NGHIÊN CỨU CÁC PHỨC ĐA PHỐI TỬ TRONG HỆ Ho III-1-2-PYRIDYLAZO-2-NAPHTOL PAN-AXIT AXÊTIC VÀ CÁC DẪN XUẤT CLO CỦA NÓ BẰNG PHƯƠNG PHÁP TRẮC QUANG Nguyễn Đình Luyện, Lê Thị Bích Ngọc Trư
Trang 1NGHIÊN CỨU CÁC PHỨC ĐA PHỐI TỬ TRONG HỆ
Ho (III)-1-(2-PYRIDYLAZO)-2-NAPHTOL (PAN)-AXIT AXÊTIC
VÀ CÁC DẪN XUẤT CLO CỦA NÓ BẰNG PHƯƠNG PHÁP TRẮC
QUANG
Nguyễn Đình Luyện, Lê Thị Bích Ngọc
Trường Đại học Sư phạm, Đại học Huế
MỞ ĐẦU
Trong các công trình trước, chúng tôi đã thông báo kết quả nghiên cứu sự tạo phức đơn và đa của nguyên tố đất hiếm Ho(III) với PAR [1] và Ho(III) - PAR
- HX [2]; Ho(III) - PAN [3] Trong công trình này, chúng tôi tiếp tục thông báo kết quả nghiên cứu các phức đa phối tử trong hệ Ho(III) -1-(2-pyridylazo) - 2-
CCl3COOH) trong môi trường nước
Trang 2PHẦN THỰC NGHIỆM
Dung dịch nguyên tố đất hiếm Ho(III) được điều chế từ Ho2O3 có độ tinh khiết phân tích, nồng độ của nó được xác định bằng phương pháp chuẩn độ complexon dùng dung dịch chuẩn DTPA chỉ thị là Asenazo (III) trong đệm axetat Các dung dịch được pha chế từ dung dịch gốc PAN là thuốc thử tinh khiết được pha chế bằng cách cân một lượng chính xác trên cân phân tích sau đó hòa tan bằng axêtôn rồi định mức đến vạch cần pha Các dung dịch PAN loãng cũng được pha chế từ dung dịch gốc này PAN tạo phức với nhiều ion như Fe(III) [4, 5, 6]; Ni(II) Các dung dịch axit HX, NaOH cũng được pha chế từ hóa chất tinh khiết phân tích pH của dung dịch được đo trên máy pH meter của hãng Hanan Mật độ quang được đo trên máy Spectro 2000 (Automain Spectrophotometer) (Mỹ) và máy UV 1201 Shmadzu (Nhật)
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
1 Hiện ứng tạo phức đa phối tử của hệ Ho(III) - PAN - HX:
Phổ hấp thụ electron của PAN, phức đơn Ho(III) - PAN và các phức đa phối tử Ho(III) - PAN -HX được biểu diễn trên hình 1 Qua hình 1 cho thấy khi
có mặt của phối tử thứ hai HX thì max của phức chuyển từ 535 nm đến 570 nm (2 cực đại) và mật độ quang tăng đáng kể, phức của Ho(III) -HX không màu Vậy trong các hệ trên đã xảy ra sự tạo phức đa phối tử Ho(III) - PAN - HX Các thí nghiệm nghiên cứu tiếp theo được đo ở bước sóng 570 nm
Trang 3A
48 0
50 0
52 0
54 0
56 0
58 0
60 0
62 0
0.
3
0.
4
0.
5
0.
6
0.
7
0.
8
(1)
(2) (3) (4) (5)
Trang 4Hình 1: Phổ hấp thụ electron của các phức
1 Ho(III) - PAN - CH 3 COOH 3 Ho(III) - PAN - CH Cl 2 COOH
2 Ho(III) - PAN - CH 2 ClCOOH 4 Ho(III) - PAN - C Cl 3 COOH
5 Ho(III) - PAN
2 Sự phụ thuộc mật độ quang của phức vào tỷ lệ Vaxêton : Vnước và thời gian:
Kết quả sự phụ thuộc của mật độ quang phức màu Ho(III) - PAN -
CH3COOH vào tỷ lệ Vaxêton : Vnước được ghi ở bảng 1 Qua bảng 1 cho thấy tỷ lệ phức tối ưu là Vaxêton : Vnước = 1 : 3 Các dung dịch phức đa phối tử khác cũng cho
tỷ lệ tạo phức tối ưu như vậy
Bảng 1: Sự phụ thuộc A vào tỷ lệ V axeton : V nước của dung dịch phức Ho(III)-PAN
- CH 3 COOH
Trang 5Vaxeton: Vnước 1:10 1:9 1:8 1:6 1:4 1:3 1:2 1:1
Các phức đa phối tử Ho(III) - PAN - HX ổn định sau 10 phút kể từ khi pha chế và kéo dài trong vòng 45 phút Đây là điều kiện rất thuận lợi cho nghiên cứu phức chất
3 Ảnh hưởng của pH đến sự tạo phức:
Mật độ quang của các phức đa phối tử phụ thuộc vào pH được biểu diễn trên hình 2 Qua hình 2 cho thấy, pH tối ưu của phức Ho(III) - PAN - CH3COOH
từ 9,5 - 11; Ho(III) - PAN - CH3ClCOOH từ 9 - 11; Ho(III) - PAN - CHCl2COOH từ 8,5 - 11; Ho(III) - PAN - CCl3COOH từ 8,0 - 10,5
Trang 66 7 8 9 10 11 12 0.2
0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8
1 2 3 4
Hình 2: Sự phụ thuộc A của các phức Ho(III) - PAN - HX vào pH
1 Ho(III) - PAN - CH 3 COOH 3 Ho(III) - PAN - CH Cl 2 COOH
2 Ho(III) - PAN - CH 2 ClCOOH 4 Ho(III) - PAN - C Cl 3 COOH
4 Xác định thành phần của các phức đa phối tử Ho(III) - PAN - HX
a Xác định tỷ lệ Ho(III) : PAN
Dùng phương pháp hệ đồng phân tử gam (bảng 2); phương pháp tỷ số mol, phương pháp Staric - Bacbanen [7] để xác định tỷ lệ Ho(III): PAN kết quả thực nghiệm cho thấy Ho(III): PAN = 1 : 2
Bảng 2: Kết quả xác định tỷ lệ Ho(III): PAN
A
pH
Trang 7CHo(III).105M 1 2 3 4 5 6 7 8
5
4
9
b Xác định tỷ lệ Ho(III): HX
Để xác định tỷ lệ Ho(III): HX, chúng tôi dùng phương pháp chuyển dịch cân bằng, sau khi đã xử lý thống kê [8] kết quả cho thấy tỷ lệ Ho(III) : HX = 1 :
1 Điều kiện tạo phức tối ưu là khi: Nồng độ CH3COOH gấp 267 lần nồng độ
Ho3+; nồng độ CH2ClCOOH gấp 300 lần nồng độ Ho3+ ; nồng độ CHCl2COOH gấp 333 lần nồng độ Ho3+; nồng độ CCl3COOH gấp 400 lần nồng độ Ho3+
Như vậy bằng các phương pháp xác định thành phần khác nhau, chúng tôi
đã xác định được thành phần của các phức đa phối tử:
Ho(III): PAN: HX = 1 : 2 : 1
5 Xây dựng phương trình đường chuẩn và xác định hệ số hấp thụ phân tử gam:
Trang 8Hệ số hấp thụ phân tử gam của các phức đa phối tử Ho(III) - PAN - HX được xác định theo pháp Cama [8] Kết quả xây dựng phương trình đường chuẩn
và xác định hệ số hấp thụ phân tử gam () như sau:
Bảng 3: Phương trình đường chuẩn và xác định hệ số hấp thụ phân tử gam:
Phức đa phối tử Phương trình đường
chuẩn
Hệ số hấp thụ phân tử
gam
Ho(III) - PAN -
CH3COOH
A = 0,088 + 2,503.104
Ho C
= (2,497 0,045)104
Ho(III) - PAN -
A = 0,087 + 2,484.104
Ho C
= (2,496 0,039)104
Ho(III) - PAN -
A = 0,084 + 2,476.104
Ho C
= (2,455 0,014)104
Ho(III) - PAN -
CCl3COOH
A = 0,084 + 2,472.104
Ho C
= (2,447 0,026)104
6 Nghiên cứu cơ chế tạo phức, tính bằng số bền của phức:
Trang 9Chúng tôi đã sử dụng phương pháp nghiên cứu cơ chế tạo phức đa phối tử [9] đối với các hệ nghiên cứu Kết quả cho thấy: Dạng kim loại đi vào phức là Ho(OH)2+, thuốc thử đi vào phức dạng R- và axit đi vào phức ở dạng X -(CH3COO- , CH2ClCOO- ), hằng số bền của các phức đa phối tử như sau:
Ho(III) - PAN - CH3COOH có lg = 21,472 0,458
Ho(III) - PAN - CH2ClCOOH có lg = 21,410 0,546
Ho(III) - PAN - CHCl2COOH có lg = 21,352 0,565
Ho(III) - PAN - CCl3COOH có lg = 21,321 0,566
Như vậy HX đi từ CH3COOH đến CCl3COOH thì phức đa phối tử tương ứng của nó có hằng số bền giảm dần
KẾT LUẬN
Đã nghiên cứu các phức đa phối tử trong hệ Ho(III) - PAN - HX (CH3COOH, CH2ClCOOH ) bằng phương pháp trắc quang, kết quả đạt được là:
* Xác định được các điều kiện tạo phức tối ưu, thành phần của các phức,
Trang 10* Các phức đa phối tử với phối tử thứ 2 (HX) đi từ CH3COOH đến CCl3COOH thì các tham số định lượng của phức cũng thay đổi Cụ thể là độ bền của phức và hệ số hấp thụ phân tử gam giảm dần; khoảng pH tối ưu dịch chuyển vào vùng axit hơn
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1 Nguyễn Đình Luyện, Nguyễn Đức Vượng Nghiên cứu sự tạo phức
trong hệ Ho(III) - PAR bằng phương pháp trắc quang Thông báo
khoa học trường ĐHSP Huế số 1 (41) (2002) 209 - 213
2 Nguyễn Đình Luyện, Nguyễn Hữu Hiền Nghiên cứu các phức đa-ligan
trong hệ Ho(III) - PAR - axit axêtic và các dẫn xuất Clo của nó bằng phương pháp trắc quang Tạp chí Hóa học, T40, (2002) 57 - 59
3 Nguyễn Đình Luyện, Lê Thị Bích Ngọc Nghiên cứu sự tạo phức trong
hệ Ho(III) - PAN bằng phương pháp trắc quang Thông báo khoa học
trường ĐHSP Huế số 1 (47), (2004) 139 - 143
4 Lâm Ngọc Thụ, Nguyễn Phạm Hà, Lê Thị Vinh Nghiên cứu sự tạo
phức của Fe(III) với PAN trong dung dịch nước và ứng dụng Tạp
chí Hóa học T38, số 4, (2000) 6 - 9
Trang 115 Lâm Ngọc Thụ, Nguyễn Phạm Hà, Lê Thị Vinh Nghiên cứu sử dụng
phức của Fe(III) với PAN để làm giàu và xác định sắt trong nước cất một lần bằng phương pháp chiết trắc quang Tạp chí Hóa học, T39,
số 1 (2001) 14 - 16
6 Lâm Ngọc Thụ, Nguyễn Phạm Hà, Lê Thị Vinh Nghiên cứu cơ chế
tạo phức giữa Fe(III) với PAN trong dung dịch nước axêtôn Tạp chí
Hóa học T40, số 3 (2002) 20 - 23
7 Hồ Viết Quý Phức chất trong hóa học NXB KHKT Hà Nội (1999)
8 Hồ Viết Quý, Nguyễn Tinh Dung Các phương pháp phân tích hóa
lý ĐHSP Hà Nội (1999)
9 Hồ Viết Quý Nghiên cứu cơ chế tạo phức giữa ion kim loại và thuốc
thử hữu cơ Thông báo khoa học trường ĐHSP Hà Nội, số 1 (1992)
28 - 30
A STUDY ON THE MULTI - LIGAND COMPLEXES
IN THE SYSTEM Ho (III) - 1-(2 - PYRIDYLAZO) -2-NAPHTOL (PAN)
Trang 12Nguyen Dinh Luyen, Le Thi Bich Ngoc
College of Pedagogy, Hue University
SUMMARY
The multi - ligand complexes in the system Ho (III)-1-(2-pyridylazo) -2-naphtol (PAN)- HX (CH 3 COOH, CH 2 ClCOOH, CHCl 2 COOH; CCl 3 COOH) were studied using spectrophotometric method The composition, mechanism of the multi-ligand complexes formation was established The form of the metallic ion, of the ligand in the formed complexes and their molar absorption, conditional stability constants were determined
