Trong vài chục năm gần đây, hoá học phức chất của các nguyên tố đất hiếm
(NTĐH) với các amino axit đang được phát triển mạnh mẽ. Sự phát triển mạnh
mẽ trong các nghiên cứu thuộc lĩnh vực này một phần nhờ hội tụ đủ những thành
tựu của các chuyên ngành: hoá lí, hoá phân tích, hoá hữu cơ, hoá sinh và hoá
dược. Các amino axit là những hợp chất đa chức có chứa ít nhất hai nhóm
chức là amin (-NH 2 ) và cacboxyl (-COOH). Do đó các amino axit có khả năng
tạo phức tốt với nhiều ion kim loại trong đó có các ion NTĐH. Phức chất của các
NTĐH và các amino axit có thể được xem như là những mô hình trong hệ
protein – kim loại mô tả các quá trình quan trọng xảy ra trong các cơ thể sống.
Sự đa dạng trong kiểu phối trí và sự phong phú về ứng dụng trong y dược [25],
[26] và trong sinh học [27], [32] đã làm cho phức chất của NTĐH với các amino
axit giữ vai trò quan trọng về mặt hoá học phối trí cũng như sinh hoá vô cơ.
Trước đây người ta chỉ nghiên cứu sự tạo thành phức chất đơn phối tử. Trong
những năm gần đây người ta đã chứng minh được khả năng tạo phức đa phối tử
luôn luôn tồn tại nếu như trong dung dịch có ion kim loại và ít nhất hai loại phối
tử khác nhau. Ngày nay việc nghiên cứu các phức đa phối tử và đa kim loại đang
được tiến hành ở nhiều phòng thí nghiệm trên thế giới do các phức này ngày
càng được ứng dụng nhiều trong lĩnh vực hoá học, sản xuất công nghiệp, nông
nghiệp, y học và công nghệ sinh học [12].
Đã có nhiều công trình với các phương pháp nghiên cứu khác nhau nghiên
cứu sự tạo phức của NTĐH với các amino axit [1], [5], [8], [16], [17], [18], [28].
Các kết quả nghiên cứu thu được rất phong phú. Tuy nhiên với L -Methionin,
một aminoaxit không thay thế có trong cơ thể động vật và người còn ít được nghiên cứu.
Với những nhận định trên trong luận văn này chúng tôi thực hiện đề tài:
―Nghiên cứu sự tạo phức đơn, đa phối tử của một số nguyên tố đất hiếm
nặng với L–Methionin và axetyl axeton bằng phương pháp chuẩn độ đo pH‖
MỤC LỤC
Trang
MỞ ĐẦU 1
Chương I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3
1.1. Sơ lược về các NTĐH . . 3
1.1.1. Đặc điểm chung của các NTĐH . . 3
1.1.1.1.Tính chất vật lý và trạng thái tự nhiên của các NTĐH. . 4
1.1.1.2. Sơ lược tính chất hóa học của NTĐH. . 5
1.1.2. Sơ lược về một số hợp chất chính của NTĐH ở trạng thái hoá trị III. . 6
1.1.2.1.Oxit của các NTĐH. 6
1.1.2.2. Hiđroxit của NTĐH 6
1.1.2.3. Các muối của NTĐH. . 6
1.2. Sơ lược về methionin, axetyl axeton . 7
1.2.1. Sơ lược về methionin 7
1.2.2. Sơ lược về axetyl axeton 10
1.3. Sơ lược về phức chất của NTĐH 11
1.3.1. Đặc điểm chung 11
1.3.2. Tính chất biến đổi tuần hoàn - tuần tự các phức chất của NTĐH . 12
1.3.3. Phức chất của các NTĐH với các amino axit . 13
1.3.3.1. Khả năng tham gia liên kết của các nhóm chức trong các amino axit . 13
1.3.3.2. Một số kết quả nghiên cứu sự phối trí trong phức chất của các NTĐH
với amino axit . 13
1.4 . Cơ sở của phương pháp chuẩn độ đo pH 18
1.4.1. Phương pháp xác định hằng số bền của phức đơn phối tử 19
1.4.2. Phương pháp xác định hằng số bền của phức đa phối tử. . 20
Chương II: THỰC NGHIỆM . 22
2.1. Hoá chất và thiết bị. . 22
2.1.1. Chuẩn bị hoá chất . . 22
2.1.1.1. Dung dịch KOH 1M . 22
2.1.1. 2. Dung dịch đệm pH = 4,2 (CH3COONH4, CH3COOH) . 22
2.1.1.3. Dung dịch thuốc thử asenazo (III) 0,1% 22
2.1.1.4. Dung dịch DTPA 10-3M 22
2.1.1.5. Các dung dịch muối Ln(NO3)3 10-2M (Ln: Ho, Er, Tm, Yb, Lu). 22
2.1.1.6. Dung dịch L-Methionin 10-2M và axetyl axeton 10-1M . 23
2.1.1.7. Dung dịch KNO3 1M 23
2.1.2. Thiết bị 23
2.2. Nghiên cứu sự tạo phức đơn phối tử của các ion đất hiếm (Ho3+, Er3+,
Tm3+, Yb3+, Lu3+) với L- Methionin và với axetyl axeton . 23
2.2.1. Xác định hằng số phân li của L-Methionin . 23
2.2.2. Xác định hằng số phân li của axetyl axeton .26
2.2.3. Nghiên cứu sự tạo phức đơn phối tử của các ion đất hiếm (Ho3+,
Er3+, Tm3+, Yb3+, Lu3+ ) với L-Methionin . 29
2.2.4. Nghiên cứu sự tạo phức đơn phối tử của các ion đất hiếm (Ho3+, Er3+,
Tm3+, Yb3+, Lu3+) với axetyl axeton 36
2.3. Nghiên cứu sự tạo phức đa phối tử của các ion đất hiếm (Ho3+, Er3+, Tm3+,
Yb3+, Lu3+) với L- Methionin và axetyl axeton: . 41
2.3.1. Nghiên cứu sự tạo phức đa phối tử của các ion đất hiếm (Ho3+, Er3+,
Tm3+, Yb3+, Lu3+) với L- Methionin và axetyl axeton theo tỉ lệ các cấu tử
1:1:1 41
2.3.2. Nghiên cứu sự tạo phức đa phối tử của các ion đất hiếm (Ho3+, Er3+,
Tm3+, Yb3+, Lu3+) với L-Methionin và axetyl axeton theo tỉ lệ các cấu tử
1:2:2. . 46
2.3.3.Nghiên cứu sự tạo phức đa phối tử của các ion đất hiếm (Ho3+, Er3+, Tm3+,
Yb3+, Lu3+) với axetyl axeton và L-Methionin theo tỉ lệ các cấu tử 1:4:2 50
KẾT LUẬN .57
TÀI LIỆU THAM KHẢO . 58
68 trang |
Chia sẻ: banmai | Lượt xem: 2208 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Luận văn Nghiên cứu sự tạo phức đơn, đa phối tử của một số nguyên tố đất hiếm nặng với L – Methionin và axetyl axeton bằng phương pháp chuẩn độ đo pH, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
ợp để duy trì lực ion. Lực
ion có ảnh hưởng lớn đến sự tạo phức. Vì vậy cần lựa chọn nồng độ thích hợp
của ion kim loại và phối tử để sự đóng góp của các dạng điện tích của chúng
cũng như dạng phức tích điện tạo thành vào lực ion tổng cộng không vượt quá
10 ÷ 12 % [12]. Để điều chỉnh lực ion người ta thường dùng các chất điện li
trơ như KCl, KNO3, NaClO4,... Lực ion được tính theo công thức sau:
I = 2
1
1
2
n
i i
i
C Z
Trong đó: I là lực ion
Ci, Zi là nồng độ và điện tích của ion thứ i
Tiến hành chuẩn độ dung dịch phối tử khi không và có mặt ion đất
hiếm, xây dựng đường cong chuẩn độ biểu diễn sự phụ thuộc của pH vào số
đương lượng bazơ kết hợp với một mol axit, từ đó dựa vào sự khác nhau của
hai đường cong đó để kết luận về sự tạo phức trong dung dịch. Đường cong
chuẩn độ hệ khi có mặt ion đất hiếm thấp hơn đường cong chuẩn độ phối tử
tự do thì có sự tạo phức, đường cong chuẩn độ phối tử khi có mặt ion đất
hiếm thường càng thấp so với đường cong chuẩn độ của phối tử tự do thì sự
tạo phức càng mạnh, bởi vì khi đó lượng ion H+ giải phóng ra càng nhiều làm
giảm pH của dung dịch [4].
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
19
1.4.1. Phương pháp xác định hằng số bền của phức đơn phối tử
Giả sử M là ion trung tâm, L là phối tử, giả thiết phức chất tạo thành từng
bậc như sau:
M + L ML ; k1
ML + L ML2 ; k2
........................…...............
MLn-1 + L MLn ; kn
Trong đó: k1, k2,…, kn là các hằng số bền từng bậc của các phức tương ứng.
Giá trị của các hằng số bền từng bậc được xác định theo các công thức sau:
k1=
]][[
][
LM
ML ; k2=
]][[
][ 2
LML
ML
; ... ; kn =
]][[
][
1 LML
ML
n
n
(1.1)
Có nhiều phương pháp để xác định hằng số bền của phức chất. Trong đề tài
này chúng tôi chọn phương pháp Bjerrum [8]. Theo Bjerrum, hằng số bền của phức
tạo thành được xác định thông qua nồng độ của phối tử tự do.
n
=
M
L
C
LC ][
(1.2)
Trong đó: CL, CM là nồng độ chung của phối tử và kim loại trong dung dịch .
[L] là nồng độ phối tử tại thời điểm cân bằng.
p[L] = -lg[L] là chỉ số nồng độ của phối tử.
n
là nồng độ phối tử tự do còn gọi là số phối tử trung bình
(hệ số trung bình các phối tử) liên kết với một ion kim loại ở tất
cả các dạng phức .
Theo (1.2) ta được:
][...][][
][...][2][ 2
n
n
MLMLM
MLnMLML
n
Kết hợp với (1.1) ta có :
n
n
n
LkkLkkLk
LkknkLkkL
n
]...[...][][1
][......][2][k
21
2
211
21
2
211
(1.3)
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
20
1][...
)(
...][
)2(
][
)1(
21
2
211
n
n Lkkk
n
nn
Lkk
n
n
Lk
n
n
Thay các đại lượng đã biết vào phương trình (1.3) ta sẽ tính được k1, k2… kn .
1.4.2. Phương pháp xác định hằng số bền của phức đa phối tử
Theo [6] phương pháp xác định hằng số bền của phức đa phối tử sẽ là:
Giả sử M là ion trung tâm, L và A là hai phối tử. Giả thiết các phản ứng tạo
phức xảy ra từng bậc trong dung dịch như sau:
M +L ML ; k01
ML + L ML2 ; k02
M + A MA ; k10
MA + A MA2 ; k20
MA + L MAL ; k
MA
111
ML + A MAL ; k
ML
111
MA2 + L MA2L ; k
2
121
MA
MAL + A MA2L ; kMAL
121
ML2 + A MAL2 ; k
2
112
ML
MAL + L MAL2 ; k MAL
112
………………
MLn-1 + L MLn ; k0n
MAm-1 + A MAm ; k0m
MLn + A MALn ; k nML
n11
M A Ln-1 + L MALn ; k 1
11
nMAL
n
MAm + L MAmL ; k
mMA
m11
MAm -1L + A MAmL ; k
LMA
m
m 1
11
Trong đó: k
ML
111
, k
MA
111
, k
2
121
MA
, k
2
112
ML
, k01, k02, k10, k20 là các hằng số bền từng
bậc của các phức chất.
Theo các cân bằng tạo phức trên ta có:
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
21
k01=
]][[
][
LM
ML ; k02 =
]][[
][ 2
LML
ML
; ... ; kon =
]][[
][
1 LML
ML
n
n
k10 =
]][[
][
AM
MA ; k20 =
]][[
][ 2
AMA
MA
; ... ; kmo =
]][[
][
1 AMA
MA
m
m
k
ML
111
=
]][[
][
AML
MAL
; k
MA
111
=
]][[
][
LMA
MAL
; k
2
121
MA
=
]][[
][
2
2
LMA
LMA
k
MAL
121
=
]][[
][ 2
AMAL
LMA
; kMAL
112
=
]][[
][ 2
LMAL
MAL
; k
2
112
ML
=
]][[
][
2
2
AML
MAL
k
nML
n11
=
]][[
][
AML
MAL
n
n
; k
1
11
nMAL
n
=
]][[
][
1 LMAL
MAL
n
n
;
k
mMA
m11
=
]][[
][
LMA
LMA
m
m
; k
LMA
m
m 1
11
=
]][[
][
1 ALMA
LMA
m
m
Áp dụng định luật bảo toàn nồng độ ban đầu và định luật bảo toàn điện tích
cho các cân bằng trong hệ để thiết lập các phương trình. Biểu diễn các phương
trình trên qua nồng độ của các phối tử và ion kim loại. Từ đó sẽ xác định được các
giá trị hằng số bền từng bậc.
Hằng số bền tổng cộng và các hằng số bền từng bậc k liên hệ với nhau theo
phương trình:
lg111 = lgk10 + lg k MA
111
hoặc lg111 = lgk01 + lg k ML
111
lg121 = lgk10 + lgk20 + lg k
2
121
MA
hoặc lg121 = lg k10 + lgk MA
111
+ lgk
MAL
121
lg112 = lgk01 + lg k02 +lg k
2
112
ML
hoặc lg112 = lgk01 + lgk ML
111
+ lgk
MAL
112
………………………..
với 111, 121 , 112 … là hằng số bền tổng cộng của phức chất.
Các phương trình tính toán cụ thể chúng tôi sẽ trình bày ở phần thực nghiệm.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
22
CHƢƠNG 2
THỰC NGHIỆM
2.1. HOÁ CHẤT VÀ THIẾT BỊ
2.1.1. Chuẩn bị hoá chất
Các hoá chất được sử dụng trong quá trình thí nghiệm đều có độ tinh khiết PA .
2.1.1.1. Dung dịch KOH 1M
Dung dịch KOH được pha từ ống chuẩn, hoà tan bằng nước cất hai lần, định
mức đến thể tích cần thiết. Từ dung dịch gốc này có thể pha các dung dịch KOH
khác có nồng độ cần thiết.
2.1.1.2. Dung dịch đệm pH = 4,2 (CH3COONH4, CH3COOH)
Lấy 3,99ml CH3COOH 60,05%, d = 1,05g/ml hoà tan vào 150 ml nước cất hai lần
trong bình định mức 250ml. Lấy 0,5ml NH3 25%, d = 0,88 g/ml hoà tan trong 40ml
nước cất hai lần rồi cho vào bình định mức trên, thêm nước cất hai lần đến vạch định
mức ta được dung dịch đệm có pH = 4,2 ( kiểm tra lại bằng máy đo pH)
2.1.1.3. Dung dịch asenazo (III) 0, 1%
Cân một lượng chính xác asenazo (III) trên cân điện tử bốn số. Dùng nước cất
hai lần hoà tan sơ bộ, nhỏ từng giọt Na2CO3 0,1% cho đến khi dung dịch có màu
xanh tím. Đun nóng hỗn hợp ở 600C, tiếp theo nhỏ từng giọt axit HCl loãng cho đến
khi dung dịch có màu tím đỏ và định mức đến thể tích cần thiết.
2.1.1.4. Dung dịch DTPA 10-3 M
Cân một lượng DTPA (M = 393,35) chính xác trên cân điện tử bốn số, hoà tan
bằng nước cất hai lần, định mức đến thể tích cần thiết.
2.1.1.5. Các dung dịch muối Ln(NO3)3 10
-2
M (Ln: Ho, Er, Tm, Yb, Lu)
Các dung dịch Ln3+ được chuẩn bị từ oxit đất hiếm tương ứng Ln2O3 (Ln: Ho,
Er, Tm, Yb, Lu) của hãng WaKo (Nhật Bản), độ tinh khiết 99,99%.
Nồng độ chính xác của các dung dịch Ln(NO3)3 được xác định lại bằng
dung dịch DTPA 10-3 M, chỉ thị asenazo (III ) 0,1% và dung dịch đệm pH = 4,2.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
23
2.1.1.6. Dung dịch L-Methionin 10-2M, dung dịch axetyl axeton 10-1M
Dung dịch L- Methionin được chuẩn bị từ lượng cân chính xác trên cân điện
tử bốn số, sau đó hoà tan và định mức bằng nước cất hai lần đến thể tích cần thiết.
Dung dịch axetyl axeton được chuẩn bị từ dung dịch tinh khiết (hãng Merck).
2.1.1.7. Dung dịch KNO3 1M
Dung dịch KNO3 được chuẩn bị từ lượng cân chính xác trên cân điện tử bốn
số. Sau đó hoà tan và định mức bằng nước cất hai lần đến thể tích cần thiết.
2.1.2. Thiết bị
Máy đo pH meter MD-220 (Anh) có độ chính xác ± 0,1; máy khuấy từ, cân
điện tử bốn số, pipet, buret...
2.2. Nghiên cứu sự tạo phức đơn phối tử của các ion đất hiếm (Ho3+, Er3+,
Tm
3+
, Yb
3+
, Lu
3+
) với L- Methionin và với axetyl axeton.
2.2.1. Xác định hằng số phân li của L-Methionin
Chuẩn độ 50ml dung dịch H2Met
+
, bằng dung dịch KOH 5.10-2M ở nhiệt độ
phòng (30 ± 1
0
C). Mỗi lần thêm 0,2ml dung dịch KOH và tiến hành đo pH.
Lực ion trong các dung dịch nghiên cứu đều là 0,1 (dùng dung dịch KNO3 1M
để điều chỉnh lực ion).
Kết quả chuẩn độ được chỉ ra ở bảng 2.1 và hình 2.1.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
24
Bảng 2.1 Kết quả chuẩn độ dung dịch H2Met
+
2.10
-3M bằng dung dịch
KOH 5.10
-2M ở 30 ±10C; I = 0,1
VKOH (ml) 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0
a 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0
pH 2,8 2,82 2,89 2,97 3,05 3,16 3,30 3,52 4,1 5,66 7,37
VKOH (ml) 2.2 2.4 2.6 2.8 3.0 3.2 3.4 3.6 3.8 4.0 4.2
a 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2.0 2.1
pH 8,15 8,47 8,69 8,83 8,98 9,07 9,36 9,48 9,64 9,85 10,02
a là số đương lượng gam KOH kết hợp với một mol L - Methionin
2
4
5
6
7
8
9
10
11
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
Hình 2.1 Đường cong chuẩn độ dung dịch H2Met
+
2.10
-3
M bằng dung
dịch KOH 5.10-2M ở 30 ±10C; I= 0,1
pH
a
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
25
Quá trình phân li của L-Methionin được mô tả bởi các cân bằng sau:
H2Met
+ H+ + HMet ; K1
HMet H+ + Met- ; K2
Trong đó : K1 =
2
[ ][ ]
[ ]
H HMet
H Met
(2.1)
K2= [ ][ ]
[ ]
H Met
HMet
(2.2)
Từ hình 2.1 chúng tôi nhận thấy đường cong chuẩn độ L-Methionin có hai
miền đệm rõ rệt nằm cách xa nhau, vì vậy có thể tính được K1 và K2 dựa vào
phương trình (2.1) và (2.2).
*Ở miền đệm thứ nhất: a = 0 ÷ 0.5
Theo định luật bảo toàn nồng độ ban đầu và định luật bảo toàn điện tích ta có:
2H Met
C
= [H2Met
+
] + [HMet] (2.3)
[K
+
] +[H
+
] + [H2Met
+
] = [OH
-
] +
2H Met
C
(2.4)
Trong đó:
2H Met
C
là nồng độ chung của L - Methionin,
2H Met
C
thay đổi trong quá trình
chuẩn độ và được tính theo công thức sau:
2H Met
C
=
2 2
2
0 0
0
H Met H Met
KOHH Met
C V
V V
(2.5)
2
0
H Met
C
,
2
0
H Met
V
là nồng độ và thể tích của dung dịch L-Methionin trước
khi chuẩn độ.
C
0
KOH , VKOH là nồng độ ban đầu và thể tích của dung dịch KOH cho vào
trong quá trình chuẩn độ.
Gọi a là số đương lượng gam KOH kết hợp với một mol L -Methionin
a =
2 2
0
0 0
.
.
KOH KOH
H Met H Met
C V
C V
(2.6)
Từ (2.3) ÷ (2.6) ta có [K+] = a.
2H Met
C
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
26
Phương trình (2.3), (2.4) có thể viết thành:
[HMet] =
2H Met
C
– [H2Met
+
]
[H2Met
+
] = (1-a).
2H Met
C
– [H+] + [OH-]
Thay [HMet] và [H2Met
+] vào phương trình (2.1) ta được:
K1 = 2
2
[ ] . [ ] [ ]
(1 ). [ ] [ ]
H Met
H Met
H a C H OH
a C H OH
(2.7)
*Ở miền đệm thứ hai: a = 1.5 ÷ 2.0
Tương tự như trên, theo định luật bảo toàn nồng độ ban đầu và định luật bảo
toàn điện tích ta có:
2H Met
C
= [HMet] + [Met
-
] (2.8)
[H
+
] + a
2H Met
C
= [Met
-
] + [OH
-
] +
2H Met
C
(2.9)
Từ (2.2), (2.8), (2.9) ta được:
K2 = 2
2
[ ] ( 1). [ ] [ ]
(2 ). [ ] [ ]
H Met
H Met
H a C H OH
a C H OH
(2.10)
Sử dụng số liệu ở bảng 2.1; các công thức (2.6), (2.7), (2.10) và dùng phần
mềm Excel để tính các giá trị pK1, pK2 .
Kết quả sau khi xử lí thống kê được chỉ ra ở bảng 2.3.
2.2.2. Xác định hằng số phân li của axetyl axeton
Chuẩn độ 50ml dung dịch HAcAc 2.10
-3
M bằng dung dịch KOH 5.10
-2
M ở
30 ± 1
0C. Lực ion trong dung dịch nghiên cứu là 0,1 (dùng dung dịch KNO3 1M
để điều chỉnh lực ion).
Kết quả chuẩn độ được chỉ ra ở bảng 2.2, hình 2.2.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
27
Bảng 2.2 Kết quả chuẩn độ dung dịch HAcAc 2.10-3 M bằng dung dịch
KOH 5.10
-2M ở 30 ± 10C; I = 0,1.
a 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
pH 2,92 2,94 2,97 3,01 3,06 3,13 3,29 3,81 4,48 6,08 7,6
a 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2,0 2,1
pH 8,5 8,81 9,01 9,22 9,39 9,56 9,73 9,81 9,89 9,95 10,02
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
Hình 2.2 Đường cong chuẩn độ dung dịch HAcAc 2.10-3M bằng
dung dịch KOH 5.10-2M ở 30 ± 10C; I = 0,1.
pH
a
pH
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
28
Quá trình phân li trong dung dịch của axetyl axeton như sau:
CH3 – C - CH2 – C – CH3 CH3 – C – CH = C – CH3 + H
+
; KA
O O O O
-
[ ][ ]
[ ]
A
H AcAc
K
HAcAc
(2.11)
Theo định luật bảo toàn nồng độ ban đầu và định luật bảo toàn điện tích ta có:
HAcAc
C
= [HAcAc] + [AcAc
-
] (2.12)
[H
+
] + a
HAcAcC
= [AcAc
-
] + [OH
-
] +
HAcAcC
(2.13)
Từ (2.3.11), (2.3.12) và (2.3.13) ta có:
KA =
AcAc
[ ] ( 1). [ ] [ ]
(2 ) [ ] [ ]
HAcAc
H
H a C H OH
a C H OH
Sử dụng số liệu ở bảng 2.2 và dùng phần mềm Excel để tính giá trị KA từ đó
tính ra pKA. Sau khi xử lí thống kê thu được kết quả pKA.
Kết quả tính toán pKA đưa ra cùng các giá trị pK1 và pK2 ở bảng 2.3 như sau:
Bảng 2.3 Các giá trị pK của L- Methionin và axetyl axeton
ở 30 ± 10C ; I = 0,1.
(-) không xác định.
* Nhận xét:
Kết quả bảng 2.3 cho thấy với giá trị pK1, pK2 của H2Met
+
và pKA của HAcAc
là khá phù hợp so với các tài liệu [2], [22]. Từ đó chứng tỏ phương pháp nghiên cứu
và thiết bị thí nghiệm là tin cậy.
Phối tử pK1 pK2 pKA
L-Methionin 2,28 9,29 —
Axetyl axeton — — 9,35
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
29
2.2.3. Nghiên cứu sự tạo phức đơn phối tử của các ion đất hiếm (Ho3+,
Er
3+
, Tm
3+
, Yb
3+
, Lu
3+
) với L - Methionin
Chuẩn độ 50ml dung dịch L-Methionin đã axit hoá khi không có và có
riêng rẽ các ion đất hiếm (Ho3+, Er3+, Tm3+, Yb3+, Lu3+), lấy theo tỉ lệ mol
Ln
3+
: H2Met
+
= 1:2, với nồng độ ion Ln3+ là 10-3M bằng dung dịch KOH
5.10
-2
M. Các thí nghiệm được tiến hành ở nhiệt độ 30 ± 10C. Lực ion trong tất cả
các thí nghiệm đều là 0,1 (dùng dung dịch KNO3 1M để điều chỉnh lực ion).
Kết quả được chỉ ra ở các bảng 2.4, hình 2.3.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
30
Bảng 2.4 Kết quả chuẩn độ H2Met
+
và các hệ Ln3+: H2Met
+
= 1: 2
bằng dung dịch KOH 5.10-2M ở 30 ±10C; I = 0,1
VKOH
(ml)
a
pH của hệ H2Met
+
và các hệ Ln3+: H2Met
+
(Ln
3+
: Ho
3+
, Er
3+
, Tm
3+
, Yb
3+
, Lu
3+
)
H2Met
+
Ho
3+
Er
3+
Tm
3+
Yb
3+
Lu
3+
0,0 0,0 2,8 2,9 2,87 2,88 2,8 2,69
0,2 0,1 2,82 2,93 2,91 2,91 2,81 2,74
0,4 0,2 2,89 3,01 2,97 2,97 2,87 2,8
0,6 0,3 2,97 3,1 3,06 3,05 2,93 2,89
0,8 0,4 3,05 3,21 3,16 3,15 2,99 2,99
1,0 0,5 3,16 3,35 3,28 3,27 3,07 3,12
1,2 0,6 3,3 3,5 3,45 3,43 3,16 3,28
1,4 0,7 3,52 3,7 3,6 3,55 3,33 3,53
1,6 0,8 4,1 4,01 3,9 3,85 3,66 3,83
1,8 0,9 5,66 4,6 4,55 4,5 4,3 4,53
2,0 1,0 7,37 5,2 5,15 5,1 4,95 5,15
2,2 1,1 8,15 6,12 5,9 5,75 5,5 5,65
2,4 1,2 8,47 6,2 6,07 5,9 5,6 5,75
2,6 1,3 8,69 6,28 6,12 5,98 5,72 5,85
2,8 1,4 8,83 6,39 6,3 6,12 5,8 5,95
3,0 1,5 8,98 6,49 6,32 6,23 5,9 6,05
3,2 1,6 9,07 6,62 6,46 6,3 6,0 6,15
3,4 1,7 9,36 6,73 6,55 6,42 6,1 6,3
3,6 1,8 9,48 6,89 6,63 6,5 6,2 6,35
3,8 1,9 9,64 6,99 6,74 6,6 6,3 6,41
4,0 2,0 9,85 7,25 6,9 6,71 6,41 6,49
4.2 2.1 10,02 7,35 7,12 6,8 6,47 6,61
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
31
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
Hình 2.3 Đường cong chuẩn độ hệ H2Met
+
và các hệ Ln3+ : H2Met
+
= 1 : 2
bằng dung dịch KOH 5.10-2M ở 30 ± 10C; I = 0,1.
Trong đó:
1: đường cong chuẩn độ hệ H2Met
+
2: đường cong chuẩn độ hệ Ho3+: H2Met
+
3: đường cong chuẩn độ hệ Er3+: H2Met
+
4: đường cong chuẩn độ hệ Tm3+: H2Met
+
5: đường cong chuẩn độ hệ Lu3+: H2Met
+
6: đường cong chuẩn độ hệ Yb3+: H2Met
+
pH
a
3
5
6
2
4
1
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
32
* Nhận xét:
Từ hình 2.3 cho thấy:
Trong khoảng a = 0 0.5 đường cong chuẩn độ L-Methionin khi không và có
mặt ion Ln3+ gần như trùng nhau. Như vậy trong khoảng pH này sự tạo phức
xảy ra không đáng kể.
Trong khoảng a = 1 2 đường cong chuẩn độ L-Methionin khi có lần lượt các
ion Ln
3+ đều nằm thấp hẳn xuống so với đường cong chuẩn độ của L-Methionin tự
do. Điều đó chứng tỏ có sự tạo phức xảy ra giữa Ln3+ với L-Methionin, giải phóng
ion H
+
làm giảm pH của hệ.
Từ hình 2.3 chúng tôi nhận thấy sự tạo phức xảy ra tốt trong khoảng pH = 5,5 7
tương ứng với a = 1 2, chứng tỏ phối tử tham gia tạo phức chủ yếu dưới
dạng Met-.
*Xác định hằng số bền của phức chất LnMet2+
Chúng tôi cho rằng sự tạo phức xảy ra như sau:
Ln
3+
+ Met
-
LnMet2+ ;k01
LnMet
2+
+ Met
-
Ln(Met)2
+
;k02
k01= 2
3
[ ]
[ ][ ]
LnMet
Ln Met
(2.14)
k02=
2
2
[ ( ) ]
[ ][ ]
Ln Met
LnMet Met
(2.15)
Trong đó: k01, k02 là các hằng số bền bậc 1 và bậc 2 của phức chất.
Theo định luật bảo toàn nồng độ ban đầu và định luật bảo toàn điện
tích ta có:
C H
2
Met = [H2Met
+
] + [HMet] +[Met
-
] + [LnMet
2+
] +2[Ln(Met)2
+
] (2.16)
CLn
3+
= [Ln
3+
] + [LnMet
2+
] +[Ln(Met)2
+
] (2.17)
a.CH
2
Met +[H
+
] + [H2Met
+
] + 2[LnMet
2+
] +[Ln(Met)2
+
] + 3[Ln
3+
] =
= [OH
-
] + 3CLn
3+
+ CH
2
Met + [Met
-
] (2.18)
Từ (2.16) ta có:
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
33
C H
2
Met = [Met
-
](
221
2 ][][
K
H
KK
H
+1) + [LnMet
2+
] +2[Ln(Met)2
+
] (2.19)
Từ (2.17 ) ta có:
3 CLn
3+
= 3[Ln
3+
] +3[LnMet
2+
] +3[Ln(Met)2
+
] (2.20)
Từ (2.18) ta có :
(a-1) C H
2
Met +[H
+
] =3 C Ln 3 - 2[LnMet
2+
]- [Ln(Met)2
+
]- 3[Ln
3+
] +[OH
-
] +[Met
-
]
(2.21)
Cộng (2.20) với (2.21) ta được:
(a-1) C H
2
Met +[H
+
] = [LnMet
2+
] +2[Ln(Met)
+
2] + [Met
-
] +[OH
-
] (2.22)
Lấy (2.19) trừ (2.21) ta được:
[ Met
-
] =
2
2
1 2 2
(2 ). [ ] [ ]
[ ] [ ]
H Met
a C H OH
H H
K K K
(2.23)
Theo định nghĩa số phối tử trung bình ta có:
2
2
3 2
2
[ ] 2[ ( ) ]
[ ] [ ] [ ( ) ]
LnMet Ln Met
n
Ln LnMet Ln Met
= 2
01 01 02
2
01 01 02
[ ] 2 [ ]
1 [ ] [
k Met k k Met
k Met k k Met
(2.24)
Kết hợp với (2.19) ta được:
2
3
2
1 2 2
[ ] [ ]
[ ] 1
H Met
Ln
H H
C Met
K K K
n
C
(2.25)
Đặt X =
1
][][
221
2
K
H
KK
H
(2.26)
2
3
[ ]
H Met
Ln
C X Met
n
C
(2.27)
Trong đó:
[Met
-] là nồng độ của ion Met- lúc cân bằng.
2H Met
C
,
3Ln
C
là nồng độ chung của L-Methionin và của ion Ln3+ trong
dung dịch (Ln3+: Ho3+, Er3+, Tm3+,Yb3+, Lu3+).
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
34
2 2
2
2
0 0.
H Met H Met
H Met
KOHH Met
C V
C
V V
(2.28)
3 3
3
2
0 0.
Ln Ln
Ln
KOHH Met
C V
C
V V
(2.29)
Biến đổi phương trình (2.24) ta có:
2
01 01 02
(1 ) (2 )
[ ] [ ] 1
n n
k Met k k Met
n n
(2.30)
Với các giá trị đã biết [H+], K1, K2, a,
2H Met
C
,
3Ln
C
dùng phần mềm Excel ta
sẽ xác định được k01, k02.
Vì khi pH
7 trong dung dịch bắt đầu xuất hiện kết tủa hiđroxit đất hiếm
nên chúng tôi chỉ xác định được hằng số bền bậc 1 của phức chất ( k01). Kết quả thu
được sau khi xử lí thống kê được chỉ ra ở bảng 2.5.
Bảng 2.5 Logarit hằng số bền của các phức chất LnMet2+
(Ln: Ho, Er, Tm, Yb, Lu) ở 30 ± 10C; I = 0,1
Ln
3+
Ho
3+
Er
3+
Tm
3+
Yb
3+
Lu
3+
lgk01 5,79 5,84 6,01 6,13 6,06
Kết quả nghiên cứu ở bảng 2.5 cho thấy trong các ion Ho3+, Er3+, Tm3+,
Yb
3+
, Lu
3+
thì khả năng tạo phức tăng dần theo trật tự sau: Ho3+ < Er3+ < Tm3+ <
Lu
3+
< Yb
3+
. Logarit hằng số bền của các phức chất tăng dần từ Ho3+ đến Yb3+ hoàn
toàn phù hợp với quy luật. Logarit hằng số bền phức chất của Lu3+ nhỏ hơn của
Yb
3+
(không theo quy luật) có thể giải thích do Lu có cấu hình electron là
[Xe]4f
14
5d
1
6s
2
nên cấu hình electron của Lu3+: [Xe]4f14, trạng thái năng lượng ứng
với cấu hình này là tương đối bền nên khả năng phản ứng kém hơn.
Từ kết quả trên ta có đồ thị biểu diễn lgk01 từ Ho
3+
÷ Lu
3+ ở hình 2.4 như sau:
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
35
5.0
5.5
6.0
6.5
7.0
0 1 2 3 4 5 6
Hình 2.4 Sự phụ thuộc lgk01 của các phức chất LnMet
2+
(Ln: Ho, Er, Tm, Yb, Lu) vào số thứ tự nguyên tử.
*Nhận xét:
Kết quả ở bảng 2.5 và hình 2.4 cho thấy logarit hằng số bền của các phức
chất LnMet2+ tăng từ Ho3+ đến Yb3+, logarit hằng số bền của Lu3+ nhỏ hơn Yb3+,
điều này hoàn toàn phù hợp với qui luật.
Với phối tử là L-Methionin chúng tôi cho rằng liên kết Ln- HMet trong các phức
chất được thực hiện qua nguyên tử oxy của nhóm –OOC- và nguyên tử nitơ của
nhóm -NH2. Khi đó phức chelat tạo thành có vòng 5 cạnh bền (công thức 1)
H2N –– CH–(CH2)2S-CH3
. Ln
3+
C = O
-O
Công thức cấu tạo giả thiết của phức Ln Met2+(Công thức 1)
lg k01
Ho
Er
Tm
Yb
Lu
Ln
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
36
Nếu liên kết thực hiện qua nguyên tử oxy của nhóm –OOC- và lưu huỳnh thì
phức chất chelat tạo thành là vòng 7 cạnh sẽ không bền (công thức 2)
-
O C
Ln
3+
CH—NH2
|
S —CH2
Công thức cấu tạo giả thiết của phức LnMet2+(Công thức 2)
Kết quả này phù hợp với kết quả nghiên cứu [3], [5].
2.2.4. Nghiên cứu sự tạo phức đơn phối tử của các ion đất hiếm (Ho3+, Er3+,
Tm
3+
, Yb
3+
, Lu
3+
) với axetyl axeton.
Chuẩn độ 50ml dung dịch axetyl axeton đã axit hoá (HAcAc) khi không có
mặt và khi có mặt các ion đất hiếm lấy theo tỉ lệ mol Ln3+ : HAcAc = 1:2
(Ln
3+
: Ho
3+
, Er
3+
, Tm
3+
, Yb
3+
, Lu
3+) với nồng độ ion Ln3+ là 10-3M, bằng dung
dịch KOH 5.10-2M. Các thí nghiệm được tiến hành ở nhiệt độ 30 ± 10C. Lực ion
trong tất cả các thí nghiệm đều là 0,1 (dùng dung dịch KNO3 1M điều chỉnh lực ion).
Kết quả được chỉ ra ở bảng 2.6 và hình 2.5.
O
CH2
H3C
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
37
Bảng 2.6 Kết quả chuẩn độ HAcAc và các hệ Ln3+ : HAcAc = 1: 2
bằng dung dịch KOH 5.10-2M ở 30 ± 10C; I = 0,1
VKOH
(ml)
a
pH của hệ HAcAc và các hệ Ln3+: HAcAc
(Ln
3+
: Ho
3+
, Er
3+
, Tm
3+
, Yb
3+
, Lu
3+
)
HAcAc
Ho
3+
Er
3+
Tm
3+
Yb
3+
Lu
3+
0 0,0 2,92 2,79 2,8 2,62 2,6 2,63
0,2 0,1 2,94 2,82 2,82 2,64 2,62 2,67
0,4 0,2 2,97 2,89 2,89 2,71 2,7 2,74
0,6 0,3 3,01 2,97 2,97 2,8 2,8 2,82
0,8 0,4 3,06 3,06 3,07 2,9 2,9 2,92
1,0 0,5 3,13 3,2 3,15 3,04 3,01 3,04
1,2 0,6 3,29 3,37 3,25 3,22 3,15 3,22
1,4 0,7 3,81 3,45 3,4 3,35 3,25 3,3
1,6 0,8 4,48 3,95 4,01 3,9 3,86 3,95
1,8 0,9 6,08 4,55 4,5 4,4 4,38 4,45
2,0 1,0 7,6 5,2 5,15 5,05 4,95 5,01
2,2 1,1 8,5 6,01 5,9 5,78 5,55 5,67
2,4 1,2 8,81 6,21 6,01 5,9 5,64 5,75
2,6 1,3 9,01 6,44 6,21 6,07 5,9 5,98
2,8 1,4 9,22 6,56 6,36 6,18 6,01 6,1
3,0 1,5 9,39 6,72 6,47 6,27 6,11 6,2
3,2 1,6 9,56 6,82 6,55 6,36 6,16 6,27
3,4 1,7 9,73 6,96 6,65 6,45 6,24 6,35
3,6 1,8 9,81 7,1 6,73 6,55 6,34 6,45
3,8 1,9 9,89 7,31 6,82 6,7 6,42 6,6
4,0 2,0 10,01 7,45 6,97 6,83 6,51 6,72
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
38
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
Hình 2.5 Đường cong chuẩn độ hệ HAcAc và các hệ Ln3+: HAcAc = 1: 2
bằng dung dịch KOH 5.10-2M ở 30 ± 10C; I = 0,1.
Trong đó: 1: đường cong chuẩn độ hệ HAcAc
2: đường cong chuẩn độ hệ Ho3+: HAcAc
3: đường cong chuẩn độ hệ Er3+: HAcAc
4: đường cong chuẩn độ hệ Tm3+: HAcAc
5: đường cong chuẩn độ hệ Lu3+: HAcAc
6: đường cong chuẩn độ hệ Yb3+: HAcAc
Phương pháp tính tương tự khi xác định hằng số bền của phức LnMet2+, với
công thức tính của [AcAc-]:
[AcAc
-
] = (2 ). [ ] [ ]
[ ]
HAcAc
A
a C H OH
H
K
2
4
1
3
5
6
pH
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
a
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
39
Trong đó KA là hằng số phân li của axetyl axeton đã xác định ở
trên (pKA = 9,35). Sử dụng phần mềm Excel để tính hằng số bền của phức chất
LnAcAc
2+
và Ln (AcAc)
+
2.
Kết quả sau khi xử lí thống kê được chỉ ra ở bảng 2.7 và hình 2.6 và 2.7.
Bảng 2.7 Logarit hằng số bền của các phức chất LnAcAc2+ và
Ln(AcAc)+2 (Ln: Ho, Er, Tm, Yb, Lu) ở 30 ± 1
0
C; I = 0,1
Ln
3+
Ho
3+
Er
3+
Tm
3+
Yb
3+
Lu
3+
lgk10 6,17 6,25 6,31 6,42 6,39
lgk20 10,98 11,35 11,52 11,72 11,67
5.5
5.7
5.9
6.1
6.3
6.5
6.7
6.9
0 1 2 3 4 5 6
Hình 2.6 Sự phụ thuộc lgk10 của các phức chất LnAcAc
2+
(Ln: Ho, Er, Tm, Yb, Lu) vào số thứ tự nguyên tử
lgk10
Ln
Ho
Tm
m
Er Yb
Lu
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
40
O=C
O
-
-C
CH3
CH
CH3
Ln
2+
Ln
3+
O=C
O
-
-C
CH3
CH3
CH
+
2
9.0
9.5
10.0
10.5
11.0
11.5
12.0
0 1 2 3 4 5 6
Hình 2.7 Sự phụ thuộc lgk20 của các phức chất Ln(AcAc)
+
2
(Ln: Ho, Er, Tm, Yb, Lu) vào số thứ tự nguyên tử
*Nhận xét:
Kết quả ở bảng 2.7 và hình 2.6, 2.7 cho thấy mức độ tăng logarit
hằng số bền của phức chất LnAcAc2+ và Ln(AcAc)+2 tăng từ Ho
3+
÷ Yb
3+
,
logarit hằng số bền của Lu3+nhỏ hơn Yb3+. Như vậy kết quả phù hợp với qui luật
biến đổi tuần hoàn.
Với phối tử HAcAc chúng tôi cho rằng các phức chất tạo thành LnAcAc2+,
Ln(AcAc)2
+
bền do có hiệu ứng tạo vòng như sau:
Công thức cấu tạo giả thiết
của phức LnAcAc2+
Công thức cấu tạo giả thiết
của phức Ln(AcAc)2
+
Ho
Er Tm
Lu
Yb
Ln
lgk20
3+
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
41
So với sự tạo phức của các NTĐH nhẹ với phối tử L–Methionin và axetyl
axeton mà tác giả [5] đã nghiên cứu thì chúng tôi thấy khả năng tạo phức của các
NTĐH nặng lớn hơn. Điều này phù hợp với quy luật theo chiều tăng của số thứ tự
nguyên tử thì bán kính nguyên tử giảm dần nên hằng số bền của phức chất tăng dần.
2.3. Nghiên cứu sự tạo phức đa phối tử của các ion đất hiếm (Ho3+, Er3+, Tm3+,
Yb
3+
, Lu
3+
) với L-Methionin và axetyl axeton
Phức đa phối tử của các NTĐH với amino axit và axetyl axeton đã được
nhiều tác giả nghiên cứu. Qua khảo sát và nghiên cứu các tác giả [1], [6], [15] cho
thấy với các tỉ lệ mol các cấu tử tham gia tạo phức: Ln3+: HAcAc : amino axit là
1:1:1; 1:2:2; 1:2:1 và 1:4:2 thì phức được hình thành. Do đó trong luận văn này khi
nghiên cứu phức đa phối tử của Ln3+ với HAcAc và H2Met
+
chúng tôi
chọn
tỉ lệ tương ứng là 1: 1: 1 ; 1: 2: 2 và 1: 4 : 2 .
2.3.1. Nghiên cứu sự tạo phức đa phối tử của các ion đất hiếm (Ho3+, Er3+, Tm3+,
Yb
3+
, Lu
3+) với L- Methionin và axetyl axeton theo tỉ lệ mol các cấu tử 1: 1 : 1.
Chuẩn độ 50ml dung dịch axetyl axeton và L-Methionin khi không
có và có các ion đất hiếm lấy theo tỉ lệ mol: Ln3+ : HAcAc : H2Met
+
=
1 : 1 : 1 với nồng độ ion Ln3+ là 10-3 M bằng dung dịch KOH 5.10-2M.
Các thí nghiệm được tiến hành ở nhiệt độ 30 ± 10C. Lực ion trong tất cả
các thí nghiệm đều là 0,1 (dùng dung dịch KNO3 1M điều chỉnh lực ion).
Kết quả chuẩn độ được chỉ ra ở bảng 2.8 và hình 2.8.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
42
Bảng 2.8 Kết quả chuẩn độ các hệ Ln3+: HAcAc: H2Met
+
= 1 : 1 : 1
bằng dung dịch KOH 5.10-2M ở 30 ± 10C; I = 0,1
VKOH
(ml)
a
pH của các hệ Ln3+: HAcAc:H2Met
+
(Ln
3+
: Ho
3+
, Er
3+
, Tm
3+
, Yb
3+
, Lu
3+
)
Ho
3+
Er
3+
Tm
3+
Yb
3+
Lu
3+
0 0 2,86 2,83 2,81 2,87 2,84
0,2 0,1 2,88 2,85 2,82 2,89 2,86
0,4 0,2 2,94 2,92 2,89 2,95 2,9
0,6 0,3 3,04 2,99 2,97 3,05 2,97
0,8 0,4 3,14 3,08 3,07 3,13 3,06
1,0 0,5 3,27 3,2 3,19 3,25 3,27
1,2 0,6 3,45 3,46 3,5 3,53 3,47
1,4 0,7 3,73 3,74 3,83 3,8 3,75
1,6 0,8 4,05 4,12 4,28 4,38 4,42
1,8 0,9 4,63 4,68 4,9 5,12 5,25
2,0 1,0 5,05 5,27 5,45 5,65 5,75
2,2 1,1 5,65 5,73 5,98 6,15 6,37
2,4 1,2 6,11 6,28 6,48 6,67 6,8
2,6 1,3 6,22 6,42 6,6 6,78 6,93
2,8 1,4 6,32 6,53 6,8 6,91 7,02
3,0 1,5 6,4 6,67 7,03 7,11 7,15
3,2 1,6 6,49 6,82 7,23 7,3 7,36
3,4 1,7 6,59 7,02 7,35 7,41 7,52
3,6 1,8 6,73 7,16 7,41 7,55 7,6
3,8 1,9 6,88 7,26 7,54 7,63 7,69
4,0 2,0 7,09 7,41 7,62 7,72 7,8
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
43
2
3
4
5
6
7
8
9
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
Hình 2.8 Đường cong chuẩn độ các hệ Ln3+: HAcAc: H2Met
+
= 1:1:1
bằng dung dịch KOH 5.10-2M ở 30 ± 10C; I = 0,1
Trong đó: 1: đường cong chuẩn độ hệ Lu3+: HAcAc: H2Met
+
2: đường cong chuẩn độ hệ Yb3+: HAcAc: H2Met
+
3: đường cong chuẩn độ hệ Tm3+: HAcAc: H2Met
+
4: đường cong chuẩn độ hệ Er3+: HAcAc: H2Met
+
5: đường cong chuẩn độ hệ Ho3+: HAcAc: H2Met
+
* Giả sử phản ứng tạo phức xảy ra như sau:
Ln
3+
+ Met
-
LnMet2+ 2
01 3
[ ]
[ ][ ]
LnMet
k
Ln Met
Ln
3+
+ AcAc
-
LnAcAc2+
]][[
][
3
2
10
AcAcLn
LnAcAc
k
3
1
2
5
4
pH
a
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
44
LnAcAc
2+
+ Met
-
LnAcAcMet+ k
LnAcAc
111
=
2
[ ]
[ ][ ]
LnAcAcMet
LnAcAc Met
LnMet
2+
+ AcAc
-
LnAcAcMet+ k
111
LnMet
=
2
[ ]
[ ][ ]
LnAcAcMet
LnMet AcAc
Theo định luật bảo toàn nồng độ ban đầu và định luật bảo toàn điện tích ta có:
2H Met
C
=[H2Met
+
] +[HMet] +[Met
-
] + [LnMet
2+
] + [LnAcAcMet
+
] (2.35)
= [Met
-
](
221
2 ][][
K
H
KK
H
+1) + [LnMet
2+
] + [LnAcAcMet
+
]
CHAcAc = [HAcAc] + AcAc
-
] + [LnAcAc
2+
] + [LnAcAcMet
+
] (2.36)
= [AcAc
-
](
AK
H ][
+1) + [LnAcAc
2+
] + [LnAcAcMet
+
]
CLn
3+
= [Ln
3+
] + [LnMet
2+
] + [LnAcAc
2+
] + [LnAcAcMet
+
] (2.37)
a(
2H Met
C
+CHAcAc )+[H
+
] +2[LnMet
2+
] +3[Ln
3+
] +2[LnAcAc
2+
] + [LnAcAcMet
+
]
= [OH
-
] + 3CLn
3+
+[AcAc
-
] + [Met
-
] +
2H Met
C
+CHAcAc (2.38)
Biến đổi các phương trình (2.35), (2.36) và (2.37) ta được:
[Met
-
](
221
2 ][][
K
H
KK
H
) + [AcAc
-
]
AK
H ][
= (2-a) (
2H Met
C
+ CHAcAc ) – [H
+
] + [OH
-
]
(2.39)
Trong đó:
2H Met
C
là tổng nồng độ của L- Methionin trong dung dịch
CHAcAc là tổng nồng độ của axetyl axeton trong dung dịch
CLn 3 là tổng nồng độ của ion Ln
3+
(Ln
3+
: Ho
3+
, Er
3+
, Tm
3+
, Yb
3+
, Lu
3+
)
Đặt : [H+] = h
[OH
-
] =
h
K w
; [Met
-
] = x; [AcAc
-
] = y; [Ln
3+
] = z; k
111
LnMet
= t
Ta có hệ 4 phương trình sau:
2
2
01 01
1 1 2
( 1)
H Met
h h
C x k xz k xyzt
K K K
(2.40)
xyztkyzk
K
h
yC
A
HAcAc 0110)1(
(2.41)
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
45
xyztkyzkxzkzC
Ln 0110013
(2.42)
2
2
1 1 2
( ) (2 )( ) wHAcAcH Met
A
Kh h h
x y a C C h
K K K K h
(2.43)
Kw là tích số ion của nước, ở 300C Kw là 1,48.10-14 [11].
Sử dụng phần mềm Maple 9 để giải các phương trình (2.40) (2.43) với 4
ẩn là x, y, z và t.
Từ giá trị k
111
LnMet
chúng tôi tính giá trị hằng số bền tổng cộng của phức chất
LnAcAcMet
+
theo công thức sau:
01111 k
k
111
LnMet
hay lg
01111 lgk
+ lgk
111
LnMet
* Sau đây là chương trình tính toán logarit hằng số bền đối với phức
HoAcAcMet
+
:
restart;
h:=10^(-6,49);
a:=1.6;
Ka:=10^(-9.35);
K1:=10^(-2.28);
K2:=10^(-9.29);
k10:=10^6.17;
k01:=5.79;
pt1:=k01*x*y*z*t +(h/K2+h^2/(K1*K2)+1)*x+k01*x*z=0.001;
pt2:=k01*x*y*z*t +(1+h/Ka)*y+k10*y*z=0.001;
pt3:=k01*x*y*z*t+ +k10*y*z +k01*x*z+z=0.001
pt4:=(h/k2+h^2/(K1*K2))*x+(h/K1)*y=((2-a)*4*10^(-3)-h+10^(-14)/h);
fsolve({pt1,pt2,pt3,pt4},{x,y,z,t});
Chương trình tính hằng số bền của phức chất ErAcAcMet+,
TmAcAcMet
+
, YbAcAcMet
+
, LuAcAcMet
+
tương tự như trên.
Kết quả sau khi xử lí thống kê được chỉ ra ở bảng 2.9 .
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
46
Bảng 2.9 Logarit hằng số bền của các phức chất LnAcAcMet+
(Ln: Ho, Er, Tm, Yb, Lu) ở 30 ± 10C; I = 0,1.
Ln
3+
Ho
3+
Er
3+
Tm
3+
Yb
3+
Lu
3+
lgβ111 0,79 0,58 - - -
(-) không xác định.
Nhận xét:
Phức chất đa phối tử với tỉ lệ mol 1:1:1 kém bền có thể giải thích: với tỉ lệ
mol của phối tử không đủ dư nên không thuận lợi cho sự tạo phức.
2.3.2. Nghiên cứu sự tạo phức đa phối tử của các ion đất hiếm (Ho3+, Er3+,
Tm
3+
, Yb
3+
, Lu
3+) với L-Methionin và axetyl axeton theo tỉ lệ mol các cấu tử
1: 2 : 2.
Chuẩn độ 50ml dung dịch axetyl axeton và L-Methionin khi không
có và có các ion đất hiếm lấy theo tỉ lệ mol: Ln3+: HAcAc: H2Met
+
=
1 : 2 : 2 với nồng độ ion Ln3+ là 10-3 M bằng dung dịch KOH 5.10-2M. Các
thí nghiệm được tiến hành ở nhiệt độ 30 ± 10C. Lực ion trong tất cả các thí
nghiệm đều là 0,1 (dùng dung dịch KNO3 1M điều chỉnh lực ion).
Kết quả chuẩn độ được chỉ ra ở bảng 2.10 và hình 2.9
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
47
Bảng 2.10 Kết quả chuẩn độ các hệ Ln3+: HAcAc : H2Met
+
= 1 : 2 : 2
bằng dung dịch KOH 5.10-2M ở 30 ± 10C; I = 0,1.
VKOH
(ml)
a
pH của các hệ Ln3+: HAcAc : H2Met
+
(Ln
3+
: Ho
3+
, Er
3+
, Tm
3+
, Yb
3+
, Lu
3+
)
Ho
3+
Er
3+
Tm
3+
Yb
3+
Lu
3+
0 0,0 2,48 2,53 2,54 2,54 2,56
0,4 0,1 2,5 2,55 2,56 2,59 2,59
0,8 0,2 2,57 2,62 2,63 2,67 2,67
1,2 0,3 2,66 2,7 2,71 2,75 2,75
1,6 0,4 2,77 2,8 2,82 2,86 2,86
2,0 0,5 2,9 2,92 2,94 2,99 2,99
2,4 0,6 3,09 3,07 3,11 3,17 3,18
2,8 0,7 3,39 3,27 3,38 3,46 3,48
3,2 0,8 3,95 4,03 4,3 4,4 4,45
3,6 0,9 4,9 5,15 5,25 5,33 5,5
4,0 1,0 5,8 6,01 6,15 6,32 6,52
4,4 1,1 6,3 6,4 6,6 6,82 7,09
4,8 1,2 6,5 6,63 6,9 7,02 7,25
5,2 1,3 6,68 6,89 7,05 7,16 7,4
5,6 1,4 6,89 7,07 7,21 7,4 7,55
6,0 1,5 7,14 7,27 7,42 7,65 7,7
6,4 1,6 7,24 7,42 7,6 7,8 7,94
6,8 1,7 7,45 7,62 7,75 7,98 8,17
7,2 1,8 7,64 7,8 8,02 8,22 8,36
7,6 1,9 7,81 8,01 8,22 8,45 8,62
8,0 2,0 8,02 8,22 8,32 8,55 8,87
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
48
2
3
4
5
6
7
8
9
10
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
Hình 2.9 Đường cong chuẩn độ các hệ Ln3+: HAcAc : H2Met
+
= 1:2:2
bằng dung dịch KOH 5.10-2M ở 30 ± 10C; I = 0,1
Trong đó: 1: đường cong chuẩn độ hệ Lu3+: HAcAc : H2Met
+
2: đường cong chuẩn độ hệ Yb3+: HAcAc : H2Met
+
3: đường cong chuẩn độ hệ Tm3+: HAcAc : H2Met
+
4: đường cong chuẩn độ hệ Er3+: HAcAc : H2Met
+
5: đường cong chuẩn độ hệ Ho3+: HAcAc : H2Met
+
*Giả sử phản ứng tạo phức xảy ra như sau:
Ln
3+
+ Met
-
LnMet2+ ; 2
01 3
[ ]
[ ][ ]
LnMet
k
Ln Met
Ln
3+
+ AcAc
-
LnAcAc2+ ;
]][[
][
3
2
10
AcAcLn
LnAcAc
k
3
1
2
5
4
pH
a
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
49
LnAcAc
2+
+ Met
-
LnAcAcMet+ ;k
LnAcAc
111
=
2
[ ]
[ ][ ]
LnAcAcMet
LnAcAc Met
LnMet
2+
+ AcAc
-
LnAcAcMet+ ;k
111
LnMet
=
2
[ ]
[ ][ ]
LnAcAcMet
LnMet AcAc
Phương pháp tính tương tự khi xác định hằng số bền của phức chất đa phối
tử với tỉ lệ mol 1:1:1.
Kết quả sau khi xử lí thống kê được chỉ ra ở bảng 2.11 và hình 2.10.
Bảng 2.11 Logarit hằng số bền của các phức chất LnAcAcMet+
(Ln: Ho, Er, Tm, Yb, Lu) ở 30 ± 1
0
C, I = 0,1.
Ln
3+
Ho
3+
Er
3+
Tm
3+
Yb
3+
Lu
3+
lgβ111 9,76 9,67 9,48 9,21 8,90
7.0
7.5
8.0
8.5
9.0
9.5
10.0
10.5
11.0
0 1 2 3 4 5 6
Hình 2.10 Sự phụ thuộc lgβ111 của các phức chất LnAcAcMet
+
(Ln: Ho, Er, Tm, Yb, Lu) vào số thứ tự nguyên tử.
Nhận xét:
Như vậy logarit hằng số bền phức chất dạng LnAcAcMet+ có sự giảm dần
từ Ho3+ ÷ Lu3+. Điều này phù hợp với quy luật của phức đa phối tử.
lgβ111
Ln
Lu
Yb
Tm
Er Ho
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
50
2.3.3. Nghiên cứu sự tạo phức đa phối tử của các ion đất hiếm (Ho3+, Er3+, Tm3+,
Yb
3+
, Lu
3+) với axetyl axeton và L-Methionin theo tỉ lệ mol các cấu tử 1:4:2
Chuẩn độ 50ml dung dịch axetyl axeton và L -Methionin đã axit hoá khi
không có và có các ion đất hiếm lấy theo tỉ lệ mol Ln3+ : HAcAc : H2Met
+
= 1: 4: 2
(Ln
3+
: Ho
3+
, Er
3+
, Tm
3+
, Yb
3+
, Lu
3+) với nồng độ ion Ln3+ là 10-3M bằng dung
dịch KOH 5.10-2 M . Các thí nghiệm được tiến hành ở nhiệt độ 30 ± 10C. Lực ion
trong tất cả các thí nghiệm đều là 0,1 (dùng dung dịch KNO3 1M điều chỉnh lực
ion).
Kết quả chuẩn độ được chỉ ra ở bảng 2.12 và hình 2.11.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
51
Bảng 2.12 Kết quả chuẩn độ các hệ Ln3+ : HAcAc : H2Met
+
= 1: 4: 2
bằng dung dịch KOH 5.10-2M ở 30 ± 10C; I = 0,1.
VKOH
(ml)
a
pH của các hệ Ln3+: HAcAc: H2Met
+
(Ln
3+
: Ho
3+
, Er
3+
, Tm
3+
, Yb
3+
, Lu
3+
)
Ho
3+
Er
3+
Tm
3+
Yb
3+
Lu
3+
0,0 0,0 2,36 2,36 2,35 2,34 2,37
0,6 0,1 2,4 2,4 2,38 2,4 2,41
1,2 0,2 2,48 2,47 2,46 2,47 2,48
1,8 0,3 2,57 2,56 2,54 2,56 2,57
2,4 0,4 2,68 2,67 2,64 2,67 2,67
3,0 0,5 2,82 2,8 2,78 2,8 2,8
3,6 0,6 2,97 2,97 2,95 2,98 2,98
4,2 0,7 3,2 3,25 3,35 3,37 3,42
4,8 0,8 3,85 3,9 3,93 4,01 4,05
5,4 0,9 5,02 5,18 5,25 5,32 5,5
6,0 1,0 5,63 5,8 5,95 6,08 6,21
6,6 1,1 6,27 6,42 6,55 6,67 6,75
7,2 1,2 6,75 6,91 7,12 7,29 7,38
7,8 1,3 7,01 7,18 7,41 7,6 7,72
8,4 1,4 7,35 7,51 7,78 7,92 8,05
9,0 1,5 7,6 7,73 8,08 8,21 8,37
9,6 1,6 7,87 8,01 8,35 8,54 8,65
10,2 1,7 8,12 8,27 8,56 8,72 8,97
10,8 1,8 8,34 8,5 8,75 8,93 9,15
11,4 1,9 8,6 8,75 9,01 9,21 9,33
12,0 2,0 8,75 9,02 9,12 9,37 9,51
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
52
2
3
4
5
6
7
8
9
10
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
Hình 2.11 Đường cong chuẩn độ các hệ Ln3+: HAcAc: H2Met
+
= 1: 4: 2
bằng dung dịch KOH 5.10-2M ở 30 ± 10C; I = 0,1.
Trong đó: 1: đường cong chuẩn độ hệ Lu3+: HAcAc: H2Met
+
2: đường cong chuẩn độ hệ Yb3+: HAcAc: H2Met
+
3: đường cong chuẩn độ hệ Tm3+: HAcAc: H2Met
+
4: đường cong chuẩn độ hệ Er3+: HAcAc: H2Met
+
5: đường cong chuẩn độ hệ Ho3+: HAcAc: H2Met
+
pH
2
3
4
1
5
a
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
53
* Giả sử phản ứng tạo phức xảy ra như sau:
Ln
3+
+ Met
-
LnMet2+ ; 2
01 3
[ ]
[ ][ ]
LnMet
k
Ln Met
Ln
3+
+ AcAc
-
LnAcAc2+ ;
]][[
][
3
2
10
AcAcLn
LnAcAc
k
LnAcAc
2+
+ AcAc
-
Ln(AcAc)+2 ;
]][[
])([
2
2
20
AcAcLnAcAc
AcAcLn
k
LnAcAc
2+
+ Met
-
LnAcAcMet+ ; k
LnAcAc
111
=
2
[ ]
[ ][ ]
LnAcAcMet
LnAcAc Met
LnMet
2+
+ AcAc
-
LnAcAcMet+ ; k
111
LnMet
=
2
[ ]
[ ][ ]
LnAcAcMet
LnMet AcAc
Ln(AcAc)
+
2 + Met
- Ln(AcAc)2Met ; k
2)(
121
AcAcLn
=
2
2
[ ( ) ]
[ ( ) ][ ]
Ln AcAc Met
Ln AcAc Met
LnAcAcMet
+
+ AcAc
-
Ln(AcAc)2Met ;k
121
LnAcAcMet
=
2[ ( ) ]
[ ][ ]
Ln AcAc Met
LnAcAcMet AcAc
Theo định luật bảo toàn nồng độ ban đầu và định luật bảo toàn điện tích ta có:
2H Met
C
=[H2Met
+
]+[HMet] +[Met
-
] +[LnMet
2+
] +[LnAcAcMet
+
]+[Ln(AcAc)2Met]
(2.44)
C HAcAc=[HAcAc] + [AcAc
-
] + [LnAcAc
2+
] + [LnAcAcMet
+
] + 2[Ln(AcAc)2Met]+
+ 2[Ln(AcAc)2
+
] (2.45)
CLn
3+
= [Ln
3+
] + [LnMet
2+
] + [LnAcAc
2+
] +[LnAcAcMet
+
] +[ Ln(AcAc)2Met]+
+[Ln(AcAc)2
+
] (2.46)
[OH
-
] + 3CLn
3+
+[AcAc
-
] + [Met
-
] +
2H Met
C
+CHAcAc = a(
2H Met
C
+CHAcAc ) + [H
+
]+
+ 3[Ln
3+
] + 2[LnMet
2+
] + 2[LnAcAc
2+
] + [LnAcAcMet
+
] + [Ln(AcAc)2
+
] (2.47)
Biến đổi các phương trình (2.44) (2.47) ta được:
[Met
-
](
221
2 ][][
K
H
KK
H
) +[AcAc
-
]
AK
H ][
= (2-a) (
2H Met
C
+CHAcAc ) – [H
+
] + [OH
-
]
(2.48)
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
54
Đặt: [H+] = h
[OH
-
] =
h
K w
; [Met
-
] = x; [AcAc
-
] = y; [Ln
3+
] = z; k
2)(
121
AcAcLn
= t
Ta có hệ 4 phương trình sau:
2
2
2
01 01 111 10 20
2 1 2
( 1)
H Met
h h
C x k xz k k xyz k k xy zt
K K K
(2.49)
ztxykkzykkxyzkkyzk
K
h
yC
A
HAcAc
2
2010
2
20101110110 22)1(
(2.50)
ztxykkxyzkkzykkyzkxzkzC
Ln
2
201011101
2
201010013
(2.51)
2
2
2 1 2
( ) (2 )( ) wHAcAcH Met
A
Kh h h
x y a C C h
K K K K h
(2.52)
Sử dụng phần mềm Maple 9 để giải các phương trình (2.49) (2.52) với 4 ẩn
là x, y, z và t.
Từ giá trị k
2)(
121
AcAcLn
chúng tôi tính giá trị hằng số bền tổng cộng của phức chất
Ln(AcAc)2 Met theo công thức sau:
2010121 kk
k
2)(
121
AcAcLn
hay lg
2010121 lglg kk
+ lgk
2)(
121
AcAcLn
* Tương tự như trên chương trình tính toán logarit hằng số bền đối
với phức Ho(AcAc)2Met như sau:
restart;
h:=10^(-7,87);
a:=1.6;
Ka:=10^(-9.35);
K1:=10^(-2.28);
K2:=10^(-9.29);
k10:=10^6.17;
k20:=10^10.98;
k01:=10^5.79;
k111:=10^3.97;
pt1:=k10*k20*x*y^2*z*t+(h/K2+h^2/(K1*K2)+1)*x+k01*x*z+k111*k01*x*y*z=0.002;
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
55
pt2:=2*k10*k20*x*y^2*z*t+2*k10*k20*y*y*z+(1+h/Ka)*y+k10*y*z+k111*k01*
x*y*z=0.004;
pt3:=k111*k01*x*y*z+k10*k20*y*y*z+k10*y*z+k01*x*z+z+k10*k20*x*y*y*z*
t=0.001;
pt4:=(h/K2+h^2/(K1*K2))*x+(h/Ka)*y=((2-a)*6*10^(-3)-h+10^(-14)/h);
fsolve({pt1,pt2,pt3,pt4},{x,y,z,t});
Chương trình tính toán logarit hằng số bền của các phức chất Er(AcAc)2Met,
Tm(AcAc)2Met, Yb(AcAc)2Met, Lu(AcAc)2Met tương tự như trên.
Kết quả sau khi xử lí thống kê được chỉ ra ở bảng 2.13 và hình 2.12.
Bảng 2.13 Logarit hằng số bền của các phức chất Ln(AcAc)2Met
(Ln: Ho, Er, Tm, Yb, Lu) ở 30 ± 10C; I = 0,1
Ln
3+
Ho
3+
Er
3+
Tm
3+
Yb
3+
Lu
3+
lgβ121 20,84 20,76 20,63 20,24 19,57
18.0
18.5
19.0
19.5
0.0
20.5
.0
21.5
22.0
0 1 2 3 4 5 6
Hình 2.12 Sự phụ thuộc lgβ121 của các phức chất Ln(AcAc)2Met
(Ln: Ho, Er, Tm, Yb, Lu) vào số thứ tự nguyên tử.
Ln
lgβ121
Ho Er Tm Yb Lu
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
56
Nhận xét:
Theo kết quả thu được ở bảng 2.13 và hình 2.12 cho thấy:
- Với cùng phối tử L-Methionin và axetylaxeton, chúng tôi thấy quy luật biến
đổi các phức chất của NTĐH nặng tương tự các phức chất của các NTĐH nhẹ. Tuy
nhiên khả năng tạo phức của các NTĐH nặng lớn hơn, khoảng pH tạo phức thấp
hơn so với khoảng pH tạo phức của các NTĐH nhẹ mà tác giả [5] đã nghiên cứu.
- Độ bền của các phức chất LnAcAcMet+ và Ln(AcAc)2Met giảm dần từ
Ho
3+
đến Lu3+ là phù hợp quy luật của phức đa phối tử.
- Các phức đa phối tử LnAcAcMet+, Ln(AcAc)2Met bền hơn nhiều so với
các phức đơn phối tử LnMet2+, LnAcAc2+ và Ln(AcAc)2
+
, có thể do các phức đa
phối tử có cấu trúc phân tử đối xứng cao hơn. Mặt khác, theo mô hình tương tác
tĩnh điện đối với các phức đa phối tử có thể có sự giảm lực đẩy tĩnh điện giữa các
phối tử khác loại, đồng thời tăng sự tương tác giữa ion trung tâm với các phối tử.
Phức đa phối tử có sự ổn định bởi trường phối tử [12].
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
57
KẾT LUẬN
Từ kết quả thực nghiệm cho phép chúng tôi đưa ra một số kết luận sau:
1. Đã kiểm tra lại các hằng số phân li của L-Methionin và axetyl axeton
ở 30 ± 10C; I = 0,1
2. Đã xác định được hằng số bền của các phức đơn phối tử tạo thành
giữa Ho3+, Er3+, Tm3+, Yb3+, Lu3+ với L- Methionin và axetyl axeton ở
điều kiện thí nghiệm: 30 ± 10C, I = 0,1 theo tỉ lệ mol:
Ln
3+
: H2Met
+
= 1: 2; Ln
3+
: HAcAc = 1: 2. Các phức chất tạo thành của Ln3+
với H2Met
+
có dạng LnMet2+ và của Ln3+ với HAcAc có dạng LnAcAc2+ và
Ln(AcAc)
+
2. Sự tạo phức xảy ra tốt trong khoảng pH từ 5,5 ÷ 7. Hằng số bền
của các phức đơn phối tử tăng dần theo trật tự sau:
Ho
3+
< Er
3+
< Tm
3+
< Lu
3+
< Yb
3+
3. Đã xác định được hằng số bền của các phức đa phối tử tạo thành
giữa Ho3+, Er3+, Tm
3+
, Yb
3+
, Lu
3+ với L-Methionin và axetyl axeton, ở 30 ± 10C,
I = 0,1 theo các tỉ lệ mol :
Ln
3+
: HAcAc: H2Met = 1: 1 : 1
Ln
3+
: HAcAc: H2Met = 1: 2 : 2
Ln
3+
: HAcAc: H2Met = 1: 4 : 2
Phức chất tạo thành giữa các cấu tử lấy theo tỉ lệ mol là 1:1:1 và 1:2:2 có dạng
LnAcAcMet
+
và lấy theo tỉ lệ mol là 1:4:2 có dạng Ln(AcAc)2Met. Sự tạo phức xảy
ra tốt trong khoảng pH từ 6,8 ÷ 8,5. Giá trị hằng số bền của các phức chất
giảm theo trật tự sau: Ho3+ > Er3+ > Tm3+ > Yb3+ > Lu3+
Phức đa phối tử của các NTĐH nặng với L-Methionin và axetyl axeton
theo các tỉ lệ mol 1: 4: 2 bền hơn phức chất có tỉ lệ mol 1: 2: 2. Phức chất có tỉ
lệ mol 1 :2 :2 bền hơn phức chất có tỉ lệ mol 1 :1 :1.
Phức đa phối tử bền hơn phức đơn phối tử.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
58
TÀI LIỆU THAM KHẢO
TIẾNG VIỆT
1. Dương Thị Tú Anh (1997), ―Nghiên cứu sự tạo phức của Europi và Disprozi với
axit L-Glutamic trong dung dịch bằng phương pháp chuẩn độ đo pH‖, Luận văn
thạc sĩ Hoá học, Thái Nguyên.
2. Nguyễn Trọng Biểu, Từ Văn Mặc (1978), Thuốc thử hữu cơ, Nxb Khoa học
và Kỹ thuật, Hà Nội.
3. Nguyễn Hoàng Hà, Nguyễn Thị Tuyết Trinh, Ca Thị Thuý, Nguyễn Thành Trung
(2005) ―Góp phần nghiên cứu sự tạo phức của methionin với nguyên tố vi lượng
đồng (Cu)”, Y Học TP. Hồ Chí Minh* Tập 9* Phụ san số 1, tr. 1-5.
4. Glinka F.B (1981), Hoá học phức chất, người dịch Lê Chí Kiên, NXB Giáo dục,
Hà Nội, tr. 90-93.
5. Phạm Diệu Hồng (2009), ―Nghiên cứu sự tạo phức đơn, đa phối tử của các
nguyên tố đất hiếm (La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd) với L–Methionin và axetyl
axeton trong dung dịch bằng phương pháp chuẩn độ đo pH.‖, Luận văn thạc sĩ
Hoá học, Đại học sư phạm, Đại học Thái Nguyên.
6. Lê Chí Kiên (2007), Hoá học phức chất, Nxb Đại học Quốc gia Hà Nội.
7. Lê Chí Kiên (1986), ―Nghiên cứu sự tạo phức trong một số hệ: ion lantanit (III)
– anion axit – bazơ hữu cơ và áp dụng chúng trong việc xác định riêng biệt một
số ion lantanit.‖ Luận án PTS Khoa học Hoá học, Trường Đại học Tổng hợp
Hà Nội, Hà Nội.
8. Nguyễn Thị Tố Loan (2005), ―Nghiên cứu sự tạo phức của một số nguyên tố đất
hiếm (La, Ce, Pr, Nd) với L-Histidin và axetyl axeton trong dung dịch bằng
phương pháp chuẩn độ đo pH ‖, Luận văn thạc sĩ Hoá học, Thái Nguyên.
9. Hoàng Nhâm (2001), Hoá học vô cơ tập III. NXB GD.
10. Hoàng Nhâm, Lê Chí Kiên, Trần Thanh Tâm (1996), ―Phức chất hỗn hợp của
một số nguyên tố đất hiếm và kiềm thổ với benzoylaxeton, o- phenantrolin và
khả năng thăng hoa của chúng‖, Tạp chí Hoá học, 35(1), tr. 45-48.
11. N.I. Perenman (1972), Sổ tay hoá học, NXB ĐH và THCN, Hà Nội.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
59
12. Hồ Viết Quý (1999), Phức chất trong hoá học, Nxb Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội.
13. Hồ Viết Quý, Trần Hồng Vân, Trần Công Việt (1992), ―Nghiên cứu sự phụ
thuộc tính chất của các phức chất đa phối tử trong hệ: Ln3+ (La, Sm, Gd, Tu,
Lu)- 4- (2- piridilazo)- rezocxin (PAR)- axit monocacboxylic (HX) vào bản chất
của ion trung tâm, phối tử và dung môi‖, Tạp chí Hoá học, 30(3), tr. 38- 42.
14. Hồ Viết Quý, Trần Hồng Vân, Đỗ Hoài Đức (2001), ―Nghiên cứu sự tạo phức
đơn li gan-4-(2- piridilazo)-rezocxin (PAR)- Dy3+; phức đa ligan PAR-Dy3+-
HX (HX= CH3COOH; CCl3COOH) bằng phương pháp trắc quang‖, Tạp chí
phân tích Hoá, Lý và Sinh học , 6 (1), tr. 416- 434.
15. Phan Tống Sơn, Trần Quốc Sơn, Đặng Như Tại (1980), Cơ sở hoá học hữu cơ,
tập 2, NXBĐH và THCN, Hà Nội, tr.416-434.
16. Nguyễn Quốc Thắng (2000), ―Nghiên cứu các phức chất của một số NTĐH với
axit glutamic và thăm dò hoạt tính sinh học của chúng.‖ Luận án TS Hoá học,
Trường đại học Khoa học tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội, Hà Nội.
17. Lê Hữu Thiềng (2002), ―Nghiên cứu sự tạo phức của một số NTĐH với
L- Phenylalanin, bước đầu thăm dò hoạt tính sinh học của chúng‖. Luận án TS
Hoá học, Hà Nội
18. Lê Hữu Thiềng, Nông Thị Hiền (2007), ―Nghiên cứu sự tạo phức đơn phối tử, đa
phối tử trong hệ nguyên tố đất hiếm (Sm, Eu, Gd) với amino axit (L - Histidin,
L - Lơxin, L - Tryptophan) và axetyl axeton trong dung dịch bằng phương pháp
chuẩn độ đo pH‖, Tạp chí Phân tích Hoá, Lý và Sinh học, T12, Số 2, tr 64 ÷ 67.
19. Nguyễn Trọng Uyển, Lê Hữu Thiềng (2004), ―Tổng hợp và nghiên cứu
phức chất của nguyên tố đất hiếm với L- Tryptophan‖. Tạp chí hoá học,
T42, N
0
2, tr 172÷176.
20. Nguyễn Trọng Uyển, Lê Hữu Thiềng (2005), ―Tổng hợp và nghiên cứu phức
chất của Ce(III) với L- Tryptophan”. Tạp chí hoá học, T43, N03, tr 346÷350.
21. Nguyễn Trọng Uyển, Lê Hữu Thiềng, Nguyễn Thị Thủy (2007), ―Tổng hợp,
nghiên cứu phức chất của Europi với L-Methionin‖. Tạp chí hoá học, T45,
N
0
5, tr 586÷589.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
60
22. Nguyễn Trọng Uyển, Lê Hữu Thiềng, Nguyễn Thị Thu Hương (2008),
―Nghiên cứu sự tạo phức đơn phối tử, đa phối tử trong hệ nguyên tố đất hiếm
(La, Pr, Nd) với amino axit (L - Lơxin, L-Phenylalanin, L - Tryptophan) và
axetyl axeton trong dung dịch bằng phương pháp chuẩn độ đo pH‖. Tạp chí
hoá học, T46, N06, tr 687÷691.
TIẾNG ANH
23. Csoergh.I et al (1989), Crystalmstructuren of Holmium aspartate chloride
hydrate Ho(L-Asp)Cl2.6H2O, Chem. Abs, Vol. 111, 244790.
24. Ibrahim S.A. El-Gyar S.A and MostafaA. (1987), Synthesis and structure of
some amino acids complexes of U(VI), Th(IV), Ce(III) and Ln(III). Bull. Fac.
Sci., Assiut Univ, Vol 16(1), pp. 31-39.
25. J. Torres, C.Kremer, E- Kremer, H.Pardo, L.Suescun, A.Mombru, S.Dominguez,
A. Mederos, R.Herbst- Irmer, J.M. Arrieta (2002), J.Chem. Soc, Dalton Trans 4035.
26. K. Wang, R. Li, Y. Cheng, B. Zhu, Coord (1999), Chem. Rev.190-192.297.
27. M.Komiyama, N.Takeda, H, Shigekawa, (1999) Chem Commun 1443.
28. Shimadzu (1996), HPLC aminoacid analysis system, Application data book,
C 190-E004, pp. 5.
29. Shyama P. Sinha (1996), Complexes of the Rare Earths, Pergamon Press Ltd,
NewYork 11101.
30. Vickery R. C (1950), ―Separation of lanthanons by means of complexes with
aminoacid‖, J. Chem, Soc, pp. 2058.
31. West T. S (1969), Complexometry with EDTA and related reagent, 3rd, BDH
Chemicals Ltd. Poole, England.
32. Z. Zheny (2001), Chem Commun 2521.
TIẾNG NGA
33.Яцимирский К.Б (1996), Химия комплексных соединений
редкоземельых элеменмоь, АН Укр. СССР Киев.
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- LV2010_SP_NguyenThuyVan.pdf