Nghiên cứu sự tạo phức của La(III) với 4 (3 metyl 2 pyridylazo)rezocxin bằng phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử (tt)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TRƯƠNG THỊ HUỆ ANH NGHIÊN CỨU SỰ TẠO PHỨC CỦA La(III) VỚI 4-(3-METYL-2-PYRIDYLAZO)REZOCXIN BẰNG PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ HẤP THỤ PHÂN TỬ Demo Version - Select.Pdf SDK Chun ngành : Hóa phân tích Mã số : 60440118 LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS NGUYỄN ĐÌNH LUYỆN Huế, Năm 2014 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu kết nghiên cứu ghi luận văn trung thực, đồng tác giả cho phép sử dụng chưa công bố công trình khác Tác giả luận văn Demo Version - Select.Pdf SDK Trương Thị Huệ Anh ii Lời cảm ơn Tôi xin chân thành cảm ơn thầy giáo PGS.TS Nguyễn Đình Luyện giao đề tài, tận tình hướng dẫn giúp đỡ tơi suốt q trình thực luận văn, đồng thời bổ sung cho nhiều kiến thức chuyên môn kinh nghiệm quý báu nghiên cứu khoa học Tơi xin bày tỏ lòng biết ơn đến thầy giáo, cô giáo Trường Đại học Sư phạm Huế, phòng Đào tạo Sau đại học giảng dạy, giúp đỡ tạo điều kiện cho suốt thời gian học Cao học thực luận văn Tơi xin bày tỏ lòng- cảm ơn chân SDK thành đến Hội đồng Sư phạm Demo Version Select.Pdf Trường THPT Hương Trà tạo điều kiện cho suốt thời gian qua Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến gia đình, bạn bè động viên, giúp đỡ tơi q trình học tập hoàn thành luận văn Chân thành cảm ơn! Tác giả luận văn Trương Thị Huệ Anh iii iii MỤC LỤC Trang phụ bìa i Lời cam đoan ii Lời cảm ơn iii Mục lục Danh mục viết tắt Danh mục bảng Danh mục hình LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN LÍ THUYẾT 1.1 Nguyên tố đất (NTĐH) 1.1.1 Đặc điểm chung NTĐH 1.1.2 Tính chất lí, hóa NTĐH 10 1.2 Lantan hợp chất 11 1.2.1 Vị trí, cấu tạo, trạng thái tự nhiên điều chế 11 1.2.2 Tính chất lí hóa 12 1.2.3 Ứng dụng 15 1.2.4 Khả tạo phức lantan 16 1.2.5 Một sốDemo thuốc thử quan trọng tạo phức vớiSDK lantan 17 Version - Select.Pdf 1.2.6 Một số phương pháp xác định lantan 18 1.3 Thuốc thử 4-(3-metyl-2-pyridylazo)rezocxin ứng dụng 21 1.3.1 Cấu tạo, tính chất 3-CH3-PAR 21 1.3.2 Khả tạo phức 3-CH3-PAR ứng dụng phân tích 23 1.4 Sơ lược phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử 24 CHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ KĨ THUẬT THỰC NGHIỆM 25 2.1 Một số phương pháp quang phổ xác định thành phần phức 25 2.1.1 Phương pháp tỉ số mol 25 2.1.2 Phương pháp hệ đồng phân tử gam 26 2.1.3 Phương pháp hiệu suất tương đối Staric–Bacbanen 27 2.2 Cơ chế tạo phức đơn phối tử thuốc thử với ion kim loại 29 2.3 Phương pháp xác định hệ số hấp thụ phân tử gam  31 2.4 Các thông số đánh giá độ tin cậy phương pháp phân tích 33 2.4.1 Khoảng tuyến tính 33 2.4.2 Độ lặp lại 34 2.4.3 Độ nhạy 35 2.4.4 Giới hạn phát giới hạn định lượng 35 2.4.5 Độ 36 2.5 Kỹ thuật thực nghiệm 37 2.5.1 Dụng cụ thiết bị nghiên cứu 37 2.5.2 Hóa chất 37 2.5.3 Cách tiến hành thí nghiệm 38 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 39 3.1 Khảo sát điều kiện tạo phức thích hợp La(III) với 3-CH3-PAR 39 3.1.1 Phổ hấp thụ thuốc thử phức 39 3.1.2 Sự phụ thuộc mật độ quang dung dịch phức theo pH 39 3.1.3 Sự phụ thuộc mật độ quang thuốc thử phức theo thời gian 40 3.2 Xác định thành phần phức La(III) với 3-CH3-PAR 42 3.2.1 Phương pháp tỉ số mol 42 3.2.2 Phương pháp hệ đồng phân tử gam 44 3.2.3 Phương pháp Staric - Bacbanen 45 3.3 Nghiên cứu chế tạo phức La(III) với 3-CH3-PAR 48 3.3.1 Giản đồ phân bố dạng tồn La(III) theo pH 48 3.3.2 Giản đồ phân bố dạng tồn 3-CH3-PAR 49 Demo Version - Select.Pdf SDK 3.3.3 Cơ chế tạo phức 50 3.4 Xác định số trình tạo phức 52 3.4.1 Xác định số Kp, β phức theo phương pháp Komar 52 3.4.2 Xác định hệ số hấp thụ phân tử gam (ε) phức theo phương pháp Komar 53 3.5 Đánh giá độ tin cậy phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử xác định lantan 54 3.5.1 Khảo sát khoảng tuyến tính 54 3.5.2 Độ lặp lại phương pháp 56 3.5.3 Giới hạn phát độ nhạy 57 3.5.4 Độ phương pháp 59 3.6 Xác định La(III) phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử với thuốc thử 3CH3-PAR 60 3.6.1 Xác định lantan mẫu giả 60 3.6.2 Xác định lantan dược phẩm fosrenol 61 KẾT LUẬN 63 TÀI LIỆU THAM KHẢO 65 DANH MỤC VIẾT TẮT TT Tiếng Việt Tiếng Anh Viết tắt 4-(3-metyl-2-pyridylazo) rezocxin 4-(3-methyl-2-pyridylazo) resorcinol 3-CH3-PAR Độ lệch chuẩn tương đối Relative Standard Deviation RSD Độ thu hồi Recovery Rev Giới hạn định lượng Limit of Quantitation LOQ Giới hạn phát Limit of Detection LOD Hệ số hấp thụ phân tử The Molar Absorption Coefficient  Hệ số tương quan Correlation Coefficient R Lantan Lanthanum La Nguyên tố đất Rare earth element NTĐH 10 Quang phổ hấp thụ nguyên tử Atomic Absorption Spectrometry AAS 11 Quang phổ hấp thụ Ultra Violet Visible Spectrophotometry Demo - Select.Pdf SDK phânVersion tử 12 Quang phổ phát xạ nguyên tử Atomic Emission Spectrometry UV-Vis AES DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Vị trí, cấu tạo lantan 11 Bảng 1.2 Các dạng tồn đặc trưng quang học 3-CH3-PAR 22 Bảng 2.1 Bảng pha chế dung dịch phức theo phương pháp hệ đồng phân tử gam 26 Bảng 2.2 Bảng xây dựng phụ thuộc -lgB = f(pH) 31 Bảng 3.1 Sự phụ thuộc mật độ quang phức vào pH 40 Bảng 3.2 Sự phụ thuộc mật độ quang thuốc thử theo thời gian 40 Bảng 3.3 Sự phụ thuộc mật độ quang phức theo thời gian 41 Bảng 3.4 Kết xác định thành phần phức theo phương pháp tỉ số mol cố định nồng độ La(III) 43 Bảng 3.5 Kết xác định thành phần phức theo phương pháp tỉ số mol cố định nồng độ 3-CH3-PAR 44 Bảng 3.6 Kết xác định thành phần phức theo phương pháp hệ đồng phân tử gam 45 Bảng 3.7 Sự phụ thuộc mật độ quang phức vào C3CH  PAR CLa(III) 46 Bảng 3.8  Ai / CLa ( III ) SDK  f ( Ai /  Agh ) 46 Kết quảVersion phụ thuộc Demo - Select.Pdf Bảng 3.9 Kết phụ thuộc  Ai / CTT  f ( Ai /  Agh ) 46 Bảng 3.10 Nồng độ dạng tồn La(III) dung dịch phức theo pH 51 Bảng 3.11 Kết tính –lgB phức La(III)-(3-CH3-PAR) 51 Bảng 3.12 Kết tính lgKp lg phức LaR2- 53 Bảng 3.13 Kết xác định  phức LaR2-bằng phương pháp Komar 54 Bảng 3.14 Kết xác định phụ thuộc mật độ quang phức vào nồng độ La(III) 55 Bảng 3.15 Các phương trình hồi quy tuyến tính biểu diễn phụ thuộc mật độ quang phức vào nồng độ La(III) 55 Bảng 3.16 Kết xác định độ lặp lại phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử xác định lantan 56 Bảng 3.17 Kết đo mật độ quang phức nồng độ La(III) khác 58 Bảng 3.18 Số liệu thực nghiệm a, b, Sy/C, LOD, LOQ, RTN 58 Bảng 3.19 Kết xác định độ thu hồi phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử mẫu giả 59 Bảng 3.20 Kết xác định độ thu hồi phương pháp phân tích mẫu thật 60 Bảng 3.21 Kết xác định lantan mẫu giả phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử dùng thuốc thử 3-CH3-PAR 60 Bảng 3.22 Kết xác định lantan mẫu thật phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử dùng thuốc thử 3-CH3-PAR 62 Demo Version - Select.Pdf SDK DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 2.1 Đồ thị xác định thành phần phức phương pháp tỉ số mol 25 Hình 2.2 Đồ thị xác định thành phần phức phương pháp hệ đồng phân tử gam 26 Hình 2.3 Các đường cong hiệu suất tương đối xây dựng với tổ hợp m n nồng độ định cấu tử M (CM = const) 28 Hình 3.1 Phổ hấp thụ thuốc thử 3-CH3-PAR phức La(III)-(3-CH3-PAR) 39 Hình 3.2 Sự phụ thuộc mật độ quang phức vào pH 40 Hình 3.3 Sự phụ thuộc mật độ quang thuốc thử theo thời gian 41 Hình 3.4 Sự phụ thuộc mật độ quang phức theo thời gian 42 Hình 3.5 Đồ thị xác định thành phần phức theo phương pháp tỉ số mol cố định nồng độ La(III) 43 Hình 3.6 Đồ thị xác định thành phần phức theo phương pháp tỉ số mol cố định nồng độ 3-CH3-PAR 44 Hình 3.7 Đồ thị xác định thành phần phức theo phương pháp hệ đồng phân Demo Version - Select.Pdf SDK tử gam 45 Hình 3.8 Đồ thị biểu diễn phụ thuộc  Ai / CLa ( III )  f ( Ai /  Agh ) 47 Hình 3.9 Đồ thị biểu diễn phụ thuộc  Ai / CTT  f ( Ai /  Agh ) 47 Hình 3.10 Giản đồ phân bố dạng tồn La(III) theo pH 49 Hình 3.11 Giản đồ phân bố dạng tồn thuốc thử 3-CH3-PAR theo pH 50 Hình 3.12 Đồ thị biểu diễn phụ thuộc -lgB = f(pH) 51 Hình 3.13 Đường hồi quy tuyến tính biểu diễn phụ thuộc tốt mật độ quang vào nồng độ La(III) 55 LỜI MỞ ĐẦU Trong năm gần đây, khoa học cơng nghệ có bước phát triển đột phá nhờ vào việc ứng dụng nhiều đến nguyên tố đất có lantan Lantan nguyên tố đất phổ biến sau xeri Trên giới, lantan sản xuất khoảng 12.500 năm Trong vài chục năm gần đây, lantan sử dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực: Trong công nghiệp, lượng lantan khai thác chủ yếu tập trung cho lĩnh vực công nghiệp đặc biệt công nghiệp vật liệu, cơng nghiệp hóa chất Trong nơng nghiệp: lantan dùng để sản xuất phân bón vi lượng với nguyên tố đất khác Trong y học: ion La3+ số phức chất có tác dụng kháng khuẩn rõ rệt hai loại khuẩn S.aureus E.coli Lantan tham gia vào thành phần dược phẩm biệt dược, thuốc diệt nấm mốc, côn trùng, thuốc chữa ung thư Lantan cacbonat chấp nhận dược phẩm (Fosrenol, Shire Pharmaceuticals) để hấp thụ photphat dư thừa trường hợp suy thận giai đoạn cuối Các muốiVersion lantan đóng vai tròSDK hệ thống tiêu hoá nhằm ngăn Demo - Select.Pdf thẩm thấu photphat từ thực phẩm trình tiêu hoá Một vài clorua đất hiếm, clorua lantan (LaCl3) biết có khả đơng máu Lantan có khả tạo phức tốt với phối tử vô hữu Những thuốc thử tạo phức màu với latan dùng phân tích quang phổ chất màu có chứa nhóm hiđroxyl (alizarin, alizarin S, triaryl metan, pyrocatexin tím, xilen da cam, metyl thimol xanh, morin, PAR, PAN…), nhóm azo azosoni: Eriocrom đen T, Asenazo(III) Các cực đại hấp thụ phức thường nằm khoảng bước sóng từ 500 – 650 nm Các phức La(III) với 1-(2-pyridylazo)-2naphthol (PAN), 4-(2-pyridylazo) rezocxin (PAR), metylthimol xanh (MTX) nghiên cứu Đã có nhiều cơng trình nghiên cứu khả tạo phức ứng dụng thuốc thử 4-(3-metyl-2-pyridylazo)rezocxin (3-CH3-PAR) phân tích quang phổ hấp thụ phân tử cho thấy thuốc thử có khả tạo phức với nhiều kim loại dùng để định lượng Co(II), Zn(II), Ni(II), Cu(II) pH = - 10 Có nhiều phương pháp khác để xác định lantan, tuỳ thuộc vào loại mẫu (hàm lượng cao hay thấp) như: phương pháp phân tích thể tích, phương pháp phân tích quang học, phương pháp phân tích điện hố… phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử sử dụng phổ biến có ưu điểm như: độ lặp lại phép đo cao, độ xác độ nhạy đạt yêu cầu phương pháp phân tích, máy móc đơn giản dễ sử dụng, loại phương tiện máy móc khơng q đắt, dễ bảo quản, thường dễ có sở nghiên cứu khoa học, trung tâm khoa học kỹ thuật Hiện nay, hoá học phức chất phát triển mạnh mẽ ứng dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực khác Trong phức chất ứng dụng hố học phân tích để phát định tính định lượng nguyên tố, tách riêng chúng khỏi hợp chất, đặc biệt phức với kim loại chuyển tiếp nguyên tố đất Lantan nguyên tố đất hiếm, dễ tạo phức với nhiều thuốc thử hữu Tuy nhiên chưa có đề tài nghiên cứu sâu sắc, tỉ mỉ tạo phức La(III) với 4-(3-metyl-2-pyridylazo)rezocxin phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử Đó lí chúng tơi chọn đề tài: “Nghiên cứu tạo DemovớiVersion - Select.Pdf SDK phức La(III) 4-(3-metyl-2-pyridylazo)rezocxin phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử” Mặc dù có nhiều cố gắng chắn khơng tránh khỏi thiếu sót định Rất mong nhận góp ý quý thầy bạn để luận văn hồn thiện ... Phương pháp tỉ số mol 42 3 .2. 2 Phương pháp hệ đồng phân tử gam 44 3 .2. 3 Phương pháp Staric - Bacbanen 45 3.3 Nghiên cứu chế tạo phức La(III) với 3-CH3-PAR 48 3.3.1... hiếm, dễ tạo phức với nhiều thuốc thử hữu Tuy nhiên chưa có đề tài nghiên cứu sâu sắc, tỉ mỉ tạo phức La(III) với 4- (3- metyl- 2- pyridylazo)rezocxin phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử Đó lí... 52 3 .4. 1 Xác định số Kp, β phức theo phương pháp Komar 52 3 .4. 2 Xác định hệ số hấp thụ phân tử gam (ε) phức theo phương pháp Komar 53 3.5 Đánh giá độ tin cậy phương pháp quang phổ hấp thụ