Khi

10

muốn không gia nhiệt nữa ta nhắn vào nút này cho đến khi đèn báo hiệu tắt đi

- — Tương tự, ta nhân vào nút STAR/STOP bên cạnh chữ Speed

để bắt dầu lắc cả khối phản ứng, đèn xanh sáng khi máy đang

tiền hành rung đều theo sự cài dat ban dau

1.1.2 Ưu nhược diém của máy:

a Ưu điểm:

cụ thể, ống phản ứng được làm từ thủy tinh có khả năng chịu nhiệt, nắp ống

phản ứng vừa khít tránh được trường hợp chất lỏng sánh ra ngoài trong quá trình hoạt động

- Số lượng ống phản ứng nhiều 12 ống, giúp cho người thực hiện công

việc nghiên cứu hay tổng hợp có thẻ tiến hành khảo sát cùng một lúc 12 thí

nghiệm, giúp tiết kiệm khá nhiều thời gian Mặc khác, khi tổng hợp lượng

lớn, ta có thể chia đều ra 12 ống với các tỉ lệ giỗng nhau cùng thực hiện trong một khoảng thời gian và điều kiện nhiệt độ và phương thức làm giống nhau dẫn tới hiệu suất thu được tương đương nhau Ở điểm này, bộ tổng hợp thé hiện rất tốt trong các quá trình tổng hợp phức chất

- Trong quá trình hoạt động có sự gia nhiệt, hoặc giảm nhiệt lượng nhiệt không tỏa ra xung quanh, máy không bị nóng Không ảnh hưởng nhiều đến môi trường làm việc

có thẻ thu lại được (đối với những khí cần thiết) hoặc có thể dẫn vào trong

các dung dịch để hạn chế những khí độc hại thoát ra ngoài

ứng đòi hỏi nhiệt độ thấp ta cũng có thể thực hiện được

- Với bộ tổng hợp này, chúng ta có thể điều chỉnh tốc đô quay từ 10-

1000 rpm lên đến cực đại giúp cho sự pha trộn mẫu được thực hiện nhanh chóng và khá ôn định trong suốt quá trình ta làm việc trên máy

động phát ra

nắp bằng nhựa trong suốt

b Nhược điểm:

từ các chất vào thì phải dừng máy, mở nắp ống phản ứng cho chất cần cho vào rồi phải lắp chặt dụng cụ như ban đầu rồi mới cho máy tiếp tục hoạt

động

khoảng 50ml

1.1.3 Những ứng dụng đã được thực hiện trên máy:

Với nhiều tính năng quan trọng như vậy, bộ tổng hợp đã được đưa vào sử dụng nhiều trong tổng hợp phức và tối ưu hóa các phản ứng và đặc biệt là dùng

trong y học

Trong những năm gần đây, các giáo sư và tiến sĩ hàng đầu trên thế giới như

Dr Stefan Lobe và prof Peter Gmeiner đã sử dụng bộ tổng hợp Heidolph synthe-

sis 1 nói chung và liquid phase synthesis nói riêng để phục vụ cho các đề tài

nghiên cứu của mình Đó là những đề tài về nghiên cứu thuốc và hóa thực phẩm của Endangen FAV

Để nghiên cứu rõ hơn những tính năng của máy, tôi đã tiễn hành tổng hợp

một vải hợp chất vô cơ như: natri thiosunfat, kali trioxalatoferat, phèn kép và đặc biệt là tổng hợp phức chất của đồng và axit glycolic

1.2 CAC PHUONG PHAP TONG HOP VO CO

I.2.1 Các phương pháp tổng hợp các chất vô cơ thông thường

Thông thường, các hợp chất vô cơ muốn thu được sản phẩm tỉnh khiết ta

phải làm theo những nguyên tắc sau:

1 Làm khô các chất

- Khi làm khô chất khí cần xác định mục đích làm khô khi để làm gì, trước hết

là xem xét khả năng của hơi nước (lẫn trong khí) có tác dụng với tác chất có mặt

trong phản ứng không

VD: để điều chế kim loại bằng cách cho tác dụng với nitơ hoặc ammoniac với

kim loại tương ứng Các kim loại như Mg, Ca, Ti c6 ái lực mạnh với oxi, vì vậy

chỉ cần có vết của nước (hay oxi) lẫn trong khí cũng đủ để chuyển các kim loại đó thành oxit rồi Do đó cần phải làm khô cẩn thận các khí (N;, NH; .) bằng P;Os‹ chăng hạn

Cần phải biết bản chất của các tạp chất trong chất làm khô

Các chất làm khô thường được đựng trong các cột hoặc trong các bình rửa

Nếu chất làm khô ở dang bét (P20s, MgO ) thi người ta trộn chúng với các mảnh

sử hoặc mảnh thủy tỉnh vụn để các khí đi qua dễ dàng

Các chất làm khô ở dạng lỏng, được đựng trong các bình rửa Nhìn vào số

bọt sủi lên, có biết được tốc độ khí đi qua bình

Khi dùng chất làm khô ở dang long can chú ý rằng thời gian tiếp xúc giữa các khí cản làm khô không nhiều Vì vậy hiệu quả làm khô kém hơn và độ âm còn lại bao giờ cũng lớn hơn các dữ kiện trong bảng vừa nêu

Nên dùng các cột hình chữ U để cho chất lỏng làm khô không rơi vào ống

Bảng 2: hướng dẫn sử dụng các chất làm khô

(0) có thể sử dụng cho một số trường hợp hạn chế khi dấu vết của chất bản lẫn

trong chất làm khô không ảnh hưởng đến việc sử dụng khí sau này

Mẹ hoặc Ca được dùng ở 550°C-600°C dưới dạng vỏ bào Mẹ được cho vào ông

sứ, đun nóng lên rồi cho Hạ đi qua Hơi nước tác dụng với Mg tạo ra MgO và Hạ

Phương pháp làm khô H; vừa nêu là có hiệu quả nhất trên thực tế không còn tổn tại hơi nước trong Hạ

Đối với nhiêu thí nghiệm, không cần làm khô các khí, chỉ cần làm khô trong trường hợp hơi nước có tác dụng với các chất đầu hay khi hằng số cân bằng của phản ứng có giá trị không lớn

Chang hạn muốn khử titan oxit bằng H;

Hằng số cân bằng của phản ứng này không lớn, cho nên, khi có hơi nước lẫn trong H; thực tế phản ứng không tiến hành được, nên trong trường hợp này, ta phải làm khô H; trước khi tiến hành phản ứng

Khi clo hóa các kim loại có ái lực lớn đối với oxi, nếu dùng Cl; có lẫn hơi

nước thì kim loại sẽ bị phủ một lớp oxit làm chậm quá trình clo hóa

Làm khô các chất rắn không hút âm hoặc các chất kết tính không ngậm

nước không phải là việc khó , nhất là khi các chất đó lại bền đối với nhiệt

16

Trong trường hợp trên, nên tiến hành làm khô theo phương pháp nào thuận lợi nhất, phù hợp với điều kiện phòng thí nghiệm hiện có: trong không khí, trong tủ

sây chân không, trong bình làm khô

Khi nhiệt độ tăng, thì quá trình làm khô cũng tăng Vì vậy phương pháp làm

khô đơn giản nhất là sấy trong tủ sấy điện ở nhiệt độ 60-100°C Chất cần làm khô

được làm dàn thành lớp mỏng trên mặt kính đồng hồ hay trong chén sứ

Việc làm khô các tỉnh thể hidrat (tỉnh thể ngậm nước) có khó hơn Thoạt đầu

sự bay hơi những giọt nước lỏng, tương tự như sự bay hơi trên bề mặt dung dịch

Sau đó, cân bằng được thiết lập giữa pha rắn và pha khí Các tỉnh thể hidrat tôn tại

ở áp suất xác định của hơi nước

Đối với mỗi tỉnh thể hidrat, có khu vực tồn tại bởi áp suất hơi nước trong

không khí ở môi trường xung quanh và áp suất hơi bão hòa do tỉnh thể hidrat tạora

Trên thực tế, mức độ khô của các tỉnh thẻ hidrat, có thể quan sát bằng mắt thường Các kết tủa còn lại chứa một lượng nhỏ hơi ẩm dính vào đũa thủy tính

Các chất khô hoàn toàn không dính vào đũa thủy tỉnh

Tuy nhiên có nhiều chất bị chảy rữa trong không khí ẩm Vì vậy, ở độ 4m

cao, việc làm khô trong không khí ở nhiệt độ phòng kém hiệu quả Trong trường hợp này, ta làm khô các muối không ngậm nước trong tủ sấy điện (nhiệt độ sấy

bao giờ cũng nhỏ hơn nhiệt phân hủy của các tỉnh thẻ)

Làm khô trong bình hút ẩm với các chất làm khô như ở bảng trên Bất kỳ

chat nảo cũng có thê được làm khô theo cách này Tuy nhiên cần chú ý rằng, nhiều

tinh thể hidrat để tác dụng lâu với chất làm khô sẽ mắt dân nước kết tỉnh Khi đó

dạng tỉnh thê sẽ bị phá hủy

17

Quá trình làm khô các chất theo cách trên diễn ra khá chậm Nếu đặt trong

chân không, quá trình làm khô sẽ tăng lên đáng kẻ Vì vậy, người ta thường dùng

bình sấy chân không Trong bình hút ẩm, chất làm khô được đặt ở dưới đáy Sau

đó, đặt chất làm khô và thực hiện chân không Trong chân không,sự khuếch tán hơi

nước ra khỏi chất làm khô diễn ra nhanh hơn

c — Kết tinh, kết tinh lại và rửa kết tủa

Muốn tách các chất ra khỏi dung dịch, người ta cho bay hơi dung dịch rồi để nguội Cũng như gây kết tủa bằng những chất có khả năng làm giảm độ tan của

chất cần tách ra

Nếu chất cần tách không chứa kết tỉnh, thì việc sử dụng phương pháp trên là

không phức tạp Người ta cho bay hơi dung dịch trên bình cách thủy hay trên lưới

amiăng cho đến khi xuất hiện tỉnh thể, sau đó làm nguội và lọc tách các tinh thé

Nếu cần tách các tinh thể có chứa nước kết tỉnh thì cần biết rõ khoảng nhiệt

độ cho kết tinh, độ bền của tỉnh thể, sự mắt nước kết tinh khi đun nóng

VD: natricacbonat có các tỉnh thể hidrat sau:

Na;CO:.H;O, Na;CO;.7H;O, Na;CO;.I0H;O

Nếu cho bay hơi dung dịch xooda bằng cách đun sôi dung dịch, tới khi trên

bề mặt dung dịch có váng, rồi làm lạnh thì chủ yếu sẽ tách ra các tỉnh thể ngậm

một phân tử nước Nếu nhiệt độ cao hơn thì tỉnh thể ngậm nước một phân tử sẽ

chuyển về dạng muối khan Dưới 32°C, có thể tồn tại tỉnh thể ngậm 7 phân tử nước Vì vậy muốn thu được tỉnh thể ngậm 7 phân tử nước cần cho bay hơi dung

dịch ở nhiệt độ dưới 32°C

Muốn làm giảm độ tan của các chất trong nước có thể dùng nhẻu phương pháp, trong đó đơn giản nhất là phương pháp kết tỉnh trong rượu

d Lọc chân không

Muốn lọc các tỉnh thể rất nhỏ và vô định hình như hidroxit của crom, sat, ni-

ken, coban .hoặc khi phải lọc nhanh, cần tiến hành lọc chân không

Thực chất, lọc chân không là tạo ra áp suất thấp trong bình lọc Sự chênh

lệch giữa áp suất khí quyền với áp suất trong bình lọc càng lớn, việc lọc càng

nhanh Để tạo áp suất thấp, người ta dùng bơm chân không hay bơm tỉa nước

Đề lọc chân không, người ta dùng phéu str busne lắp với bình busen, giữa bình Bunsn và bơm chân không có lắp một bình bảo hiểm

e Lọc nóng

Muốn lọc các dung dịch nóng và trong khi lọc phải giữ nguyên độ nóng, cân

dùng phếu lọc nóng, phếu này có hai lớp, khoảng giữa 2 thành phễu được dẫn nước

nóng hoặc hơi nước để giữ néng phéu

2 Rửa kết tủa

Thường dùng hai cách: rửa gạn và rửa trén phéu loc

Người ta thêm chất lỏng để rửa vào trong cốc, dùng đũa thủy tỉnh khuấy trộn đều, rót toàn bộ chất lỏng và kết tủa lên phếu lọc, thêm chất rửa và lặp lại

nhiều lần

- — Rửa kết tủa trên phễu lọc bằng cách thêm nước cho đến khi ngập kết tủa,

sau khi nước chảy hết ta lại tiếp tục thêm nước, lặp lại nhiều lần Để hạn chế

sự hòa tan kết tủa, cần rửa với lượng chất rửa ít nhất có thẻ được

[ THU VIEN

TP HO-CHI-MINY

- Thường người ta dùng nước nóng hoặc nước lạnh đẻ rửa Đôi khi dùng các

dung dịch axit, kiểm loãng hoặc các dung môi hữu cơ Việc chọn chất rửa

tùy thuộc vào độ tan của kết tủa trong từng loại dung môi Nếu độ tan của

chat kết tủa ít thay đổi với nhiệt độ thì dùng nước nóng để rửa, những chất bị

thủy phân thì dùng axit hay bazo loãng, nguội, những kết tủa dễ tan trong nước thì dùng nước đá hay các dung môi hữu cơ

1.2.2 Cac phương pháp tông hợp phức chất

Đối với các phức chất của ion kim loại và phối tử là axit hữu cơ, nhìn chung

có thể tổng hợp theo các cách sau:

1, Phương pháp hidroxit hóa

Cho muối tan chứa ion kim loại cần nghiên cứu tác dụng với dd NH; hay dd

NaOH để chuyển toàn bộ kim loại trong muối thành kết tủa M(OH), Sau đó rửa

kết tủa với nước cất đến không còn các ion lạ Đem kết tủa sấy khô ở nhiệt độ thích

hợp, thu được M(OH); rắn tỉnh khiết Dùng axit hữu cơ vừa đóng vai trò là phối tử, vừa đóng vai trò là chất phá hủy hidroxit kim loại Cho thêm một chất có tính kiểm

để điều chỉnh pH phù hợp, khuấy dung dịch thu được trong thời gian thích hợp rồi cho dung môi vào đẻ tách phức chất ra khỏi dung dịch Quá trình trên có thể được

cân kết tỉnh lại, nhưng mắt nhiều thời gian để rửa lượng hidroxit ban dau

2 Phương pháp cacbonat hóa

Hòa tan muối chứa ion kim loại cần nghiên cứu vào nước, tạo thành dung

dich, cho dd NaHCO; hay Na;CO; vào để chuyên toàn bộ lượng kim loại thành kết

tủa cacbonat bazơ Đem rửa sạch kết tủa bằng nước cất, thử nước rửa bằng hóa chất thích hợp đề kiểm tra độ sạch của kết tủa Khi kết tủa đã sạch cho axit hữu cơ

vào, vừa đóng vai trò phối tử vừa đóng vai trò chất hủy cacbonat bazơ Dùng dung dịch NaOH điều chỉnh pH của dung dịch hỗn hợp Khuấy toàn bộ trong thời gian

thích hợp, cho dung môi đẻ tách phức khỏi dung dịch Sơ đồ mô tả quá trình điều chê như sau:

Chọn một muối tan có chứa ion kim loại cần khảo sát, hòa tan trong nước

thành dung dịch Mặt khác, cho phối tử là axit hữu cơ tác dụng với dung dịch kiềm

mạnh là NaOH để chuyển từ dạng axit thành dạng muối Sau đó cho 2 dung dịch

này trộn lẫn với nhau và khuấy trong thời gian nhất định Chọn dung môi thích hợp

để tách phức ra mà không tách các muối khác trong dung dịch Quá trình được mô

tả như sau:

M"' „ Phứcchấtthôê _ Kểttnh lại , ức tịnh khiết

21

e Phương pháp này có ưu điểm là đơn giản, dễ thực hiện, nhưng phải tốn nhiều thời gian và dung môi để kết tinh lại

Ngoài ra, đối với một số phức chất khác, còn có các phương pháp đặc thù, phức tạp hơn đề tổng hợp chúng

Là một trong những phức của sắt III, dưới tác dụng của ánh sáng, nó biến

thành muối sắt (II) và giải phóng khí CO;

2K:[Fe(C;O,);] —= 2K¿[Fe(C;O¿);] + KạC;O¿ +2CO;†

Tính chất quang hóa học đó được dùng để in, sao chép các bản vẽ Bản vẽ

được vẽ trên giấy bóng mờ gọi là bản scan, bản đặt lên tờ giấy trắng một mặt đã

được tắm hỗn hợp dung dịch của Ks[Fe(C;O,};] và K;[Fe(CN),] rồi chiếu mạnh

Anh sáng đi qua những chỗ không có đường nét vẽ của bản scan gây ra sự khử sắt (II) thành sắt (II) theo phản ứng trên Khi nhúng giấy trăng đã được chiếu sáng

vào nước những chỗ được chiếu sáng trên tờ giấy trở nên có màu xanh chàm của

xanh Tuabun còn những chỗ ứng với đường nét của bản vẽ có màu trắng

1.3.2 NATRI THIOSUNFAT

- Là những tỉnh thể đơn tà, trong suốt

Trọng lượng riêng 1,73, không bị biến đổi ngoài không khí

Dễ tan trong nước, không tan trong rượu

Cho phản ứng kiểm yếu

Nóng chảy trong nước kết tỉnh ở 48,5°C tạo thành chất lỏng chậm đông khi

để nguội

100°C mat nude

Khi bị nung đỏ natri thiosunfat sẽ bj phan huy thanh Na2S va Na2SO,

Bi axit manh phan huy tach ra S va SO;

Dễ bị oxi hóa bởi các chất oxi hóa mạnh như Cl;,HOCI,KMnO,,Br; biến

thành các muối sunfat hay axit sunfuric

4Cl, + Na2S20; +5H2O— 2NaHSO, +8HCI Trong công nghiệp, người ta dùng phản ứng này để loại bớt phân tử Clạ còn

sót lại ở trong vải sau khi đã được tẩy trắng

Dung địch NazS;O;có khả năng hòa tan các muối ít tan trong nước như AgCl, AgBr, Agl, Hgl; nhờ tạo ra những phức chất tan được

AgBr + Na;S;O›—+ Na;[ Ag(SzO›};] +NaBr

Vì vậy mà natri thiosunfat là chất chính trong thuốc định hình dùng trong việc tráng phim và in ảnh, nó có tác dụng rửa sạch AgCI, AgBr còn lại trên phim

ảnh và giấy ảnh sau khi đã rửa bằng thuốc hiện hình

1.3.3 PHEN NHOM KALI:

Tinh thể lớn, trong suốt, không mau, hinh 8 mat

D=1,751

Có vị ngọt xít

Ít tan trong nước lạnh

Tan tốt trong nước nóng

Không lên hoa ngoài không khi

23

- Dễ mất nước kết tỉnh , khi đun đến 120°C ta được bột phèn

1.3.4 AXIT GLYCOLIC

Axit glycolic (axit hidroxiaxetic hay tên được dùng trong tông hợp là axit 2- hidroxietanoie) là một axit AHA (@-hidroxi axit) nhỏ nhất Axit glycolic không màu, không mùi, ở thể rắn, là những tỉnh thể hút ầm Nó tan nhiều trong nước và

một số dung môi hữu cơ khác như rượu, axeton, axit axetic, etylaxetat Khối lượng riêng D=1,27g/cmỶ, nóng chảy ở 75°C

Axit glycolic duge tách ra từ mía, củ cải đường Ngoài ra còn gặp nó trong nho xanh, trái thơm

Axit glycolie đóng một vai trò quan trọng trong ngành da liễu và công nghệ

mỹ phẩm Dựa vào khả năng thâm thấu đặc biệt vào da, nó được sử dụng rộng rãi

trong các sản phẩm chăm sóc da tại nhà và theo hướng dẫn của bác sĩ, nó có thể

làm xóa nếp nhăn, cân bằng pH, cân bằng độ âm cho da

Axit glycolic quan trọng đối với con người, ảnh hưởng đến các chu trình sống của sinh vật do cấu trúc đặc biệt giống với cấu trúc của glyxin, œ —=amino axit nhỏ nhất

Ngoài ra, axit glycolic thường được làm chất phụ gia (nhuộm màu) trong

ngành thuộc da và dệt may, hay được hòa tan vào mực, màu vẽ để làm tăng độ

nhớt của chúng Trong công nghiệp thực phẩm được dùng làm chất tạo mùi và chất

bảo quản

Khi tan trong nước, axit glycolic phan ly như sau:

HO-CH;-COOH + HO-CH2-COO +H` K=10”°)

Do cấu tạo có hai nhóm chức, axit glycolic cho được một số phản ứng sau:

-_ Phản ứng khử: nhóm hidroxi trong axit glycolic bj khử bởi HI cho axit

etanoic, nhóm chức axit bị khử bởi NaBH¡, LIAIH:

- Axit glycolie được sử dụng là một monome trong quá trình điều chế poliglycolic axit, va PLGA — axit poli (lactic-co-glycolic)

- Phản ứng este hóa: axit glycolic có thể tự este hóa tạo thành dime,

polime, hay este vòng

- Phản ứng oxi hóa: axit glycolie bị oxi hóa bởi các chất oxi hóa mạnh

như KMnO, các halogen

Sản xuất hóa học: axit glycolie thường được lấy từ những nguồn trong tự

nhiên như mía, củ cải đường hiệu quả và rẻ tiền, chỉ qua quá trình tỉnh chế Bên cạnh đó, axit glycolic còn có thê được tổng hợp thông qua phan ứng:

CÌCH;COOH + NaOH —› OH-CH›;-COOH + NaCl

25

PHAN II

IHNHII

60 SANHVA KET QUA

Il THUC NGHIEM TONG HOP

I1.1 TONG HOP MOT VAI CAC HOP CHAT VÔ CƠ

H.1.1 ˆKali trioxalatoferate (HH K;Fe(C:yO,).3H:O

1 So đồ điều chế

Fe-+Fe(OH);—+FeC;O,.2H;O-—> K;Fe(C;O,);.3H;O

2 Cách tiến hành

Cân 0,7g bột sắt cho vào becher thêm vào đó 15 ml dung dịch H;SO;, 3M

đun nóng nhẹ hỗn hợp cho đến khi sắt tan hết Lọc bỏ phần cặn không tan Thêm

dan dung dịch NaOH 1M vào dịch lọc cho đến khi pH = 4 Thêm vào hỗn hợp

25ml dung dịch H;ạC;O; 1M, đun nóng hỗn hợp cho đến khi sôi, vừa đun vừa

khuấy liên tục Sau đó làm lạnh, các tỉnh thể FeC;O.2H;O (màu vàng) sẽ tách ra

Gan lay két tủa, rửa kết tủa vài lần thật nhanh bằng nước âm

Cho 10ml dung dịch K;C;O; bão hòa vào becher đựng kết tủa FeC;O;.2H;O

(thu được ở trên), đun nóng và giữ nhiệt ở 40°C ( kiểm tra bằng nhiệt kế) và thêm

từ từ 20ml dung dịch HO; 3%, vừa thêm vừa khuấy liên tục Sau khi đã hết H;O2,

đun sôi hỗn hợp, cho từ từ cho đến hết 10ml H;C;O¿ 1M Giữ hỗn hợp gần nhiệt độ

Sôi trong vòng 5 phút

Lọc nóng dung dịch qua phễu lọc thường để loại bỏ kết tủa, thêm vào từ từ I0ml rượu etylic và cô dung dịch đến khi xuất hiện váng tỉnh thể Làm lạnh hỗn

hợp bằng nước đá và dé yên trong vòng | h Loc tinh thé bing phéu loc Busne Lay

tinh thé ra va lam khô bằng cách ép giữa 2 tờ giấy lọc

Với việc tổng hợp K;Fe(C:O,).3H;O đã được thực hiện bằng 2 cách:

Cách 1: thực hiện theo cách làm cỗ điển (không sử dụng máy Heidolph syn- thesis 1), các kết quả chỉ ra ở bảng 3

Cách 2: Thực hiện việc tổng hợp K;Fe(CzO¿).3H;O bằng máy, các kết quả

chỉ ra ở bảng 4

3 Xác định hàm lượng: Xác định bằng phương pháp chuẩn độ oxi hóa- khử

Cân 0,02-0,03g phức vừa điều chế được cho vào bình định mức 100ml, thêm vào 25 ml dung dịch H;SO, 1M khuấy đều đun nóng đến 90°C cho phức tan hoàn toàn Hút 10ml dung dịch cho vào bình tam giác 250ml Tiến hành chuẩn độ bằng dung dịch KMnO; 0,1M cho đến khi dung dịch từ không mảu chuyển sang màu tím nhạt bởi l giọt KMnO¿, bền trong 30s chuẩn độ 3 lần, tính thể tích KMnO,

Nhan xét:

Trong qua trinh téng hop can cé su dun nhe, nhiét d6 khoang 40-70°C

Cần phải tiến hành lọc để lấy dung dịch sạch sau khi cho Fe phản ứng với

H2SO,

Trong giai doan dau (điều chế FeC;O,.H;ạO), môi trường thuận lợi là môi

trường axit pH=4

Khi cho axit H;SO¿, nên cho cho từ từ và cho đến khi xuất hiện kết tủa xanh

dé Fe(OH); kết tủa hoàn toàn, để thu được hiệu suất cao hơn

Muốn thu được tinh thể, khi bắt đầu có kết tủa thì ta cho nước vào hòa tan

roi đem cô cạn, sau đó làm lạnh

Dung môi kết tỉnh là rượu

Làm khô tỉnh thể bằng cách ép giữa 2 tờ giấy lọc, tránh làm khô bảng cách

sấy tỉnh thể ở nhiệt độ quá cao làm cho tỉnh thể dễ bị phân hủy

Khi tiến hành tổng hợp theo những cách làm thông thường không sử dụng

máy Heidolph synthesis 1 theo tài liệu [8] sản phẩm sinh ra có đôi khi

không tỉnh khiết, và hiệu suất thực hiện khá thấp (8,6%) Tuy nhiên với thí nghiệm này, các thao tác trong khi tiên hành thí nghiệm riêng lẻ có phần

thuận lợi hơn ở khâu cho từ từ HạO; Nhưng ở các khâu khác như vừa đun

nóng đến sôi vừa khuấy liên tục hay giữ nhiệt ở 40°C thì theo cách thông

thường hiệu usất va chạm không cao

Với những thí nghiệm được thực hiện trên máy Heidolph synthesis 1, hiệu

suất có cao hơn so với cách làm không sử dụng máy, với ưu thế vừa gia

nhiệt vừa lắc, máy giúp cho các phản ứng xảy ra hoàn toản hơn Tuy nhiên,

trong cách tiến hành thí nghiệm tổng hợp có gặp 1 chút trở ngại, vì cần phải

3ì

dừng cả hệ thông máy lại để cho từ từ H;ạO; Vì vậy mà số lượng thí nghiệm

được tiễn hành làm trên máy chưa nhiều

- Do đây là thí nghiệm được thực hiện đầu tiên với máy tổng hợp Heidolph synthesis ! nên chưa khai thác được hết 12 ống phản ứng cho 12 thí nghiệm

Lọc bỏ phân S còn dư và hứng phần dung dịch cho vào becher Cô cách thủy dung dịch cho đến khi xuất hiện váng tỉnh thể Để nguội và làm lạnh bằng nước đá Lọc hút tinh thé bang phéu loc Busne, làm khô bằng cách ép giữa 2 tờ giấy lọc Với việc tông hợp Na;S;O; đã được thực hiện bằng 2 cách:

Cách 1: thực hiện việc tổng hợp Na;§;O; theo cách làm cô điển (không sử

dụng máy Heidolph synthesis 1), các kết quả chỉ ra ở bảng 5

Cách 2: Thực hiện việc tổng hợp Na;S;O; bằng máy, các kết quả chỉ ra ở

khoảng 20ml nước cất, khoảng 6ml dung dich KI 10% Sau mỗi lần thêm dung

dịch mới, phải lắc nhẹ và đều dung dịch cần chuẩn độ Đậy kin bằng mặt kính

đồng hô, sau đó để vào chỗ tối khoảng 13-15 phút

Chuẩn độ dung dịch thu được bằng dung dịch NasSạOh cho tới khi dung dịch

có màu vàng rơm Cho từ từ từng giọt dung dịch hô tỉnh bột,cho đến khi được màu xanh chàm, lắc đều và chuẩn độ tiếp cho đến khi xuất hiện màu xanh ve của ion Cr`" bởi ! giọt Na;SzO; Chuẩn độ 3 lằn ghi kết quả