Nghiên cứu sự tạo phức đa-ligan trong hệ HO(III) - 4- (2- PYRIDYLAZO) - REZOXIN (PAR) - CCL3COOH bằng phương pháp trắc quang

TẠP CHÍ KHOA HỌC, Đại học Huế, Số 12, 2002<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> NGHIÊN CỨU SỰ TẠO PHỨC ĐA­LIGAN TRONG HỆ <br /> Ho(III) ­ 4­ (2­ PYRIDYLAZO) ­ REZOXIN (PAR) ­ CCl3COOH <br /> BẰNG PHƯƠNG PHÁP TRẮC QUANG<br /> Nguyễn Đình Luyện<br /> Trường Đại học Sư phạm, Đại học Huế<br /> <br /> <br /> MỞ ĐẦU<br /> Trong các công trình nghiên cứu trước [1, 2], chúng tôi đã thông báo các kết quả <br /> nghiên cứu sự  tạo phức đa­ ligan trong các hệ  nguyên tố  đất hiếm (Gd 3+, Nd3+) với <br /> PAR và axit tricloaxetic (CCl3COOH) bằng phương pháp trắc quang. Tiếp theo trong <br /> công  trình này chúng  tôi thông  báo kết quả  nghiên cứu  sự  tạo phức  đối với  hệ <br /> Ho(III)­ PAR­ CCl3COOH.<br /> <br /> THỰC NGHIỆM<br /> Dung dịch nguyên tố đất hiếm Ho(III) được điều chế  từ hóa chất Ho2O3 có độ <br /> tinh khiết PA bằng cách cho tác dụng với CCl3COOH. Nồng độ của Ho(III) được xác <br /> định   bằng   phương   pháp   chuẩn   độ   complexon   dùng   dung   dịch   chuẩn   là   dietylen  <br /> triamin pentaaxetic (DTPA) chỉ thị là asenazo (III). Các dung dịch loãng được pha chế <br /> từ dung dịch gốc.<br /> Các dung dịch PAR, CCl3COOH, NaOH ... cũng được điều chế từ hóa chất tinh <br /> khiết phân tích. pH của dung dịch được đo trên máy pH meter RE 357 (Thụy Sỹ). Mật  <br /> độ quang của các dung dịch được đo trên máy   UV. 1201 SHIMADZU (Nhật).<br /> Phức đa­ligan được điều chế  bằng cách hút một thể  tích chính xác dung dịch <br /> Ho3+, dung dịch PAR, CCl3 COOH và dung dịch KCl 2M để  thiết lập lực ion cố  định <br /> cho vào cốc. Thêm nước cất đến gần 8ml, đo PH trên máy PH meter rồi dùng KOH  <br /> hoặc HNO3  để  điều chỉnh PH thích hợp. Chuyển vào bình định mức 10 ml, thêm  <br /> nước cất đến vạch, lắc kỹ.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN<br /> <br /> 1. Hiệu ứng tạo phức đa­ ligan trong hệ Ho (III) ­ PAR­ CCl3COOH<br /> Phổ  hấp phụ  electron của dung dịch PAR, phức đơn­ ligan Ho3+­PAR và phức <br /> đa­ligan Ho3+­ PAR­ CCl3COOH được biểu diễn trên hình 1. Qua hình 1 cho thấy  <br /> 13<br /> PAR có  max = 415nm; khi có mặt của CCl3COOH là phối tử thứ hai thì  max của phức <br /> chuyển   từ   500nm   đến   510nm   và   mật   độ   quang   tăng   đáng   kể,   phức   của   Ho 3+­ <br /> CCl3COOH không màu. Vậy đã xảy ra sự tạo phức đa­ligan Ho3+­ PAR­ CCl3COOH.<br /> <br /> A<br /> <br /> 1,<br /> 0<br /> <br /> 0,7<br /> 5<br /> <br /> 0,5<br /> 0<br /> 0,2<br /> 5                                                                                     (2)        (3)<br />                                                       (1)<br /> 400 450 500 550 (nm)<br /> <br /> Hình 1: Phổ hấp phụ electron của các dung dịch màu<br /> (1): PAR ;  (2): Ho3+­ PAR ; (3): Ho3+­ PAR­ CCl3COOH<br /> 2. Sự phụ thuộc mật độ quang của phức vào thời gian và pH<br /> Phức đa­ligan Ho3+­ PAR­ CCl3COOH có độ  bền tương đối, mật độ  quang  ổn <br /> định trong thời gian 60 phút sau khi pha chế. Khoảng pH tối  ưu của sự tạo phức là <br /> 9 10.<br /> 3. Sự phụ thuộc mật độ quang của phức vào nồng độ CCl3COO­<br /> Các thí nghiệm được tiến hành với CHo3+= 10­ 5M; CPAR= 2.10­ 5M trong các điều <br /> kiện tối  ưu, còn nồng độ  CCl3COO­ biến đổi. Kết quả  được biểu diễn trên hình 2. <br /> Qua hình 2 cho thấy, mật độ quang của phức đạt cực đại khi nồng độ CCl3COO­ gấp <br /> 800 lần nồng độ Ho3+.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 14<br />  A<br /> <br /> <br /> <br /> 1,0<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 0,5<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> - 2 - -<br /> Hình 2: Sự phụ thuộ10 2.10<br /> c mật độ quang của phứ CCCl<br /> c Ho3+­ PAR­ CCl COO<br /> 3COOH  <br /> 3<br /> 2<br /> vào nồng độ CCl3COO <br /> 4. Xác định thành phần của phức Ho3+­ PAR­ CCl3COOH<br /> a. Xác định tỷ lệ Ho3+: PAR<br /> Dùng phương pháp hệ  đồng phân tử  gam, phương pháp tỷ  số  mol (hình 3), <br /> phương pháp Staric­ Bacbanen [3] để xác định tỷ lệ Ho 3+: PAR. Kết quả thực nghiệm  <br /> đều cho thấy, tỷ lệ Ho3+: PAR= 1: 2 và phức là đơn nhân.<br /> <br /> <br /> <br /> A<br /> 1,0<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 0,5<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 3+<br /> Hình 3: Xác đ CPAR/CHo<br /> 1,0 ịnh tỷ lệ Ho : PAR theo ph ương pháp t ỷ số mol<br /> 3+<br /> 0,5 2,0 3,0<br /> b. Xác định tỷ lệ Ho3+ : Cl3COO­<br /> Dùng phương pháp chuyển dịch cân bằng để xác định tỷ lệ Ho 3+ : Cl3COO­. Kết <br /> quả  được biểu diễn trên hình 4. Qua hình 4 cho thấy, tg   1, vậy tỷ  lệ  Ho3+  : <br /> Cl3COO­ = 1:1.<br /> 15<br />  Như vậy, bằng các phương pháp xác định thành phần phức khác nhau, chúng tôi <br /> đã xác định được thành phần của phức đa­ligan:<br /> Ho3+: PAR: CCl3COOH = 1: 2:1<br /> Ai<br />                                                                                lg  <br />                                                                           Agh -<br /> Ai<br /> <br /> 0,4<br /> <br />                                   0,2<br />                                         <br /> 0,0<br /> <br /> <br /> -<br /> 0,2<br />                                                                           lgCCCl3COO ­<br />                                                                             <br /> - 3 - - 2 - Ai<br /> Hình 4: Đồ thị phụ thuộc  lg                      vào lgCCCl3COO ­<br /> 2,5 1,5<br /> Agh -<br /> Ai<br /> <br /> 5. Xác định hệ số hấp thụ phân tử gam và xây dựng đường chuẩn<br /> Hệ  số  hấp thụ  phân tử  gam của phức ( ) được tiến hành theo phương pháp <br /> Cama [3, 4]. Kết quả  thu được     = (5,11     0,04).104. Đường chuẩn sau khi xử  lý <br /> thống kê [5] có dạng:<br /> A = 5,11.104.CHo3+ +  0,17<br /> (ở đây nồng độ là mol/l)<br /> 6. Nghiên cứu cơ chế tạo phức, tính hằng số bền của phức<br /> Chúng tôi đã sử dụng phương pháp nghiên cứu cơ chế tạo phức đa­ ligan [3, 6]  <br /> đối với hệ  Ho3+­ PAR­ CCl3COOH, kết quả cho thấy: dạng kim loại đi vào phức là <br /> Ho(OH)2+,   thuốc   thử   PAR   đi   vào   phức   dạng   R2­  và   dạng   axit   đi   vào   phức   là <br /> CCl3COO­. Từ đó chúng tôi giả định s Nự tạo phức  Ho ­ PAR­ CCl3COOH có cấu trúc <br /> 3+<br /> <br /> <br /> như sau: N N<br /> <br />                                                                                       O­ <br />                                             <br />                                                                                                             <br />                   O    O<br /> 16<br /> N<br /> N<br /> N<br />      CCl3          C      O  Ho(OH)2+ H2O (OH ­, X ­ )<br /> <br />                                 O  <br />       <br />            O­<br /> <br /> <br /> Kết quả  tính hằng số không bền của phức được ghi ở  bảng 1. Sau khi xử lý <br /> bằng thống kê được   ­ lgKkb = 24,30   0,15. Vậy lg  = 24,30   0,15 do đó phức khá <br /> bền.<br /> pH Ck.106 [Ho(OH)2+].107 [R2­ ].1012 [CCl3COO­ ] Kkb.1026 ­ lgKkb<br /> 5,05 3,44 4,96 1,64 0,23 8,44 25,07<br /> 5,15 3,72 6,10 2,43 0,23 21,18 24,67<br /> 5,25 4,01 7,47 3,58 0,23 52,19 24,28<br /> 5,35 4,29 9,13 5,19 0,23 125,92 23,89<br /> 5,45 4,57 11,10 7,46 0,23 296,53 23,53<br /> Bảng 1: Kết quả tính hằng số không bền của phức Ho3+­ PAR­ CCl3COOH<br /> <br /> <br /> KẾT LUẬN<br /> Đã nghiên cứu sự  tạo phức  đa­ligan trong hệ  Ho3+­ PAR­ CCl3COOH bằng <br /> phương pháp trắc quang. Xác định được điều kiện tạo phức tối ưu, thành phần của  <br /> phức, cơ  chế  tạo phức cũng như  xác định hệ  số  hấp thụ  phân tử  gam ( ), hằng số <br /> bền ( ) của phức. Kết quả:<br /> Tỷ lệ Ho3+: PAR : CCl3COO­ = 1: 2: 1<br />  = (5,11   0,04).104<br /> lg  = 24,30   0,15<br /> <br /> <br /> TÀI LIỆU THAM KHẢO<br /> 1. Nguyễn   Đình   Luyện,  Nghiên   cứu   sự   tạo   phức   đa­ligan   trong   hệ   Gd3+­   PAR­  <br /> CCl3COOH bằng phương pháp trắc quang, Thông báo khoa học ĐHSP Huế, số  1 <br /> (34), tr. 115­ 119 (2000).<br /> 2. Nguyễn Đình Luyện, Nguyễn Văn Phúc,  Nghiên cứu sự  tạo phức đa­ligan trong  <br /> hệ  Nd3+­ 4­ (2­ pyridylazo) ­ rezoxin (PAR) ­ CCl 3COOH bằng phương pháp trắc  <br /> quang. Tuyển tập công trình khoa học ­ Hội nghị khoa học phân tích hóa, lý và sinh <br /> học Việt Nam lần thứ nhất, tr. 150­ 153 (2000).<br /> 3. Hồ Viết Quý, Phức chất trong hóa học, tr. 57­ 83, NXB khoa  học và kỹ thuật, Hà <br /> Nội (1999).<br /> 4. N.P. Cama. J. Analit Khimi, T5, N0 3, X 139 (1950).<br /> <br /> <br /> 17<br />  5. Hồ Viết Quý, Nguyễn Tinh Dung, Các phương pháp phân tích hóa­lý, tr. 222­ 224, <br /> Trường ĐHSP Hà Nội I (1991).<br /> 6. Hồ Viết Quý, Nghiên cứu cơ chế tạo phức giữa ion kim loại và thuốc thử hữu cơ  <br /> (phức đa phối), Thông báo khoa học­ ĐHSP Hà Nội I, số 1, tr. 28­ 30 (1992).<br /> <br /> <br /> <br /> A STUDY ON THE MULTI ­ LIGAND COMPLEX SYSTEM OF Ho3+­ 4­ (2­ <br /> PYRIDYLAZO) ­ RESORCINOL (PAR) ­ CCL3COOH   BY <br /> SPECTROPHOTOMETRIC METHOD<br /> Nguyen Dinh Luyen<br /> College of  Pedagogy, Hue University<br /> <br /> SUMARY<br /> The multi­ ligand complex formation in the system of rare earth element (Ho 3+) ­ 4­ (2­  <br /> pyridylazo)   ­   resorcinol   (PAR)   ­   tricloacetic   acid   (CCl 3COOH)   has   been   studied   by  <br /> spectrophotomatric   method.   The   composition,   mechanism   of   the   multi­   ligand   complex  <br /> formation have been established. The molar absorptivity and conditional stablity constant of  <br /> multi­ ligand complex have been determined.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 18<br />