Khóa luận tốt nghiệp Hóa học: Khảo sát khả năng tổng hợp hợp chất vô cơ và phức chất của máy heidolph synthesis 1

Với mong muốn tìm hiểu thêm về hóa học thực nghiệm nói chung, và hóa học nghiên cứu các phức chất nói riêng, tôi đã chọn đề “Khao sát kha năng tong hợp hợp chat vô cơ va phức chat của ma

BO GIAO DUC VA DAO TẠO TRUONG ĐẠI HOC SU PHAM TP HO CHÍ MINH

KHOA HOA

~ LJ)»

KHOA LUAN TOT NGHIEP

CU NHAN HOA HOC

CHUYEN NGHANH: HOA VO CO

DE TAL:

KHAO SÁT KHẢ NANG TONG HỢP HOP

CHAT VÔ CO VA PHUC CHAT

CUA MAY HEIDOLPH SYNTHESIS 1

Người hướng dẫn khoahge : CN.CHUNG THÀNH NAM Người thực hiện : NGUYEN THỊ LAN ANH

MO BAU

Phức chat và các hợp chất vô cơ càng ngày cảng có nhiều ứng dụng trong

thực tế Việc tổng hợp chúng càng có yêu cầu cao hơn trong thao tác tổng hợp

Những thí nghiệm tổng hợp các chất vô cơ nói chung và phức chất nói riêng được tiến hành trong phòng thí nghiệm, phải được thực hiện nhiều lần, ở những điều

kiện khác nhau dé có thé tìm được điều kiện tối ưu.

Với mong muốn tìm hiểu thêm về hóa học thực nghiệm nói chung, và hóa

học nghiên cứu các phức chất nói riêng, tôi đã chọn đề “Khao sát kha năng tong

hợp hợp chat vô cơ va phức chat của may heidolph synthesis 1” này với mục

đích:

Tìm hiểu cách vận hành máy heidolph synthesis | và làm nỗi bật tính tiện lợi

của nó trong nghiên cứu và tổng hợp một số hợp chất vô cơ

Tìm điều kiện tối ưu dé tổng hợp phức đồng với axit glycolic

Từ phức chất tông hợp được, nghiên cứu cấu trúc, xác định công thức phân

tử, dự đoán công thức cấu tạo, đồng thời so sánh với kết quả tổng hợp khônglàm bằng máy của các tác giả khác

Đề ra hướng sử dụng máy heidolph synthesis | cho việc học tập và nghiên

cứu của sinh viên

MO :t404144040AGGGGGGGIG0X0ALIGIANGGGG0CÁGLLSi304Gii00ÁÁ00600ã1GGG%LS4G0x5G404) |

STORIE HA No tá ncG201 ti tt606c0407022311116914)39iX0054014G1491464886106389670) 4

LI GIỚITHIỆUMÁY: la mẽ -.- aẽ sãs=a=.=-a § MịL CÂ(NGH G2266 a a a a hs 6

RU, Wo eapn inner Pan ect enacts cnianiacoemreci H

1.1.3 Những ứng dụng đã được thực hiện trên may: eT

12 CAC PHƯƠNG PHAP TONG HỢP VÔ CO cccccccssssssssssssssesssssssisasstsssessesnssssonnenenuunsenestentensins 13 1.2.1, Che phương pháp tổng hợp các chất vô cơ thông thumg sos:sessssussssssssssessuneeneenenennsnnnonentnes 13

1.2.2 Các phương pháp tổng hợp phức chit sscsssssssescsssssseccmsseessesesessessesssnssessceseeseseseneensesssssutssssesnsussets 20

13, 5 TÔNODUANCAPHOPEHATVÔ CŨ Gsávö00(062(0 12 2(06 16120242 22

K24: ‘Kali O0 ROEOENECCCC SSE 22

BERG, (li) DDGG0smasaseesnakeooosvveekdsdanesednadavevkx66150019)/0063160060004060bà0000A00068407 22

33; PRB BAN KH ccesninkseikk6Uiiil000lenndiieeeeeebioieedkil0//202226e6xe2)5G2600sie 23 BEIM; (AM VIY00Ùht⁄412660 X60 (000 (À6620606000210166((00/2k4Geesscuseseavi 24

AMA ag Lt HỮ Ằkík—_———.—— ——=s>~ 27

II TONG HỢP MOT VAI CÁC HỢP CHAT VO CO .ccsessessecesssssssssssesssssenneestnsnssnensennnsennsesetey 27

IMG ‘Kali wioxnlaoferstessorc ii nee ee 27

TH HH HH KH GL466666060666t66s6662 s66 ess e2 ssses=sceccssGEn" 53

11.3 TONG HOP LƯỢNG LON PHUC ĐÔNG GLYCOLAT 0 00.ccccccccsseesecescssceneeeeneenesneen 53

H2:† Kết gi phấn thle PRS cassis cess sicien vss swiecesecwcsxenmmescweues 463745098ÿ35596EEvasgtecedseszEsssaakbä4k0 53

11.3.2 Xác định công thức, dy đoán cấu trúc của phức đổng glycollat c5 se 60

TEL: RET DUAN VÀ ĐỀ NU NT cess ee ieee rece TAN seed aaah 62

PHAN I

TONG QUAN

1 GIỚI THIỆU MAY SYNTHESIS 1

Li Giới thiệu máy :

Heidolph synthesis | là dòng máy sản phẩm dùng để áp ứng nhu cầu

ngày cảng phát triển trong tông hợp hóa chất và dược phâm Heidolph thesis 1 là sản phẩm có xuất xứ từ nước Đức do hang Heidolph sản xuất

syn-Đây là một công ty chuyên sản xuất các máy móc phục vụ cho các hoạt động

nghiên cứu của hóa học Và synthesis 1 là một dòng máy gồm 3 hệ thống

đành cho

e© Tong hợp pha rắn (Parallel solid phase synthesis)

Hinh 1: Parallel solid phase synthesis

« Téng hợp pha lỏng (Parallel liquid phase synthesis)

Hinh 2: Parallel liquid phase synthesis

5

« Cô đặc (Multiple evaporator)

~ — Vách ngăn: các ống nghiệm được chụp lại bởi một vách ngăn Vách

ngăn này cho phép sự phun của chất lỏng và những vật chất khác, qua

một ông dẫn khí trong suốt quá trình hoạt động của máy Các vách ngăn

này được làm từ silicon, đặc biệt bên trong làm từ những lá PTFE dé dé

đảng làm sạch.

~ Van quay: có hai vị trí đóng mở van.Vị tri mở van: tay cam cùng hướng

với ông dẫn khí, ngược lại ở vị trí đóng van, quay một góc 90° so với vị

trí mở.

Trường hợp van này đóng các khí sinh ra trong quá trình tổng hợp bay

lên bị chặn và ngưng tụ Vì vậy, khi ta đóng van, ta có một hệ thống như

một thiết bị hồi lưu.

Z Nap ông nghiệm: màu do, bên trong có những đường răng vừa khít với

ông phan ứng, giúp cho chat lỏng không bị tran ra ngoải.

Hinh 4: phần trên của ống phan ứng

Ông dẫn khí : dẫn lượng khí thoát ra trong quá trình phản ứng ra ngoài

Trong máy có hai loại ống dẫn khí:

(1)

Loại thứ 1: ống bằng nhựa dẻo, mau trắng, dai khoảng 5-7cm, được bao

vệ bên ngoài là nhưng vòng xoắn của lò xo Với cấu tạo như vậy, ống

phan ứng không bị gay hay bị biến dạng khi ta làm việc trên máy Các ông nay có tác dụng dẫn khí từ mỗi ống nghiệm đến một khoảng đây rồi

sau đó theo ống dẫn thứ hai ra ngoài.

Loại thứ 2: là một ống nhựa màu trăng, dày, dai khoảng 1m,đường kính

trong khoảng từ 0,5-lem Ong dẫn khí này có khá nhiều chức năng, ở đầucudi của ống được nỗi với một đầu nối gồm | van điều chỉnh và hai đầu

thải khí.

:

~ Ong nghiệm phan ứng: là nơi chứa các dung dịch khi phản ứng, các ông

nghiệm này là những ông thủy tinh khá day, khả năng chịu nhiệt tốt, dau ông nghiệm có những đường dé vặn khớp với nắp.

Kha năng chứa chất lỏng trong các ống phản ứng

Toàn bộ khả năng Khả năng chứa tôi

Vùng nhiệt và vùng đông đặc: khi máy phản ứng xong, khi tiếp xúc với

vùng nay phải đặc biệt cần thận Phải sử dụng găng tay bảo vệ dé không

® Khi lap ông phan ứng vào ta lại lam tương tự như khi thao ra nhưng theo

chiều ngược lại.

© Đề tạo độ vừa và độ chặt chẽ mỗi khi ta lắp ráp các bô phận với nhau người

ta dùng vật liệu silicon dé chế tạo những bộ phận nối.

- Có 4 vùng nhiệt : mỗi vùng gồm 3 ống phản ứng mỗi ống được

đặt trong một giá đỡ đông thời cũng là nơi cung cấp nhiệt Ở đây

các ông nghiệm không được nói trực tiếp với nguồn cung cấp nhiệt

mà được cung cấp qua các giá đỡ này Với cau tạo như thế khi hoạt

động lượng nhiệt tỏa ra xung quanh khá it, không làm nóng máy

và các bộ phận khác.

- Phần dưới của máy là một bệ là một nam

châm lớn, có tác dụng chủ yếu trong sự

rung và ôn định cho máy khi máy hoạt

động.

Hình 7: Bệ đỡ của cả khối phản ứng Bảng điều khiến:

9

Gém các nút điều chỉnh sau:

ON/OF với công tắc cung cấp nguồn điện “ON” (đèn báo

hiệu sáng đèn màu xanh) cho biết trạng thái máy đã khởi động.

người sử dụng máy chuẩn bị nhập các thông số kĩ thuật cho

máy hoạt động.

SET RAMP: là nút dùng để thiết lập một hay nhiều nhiệt độ

khác nhau cho mỗi vùng.

Dùng các nút điều chính qua-lại để chon vùng ta cân chỉnh.

RAMP ACTICE là nút kích hoạt sau khi đã cải nhiệt độ.

VALUE/SPEED (thiết lập/ sữa chữa các thông số):Nút các giá

trị “tốc độ quay thiết lập/sửa chữa trong giới hạn “ACT”, sự

khuấy được thay đổi, “SET” sửa chữa giới hạn mức tiêu chuẩn

với nút mũi tên Nếu muốn tăng các giá trị về tốc độ quay hay

nhiệt độ thì ta quay nút này theo chiều kim đồng hồ, hoặc muốn giảm

thì ta quay theo chiều ngược lại, khi đó máy sẽ tự lưu và hoạt động cập

nhật theo giá trị ta vừa mới cải đặt Các giá trị sẽ được lưu tự động.

INDENTIC: là nút cài đặt sự đồng nhất vé nhiệt độ của cả 4

vùng hoạt động VD: khi ta cài đặt một giá thị bất kỳ cho vùng

| thì sau khi nhắn vào nút indentic, thì giá trị đó sẽ được truyền

đến các vùng còn lại.

Sau khi đã cải đặt xong, để máy hoạt động theo nhiệt độ đã

cài, thì ta nhắn vào nút STAR/STOP Khi đèn sáng tức máy

đang tiến hành gia nhiệt, đèn ở gần chữ “heater” sáng Khi

10

muốn không gia nhiệt nữa ta nhân vào nút nay cho đến khi đèn báo hiệu

tắt đi.

- — Tương ty, ta nhấn vào nút STAR/STOP bên cạnh chữ Speed

để bắt dau lắc cả khối phản img, đèn xanh sáng khi máy dang (

tién hanh rung déu theo sy cai dat ban dau

L1.2 Ưu nhược diém của máy:

Ưu điểm:

Mỗi bộ phận được thiết kế rất tinh xảo phù hợp với nhiệm vụ của nó,

cụ thể, Ống phản ứng được làm từ thủy tinh có khả năng chịu nhiệt, nắp ống

phan ứng vừa khít tránh được trường hợp chất lỏng sánh ra ngoài trong quá trình hoạt động.

: Số lượng ống phản ứng nhiều 12 ống, giúp cho người thực hiện công

việc nghiên cứu hay tổng hợp có thẻ tiến hành khảo sát cùng một lúc 12 thí

nghiệm, giúp tiết kiệm khá nhiều thời gian Mặc khác, khi tổng hợp lượng

lớn, ta có thể chia đều ra 12 ống với các tỉ lệ giống nhau cùng thực hiện

trong một khoảng thời gian và điều kiện nhiệt độ và phương thức làm giống

nhau dẫn tới hiệu suất thu được tương đương nhau Ở điểm này, bộ tổng hợpthể hiện rat tốt trong các quá trình tổng hợp phức chat

- Trong quá trình hoạt động có sự gia nhiệt, hoặc giảm nhiệt lượng

nhiệt không tỏa ra xung quanh, máy không bị nóng Không ảnh hưởng nhiều

đến môi trường làm việc

- Lượng khí trong quá trình tổng hợp được dẫn ra ngoài bằng ống dẫn ta

có thé thu lại được (đối với những khí cần thiết) hoặc có thé dẫn vào trong các dung dich dé hạn chế những khí độc hại thoát ra ngoài.

: Với khả năng điều chỉnh và kiểm soát được nhiệt độ, thì những phảnứng đòi hỏi nhiệt độ thấp ta cũng có thé thực hiện được

- Với bộ tổng hợp này, chúng ta có thé điều chỉnh tốc đô quay từ

10-1000 rpm lên đến cực đại giúp cho sự pha trộn mẫu được thực hiện nhanh

chóng và khá ôn định trong suốt quá trình ta làm việc trên máy

- — Trong lúc làm việc, tuy có sự rung mạnh, tuy nhiên không có tiếng

động phát ra.

- Mức độ an toan cao, toàn bộ hệ thống phan ứng được bảo vệ bởi một

nắp bằng nhựa trong suốt

b Nhược điểm:

- — Máy hoạt động liên tục, do vậy đối với những thí nghiệm can cho từ

từ các chất vào thì phải dừng máy, mở nắp ống phản ứng cho chat cần cho

vào rồi phải lắp chặt dụng cụ như ban đầu rồi mới cho máy tiếp tục hoạt

động.

- _ Thể tích dung dịch còn bị hạn chế, tối đa mỗi ống phan ứng chỉ

khoảng 50ml.

1.1.3 Những ứng dung đã được thực hiện trên may:

Với nhiều tính năng quan trọng như vậy, bộ tổng hợp đã được đưa vào sửdụng nhiều trong tổng hợp phức và tối ưu hóa các phản ứng và đặc biệt là dùng

trong y học.

Trong những năm gần đây, các giáo sư và tiến sĩ hàng đầu trên thế giới như

Dr Stefan Lobe và prof Peter Gmeiner đã sử dụng bộ tổng hợp Heidolph sis 1 nói chung va liquid phase synthesis nói riêng để phục vụ cho các đề tài

synthe-nghiên cứu của mình Đó là những đề tài về synthe-nghiên cứu thuốc và hóa thực phâm

của Endangen FAV.

Để nghiên cứu rõ hon những tinh năng của máy, tôi đã tiến hành tông hợpmột vai hợp chất vô cơ như: natri thiosunfat, kali trioxalatoferat, phèn kép va đặc

biệt là tổng hợp phức chất của đồng và axit glycolic

12

1.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP TONG HỢP VÔ CƠ

1.2.1 Các phương pháp tổng hợp các chất vô cơ thông thường

Thông thường, các hợp chất vô cơ muốn thu được sản phẩm tỉnh khiết ta

phải làm theo những nguyên tắc sau:

1 Làm khô các chất

a Làm khô chất khí

- Khi làm khô chất khi cần xác định mục đích làm khô khí để làm gì, trước hết

là xem xét khả năng của hơi nước (lẫn trong khí) có tác dụng với tác chất có mặt

trong phản ứng không.

VD: để điều chế kim loại bằng cách cho tác dụng với nitơ hoặc ammoniac với

kim loại tương ứng Các kim loại như Mg, Ca, Ti có ái lực mạnh với oxi, vì vậy

chỉ cần có vết của nước (hay oxi) lẫn trong khí cũng đủ để chuyển các kim loại đóthành oxit rồi Do đó cần phải làm khô can thận các khí (N2, NH; ) bằng P;O;

Các chất làm khô thường được đựng trong các cột hoặc trong các bình rửa.Nếu chất làm khô ở dang bột (P;O‹, MgO ) thì người ta trộn chúng với các mảnh

sứ hoặc mảnh thủy tinh vụn dé các khí đi qua dé dàng.

Các chất làm khô ở dạng lỏng, được đựng trong các bình rửa Nhìn vào sốbọt sủi lên, có biết được tốc độ khí đi qua bình

Khi dùng chất làm khô ở dạng lỏng cần chú ý rằng thời gian tiếp xúc giữacác khí cần làm khô không nhiều Vì vậy hiệu quả làm khô kém hơn và độ âm còn

lại bao giờ cũng lớn hơn các dữ kiện trong bảng vừa nêu.

Nên dùng các cột hình chữ U để cho chất lỏng làm khô không rơi vào ống

dẫn khí.

Trong phòng thí nghiệm, người ta dùng hệ thống làm khô gồm dụng cụ đếm

bọt và 2-3 cột làm khô bằng ống thủy tỉnh được kẹp trên một giá đỡ.

- Cần chú ý tới khả năng tương tác giữa chất khí làm khô và chất làm khô hoặc tạp chất có lẫn trong chất làm khô

Bảng 2 dưới đây cho biết cụ thể dùng chất khô nào trong từng trường hợp cụ

thể

14

(0) có thể sử dung cho một số trường hợp hạn chế khi dấu vết của chất bắn lẫn

trong chất làm khô không anh hưởng đến việc sử dụng khí sau này,

Mg hoặc Ca được dùng ở 550°C-600°C dưới dạng vỏ bao Mg được cho vào ông

sứ, đun nóng lên rồi cho Hạ đi qua Hơi nước tác dụng với Mg tạo ra MgO và Hạ.

Phương pháp làm khô H; vừa nêu là có hiệu quả nhất trên thực tế không còn tổn tại

hơi nước trong Hạ.

Đối với nhiều thí nghiệm, không cần làm khô các khí, chỉ cần làm khô trong

trường hợp hơi nước có tác dụng với các chất đầu hay khi hằng số cân bằng của

làm khô H; trước khi tiến hành phản ứng

Khi clo hóa các kim loại có ái lực lớn đối với oxi, nếu dùng Ch có lẫn hơi

nước thi kim loại sẽ bi phủ một lớp oxit lam chậm quá trình clo hóa.

b Làm khô các chất rắn

Làm khô các chất rắn không hút 4m hoặc các chất kết tinh không ngậm

nước không phải là việc khỏ , nhất là khi các chất đó lại bền đối với nhiệt.

16

Trong trường hợp trên, nên tiến hành làm khô theo phương pháp nao thuận

lợi nhất, phù hợp với điều kiện phòng thí nghiệm hiện có: trong không khí, trong tủsay chân không, trong bình làm khô

Khi nhiệt độ tăng, thì quá trình làm khô cũng tăng Vì vậy phương pháp làm

khô đơn giản nhất là say trong tủ sấy điện ở nhiệt độ 60-100°C Chất cần làm khôđược làm dan thành lớp mỏng trên mặt kính đồng hồ hay trong chén sit

Việc làm khô các tỉnh thể hidrat (tỉnh thể ngậm nước) có khó hơn Thoạt đầu

sự bay hơi những giọt nước lỏng, tương tự như sự bay hơi trên bề mặt dung dịch.Sau đó, cân bằng được thiết lập giữa pha ran va pha khí Các tinh thé hidrat tôn tại

ở áp suất xác định của hơi nước

Đối với mỗi tỉnh thể hidrat, có khu vực tổn tại bởi áp suất hơi nước trongkhông khí ở môi trường xung quanh và áp suất hơi bão hòa đo tỉnh thể hidrat tạora

Trên thực tế, mức độ khô của các tinh thẻ hidrat, có thé quan sát bằng mắt

thường Các kết tủa còn lại chứa một lượng nhỏ hơi âm dính vào đũa thủy tính

Các chất khô hoàn toàn không đính vào đũa thủy tỉnh.

Tuy nhiên có nhiều chat bị chảy rữa trong không khí 4m Vi vậy, ở độ ẩm

cao, việc làm khô trong không khí ở nhiệt độ phòng kém hiệu quả Trong trường

hợp này, ta làm khô các muối không ngậm nước trong tủ sấy điện (nhiệt độ sấy bao giờ cũng nhỏ hơn nhiệt phân hủy của các tinh thẻ).

Làm khô trong bình hút 4m với các chất làm khô như ở bảng trên Bat ky

chất nào cũng có thể được làm khô theo cách này Tuy nhiên cần chú ý rằng, nhiều tinh thé hidrat dé tác dụng lâu với chất làm khô sẽ mất dan nước kết tỉnh Khi đó dang tinh thé sẽ bị phá hủy.

17

Quá trình làm khô các chất theo cách trên diễn ra khá chậm Nếu đặt trong

chân không, quá trình làm khô sẽ tăng lên đáng kẻ Vì vậy, người ta thường dùng

bình sấy chân không Trong bình hút ẩm, chất làm khô được đặt ở dưới đáy Sau

đó, đặt chất làm khô và thực hiện chân không Trong chân không,sự khuếch tán hơinước ra khỏi chất làm khô diễn ra nhanh hơn

c — Kết tinh, kết tinh lại và rửa kết tủa

Muốn tách các chất ra khỏi dung dịch, người ta cho bay hơi dung dịch rồi để

nguội Cũng như gây kết tủa bằng những chất có khả năng làm giảm độ tan củachất cần tách ra

Nếu chất cần tách không chứa kết tinh, thì việc sử dụng phương pháp trên là

không phức tạp Người ta cho bay hơi dung dịch trên bình cách thủy hay trên lưới

amiang cho đến khi xuất hiện tinh thé, sau đó làm nguội và lọc tách các tinh thẻ.

Nếu cần tách các tinh thể có chứa nước kết tinh thì cần biết rõ khoảng nhiệt

độ cho kết tinh, độ bền của tinh thể, sự mat nước kết tinh khi đun nóng.

VD: natricacbonat có các tinh thể hidrat sau:

Na;CO;.H;O, Na;CO;.7H:O, Na;CO.10H;yO

Nếu cho bay hơi dung dịch xooda bằng cách đun sôi dung dịch, tới khi trên

bể mặt dung dịch có váng, rồi làm lạnh thì chủ yếu sẽ tách ra các tinh thé ngậmmột phân tử nước Nếu nhiệt độ cao hơn thì tinh thể ngậm nước một phân tử sẽ

chuyển về dạng muối khan Dưới 32°C, có thể tổn tại tỉnh thể ngậm 7 phân tử

nước Vì vậy muốn thu được tỉnh thể ngậm 7 phân tử nước cần cho bay hơi dung

dich ở nhiệt độ dưới 32°C.

18

Muốn làm giảm độ tan của các chất trong nước có thé dùng nhéu phương

pháp, trong đó đơn giản nhất là phương pháp kết tinh trong rượu

d — Lọc chân không

Muốn lọc các tinh thé rất nhỏ và vô định hình như hidroxit của crom, sắt,

ni-ken, coban hoặc khi phải lọc nhanh, cần tiến hành lọc chân không.

Thực chất, lọc chân không là tạo ra áp suất thấp trong bình lọc Sự chênhlệch giữa áp suất khí quyển với áp suất trong bình lọc càng lớn, việc lọc càng

nhanh Dé tạo áp suất thấp, người ta dùng bom chân không hay bơm tia nước.

Dé lọc chân không, người ta dùng phéu sử busne lắp với bình busen, giữabình Bunsn và bơm chân không cỏ lắp một bình bảo hiểm

e Lọc nóng

Muôn lọc các dung dịch nóng và trong khi lọc phải giữ nguyên độ nóng, cần

dùng phéu lọc nóng, phéu này có hai lớp, khoảng giữa 2 thành phéu được dẫn nước

nóng hoặc hơi nước để giữ nóng phéu.

2 Rửa kết tủa

Thường dùng hai cách: rửa gan và rửa trên phéu lọc.

- — Rửa gan là quá trình rửa kết tủa bằng cách gan chất lỏng ra khỏi kết tủa

Người ta thêm chất lỏng dé rửa vào trong cốc, dùng đũa thủy tinh khuấy trộn déu, rót toàn bộ chất lỏng và kết tủa lên phéu lọc, thêm chất rửa và lặp lại

nhiều lần

- — Rửa kết tủa trên phễu lọc bằng cách thêm nước cho đến khi ngập kết tủa,

sau khi nước chảy hết ta lại tiếp tục thêm nước, lặp lại nhiều lần Để hạn chế

sự hòa tan kết tủa, cần rửa với lượng chat rửa ít nhất có thé được.

- Thường người ta dùng nước nóng hoặc nước lạnh dé rửa Đôi khi dùng các

dung dich axit, kiểm loãng hoặc các dung môi hữu cơ Việc chọn chất rửa

tùy thuộc vào độ tan của kết tủa trong từng loại dung môi Nếu độ tan của

chat kết tủa ít thay đổi với nhiệt độ thì dùng nước nóng dé rửa, những chat bịthủy phân thì dùng axit hay bazo loãng, nguội, những kết tủa dễ tan trong

nước thì dùng nước đá hay các dung môi hữu cơ.

1.2.2 Các phương pháp tổng hợp phức chất

Đối với các phức chất của ion kim loại và phối tử là axit hữu cơ, nhìn chung

có thé tông hợp theo các cách sau:

1, Phương pháp hidroxit hóa

Cho muối tan chứa ion kim loại cần nghiên cứu tác dụng với dd NH; hay ddNaOH dé chuyển toản bộ kim loại trong mudi thành kết tủa M(OH), Sau đó rửa

kết tủa với nước cất đến không còn các ion lạ Đem kết tủa sấy khô ở nhiệt độ thích

hợp, thu được M(OH), rắn tinh khiết Dùng axit hữu cơ vừa đóng vai trỏ là phối tử,vừa đóng vai trò là chất phá hủy hidroxit kim loại Cho thêm một chất có tính kiểm

dé điều chinh pH phù hợp, khuấy dung dịch thu được trong thời gian thích hợp rồi

cho dung môi vào để tách phức chất ra khỏi dung dịch Quá trình trên có thể được

Phương pháp trên có ưu điểm là: phức thu được rat tinh khiết có thé không

cần kết tỉnh lại, nhưng mắt nhiều thời gian để rửa lượng hidroxit ban đầu

2 Phương pháp cacbonat hóa Hòa tan muối chứa ion kim loại cần nghiên cứu vào nước, tạo thành dung

địch, cho dd NaHCO; hay Na;CO; vào để chuyển toàn bộ lượng kim loại thành kếttủa cacbonat bazơ Dem rửa sạch kết tủa bằng nước cat, thử nước rửa bằng hóachất thích hợp dé kiểm tra độ sạch của kết tủa Khi kết tủa đã sạch cho axit hữu cơ

vào, vừa đóng vai trò phối tử vừa đóng vai trò chất hủy cacbonat bazơ Dùng dung

địch NaOH điều chỉnh pH của dung dịch hỗn hợp Khuấy toản bộ trong thời gian thích hợp, cho dung môi để tách phức khỏi dung dịch Sơ đồ mô tả quá trình điều chế như sau:

Chọn một muối tan có chứa ion kim loại cần khảo sát, hòa tan trong nước

thành dung dịch Mặt khác, cho phối tử là axit hữu cơ tác dụng với dung dịch kiềm

mạnh là NaOH dé chuyển từ dang axit thành dạng muối Sau đó cho 2 dung dịch

này trộn lẫn với nhau và khuấy trong thời gian nhất định Chọn dung môi thích hợp

để tách phức ra mà không tách các muối khác trong dung dịch Quá trình được mô

tả như sau:

Phối tử + NaOH

21

e Phương pháp này có ưu điểm là đơn giản, dễ thực hiện, nhưng phải tốn

nhiều thời gian và dung môi để kết tinh lại

Ngoài ra, đối với một số phức chất khác, còn có các phương pháp đặc thù,

phức tạp hơn dé tổng hợp chúng.

I3 Tong hợp các chất vô cơ:

Dé nghiên cứu kha năng ứng dụng của máy heidolph synthesis 1 chúng tôi tiến

Là một trong những phức của sắt III, dưới tác dụng của ánh sáng, nó biến

thành muối sắt (II) và giải phóng khí CO;

2K3[Fe(C204)s] —= 2Ka[Fe(C;O,)};] + KạC;O¿ +2CO;†

Tính chất quang hóa học đó được dùng để in, sao chép các bản vẽ Bản vẽ

được vẽ trên giấy bóng mờ gọi là bản scan, bản đặt lên tờ giấy trắng một mặt đã

được tắm hỗn hợp dung dịch của K;[Fe(C;O,);] và K;[Fe(CNX] rồi chiếu mạnh

Ánh sáng đi qua những chỗ không có đường nét vẽ của bản scan gây ra sự khử sắt(III) thành sắt (II) theo phan ứng trên Khi nhúng giấy trang đã được chiều sáng

vào nước những chỗ được chiếu sáng trên tờ giấy trở nên có màu xanh cham của

xanh Tuabun còn những chỗ ứng với đường nét của bản vẽ có màu trắng.

L3.2 NATRI THIOSUNFAT

- Là những tinh thé đơn tà, trong suốt

2

- Trọng lượng riêng 1,73, không bị biến đổi ngoài không khí

- Dé tan trong nước, không tan trong rượu

- Cho phản ứng kiểm yếu

- Nóng chảy trong nước kết tinh ở 48,5°C tạo thành chất lỏng chậm đông khi

để nguội

- 100°C mat nước

- Khi bị nung đỏ natri thiosunfat sẽ bị phân hủy thành Na2S va Na;SO,

- Bị axit mạnh phân hủy tách ra S va SO;

- Dễ bị oxi hóa bởi các chất oxi hóa mạnh như Cl;,HOCI,KMnO,,Br; biến

thành các muối sunfat hay axit sunfuric

4Ch, + Na¿S¿O; +SHyO—+ 2NaHSO, +8HCITrong công nghiệp, người ta dùng phản ứng này để loại bớt phân tử Ch cònsót lại ở trong vải sau khi đã được tây trắng

- Dung dịch Na;SzO;có khả năng hòa tan các muối ít tan trong nước như

AgCl, AgBr, Agl, Hgl; nhờ tạo ra những phức chất tan được

AgBr + Na;S;O;—+ Na;[Ag(S;O›);] +NaBr

Vì vậy mà natri thiosunfat là chất chính trong thuốc định hình dùng trong

việc tráng phim và in ảnh, nó có tác dụng rửa sạch AgCl, AgBr còn lại trên phim

ảnh và giấy ảnh sau khi đã rửa bằng thuốc hiện hình

L3.3 PHÈN NHÔM KALI:

- Tỉnh thể lớn, trong suốt, không màu, hình 8 mặt.

- D=1,751

- Có vị ngọt xit.

- Íttan trong nước lạnh

- Tan tốt trong nước nóng

- Không lên hoa ngoài không khi.

- Dễ mất nước kết tỉnh , khi dun đến 120°C ta được bột phèn

1.3.4 AXIT GLYCOLIC

Axit glycolic (axit hidroxiaxetic hay tên được dùng trong tong hợp là axit

2-hidroxietanoic) là một axit AHA (@-hidroxi axit) nhỏ nhất Axit glycolic không

màu, không mùi, ở thể rắn, là những tinh thé hút 4m Nó tan nhiều trong nước và

một số dung môi hữu cơ khác như rượu, axeton, axit axetic, etylaxetat Khối lượng

riêng D=1,27g/cm’, nóng chảy ở 75°C

Axit glycolic được tach ra từ mía, củ cải đường Ngoài ra còn gặp nó trong nho xanh, trái thơm

Axit glycolic đồng một vai trò quan trọng trong ngành da liễu và công nghệ

mỹ phẩm Dựa vào khả năng thẳm thấu đặc biệt vào da, nó được sử dụng rộng rãitrong các sản phẩm chăm sóc da tại nhà và theo hướng dẫn của bác sĩ, nó có thể

làm xóa nếp nhăn, cân bằng pH, cân bằng độ âm cho da

Axit glycolic quan trọng đối với con người, ảnh hưởng đến các chu trình

sống của sinh vật do cấu trúc đặc biệt giống với cấu trúc của glyxin, œ —amino axit

nhỏ nhất

Ngoài ra, axit glycolic thường được làm chất phụ gia (nhuộm màu) trong

ngành thuộc da và dệt may, hay được hòa tan vao mực, màu vẽ để làm tăng độ

nhớt của chúng Trong công nghiệp thực phẩm được dùng làm chất tạo mùi và chất

bảo quản.

Khi tan trong nước, axit glycolic phân ly như sau:

HO-CH;-COOH + HO-CH2-COO +Hˆ K=10°*

Do cấu tạo có hai nhóm chức, axit glycolic cho được một số phan ứng sau:

- Phản ứng khử: nhóm hidroxi trong axit glycolic bị khử bởi HI cho axit

etanoic, nhóm chức axit bị khử bởi NaBHy, LiAIH‹

24

- Axit glycolic được sử dung là một monome trong quá trình điều chế

poliglycolic axit, và PLGA — axit poli (lactic-co-glycolic).

- Phan ứng este hóa: axit glycolic có thé tự este hóa tạo thành dime,

polime, hay este vòng

- Phản ứng oxi hóa: axit glycolic bị oxi hóa bởi các chất oxi hóa mạnh

như KMnO,, các halogen

Sản xuất hóa học: axit glycolic thường được lấy từ những nguồn trong tự

nhiên như mía, củ cải đường hiệu quả và rẻ tiền, chỉ qua quá trình tỉnh chế Bên

cạnh đó, axit glycolic còn có thể được tổng hợp thông qua phản ứng:

CICH›:COOH + NaOH —› OH-CH2-COOH + NaCl

25

PHAN II

THYCNGHIEM,

60 SANHVA

KETOUA

Il THUC NGHIEM TONG HỢP

H.I TONG HOP MOT VAI CAC HOP CHAT VÔ CƠ

IL.1.1 Kali trioxalatoferate (HH K;Fe(C;O,).3H:O

1 Sơ đồ điều chế

Fe=+Fe(OH);-+FeC;O,.2H;O—+ K;Fe(C;O,);.3H;O

2 Cách tiến hành

Cân 0,7g bột sắt cho vào becher thêm vào đó 15 ml dung dịch H;SO, 3M

đun nóng nhẹ hỗn hợp cho đến khi sắt tan hết Lọc bỏ phần cặn không tan Thêm

din dung dịch NaOH 1M vào dịch lọc cho đến khi pH = 4 Thêm vào hỗn hợp

25ml dung dịch H;C;O, 1M, đun nóng hỗn hợp cho đến khi sôi, vừa đun vừa

khuấy liên tục Sau đó làm lạnh, các tinh thé FeC;O,.2H;O (màu vàng) sẽ tách ra.Gan lấy kết tủa, rửa kết tủa vài lần thật nhanh bằng nước ấm

Cho 10ml dung dịch K;C;O, bão hòa vào becher đựng kết tủa FeC;O,.2H;O

(thu được ở trên), đun nóng và giữ nhiệt ở 40°C ( kiểm tra bằng nhiệt kế) và thêm

từ từ 20ml dung dịch HạO; 3%, vừa thêm vừa khuấy liên tục Sau khi đã hết H;O;,

đun sôi hỗn hợp, cho từ từ cho đến hết 10ml H;ạC;O, 1M Giữ hỗn hợp gan nhiệt độ

sôi trong vòng 5 phút.

Lọc nóng dung dich qua phéu lọc thường để loại bỏ kết tủa, thêm vào từ từI0ml rượu etylic và cô dung dịch đến khi xuất hiện váng tinh thể Làm lạnh hỗnhợp bằng nước đá và để yên trong vòng | h Loc tinh thé bằng phéu lọc Busne Laytinh thé ra và làm khô bằng cách ép giữa 2 tờ giấy lọc

Với việc tong hợp K;Fe(CO,).3HạO đã được thực hiện bằng 2 cách:

Cách 1: thực hiện theo cách làm cổ điển (không sử dụng máy Heidolph

syn-thesis 1), các kết quả chi ra ở bảng 3

Cách 2: Thực hiện việc tổng hợp K;Fe(C;O,).3H;O bằng máy, các kết quả

chỉ ra ở bảng 4

3 Xác định hàm lượng: Xác định bằng phương pháp chuẩn độ oxi hóa- khử

Cân 0,02-0,03g phức vừa điều chế được cho vào bình định mức 100ml, thêm

vào 25 ml dung dich H;SO, 1M khuấy đều dun nóng đến 90°C cho phức tan hoàn

toàn Hút 10ml dung dịch cho vào bình tam giác 250ml Tiến hành chuẩn độ bằng

dung dịch KMnO; 0,1M cho đến khi dung dịch từ không mau chuyển sang màu tím nhạt bởi 1 giọt KMnO,, bền trong 30s chuẩn độ 3 lần, tính thể tích KMnO,

3uỏn q31

wey 2) yury | Op J‡I4N | 24) Buoy

(5saqyuás qdịoptaq 4y: Zunp 3uoqw)8und) 2uọ4) qo" o2) 2)612ojw6xotap|e doy Bug) USP] nạtg :€ SUEY

Nhận xét:

Trong quá trình tổng hợp cần có sự đun nhẹ, nhiệt độ khoảng 40-70°C

Cân phải tiến hành lọc để lấy dung dịch sạch sau khi cho Fe phan ứng với

H;SO,.

Trong giai đoạn đầu (điều chế FeC;O,.H;O), môi trường thuận lợi là môi

trường axit pH=4.

Khi cho axit HạSO¿, nên cho cho từ từ và cho đến khi xuất hiện kết tủa xanh

dé Fe(OH); kết tủa hoàn toàn, dé thu được hiệu suất cao hơn

Muốn thu được tỉnh thể, khi bắt đầu có kết tủa thì ta cho nước vào hòa tan

rồi đem cô cạn, sau đó làm lạnh.

Dung môi kết tỉnh là rượu

Làm khô tỉnh thể bằng cách ép giữa 2 tờ giấy lọc, tránh làm khô bằng cáchsấy tinh thé ở nhiệt độ quá cao làm cho tinh thé dé bị phân hủy

Khi tiến hành tổng hợp theo những cách làm thông thường không sử dụng

máy Heidolph synthesis 1 theo tài liệu [8] sản phẩm sinh ra có đôi khi

không tinh khiết, và hiệu suất thực hiện khá thấp (8,6%) Tuy nhiên với thínghiệm này, các thao tác trong khi tiên hành thí nghiệm riêng lẻ có phần

thuận lợi hơn ở khâu cho từ từ H;ạO; Nhưng ở các khâu khác như vừa dun

nóng đến sôi vừa khuấy liên tục hay giữ nhiệt ở 40°C thì theo cách thôngthường hiệu usat va chạm không cao

Với những thí nghiệm được thực hiện trên máy Heidolph synthesis |, hiệu

suất có cao hơn so với cách làm không sử dụng máy, với ưu thế vừa gia

nhiệt vừa lắc, máy giúp cho các phản ứng xảy ra hoàn toản hơn Tuy nhiên, trong cách tiến hành thí nghiệm tông hợp có gặp | chút trở ngại, vi cần phải

3I

dừng cả hệ thống máy lại để cho từ từ H;O; Vì vậy mà số lượng thí nghiệm

được tiễn hành làm trên máy chưa nhiều

- Do đây là thí nghiệm được thực hiện đầu tiên với máy tổng hợp Heidolph

synthesis | nên chưa khai thác được hết 12 ống phản ứng cho 12 thí nghiệm

11.1.2 Natri thiosunfat Na;S;:O;

1 Phương trình điều chế:

S + Na;SO,— Na;S;O;

2 Cách tiền hành

Cân 1,2001g S và 4,1435g Na;SO:.

Cho 4,1435g Na;SO; vào bình cầu đáy tròn, thêm từ một lượng nước dé tạo

thành dung dịch bão hòa Lắc cho đến khi tan hết rồi cho lưu huỳnh (S) đã tâm

rượu vào Tiếp tục thêm khoảng 5ml rượu 96° Đậy nút có lắp sinh hàn hỏi lưu,

đun nhẹ bình cầu trên bếp điện, vừa đun vừa lắc cho đến phản ứng kết thúc

Lọc bỏ phần S còn dư và hứng phần dung dịch cho vào becher Cô cách thủy

dung dịch cho đến khi xuất hiện váng tỉnh thể, Để nguội và làm lạnh bằng nước đá.Lọc hút tinh thé bằng phéu lọc Busne, làm khô bằng cách ép giữa 2 tờ giấy lọc

Với việc tông hợp Na;S¿O; đã được thực hiện bằng 2 cach:

Cách 1: thực hiện việc tổng hợp Na;S;O; theo cách làm cô điển (không sử

dụng máy Heidolph synthesis 1), các kết quả chỉ ra ở bảng 5.

Cách 2: Thực hiện việc tổng hợp Na;S¿O; bằng máy, các kết quả chỉ ra ở

bảng 6

3 Xác định hàm lượng

Hút chính xác 10ml dung dịch K;Cr;O; 0,02N cho vào erlen, sau đó thêm

vào lần lượt các dung dịch: 4ml dung dịch HC] 2N 2ml dung dịch Na2CO3 0,1M,

32

khoảng 20ml nước cất, khoảng 6ml dung dịch KI 10% Sau mỗi lần thêm dung

dịch mới, phải lắc nhẹ và đều dung dịch cần chuẩn độ Đậy kín bằng mặt kính

đồng hò, sau đó dé vào chỗ tối khoảng 13-15 phút

Chuẩn độ dung dịch thu được bằng dung dịch Na;S;O; cho tới khi dung dich

có màu vàng rom Cho từ từ từng giọt dung dịch hồ tinh bột,cho đến khi được màu

xanh chàm, lắc đều và chuẩn độ tiếp cho đến khi xuất hiện màu xanh ve của ion

Cr`" bởi | giọt NazS2O3 Chuẩn độ 3 lần ghi kết quả.

Agu up ns Suoyy utp 09 we] Youd oay} jjunsotg)L1jeu ddy Bug) uập{ Nag :c 2ueg

sua sem xem, 8509 2.081 San