Nghiên cứu sự tạo phức của một số nguyên tố đất hiếm (Pr, Nd, Sm) với L_glyxin

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM --- NGUYỄN THỊ LAN ANH NGHIÊN CỨU SỰ TẠO PHỨC CỦA MỘT SỐ NGUY

Trang 1

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM -

NGUYỄN THỊ LAN ANH

NGHIÊN CỨU SỰ TẠO PHỨC CỦA MỘT SỐ NGUYÊN TỐ

ĐẤT HIẾM (Pr, Nd, Sm) VỚI L_GLYXIN

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HÓA HỌC

Thái Nguyên, năm 2011

Trang 2

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM -

NGUYỄN THỊ LAN ANH

NGHIÊN CỨU SỰ TẠO PHỨC CỦA MỘT SỐ NGUYÊN TỐ

ĐẤT HIẾM (Pr, Nd, Sm) VỚI L_GLYXIN

Trang 3

1

MỞ ĐẦU

Hoá học phức chất của các nguyên tố đất hiếm (NTĐH) là lĩnh vực khoa học quan trọng đã và đang phát triển rất mạnh mẽ Phức chất của NTĐH được nhiều tác giả nghiên cứu và ngày càng ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như : nông nghiệp, y dược, sinh học Một trong những phức chất được nhiều nhà khoa học quan tâm là phức chất của NTĐH với amino axit: Các amino axit là những hợp chất hữu cơ phức tạp, trong phân tử có 2 nhóm chức: nhóm amin và nhóm cacboxyl nên chúng có khả năng tạo phức với nhiều kim loại

Đã có nhiều công trình công bố về sự tạo phức của NTĐH với các amino axit Kết quả nghiên cứu thu được rất phong phú Trong đó sự tạo phức trong dung dịch đã được khảo sát với tỷ lệ các cấu tử tạo phức 1:1; 1:2; 1:3 và phức rắn chủ yếu tổng hợp theo tỉ lệ 1:3 Tuy nhiên số công trình nghiên cứu về phức chất của NTĐH 0với L-glyxin ít được nghiên cứu, đặc biệt là phức rắn tỉ lệ mol theo các cấu tử là 1:2

Trên cơ sở đó, chúng tôi thực hiện đề tài: ‘‘Nghiên cứu sự tạo phức

của một số nguyên tố đất hiếm( Pr, Nd, Sm) với L-Glyxin’’

Trang 4

MỤC TI ÊU NGHIÊN CỨU

- Xác định hằng số bền của một số ion đất hiếm ( Pr3+, Nd3+, Sm3+ ) với

L-glyxin tỉ lệ mol theo các cấu tử tương ứng là 1:2

- Tổng hợp nghiên cứu phức rắn của một số NTĐH (Pr, Nd, Sm) với

L-glyxin

NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

Phương pháp chuẩn độ đo pH

- Xác định hằng số phân li của L- glyxin ở nhiệt độ phòng

- Nghiên cứu sự tạo phức giữa các ion đất hiếm ( Pr3+, Nd3+, Sm3+ ) với L- glyxin theo tỉ lệ mol 1: 2 ở nhiệt độ phòng

Phương pháp phổ IR, phân tích nhiệt, phương pháp đo độ dẫn điện

- Tổng hợp phức rắn theo tỉ lệ mol Ln3+ ( Pr3+, Nd3+, Sm3+ ) : Gly = 1:2

- Xác định thành phần của phức chất: kim loại đất hiếm, nitơ, cacbon, hàm

lượng nước

- Xác định phức rắn tổng hợp được là chất điện ly hay không điện ly

Trang 5

3

Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 Giới thiệu về các nguyên tố đất hiếm

1.1.1 Sơ lược về nguyên tố đất hiếm

Các NTĐH gồm 17 nguyên tố trong đó 3 nguyên tố thuộc nhóm IIIB là Scandi(Z=21), Ytri (Z=39), Lantan(Z=57) và các nguyên tố họ lantanit (Ln)

Họ lantanit bao gồm 14 nguyên tố có số thứ tự từ 58 đến 71 trong bảng hệ

thống tuần hoàn Menđeleep, bao gồm: xeri (Ce), prazeođim (Pr), neođim (Nd), prometi (Pm), samari (Sm), europi (Eu), gađolini (Gd), tecbi (Tb), đysprosi (Dy), honmi (Ho), ecbi (Er), tuli (Tm), ytecbi (Yb) và lutexi (Lu)

Cấu hình electron chung của nguyên tử các nguyên tố lantanit là

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 4f n 5s2 5p6 5dm 6s2

Trong đó: n thay đổi từ 0 đến 14

m chỉ nhận các giá trị là 0 hoặc 1

Dựa vào đặc điểm xây dựng phân lớp 4f, các lantanit được chia thành hai phân nhóm:

Phân nhóm xeri (phân nhóm nhẹ):

La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd 4f05d1 4f2 4f3 4f4 4f5 4f6 4f7 4f75d1 Phân nhóm tecbi (phân nhóm nặng):

Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu 4f7+2 4f7+3 4f7+4 4f7+5 4f7+6 4f7+7 4f14 5d1

Trừ La, Gd, Lu các electron còn lại đều không có electron trên AO 5d Khi được kích thích nhẹ, các electron của obitan 4f (thường là một) được

Trang 6

chuyển sang obitan 5d, các electron còn lại bị các electron 5s2 5p6 chắn với tác dụng bên ngoài cho nên không có ảnh hưởng quan trọng đến tính chất của đa

số lantanit Do đó tính chất của lantanit được quyết định chủ yếu bởi các electron 5d16s2 Do electron hóa trị của lantanit chủ yếu là ở các electron 5d16s2nên trong các hợp chất các nguyên tố đất hiếm thường thể hiện số oxi hóa bền

và đặc trưng là +3 tuy nhiên có một số nguyên tố có thể hiện số oxi hóa khác

Ce, Tb : +3, +4 số oxi hoá +4 bền hơn

Eu, Yb : +2, +3 số oxi hoá +2 bền hơn

Mặc dù vậy, các lantanit cũng có những tính chất khác nhau, từ La đến

Lu một số tính chất biến đổi đều đặn và một số tính chất biến đổi tuần hoàn

Sự khác nhau về tính chất của lantanit có liên quan đến sự “ co lantanit “ và cách điền electron vào phân lớp 4f Sự biến đổi đều đặn các tính chất được giải

La3+ đến Lu3+ Sự biến đổi tuần hoàn tính chất của các lantanit và hợp chất được giải thích bằng việc điền electron vào obitan 4f [8]

1.1.2 Tính chất vật lý của các NTĐH

Kim loại đất hiếm có màu trắng bạc, riêng Pr và Nd có màu vàng rất nhạt Ở trạng thái bột, chúng có màu từ xám đến đen Đa số kim loại kết tinh ở dạng tinh thể lập phương Tất cả kim loại đều khó nóng chảy

và khó sôi Bán kính nguyên tử và bán kính ion của các nguyên tố là yếu tố quan trọng nhất xác định tính chất vật lý quan trọng như tỉ khối,

nhiệt độ sôi, nhiệt độ nóng chảy,

Thể tích nguyên tử giảm theo chiều tăng số thứ các nguyên tố

Trang 7

Thể tích nguyên tử (cm3.mol-1)

0

nct

(0C)

0

st

(0C)

Tỉ khối (g/cm3)

Bán kính nguyên

tử (A0)

Nhiệt thăng hoa (kJ.mol-1)

Các ion Ln3+ trong dung dịch có màu biến đổi một cách có quy luật theo độ bền tương đối của trạng thái 4f Các ion lantanit có cấu hình [Xe] 4f0

, [Xe] 4f7 và [Xe] 4f14 cũng như [Xe] 4f1

và [Xe] 4f13 (4f1 gần 4f0, 4f13 gần 4f14) đều không màu còn lại là có màu Các NTĐH nhẹ cũng tuân theo quy luật này

Trang 8

1.1.3 Tính chất hoá học của NTĐH

Các NTĐH nói chung là những kim loại hoạt động, chỉ kém kim loại kiềm và kiềm thổ Các nguyên tố phân nhóm xeri hoạt động mạnh hơn các nguyên tố phân nhóm tecbi và là chất khử mạnh:

Nhiệt độ khoảng 200-4000C, cháy trong không khí tạo thành oxit và nitrua 12Pr + 11O2 2Pr6O11

= 1 : 2

Trang 9

7

Tác dụng chậm với nước nguội, nhanh với nước nóng tạo hiđroxit và giải phóng H2, tan dễ dàng trong dung dịch các axit, trừ HF và H3PO4 vì tạo muối LnF; LnPO4 ít tan, không tan trong kiềm kể cả khi đun nóng

Ở nhiệt độ cao các lantanit có thể khử được nhiều oxit kim loại Đặc

1.1.4 Một số hợp chất chính của NTĐH

gần giống màu ion của nó trong dung dịch Chúng thường có nhiệt độ nóng

nhưng tác dụng với nước nóng (trừ La2O3 không cần đun nóng) tạo thành hiđroxit và có tích số tan nhỏ, tác dụng với các axit vô cơ như: HCl, H2SO4,

Trang 10

* Muối đất hiếm: Các muối đất hiếm có nhiều loại như: các muối clorua (LnCl3),muối nitrat (Ln(NO3)3) và sunfat (Ln2(SO4)3) tan trong nước còn muối florua (LnF3), photphat (LnPO4) và oxalat (Ln2(C2O4)3) không tan Muối nitrat, muối sunfat của NTĐH tạo muối kép với amoni hoặc kim loại kiềm dưới dạng Na2SO4.Ln2(SO4)3.nH2O hoặc dạng Ln(NO3)3.2MNO3 (M là amoni hoặc kim loại kiềm) Muối clorua đất hiếm bị phân huỷ tạo ra LnOCl, còn muối nitrat thì tạo thành Ln2O3

1.1.5 Sơ lược về các nguyên tố prazeođim, neođim, samari

6s2 để tham gia tạo liên kết Ngoài ra Pr còn có mức oxi hoá +4 (khi có 2 electron ở phân lớp 4f chuyển lên phân lớp 5d) nhưng kém đặc trưng hơn

Oxit của Pr có nhiều dạng như: Pr2O3, Pr6O11, PrO2 Pr2O3 là chất rắn màu lục - vàng, khó nóng chảy, không tan trong H2O và dung dịch kiềm

axit vô cơ

Pr2O3 + 3H2O = 2Pr(OH)3

Pr2O3 + Na2CO3= 2NaPrO2 + CO2

Pr2O3 + 3H+ + 2nH2O = 2[Pr(H2O)n]3+ + 3H2O

Pr2O3 được dùng làm bột màu

Trang 11

data error !!! can't not

read

Trang 12

read

Trang 13

read

Trang 14

read

Trang 15

read

Trang 17

read

Trang 18

read

Trang 19

read

Trang 20

read

Trang 21

read

Trang 22

read

Trang 23

read

Trang 24

read

Trang 26

read

Trang 27

read

Định dạng
Số trang	27
Dung lượng	428,66 KB