Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http //www lrc tnu edu vn i ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM VŨ THỊ NGỌC THUỶ TỔNG HỢP, NGHIÊN CỨU PHỨC CHẤT CỦA MỘT SỐ NGUYÊN TỐ ĐẤT[.]
ii LỜI CẢM ƠN Luận văn hoàn thành Khoa Hóa học – Trường Đại học sư phạm – Đại học Thái Ngun Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo PGS.TS Lê Hữu Thiềng người giao đề tài, hướng dẫn tận tình, chu đáo giúp đỡ tơi suốt q trình thực đề tài Xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, khoa Sau Đại học, khoa Hóa học - Đại học Sư phạm – Đại học Thái Nguyên, Viện Hóa học – Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam, phịng Hóa lý - Trường Đại học sư phạm – Đại học Quốc gia Hà Nội, phòng vi sinh – Trường Đại học Y – Dược – Đại học Thái Nguyên tạo điều kiện thuận lợi cho suốt trình học tập nghiên cứu thực đề tài ` Xin chân thành cảm ơn thầy, khoa Hóa học – Đại học Sư phạm Thái Nguyên bạn bè đồng nghiệp giúp đỡ, động viên tạo điều kiện thuận lợi cho tơi suốt q trình thực nghiệm hồn thành luận văn Cùng với biết ơn sâu sắc xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu Trường THPT Chợ Đồn, tổ Lý Hóa - Trường THPT Chợ Đồn – Bắc Kạn tạo điều kiện giúp đỡ, động viên tơi suốt q trình học tập hồn thành luận văn Thái Nguyên, tháng 08 năm 2011 Tác giả đề tài Vũ Thị Ngọc Thủy Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn iii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi, số liệu kết nghiên cứu nêu luận văn trung thực, đồng tác giả cho phép sử dụng chưa công bố cơng trình khác Tác giả Vũ Thị Ngọc Thủy Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn v 2.1.2 Hoá chất 26 2.1.2.1 Dung dịch DTPA 10-3M 27 2.1.2.2 Dung dịch thuốc thử asenazo (III) 0,1% 27 2.1.2.3 Dung dịch đệm axetat (CH3COONa + CH3COOH), pH = 4,2 27 2.1.2.4 Các dung dịch Ln(NO3)3 10-2M (Ln: La, Nd, Sm, Gd) 27 2.2 Tổng hợp phức chất NTĐH với L-glutamin 27 2.3 Nghiên cứu phức rắn NTĐH với L-glutamin 28 2.3.1 Xác định hàm lượng NTĐH (%Ln) phức chất 28 2.3.2 Xác định hàm lượng cacbon (%C), nitơ (%N) phức chất 29 2.3.3 Nghiên cứu phức chất phương pháp phân tích nhiệt 29 2.3.4 Nghiên cứu phức chất phương pháp phổ hấp thụ hồng ngoại 32 2.3.5 Nghiên cứu phức chất phương pháp đo độ dẫn điện 35 2.4 Ảnh hưởng phức chất đến phát triển mầm hạt đỗ tương 37 2.4.1 Ảnh hưởng nồng độ phức chất H3[La(Gln)3(NO3)3].5H2O đến phát triển mầm hạt đỗ tương 37 2.4.1.1 Phương pháp thí nghiệm 37 2.4.1.2 Ảnh hưởng phức chất H3[La(Gln)3(NO3)3].5H2O đến phát triển mầm hạt đỗ tương 37 2.4.1.3 Ảnh hưởng phức chất, ion kim loại phối tử HGln đến phát triển mầm hạt đỗ tương 39 2.5 Ảnh hưởng phức chất H3[La(Gln)3(NO3)3].5H2O đến vi khuẩn E.coli Sta 40 2.5.1.Ảnh hưởng nồng độ phức chất H3[La(Gln)3(NO3)3].5H2O đến vi khuẩn E coli Sta 40 2.5.2 So sánh ảnh hưởng phức chất, phối tử muối La(NO3)3 đến vi khuẩn E coli Sta 41 KẾT LUẬN 44 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN VĂN 46 TÀI LIỆU THAM KHẢO 47 PHỤ LỤC 50 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn MỞ ĐẦU Ngày nay, nguyên tố đất (NTĐH) coi “nguyên liệu kỉ”, vật liệu chiến lược thiếu nhiều ngành công nghiệp mũi nhọn quốc gia phát triển như: công nghiệp hạt nhân, công nghệ thơng tin, điện tử, quốc phịng, hàng khơng vũ trụ, vật liệu siêu dẫn, siêu nam châm, xúc tác thủy tinh, công nghệ bán dẫn, siêu dẫn, công nghệ thực phẩm, cơng nghệ lượng xanh…Nhiều cơng trình nghiên cứu khẳng định NTĐH sử dụng lĩnh vực như: chăn nuôi, trồng trọt… làm tăng khả chịu bệnh, tăng suất trồng, vật nuôi chất lượng nông sản Như vậy, NTĐH có vai trị quan trọng kinh tế, môi trường công nghệ nên giai đoạn nay, nhiều quốc gia giới quan tâm nghiên cứu sử dụng Một hướng nghiên cứu quan trọng NTĐH phức chất với amino axit Bởi phức chất NTĐH với amino axit ứng dụng nhiều lĩnh vực khác công nghệ sinh học, nông nghiệp, y dược…; với L-glutamin - amino axit tham gia vào trình tổng hợp protein - phức chất cịn quan tâm nghiên cứu Dựa sở đó, chúng tơi lựa chọn đề tài: “Tổng hợp, nghiên cứu phức chất số nguyên tố đất với L-glutamin bước đầu thăm dị hoạt tính sinh học chúng” Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn CHƢƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Sơ lƣợc nguyên tố đất 1.1.1 Đặc điểm chung Các nguyên tố đất (NTĐH) bao gồm: scandi (Sc), ytri (Y), lantan (La) 14 nguyên tố thuộc họ lantanit (Ln) Họ lantanit gồm: xeri (Ce), praseođim (Pr), neođim (Nd), prometi (Pm), samari (Sm), europi (Eu), gađolini (Gd), tecbi (Tb), đysprosi (Dy), honmi (Ho), ecbi (Er), tuli (Tm), ytecbi (Yb) (Lutexi (Lu) Cấu hình electron chung nguyên tử NTĐH: 1s22s22p63s23p63d104s24p64d104fn5s25p65dm6s2 Trong n = ÷ 14, m nhận giá trị Trong lantanit, electron điền vào obitan 4f lớp thứ từ vào, lớp ngồi có electron (6s2) lớp ngồi thứ hai đa số ngun tố có electron (5s25p6) Dựa vào đặc điểm xây dựng phân lớp 4f mà NTĐH chia thành hai phân nhóm: Phân nhóm xeri (nhóm đất nhẹ): La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd 4f05d1 4f2 4f3 4f4 4f5 4f6 4f7 4f75d1 Phân nhóm tecbi (nhóm đất nặng): Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu 4f7+2 4f7+3 4f7+4 4f7+5 4f7+6 4f7+7 4f145d1 Ở NTĐH nhẹ obitan 4f có elecron, cịn NTĐH nặng obitan 4f điền thêm electron thứ Từ cấu hình Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 5 Ở 200 – 4000C NTĐH cháy khơng khí tạo oxit nitrua: 4Ln + 3O2 → 2Ln2O3 2Ln + N2 → 2LnN Tác dụng với halogen nhiệt độ không cao, với số phi kim khác S, P, C, đun nóng: 2Ln + 3X2 → 2LnX3 (X: Halogen, t0 = 3000C) 2Ln + 3S → Ln2S3 ( to = 500 – 8000C) Với H2O: phản ứng diễn chậm nhiệt độ thường nhanh nhiệt độ cao, giải phóng hiđro: 2Ln + 6H2O → 2Ln(OH)3 + 3H2 Các NTĐH tác dụng dễ dàng với axit vô cơ: HCl, H2SO4, HNO3…(trừ HF, H3PO4) 2Ln + 6HCl → 2LnCl3 + 3H2 Các NTĐH không tan dung dịch kiềm kể đun nóng, nhiệt độ cao chúng khử oxit nhiều kim loại, có khả tạo phức với nhiều loại phối tử [10] 1.1.4 Sơ lƣợc số hợp chất NTĐH 1.1.4.1 Oxit NTĐH Oxit nguyên tố chất rắn vơ định hình hay dạng tinh thể, có màu gần giống màu ion Ln3+ dung dịch biến đổi màu theo qui luật biến đổi tuần hoàn, bền nên thực tế thường thu nguyên tố dạng oxit Ln2O3 Ln2O3 oxit bazơ điển hình, khơng tan nước tác dụng với nước nóng (trừ La2O3 khơng cần đun nóng) tạo thành hiđroxit có tích số Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Các mỏ đất tồn khắp nơi giới, cục Địa chất Mỹ nhận định tổng trữ lượng đất toàn cầu lên tới 99 triệu tấn, Trung Quốc 27 triệu chiếm 30,6% nước xuất 97% đất cho nước cơng nghiệp lớn; Mỹ có 13 triệu chiếm 14,7%, Úc 5,2 triệu chiếm 5,91%, Ấn Độ 1,1 triệu chiếm 1,25%, nước Liên Xô cũ 19%, nước khác 22% [1], [19], [20] Các nhà khoa học Mỹ cho tài nguyên đất giới cịn lớn Theo tạp chí Mining Journal, trữ lượng lớn đất vừa phát Liên bang Nga, Canada phát mỏ đất với trữ lượng lớn, hay Trung Quốc phát thêm trữ lượng lớn đất tỉnh Hồ Bắc, miền trung nước Hiện nay, nhà khoa học Nhật Bản vừa tìm thấy trữ lượng đất lớn (khoảng 100 tỷ tấn) đáy Thái Bình Dương [7] Tại Việt Nam, quặng đất phong phú, nguồn đất Việt Nam phát khảo sát hàng chục năm trước đá cổ miền Bắc theo dự báo, Việt Nam có tài nguyên đất 17 triệu với trữ lượng gần triệu xem nước có tiềm đất Kết khảo sát cho thấy, Việt Nam đất có nhiều Bắc Nậm Xe, Nam Nâm Xe, Đông Pao (Lai Châu), Mường Hum (Lào Cai), n Phú (n Bái), ngồi cịn có sa khống dạng cát đen phân bố dọc theo ven biển tỉnh miền Trung (từ Hà Tĩnh đến Bình Định) [10], [19] Việt Nam nghiên cứu sử dụng đất lĩnh vực nơng nghiệp, chế tạo nam châm vĩnh cửu, biến tính thép, hợp kim gang, thuỷ tinh, bột màu, chất xúc tác xử lí khí thải tơ… dừng lại qui mơ phịng thí nghiệm bán cơng nghiệp [20] Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ... gia vào trình tổng hợp protein - phức chất cịn quan tâm nghiên cứu Dựa sở đó, chúng tơi lựa chọn đề tài: ? ?Tổng hợp, nghiên cứu phức chất số nguyên tố đất với L-glutamin bước đầu thăm dị hoạt tính. .. nghiên cứu sử dụng Một hướng nghiên cứu quan trọng NTĐH phức chất với amino axit Bởi phức chất NTĐH với amino axit ứng dụng nhiều lĩnh vực khác công nghệ sinh học, nông nghiệp, y dược…; với L-glutamin. .. (%C), nitơ (%N) phức chất 29 2.3.3 Nghiên cứu phức chất phương pháp phân tích nhiệt 29 2.3.4 Nghiên cứu phức chất phương pháp phổ hấp thụ hồng ngoại 32 2.3.5 Nghiên cứu phức chất phương pháp