Đang tải... (xem toàn văn)
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 C M • H m+1 R là thuốc thử và C R là nồng độ thuốc thử • [M(OH) i (Hm-n) q ] là phức và C K là nồng độ của phức. • Các cân bằng của ion trung tâm trong dung dịch M + H 2 O ⇔ MOH + H K 1 M(OH) + H 2 O ⇔ M(OH) 2 + H K 2 M(OH) 2 + H 2 O ⇔ M(OH) 3 + H K 3 M(OH) i-1 + H 2 O ⇔ M(OH) i + H K i …………………………………… Hằng số cân bằng của các phản ứng được biểu diễn như sau: Ta suy ra: Tương tự Và 1 [M(OH)].[H] K = [M] -1 1 1 K .[M] [M(OH)]= =K .[M].h [H] 2 2 [M(OH) ][H] K = [M(OH)] -2 2 2 1 2 K [M(OH)] [M(OH) ]= =K .K .[M]h [H] 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: [ ] [ ] [ ] i i i M(OH) . H K = M(OH) [ ] [ ] -i i 1 2 i M(OH) =K .K K . M .h [ ] ( ) ( ) ( ) M 2 i C = M + M OH + M OH + + M OH (1) [ ] [ ] [ ] [ ] -1 -2 -i M 1 1 2 1 2 i K C = M +K M h +K K M h + K K K M h +C [ ] ( ) -1 -2 -i M K 1 1 2 1 2 i C -C = M 1+K h +K K h + +K K K h Ta có thể tổng quát như sau: [ ] M K -1 -2 -i 1 1 2 1 2 i (C C ) M = 1+K .h +K .K .h + +K .K K .h − [ ] M K 1 2 i i -1 -2 -i i 1 1 2 1 2 i (C C ) K .K K M(OH) = . 1+K .h +K .K .h + +K .K K .h h − Cân bằng của thuốc thử trong dung dịch ( ) ˆ ˆ † ‡ ˆ ˆ ˆ ˆ † ‡ ˆ ˆ ˆ ˆ † ‡ ˆ ˆ ˆ ˆ † ‡ ˆ ˆ m+1 m m m-1 1 m-1 m-2 2 m-n n m- n-1 H R H R+H k H R H R+H k H R H R+H k H R H R+H k [ ] [ ] [ ] m ' 0 m+1 H R . H K = H R Hằng số phân ly của thuốc thử trong dung dịch là Tổng quát Và : Theo định luật bảo toàn nồng độ ban đầu đối với thuốc thử, ta có: [ ] [ ] ( ) m-n ' n m- n-1 H R . H K = H R [ ] [ ] ' ' ' -n m-n 1 2 n m H =K .K K . H R h [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] R m+1 m m-1 m-2 m-n K C = H R + H R + H R + H R + + H R +qC (2) Thay các giá trị [H m+1 R], [H m R], [H m-1 R] , , [H m-n R] vào phương trình (2) • Từ đây ta tính được nồng độ cân bằng của thuốc thử ở trạng thái cân bằng: ' ' ' ' ' ' m 1 m 1 2 m 1 2 n m R m K ' 2 n 0 [H R].h K .[H R] K .K .[H R] K .K K .[H R] C = +[H R]+ + + + +qC K h h h ' ' ' ' ' 1 1 2 1 2 m R K m ' 2 n 0 K K .K K .K .[H R] h C qC =[H R] +1+ + + + K h h h − ÷ [ ] − ' ' ' R K 1 2 n m-n ' ' ' ' ' ' n 1 1 2 1 2 n ' 2 n 0 C qC K .K K H R = . (3) K K .K K .K K h h 1+ + + + + K h h h Cân bằng tạo phức • Phản ứng tạo phức xảy ra như sau: K p • Áp dụng định luật tác dụng khối lượng ta có phương trình ( ) ( ) ( ) m m-n i i q M OH +qH R M OH H R +qnH ˆ ˆ † ‡ ˆ ˆ [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] qn qn i m n q K P q q i m i m M(OH) (H R) . H C . H K M(OH) . H R M(OH) . H R − = = [...]... 4 3 4 4 4 5 4 6 4 Xác định thành phần phức theo phương pháp tỷ lệ phân tử R M2 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 R của A vào tỷ lệ càng gây rõ nét Điểm Me gãy trên đường biểu diễn xác định tỷ lệ giữa các hợp phần trong hệ 2 Phương pháp đồng phân tử Giả sử phức chất MLn được tạo thành theo phản ứng... trường hợp phức chất tạo thành kém bền Khi đạt đến “bão hoà” thì mật độ quang tiến đến trị số giới hạn nào đó, gọi là A∞ 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 ML n theo phương. .. ' Q = (K1 K '2 K 'n )q XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN PHỨC 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 1... 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 tgα 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) Xác định thành phần phức (q) Cho pH của phức thay đổi tại một nồng độ nhất định từ β K đó tính nồng độ CK để suy ra B Chọn i các giá trị (i từ... : Là ion trung tâm L : Là phối tử Để xác định hệ số hợp thức n trong (1) ta sử dụng phương pháp đồng phân tử •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:CL thay 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... 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) 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. .. α nguyên dương (xác định được i) - Biện luận để tìm nq và KKb Từ giá trị tgα=nq Nếu biết được tgα (tgα là hệ số góc của đường: –lgB=f(pH) và q là hệ số tỉ lượng trong phức, ta suy ra n và từ đó tính được KKb, Kp Xác định được giá trị i và n thì ta biết được dạng tồn tại cuối cùng của ion trung tâm và anion thuốc thử Hm-n-R và viết được cơ chế phản ứng tạo phức Nếu trong hệ tạo một phức không tan, có... 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 cấu tử (thường là ion kim loại M), thay đổi nồng độ của cấu tử thứ hai (thường là phối tử L) và dựng giản đồ thành phần- A” Giản đồ này có một nhánh song song với trục thành phần Đường cong thu được gọi là đường cong bão hoà mật độ quang Còn có trường... 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] m≈ Cn và [M]n≈ CM khi đó : L m CM C L [ M ] [ L] K kb = = y [ M m Ln ] (2) Với y là nồng độ cân bằng của phức chất •Lấy logarit biểu thức (2) suy ra : lgy = mlgCM + nlgCL - lgKkb... B = f ( pH ) Phương trình biểu diễn sự phụ thuộc –lgB vào pH là tuyến tính khi hệ số góc tgα=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 B= [ M(OH)i ] (CR − qCK )q ' ' ' K1 K1 K '2 K1 K '2 K 'n q h CK (1 + ' + + + + ) 2 n K0 h h h • Muốn tính B ta cần xác định CK Ai CK . dung dịch M + H 2 O ⇔ MOH + H K 1 M(OH) + H 2 O ⇔ M(OH) 2 + H K 2 M(OH) 2 + H 2 O ⇔ M(OH) 3 + H K 3 M(OH) i-1 + H 2 O ⇔ M(OH) i + H K i …………………………………… Hằng số cân bằng của các phản ứng. i) pH i A i C K ( i ) C R -qC K –lgB K p K Kb β M i=0 M(OH) i=1 M(OH) 2 i=2 … M(OH) i i=i pH 1 pH 2 pH 3 - - A 1 A 2 A 3 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - … - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - P K Kb K β Vẽ. H R − − − β= = [ ] [ ] − = = β q i m n Kb K M(OH) . H R 1 K (4) C • Thay phương trình (3) vào (4) ta có • Đặt • Ta có : [ ] q ' ' ' q i R K 1 2 n Kb ' ' '