Nghiên cứu hoạt tính xúc tác phân hủy H2O2 của phức chất giữa Mn2+ và Axetyl Axeton trong điều kiện thường

Nghiên cứu hoạt tính xúc tác phân hủy H2O2 của phức chất giữa Mn2+ và Axetyl Axeton trong điều kiện thường

Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp MỤC LỤC MỞ ĐẦU…………………………………………………………… … .…….3 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN…………………………… ………………… .5 I.1 Thành phần, cấu tạo, cơ chế hoạt động của phức chất xúc tác…………… .5 I.1.1 Đặc điểm về cấu trúc điện tử của các kim loại chuyển tiếp…….… 5 I.1.2 Đặc điểm các trạng thái oxy hoá của các kim loại chuyển tiếp … 7 I.1.3 Đặc điểm phối trí của các ligan…………… ………….… .………7 I.1.4 Ảnh hưởng sự tạo phức chất đến tính xúc tác của M z+ …… ……….8 I.1.5 Chu trình oxy hoá - khử thuận nghịch……………………… .….12 I.1.6 Cơ chế vận chuyển electron……………………………………… .13 I.1.7 Thành phần phức và dạng phức chất đóng vai trò xúc tác……… 15 I.2 Quá trình catalaza……………………………………………….…… ……18 I.3 Quá trình peroxydaza………………………………………….….…….… .21 I.3.1 Hệ M z+ – S – H 2 O 2 …………………….…………………… …… 21 I.3.2 Hệ M z+ – L – S – H 2 O 2 ……………………….…… .……… ……22 CHƯƠNG II: CƠ SỞ THỰC NGHIỆM VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU………………….……………………………….………… 28 II.1 Hệ xúc tác được chọn để nghiên cứu……………………….……… …… 28 II.1.1 Ion kim loại chuyển tiếp: Mn 2+ ………………………….……… .28 II.1.2 Ligan: Axetyl Axeton………………………………………… .28 II.1.3 Chất oxy hóa: H 2 O 2 …………………………………………… 28 II.1.4 Chất ức chế……………………………………………………… .29 II.2 Các phương pháp nghiên cứu……………………………… …… … … 30 II.3 Hoá chất và dụng cụ thiết bị nghiên cứu…………………… .….…….… 33 II.4 Phương pháp tiến hành nghiên cứu quá trình xúc tác………… ……… .34 Đinh Văn Tùng - Lớp Hóa Lý K47 1 Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp CHƯƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN……………………………….37 III.1 Sự tạo phức xúc tác trong các hệ nghiên cứu……………………….…… 37 III.1.1 Nghiên cứu sơ bộ quá trình catalaza ……………………….……37 III.1.2 Nghiên cứu sự tạo phức giữa Mn 2+ và axetyl axeton… …………38 III.2 Động học quá trình catalaza…………………………………………….…39 III.2.1 Ảnh hưởng của pH đến quá trình catalaza của hệ………….… …40 III.2.2 Ảnh hưởng của β đến quá trình catalaza của hệ……………….….43 III.2.3 Ảnh hưởng của [Mn 2+ ] o đến hoạt tính xúc tác của hệ……….……46 III.2.4 Ảnh hưởng của [H 2 O 2 ] o đến hoạt tính xúc tác của hệ……… .… 49 III.3 Kết luận từ việc nghiên cứu sự tạo phức xúc tác và động học phản ứng catalaza……………………………………………………………………….…52 III.4 Cơ chế nguyên tắc của quá trình catalaza trong hệ……….………… … .53 III.4.1 Ảnh hưởng của hydroquinon (Hq)…………………………… …53 III.4.2 Ảnh hưởng của axit ascorbic (Ac)…………………………… …55 III.4.3 Cơ chế nguyên tắc của quá trình catalaza…………………… ….58 III.5 Mở rộng nghiên cứu quá trình oxydaza………………… …………….…59 KẾT LUẬN……………………………………………………… .… 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO………………………………………… .… 63 Đinh Văn Tùng - Lớp Hóa Lý K47 2 Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp MỞ ĐẦU Khoảng vài chục năm gần đây phức chất luôn là đề tài được khoa học quan tâm nghiên cứu, đặc biệt là trong lĩnh vực xúc tác. Phức chất đã và đang trở thành một phần không thể thiếu trong các ngành công nghiệp, trong nghiên cứu và trong đời sống. Hiện nay, phức chất được ứng dụng rất rộng rãi trong vật liệu từ; vật liệu siêu dẫn; dược liệu; phân bón; phân tích vi lượng; bảo quản nông sản; bảo vệ môi trường…Xúc tác là hiện tượng rất phổ biến trong giới hữu sinh cũng như đối với nhiều lĩnh vực công nghiệp, kỹ thuật khoa học và đời sống. Chất xúc tác có mặt trong các quá trình chuyển hoá hoá học vừa có tác dụng thúc đẩy nhanh quá trình chuyển hoá vừa có khả năng tạo ra những nồng độ cân bằng cao nhất nghĩa là tăng được hiệu suất của quá trình. Sự kết hợp đặc biệt giữa ligan và ion kim loại sẽ tạo ra những phức có nhiều tính chất hoàn toàn khác biệt so với khi chưa có sự tạo phức. Tính chất xúc tác của nhiều phức chất đóng vai trò quan trọng cho thành công của nhiều ngành công nghệ chế tạo vật liệu, trong công nghiệp hoá chất, hoá dầu, thực phẩm, dược phẩm, công nghệ sinh học, nông nghiệp, sinh thái học và bảo vệ môi trường…. Vì vậy việc nghiên cứu tính chất xúc tác của phức chất được xem là hướng phát triển quan trọng của hoá học phức chất hiện đại. Như chúng ta đã biết, trong cơ thể con người các hoạt động trao đổi chất hay các quá trình hoá học luôn diễn ra một cách nhịp nhàng. Trong đó, các phản ứng hoá học luôn xảy ra một cách nhanh chóng và chính xác. Đó một phần chính là do sự tác dụng của các loại xúc tác trong cơ thể. Loại xúc tác này đã làm cho những phản ứng không thể thực hiện được ở điều kiện thường diễn ra nhanh chóng và có độ chọn lọc cao ngay tại điều kiện bình thường trong cơ thể. Dựa trên mô hình xúc tác sinh học người ta đã chế tạo được nhiều dạng xúc tác phức có hoạt tính và độ chọn lọc cao. Một ưu điểm lớn của các xúc tác phức là có thể hoạt động được ở điều kiện mềm với hiệu quả tốt. Người ta đã ứng dụng loại xúc tác này cho các quá trình oxy hoá-khử đồng thể, nhất là quá trình oxy hoá các hợp chất hữu cơ trong công nghiệp với mục đích sản xuất cũng như xử lý chất thải bảo vệ môi trường. Đinh Văn Tùng - Lớp Hóa Lý K47 3 Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp Với mục đích nghiên cứu về quá trình hoạt hóa H 2 O 2 bằng phức chất và quá trình catalaza mà nội dung đồ án của tôi là: “Nghiên cứu hoạt tính xúc tác phân hủy H 2 O 2 của phức chất giữa Mn 2+ và Axetyl Axeton trong điều kiện thường” Đinh Văn Tùng - Lớp Hóa Lý K47 4 Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp CHƯƠNG I: TỔNG QUAN I.1 Thành phần, cấu tạo, cơ chế hoạt động của phức chất xúc tác Có một số ion kim loại ở dạng tự do không là chất xúc tác nhưng khi chuyển sang dạng phức lại thể hiện hoạt tính xúc tác. Tuy nhiên, không phải phức nào cũng có khả năng xúc tác. Người ta thấy rằng, trong số phức của nhiều ion kim loại thì phần lớn phức của các ion kim loại chuyển tiếp là những chất xúc tác. Phức xúc tác được hình thành chủ yếu nhờ liên kết cho nhận giữa ion kim loại và phối tử: ion kim loại có obitan trống còn phối tử đóng góp những cặp điện tử không phân chia của những nguyên tử như oxi và nitơ. Nhiều xúc tác phức đã được tổng hợp, nghiên cứu và ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Sự tạo thành phức xúc tác phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau như bản chất ion kim loại, bản chất các phối tử (ligan), các chất cùng tương tác trong môi trường phản ứng, các điều kiện nhiệt độ, áp suất, pH… Trong đó, bản chất của ion kim loại và phối tử là hai yếu tố quan trọng nhất quyết định hoạt tính xúc tác của phức. I.1.1 Đặc điểm về cấu trúc điện tử của các kim loại chuyển tiếp Các kim loại chuyển tiếp nhóm d được phân bố trong các chu kỳ lớn của hệ thống tuần hoàn và ở giữa các nguyên tố s và p. Trong các nguyên tố này, các điện tử được điền vào các obitan d ở lớp cận ngoài cùng. Các orbitan dz 2 , dx 2 -y 2 , dxy, dyz, dxz còn trống và định hướng tốt nên có khả năng nhận electron (thí dụ: Mn 2+ , Fe 2+ ,…). Các kim loại chuyển tiếp có đặc điểm [4]: `+ Hầu hết các obitan d chưa được lấp đầy ở bất kỳ trạng thái oxy hoá nào của kim loại và các điện tử trên obitan (n-1)d có thể được chuyển nhượng. + Năng lượng của các orbital ns, np, (n-1)d xấp xỉ nhau nên khả năng lai hóa giữa các obitan lớn. Vì vậy, theo phương pháp obitan phân tử (MO), khi tương tác phối trí với ligan (L) hoặc cơ chất có tính chất ligan (S L ) thì ion kim loại chuyển tiếp M z+ có thể nhận vào obitan trống d(x 2 -y 2 ) các elctron được chuyển đến từ L (hoặc S L ) để hình thành lien kết σ . Đồng thời, M z+ còn cho electron của mình – chuyển ngược electron từ obitan π * phản liên kết của L (hoặc S L ) tạo thành liên kết π ngược Đinh Văn Tùng - Lớp Hóa Lý K47 5 Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp giữa M z+ và L(S L ) [1]. Kết quả là sự tạo phức làm yếu liên kết hóa học trong phân tử các chất này tương tự như quá trình hoạt hóa bằng các xúc tác sinh học. Điều này đã giải thích khả năng hoạt hóa các phức chất xúc tác, làm cho phản ứng xúc tác oxy hóa – khử có thể diễn ra ở điều kiện mềm (nhiệt độ và áp suất thường) với tốc độ và độ chọn lọc cao.[1], [2]. Để minh họa cho hai loại liên kết trên ta xét trường hợp hoạt hóa phân từ C 2 H 4 bằng phức chất [PtCl 3 ] - (hình 1.1) [1]. Hình 1.1: Liên kết phối trí giữa Pt 2+ và C 2 H 4 a: Liên kết σ b: Liên kết π ngược Sơ đồ trên mô phỏng qúa trình phân bố lạI điện tử trên phân tử phức [PtCl 3 C 2 H 4 ] - : điện tử dịch chuyển từ obitan π của C 2 H 4 sang obitan d(x 2 -y 2 ) của Pt 2+ tạ thành liên kết σ . Đồng thời, Pt z+ còn cho electron từ obitan dxy của mình sang obitan π * của C 2 H 4 tạo thành liên kết π ngược giữa pt z+ và C 2 H 4 . Sự phân bố lại điện tử làm cho liên kết C = C yếu đi: Độ giảm tần số dao động trong phổ hồng ngoại của nó là ∆ν C=C ≈ 200 cm -1 , độ dài liên kết tăng từ1,38A o đến 1,54A o , độ bội liên kết giảm từ 2 xuống 1 tương ứng vớI sự lai hóa của nguyên tử C từ sp 2 sang sp 3 . Sự xen phủ giữa các obitan tương ứng của M z+ và L(S L ) phải tuân theo quy tắc bảo toàn tính đối xứng các obitan sao cho xem phủ cực đại, đảm bảo cho Đinh Văn Tùng - Lớp Hóa Lý K47 6 dx 2 -y 2 M Z+ + + + + - - - - + + + - - - a b b x dxy y Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp sự vận chuyển electron dễ dàng, tạo điều kiện thuận lợi cho cho hoạt hóa và các quá trình biến đổi tiếp theo trong quá trình xúc tác. Tóm lại, đặc điểm cấu trúc điện tử của các kim loại chuyển tiếp tạo nên những thuận lợi cho quá trình tạo phức xúc tác. Chúng có thể hoạt hoá được nhiều phân tử ở điều kiện ít khắc nghiệt hơn khi dùng xúc tác kim loại I.1.2 Đặc điểm các trạng thái oxy hoá của các kim loại chuyển tiếp Do có cấu tạo điện tử đặc biệt nên các kim loại chuyển tiếp có thể tồn tại ở nhiều trạng thái oxy hoá khác nhau và hầu hết chúng có khả năng tạo phức bền ở các trạng thái oxy hoá đó. Hơn nữa khi trong hệ có mặt những điều kiện oxy hoá hoặc khử thì chúng có thể bị oxy hoá hoặc khử phụ thuộc vào từng trạng thái của các ion kim loại. Các trạng thái này có thể chuyển hoá lẫn nhau. Điều này cho phép thực hiện những chu trình oxy hoá khử thuận nghịch, phục hồi trạng thái xúc tác nên duy trì được chức năng xúc tác của hệ. Ví dụ: Khử olefin bằng H 2 xúc tác bởi phức RhClL 2 , L = P(C 6 H 5 ) 3 = PPh 3 . Trong quá trình phản ứng, trạng thái oxy hoá của Rh đã biến đổi từ Rh + → Rh 3+ → Rh + theo một chu trình kín: Rh + ClL 2 2 H+ → Rh 3+ H 2 ClL 2 2 RCH CH+ = → Rh 3+ H(RCH 2 CH 2 )ClL 2 2 3 RCH CH− → Rh + ClL 2 Trong các hệ xúc tác kiểu này, dưới tác dụng của các tác nhân oxy hoá khử khác nhau, đã xảy ra quá trình chuyển hoá thuận nghịch giữa các trạng thái hoá trị của các ion kim loại. Tuy nhiên, mức độ thuận nghịch của mỗi chu trình phụ thuộc vào nhiều yếu tố như bản chất của ion kim loại, phối tử, chất oxy hoá, chất khử, thành phần cấu tạo và độ bền, thế oxy hoá khử…của các phức chất được tạo thành và các điều kiện phản ứng. I.1.3 Đặc điểm phối trí của các ligan Do khả năng lai hoá lớn nên các kim loại chuyển tiếp có khả năng phối trí cao. Ion kim loại có khả năng phối trí với nhiều chất phản ứng, ligan. Thường gặp phối trí là 4 hoặc 6. Do những chuyển động quay hay tịnh tiến của một hoặc nhièu nguyên tử (hoặc một nhóm nguyên tử) sao cho có lợi hơn về mặt năng lượng, nên trong quá trình phản ứng mà một số phức trung gian được hình thành với số phối trí khác nhau ứng với cùng một ion trung tâm. Đinh Văn Tùng - Lớp Hóa Lý K47 7 Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp Sự biến đổi số phối trí linh hoạt như trên còn phụ thuộc bản chất từng loại ligan như: đặc điểm của tương tác tĩnh điện, kích thước- yếu tố không gian của các ligan. Các ligan có thể là phân tử trung hoà hay các ion, trong đó có chứa các nhom chức như: -NH 2 , =NH, -COOH, -OH, … những hợp chất chứa liên kết đôi, liên kêt ba,… hoặc có thể chứa nhiều nhóm chức cùng loại hoặc khác loại (đa chức). Dưới tác động của điều kiện phản ứng , các ligan sẽ thể hiện khả năng bị proton hoá hay deproton hoá khác nhau, đặc biệt là các ligan có chứa các nhóm chức axit và amin. Do đó, khi pH môi trường thay đổi sẽ cho ta các ligan với các đặc tính phối trí khác nhau và khi tạo phức sẽ tạo được các phức có những tính chất đặc trưng khác nhau. I.1.4 Ảnh hưởng sự tạo phức chất đến tính xúc tác của M z+ Trong phức chất luôn có sự vận chuyển electron từ ion kim loại chuyển tiếp M z+ đến ligan L hay các chất phản ứng – substrate S L và ngược lại. Điều quan trọng là sự xen phủ giữa các orbital tương ứng của M z+ và L (S L ) phải tuân theo qui tắc bảo toàn đối xứng các orbital sao cho xen phủ đạt cực đại, đảm bảo cho sự vận chuyển electron dễ dàng, tạo điều kiện thuận lợi cho hoạt hoá và biến đổi các giai đoạn tiếp theo trong quá trình xúc tác. Sự phối trí không chỉ gây ra sự thay đổi tính chất đối với L(S L ) mà còn ở ion tạo phức M z+ . Điều kiện để một phức chất LM z+ có thể trở thành xúc tác là nó chưa bão hòa phối trí. 1. Tăng tính bền thuỷ phân của ion kim loại Trong dung dịch nước, khi pH tăng ion các kim loại chuyển tiếp M Z+ sẽ chuyển vào các dạng phức chất hydromonome: M z+ + H 2 O = MOH + + H + (I.1) Hoặc dime M 2 (OH) 2 2+ , …, polyme, hydroxyt trung hoà M(OH) 2 ở dạng kết tủa hoặc ở dạng dung dịch keo làm giảm nồng độ của M 2+ trong môi trường đồng thể và do đó tốc độ các phản ứng được xúc tác bằng M 2+ sẽ bị giảm theo. Độ bền thuỷ phân của ion các kim loại – xúc tác được giới hạn trong khoảng pH = 3 ÷ 5. Đinh Văn Tùng - Lớp Hóa Lý K47 8 Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp Nếu cho ligan L vào dung dịch của M 2+ và tăng pH như trên (giả thiết L có hai nhóm chức tạo phức, M 2+ có số phối trí lớn nhất bằng 6 thì sẽ quan sát được các trường hợp sau đây: Ở pH thấp, trong dung dich tồn tại ion M z+ (chưa tạo phức với L) và các dạng proton hoá của L là LH + , LH 2 2+ : L + 2H + → LH + + H + → LH 2 2+ (I.2) Theo chiều tăng pH, các dạng proton hoá của ligan bị phân ly do chuyển dịch các cân bằng : LH 2 2+  → + − H LH +  → + − H L (I.3) Nếu ligan là axit, thí dụ axit xitric kí hiệu H 4 L thì phương trình phân ly có dạng: H 4 L  → + − H H 3 L -  → + − H H 2 L 2-  → + − H HL 3-  → + − H L 4- (I.4) Nhờ vậy mà một phần ion M 2+ được liên kết vào các dạng phức chất: M z+ + L ↔ LM z+ ↔ L 2 M z+ ↔ L 3 M z+ (I.5) Trong đó L có thể là phân tử trung hoà hoặc ở dạng các anion. Các dạng phức chất của M 2+ cũng bị thuỷ phân tạo thanh các phức chất hydroxo: LM z+ + H 2 O ↔ LMOH + + H + (I.6) L 2 M z+ + H 2 O ↔ L 2 MOH + + H + (I.7) 2LMOH + ↔ L 2 M 2 (OH) 2 2+ (I.8) Điều khác cơ bản so với trường hợp thuỷ phân M 2+ là sự thuỷ phân của các phức chất diễn ra ở pH cao hơn và rõ ràng là hằng số bền của các phức chất càng lớn thì tính chất đồng thể của dung dịch được bảo toàn ở pH càng cao. Nhờ đó Đinh Văn Tùng - Lớp Hóa Lý K47 9 Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp mà quá trình xúc tác bằng phức chất có thể diễn ra trong dung dich với pH cao hơn nhiều, có thể tới pH = 12, so với quá trình xúc tác bằng ion M z+ . Các cân bằng (I.1) ÷ (I.8) cho thấy: Phụ thuộc vào pH mà M z+ có thể tồn tại ở nhiều dạng phức chất có thành phần khác nhau. Bằng cách biến thiên pH có thể làm cho cân bằng dịch chuyển về phía tạo thành dạng phức chất đóng vai trò chất xúc tác có thành phần xác định tương ứng với một giá trị pH xác định, tại đó tốc độ quá trình xúc tác đạt giá trị cực đại. 2. Thay đổi thế oxy hoá - khử của ion kim loại Như đã biết, do tương tác phối trí với ligan mà cấu trúc electron của ion kim loại chuyển tiếp M 2+ bị thay đổi làm cho thế oxy hoá - khử của nó cũng thay đổi theo. Giữa thế oxy hoá - khử và hằng số bền được liên hệ bằng biểu thức: φ LnM (z+1)+ /LnM z+ = φ(M (z+1)+ /M z+ ) - F RT ln + ++ z )1z( LM LM K K (I.9) Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến các hằng số bền chung K và do đó đến thế oxy hoá - khử ϕ của các phức chất LM z+ và LM (z+1)+ (n = 1,2,3,… là số phân tử ligan), như các hiệu ứng: tĩnh điện, trường ligan, không gian, biến thiên entropy, … Quan trọng hơn cả là trạng thái oxy hoá của các ion kim loại và độ phân cực (độ âm điện) của ligan, cả hai yếu tố này đều làm cho ++ )1z( LM K > +z LM K và do đó theo (I.9) ta có ϕ(LM (z+1)+ /LM z+ ) < ϕ(M (z+1)+ /M z+ từ đó chứng tỏ sự tạo phức đã làm ổn định trạng thái oxy hoá cao của ion kim loại M (z+1)+ (dạng oxy hoá ). Điều này chỉ xảy ra khi ligan chỉ tạo liên kết σ với ion kim loại. Thí dụ: ϕ(Fe(CN) 6 3- /Fe(CN) 6 4- ) = 0,36V < ϕ(Fe 3+ /Fe 2+ ) = 0,771V, nghĩa là ion Fe 3+ được ổn định trong phức chất Fe(CN) 6 3- vì ligan CN - là một σ- donor mạnh, thuận lợi cho sự tạo thành phức với Fe 3+ hơn (hình 1.2). Hình 1.2: Liên kết phối trí giữa Fe 3+ và CN - Đinh Văn Tùng - Lớp Hóa Lý K47 10 σ [...]... tạo phức chất xúc tác có độ bền thích hợp giữa Mn2+ và ligan trong điều kiện phản ứng là rất quan trọng Nếu phức chất quá bền hoặc không bền đều không có hoạt tính xúc tác Phần này tôi sẽ chứng minh có sự tạo phức xúc tác giữa Mn2+ và axetyl axeton III.1.1 Nghiên cứu sơ bộ quá trình catalaza trong các hệ: H2O - AA - H2O2 (1) H2O - Mn2+ - H2O2 (2) H2O - Mn2+ - AA - H2O2 (3) Nghiên cứu phản ứng phân hủy. .. có vai trò quan trọng Do vậy, trong xúc tác oxy hoá - khử đồng thể bằng phức chất đòi hỏi cả về nồng độ phức chất xúc tác và khả năng của nó trong tương tác phối trí với các chất phản ứng Trong trường hợp này, mối liên hệ giữa các đại lượng nhiệt động của sự tạo phức chất và động học không còn đơn giản mà liên quan đến tính chất cho và nhận electron của phức chất xúc tác Và mối liên hệ này được xác định... của cơ chất với phức chất xúc tác cũng chỉ là một trong các tiêu chuẩn để xem xét, xác định cơ chế hoạt động xúc tác của LnMz+ Điều kiện phản ứng: quy luật động học và cơ chế của các qua trình xúc tác đồng thể oxy hoá - khử bằng phức chất không những chỉ phụ thuộc vào cấu tạo, tính chất của Mz+, S, L, H2O2, … mà còn vào điều kiện tiến hành quá trình xúc tác (tương quan nồng độ giữa các chất tham gia... nhau, và do đó hoạt tính xúc tác của các dạng phức chất được tạo thành cũng sẽ khác nhau Tốc độ quá trình xúc tác Ws trong trường hợp này là một hàm phức tạp phụ thuộc β Nếu bỏ qua điều đó sẽ dẫn đến các kết luận sai lầm về động học và cơ chế của các quá trình xúc tác Trường hợp thường gặp là một trong các dạng phức chất được tạo thành có hoạt tính xúc tác rất cao đến mức có thể bỏ qua hoạt tính xúc tác. .. αm) của tất cả các dạng phức chất tạo thành trong điều kiện xúc tác, trong đố có dạng phức chất đóng vai trò xúc tác L nMz+ (n=1,2,3,…) và sự phân bố các dạng phức chất theo nồng độ ligan hoặc theo pH - Phát hiện, chứng minh và nghiên cứu sự tạo thành chất trung gian hoạt động peroxo [LnKz+H2O2S]… nếu LnMz+ chưa bão hoà phối trí, hoặc phức chất phân tử [LnKz +H2O2] S… nếu LnMz+ đã bão hoà phối trí - Nghiên. .. bản chất, thành phần của các chất xúc tác, các phản ứng khác nhau, điều kiện tiến hành … Từ sự phân tích vai trò sự tạo phức chất trong xúc tác, ta thấy các phức chất xúc tác của ion các kim loại chuyển tiếp Fe 2+, Cu2+, … có hoạt tính rất cao so với các ion đơn giản tương ứng Ngoài ra, phần lớn các kim loại chuyển tiếp Mn2+, Co2+,… không có hoạt tính xúc tác nhưng ngược lại phức của chúng là những chất. .. III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN III.1 Sự tạo phức xúc tác trong các hệ nghiên cứu Cho đến nay đã có rất nhiều công trình nghiên cứu sự tạo phức giữa ion Mn2+ và các ligan với nhiều mục đích khác nhau như phân tích định lượng, phân tích vi lượng, chiết tách… Do mục đích trong nghiên cứu này là sử dụng phức chất xúc tác cho phản ứng phân hủy H 2O2 và oxy hóa các hợp chất hữu cơ nên việc xác định và chứng minh... chất xúc tác tốt đối với quá trình oxy hoá - khử, trong đó có quá trình phân huỷ H2O2 Khi chuyển từ hệ M2+ - H2O2 sang M2+ - L - H2O2, nghĩa là tương ứng với sự chuyển ion kim loại M2+ sang phức chất LM2+ thì cả tốc độ và cơ chế của quá trình xúc tác phân huỷ H2O2 có thể bị thay đổi cơ bản do tác dụng đặc thù của phức chất xúc tác Cơ chế nguyên tắc của quá trình xúc tác phân huỷ H2O2 bằng phức chất. .. nghịch của chu trình phụ thuộc vào nhiều yếu tố: bản chất của ion kim loại, ligan, chất oxy hoá, chất khử, thành phần và độ bền của các phức chất được tạo thành, các đại lượng thế oxy hoá - khử của phức chất và chất oxy hoá, chất khử, điều kiện phản ứng … Nghiên cứu chu trình oxy hoá - khử thuận nghịch và nâng cao tính thuận nghịch của nó là một phần quan trọng trong việc xác định cơ chế của quá trình xúc. .. khi tính n theo hai vế của phương trình (I.17) chỉ sai khác nhau khoảng 1 ÷1,5% Trên cơ sở nghiên cứu phát hiện sự biến đổi tương đồng giữa W S và αm có thể tìm được dạng phức chất – xúc tác Đây là một biểu hiện của mối liên hệ giữa nhiệt động học sự tạo phức chất và động học (xúc tác) Còn một biểu hiện nữa của mối liên hệ này là sự phụ thuộc hoạt tính xúc tác vào thế oxy hoá - khử (độ bền) của phức chất: . có hoạt tính xúc tác rất cao đến mức có thể bỏ qua hoạt tính xúc tác của các dạng phức chất khác cũng tồn tại trong hệ xúc tác. Để xác định dạng phức chất. đích nghiên cứu về quá trình hoạt hóa H 2 O 2 bằng phức chất và quá trình catalaza mà nội dung đồ án của tôi là: Nghiên cứu hoạt tính xúc tác phân hủy