Bộ giáo dục đào tạo Trờng đại học vinh BI TRNG KHNH nghiên cứu tạo phức đaligan hệ 4-(2-pyridYlazo)-rezocxin (par)-Y(iii)- HSCN BằNG PHƯƠNG PHáP CHIT-TRắC QUAng, ứNG DụNG để PHÂN TíCH luận văn thạc sĩ khoa học hóa học Vinh - 2008 Bộ giáo dục đào tạo Trờng đại học vinh BI TRNG KHNH nghiên cứu tạo phức đaligan hệ 4-(2-pyridYlazo)-rezocxin (par)-Y(iii)- HSCN BằNG PHƯƠNG PHáP CHIT-TRắC QUANG, ứNG DụNG để PHÂN TíCH chuyên ngành: Hóa phân tích mà số: 60.44.29 luận văn thạc sÜ khoa häc hãa häc Ngêi híng dÉn khoa häc: pGS.TS nguyễn khắc nghĩa Vinh - 2008 Lời cảm ơn Luận văn đợc hoàn thành phòng thí nghiệm chuyên đề môn Hoá phân tích - Khoa Hoá - Trờng Đại học Vinh Để hoàn thành luận văn này, xin chân thành cảm ơn bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến: PGS.TS Nguyễn Khắc Nghĩa đà giao đề tài, tận tình hớng dẫn tạo điều kiện thuận lợi cho việc nghiên cứu hoàn thành luận văn GS.TS Hồ Viết Quý đà đóng góp nhiều ý kiến quí báu trình làm luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn Ban chủ nhiệm khoa Sau đại học, khoa Hoá học thầy giáo, cô giáo, cán phòng thí nghiệm khoa Hoá đà giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cung cấp hoá chất, thiết bị dụng cụ dùng đề tài Xin cảm ơn tất ngời thân gia đình bạn bè đà động viên, giúp đỡ trình thực luận văn Vinh, tháng 12 năm 2008 bùi trọng khánh MụC LụC Trang Mở Đầu Ch¬ng 1: Tæng quan 1.1 Giíi thiƯu vỊ nguyªn tè ytri .3 1.1 Mét sè tÝnh chất hợp chất quan trọng ytri 1.1.1 Kim lo¹i ytri 1.1.2 Các hợp chất quan träng cña ytri 1.1.3 Phức màu ytri phân tích trắc quang 1.1.4 Phức hỗn hợp ytri 1.2 TÝnh chÊt khả tạo phức thuốc thử PAR 1.2.1 TÝnh chÊt cđa thc thư PAR 1.2.2 Khả tạo phức thuốc thử PAR ứng dụng phøc 1.3 Natri thioxianua NaSCN 11 1.4 Sự hình thành phức đa ligan ứng dụng phân tích 12 1.5 Các phơng pháp nghiên cứu chiết phức đa ligan 14 1.5.1 Khái niệm phơng pháp chiết 14 1.5.1.1 Một sè vÊn ®Ị chung vỊ chiÕt 14 1.5.1.2 Các đặc trng định lợng trình chiết 15 1.5.1.2.1 Định luật phân bè Nesnrt .15 1.5.1.2.2 HÖ sè ph©n bè 16 1.5.1.2.3 HiƯu st chiÕt R vµ sù phơ thuộc vào số lần chiết 16 1.5.2 Các phơng pháp xác định thành phần phức đa ligan dung môi hữu 17 1.5.2.1 Phơng pháp tû sè mol 18 1.5.2.2 Phơng pháp hệ đồng phân tử mol 19 1.5.2.3 Phơng pháp Staric-Bacbanel 16 1.5.2 Phơng pháp chuyển dịch cân .23 1.6 Cơ chế tạo phøc ®a ligan 25 1.7 Các phơng pháp xác định hệ số hấp thụ phân tử phức 30 1.7.1 Phơng pháp Komar xác định hệ số hấp thụ phức 30 1.7.2 Phơng pháp xử lý thống kê đờng chuẩn 31 1.8 Đánh giá kết ph©n tÝch 32 Ch¬ng 2: Kü tht thùc nghiƯm 33 2.1 Dụng cụ thiết b nghiên cứu 33 2.1.1 Dông cô 33 2.1.2 ThiÕt bị nghiªn cøu .33 2.2 Pha chÕ ho¸ chÊt 33 2.2.1 Dung dÞnh Y3+ (10-3M) 33 2.2.2 Dung dÞch PAR (10-3M) .33 2.2.3 Dung dÞch HSCN (10-1M) 34 2.2.4 Các loại dung m«i 34 2.2.5 Dung dịch hoá chất khác 34 2.3 Cách tiến hành thí nghiệm .34 2.3.1 ChuÈn bị dung dịch so sánh PAR 34 2.3.2 Chuẩn bị dung dịch phức đa ligan: PAR-Y(III)-SCN 34 2.3.3 Phơng pháp nghiên cứu phức 35 2.4 Xö lý kÕt qu¶ thùc nghiƯm 35 Chơng 3: Kết thực nghiệm thảo luận 36 3.1 Nghiên cứu khả tạo phức PAR-Y(III)-HSCN vµ chiÕt b»ng TBP 36 3.1.1 Nghiªn cứu hiệu ứng tạo phức đa ligan 36 3.1.2 Nghiên cứu điều kiện tối u chiết phøc ®a ligan 37 3.1.2.1.Sù phơ thc mật độ quang phức vào pH chiết 37 3.1.2.2.Sự phụ thuộc mật độ quang phức vào thời gian lắc chiết 38 3.1.2.3.Sự phụ thuộc mật độ quang phức vào thời gian sau lắc chiết 39 3.1.2.4 Sù phơ thc mËt ®é quang phức vào nồng độ HSCN 41 3.1.2.5 Dung môi chiết phức đa ligan PAR-Y(III)-SCN .42 3.1.2.6 Xác định thể tích dung môi chiết tối u 42 3.1.2.7 Số lần chiết phức tối u hƯ sè ph©n bè 44 3.1.2.8 Xư lý thống kê phần trăm chiết 45 3.2 Xác định thành phần phức PAR- Y(III)- SCN 46 3.2.1 Phơng pháp tỷ số mol xác định tỷ lệ Y(III): PAR .46 3.2.2 Phơng pháp hệ đồng phân tử gam xác định tỷ lệY(III): PAR 48 3.2.3 Phơng pháp Staric- Bacbanel xác định tỷ lệ Y(III) : PAR 49 3.2.4 Phơng pháp chuyển dịch cân xác định tỷ lệ Y(III) : SCN 51 3.3 Nghiên cứu chế tạo phức đa ligan PAR- Y(III)- SCN 52 3.3.1 Giản đồ phân bố dạng tồn Y(III) theo pH .52 3.3.2 Giản đồ phân bố dạng tồn PAR theo pH 54 3.3.3 Giản đồ phân bố dạng tồn HSCN theo pH .56 3.3.4 Cơ chế tạo phức đa ligan PAR- Y(III)-SCN .56 3.4.TÝnh h»ng sè KCb, ε , phức theo phơng pháp Komar 59 3.4.1 TÝnh hƯ sè hÊp thơ mol ε cđa phức theo phơng pháp Komar 59 3.4.2 Tính số KCb phức theo phơng pháp Komar .60 3.4.3 Tính số phức đa ligan PAR-Y(III)-SCN 61 3.5 Xây dựng đờng chuẩn phụ thuộc mật độ quang vào nồng độ .61 3.6 ảnh ion l¹ .63 3.6.1 Xây đờng chuẩn phụ thuộc mật độ quang theo định luật Bia 63 3.6.2 ảnh hởng cđa mét sè ion tíi mËt ®é quang cđa phøc 64 3.6.2 Xây dựng đờng chuẩn có mặt ion cản 65 3.7 Xác định hàm lợng ytri mẫu nhân tạo chiết trắc quang 66 KÕt luËn 67 Tµi liƯu tham kh¶o 69 mở Đầu Các nguyên tố scandi,ytri, lantan nói riêng nguyên tố đất nói chung nguyên tố có nhiều ứng dụng lĩnh vực kinh tế khoa học kỹ thuật Các ứng dụng quan trọng nh công nghiệp điện tử, bán dẫn, siêu dẫn, luyện kim, gốm sứ, sản xuất phân vi lợng nớc ta nguyên tố đợc tìm thấy Nậm Xe (Tây Bắc), Quỳ Hợp (Nghệ An) Việc khai thác chế biến chúng đợc nhà khoa học nhiều ngành khoa học quan tâm đặc biệt lĩnh vực phân tích ứng dụng.Ytri đợc Mozanđe tìm năm 1734 Trong vỏ trái đất ytri không tạo thành khoáng vật riêng mà nằm phân tán mỏ quặng đất với hàm lợng nhỏ Thực tế phân tích Ytri gặp nhiều nguyên tố có tính chất tơng đồng gây cản trở, làm ảnh hởng đến kết phân tích Do việc xác định nguyên tố có mặt nguyên tố khác phức tạp Có nhiều phơng pháp phân tích khác nhau, nhng đề tài sử dụng phơng pháp phân tích chiết -trắc quang, phơng pháp phân tích đơn giản có độ xác tơng đối cao phù hợp với điều kiện phòng thí nghiệm nớc ta đà trở thành phơng pháp thông dụng để phân tích, xác định La, Y, Sc nguyên tố đất khác Xuất phát từ tình hình thực tế đà chọn đề tài: " Nghiên cứu tạo phức đa ligan hƯ 4-(2- pyridylazo)reczocxin (PAR) -Y(III)- HSCN b»ng ph¬ng pháp chiết-trắc quang, ứng dụng để phân tích " để làm luận văn tốt nghiệp Thực đề tài giải nhiệm vụ sau: Nghiên cứu hiệu ứng tạo phức đa ligan Y(III) với PAR SCNtrong dung môi tributylphotphat (TBP) Nghiên cứu đầy đủ điều kiện tối u cho sù t¹o phøc, chiÕt phøc hƯ PAR-Y(III)-SCN Xác định thành phần, chế phản ứng tạo phức tham số định lợng phức PAR-Y(III)-SCN Nghiên cứu ảnh hởng ion cản, xây dựng phơng trình đờng chuẩn phụ thuộc mật độ quang nồng độ phức Kiểm tra kết nghiên cứu xác định hàm lợng ytri mẫu nhân tạo Chơng : tổng quan tài liệU Giíi thiƯu vỊ nguyªn tè ytri 1.1 Mét sè tÝnh chất hợp chất quan trọng ytri [1 ] Ytri ( kÝ hiƯu hãa häc : Y ) lµ nguyên tố đất thuộc phân nhóm phụ nhóm III, chù kỳ bảng hệ thống tuần hoàn Menđêleep, ytri đợc phát vào năm 1734 Trong vỏ đất ytri không tạo thành khoáng vật riêng mà nằm phân tán mỏ quặng với hàm lợng nhỏ 1.1.1 Kim loại ytri [1.3.9 ] Ytri nguyên chất có màu trắng, đợc điều chế phơng pháp điện phân muối clorua (YCl3 ) nóng chảy Các thông số chủ yếu ytri : - Khối lợng nguên tử : 88,95 - Cấu hình electron hóa trị : 4d15s2 - Bán kính nguyên tử r0(A0) : 1,81 - Bán kính ion (A0) : 0,97 - Khối lợng riêng ( g cm3 ) : 4,47 - NhiƯt ®é nãng chảy ( 0A) : 15,27 - Nhiệt độ sôi (0A ) : 3,25 - Hàm lợng vỏ trái đất (%) : - Đồng vị bền tự nhiên - Sè phèi trÝ bỊn cđa ytri : Y: 89 5.10-4 100% Hoạt động hóa học cúa ytri mạnh, phân hủy nớc chậm giải phóng hiđrô, ytri dễ tan axit, nhiệt độ cao ytri ph¶n øng m·nh liƯt víi nhiỊu phi kim 50 (λ max =505nm, l=1,001cm, µ =0,1, pH=4,50) D·y 1: CY + = 3,0.10-5 M = const STT CPAR.105M ∆Ai ∆A i 10−5 C PAR 2,00 2,50 3,00 3,50 4,00 4,50 5,00 0,412 0,632 0,766 0,858 0,891 0,975 1,056 0,332 0,288 0,263 0,237 0,224 0,212 0,203 ∆Agh ∆A i ∆A gh 1,056 0,406 0,623 0,755 0,845 0,878 0,961 1,000 D·y 2: CPAR = 5,0.10-6 M = const STT CY.105M ∆Ai ∆Ai CY 3+ 1,50 2,00 2,50 3,00 3,50 4,00 4,50 0,628 0,778 0,881 1,015 1,106 1,214 1,365 0,419 0,389 0,352 0,338 0,316 0,304 0,303 ∆Agh ∆A i ∆A gh 1,564 0,402 0,497 0,563 0,649 0,707 0,776 0,873 51 Hình 3.9: Đồ thị biểu diễn đờng cong hiệu suất tơng đối để xác định m vµ n cđa phøc ( Y)m( PAR)n (SCN)p (λ max =505nm, l=1,001cm, =0,1, pH=4,50) Từ đồ thị ta thấy: - Hµm sè ∆Ai ∆Ai = f( ) C PAR Agh có dạng đờng thẳng n=1 Ai ∆ Ai - Hµm sè C = f ( ∆Α ) có dạng đờng thẳng m=1 gh La 3+ Nh vậy, với phơng pháp độc lập đà xác định đợc tỷ lệ Y(III) : PAR = 1: Phức tạo phức đơn nhân 3.2.4 Phơng pháp chuyển dịch cân xác định tỷ lệ Y(III): SCN Để xác định tû lƯ phøc Y(III) : SCN chóng t«i sư dơng đoạn tuyến tính đồ thị phụ thuộc vào mật độ quang phức vào nồng độ SCN (bảng 3.4 hình 3.4) sử dụng phơng pháp chuyển dịch cân để xác định tỷ lệ phức Y(III):SCN Kết đợc trình bày bảng 3.13 hình 3.10 52 ∆A i B¶ng 3.13: Sù phơ thc lg ∆A − ∆A vµo lg SCN gh i STT SCN- 102 ∆Α i 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 0,472 0,701 1,019 1,034 1,112 ∆Agh lgCSCN- 1,056 lg -2,301 -2,000 -1,824 -1,699 -1,602 ∆Ai ∆Agh − ∆Ai -0,172 0,171 0,818 0,868 1,254 ∆A i H×nh 3.10: Đồ thị biểu diễn phụ thuộc lg A A vào lgCSCNgh i Từ việc xử lí đồ thị chơng trình Regression phần mềm MsExcel ta đợc tg =2,243 Vậy số phân tử SCN- vào phức Bằng bốn phơng pháp độc lập : phơng pháp tỷ số mol, hệ đồng phân tử, Staric-Bacbanel phơng pháp chuyển dịch cân bằng, chóng t«i kÕt ln: phøc cã tû lƯ PAR:Y(III): SCN = 1:1:2 Vậy phức tạo thành đơn nhân, đa ligan 3.3 Nghiên cứu chế tạo phức PAR -Y(III)-SCN 3.3.1 Giản đồ phân bố dạng tồn Y(III) theo pH Ion Y3+ bị thuỷ phân nấc theo phơng trình: Y3+ + H2O Y(OH)2+ + H2O Y(OH)2+ + H+ + Y(OH) + H+ Theo định luật tác dụng khối lợng ta có: pK1 = 7,00 pK1 = 8,80 53 −1 [Y3+] = h.K [Y(OH)2+ ] + [ Y(OH) ] = h-1.K2 [Y(OH)2+ ] ¸p dụng định luật bảo toàn nồng độ ta có: + CY(III) = [Y3+] + [Y(OH)2+] + [ Y(OH) ] −1 CY(III) = [Y(OH)2+](1+ h.K + h-1.K2) C 3+ ⇒ [Y(OH)2+] = + h.K -1Y+ h -1.K + ⇒ [ Y(OH) ] = CY3+ h -1.K -1 + h.K1 + h -1.K Tỷ lệ % dạng tồn tại: -1 h.K1 100 %[Y ] = + h.K -1 + h -1.K 3+ 100 h -1.K 100 + %[Y(OH) ] = + h.K -1 + h -1.K ; % [ Y(OH) ] = + h.K -1 + h -1.K 2 2+ Sư dơng phần mềm đồ họa Mathlab để xử lí % dạng tồn Y(III) theo pH ta đợc hình 3.11 Hình 3.11: Giản đồ phân bố dạng tồn Y(III) theo pH 54 3.3.2 Giản đồ phân bố dạng tồn PAR theo pH Thuốc thử PAR tan nớc tồn c©n b»ng sau: H3R+ H2R + H+ K0 =10-3,1 H2R HR- + H+ K1 =10-5,6 HR- R2- + H+ K2 =10-11,9 Ta cã: [H3R+] = K0-1.h.[ H2R]; [HR-] = K1.h-1 [ H2R]; [R2- ] = K2.h-1 [ HR-] = K1.K2 h-2 [ H2R] Theo định luật bảo toàn nồng độ ban đầu ta có: CPAR = [H3R+] + [ H2R] + [HR-] + [R2- ] = [ H2R].( 1+ K0-1.h + K1.h-1 + K1.K2 h-2 ) Tõ ®ã ta rót đợc biểu thức tính nồng độ cân cấu tử có dung dịch: [H2R] = C PAR ( + K -10 h + K1 h -1 + K1 K h - ) [H3R+] = K0-1.h C PAR ( + K -10 h + K1 h -1 + K1 K h - ) [HR-] = K1.h-1 C PAR ( + K h + K1 h -1 + K1 K h - ) -1 [R2- ] = K1.K2 h-2 C PAR ( + K h + K1 h -1 + K1 K h - ) -1 Tỷ lệ phần trăm dạng tồn tại: %[H2R] = [ H R] 100 C PAR % [H3R+] = % [HR ] = - [ H R + ] 100 C PAR [ H R- ] 100 C PAR = 100 ( + K -10 h + K1 h -1 + K1 K h - ) = K0-1.h = K1.h-1 100 ( + K h + K1 h -1 + K1 K h - ) -1 100 ( + K h + K1 h -1 + K1 K h - ) -1 55 % [R2- ] = [ R 2- ] 100 C PAR = K1.K2 h-2 100 ( + K -10 h + K1 h -1 + K1 K h - ) TiÕn hành xử lý số liệu phần trăm dạng tồn thuốc thử PAR phần mềm đồ hoạ Matlab Kết thu đợc hình 3.12 Hình 3.12: Giản đồ phân bố dạng tồn thuốc thö PAR theo pH 3.3.3 Giản đồ phân bố dạng tồn HSCN theo pH Cân axit HSCN nước: HSCN H+ + SCN- Ka =10-0.8 Từ cân ta có: [HSCN] = [ SCN -].h.Ka-1 Áp dụng định luật bảo toàn nồng độ ban đầu: CHSCN = [SCN−] + [HSCN] = [SCN−].( 1+h.Ka-1) Nồng độ cân cấu tử là: [SCN−] = C HSCN ( + h.K -1 a ) [HSCN] = h.Ka-1 C HSCN ( + h.K -1 a ) 56 Tỷ lệ phần trăm dạng tồn tại: − %[SCN ] [SCN − ].100 K a 100 = = Ka + h C HSCN %[HSCN] = [HSCN].100 K a 100 = h.Ka-1 Ka + h C HSCN Tiến hành xử lí số liệu phần trăm dạng tồn HSCN phần mềm đồ họa Matlab kết trình bày hình 3.13: Hình 3.13: Giản đồ phân bố dạng tồn HSCN theo pH 3.3.4 Cơ chế tạo phức đa ligan PAR-Y(III)-SCN Để xác định dạng ion Y3+ ligan vào phức, sử dụng đoạn tuyến tính đồ thị biểu diễn phụ thuộc mật độ quang phức PAR- Y(III)SCN vào pH (bảng 3.3; hình 3.3) xác định giá trị: CK , (CR CK ), (CR 2CK), -lgB dựa vào công thức: ΔA i CK = Cphøc = ΔA C M gh 57 Trong ®ã CM=CY3+ =5,0.10-5 M, CR= CPAR = 3,0.10-5 M, CR’ = CSCN = 0.15 M p=2; q=1 lµ hệ số tỷ lợng SCN PAR phức Agh =1,056 [ M (OH ) i ] (C R − pC K ) p (C R ' − qC K ) q Víi B = C K (1 + K K K K ' K ' K ' K ' h K1 h + +  + 2n n ) p (1 + + + 2n n ) q K0 h K '0 h h h Víi q=1, p= K0R=10-3.1 ; K1R=10—5.6 ; K2R=10-11.9; KR’ = 10-0.8 Từ biểu thức B đợc tính: [ M (OH ) i ](C R − C K ) B = C (1 + h + K1R + K1R K R K h K 0R h (C R ' − 2C K ) K K K h + R 13R R )(1 + ) K R' h Các dạng tồn Y3+: [Y3+] = (C M − C K ) + K h −1 + K K h −2 (CM - C K ).K1.h -1 [Y(OH) ] = + h -1.K + h -2 K K 1 2+ Kết đợc tính bảng 3.14, 3.15 hình 3.14 Bảng 3.14 Kết tính nồng độ dạng tồn ion Y3+ pH 4,00 4,50 5,00 6,00 Y3+.105 2,999999999970 2,999999999970 2,999999999991 2,999999999997 Y(OH)2+.105 0,000000000030 0,000000000030 0,000000000009 0,000000000003 B¶ng 3.15 KÕt qu¶ tÝnh -lgB = f(pH) pH 4,00 4,50 5,00 5,50 ∆Ai 0,965 1,034 1,054 1,050 ∆Agh 1,056 CK.105 2,741 2,937 2,994 2,983 (CR- CK).105 2,259 2,063 2,006 2,017 (CR’- 2CK) 105 14994,52 14994,13 14994,01 14994,03 58 B¶ng 3.16: KÕt qu¶ tÝnh -lgB pH 4,00 4,50 5,00 5,50 -lgBY3+ 6,317 6,374 6,447 6,596 -lgBY(OH)2+ 5,971 5,989 6,050 6,201 Từ bảng 3.16 xử lý kết -lg B=f(pH) chơng trình phần mềm MSExcel đồ thị đợc biểu diễn hình 3.14 Hình 3.14: §å thÞ biĨu diƠn sù phơ thc ’lgB =f(pH) cđa phức PAR-Y(III)SCN Từ đồ thị ta thấy hai đờng -lgBY3+ -lgBY(OH)2+ có tg > 0, nhiên đờng -lgBY3+ lớn đờng -lgBY(OH)2+ ,ta chọn dạng Y3+ (i = 0) làm dạng tồn t¹i chđ u øng víi i = cã tgα = qn + pn’ = 0,982 ≈ 1, víi q =1, p =2⇒ n = 1, n’ = Tõ rút kết luận: - Dạng ion kim loại vào phức Y3+ - Dạng thuốc thử PAR vào phức HR- - Dạng thuốc thử HSCN vào phức SCN- Vậy công thức giả định phức là: (HR-)Y(SCN-)2 3.4 Tính số Kcb, phức PAR-Y(III)-SCN theo phơng ph¸p komar 59 3.4.1 TÝnh hƯ sè hÊp thơ mol phức theo phơng pháp Komar Để xác định hệ số hấp thụ phân tử phức (HR)Y(SCN)2 theo phơng pháp Komar, chuẩn bị năm dung dịch phức có nồng độ: C PAR = CY3+; CSCN = 5000 CY3+, pH= 4,50 Sau ®ã ®o mËt độ quang dịch chiết phức tính hệ số hấp thụ phân tử phức (HR)Y(SCN)2 theo phơng pháp Komar công thức: n.(A i B.ΔA k ) = l.C ( n − B ) ®ã: B = i  (ΔAi − q.l.ε PAR C i )  q +  ΔA − q.lε C )   k PAR k  p= 1, q=2, εPAR =2,51.103, n = Ci Ck Tõ ®ã tính hệ số hấp thụ phân tử, kết trình bày bảng 3.17: Bảng 3.17: Kết xác định phức (HR)Y(SCN)2 phơng pháp Komar ( l=1,001cm, =0,1, pH=4,50, max =505nm) STT Cặp CỈp CỈp CỈp CỈp Cy.10-5M Ci =1,0 ∆Ai ∆Ai =0,571 Ck=1,5 ∆Ak=0,799 Ci =1,0 ∆Ai =0,571 Ck=2,0 ∆Ak=1,027 Ci=1,0 ∆Ai =0,571 Ck=2,5 ∆Ak=1,250 Ci =1,5 ∆Ai =0,799 Ck=2,5 ∆Ak=1,250 Ci =2,0 ∆Ai =1,027 Ck=2,5 ∆Ak=1,250 n B.10 ε.104 0,667 9,038 3,517 0,500 8,415 3,505 0,400 7,958 3,510 0,600 8,805 3,506 0,800 9,461 3,493 Xö lý thống kê chơng trình Descriptive Statistic phần mềm Ms- Excel (p = 0,95, k =4) ta đợc kết qu¶: ε = (3,506 ± 0,04).104 3.4.2 TÝnh h»ng sè Kcb phức theo phơng pháp Komar 60 Để tính giá trị Kcb ; Kkb phức sử dụng từ phơng trình phản ứng tạo phức đa ligan xảy dung dịch nh sau: Y3+ + H2R + SCN- (HR)Y(SCN)2 + H+ , Kcb [(HR)Y(SCN - ) ].[H + ] Kcb = [Y 3+ ].[H R].[SCN - ]2 Trong ®ã [(HR)Y(SCN)2] = CK = [Y3+] = [H2R] ∆A i (ε đợc tính theo phơng pháp Komar) .l (CY 3+ CK ) ( + h -1 K) = (C R - C K ) -1 (1+ K1 h + K h -1 ) [SCN-] = h (C SCN − CK ) (h + K a ) Tõ ®ã đà tính đợc lgKcb Kết đợc trình bày bảng 3.18 Bảng 3.18: Kết tính lgKcb STT CY3.105 ∆Ai CK.105 [Y3+].105 [H2R]105 [SCN-]105 lgKcb 1,00 0,350 0,998 0,0019937 3,576 2,992 2,694 1,50 0,525 1,497 0,0029905 3,130 2,992 2,752 2,00 0,700 1,996 0,0039874 2,684 2,992 2,819 2,50 0,875 2,495 0,0049842 2,238 2,991 2,898 3,00 1,050 2,994 0,0059811 1,792 2,991 2994 Xö lý thống kê chơng trình Descriptive Statistic phần mềm Excel (p = 0,95, k = 4) ta đợc kết quả: lgKcb = 2,83 0,147 3.4.3 Tính h»ng sè β cđa phøc ®a ligan PAR-Y(III)-SCN Ms- 61 Phơng trình tạo phức đa ligan PAR-Y(III)-SCN Y3+ + HR- + 2SCN- [(HR)Y(SCN )2] , β (HR)Y(SCN − )    β = 3+ −  Y   HR  [ SCN ]    (C M − C K ) Trong ®ã [Y3+] = + K h −1 + K K h −2 1 h −1 K [HR ] =(C-CK) + K h + K h −1 + K1 K h − - [SCN-] = K (CHSCN − CK ) h+K [(HR)Y(SCN)2] = CK víi CK= Ai/phức ; pH=4,50 ; l=1,001 cm Kết đợc tính ë b¶ng 3.19 B¶ng 3.19 KÕt qu¶ tÝnh h»ng sè bỊn β cđa phøc : CY(III)105 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00 ∆Ai 0,350 0,525 0,700 0,875 1,050 CK105 0,998 1,497 1,996 2,495 2,994 [Y3+].105 0,0019937 0,0029905 0,0039874 0,0049842 0,0059811 [HR-].105 0,284 0,249 0,213 0,178 0,142 [SCN-] 14995,012 14994,014 14993,016 14992,019 14991,021 lgβ 9,894 9,952 10,019 10,098 10,194 Xö lý thèng kê chơng trình Descriptive Statistic phần mềm MsExcel (p = 0,95, k = 4) ta đợc kết quả: lg = 10,031 0,147 3.5 Xây dựng phơng trình ®êng chn phơ thc mËt ®é quang vµo nång ®é phức Để nghiên cứu khoảng nồng độ tuân theo định luật Beer phức, tiến hành khảo sát phụ thuộc mật độ quang phức vào nồng độ Ytri Chuẩn bị dung dịch : CPAR = 1,50 CY 3+ ; CSCN− = 5000 CY 3+ Sau thực thí nghiệm điều kiện tối u Kết nghiên cứu đợc trình bày bảng 3.20 hình 3.15 62 Bảng 3.20: Sù phơ thc mËt ®é quang cđa phøc PAR- Y(III) - SCN vào nồng độ ( l = 1,001cm, µ = 0,1, pH = 4,50, λ max = 505 nm) STT CY 3+ 106M 5,0 10 15 20 25 30 35 ∆Ai 0,175 0,311 0,500 0,701 0,877 0,988 1,227 STT 10 11 12 13 14 CY 3+ 106M 40 45 50 55 60 65 70 ∆Ai 1,430 1,578 1,753 1,860 1,880 1,900 1,920 Hình 3.15 : Đồ thị biễu diễn sù phơ thc mËt ®é quang cđa phøc PAR- Y(III) SCN vào nồng độ Y3+ Từ hình ta thấy: khoảng nồng độ 5,0.10-6 ữ 5,5.10-5M ion Y3+ có tuyến tính nồng độ mật độ quang, nồng độ ion Y 3+ vợt ngỡng 5,5.10-5 mật độ quang tăng chậm Từ kết kết luận khoảng nồng độ tuân theo định luật Beer phức PAR- Y(III)-SCN 5.10-6 ữ 5,5.10-5M Xử lí đoạn nồng độ tuân theo định luật Beer chơng trình Regression phần mềm Ms- Excel ta thu đợc phơng trình đờng chuẩn: Ai = (3,497 ± 0,006).104 CY 3+ - (0,012 ± 0,008) Kết hoàn toàn phù hợp với kết tính theo phơng pháp Komar 3.6 ảnh hởng ion lạ 63 3.6.1 Xây dựng đờng chuẩn phụ thuộc mật độ quang vào nồng độ phức đa ligan PAR-Y(III)-SCN tuân theo định luật Beer Chuẩn bị dung dịch thuốc thử phức: CY3+ tăng dần, CPAR= 1,5 CY3+, CSCN= 5000.CY3+, CNaCl= 0,1, pH= 4,50 TiÕn hµnh chiÕt vµ ®o mËt ®é quang ë c¸c ®iỊu kiƯn tèi u, kết thu đợc trình bày bảng 3.21 hình 3.16 Bảng 3.16 Kết xác định khoảng nồng độ phức đa ligan PAR-Y(III)-SCN tuân theo định luật Beer ( l = 1,001cm, µ = 0,1, pH = 4.50, λ max = 505 nm) CY(III).105 0,500 1,000 1,500 2,000 2,500 3,000 ∆Ai 0,076 0,232 0,388 0.527 0,700 0,856 CY(III).105 3,500 4,000 4,500 5,000 5,500 6,000 ∆Ai 1,012 1,135 1,324 1,530 1,636 1,767 Hình 3.16 Đồ thị xác định khoảng tuân theo định luật Beer phức đa ligan Từ kết thấy từ (0,5 ữ 6,0).10-5 M phụ thuộc mật độ quang nồng độ Y(III) tuyến tính nồng độ Y(III) lớn 6,0.10-5 M phụ thuộc mật độ quang nồng độ Y(III) không tuyến tính Vậy khoảng nồng độ phức PAR-Y(III)-SCN tuân theo định luật Beer nồng độ Y(III) nằm khoảng: (0,5-6.0).10-5 M 64 Xư lý b»ng phÇn mỊm MS-Excel chóng thu đợc phơng trình đờng chuẩn: Ai = (3,185 ± 0,035).104 CY(III) - (0,027 ± 0,013) 3.6.2 ¶nh hëng cđa mét sè ion tíi mËt ®é quang cđa phøc (HR)Y(SCN)2 Với mục đích nghiên cứu khả ứng dụng hệ phức (HR)Y(SCN)2 để xác định hàm lợng ytri số mẫu thật Chúng tiến hành nghiên cứu ¶nh hëng cđa mét sè ion thêng cã mỈt loại mẫu thật nh Fe3+, Ca2+, Cu2+, Y3+ đến tạo phức chiết phức Chuẩn bị dung dịch phức bình định mức 20ml: CY 3+ = 2,0.10-6 M, CPAR = 3,0.10-6 M, CSCN =2,0.10-3 M, CNaCl= 0,1M lợng khác ion cản Điều chỉnh pH = 4.50 Chiết phức 5,00 ml TBP đo mật độ quang dịch chiết điều kiện tối u Xác định tỷ lệ giới hạn không cản ion hệ phøc (PAR) Y(III) (SCN) (lµ tû lƯ C Mn+/ CY3+ mà bắt đầu có thay đổi mật độ quang phức) Kết đợc trình bày bảng 3.22 Bảng 3.22: Giới hạn không cản số ion phép xác định Ytri chiết tr¾c - quang hƯ (HR)Y(SCN)2 CMn+/ CY3+ Tû lƯ CMn+/ CY3+ Tû lÖ CAl3+/ CY3+ 60 2+ CMg / CY3+ 90 CCa2+/ CY3+ 190 CMn2+/ CY3+ 75 CFe3+/ CY3+ 90 3+ CLa / CY3+ 0.5 Tõ ®ã ta thÊy, ion: Zn2+, Ca2+, Fe3+, Mg2+, Mn2+ cản chóng cã mÉu víi tû lƯ nång ®é lín (> 50 lần ion Y 3+) ion La3+ gần nh cản hoàn toàn 3.6.3 Xây dựng đờng chuẩn phụ thuộc mật độ quang phức có mặt ion cản Chuẩn bị dÃy dung dịch bình định mức 10ml: CY 3+ tăng dần nằm khoảng tuân theo định luật Beer C PAR = 1,5 CY 3+ , CSCN = 5000, CNaCl = 0,1M lợng khác ion cản (sao cho đạt tỷ lệ không cản), điều chỉnh pH = 4,50 Tiến hành chiết phức 5,00 ml dung môi TBP, đo mật độ quang điều kiện tối u Kết thu đợc bảng 3.23 hình 3.17 ... đào tạo Trờng đại học vinh BI TRNG KHNH nghiên cứu tạo phức đaligan hệ 4- (2- pyridYlazo)- rezocxin (par)- Y(iii)- HSCN BằNG PHƯƠNG PHáP CHIT -TRắC QUANG, ứNG DụNG để PHÂN TíCH chuyên ngành: Hóa phân. .. -Y(III)- HSCN phơng pháp chiết- trắc quang, ứng dụng để phân tích " để làm luận văn tốt nghiệp Thực đề tài giải nhiệm vụ sau: Nghiên cứu hiệu ứng tạo phức đa ligan Y(III) với PAR SCNtrong dung... việc tạo phức đa ligan chiết đà trở thành xu tất yếu nghành phân tích đại  14 1.5 Các phơng pháp nghiên cứu chiết phức đa ligan 1.5.1 Khái niệm phơng pháp chiết [ 14] 1.5.1.1 Một số vấn đề chung chiết