Đại học Vinh Tạp chí khoa học, tập XXXVI, số 4A-2007 Nghiên cứu sự tạo phức đơn ligan của coII với 4 - 2 - pyridylazo-Rezocxin par trong môi trường axít sunfuric Bằng phương pháp trắc
Trang 1Đại học Vinh Tạp chí khoa học, tập XXXVI, số 4A-2007
Nghiên cứu sự tạo phức đơn ligan của co(II)
với 4 - (2 - pyridylazo)-Rezocxin (par) trong môi trường
axít sunfuric Bằng phương pháp trắc quang
Hồ Viết Quý (a), Hoàng Văn Tư (b), Vương Thị Nga (c)
Tóm tắt Trong bài báo này chúng tôi thông báo kết quả đầu tiên nghiên cứu sự tạo phức đơn ligan trong hệ PAR-Co(II)-H2SO4 bằng phương pháp phổ trắc quang
Đã lựa chọn một số điều kiện tạo phức, đã xác định được một số thông số định lượng, thành phần của phức đơn ligan
I Mở đầu
Coban là một nguyên tố có nhiều ứng dụng trong khoa học, kỹ thuật và đời sống Nó là nguyên tố vi lượng tham gia vào quá trình chuyển hoá của tế bào, kích thích tạo máu, kích thích tổng hợp Protein cơ, tham gia chuyển hoá gluxit, chuyển hoá một số enzim và ức chế một số enzim khác, đặc biệt Coban tham gia vào quá trình tạo vitamin B12 Coban được dùng làm phân vi lượng cho nhiều cây trồng tạo năng suất, chất lượng cao Sự tạo Co(II) với thuốc thử PAR trong môi trường axit còn
ít được nghiên cứu, nói riêng trong môi trường axit sunfuric
Trong bài báo này chúng tôi thông báo các kết quả đầu tiên thu được từ sự tạo phức trong hệ PAR-Co(II)-H2SO4, và có thể ứng dụng phân tích bằng phương pháp phân tích phổ trắc quang, một phương pháp thích hợp trong các phòng thí nghiệm ở Việt Nam, do thiết bị, hoá chất dễ kiếm, không đắt tiền
II Thực nghiệm
2.1 Hoá chất, thiết bị
Thuốc thử PAR (PA) được pha theo lượng cân chính xác trong nước cất hai lần Dung dịch CoSO4 pha chế từ muối CoSO4.7H2O (PA), nồng độ được chuẩn bằng phương pháp complexon, chỉ thị Eriocrom đen T
Các hoá chất như H2SO4, KCl đều thuộc loại tinh khiết phân tích (PA) Máy đo pH Orion - 4420 (của Mỹ), máy đo quang WPA Light Wave S2000 Diode Array Spectrophotometer
2.2 Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp phổ trắc quang Trong quá trình nghiên cứu chúng tôi giữ lực ion cố định à= 0,3
2.3 Xử lý kết quả
Cơ chế phản ứng tạo phức được tính toán theo chương trình cơ chế, đã được lập trình theo ngôn ngữ Pascal hay MS - Excel
Nhận bài ngày 07/5/2007 Sửa chữa xong 18/12/2007.
Trang 2Hồ V Quý, Hoàng V Tư, Vương T Nga Nghiên cứu sự tạo phức , tr 47-51
Đồ thị phân bố của Co(II) và thuốc thử PAR theo pH được lập trình trên phần mềm đồ hoạ Matlab
Xác định hệ số hấp thụ phân tử (εp), hằng số bền điều kiện (β), hằng số cân bằng của phản ứng tạo phức (Kp), xử lý thống kê kết quả bằng chương trình Data - Analyses (Descriptive Statistics, Regession) trong phần mềm MS - Excel hay ngôn ngữ lập trình Pascal
III Kết quả và thảo luận
3.1 Kết quả nghiên cứu sự tạo phức PAR - Co(II) - H2SO4
3.1.1 Xác định các điều kiện tạo phức tối ưu
+ Phổ hấp thụ electron của thuốc thử PAR (đo so với H2SO4 0,1M) có
λmax = 380 nm
Trên hình 1 chúng tôi vẽ phổ hấp thụ electron của thuốc thử và phức đơn ligan
Hình 1 Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc mật độ quang của phức PAR - Co(II) -
H2SO4 vào bước sóng λ (1): Phổ hấp thụ eletron của thuốc thử so với dung dịch axit H2SO40,1M (2): Phổ hấp thụ eletron của phức so với dung dịch axit H2SO4 0,1M
(3): Phổ hấp thụ eletron của thuốc thử so với thuốc thử trong dung dịch axit
H2SO40,1M
(CCo(II) = 2 10-5M, CPAR 6 10-5M, C H2SO4 = 0,1M)
- Qua hình 1 ta thấy: λmax của PAR = 380 nm, ∆λ = 175nm, PAR là một thuốc thử rất tốt cho phép phân tích trắc quang vi lượng Co(II)
- Mật độ quang của phức PAR-Co(II)-H2SO4 ổn định trong vòng 65 phút tính
từ sau khi pha chế, rất thuận lợi cho phép đo quang
Trang 3Đại học Vinh Tạp chí khoa học, tập XXXVI, số 4A-2007
+ Sự phụ thuộc mật độ quang của phức PAR- Co(II)-H2SO4 theo pH
Hình 2 Sự phụ thuộc mật độ quang của phức vào nồng độ H2SO4
CCo(II)= 2.10-5M, CPAR = 6.10-5M Trên hình 2 đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc mật độ quang của phức PAR-Co(II)-H2SO4 theo nồng độ của H2SO4 Qua hình 2 ta thấy nồng độ axit H2SO4 tối ưu cho sự tạo phức trong hệ PAR-Co(II)-H2SO4 là
2 4
H SO
C = 0,1M
Nồng độ PAR tối ưu CPAR = 3.CCo(II)
3.1.2 Xác định thành phần của phức
Tỷ lệ Co(II): PAR trong phức PAR-Co(II)-H2SO4 được xác định bằng 3 phương pháp độc lập, khác nhau (phương pháp tỷ số mol, phương pháp hệ đồng phân tử, phương pháp Staric - Bacbanel [1]) cho kết quả phù hợp nhau:
Co(II): PAR = 1: 2, phức là phức đơn nhân, đơn ligan
3.1.3 Nghiên cứu cơ chế tạo phức PAR- Co(II)-H2SO4
Dựa theo các giản đồ phân bố của phân tử PAR và Co(II) theo pH (các hằng
số phân ly của thuốc thử PAR theo [2], hằng số thuỷ phân của Co(II) theo [3], xây dựng sự phụ thuộc -lgB = f(pH), theo sự phụ thuộc này xác định được dạng ion Co(II)
đi vào phức là Co2+, thuốc thử PAR đi vào phức là HR-
2 2 2 1 1 0
2
) 1
(
) 2 ( ) (
h
K K h
K K
h C
C C OH M
K
K R i
+ + +
ư
,
trong đó K0 = 10-3,1, K1 = 10-5,6, K2 = 10-11,9,
CR: Nồng độ ban đầu của PAR
CK: Nồng độ ban đầu của phức Vậy phản ứng tạo phức ở
2 4
H SO
C = 0,1M, diễn ra theo phương trình:
Co2+
+ 2H3R+
Co(HR)2 + 4H+
KP (1)
3 2
4
2 ) (
+ +
+
=
R H Co
H HR Co
K P (2) Công thức của phức là Co(HR)2
Trang 4Hồ V Quý, Hoàng V Tư, Vương T Nga Nghiên cứu sự tạo phức , tr 47-51
3.1.4 Xác định các tham số định lượng của phức PAR- Co(II)-H2SO4
+ Xác định hệ số hấp thụ phân tử của phức theo phương pháp Komar ([4]) cho kết quả
2
4
+ Xác định hệ số cân bằng của phản ứng tạo phức Kp bằng phương pháp Komar ([4]) cho kết quả lg Kp= lg Kcp = (4, 41 0, 41) ±
+ Xác định hằng số bền điều kiện (β) của phức bằng phương pháp Komar ([4]) cho kết quả lg β = (15,01 0, 4) ±
3.1.5 Nghiên cứu ứng dụng phân tích của phức PAR- Co (II)-H2SO4
+ Sự phụ thuộc mật độ quang của phức (A) theo nồng độ Co2+ (C) Kết quả cho thấy, định luật Beer tuân theo khoảng nồng độ Co2+ theo phương trình sau:
∆i = ( 1 , 008 ± 0 , 003 ) 104CCo(II)+ ( 0 , 0002 )
Hệ số hấp thụ phân tử của phức theo phương pháp đường chuẩn cho kết quả: εP = (1,05 ± 0,01).104phù hợp với εP xác định theo phương pháp Komar
+ Xác định Co2+ theo mẫu nhân tạo (tự pha chế)
Kết quả xác định Co2+ theo mẫu nhân tạo ghi ở bảng 1
Bảng 1 Các giá trị đặc trưng của tập số liệu thực nghiệm
Giá trị trung bình
(X)
Phương sai (S2
)
Độ lệch chuẩn (
X
S )
t(0,95;4)
10 23 , 1
10 )
00 , 3 89 , 2 ( S
a X t
7 5
X
ư
Ta thấy tm < t (0,95:4) →X≠ là do nguyên nhân ngẫu nhiên với p = 0,95 a
Sai số tương đối
7
5
t S 2, 78.1, 23.10
2,98.10
ư
ư
ε
IV Kết luận
4.1 Lần đầu tiên nghiên cứu sự tạo phức trong hệ PAR-Co(II)-H2SO4, đã xác
định được các điều kiện tạo phức tối ưu:
2 4
H SO
C = 0,1M;λmax= 555nm, ∆ λmax=175nm PAR là thuốc thử tốt cho phép xác định trắc quang vi lượng của Coban, phức có mật
độ quang ổn định trong vòng 65 phút sau khi pha chế, thuận tiện cho phép đo quang
4.2 Đã xác định thành phần phức Co(II): PAR = 1: 2, phức đơn ligan, đơn nhân Đã xác định cơ chế tạo phức
4.3 Đã xác định các tham số định lượng của phức:
εCo(HR) ( 1 , 034 102 ) 104; lg Kcb 4 , 413 0 , 414 ; lgβ 15 , 01 4 , 40
Trang 5§¹i häc Vinh T¹p chÝ khoa häc, tËp XXXVI, sè 4A-2007
Tµi liÖu tham kh¶o
[1] M I Bulatov, I P Kilinkin, Practichexkoe Rukovodxtvo po fotometrichexkim methodam analiza, X, Ana Khimia, 1986, 241 - 255
[2] Hå ViÕt Quý, LuËn ¸n tiÕn sü Ho¸ häc, Khoa Ho¸, §HTH Matxc¬va, 1974
[3] V A Nazarenco, V P Antonnovich, E M Nevxkaya Gidrolizionv matallov V razbavlennuch raxtvorach Izd Atomizdat, Matxc¬va, 1979
[4] N P Komar JACH, 5, (3), 1950, 139 - 140
[5] A K Bapko, A T Philipenco Ph©n tÝch tr¾c quang TËp 1, 2, NXB GD, Hµ Néi,
1975
[6] A V Reddy, L S Sarma, J K Kumar, B K Reddy, A rapid and senstive extractive spectrophotometric determination of the copper (II) in the pharmaceutical and environmental samples using benzyl dithiosemicarbazon Analytical Sciences March, 19, 2003, 423-427
[7] B Bati, H Cesur, Solid-phase extraction of microcrystalline naphathalen and its spectrphotometric determination Rurkj Chem., 26, 2002, 599-605
[8] C Suksai, K., Thipyapong, Spectrophotometric determination of copper(II) using diamine-dioxime derivative Bull., Korean Chem Soc., 24 (12), 2003, 1767-1770
Summary
A Study on complex formation in the system
(PAR)-Co(II)-H2SO4 by spectrophotometric method and
analytical application possbility
In this article, we presented the initial results of the study on complex formation in the system 4-(2-Pyridylazo)- rezocxin (PAR)-Co(II)-H2SO4 by spectrophotometric method We have determined complex formation conditions, mechanism, quantitative parameters of monoligand complex
(a) Khoa Hãa, Tr−êng §HSP Hµ Néi
(b) Trung t©m quan tr¾c vµ kü thuËt m«i tr−êng NghÖ An
(c) Cao häc 13 hãa ph©n tÝch, Tr−êng §¹i häc Vinh.
