Nghiên cứu sự tạo phức của er(iii) với 1-(2-pyridilazo) -2-naphtol (pan) bằng phương pháp trắc quang - Nguyễn Đình Luyện

TẠP CHÍ KHOA HỌC, Đại học Huế, Số 22, 2004 NGHIÊN CỨU SỰ TẠO PHỨC CỦA Er(III) VỚI 1-(2-PYRIDILAZO) -2-NAPHTOL (PAN) BẰNG PHƯƠNG PHÁP TRẮC QUANG Nguyễn Đình Luyện Trường Đại học Sư phạm, Đại học Huế MỞ ĐẦU Thuốc thử 1-(2-pyridilazo)-2-naphtol (PAN) tạo phức được với một số nguyên tố như đồng, niken [1] và các phức đơn, đa-ligan của Fe(III) [2,3,4]... Trong các công trình trước [5,6,7], chúng tôi đã thông báo kết quả nghiên cứu sự tạo phức đơn và đa-ligan của một số nguyên tố đất hiếm với PAR bằng phương pháp trắc quang. Trong bài báo này, chúng tôi thông báo kết quả nghiên cứu sự tạo phức đơn-ligan của Er(III) với PAN. PHẦN THỰC NGHIỆM Dung dịch nguyên tố đất hiếm Er(III) được điều chế từ oxit tương ứng có độ sạch PA. Nồng độ của nó được xác định bằng phương pháp chuẩn độ dùng DTPA tiêu chuẩn với chỉ thị Asenazo (III) trong môi trường đệm axetat. Các dung dịch loãng được pha chế từ dung dịch gốc. PAN là thuốc thử tinh khiết được pha chế bằng cách cân chính xác 0,0249 gam PAN trên cân phân tích sau đó hòa tan bằng axeton rồi định mức tới vạch. Các dung dịch PAN loãng được pha chế từ dung dịch gốc. Các hóa chất sử dụng khác đều thuộc loại hóa chất tinh khiết phân tích. Các giá trị pH được kiểm tra trên máy pH-meter RE 357 (Thụy Sĩ). Mật độ quang đuợc đo trên máy UV-1201 Shimadzu (Nhật). KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 1. Phổ của thuốc thử và phổ của phức: Phổ hấp thụ electron của dung dịch PAN ở pH=9; CPAN = 4.10-5M và của dung dịch phức Er(III)-PAN cũng ở pH = 9 được biểu diễn trên hình 1. Qua hình 1 cho thấy PAN có lmax = 470 nm, phức của Er(III)-PAN có lmax = 580 nm. Các thí nghiệm nghiên cứu tiếp theo được đo ở bước sóng 580 nm.  400 450 500 550 600 650 700 l(nm) 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 § § § § § § § § § § § § § ¨ ¨ ¨ ¨ ¨ ¨ ¨ ¨ ¨ ¨ ¨ ¨ ¨ ¨ ¨ DA 2 1 Hình 1: Phổ của PAN và phức ở pH = 9, cuvet = 1cm 1. Phổ của thuốc thử PAN 2. Phổ của phức Er(III)-PAN 2. Ảnh hưởng của pH đến sự tạo phức: Các kết quả thí nghiệm được dẫn ra dưới dạng đồ thị trên hình 2 chỉ rõ rằng ở khoảng pH = 9,0-10,5 sự tạo phức Er(III)-PAN là tốt nhất. Những nghiên cứu tiếp theo sẽ được thực hiện trong khoảng pH này. 3 5 7 9 11 13 pH 0.2 0.4 0.6 · · · · DA · · · · · Hình 2: Sự phụ thuộc giữa mật độ quang của phức Er(III)-PAN vào pH 3. Ảnh hưởng của thời gian và tỉ lệ axeton : nước Phức màu Er(III)-PAN có độ bền khá cao theo thời gian, mật độ quang ổn định trong vòng 70 phút sau khi pha chế. Đây là điều kiện thuận lợi cho nghiên cứu phức chất. Tỉ lệ thể tích axeton : nước cũng ảnh hưởng đến sự tạo phức Er(III)-PAN. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng được ghi ở bảng 1. Qua bảng 1 cho thấy tỉ lệ tạo phức tối ưu là axeton: nước = 1 : 5. Các nghiên cứu tiếp theo cũng dùng tỉ lệ này. Bảng 1: Sự phụ thuộc DA của phức Er-PAN vào tỉ lệ axeton: nước Tỉ lệ 1:11 1:9 1:8 1:7 1:6 1:5 1:4 1:3 1:2 1:1 DA 0,427 0,465 0,497 0,530 0,533 0,538 0,372 0,223 0,214 0,118 4. Xác định thành phần của phức Er(III)-PAN Dùng các phương pháp tỉ số mol (hình 3); hệ đồng phân tử gam; Staric-Bacbanen [8] để xác định tỉ lệ tạo phức giữa Er(III) với PAN. Các thí nghiệm đo ở các điều kiện tối ưu đã nghiên cứu, kết quả đều cho thấy tỉ lệ Er(III): PAN =1 : 2. 0 1 2 3 4 CPAN/CEr(III) 0.2 0.4 0.6 Ÿ DA Ÿ Ÿ Ÿ Ÿ Ÿ Ÿ Ÿ Ÿ Hình 3: Xác định tỉ lệ Er(III): PAN bằng phương pháp tỉ số mol 5. Xác định hệ số hấp thụ phân tử gam và xây dựng đường chuẩn Hệ số hấp thụ phân tử gam (e) của phức được xác định theo phương pháp Cama [8,9]. Sau khi xử lí thống kê [10] kết quả thu được e = (2,85 ±0,10).104; đường chuẩn có dạng: DA = -0,171 + 2,75.104.CEr(III) 6. Nghiên cứu cơ chế tạo phức, tính hằng số b của phức Cơ chế tạo phức giữa Er(III) và PAN được xác định theo [8]. Kết quả cho thấy kim loại đi vào phức dạng Er(OH)2+; Thuốc thử PAN vào phức dạng R-. Phương trình tạo phức có thể viết như sau: Er(OH)2+ + 2HR = Er(OH)R2 + 2H+ Kết quả tính hằng số bền của phức lgb được ghi ở bảng 2. Sau khi xử lí số liệu thống kê đuợc lgb = 21,87 ± 0,21 Bảng 2: Sự phụ thuộc của lgb vào pH pH CK.105 [HR].105 [R-].1011 [Er(OH)].105 -lgKp lgb 6,0 0,74 2,47 1,19 0,27 2,35 22,29 6,3 0,93 2,37 1,65 0,38 2,36 21,96 6,5 1,06 2.03 1,94 0,44 2,43 21,82 6,8 1,31 1,95 1,01 0,43 2,71 21,17 7,0 1,44 1,97 2,23 0,42 2,86 21,63 KẾT LUẬN Đã nghiên cứu sự tạo phức của Er(III) với PAN trong môi trường nước -axeton bằng phương pháp trắc quang. Xác định được các điều kiện tạo phức tối ưu, cơ chế tạo phức, cũng như xác định hệ số hấp thụ phân tử gam, phương trình đường chuẩn và hằng số bền của phức. Kết quả là: lmax = 580 nm; pHtư = 9-10,5; tỉ lệ axeton: nước = 1 : 5; Tỉ lệ Er(III): PAN = 1 : 2; e = (2,85 ± 0,10).104; lgb = 21,87 ± 0,21 TÀI LIỆU THAM KHẢO Z. Xihaodong, Z. Xiashi, G. Rong (Dep. of Chemical Eng. and Chemistry, Yangzhou Univ., Teacher’s College, Yangsu Peop. Rep. China 225002. Guangpu shiyanshi 1997, 14(3); Chemical Abstract, Vol 127, No.10, 1444619 (1997). Lâm Ngọc Thụ, Nguyễn Mạnh Hà, Lê Thị Vinh. Nghiên cứu sự tạo phức của Fe(III) với PAN trong dung dịch nước và ứng dụng để xác định Fe(III) trong nước ngầm ở một số khu vực tại Hà Nội bằng phương pháp trắc quang. Tạp chí Hóa học, T38, số 4, (2000) 6-9 . Lâm Ngọc Thụ, Nguyễn Mạnh Hà, Lê Thị Vinh. Nghiên cứu sử dụng phức của Fe(III) với PAN để làm giàu và xác định Fe(III) trong nước cất một lần bằng phương pháp chiết trắc quang. Tạp chí Hóa học, T39, số 1, (2001) 14 -16 . Lâm Ngọc Thụ, Nguyễn Mạnh Hà, Lê Thị Vinh. Nghiên cứu cơ chế tạo phức giữa Fe(III) với PAN trong dung dịch nước-axeton. Tạp chí Hóa học, T40, số 3, (2002) 20 - 23 . Nguyễn Đình Luyện, Nguyễn Đức Vượng. Nghiên cứu sự tạo phức trong hệ Ho(III)-PAR bằng phương pháp trắc quang. Thông báo khoa học, ĐHSP Huế, Số 1, (2002) 209 - 213. Nguyễn Đình Luyện. Nghiên cứu sự tạo phức đa-ligan trong hệ Gd(III)-PAR-CCl3COOH bằng phương pháp trắc quang. Thông báo khoa học, ĐHSP Huế, Số 1, (2000) 115 - 119. Nguyễn Đình Luyện, Hồ Viết Quí, Lưu Minh Đại, Đặng Vũ Minh. Nghiên cứu sự tạo phức đa-ligan trong hệ Tm3+-PAR-HX-TPB-nButanol bằng phương pháp chiết- trắc quang. Tạp chí phân tích Hóa - Lý và Sinh học, T2, số 1+2, (1997) 30,31,43 . Hồ Viết Quí. Phức chất trong hóa học, NXB Khoa học kỹ thuật, HN (1999). N.P.Cama, J.Analit Khimi, T.5, No.3 (1950) Hồ Viết Qúy, Nguyễn Tinh Dung. Các phương pháp phân tích Hóa lý. ĐHSP Hà Nội 1 (1999). A STUDY ON THE COMPLEX FORMATION OF ER(III) WITH 1-(2-PYRIDYLAZO)-2-NAPHTOL (PAN) BY SPECTROPHOTOMETRIC METHOD Nguyen Dinh Luyen College of Pedagogy, Hue University SUMMARY The complex formation of Er(III) with PAN in aqueous solvent has been studied by spectrophotometric method. The composition, the mechanism of complex formation have been established. The molecular absorptivity and the stable constant of the complex Er(III):PAN = 1:2 and optional constant pH = 9¸10,5 have been determined: e = (2,85 ± 0,10).104 at lmax = 580 nm; lgb = 21,87 ± 0,21