Luận văn tốt nghiệp khoa Hóa: Khảo sát sự tạo phức Campalat - Tartart trong dung dịch nước

B Ộ G I Á O D Ụ C V À Đ À O T ẠO<br /> T<br /> 9<br /> 2<br /> <br /> Đ Ạ I H Ọ C Q UỐ C G I A T H À N H PH Ố H Ồ C H Í M I N H<br /> T<br /> 9<br /> 2<br /> <br /> T RƯỜNG Đ Ạ I HỌC SƯ PHẠM<br /> T<br /> 9<br /> 2<br /> <br /> K HOA H Ó A<br /> T<br /> 9<br /> 2<br /> <br /> T<br /> 9<br /> 2<br /> <br /> ----------- oOo ---------------<br /> <br /> LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP<br /> T<br /> 7<br /> <br /> Đề tài :<br /> T<br /> 6<br /> 1<br /> <br /> KHẢO SÁT SỰ TẠO PHỨC<br /> CAMPALT – TARTART TRONG<br /> DUNG DỊCH NƯỚC<br /> T<br /> 9<br /> 2<br /> <br /> SINH VIÊN THỰC HIỆN:<br /> T<br /> 9<br /> 2<br /> <br /> TRẦN NGỌC VỸ<br /> <br /> G I Á O V I Ê N H Ư Ớ N G D Ẫ N : T R Ầ N THỊ YẾN<br /> T<br /> 9<br /> 2<br /> <br /> N IÊN KHOÁ 1995-1999<br /> T<br /> 0<br /> 1<br /> <br /> MỤC LỤC<br /> MỤC LỤC ......................................................................................................... 2<br /> T<br /> 6<br /> 4<br /> <br /> T<br /> 6<br /> 4<br /> <br /> MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 3<br /> T<br /> 6<br /> 4<br /> <br /> T<br /> 6<br /> 4<br /> <br /> PHẦN LÝ THUYẾT ......................................................................................... 4<br /> T<br /> 6<br /> 4<br /> <br /> T<br /> 6<br /> 4<br /> <br /> I.GIỚI T H I Ệ U C H U N G VỀ PHỨC CHẤT .............................................................. 4<br /> <br /> T<br /> 6<br /> 4<br /> <br /> T<br /> 6<br /> 4<br /> <br /> 1.Nguyên tử trung tâm .................................................................................................. 4<br /> T<br /> 6<br /> 4<br /> <br /> T<br /> 6<br /> 4<br /> <br /> 2.Phối tử........................................................................................................................ 5<br /> T<br /> 6<br /> 4<br /> <br /> T<br /> 6<br /> 4<br /> <br /> II.MỘT SỐ ẢNH HƯỞNG CỦA MÔI TRƯỜNG ĐẾN QUÁ TRÌNH TẠO PHỨC:..... 8<br /> <br /> T<br /> 6<br /> 4<br /> <br /> T<br /> 6<br /> 4<br /> <br /> 1 .Ảnh hưởng của dung môi - hằng số điện môi. ......................................................... 8<br /> T<br /> 6<br /> 4<br /> <br /> T<br /> 6<br /> 4<br /> <br /> 2.Lực ion hệ số hoạt độ .............................................................................................. 10<br /> T<br /> 6<br /> 4<br /> <br /> T<br /> 6<br /> 4<br /> <br /> 3.Ảnh hưởng của pH................................................................................................... 12<br /> T<br /> 6<br /> 4<br /> <br /> T<br /> 6<br /> 4<br /> <br /> 4.Ảnh hưởng của nồng độ phức màu đến quá trình tạo phức ..................................... 13<br /> T<br /> 6<br /> 4<br /> <br /> T<br /> 6<br /> 4<br /> <br /> III.GIỚI THIỆU PHỨC COBALT (II) ........................................................................... 13<br /> <br /> T<br /> 6<br /> 4<br /> <br /> T<br /> 6<br /> 4<br /> <br /> IV.PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.............................................................................. 17<br /> <br /> T<br /> 6<br /> 4<br /> <br /> T<br /> 6<br /> 4<br /> <br /> PHẦN THỰC HÀNH ..................................................................................... 21<br /> T<br /> 6<br /> 4<br /> <br /> T<br /> 6<br /> 4<br /> <br /> I.CÁC HOÁ CHẤT, MÁY MÓC SỬ DỤNG: ............................................................... 21<br /> <br /> T<br /> 6<br /> 4<br /> <br /> T<br /> 6<br /> 4<br /> <br /> 1.Hoá chất: .................................................................................................................. 21<br /> T<br /> 6<br /> 4<br /> <br /> T<br /> 6<br /> 4<br /> <br /> 2.Máy móc sử dụng: ................................................................................................... 21<br /> T<br /> 6<br /> 4<br /> <br /> T<br /> 6<br /> 4<br /> <br /> II. CÁC BƯỚC TIẾN HÀNH: ........................................................................................ 21<br /> <br /> T<br /> 6<br /> 4<br /> <br /> T<br /> 6<br /> 4<br /> <br /> II. XỬ LÝ KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ...................................................................... 59<br /> <br /> T<br /> 6<br /> 4<br /> <br /> T<br /> 6<br /> 4<br /> <br /> 1.Xử lý kết quả ........................................................................................................... 59<br /> T<br /> 6<br /> 4<br /> <br /> T<br /> 6<br /> 4<br /> <br /> 2.Thảo luận ................................................................................................................. 60<br /> T<br /> 6<br /> 4<br /> <br /> T<br /> 6<br /> 4<br /> <br /> KẾT LUẬN ..................................................................................................... 63<br /> T<br /> 6<br /> 4<br /> <br /> T<br /> 6<br /> 4<br /> <br /> TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................... 64<br /> T<br /> 6<br /> 4<br /> <br /> T<br /> 6<br /> 4<br /> <br /> TÓM TẮT LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ......................................................... 65<br /> T<br /> 6<br /> 4<br /> <br /> T<br /> 6<br /> 4<br /> <br /> 1.Mục tiêu đề tài .............................................................................................................. 65<br /> T<br /> 6<br /> 4<br /> <br /> T<br /> 6<br /> 4<br /> <br /> 2.Lịch sử của vấn đề ........................................................................................................ 65<br /> T<br /> 6<br /> 4<br /> <br /> T<br /> 6<br /> 4<br /> <br /> 3.Phương pháp nghiên cứu .............................................................................................. 66<br /> T<br /> 6<br /> 4<br /> <br /> T<br /> 6<br /> 4<br /> <br /> 4. Nội dung nghiên cứu ................................................................................................... 66<br /> T<br /> 6<br /> 4<br /> <br /> T<br /> 6<br /> 4<br /> <br /> 5. Kết quả nghiên cứu...................................................................................................... 66<br /> T<br /> 6<br /> 4<br /> <br /> T<br /> 6<br /> 4<br /> <br /> 6.Kết luận ........................................................................................................................ 67<br /> T<br /> 6<br /> 4<br /> <br /> T<br /> 6<br /> 4<br /> <br /> 7.Đề xuất ......................................................................................................................... 67<br /> T<br /> 6<br /> 4<br /> <br /> T<br /> 6<br /> 4<br /> <br /> MỞ ĐẦU<br /> Nghiên cứu phức chất là một lĩnh vực quan trọng của nghành hóa học.<br /> Việc nghiên cứu phức chất phát triển rất nhanh, bởi vì ngày càng có nhiều<br /> ứng dụng không thể thiếu được của phức chất trong công nghiệp hiện đại :<br /> phức chất được ứng dụng trong công nghiệp nhuộm, mạ điện, thuộc da, trong<br /> xử lí nước, trong điện ánh, nhiếp ảnh, làm chất xúc tác, trong việc tinh chế các<br /> chất tinh khiết, siêu tinh khiết phục vụ cho công nghệ năng lượng nguyên tử<br /> và công nghệ hỏa tiễn,... Ngoài ra phức chất còn có vai trò quan trọng trong y<br /> học, như chữa một số bệnh hiểm nghèo : ung thư, lao, phong...|9| Quá trình<br /> nghiên cứu phức chất được tiến hành riêng rẽ bởi các nhà khoa học của các<br /> nước khác nhau trên thế giới và kết quả chưa được thống nhất với nhau, đôi<br /> khi còn trái ngược nhau.<br /> Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, sự ra đời của máy móc<br /> thiết bị hiện đại càng hoàn thiện, với độ chính xác ngày càng cao, với những<br /> yêu cầu của cuộc sống và do phức chất có những ứng dụng lớn lao nên việc<br /> nghiên cứu các tính chất của phức chất ngày càng được quan tâm nhiều hơn<br /> và ngày càng có nhiều phương pháp để nghiên cứu.<br /> Trước kia, khi nghiên cứu đến sự hòa tan của các chất trong dung dịch,<br /> thì dung môi chủ yếu là nước, khi ngành hóa học phát triển, dung môi hòa tan<br /> không còn giới hạn trong phạm vi là nước hay những dung môi hữu cơ thông<br /> thường mà còn có phức chất. Phức chất có ý nghĩa đặc biệt quan trọng trong<br /> việc "hòa tan" các chất khó tan nhất (ví dụ,: tạo phức K2HgI4, hay sự tạo<br /> phức H[AuCl4] đã hòa tan được vàng). Do đó, việc nghiên cứu độ bền, thành<br /> phần của phức chất có vai trò to lớn đối với hóa phân tích.<br /> Phức của các kim loại hóa trị 2, 3 với các oxiaxit đã được nghiên cứu<br /> nhiều nhưng trong một số trường hợp cấu trúc các hợp chất đơn giản và thông<br /> dụng nhất vẫn chưa được xác lập.[11]<br /> Cobalt là kim loại chuyển tiếp có hai trạng thái oxihoá (2) và (3) trong<br /> dung dịch. Quá trình tạo phức của Cobalt khá phức tạp và chưa có kết luận<br /> chính xác, nhất là về tỉ lệ Cobalt : tartrat cũng như hằng số bền của nó.<br /> Với những lí do trên; chúng tôi chọn đề tài "Khảo sái sự tạo phức<br /> Cobalt-tartrat trong dung dịch nước" nhằm ghóp phần khẳng định các giả thiết<br /> đã có, xác định thành phần của phức Cobalt-tartrat trong dung dịch nước và<br /> tính toán giá trị hằng số bền của phức.<br /> <br /> PHẦN LÝ THUYẾT<br /> I.GIỚI T H I Ệ U CH U NG VỀ PHỨC CHẤT<br /> Khi các nguyên tử riêng biệt của các nguyên tố hóa học kết hợp lại với<br /> nhau tạo thành hợp chất mới. Hợp chất mới gồm có hai loại: hợp chất đơn<br /> giản : CuCl2, NaN03 và hợp chất phức tạp gọi là phức chất: {NiCI4}2-,<br /> {CO(NH3)4}2+ .<br /> Phức chất gồm có nguyên tử trung tâm và các phối tử, thành phần, tính<br /> chất, điện tích,... của phức chất phụ thuộc vào chúng. [5,9]<br /> 1.Nguyên tử trung tâm<br /> Nguyên tử trung tâm có thể là các ion kim loại, cũng có thể là những<br /> nguyên tử trung hòa. Cấu hình electron, mức oxy hóa, kích thước, thế ion hóa<br /> (tỉ số điện tích ion và bán kính) của nó quyết định phần lớn tính chất của phức<br /> chất : số phối tử, kiểu phối tử, loại phối tử, kiểu liên kết, cấu trúc không gian,<br /> từ tính...<br /> Do đặc điểm cấu hình electron, các ion trung tâm có khả năng tạo nhiều<br /> loại phức chất; Ion trung tâm là ion của các kim loại thuộc nhóm kim loại có<br /> cấu hình khí trơ (ns2np6) trong các phức chất của mình ,có đặc trưng là tạo<br /> thành phức chất bền đối với các nguyên tử chứa oxy và flo, ví dụ: Be (II), Mg<br /> (III), Al (III), Ti(IV), Nb(V).<br /> Ion trung tâm là ion cuả các kim loại thuộc nhóm kim loại chuyển tiếp,<br /> các ion nầy có electron đang điền vào các orbital d, có khả năng tạo nhiều loại<br /> phức chất nhờ có sự lai hóa của các orbital (n-1) d với các orbital ns, np còn<br /> trống.Trường hợp nhóm kim loại có cấu hình electron (n-l)d10 (n=4, 5,<br /> 6):Au(I), Ag(I), Cu(I), Zn(II), Cd(II) thể hiện khuynh hướng phối trí mạnh<br /> nhất với các phối tử chứa nitơ. Nhìn chung các kim loại chuyển tiếp thường<br /> tạo phức với các phối tử chứa oxy, nitơ, cũng như phối tử chứa lưu huỳnh,<br /> phốt pho và nguyên tử của nguyên tố khác. [5,9]<br /> ... Trong phức chất thường có sự chuyển dịch điện tử từ phối tử sang ion<br /> kim loại trung tâm, nếu có sự dịch chuyển ngược lại đôi điện tử từ ion trung<br /> tâm sang các orbital còn trống của các phối tử thì độ bền của các chất tăng<br /> lên, đó là nhờ có sự tạo thành liên kết π cho nhận (πL→ M), cũng có trường<br /> hợp tạo thành liên kết π cho nhận ngược lại (πL ←M).[4, 5 ]<br /> Điện tích và bán kính của ion trung tâm cũng là đặc điểm quan trọng của<br /> phức chất chúng quyết định độ bền của các phức tạo thành. Các ion có điện<br /> tích lớn và kích thước nhỏ (thế ion hóa lớn) thường tạo được các phức bền.[9]<br /> Các kim loại chuyển tiếp chu kì 4 (3d) có khả năng tạo phức với các<br /> oxy-axít khi nồng độ phối tử tăng, riêng đồng, niken, các anion phức được tìm<br /> thấy chỉ ở nồng độ vô cùng nhỏ của axít citric (0,01-1 N). Coban tạo phức rất<br /> yếu, còn in mangan không tìm thấy tạo phức với Chúng ta thường gặp các<br /> phức chất có nguyên tử trung tâm là các ion kim loại. Hiện nay, người ta đã<br /> <br /> biết được phức chất của các kim loại, tính chất của các kimloại chuyển tiếp<br /> ảnh hưởng đến tính chất hóa học của phức chất của chúng.<br /> Trên thực tế, các kim loại không thuộc nhóm kim loại chuyển tiếp tuy<br /> tạo phức ít hơn nhưng vẫn có tồn tại, ví dụ phức{Na(NH3)4}có cấu trúc tứ<br /> diện và có độ bền giống như đối với {Zn(NH3)4}2+<br /> 2.Phối tử<br /> Có hai loại phối tử: phối tử vô cơ và phối tử hữu cơ, những điểm quyết<br /> định tính chất và thành phần của phức chất là độ âm điện, kích thước phối tử,<br /> điện tích, cấu hình electron và độ bazơ của phối tử cũng như số lượng và bản<br /> chất của phối tử.<br /> Khả năng phối trí của phối tử, phần lớn phụ thuộc vào các nguyên tử<br /> hoặc nhóm nguyên tử có mặt trong chúng, mà qua đó phối tử thực hiện liên<br /> kết với ion trung tâm.<br /> Các phối tử có độ âm điện lớn, kích thước nhỏ, cố đôi điện tử không bị<br /> phân chiasẽ lầm ổn định bậc oxy hóa cao của phức chất (đối với kim loại có<br /> nhiều bậc oxy hóa) đó là các phối tử: F-, O2- chúng thường tạo liên kết 6 cho<br /> nhận 6m← l, thường cho số phối trí cực đại là 6 [MX6]n và có cấu trúc bát<br /> diện.[9]<br /> <br /> Cấu trúc bát diện của [A1F6]*<br /> <br /> v í dụ: [ AlF 6 ] 3 T<br /> 9<br /> 2<br /> <br /> R<br /> <br /> R<br /> <br /> P<br /> <br />