Tổng hợp và nghiên cứu phức chất của co III với l phenylanin

Luận văn tốt nghiệp -1- mở đầu Hợp chất phối trí đợc biết đến nghiên cứu vào kỷ XVIII [3] phát dạng hợp chất ngời ta giải thích đợc quan điểm thuyết hoá học cổ điển Chính mà có tên hợp chất phức [4] Trong thập kỷ gần hoá học phối trí phát triển ngày nhanh Đặc biệt hoá học phối trí nguyên tố chuyển tiếp Việc nghiên cứu phức chất nguyên tố chuyển tiếp với amino axít vấn đề quan trọng mặt hoá học phối trí nh sinh hoá Phản ứng ion kim loại với amino axít xem nh mô hình xảy hệ prôtêin - kim loại, phản ánh trình xảy thể sống, gắn liền với điều kiện đó, việc nghiên cứu tạo phức amino axít L - phenyl alanin với ion kim loại chuyển tiếp ý nghĩa mặt lý thuyết mà có ý nghĩa mặt thực tế Qua tài liệu tham khảo cho thấy rằng, tạo phức nguyên tố chuyển tiếp d với amino axít - L - phenylalanin vấn đề đợc quan tâm Tuy nhiên số công trình nghiên cứu cha nhiều đặc biệt công trình nghiên cứu cách đầy đủ trình tổng hợp, xác định thành phần, cấu trúc tính chất Nguyên tố chuyển tiếp chọn nguyên tố coban Việc chọn coban xuất phát từ chỗ: Nó kim loại 3d có mặt thể có vai trò sinh học quan trọng Coban kim loại mà hợp chất phức đợc nghiên cứu tơng đối tỉ mỉ [4] Xuất phát từ nhận định chọn đề tài "Tổng hợp nghiên cứu phức Co(III) L - phenylalanin" làm luận văn tốt nghiệp Đại học Nhiệm vụ đề tài: Tìm phơng pháp tổng hợp tổng hợp phức chất Co(III) với aminoaxít L - phenylalanin Nghiên cứu, xác định thành phần cấu tạo phức rắn phơng pháp phân tích nguyên tố, phơng pháp phân tích nhiệt, phơng pháp phổ hồng ngoại Phần I: Chuyên ngành Hoá vô Tổng quan -2- Luận văn tốt nghiệp I- Đặc điểm chung nguyên tố chuyển tiếp d [2] Đặc điểm chung: Các nguyên tố chuyển tiếp d gồm dãy, thuộc chu kỳ lớn : 4, 5, Trong dãy gồm 10 nguyên tố, trừ dãy thứ t cha đầy đủ Nguyên tử nguyên tố d có cấu hình electron hoá trị nh sau: - Chúng có electron electron lớp - Năng lợng electron phân lớp (n-1)d xns1ữ2 xấp xỉ nhau, nên nói chung electron phân lớp electron hoá trị, thể rõ qua nguyên tố nửa đầu dãy - Chúng kim loại số electron lớp electron Từ trái sang phải dãy từ xuống dới nhóm nói chung tính kim loại giảm dần Các nguyên tố chuyển tiếp d thể nhiều số ôxi hoá khác electron ns, chúng electron (n - 1)d Nh trình bày nguyên tố chuyển tiếp d gồm dãy nhiên giới hạn đề tài nghiên cứu đặc điểm nguyên tố dãy chuyển tiếp d thứ (3d, thuộc chu kỳ 4) 1.1 Một số tính chất: Tất nguyên tố chuyển tiếp dãy d kim loại có ánh kim dẫn điện dẫn nhiệt tốt Ngoại lệ đồng (Cu) kim loại mềm, dễ rèn, quý thua bạc độ dẫn điện dẫn nhiệt Man gan, sắt dễ tham gia phản ứng, kim loại lại nhiệt độ phòng nói chung khả phản ứng thấp, đốt nóng chúng phản ứng với halogen, lu huỳnh phi kim khác Các Chuyên ngành Hoá vô Luận văn tốt nghiệp -3- cacbua, nitrua borua chúng thờng tính hợp thức nghiêm ngặt, chúng hợp chất đặc biệt rắn Bảng 1: Một số tính chất cụ thể nhóm 3d Số TT Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu 22 23 24 25 26 27 28 29 Cấu hình electron hoá trị 3d24s2 t0 nóng chảy (0C) 1688 1890 1875 1244 1587 1493 1453 1083 - d (g/cm3) 4,51 6,11 7,19 7,18 7,87 8,90 8,91 8,94 - 1,19 - 0,91 - 1,18 - 0,44 - 0,28 - 0,24 + 0,34 3d34s2 3d54s1 3d54s2 3d64s2 3d74s2 3d84s2 3d104s1 - E0 (V) (M2+ + 2e = M) - Tính tan axít HCl nóng HNO3, HF HF H2SO4đ HCl loãng HCl loãng HCl loãng Chậm HCl loãng H2SO4 H2SO4 H2SO4 HCl H2SO4 loãng HNO3 H2SO4 đ/nóng 1.2 Các trạng thái ôxi hoá: Các trạng thái ôxi hoá cấu hình electron d tơng ứng với chúng đợc đa bảng Các trạng thái ôxi hoá thờng gặp nhất, đặc biệt hoá học dung dịch nớc, đợc in đậm bảng Bảng 2: Các trạng thái ôxi hoá nguyên tố dãy 3d Nguyên tố Số OXH Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu d5 d6 d7 d8 d9 d10 d4 d5 d6 d8 d9 d10 d2 d3 d4 d5 d6 d7 d8 d9 d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7 d8 d0 d1 d2 d3 d4 d5 d6 d0 d1 d2 d0 d1 Chuyên ngành Hoá vô d0 d4 d2 -4- Luận văn tốt nghiệp Trên sở phân loại tính chất hóa học, ví dụ trạng thái V(-I), Cr(0), Mn(I) Fe(II), Co(III), Ni(IV) thuộc cấu hình d so sánh chúng cho phép làm sáng tỏ giống tính chất từ quang phổ nguyên tử Nhng khác tính chất hợp chất với cấu hình d n ion đợc gây có chất khác kim loại mức lợng chúng, đặc biệt khác điện tích 1.2.1 Các mức ôxi hoá nhỏ II: Trừ đồng (Cu) hoá trị I ra, biết đợc hợp chất nhị tố, phức chất nh thân ion Hoá học nguyên tố khác trạng thái số ôxi hoá hình thức I, 0, - I, - II hoàn toàn đợc gây hợp chất thuộc kiểu sau đây: - Các phức chất với axít - nh CO, NO, PR3, CN- phức chất loại ngời ta biết đợc hợp chất kim loại có mức ôxi hoá âm hình thức ví dụ Fe (-II) [ Fe(CO)4]2- , Mn (-I) [ Mn(CO)5]-.v.v - Các phức chất với phối tử hữu cơ, olefin, axêtilen hệ thơm tơng tự benzen phối tử 1.2.2 Mức ôxi hoá II: Các hợp chất nhị tố tơng ứng với trạng thái ôxi hoá thờng hợp chất ion, ôxít (MO) có tính bazơ có cấu trúc kiểu NaCl, nhng chúng thờng không hợp thức, ôxít Ti, V Fe Các ion hiđrát hoá [M(H2O)6]2+ (trừ Ti+2) đợc xác định rõ tính chất dung dịch trạng thái tinh thể Các ion V +2, Cr2+, Fe2+ bị ôxi hoá ôxi không khí dung dịch axít Thế ôxi hoá khử màu sắc ion đợc đa bảng Chuyên ngành Hoá vô Luận văn tốt nghiệp -5- Bảng 3: Thế khử chuẩn (vôn) màu sắc ion aquơ [M(H2O)6]2+, [M(H2O)6]3+ Ti M2+ + 2e = M M3+ + e = M2+ - 0,37 [M(H2O)6]2+ [M(H2O)6]3+ Tím V Cr Mn Fe Co Ni Cu - 1,19 - 0,91 - 1,18 - 0,44 - 0,28 - 0,24 + 0,34 - 0,25 - 0,41 + 1,59 + 0,77 + 1,84 + 2,1 + 1,8 Tím Xanh da trời Hồng Lục Xanh lục nhạt Xanh Tím Hồng nhạt Lục nhạt Nâu Đỏ nhạt Xanh da trời Có thể thu đợc ion aquơ hoà tan kim loại, ôxít, cacbonát axít, nh khử điện phân muối M3+ Những muối hiđrát hoá không chứa anion tạo phức thờng chứa ion [M(H2O)6]2+ ví dụ: Cr(ClO4)2 H2O , FeF2 H2O , FeSO4 H2O Một số hiđrát halogen không chứa ion aquơ ví dụ: VCl H2O , MnCl2 H2O hiđrát Mn, Fe, Co, Ni, Cu polime thẳng, cấu tạo từ hình tám mặt trans MCl4(H2O)2 với cạnh chung Các phần tử nớc [M(H2O)6]2+ bị dễ dàng phối tử khác nh: etylen điamin, EDTA, xianua, axetyl axetonat,.v.v phức chất đợc tạo thành phức cation, trung hoà hay anion, tuỳ thuộc vào điện tích phối tử đa vào Thêm kiềm vào dung dịch muối M2+ tạo thành hiđrôxít, điều chế đợc hiđrôxít trạng thái tinh thể 1.2.3 Mức ôxi hoá III: Tất nguyên tố xét tạo thành vài hợp chất có mức ôxi hoá đặc trng III Chỉ riêng đồng (Cu) ngời ta biết đợc số phức chất tơng tự, đồng thời chúng không bền với tác dụng nớc Chuyên ngành Hoá vô Luận văn tốt nghiệp -6- Các florua (MF3) ôxít (M2O3) thờng hợp chất ion, clorua, bromua, iodua (nếu đợc biết), nh sunfua hợp chất tơng tự, chúng có đặc tính cộng hoá trị rõ rệt Thêm kiềm vào dung dịch muối M(III) cho ôxít hiđrát hoá hiđrôxít thực Các halogenua MX3 thể nh axít Lewis tạo thành sản phẩm cộng Tính chất đặc biệt ion M3+ khả tạo thành cacboxylát bazơ, nguyên tử ôxi nằm tâm hình tam giác, gồm nguyên tử kim loại đỉnh, nguyên tử kim loại liên kết với nhóm cầu cacboxyl, số phối trí thứ sáu kim loại bị chiếm phần tử nớc phối tử khác Cấu trúc với tâm ôxô đợc chứng minh cacboxylát crôm, mangan, sắt Những hợp chất đợc tìm thấy hợp chất Co(III) R 4- C O Cấu axetát O LM ML O ML 1.2.4 Mức ôxi hoá IV cao hơn: Mức ôxi hoá IV đặc trng titan, hoá học chủ yếu TiO2, TiCl4 dẫn xuất chúng Cơ sở hoá học V(IV) hợp chất chứa ion ôxô vanađi (IV) ion vanadyl VO2+, ngời ta biết đợc hợp chất tơng tự với VCl4 Chuyên ngành Hoá vô -7- Luận văn tốt nghiệp ion VO2+ thể tơng tự ion M2+ tạo thành nhiều phức chất, phức chất anion, cation phân tử trung hoà Đối với nguyên tố mức ôxi hoá IV không đặc trng Các hợp chất trạng thái ôxi hoá đặc trng, trừ florua, anion phức florua anion ôxi số nhỏ phức chất khác Các mức ôxi hoá V cao đặc trng cho vanađi, crom, mangan, sắt florua, phức florua, anion ôxô chúng ví dụ: CrF 5, KMnO4, K2FeO4, K2Cr2O7 Tất chúng tác nhân ôxi hoá mạnh 1.3 Khả tạo phức nguyên tố chuyển tiếp d: Dựa vào cấu hình electron ion trung tâm mà ngời ta chia thành nhóm sau: Nhóm có cấu hình 1s2 Nhóm có cấu hình ns2np6 Nhóm có cấu hình 18e lớp Nhóm có cấu hình (18+2)e lớp (Cấu hình giã hiếm) Nhóm có cấu hình cha lấp đầy phân lớp d, f Trong nhóm khả tạo phức tăng dần từ nhóm đến nhóm 5, nh nhóm cha lấp đầy phân lớp d, f có khả tạo phức lớn Mặt khác khả tạo phức ion nguyên tố d lại lớn nguyên tố f , electron nguyên tố f bị chắn mạnh electron lớp nguyên tố f có bán kính tơng đối lớn làm giảm lực hút tĩnh điện phối tử Nguyên tố Coban (Co) [1, 2, 3] 2.1 Khái quát chung: Trên trái đất coban thờng gặp dới dạng đồng vị bền, nhiên ngời ta điều chế đợc số lớn đồng vị phóng xạ nhân tạo Trong số đồng vị phóng 60 xạ nhân tạo, quan trọng (chu kỳ bán huỷ 5,24 năm) đợc điều chế 27 Co dựa theo phản ứng 59 27 Co + 01n 2760 Co + Chuyên ngành Hoá vô -8- Luận văn tốt nghiệp đợc dùng rộng rãi y học để chiếu xạ khối u ác tính công nghiệp dùng để phát vết rạn vết rồ đúc kim loại 60 27 Co Quặng coban khiết thờng gặp, khoáng vật tơng đối phổ biến coban cobantin CoAsS Coban có số quặng đồng, niken, bạc, sắt, mangan quặng đa kim, coban có thể động thực vật dạng đơn chất, coban kim loại màu trắng xám; ánh kim; so với sắt, coban cứng dòn Coban có nhiệt độ nóng chảy = 1493 nhiệt độ sôi = 31000C, khối lợng riêng d = 8,9 g/cm3, có độ dẫn điện 10 (Hg = 1) Coban có dạng thù hình: Co (mạng lục phơng) bền 4170C, 4170C Co (mạng lập phơng diện tâm) Về hoạt tính hoá học: Coban sắt ít, điều kiện thờng tơng đối bền, bắt đầu bị ôxi hoá 300 0C, đun nóng coban phản ứng với hầu hết phi kim tạo thành hợp chất muối (CoHal 2, CoS,) hợp chất kim loại (Co 3C, Co2B, CoB, Co2N) nh dung dịch rắn với hiđrô, bo cacbon Với axít: Coban bền so với sắt Với kiềm: Thực tế không tác dụng Với kim loại: Coban tạo thành dung dịch rắn với nhiều kim loại Coban thờng đợc điều chế cách chế hoá quặng đa kim, hàng loạt trình nhiệt luyện thuỷ luyện liên tiếp nhau, ngời ta tách đợc Co3O4 ra, sau khử cacbon, hiđrô hay phơng pháp nhiệt nhôm Coban đặc biệt tinh thiết đợc điều chế phơng pháp điện phân nhiệt phân số hợp chất * Hợp kim coban [3]: Những hợp kim coban có từ tính, bền nhiệt bền hoá học, có vai trò quan trọng khoa học công nghệ Hợp kim bền hoá học coban vitalium chứa 65% Co, 25% Cr, 3% Ni 4% Mo đợc dùng làm vật liệu chế tạo chi tiết động phản lực tuốc bin khí chịu đợc tác dụng khí gây ăn mòn nhiệt độ cao Một số hợp chất coban gần với platin tính trơ hoá học Hợp kim siêu cứng stelit đợc dùng không để làm dụng cụ cắt gọt mà để hàn kim loại Chuyên ngành Hoá vô Luận văn tốt nghiệp -9- nhiệt độ cao không bị ôxi hoá Hợp kim anico chứa 50% Fe, 24% Co, 14% Ni, 9% Al 3% Cu hợp kim từ quan trọng coban dùng để làm nam châm mạnh Gần hợp kim samari - coban đợc dùng làm nam châm vĩnh cửu có công suất vợt hàng chục lần công suất nam châm với sắt 2.2 Hợp chất coban: Coban có khả tạo thành dạng hợp chất Co(0) ; Co(II) ; Co(III) 2.2.1 Hợp chất Co(0) [1, 3]: Coban (0) gặp nhiều hợp chất cacbonyl Cacbonyl đơn giản Co2(CO)8 hợp chất nhân O CO C CO OC Co Co CO CO C CO O Co2(CO)8 đợc điều chế cách đun nóng bột Co khí CO 150 ữ 2000C áp suất 250 atm Co2(CO)8 tinh thể màu da cam, không tan nớc nhng lại tan dung môi hữu 600C, Co2(CO)8 bắt đầu bị phân huỷ, đun nóng Co 2(CO)8 dới áp suất hiđrô tạo thành hiđrô cacbonyl Co2(CO)8 + H2 = 2H [Co(CO)4] H[Co(CO)4] tan kiềm tạo thành muối ví dụ: K[Co(CO) 4] ; NH4[Co(CO)4] khác với muối dẫn xuất kiểu Zn[Co(CO) 4]2 , Tl[Co(CO)4], Ga[Co(CO)4]3 hợp chất cộng hoá trị có liên kết M-Co Đối với Co(0) ngời ta tách đợc coban bốn nhân Co4(CO)12 nh Co(NO)(CO)3 Co(NO)(PF3)3 lỏng 2.2.2 Hợp chất Co(II): Chuyên ngành Hoá vô Luận văn tốt nghiệp -10- Trạng thái ôxi hoá (II) đặc trng coban Số phối trí Co(II) 6, tơng ứng phân bố liên kết theo hình tứ diện bát diện Đa số hợp chất coban (II) thuận từ Các phức chất tứ diện Co(II) phong phú độ bền cấu hình bền Co(II) gây nên plk plk [( ) ] [( ) ] d d Các dẫn xuất Co(II) có màu đặc trng: CoF2, CoCO3, CoSO4: Hồng CoCl2: Xanh da trời CoBr2, CoO: Xanh CoS, CoI2: Đen Co(OH)2 tồn dới dạng thù hình xanh hồng Dạng màu xanh thu đợc tác dụng muối Co(II) lên kiềm lạnh, đun nóng Co(OH) chuyển sang màu hồng Các halogenua (trừ CoF2), CoSO4, Co(NO3)2 tan nớc CoO, CoS, Co(OH)2 điều chế tơng đối dễ tan axít loãng Trong phức chất cation, Co(II) đặc trng phức chất aquơ [Co(H2O)6]2+ dung dịch có màu hồng sáng, màu đặc trng hiđrát tinh thể Co(II): CoHal2.6H2O;Co(NO3)2.H2O ; CoSO4.6 H2O; CoSO4.7 H2O v.v Khi tăng nhiệt độ hay dới tác dụng chất hút nớc, màu ion hiđrát Co(II) thay đổi, điều liên quan tới thay đổi tính chất phối trí phối tử xuất phức chất nhiều nhân Ví dụ: 490C 580C 900C 1400C CoCl2 6H2O CoCl2 4H2O CoCl2 2H2O CoCl2.H2O CoCl2 Hồng Hồng Xanh Xanh da trời Xanh da trời Khi cho muối clorua khan Co(II) tác dụng với nớc trình lại xẩy theo chiều ngợc lại Sự thay đổi màu Co(II) halogenua hiđrát hoá đề hiđrát hoá đợc dùng ẩm kế để xác định độ ẩm Chuyên ngành Hoá vô Luận văn tốt nghiệp -28- III Tiến hành thí nghiệm: Lấy tinh thể CoSO4 7H2O (khoảng 10g) cho vào cốc thuỷ tinh sấy tủ sấy 800C Đem cân xác mẫu cân phân tích, mẫu nặng 2,81 (gam) Xác định hàm lợng thực CoSO4 mẫu: Hoà tan mẫu CoSO4 7H2O vào bình định mức 500ml, pha nớc cất vạch Đem chuẩn dung dịch vừa pha EDTA 0,01M với thị murexít môi trờng đệm có pH = ữ * Tiến hành chuẩn độ: Nạp EDTA 0,01M vào buret 25ml (đã đợc rửa tráng qua EDTA) đặt giá Dùng pipet (loại ml) lấy mẫu vào bình tam giác, mẫu ml dung dịch CoSO4 vừa pha (Thử môi trờng dung dịch CoSO4 để điều chỉnh pH từ ữ đệm), thêm vào vài giọt thị murexít tiến hành chuẩn độ màu đỏ tím dừng lại Nếu không chuyển sang đỏ tím, mà chuyển sang hồng tiếp tục cho thêm dung dịch đệm vào, dung dịch lại chuyển sang vàng tiếp tục chuẩn màu tím đỏ dừng lại [14] Tiến hành chuẩn độ lần lấy kết trung bình, tính nồng độ CoSO4 xác mẫu theo dung dịch EDTA chuẩn Từ suy hàm lợng CoSO4 xác mẫu: [ CoSO4 ] = Vo.Co = 10 V %CoSO4 = Vo V (= 2) Vo: Thể tích EDTA tiêu tốn V: Thể tích mẫu chuẩn [ CoSO4 ].0,5.155 100 2,81 Tổng hợp phức rắn: Lấy mẫu thứ hai pha vào cốc khoảng 50ml cho tan hết, sau cho vào ống nghiệm tiến hành kết tủa với dung dịch NH 1M theo tỷ lệ (có thể d NH3 ít) phơng trình phản ứng CoSO4 + 2NH3 + 2H2O = Co(OH)2 + (NH4)2SO4 Chuyên ngành Hoá vô Luận văn tốt nghiệp -29- - Tiếp theo tiến hành tách rửa kết tủa ống nghiệm ly tâm cho hết kiềm (thử giấy đo pH) - Sau li tâm, rửa sạch, cho nớc cất vào ống nghiệm, khuấy đều, sau lọc giấy lọc để lấy kết tủa, cho kết tủa vào cốc nhỏ (loại 100ml) - Cho tất nớc rửa, tráng giấy lọc trình tiến hành thí nghiệm vào bình định mức 500ml pha thêm nớc vạch Tiến hành chuẩn độ để xác định CoSO4 bị kéo theo nớc rửa (mất mát) trình tiến hành - Từ lợng CoSO4 xác có mẫu lợng CoSO4 bị thất thoát ta biết đợc lợng CoSO4 tạo kết tủa Co(OH)2 thu đợc - Cân lợng xác phenylalanin theo tỷ lệ số mol (phe : Co(OH)2 2: 1) cho vào cốc đựng kết tủa Co(OH)2 Cho cốc vào cốc lớn chứa nớc ấm (60 ữ 800C) đặt máy khuấy từ, khuấy thực phản ứng vòng ữ Trong trình phản ứng giữ nhiệt độ khoảng 60 ữ 800C, váng suốt ngừng khuấy cho cốc chứa sản phẩm vào bình hút ẩm (khoảng 15 ngày sau cho khô sản phẩm kết tinh) Phức chất thu đợc có màu ion trung tâm (màu hồng), hút ẩm, tan đợc nớc, không tan dung môi không phân cực nh ete, benzen Xác định thành phần cấu trúc phức: 3.1 Xác định hàm lợng kim loại phức: Cân lợng xác m(g) phức tổng hợp cho vào cốc thuỷ tinh, tiến hành tro hoá mẫu axít H 2SO4 đặc nóng, có thêm axít HClO Đun cách cát thu đợc chất rắn màu đen Co2O3 Hoà tan coban (III) ôxít (Co2O3) vừa thu đợc a xít HCl ta đợc dung dịch muối Co (II) Co2O3 + 6HCl = 2CoCl2 + 3H2O + Cl2 Pha dung dịch muối Co (II) vừa thu đợc tới thể tích V xác, tiến hành chuẩn độ Co(II) dung dịch EDTA 0,01M, thị murexit chuẩn lần, lấy kết trung bình, kết đợc đa bảng Chuyên ngành Hoá vô V EDTA 10 V M Co VCo + Luận văn tốt nghiệp -30- Số miligam coban mẫu = % Co theo thực nghiệm = Bảng 5: V EDTA 10 2.V M Co 100 VCo + m.1000 Hàm lợng ion kim loại phức % Co Công thức giả định Co(C6H5CH2CHNH2COO)2 OH.nH2O Thực nghiệm Lý thuyết n=1 n=2 n=3 n=4 13,75 13,96 13,38 12,86 12,37 Trong công thức tính % coban theo lý thuyết nh sau: %Co = 58,933 100 404,313 + 18n Từ kết thực nghiệm xác định đợc % Co phức 13,75%; với thành phần % coban phức, ta dự đoán phức chứa phân tử nớc (n = 1) 3.2 Phơng pháp phân tích nhiệt: Hàm lợng nớc phức đợc xác định trình phân huỷ nhiệt Những biến đổi phức chất theo nhiệt độ đợc thực máy shimadzu (Japan) với đờng DTG, TGA DSC Tốc độ nâng nhiệt độ 10 0C/phút đờng đợc xác định khoảng nhiệt độ từ 50 0C đến 7000C, môi trờng không khí, chất so sánh Al2O3 Kết phân tích đợc đa bảng hình 1, 2, 3, Nhìn vào giản đồ phân tích nhiệt ta thấy phức có hiệu ứng thu nhiệt thứ nhiệt độ 100,750C tơng ứng với giảm khối lợng phần tử nớc Với nhiệt độ nớc 100,750 giả định phân tử nớc nằm cầu ngoại Chuyên ngành Hoá vô %H 2O = 18.n 100(%) 18n + 404,313 Luận văn tốt nghiệp -31- Tiếp theo hiệu ứng toả nhiệt lớn ứng với cháy hợp chất hữu sau lại tiếp tục hiệu ứng phát nhiệt, điều khẳng định trình cháy phân huỷ phối tử xảy tơng đối phức tạp Sản phẩm cuối ôxít coban Co2O3 Bẻng 6: Kết phân tích nhiệt phức Công thức giả định Co(C6H5CH2CHNH2COO)2 OH.H2O Nhiệt độ hiệu ứng thu 100,750C Độ giảm khối lợng nớc (%) Lý thuyết Thực nghiệm 4,26% 3,5% Với % khối lợng nớc phức tính theo lý thuyết: Chuyên ngành Hoá vô Lợng nớc theo thực 0,82 -32- Chuyên ngành Hoá vô Luận văn tốt nghiệp -33- Chuyên ngành Hoá vô Luận văn tốt nghiệp -34- Chuyên ngành Hoá vô Luận văn tốt nghiệp -35- Luận văn tốt nghiệp 3.3 Phơng pháp phổ hồng ngoại: Phổ hồng ngoại amino axít L-phenylalanin phức với Co(III) đợc đo máy IM PACT 410 - Nicolet (FT - IR) vùng 4000 -500cm -1 Các mẫu đợc chuẩn bị dới dạng phân tán mịn ép viên với KBr Các kết đợc đa bảng hình 5, Bảng 7: Các tần số dao động đặc trng chất Chuyên ngành Hoá vô Luận văn tốt nghiệp -36- TT Tần số dao động L-phenyl alanin Phức Co(III) với L-phenyl alanin N-H asc-0 (1) 1622,49 1623,00 asc-0 (2) 1589,22 1586,76 sc-0 1412,64 1405,56 C-H 1310,27 1310,77 asC-N 1149,00 1048,73 3365,55 Từ số liệu đo đợc cho thấy: - Trong phức xuất vạch phổ 3364,55cm -1 điều chứng tỏ phức đợc tạo thành, làm xuất nhóm -NH Còn phổ phối tử vạch đó, trạng thái tự phối tử tồn dạng ion lỡng cực - Vạch phổ L - phenylalanin 1589,22cm -1 ứng với dao động hoá trị nhóm C - O - COO- (asc-0) ion lỡng cực Trong phức nghiên cứu dao động nhóm C - O xuất 1586,76cm -1 Nh tham gia tạo phức, tạo liên kết C - O M tạo vòng làm cho tần số dao động giảm - Vạch phổ L - phenylalanin 1149cm -1 ứng với dao động hoá trị nhóm C - N Trong phức nghiên cứu, dao động hoá trị nhóm C - N xuất 1048,73cm-1 Nh hình thành liên kết N M phức mà làm cho giao động liên kết C - N giảm tạo vòng - Vạch phổ ứng với dao động nhóm C - H phối tử phức gần Điều chứng tỏ liên kết nhóm thay đổi, tức không xảy tạo liên kết phối trí ion kim loại với chúng Chuyên ngành Hoá vô -37- Chuyên ngành Hoá vô Luận văn tốt nghiệp -38- Luận văn tốt nghiệp Thảo luận kết quả: Từ thực nghiệm tổng hợp phức Co(III) với phối tử L - phenylalanin theo tỷ lệ Co(OH)2: phe = : có khối lợng, hình dạng màu sắc ổn định chứng tỏ phức tạo có thành phần Co(C6H5CH2CHNH2COO)2OH nH2O Bằng phơng pháp phân tích nguyên tố phơng pháp phân tích nhiệt cho thấy, hai phép phân tích phù hợp số phân tử nớc phức (n = 1) Vậy công thức phức biểu diễn Chuyên ngành Hoá vô Luận văn tốt nghiệp -39- Co(C6H5CH2CHNH2COO)2OH H2O Kết hợp với kết phân tích nhiệt, phức đợc tạo thành có phân tử nớc kết tinh cầu ngoại Nên dự đoán công thức phức là: [ Co(C6H5CH2CHNH2COO)2] OH H2O Từ kết phân tích dự đoán cấu trúc phức tạo thành nh sau: - CH2 CH C H2N O Co O O C=O NH2 CH CH2 Với cấu trúc nh Co(III) có số phối trí (số phối trí gặp Co(III)) có lẽ hiệu ứng không gian phối tử Trên kết luận bớc đầu s tạo phức Co(III) với phenylalanin Phần III: Kết luận Trong luận văn hoàn thành nội dung sau đây: Đã tìm đợc phơng pháp tổng hợp tổng hợp đợc phức rắn Co(III) với amino axít L - phenylalanin Phức chảy rữa không khí ẩm, tan đợc nớc tan rợu, không tan dung môi không phân cực nh: ete, benzen, hecxan Chuyên ngành Hoá vô -40- Luận văn tốt nghiệp Bằng phơng pháp phân tích nguyên tố phơng pháp phân tích nhiệt xác định thành phần phức cho phép giả định công thức phân tử phức là: [ Co(C6H5CH2CHNH2COO)2] OH H2O Trên sở nghiên cứu phổ hồng ngoại phức so sánh với phổ hồng ngoại phối tử ta biết đợc phối tử tạo liên kết với ion Co(III) liên kết O- nhóm -COO- liên kết cặp electron cha chia nitơ nhóm -NH2, đề nghị cấu tạo giả định phức nghiên cứu Tài liệu tham khảo Acmetop N.X (1976) Hoá vô - Nhà xuất ĐH - THCN Hà Nội F.Cotton, G.Wilkinson Cơ sở hoá học vô Tập - Nhà xuất Khoa học kỹ thuật Hoàng Nhâm (2000) - Hoá vô Tập - Nhà xuất Giáo dục Chuyên ngành Hoá vô -41- Luận văn tốt nghiệp Nguyễn Đình Thuông (1996) - Hoá học hợp chất phối trí "ĐHSP Vinh" Phan Tống Sơn, Trần Quốc Sơn, Đặng Nh Tại (1976) Cơ sở hoá hữu Tập Nhà xuất ĐH - THCN Hội Nội Đỗ Đình Rang, Nguyễn Hồ (1997) Hoá học hữu Tập - Nhà xuất ĐHQG Hà Nội R.A.LIĐIN, V.A.MOLOSCO, L.L.ANĐREEVA (1996) - Tính chất lý hoá học chất vô Nhà xuất Khoa học kỹ thuật Nguyễn Đình Triệu - Các phơng pháp phổ ứng dụng hoá học ĐHTH Hà Nội Đinh Xuân Định (1997) Các phơng pháp phổ ứng dụng hoá học ĐHSP Vinh 10 Perenman N.I (1972) Sổ tay hoá học Nhà xuất ĐH-THCN Hà Nội 11 Hồ Việt Quý (1995) Phức Chất - Phơng pháp nghiên cứu ứng dụng hoá học đại ĐHSP Quy Nhơn 12 Hồ Viết Quý (1999) Phức chất hoá học Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội 13 Swarzenback G., Flaschka H (1979) Chuẩn độ phức chất Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội 14 Phạm Đức Trực (2000) Tổng hợp nghiên cứu phức axít L - ascorbic với La(III), Ce(III) Mo(V), thăm hoạt tính sinh học chúng 15 Nguyễn Tiến Tài (1997) Giáo trình phân tích nhiệt TTKHTN CN Quốc gia Hà Nội Chuyên ngành Hoá vô -42- Chuyên ngành Hoá vô Luận văn tốt nghiệp [...]... màu hồng của [Co( NH3)5 H2O] Cl3 và màu đỏ của [Co( NH 3)5Cl] Cl2 Việc tạo phức với vài phối tử trong cầu nội l một đặc điểm của ion Co (III) Ngoài những phức đơn nhân ngời ta còn biết nhiều phức chất đa nhân của ion Co( III) , trong đó cầu nối giữa các Co 3+ có thể l OH-, O22-, NH-2 Ví dụ: [(NH3)5 Co - O - O - Co( NH3)5]4+ ; [(CN)5 Co - O - O - Co( CN)5]6- - Phức chất Co (III) bền hơn phức chất Co (II)... trình nghiên cứu phổ hồng ngoại của các complexon và các phức chất của chúng với các kim loại, sự gán ghép các dải mang tính chất kinh nghiệm Chuyên ngành Hoá vô cơ -25- Luận văn tốt nghiệp Để đánh giá bản chất của liên kết trong phức chất giữa kim loại M và phối tử L, ngời ta thờng so sánh với phổ của KnL hay Na nL có bản chất liên kết ion và với phổ của R - L (R: ankyl hay hiđrô) có bản chất liên... Vecne và Jogenxen, phần l n những quan niệm về đồng phân, những kiểu phản ứng và tính chất của phức chất bát diện ra đời trên cơ sở nghiên cứu những phức chất của Co (III) Hầu hết phức chất của Co( III) có cấu hình bát diện còn phức chất tứ diện rất hiếm Tất cả các ion phức bát diện nh [Co( NH3)6]3+ , [Co( CN)6]3- , [Co( NO2)6]3- đều nghịch từ, trừ một ngoại l duy nhất l [CoF 6]3- thuận từ với 4electron... 2K3[CoF6] 2.2.3 Hợp chất của coban (III) (d6): Hợp chất của Co( II) ngời ta đã biết đợc một số l n phức chất rất bền, nhng chỉ biết một số ít hợp chất đơn giản kém bền 2.2.3.1: Ôxít Co2 O3: Màu đen, cấu trúc tinh thể l c phơng, kém bền, phân huỷ ở 2650C tạo Co3 O4 Khi đun nóng với H2, CO, Al nó bị khử đến Co3 O4 hay CoO hay Co Chuyên ngành Hoá vô cơ -12- Luận văn tốt nghiệp 1250 C 3Co 2 O3 + H 2 = 2Co3 O4 + H... tính của liên kết M - N trong phức Dựa vào mức độ giảm N-H trong phổ của các phức so với phổ của các muối của natri và kali có thể đánh giá về độ bền của liên kết M - N, sự dịch chuyển này càng l n, liên kết càng bền - Các tần số C-N Dựa vào các phổ hồng ngoại của EDTA, NTA, IMDA và các phức của chúng, dải C-N nằm trong vùng 1050 - 1150cm-1, Trong phổ của các muối kali của các complexon giá trị C-N l n... C Co3 O4 + H 2 = 3CoO + H 2 O > 250 0 C CoO + H 2 = Co + H 2 O Co2 O3 l chất ôxi hoá mạnh, nó tác dụng với axít HCl giải phóng khí Cl 2, và tác dụng với H2SO4 giải phóng khí O2 Co2 O3 + 6 HCl = 2 CoCl2 + Cl2 + 3 H2O 2Co2 O3 + 4H2SO4 = 4CoSO4 + 4H2O + O2 Co2 O3 đợc điều chế bằng cách nhiệt phân hiđrôxít, cacbonat, nitrat của coban ở trong không khí 1800C Ví dụ: 4Co( NO3)2 = 2Co2 O3 + 8 NO2 + O2 * Ôxít Co3 O4:... l p phơng, có tính bán dẫn, màu đen, kiến trúc kiểu spinen thuận (ion Co2 + chiếm l trống tứ diện còn ion Co 3+ chiếm l trống bát diện, nghĩa l ôxít hỗn hợp có công thức Co2 + Co2 3+ O4) Co3 O4 phân huỷ ở 9400C tạo thành CoO, khi đun nóng nó với H 2, CO, Albị khử đến Co kim loại Co3 O4 cũng l một chất ôxi hoá mạnh, nó tác dụng với axít HCl giải phóng khí Cl2 và phản ứng với H2SO4 giải phóng khí O2 Co3 O4... bền của phức chất Co (II) Natrihexanitrocobantat (Na3 [Co( NO2)6]) một thuốc thử trong phòng thí nghiệm hoá học, l chất ở dạng bột, màu vàng, tan trong nớc, đợc dùng để định l ng K+, Rb+, Cs+ vì những hợp chất K3 [Co( NO2)6] , Rb3 [Co( NO2)6] và Cs3 [Co( NO2)6] l những kết tủa màu vàng ít tan trong nớc, rợu, ete Na3 [Co( NO2)6] đợc điều chế bằng tác dụng của muối Co (II) với dung dịch đặc của NaNO2 và CH3COOH... CoOOH, ở nhiệt độ cao hơn nó tạo Co3 O4 và CoO 1500C 2500C 9400C Co( OH)3 CoOOH Co3 O4 CoO Khi đun nóng trong dung dịch kiềm mạnh, đặc, Co( OH) 3 tạo hiđrôxo cobantat Co( OH)3 + 3 KOH = K3 [Co( OH)6] Co( OH)3 đợc điều chế bằng tác dụng của những chất ôxi hoá mạnh với Co( OH)2 2 Co( OH)2 + H2O2 = 2 Co( OH)3 2.2.3.3 Muối coban (III) : - CoF3: L tinh thể, màu nâu, ở trên 4000C bị phân huỷ > 4000C 2 CoF3 = 2CoF2... hay SO42(liên kết qua nguyên tử ôxi) Những phối tử này chắn giữa ion Co( III) và những phân tử nớc đã l m bền hợp chất ở dạng hiđrát Chuyên ngành Hoá vô cơ -14- Luận văn tốt nghiệp 2.2.3.4 Phức chất của coban (III) [3]: Ngời ta đã biết rất nhiều phức chất của Co( III) , chính phức chất này dễ tạo nên và tham gia tơng đối chậm vào những phản ứng trao đổi phối tử cho nên nó đã đợc nghiên cứu kỹ l ng từ thời ... khác với muối dẫn xuất kiểu Zn [Co( CO) 4]2 , Tl [Co( CO)4], Ga [Co( CO)4]3 hợp chất cộng hoá trị có liên kết M -Co Đối với Co( 0) ngời ta tách đợc coban bốn nhân Co4 (CO) 12 nh Co( NO) (CO) 3 Co( NO)(PF3)3 l ng... chục l n công suất nam châm với sắt 2.2 Hợp chất coban: Coban có khả tạo thành dạng hợp chất Co( 0) ; Co( II) ; Co( III) 2.2.1 Hợp chất Co( 0) [1, 3]: Coban (0) gặp nhiều hợp chất cacbonyl Cacbonyl... thành hợp chất muối (CoHal 2, CoS,) hợp chất kim loại (Co 3C, Co2 B, CoB, Co2 N) nh dung dịch rắn với hiđrô, bo cacbon Với axít: Coban bền so với sắt Với kiềm: Thực tế không tác dụng Với kim loại: Coban