Nghiên cứu sự tạo phức đơn, đa phối tử của một số nguyên tố đất hiếm nặng với L–Methionin và axetyl axeton bằng phương pháp chuẩn độ đo pH

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM - - NGUYỄN THUÝ VÂN NGHIÊN CỨU SỰ TẠO PHỨC ĐƠN, ĐA PHỐI TỬ CỦA MỘT SỐ NGUYÊN TỐ ĐẤT HIẾM NẶNG VỚI L-METHIONIN VÀ AXETYLAXETON BẰNG PHƢƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ ĐO pH LUẬN VĂN THẠC SĨ HOÁ HỌC THÁI NGUYÊN - 2010 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM - - NGUYỄN THUÝ VÂN NGHIÊN CỨU SỰ TẠO PHỨC ĐƠN, ĐA PHỐI TỬ CỦA MỘT SỐ NGUYÊN TỐ ĐẤT HIẾM NẶNG VỚI L-METHIONIN VÀ AXETYLAXETON BẰNG PHƢƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ ĐO pH CHUYÊN NGÀNH : HOÁ PHÂN TÍCH MÃ SỐ: 60.44.29 LUẬN VĂN THẠC SĨ HOÁ HỌC HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: GS.TS NGUYỄN TRỌNG UYỂN THÁI NGUYÊN - 2010 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn LỜI CẢM ƠN Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới GS.TS Nguyễn Trọng Uyển người thầy tận tình chu đáo giúp đỡ em suốt trình học tập, nghiên cứu hoàn thành luận văn Xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu, Khoa sau Đại học, Khoa Hóa học Trường ĐHSP Thái Nguyên tạo điều kiện thuận lợi cho em suốt trình học tập nghiên cứu đề tài Xin chân thành cảm ơn Thầy, Cô giáo cán phòng thí nghiệm Khoa Hóa học Trường ĐHSP Thái Nguyên bạn bè đồng nghiệp giúp đỡ, tạo điều kiện cho suốt trình thực nghiệm Cùng với biết ơn sâu sắc xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu, tổ tự nhiên tổng hợp Trường THPT Chuyên Tuyên Quang giúp đỡ động viên trình học tập hoàn thành luận văn Thái Nguyên, tháng năm 2010 Tác giả Nguyễn Thuý Vân Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU Chƣơng I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Sơ lược NTĐH 1.1.1 Đặc điểm chung NTĐH 1.1.1.1.Tính chất vật lý trạng thái tự nhiên NTĐH 1.1.1.2 Sơ lược tính chất hóa học NTĐH 1.1.2 Sơ lược số hợp chất NTĐH trạng thái hoá trị III 1.1.2.1.Oxit NTĐH 1.1.2.2 Hiđroxit NTĐH 1.1.2.3 Các muối NTĐH 1.2 Sơ lược methionin, axetyl axeton 1.2.1 Sơ lược methionin 1.2.2 Sơ lược axetyl axeton 10 1.3 Sơ lược phức chất NTĐH 11 1.3.1 Đặc điểm chung 11 1.3.2 Tính chất biến đổi tuần hoàn - phức chất NTĐH 12 1.3.3 Phức chất NTĐH với amino axit 13 1.3.3.1 Khả tham gia liên kết nhóm chức amino axit 13 1.3.3.2 Một số kết nghiên cứu phối trí phức chất NTĐH với amino axit 13 1.4 Cơ sở phương pháp chuẩn độ đo pH 18 1.4.1 Phương pháp xác định số bền phức đơn phối tử 19 1.4.2 Phương pháp xác định số bền phức đa phối tử 20 Chƣơng II: THỰC NGHIỆM 22 2.1 Hoá chất thiết bị 22 2.1.1 Chuẩn bị hoá chất 22 2.1.1.1 Dung dịch KOH 1M 22 2.1.1 Dung dịch đệm pH = 4,2 (CH3COONH4, CH3COOH) 22 2.1.1.3 Dung dịch thuốc thử asenazo (III) 0,1% 22 2.1.1.4 Dung dịch DTPA 10-3M 22 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 2.1.1.5 Các dung dịch muối Ln(NO3)3 10-2M (Ln: Ho, Er, Tm, Yb, Lu) 22 2.1.1.6 Dung dịch L-Methionin 10-2M axetyl axeton 10-1M 23 2.1.1.7 Dung dịch KNO3 1M 23 2.1.2 Thiết bị 23 2.2 Nghiên cứu tạo phức đơn phối tử ion đất (Ho3+, Er3+, Tm3+, Yb3+, Lu3+) với L- Methionin với axetyl axeton 23 2.2.1 Xác định số phân li L-Methionin 23 2.2.2 Xác định số phân li axetyl axeton 26 2.2.3 Nghiên cứu tạo phức đơn phối tử ion đất (Ho3+, Er3+, Tm3+, Yb3+, Lu3+ ) với L-Methionin 29 2.2.4 Nghiên cứu tạo phức đơn phối tử ion đất (Ho3+, Er3+, Tm3+, Yb3+, Lu3+) với axetyl axeton 36 2.3 Nghiên cứu tạo phức đa phối tử ion đất (Ho3+, Er3+, Tm3+, Yb3+, Lu3+) với L- Methionin axetyl axeton: 41 2.3.1 Nghiên cứu tạo phức đa phối tử ion đất (Ho3+, Er3+, Tm3+, Yb3+, Lu3+) với L- Methionin axetyl axeton theo tỉ lệ cấu tử 1:1:1 41 2.3.2 Nghiên cứu tạo phức đa phối tử ion đất (Ho3+, Er3+, Tm3+, Yb3+, Lu3+) với L-Methionin axetyl axeton theo tỉ lệ cấu tử 1:2:2 46 2.3.3.Nghiên cứu tạo phức đa phối tử ion đất (Ho3+, Er3+, Tm3+, Yb3+, Lu3+) với axetyl axeton L-Methionin theo tỉ lệ cấu tử 1:4:2 50 KẾT LUẬN 57 TÀI LIỆU THAM KHẢO 58 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT DTPA : Dietylentriamin pentaaxetic EDTA : Etylen điamin triaxetic HAcAc : Axetyl axeton HEDTA : Axit hiđroxi etylen điamin triaxetic HMet : Methionin Ln : Lantanit Ln3+ : Ion lantanit NTA : Axit nitrilo triaxetic NTĐH : Nguyên tố đất PAR : 4-(2-piridilazo)-rezioxin XDTA : Axit xyclohexan điamin tetraaxetic Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC BẢNG STT Số bảng Chƣơng I Bảng 1.1 Một số đại lượng đặc trưng NTĐH nặng Bảng 1.2 Một số đặc điểm methionin Trang Chƣơng II Bảng 2.1 Bảng 2.2 Bảng 2.3 Bảng 2.4 Bảng 2.5 Bảng 2.6 Bảng 2.7 Bảng 2.8 Bảng 2.9 10 Bảng2.10 11 Bảng2.11 12 Bảng 2.12 13 Bảng 2.13 Kết chuẩn độ dung dịch H2Met+ 2.10-3M dung dịch KOH 5.10-2M 30 ±10C; I = 0,1 24 Kết chuẩn độ dung dịch HAcAc 2.10-3 M dung dịch KOH 5.10-2M 30 ± 10C; I = 0,1 27 Các giá trị pK L-Methionin axetyl axeton 28 30 ± 10C, I = 0,1 Kết chuẩn độ H2Met+ hệ Ln3+: H2Met+ = 1: dung dịch KOH 5.10-2M 30 ± 10C; I = 0,1 30 Logarit số bền phức chất LnMet 2+ (Ln: Ho, Er, Tm, Yb, Lu) 30 ± 10C; I = 0,1 34 Kết chuẩn độ HacAc hệ Ln3+ : HAcAc = 1:2 dung dịch KOH 5.10-2M 30 ± 10C; I = 0,1 37 Logarit số bền phức chất LnAcAc2+ Ln(AcAc)2+ (Ln: Ho, Er, Tm, Yb, Lu) 30 ± 10C; I = 0,1 39 Kết chuẩn độ hệ Ln3+ : HAcAc: H2Met+ = : : dung dịch KOH 5.10-2M 30 ± 10C; I = 0,1 42 Logarit số bền phức chất LnAcAcMet+ (tỉ lệ 1:1:1) 30 ± 10C; I = 0,1 Kết chuẩn độ hệ Ln3+ : HAcAc: H2Met+ = : : dung dịch KOH 5.10-2M 30 ± 10C; I = 0,1 46 47 Logarit số bền phức chất LnAcAcMet+ (tỉ lệ 1:2:2) 30 ± 10C; I = 0,1 49 Kết chuẩn độ hệ Ln3+ : HAcAc: H2Met+ = 1:4:2 dung dịch KOH 5.10-2M 30 ± 10C; I = 0,1 51 Logarit số bền phức chất Ln(AcAc)2Met (Ln: Ho, Er, Tm, Yb, Lu) 30 ± 10C; I = 0,1 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 55 http://www.lrc-tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC HÌNH Trang + Hình 2.1 Hình 2.2 -3 Đường cong chuẩn độ dung dịch H2Met 2.10 M dung dịch KOH 5.10-2M 30 ± 10C; I = 0,1 24 Đường cong chuẩn độ dung dịch HAcAc 2.10-3M dung dịch KOH 5.10-2M 30 ± 10C; I = 0,1 27 Đường cong chuẩn độ hệ H2Met+ hệ Ln3+ : H2Met+ Hình 2.3 = 1: dung dịch KOH 5.10-2M 30 ± 10C; I = 0,1 31 Sự phụ thuộc lgk phức chất LnMet + Hình 2.4 (Ln: Ho, Er, Tm, Yb, Lu) vào số thứ tự nguyên tử 35 Đường cong chuẩn độ hệ HAcAc hệ Ln3+ : HAcAc Hình 2.5 = 1: dung dịch KOH 5.10-2M 30 ± 10C; I = 0,1 38 Sự phụ th uộc lgk phức chất LnAcAc + Hình 2.6 (Ln: Ho, Er, Tm, Yb, Lu) vào số thứ tự nguyên tử 39 Sự phụ thuộc lgk20 phức chất Ln(AcAc)2+ Hình 2.7 (Ln: Ho, Er, Tm, Yb, Lu) vào số thứ tự nguyên tử 40 Đường cong chuẩn độ hệ Ln3+ : HAcAc: H2Met+= Hình 2.8 1:1:1 dung dịch KOH 5.10-2M 30 ± 10C; I = 0,1 43 Đường cong chuẩn độ hệ Ln3+ : HAcAc: H2Met+ = Hình 2.9 Hình 2.10 Hình 2.11 1:2:2 dung dịch KOH 5.10-2M 30 ± 10C; I = 0,1 Sự phụ thuộc lgβ111 phức chất LnAcAcMet+ (Ln: Ho, Er, Tm, Yb, Lu) vào số thứ tự nguyên tử Đường cong chuẩn độ hệ Ln3+ : HAcAc: H2Met+ = 1:4:2 dung dịch KOH 5.10-2M 30 ± 10C; I = 0,1 48 49 52 Sự phụ thuộc lgβ121 phức chất Ln(AcAc) 2Met Hình 2.12 (Ln: Ho, Er, Tm, Yb, Lu) vào số thứ tự nguyên tử Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 55 http://www.lrc-tnu.edu.vn MỞ ĐẦU Trong vài chục năm gần đây, hoá học phức chất nguyên tố đất (NTĐH) với amino axit phát triển mạnh mẽ Sự phát triển mạnh mẽ nghiên cứu thuộc lĩnh vực phần nhờ hội tụ đủ thành tựu chuyên ngành: hoá lí, hoá phân tích, hoá hữu cơ, hoá sinh hoá dược Các amino axit hợp chất đa chức có chứa hai nhóm chức amin (-NH ) cacboxyl (-COOH) Do amino axit có khả tạo phức tốt với nhiều ion kim loại có ion NTĐH Phức chất NTĐH amino axit xem mô hình hệ protein – kim loại mô tả trình quan trọng xảy thể sống Sự đa dạng kiểu phối trí phong phú ứng dụng y dược [25], [26] sinh học [27], [32] làm cho phức chất NTĐH với amino axit giữ vai trò quan trọng mặt hoá học phối trí sinh hoá vô Trước người ta nghiên cứu tạo thành phức chất đơn phối tử Trong năm gần người ta chứng minh khả tạo phức đa phối tử luôn tồn dung dịch có ion kim loại hai loại phối tử khác Ngày việc nghiên cứu phức đa phối tử đa kim loại tiến hành nhiều phòng thí nghiệm giới phức ngày ứng dụng nhiều lĩnh vực hoá học, sản xuất công nghiệp, nông nghiệp, y học công nghệ sinh học [12] Đã có nhiều công trình với phương pháp nghiên cứu khác nghiên cứu tạo phức NTĐH với amino axit [1], [5], [8], [16], [17], [18], [28] Các kết nghiên cứu thu phong phú Tuy nhiên với L -Methionin, aminoaxit không thay có thể động vật người nghiên cứu Với nhận định luận văn thực đề tài: ―Nghiên cứu tạo phức đơn, đa phối tử số nguyên tố đất nặng với L–Methionin axetyl axeton phương pháp chuẩn độ đo pH‖ Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Mục tiêu nghiên cứu vấn đề sau: + Xác định số bền phức đơn phối tử số ion đất (Ho3+, Er3+, Tm3+, Yb3+, Lu3+) với L–Methionin theo tỉ lệ mol cấu tử tương ứng 1:2 + Xác định số bền phức đơn phối tử số ion đất (Ho3+, Er3+, Tm3+, Yb3+, Lu3+) với axetyl axeton theo tỉ lệ mol cấu tử tương ứng 1:2 + Xác định số bền phức đa phối tử số ion đất (Ho3+, Er3+, Tm3+, Yb3+, Lu3+) với L–Methionin axetyl axeton theo tỉ lệ mol cấu tử tương ứng 1:1:1; 1:2:2 1:4:2 Nội dung nghiên cứu: + Xác định số phân li L - Methionin nhiệt độ phòng (30 ± 10C) + Xác định số phân li axetyl axeton nhiệt độ phòng (30 ± 10C) + Nghiên cứu tạo phức đơn phối tử ion đất (Ho3+, Er3+, Tm3+, Yb3+, Lu3+) với L-Methionin theo tỉ lệ mol 1: nhiệt độ phòng (30 ± 10C) + Nghiên cứu tạo phức đơn phối tử ion đất (Ho3+, Er3+, Tm3+, Yb3+, Lu3+) với axetyl axeton theo tỉ lệ mol 1: nhiệt độ phòng (30 ± 10C) + Nghiên cứu tạo phức đa phối tử ion đất (Ho3+, Er3+, Tm3+,Yb3+, Lu3+) với axetyl axeton L–Methionin theo tỉ lệ mol 1:1:1; 1: 2: 1: 4: nhiệt độ phòng (30 ± 10C) Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read data error !!! can't not read ... có thể động vật người nghiên cứu Với nhận định luận văn thực đề tài: Nghiên cứu tạo ph c đơn, đa ph i tử số nguyên tố đất nặng với L–Methionin axetyl axeton ph ơng ph p chuẩn độ đo pH Số hóa... 1.3.3.2 Một số kết nghiên cứu ph i trí ph c chất NTĐH với amino axit 13 1.4 Cơ sở ph ơng ph p chuẩn độ đo pH 18 1.4.1 Ph ơng ph p xác định số bền ph c đơn ph i tử 19 1.4.2 Ph ơng. .. THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PH M - - NGUYỄN THUÝ VÂN NGHIÊN CỨU SỰ TẠO PH C ĐƠN, ĐA PH I TỬ CỦA MỘT SỐ NGUYÊN TỐ ĐẤT HIẾM NẶNG VỚI L-METHIONIN VÀ AXETYLAXETON BẰNG PH ƠNG PH P