CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN PHỨC

CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN PHỨC CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN PHỨC CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN PHỨC CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN PHỨC CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN PHỨC CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN PHỨC CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN PHỨC CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN PHỨC CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN PHỨC CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN PHỨC CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN PHỨC CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN PHỨC CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN PHỨC CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN PHỨC CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN PHỨC CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN PHỨC CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN PHỨC CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN PHỨC

CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN PHỨC

Cơ chế tạo phức đơn phối tử

Nguyên tắc.

Nguyên tắc chung là tìm phương trình thể hiện mối liên hệ các dạng tồn tại của ion trung tâm, của phối tử, số phối trí, số proton, pH Trên cơ sở đó thiết lập các thí nghiệm để tính ra được số proton bị thay thế Kết quả chúng

ta biết được dạng ion tham gia và hằng số không bền

Các bước chính để xây dưng nghiên cứu.

Đặt tên và gọi nồng độ của kim loại, thuốc thử, phức

•Gọi M là ion kim loại và nồng độ ion kim loại là CM

M(OH)i-1 + H2O ⇔ M(OH)i + H Ki

………

Hằng số cân bằng của các phản ứng được biểu diễn như sau:

Một cách tổng quát

Theo định luật bảo toàn nồng độ ban đầu

Thay các giá trị nồng độ của ion kim loại [M(OH),

[M(OH)2]…, [M(OH)i] vào phương trình (1) ta có:

Ta có thể tổng quát như sau:

Cân bằng của thuốc thử trong dung dịch

H R H R+H k

[ ] [ ] [ m ]

' 0

Hằng số bền điều kiện của phức ( β ) tương ứng với cân bằng tạo phức:

• Thay phương trình (3) vào (4) ta có

h

=

•Lấy logarit 2 vế, ta được

•Phương trình biểu diễn sự phụ thuộc –lgB vào pH

là tuyến tính khi hệ số góc tg α =qn là một số

nguyên dương Vì q.n là số nguyên dương (q là hệ

số tỉ lượng trong phức, n là proton tách ra từ một phân tử thuốc thử do tạo phức)

• Ta cần tính B theo công thức

• Muốn tính B ta cần xác định CK

Trong đó

CM: là nồng độ ban đầu của ion trung tâm.

Agh: là giá trị cực đại của mật độ quang

i R K ' ' ' ' ' '

Trong đó: CM là nồng độ ban đầu của ion trung tâm

Agh là giá trị cực đại của mật độ quang

–Agh xác định như sau:

Cần lưu ý rằng ta chỉ lấy giá trị pHi và Ai trên đoạn phụ thuộc tuyến tính MN (Cách điểm uốn 0 về hai phía khoảng 0,5 đơn vị pH)

Đường biểu diễn –lgB=f(pH) có dạng như sau:

Đường biểu diễn –lgB=f(pH) có dạng như sau:

•Giá trị tg α có thể có giá trị tg α <0, tg α >0 nhưng vì

tg α =q.n (q.n: số nguyên dương) nên chỉ nhận đường thẳng nào có giá trị tg α là số nguyên dương.

•Nếu có các đường thẳng –lgB=f(pH) cùng thỏa mãn điều kiện nguyên và dương thì có thể có khả năng đồng thời tồn tại trong hệ hai hay nhiều phức.

•Nếu trong hệ chỉ tạo một phức đơn nhân thì ta chỉ lấy giá trị i nào nhỏ hơn trong các giá trị i có tg α nguyên và dương.

Xây dựng kế hoạch thực nghiệm

Pha dung dịch ion kim loại và thuốc thử có nồng độ phù hợp với thực nghiệm (CM, CR)

- - - -

- - - -

- - - -

- - - -

- - - -

-…

- - - -

- - - -

- - - -

- - - -  

-P

K Kb

K

β

Vẽ đồ thị và chọn đường có hệ số góc tg α nguyên dương (xác định được i)

Kb t

K

t K

Phương pháp tỷ lệ phân tử

(Phương pháp biến đổi liên tục một hợp phần) Điều chế một dãy dung dịch có pH không đổi (dung dịch đệm) nồng độ của ion kim loại không đổi, còn nồng độ của thuốc thử hữu cơ biến đổi liên tục hay ngược lại

Đo mật độ quang của những dung dịch này và lập đồ thị phụ thuộc của A vào tỷ lệ nồng độ R

Me

Phương pháp tỷ lệ phân tử

A

Xác định thành phần phức theo phương pháp tỷ lệ phân tử

Phương pháp tỷ lệ phân tử

•Phức càng bền và cực đại hấp thụ của phức và của thuốc thử càng khác biệt nhau thì đường biểu diễn sự phụ thuộc của A vào tỷ lệ càng gây rõ nét Điểm gãy trên đường biểu diễn xác định tỷ lệ giữa các hợp phần trong hệ.

R

Me

•Dãy đồng phân tử là một dãy dung dịch có tổng nồng độ CM

và CL của các cấu tử M và L không đổi, nhưng tỷ lệ CM:CLthay đổi

•Đo mật độ quang Al của các dung dịch ở bước sóng mà tại

đó ánh sáng được hấp thụ chủ yếu bởi phức chất, rồi dựng giản đồ “thành phần – Al” Giản đồ này là một đường cong có cực đại, giá trị cực đại của Al ứng với tỷ lệ thể tích VL: VM = n

• Trong trường hợp tổng quát, giả sử trong hệ tạo thành phức chất MmLn theo phản ứng :

mM + nL → MmLn

• Ở những dung dịch không ứng với điểm cực đại hàm lượng phức chất tạo thành là nhỏ nên có thể coi [L] ≈ CL và [M] ≈ CM khi đó :

m n

C C

M L K

M L y

Với y là nồng độ cân bằng của phức chất

•Lấy logarit biểu thức (2) suy ra :

=

L

L M

M

C

dC n

C

dC m

y dy

L

L M

M

C

dC n

C

dC m

L

C C

C x

+

=

Khi pha dãy dung dịch phân tử trong 1 số trường hợp phải giữ lực ion không đổi Giá trị pH của các dung dịch cũng cần giữ không đổi để ổn định quá trình thuỷ phân của ion kim loại và quá trình proton của phối tử (nếu có quá trình này xảy ra)

m n

n C

C

C x

M L

L

+

= +

=

max

Và ở điểm cực đại (max) :

Ngoài phức chất MLn ra, nếu các cấu tử M hoặc L, hoặc cả M và L cũng hấp thụ ánh sáng ở bước sóng l đã chọn thì mật độ quang đo được của dung dịch phải gồm mật

độ quang của tất cả các cấu tử hấp thụ ánh sáng.

3 Phương pháp bảo hòa mật độ quang

Theo phương pháp này, người ta nghiên cứu dãy dung dịch cố định nồng độ một

 Giản đồ này có một nhánh song song với trục thành phần Đường cong thu được

 Còn có trường hợp đường cong đi lên

chậm và khi lấy rất dư phối tử mới có đoạn

 Khi đạt đến “bão hoà” thì mật độ quang

Trường hợp này xảy ra khi tạo thành phức chất bền Tỷ lệ CL/CM = To là tỷ lệ hợp thức khi tạo thành phức chất.

Để xác định thành phần phức chất trong trường hợp này người ta sử dụng phương pháp logarit Bent và French đưa ra.

Giả sử trong dung dịch tạo thành phức chất MLntheo phương trình :

(1)

n

[ ] [ ][ ]n n

ML

M L

β =

Lấy logarit hai vế của phương trình và biến đổi ta

độ quang Ai ta có :

Đồ thị phụ thuộc lg i

i

A

A∞ − A vào lg CL

4.Phương pháp chuyển dịch cân bằng

n

Vì [MLq]tỷ lệ với [M] tỷ lệ với Amax–A nên :

[ ] [ ] max [ ]

Từ hàm tuyến tính này ta tìm được hệ số góc tgα

Trong phương trình