Luận văn sư phạm Nghiên cứu sự tạo phức của ion Mn2+ với Xilen da cam bằng phương pháp trắc quang

Khoá lu n t t nghi p TR Tr nh Th NGă i p, K31 - Hoá IăH CăS ăPH MăHÀăN Iă2 KHOAăHịAăH C *************** TR NHăTH ă I P NGHIÊNăC UăS ăT OăPH CăC A ION Mn2+ V IăXILENăDA CAM B NGăPH NGăPHÁPăTR CăQUANG KHịAăLU NăT TăNGHI Pă IăH C ChunăngƠnh:ăHóaăh căphơnătích Ng iăh ngăd năkhoaăh c Th.S PHệăV NăH I HÀăN Iăậ 2009 -1- Khoá lu n t t nghi p Tr nh Th i p, K31 - Hoá L iăc mă n Tr c tiên em xin bƠy t lòng bi t n sơu s c đ n thƠy giáo ậ Th c s Phí V n H i, ng i đƣ giúp đ , ch b o t n tình su t trình em th c hi n đ tƠi Em xin chơn thƠnh c m n ban ch nhi m, thƠy cô giáo khoa Hóa tr ng HSP HƠ N i 2, đƣ t o u ki n thu n l i cho em su t trình em th c hi n đ tƠi HƠ N i, ngƠy 10 tháng n m 2009 Sinh viên Tr nhăTh ă i p -2- Khoá lu n t t nghi p Tr nh Th i p, K31 - Hoá L iăcamăđoan Tơi xin cam đoan khóa lu n t t nghi p v i đ tƠi “Nghiên c u s t o ph c c a Mn(II) v i Xilen dacam b ng ph ng pháp tr c quang” LƠ công trình nghiên c u c a riêng tơi Tuy đ tƠi nƠy không ph i lƠ hoƠn toƠn m i nh ng k t qu nghiên c u c a đ tƠi không trùng v i k t qu c a tác gi khác N u sai xin ch u hoƠn toƠn trách nhi m HƠ N i, ngƠy 10 tháng n m 2009 Tácăgi Tr nhăTh ă i p -3- Khoá lu n t t nghi p Tr nh Th L IM i p, K31 - Hoá U Mangan (tên La tinh Manganum) nguyên t hố h c nhóm VII h th ng tu n hoàn Menđêleep, s th t nguyên t 25, kh i l ng nguyên t 54,938 Mangan, m t nguyên t đ c bi t quan tr ng đ i v i ngành luy n kim đen đƣ đ c nhà hố h c Th y i n Sil (K.Scheele) tìm n m 1774 Nhà hoá h c i n Gan (G.Ganh) l n đ u tiên đƣ u ch đ Th y c mangan d ng tinh t nung đ khoáng v t piroluzit MnO2 chén nung có ph than g Mangan nguyên t ph bi n, hàm l 0,1% t ng kh i l ng Ng ng c a v Trái i ta không g p mangan t tr ng thái t Các qu ng c a mangan piroluzit MnO2, haumanit Mn3O4, braunit Mn2O3, maganit MnO2.Mn(OH)2 Mangan nguyên t quan tr ng nh t đ i v i ngành luyên kim đen Ng i ta dùng h p kim c a mangan v i s t, t c feromangan đ lo i ph n l n l u hu nh oxi có h i cho kim lo i kh i gang l ng Mangan đ c dùng đ cho thêm vào nhi u lo i thép làm cho thép có đ c ng cao Thép giàu mangan có tính ch u mài mịn đ c bi t Thép dùng đ làm nh ng b ph n ho t đ ng c a máy nghi n, làm đ ng ray xe l a Ngồi mangan cịn có nhi u h p kim c a magiê, làm t ng đ b n c a chúng ch ng s n mòn Mangan có v i l ng khơng đáng k sinh v t: Là nguyên t vi l mangan có vai trò quan tr ng s trao đ i ch t, có nh h ng, ng đ n trình t o màu Ph c ch t lo i hoá ch t đ c ng d ng r ng rãi ngày t ng h u h t l nh v c khác nh hóa h c, sinh h c, y h c, d nghi p, cơng nghi p, phân tích mơi tr s nc ađ tn c h c, nông ng…nh m khai thác tài nguyên khoáng c Hoá h c v h p ch t ph c ngày có m t ý ngh a to l n đ i v i s phát tri n c a nhi u ngành khoa h c m t nh ng ngành quan tr ng nh t c a hoá h c hi n đ i Ph c ch t c u n i đ c đáo gi a hoá h c đ ic ng, vô c , h u c , hố lí, phân tích hố lí thuy t i u kh ng đ nh -4- Khố lu n t t nghi p Tr nh Th i p, K31 - Hoá s th ng nh t c a hoá h c khoa h c nghiên c u c u trúc tính ch t c a ch t khác Có th nói khơng ngun t b ng H th ng tu n hồn khơng hình thành h p ch t ph c, s l ng ph c ch t nhi u vơ k , đóng vai trị quan tr ng thiên nhiên k thu t nghiên c u ph c ch t ng i ta đƣ áp d ng h u h t ph ng pháp nghiên c u v t lí, hố - lí hi n đ i nh t nh m xác đ nh c u trúc, thành ph n, tính ch t, hàm l ph ng ch t nh : Ph ng pháp tr c quang, ph ng pháp n th , ph ng pháp c c ph , ng pháp đo ph dao đ ng, phép đo ph c ng h ng t h t nhân (NMR) c ng h l ng…Trong ph ng thu n t n t (EPR), phép đo nhi t ng pháp tr c quang vùng ph t ngo i kh ki n v n m t ph ng pháp đ ph c ch t dung d ch Ph ng pháp tr c quang có đ nh y, đ xác đ ch n l c cao nên th ng đ ng pháp th c hi n đ hoá nên đ c dùng đ xác đ nh hàm l ng l n c a nguyên t nhi u đ i t bình hàm l Ph c dùng nhi u nhât đ nghiên c u ng bé, trung ng phân tích c nhanh, thu n l i, thi t b đ n gi n, d t đ ng c dùng r ng rãi nhi u phịng thí nghi m nghiên c u khoa h c, phịng thí nghi m nhà máy…Trong nghiên c u khoa h c ph tr c quang đ ng pháp phân tích c dùng ph bi n Kho ng 40% báo khoa h c công b d a s li u c a ph Trong ph ng pháp ng pháp này, ph n ng t o h p ch t màu đóng vai trị quan tr ng, quy t đ nh đ nh y, đ xác, đ ch n l c th i gian phân tích M t s nh ng ph n ng t o h p ch t màu quan tr ng ph n ng gi a ion kim lo i v i thu c th màu h u c Xilen da cam m t thu c th truy n th ng có đ nh y cao, đ c s d ng nhi u hoá h c phân tích tr c quang ƣ có nhi u cơng trình nghiên c u v kh n ng t o ph c, đ b n c a ph c ch t dung d ch n c c a kim lo i hi m quí v i Xilen da cam -5- đơy Khoá lu n t t nghi p Tr nh Th i p, K31 - Hoá đ t v n đ nghiên c u s t o ph c c a ph i t v i ion kim lo i Mn2+ dung d ch n c b ng ph ng pháp tr c quang Vì nh ng lí trên, chúng tơi ch n đ tài: ắNghiênăc uăs ăt oăph căgi aă ion Mn2+ v iăXilenădaăcamăb ngăph ngăphápătr căquangẰ Chúngătôiăđƣăth căhi năđ ătƠiăv iănh ngănhi măv ăsau: Nghiên c u u kiên t o ph c t i u:  t , pHt , tt … Xác đ nh thành ph n c a ph c b ng ph Xác đ nh tham s đ nh l ng pháp đ c l p ng c a ph c:  Do u ki n th c nghi m th i gian có h n, m c dù đƣ có nhi u c g ng song lu n v n không tránh kh i nh ng thi u sót, chúng tơi r t mong nh n đ góp ý c a thày b n -6- c Khoá lu n t t nghi p Tr nh Th CH i p, K31 - Hoá NGăI T NGăQUANăTÀIăLI U 1.1 V ătrí,ăc uăt o,ătínhăch tăc aăMangan 1.1.1 V ătrí,ăc uăt o Mangan (Mn) nguyên t hố h c nhóm VIIB b ng h th ng tu n hoàn Menđêleep, s th t nguyên t 25, kh i l ng nguyên t 54,938 C u hình electron l p ngồi sát ngồi là: 3d54s2 Mn nguyên t đa hoá tr : t I đ n VII B c oxi hoá đ c tr ng +2, +4,+7 Ngồi cịn t o nh ng h p ch t v i s oxi hoá +3, +5, +6 Mn (I) ch t n t i ph c r n: [Mn ] Các tr ng thái oxi hoá b n: Mn2+, MnO4-, MnO42- (ch b n môi tr ng ki m) Mn(OH)2 b oxi hố nhanh khơng khí t o thƠnh MnO(OH) Mn(III) không t n t i d i d ng ion Mn3+ dung d ch, ch t n t i d i d ng ph c ch t (v i oxalat, photphat, clorua, florua ) Mn(IV) c ng không t n t i m td tr ng thái cation Mn4+ dung d ch Nó có i d ng ion ph c (v i clorua, florua ) 1.1.2 Tínhăch t 1.1.2.1 Tínhăch tăaxită- baz Dung d ch n c c a ion Mn2+ có màu h ng nh t, có ph n ng axit y u: Mn2+ + H2O  MnOH+ + H+ lg K = -10,6 (1.1) Khi ki m hoá dung d ch Mn2+ có k t t a tr ng Mn(OH)2 tách pH > Dung d ch Mn2+ 0,01 (M) có pH  8,8 (t dung d ch Mn2+ 0,01 M) Mn2+ + OH-  Mn(OH)2  KS-1 = 109,6 (1.2) C ng gi ng Mg(OH)2 k t t a tan d axit loƣng vƠ mu i amoni: Mn(OH)2   Mn2+ + OH- -7- lg KS = - 9,6 (1.3) Khoá lu n t t nghi p Tr nh Th i p, K31 - Hoá NH4+  NH3 + H+ lg Ka = - 9,24 (1.4) H+ + OH-  H2O lg Kw = 14 Mn(OH)2  + NH4+  Mn2+ + NH3 + H2O (1.5) lg K = 0,08 (1.6) Mangan hiđroxit m t tan ki m d t o thƠnh ph c hiđroxo: Mn(OH)2 + OH-  Mn(OH)3- (1.7) Tuy v y, Mn(OH)2 d b oxi hố khơng khí t o thƠnh MnO(OH)2 hay H2MnO3 màu nâu r t tan n c, khó tan axit Vì v y n u dùng h n h p NH3 + NH4Cl đ ng n ng a s k t t a c a Mn(OH)2 khơng thƠnh cơng m t l ng Mn(OH)2 xu t hi n lúc đ u chuy n d n sang MnO(OH)2 lƠm cho b ng t o k t t a Mn(OH)2 chuy n hoƠn toƠn sang ph i HMnO4: lƠ axit m nh t ng t HClO4 1.1.2.2 Tínhăch tăt oăph c +) T o ph c b n v i axetat, thioxanat, amoniac, oxalat, sunfat, +) T o ph c t ng đ i b n v i EDTA: MnY- (lg  = 14) V i  ,  - đipiriđin, o- phenantrolin, h p th ch y u vùng ánh sáng t ngo i +) Mn(III) t n t i ch y u d ng ph c b n, th ng có mƠu đ c tr ng: ph c cloro MnCl2+: nơu đen, ph c photphat MnHPO4+: mƠu tím, ph c sunfat: đ th m, Mn(CN)63-: đ th m, ph c oxalat Mn(C2O4)n (n =  3: lg  = 10; 16,6; 19,5) mƠu đ đen, MnF52-: đ th m, Mn(CH3COO)3: đ th m +) Mn(IV) t n t i d ng ph c r t b n: Mn(CN)84-, MnCl62- (đ th m) vƠ MnF62- (màu vàng) 1.1.2.3 Tínhăch tăoxiăhốăkh a) Mn có tính kh m nh = - 1,18 (V) Nó đ c kh n c vƠ tan d axit b) Mn(III) có tính oxi hố m nh = 1,5 (V) Th ph thu c b n ch t axit có m t Trong dung d ch CN-, Mn(III) m t h n tính oxi hố m nh chuy n sang ph c v i xianua b n h n ph c t -8- ng ng c a ion Mn2+ Khoá lu n t t nghi p Tr nh Th i p, K31 - Hoá = - 0,24 (V) c) Mn(IV) có tính oxi hố t ng đ i m nh MnO2 + H+ +2e  Mn2+ + H2O = 1,23 (V) (1.8) Th ph thu c n ng đ vƠ b n ch t c a axit có m t Trong dung d ch HCl 6N, E0 = 1,47 (V), v y MnO2 oxi hố đ c Cl- Do ta hi u t i k t t a MnO(OH)2 hay MnO2(H2O) không tan HNO3, H2SO4 nh ng tan HCl đ c MnO(OH)2 + Cl- + 4H+  Mn2+ + Cl2 + H2O MnO2 c ng oxi hoá đ c H2O2 môi tr (1.9) ng axit MnO2 + 4H+ + 2e  Mn2+ + 2H2O lg K1 = (2.1,23)/0,059  O2 + 2H+ + 2e lg K2 = (-2.0,68)/0,059 MnO2 + H2O2 + 2H+  Mn2+ + O2 + 2H2O lg K = 18,64 H2O2 Vì v y k t t a MnO(OH)2 không tan HNO3 nh ng l i tan đ (1.10) (1.11) (1.12) c HNO3 có m t H2O2 Mn2+ có th b oxi hoá thƠnh MnO2 b i nhi u ch t oxi hoá m nh nh HNO3 đ c, MnO4- Ph n ng oxi hố Mn2+ b i MnO4- có th x y đun nóng dung d ch trung tính hay axit y u MnO4- + H+ + 3e  MnO2 + H2O (1.13) Mn2+ + H2O  MnO2 + H+ + 2e (1.14) MnO4- + Mn2+ + 2H2O  MnO2 + H+ lg K = 47 (1.15) Th c ngoƠi MnO(OH)2 có th cịn có Mn2O3, Mn3O4 hiđrat hố d) Mn(IV) MnO42- có tính oxi hố mơi tr ng ki m: MnO42- +2 H2O + 2e  MnO2 + 4OH- (1.16) E0 (MnO42-/MnO2) = 0,51 (V) e) Mn(VII) th hi n tính oxi hố r t m nh môi tr MnO4- + 8H+ + 5e  Mn2+ + H2O -9- ng axit: = 1,51 (V) (1.17) Khố lu n t t nghi p Trong mơi tr Tr nh Th i p, K31 - Hoá ng axit m nh, MnO4- b kh thƠnh Mn2+ Nó oxi hoá đ c Cl- (thành Cl2), Fe2+, Sn2+, C2O42- (thành CO2) đun nóng, I-, H2O2, S2-, As(III), Khi pH t ng kh n ng oxi hố gi m, ch có ch t kh r t m nh m i kh đ c MnO4- thành Mn2+ mơi tr Cịn đa s tr ng axit y u, trung tính ho c ki m ng h p ch b kh thƠnh MnO2 MnO4- + H+ + 3e  MnO2 + H2O E0 = 1,695 (V) MnO4- + H2O + 3e  MnO2 + 4OH- (1.18) = 0,58 (V) (1.19) Khi có ch t t o ph c m nh v i Mn(III) nh F-, HPO42- MnO4- có th b kh thƠnh Mn(III) Ion Mn2+ có th b oxi hố thƠnh MnO4- môi tr ng axit b i ch t oxi hố r t m nh nh PbO2 có HNO3, HBiO3, IO4- (khi nóng), S2O82- có Ag+ lƠm xúc tác vƠ đun nóng Ph n ng: PbO2 + 2Mn2+ + H+  2MnO4- + Pb2+ + H2O lg K = - 9,3 (1.20) Ph n ng di n đun nóng vƠ t ng n ng đ ion H+ Ph n ng nƠy đ m tl c s d ng đ phát hi n ion Mn 2+ Tuy v y c n l u ý r ng ng dù r t ion Mn2+ s kh nhanh MnO4- thành MnO2 nl t MnO2 lg K = -24,4 (1.21) c ng b PbO2 HNO3 oxi hoá thành MnO4- 3PbO2 + MnO2 + 4H+  3Pb2+ + 2MnO4- + 2H2O Ph n ng di n thu n l i đun nóng vƠ t ng n ng đ ion H + Ph n ng không b c n tr b i l ng d MnO2 1.1.2.4ăH păch tăítătan Có nhi u h p ch t tan c a Mn2+: cacbonat, asenat, photphat, oxalat, feroxianua, sunfua, MnS có mƠu h ng nh t, tan, lg K = -9,6 MnO4- t o m t s h p ch t tan: CsMnO4 (lg K = - 4,1), RbMnO4 (lg K = - 2.6) 1.1.2.5.ăPh nă ngăphátăhi năionăMn2+ - 10 - Khoá lu n t t nghi p Tr nh Th i p, K31 - Hố Vì XDC lƠ thu c th mang mƠu nên ti n hƠnh ki m tra nh h l ng c a ng d XDC đ n m t đ quang c a dung d ch ph c mƠu: Cáchă ti nă hƠnh:ă Chu n b dung d ch có n ng đ Mn2+ h ng đ nh =2.10-5M , n ng đ XDC thay đ i = 1.10-5M đ n 2,5.10-4M, trì pH = 6,25 ; đo m t đ quang c a dung d ch ph c tr ng K t qu đ max = 580 (nm) so v i m u c ghi b ng 3.5 vƠ hình 3.6 B ngă3.5:ăS ăph ăthu căm tăđ ăquangăc aăph căvƠoăl ∆A CXDC.105M 1,0 1,3 1,5 1,7 2,0 2,5 3,0 3,4 4,0 4,5 6,0 8,0 10,0 ngăd ăXDC 0,50 0,65 0,75 0,85 1,00 1,25 1,50 1,70 2,00 2,50 3,00 4,00 5,00 - 29 - 0,236 0,297 0,350 0,395 0,452 0,569 0,601 0,633 0,654 0,706 0,723 0,730 0,733 Khoá lu n t t nghi p Tr nh Th i p, K31 - Hoá Hìnhă3.6:ăS ăph ăthu căm tăđ ăquangăc aăph căMn2+- XDC vƠoăl ngăd ăXDC K tălu n: Khi n ng đ XDC g p l n n ng đ Mn 2+ s t o ph c lƠ l n nh t Vì v y dung d ch nghiên c u sau nƠy trì n ng đ XDC t i thi u g p l n n ng đ c a ion Mn2+ đ s t o ph c lƠ c c đ i 3.1.6.ăXácăđ nhăthƠnhăph năc aăph căgi aăMn2+ v iăXDC S d ng ph ng pháp đ c l p đ ti n hƠnh xác đ nh thƠnh ph n c a ph c lƠ: Ph ng pháp t s mol, ph 3.1.6.1.ăPh ngăphápăt ăs ămol ng pháp h đ ng phơn t gam Cáchă ti nă hƠnh: Chu n b hai dƣy dung d ch: M t dƣy có n ng đ Mn2+ không đ i vƠ v i n ng đ XDC thay đ i vƠ m t dƣy có n ng đ XDC không đ i v i n ng đ Mn2+ thay đ i sau đo m t đ quang c a dung d ch ph c Dƣyăth ănh t: N ng đ Mn2+ không đ i ( = const) Chu n b dung d ch có n ng đ Mn2+ 2.10-5M N ng đ XDC thay đ i t 5.10-6 ÷ 5.10-5M o m t đ quang c a dung d ch (duy trì so sánh v i n c ta đ pH = 6,25) t i c k t qu b ng 3.6 vƠ hình 3.7 sau: - 30 - max = 580 (nm) Khoá lu n t t nghi p Tr nh Th B ngă3.6:ăS ăph ăthu căm tăđ ăquangăvƠoăCXDC ( CXDC.105M 0,5 0,8 1,0 1,3 1,5 1,7 2,0 2,5 3,0 4,0 5,0 STT 10 11 Hìnhă3.7:ă ăth ăph ngăphápăt ăs ămolă( Nh năxét:ăTrên hình 3.7 m c t gi a đ i p, K31 - Hoá = 2.10-5 = const) ∆A 0,205 0,311 0,375 0,479 0,490 0,600 0,650 0,759 0,838 0,963 1,056 = 2.10-5 = const) ng cong ng v i t l n ng đ Mn2+ XDC 2.10-5M Ch ng t ph c t o thƠnh gi a Mn2+ XDC ph c 1:1 ki m tra dùng ph ng pháp h i quy theo nguyên lý bình ph thi u cho hai đo n n tính vƠ tìm giao m c a hai đo n th ng ta đ = = 1,074 : - 31 - 1: ng t i c: Khoá lu n t t nghi p Tr nh Th i p, K31 - Hoá Dƣyăth ăhai: N ng đ XDC không đ i (CXDC = const) vƠ n ng đ Mn2+ thay đ i t 5.10-6 ÷ 5.10-5M Ti n hƠnh đo m t đ quang c a dung d ch trì pH = 6,25 t i (nm) đem so sánh v i n c K t qu đ 10 11 Hìnhă3.8:ă ăth ăph 580 c trình bƠy b ng 3.7 vƠ hình 3.8 B ngă3.7:ăS ăph ăthu căc aăm tăđ ăquangătheoăph STT max = ngăphápăt ăs ămol CXDC = 2.10-5M A 105M 0,5 0,262 0,8 0,375 1,0 0,451 1,3 0,524 1,5 0,555 1,7 0,611 2,0 0,738 2,5 0,750 3,0 0,800 4,0 0,880 5,0 0,910 ngăphápăt ăs ămolă(CXDC = 2.10-5M = const) - 32 - Khoá lu n t t nghi p Tr nh Th Nh năxét: T đ th hình 3.8 ta th y m c t gi a đ i p, K31 - Hoá ng cong t ng ng v i n ng đ Mn2+ là: 2.10-5 ch ng t ph c gi a XDC vƠ Mn2+ lƠ ph c : C ng x lí k t qu nh đ i v i dƣy th nh t ta đ c t i m c t = 2.10-5M Nh v y, v i c hai dƣy thí nghi m đ u cho t l t o ph c gi a Mn 2+ XDC : ă có k t lu n ch c ch n v thƠnh ph n c a ph c s d ng thêm ph ng pháp h đ ng phơn t gam 3.1.6.2.ăPh ngăphápăh ăđ ngăphơnăt ăgam Chu n b hai dƣy dung d ch có t ng n ng đ (CXDC + đo m t đ quang c a dung d ch ph c t i b K t qu đ ) h ng đ nh.Sau c sóng t i u max ; pHt ; tt c bi u di n b ng 3.8 vƠ hình 3.9 B ngă3.8:ăS ăph ăthu căm tăđ ăquangăc aăph căvƠoăt ăs ăCXDC / Dãy 1: CXDC + CXDC 105 CXDC / 0,4 1:9 0,8 2:8 1,2 3:7 1,6 4:6 2,0 5:5 2,4 6:4 2,8 7:3 3,2 8:2 3,6 9:1 = 4.10-5 (M) Ai 0,179 0,370 0,532 0,654 0,738 0,695 0,686 0,561 0,385 Dãy 2: CXDC + CXDC 105 CXDC / 0,3 1:9 0,6 2:8 0,9 3:7 1,2 4:6 1,5 5:5 1,8 6:4 2,1 7:3 2,4 8:2 2,7 9:1 - 33 - = 3.10-5 (M) Ai 0,143 0,264 0,412 0,473 0,507 0,457 0,439 0,415 0,294 Khoá lu n t t nghi p Hìnhă3.9:ă Tr nh Th ăth ăph ngăphápăh ăđ ngăphơnăt ăgamă (1): CXDC + = 10-5 (M) (2): CXDC + = 3.10-5 (M) Nh năxét:ăNh v y t đ th ph ng pháp đ ng phơn t gam c ng cho k t qu lƠ t l Mn2+ : XDC = : phù h p v i ph K tălu năchung:ăB ng ph l p lƠ ph thu đ i p, K31 - Hoá ng pháp t s mol ng pháp xác đ nh thƠnh ph n c a ph c đ c ng pháp t s mol, ph ng pháp h đ ng phơn t gam Ta đ u c m t k t qu phù h p lƠ: ph c Mn2+- XDC lƠ ph c có thƠnh ph n Mn2+ : XDC = 1:1 3.1.7.ăKho ngăn ngăđ ătuơnătheoăđ nhălu tăBia nghiên c u kho ng n ng đ c a ph c tuơn theo đ nh lu t Bia ta đƣ kh o sát s ph thu c m t đ quang c a ph c vƠo n ng đ ion Mn 2+ Các dung d ch VƠ đo m t đ quang u ki n t i u đ c chu n b v i CXDC = S ph thu c c a m t đ quang c a ph c vƠo n ng đ Mn 2+ đ c trình bƠy b ng 3.9 vƠ hình 3.10 B ngă3.9:ăS ăăph ăthu căm tăđ ăquangăc aăph căvƠoăn ngăđ ăMn2+ STT 0,2 0,4 0,8 1,2 1,6 2,0 2,4 10 M 0,1 0,015 0,028 0,055 0,157 0,25 0,32 0,421 0,482 ∆Ai STT 10 11 12 13 14 15 16 3.0 3.4 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 10 M 2.8 0,551 0,618 0,719 0,818 0,922 1,025 1,129 1,234 ∆Ai - 34 - Khoá lu n t t nghi p Hình 3.10.ă Tr nh Th ăth s ăph ăthu căm tăđ ăquangăvƠoă i p, K31 - Hoá K tălu n: Kho ng tuơn theo đ nh lu t Bia là: 0,2÷6.10-5 M X lí đ ch ng chu n theo ph ng trình MS Excell ta đ c ph ng pháp bình ph ng trình đ ng t i thi u theo ng chu n: y = 20760x -0,0103 R2 = 0,9987 3.2.ăGi năđ ăphơnăb ăcácăd ngăt năt iăc aăMn2+ Xilen da cam theo pH 3.2.1.ăGi năđ ăphơnăb ăcácăd ngăt năt iăc aăMn2+ theo pH Tr c t ng tác đ t o ph c dung d ch ion trung tơm có b ng (cơn b ng th y phơn) sau: Mn2+ + H2O  Mn(OH)+ K1 = 10-10,6 (3.1) Mn(OH)+ + H2O  Mn(OH)2 + H+ K2 = 10-4,8 (3.2) Mn(OH)2 + H2O  Mn(OH)3- + H+ K3 = 10-19 (3.3) Áp d ng đ nh lu t b o toƠn kh i l ng ta có: [Mn(OH)+] = [Mn2+] h-1 K1 [Mn(OH)2] = [Mn(OH)+] h-1 K2 = [Mn2+] h-2 K1 K2 [Mn(OH)3-] = [Mn2+] h-3 K1 K2 K3 Áp d ng đ nh lu t b o toƠn n ng đ đ u ta có: = [Mn2+] + [Mn(OH)+] + [Mn(OH)2] + [Mn(OH)3-] - 35 - Khoá lu n t t nghi p Tr nh Th i p, K31 - Hoá = [Mn2+] (1 + h-1 K1 + h-2 K1 K2 + h-3 K1 K2 K3) Đ t A = (1 + h-1 K1 + h-2 K1 K2 + h-3 K1 K2 K3) T l % d ng: %[ ] = = %[ ] = = %[ ] = = %[ ] = = K t qu kh o sát % d ng t n t i c a Mn theo pH đ hình 3.11 - 36 - 100% 100% 100% c th hi n b ng 3.10 Khoá lu n t t nghi p Tr nh Th i p, K31 - Hoá B ngă3.10:ăK tăqu ătínhă%ăd ngăt năt iăc aămanganătheoăpH pH A 1,00 100 0 1,00 100 0 1,00 100 0 1,00 100 0 1,00 99,99935 2,51.10-5 3,97.10-4 1,000423226 99,9577 2,51.10-3 3,9794.10-2 1,040061906 96,148 2,41513.10-2 3,8277 4,983592 20,065882 5,04.10-2 79,884 399,1322894 0,2505435 1,0022.10-3 99,7432 10 39811,96828 2,512.10-3 6,31.10-4 99,997 11 3981075,257 2,512.10-5 6,31.10-6 100 1,5.10-7 12 3,981.108 2,512.10-7 6,31.10-7 100 1.10-5 13 3,981.1010 0 100 7.10-4 14 3,91.1012 0 100 1.10-3 %[ ] %[ ] %[ ] Hình 3.11:ăGi năđ ă%ăd ngăt năt iăc aămanganătheoăpH (1): % [ ] (3): %[ - 37 - ] %[ ] Khoá lu n t t nghi p Tr nh Th (2): %[ ] (4): %[ i p, K31 - Hoá ] 3.2.2.ăGi năđ ăphơnăb ăcácăd ngăt năt iăc aăXilenădaăcamătheoăpH Trong dung d ch thu c th xilen da cam H6R có b ng sau:  H5R + H+ H5R-  H4R2- + H+ H4R2-  H3R3- + H+ K2’ = 10-2,6 (3.5) H3R3-  H2R4- + H+ K4’ = 10-6,4 (3.7) H2R4-  HR5- + H+ K5’ = 10-10,5 (3.8) K1’ = 101,2 (3.4) H6R HR5- K3’ = 10-3,2 (3.6)  R6- + H+ K6’ = 10-12,3 (3.9) Áp d ng đ nh lu t tác d ng cho b ng ta có: [H5R] = [H6R] [H+]-1 K1’ = [H6R] h-1 K1’ [H4R2-] = [H5R-] [H+]-1 K2’ = [H6R] h-2 K1’ K2’ [H3R3-] = [H6R] h-3 K1’ K2’ K3’ [H2R4-] = [H6R] h-4 K1’ K2’ K3’ K4’ [HR-] = [H6R] h-5 K1’ K2’ K3’ K4’ K5’ [R6-] = [H6R] h-6 K1’ K2’ K3’ K4’ K5’ K6’ Áp d ng đ nh lu t b o toƠn n ng đ đ u ta có: [ =[ ]+[ ]+[ ]+[ ]+[ ] + [H ]+ =[ ] (1 + h-1.K1’+ h-2.K1’.K2’+ + h-6.K1’.K2’.K3’.K4’.K5’.K6’) =[ ].A ] V i A = + h-1.K1’+ h-2.K1’.K2’+ + h-6.K1’.K2’.K3’.K4’.K5’.K6’ [ R] = T ta có t l % d ng: %[ %[ R] = ] = = 100% 100% = - 38 - Khoá lu n t t nghi p %[ ] = %[ ] = %[ ] = % [H %[ Tr nh Th 100% 100% 100% ] = 100% = 100% ] i p, K31 - Hoá K t qu kh o sát s ph thu c % d ng t n t i c a xilen da cam theo pH đ c th hi n b ng 3.13 vƠ hình 3.13 sau: B ngă3.11:ăB ngăk tăqu ă%ăcácăd ngăt năt iăc aăXDCătheoăpH % pH [ R] % % ] [ % ] [ % ] [ % ] [ % ] [H [ ] 0,610 99,938 2,435 1,536.10-2 6,12.10-8 0 4,997.10-2 78,885 19,815 1,250 4,977.10-5 0 1,238.10-3 19,618 49,277 31,092 0,0124 3,91.10-10 3,410.10-6 0,5399 13,560 85,559 0,3410 1,077.10-7 5,4.10-16 3,770.10-9 5,99.10-3 1,5012 94,72 3,7710 1,193.10-5 5,98.10-13 2,844.10-12 4,51 10-3 0,1132 71,444 28,442 8,994.10-4 4,50.10-10 7,990.10-16 1,27.10-7 3,2.10-3 20,070 79,9013 2,530.10-2 1,27.10-7 1,54.10-10 3,87.10-5 2,443 97,250 0,3080 1,54.10-5 1,53.10-13 3,85.10-5 0,243 96,698 3,060 1,53.10-2 10 1,20.10-16 3,02.10-9 1,91.10-2 75,870 23,990 0,12 11 0 9,214.10-12 5,814.10-4 23,114 73,187 3,668 12 0 8,21.10-15 5,2.10-6 2,0630 65,240 32,697 13 0 1,32.10-8 5,26.10-2 16,625 83,32 14 0 1,55.10-11 6,19.10-4 1,956 98,043 - 39 - Khoá lu n t t nghi p Tr nh Th i p, K31 - Hố Hình 3.12:ăGi năđ ă%ăd ngăt năt iăc aăXDCăvƠoăpH 3.3.ăTínhăh ăs ăh păth ăphơnăt ăgamă ăc aăăph cătheoăph ngăphápăKomar 3.3.1.ăTínhăh ăs ăh păth ăphơnăt ăgamăc aăXDC Ti n hƠnh lƠm b n thí nghi m v i b n dung d ch XDC đo m t đ quang c a b n dung d ch n ng đ khác nhau, = 580 (nm) , pH = 6,25 T ta xác đ nh h s h p th phơn t gam c a thu c th : = K t qu đ c trình bƠy b ng 3.12 B ngă3.12:ăK tăqu ătínhăh ăs ăh păth ăphơnăt ăgamăc aăXDCă(pHă=ă6,25) CXDC.105(M) 5,0 7,0 10,0 12,0 15,0 Ai 0,322 0,475 0,621 0,801 0,925 6640 6785 6210 6675 6166,7 = 6495,3 3.3.2.ăTínhăh ăs ăh păth ăphơnăt ăgamăc aăph căMn2+- XDC Xác đ nh ph c theo ph ng pháp Komar: Cáchăti năhƠnh:ă Chu n b dung d ch ph c có CXDC = q (q = 1) o m t đ quang t ng c p dung d ch có n ng đ khác Sau xác đ nh h s h p th phơn t c a ph c theo ph ng pháp Komar - 40 - Khoá lu n t t nghi p Tr nh Th i p, K31 - Hoá ; = V i B= V i ph c Mn2+ - XDC ta có: q = 1; l = B= Ta có b ng k t qu sau: B ngă3.13:ăK tăqu ătínhăh ăs ăh păth ăphơnăt ăgamăc aăph căMn2+ - XDC theoăph C p1 C p2 C p3 C p4 C p5 C p6 ngăphápăKomar Ci = 2.10-5 Cj = 3.10-5 Ci = 3.10-5 Cj = 4.10-5 Ai = 0,371 Aj = 0,569 Ai = 0,569 Aj = 0,768 n = 2/3 B1 = 0,8027 n = 3/4 B2 = 0,8632 = 2,082.104 Ci = 2.10-5 Cj = 4.10-5 Ci = 2.10-5 Cj = 5.10-5 Ci = 3.10-5 Cj = 5.10-5 Ci = 4.10-5 Cj = 5.10-5 Ai = 0,371 Aj = 0,768 Ai = 0,371 Aj = 0,956 Ai = 0,569 Aj = 0,956 Ai = 0,768 Aj = 0,956 n = 2/4 B3 = 0,6888 = 2,092.104 n = 2/5 B4 = 0,6180 = 2,017.104 n = 3/5 B5 = 0,7699 = 1,966.104 n = 4/5 B6 = 0,8973 = 1,865.104 Sau x lý th ng kê ta thu đ c k t qu : = (2,0204 ± 0,0968) 104 - 41 - = 2,101.10 Khoá lu n t t nghi p Tr nh Th i p, K31 - Hoá K TăLU N B ng ph ng pháp phơn tích tr c quang chúng tơi đƣ ti n hƠnh nghiên c u m t cách có h th ng s t o ph c gi a Mn2+ v i xilen da cam: Mn2+- XDC rút m t s k t lu n sau: ƣ tìm đ c u ki n t i u c a ph n ng t o ph c Mn2+- XDC = 580 (nm); pHt = 6,25 nh : ph ƣ xác đ nh đ c thƠnh ph n c a ph c b ng ph ng pháp t s mol, ph ng pháp h đ ng phơn t gam K t qu đ u th ng nh t: ph c t o thƠnh có t l ƣ xơy d ng đ ng pháp đ c l p : CXDC : ng chu n c a ph c bi u th s ph thu c c a m t đ quang c a dung d ch ph c vƠo n ng đ ph c K t qu : T = 0,2÷6.10-5 M m t đ quang c a dung d ch tuơn theo đ nh lu t Bia ƣ xác đ nh đ pH = 6,25 theo ph c tham s đ nh l ng c a ph c Mn2+- XDC t i ng pháp Komar = (2,0204 ± 0,0968) 104 - 42 - Khoá lu n t t nghi p Tr nh Th i p, K31 - Hoá TÀIăLI UăTHAMăKH O Nguy n Tinh Dung ậ Hóa h c phơn tích ph n I ậ Lý thuy t c s (cơn b ng ion), NXB Giáo d c ậ 1981 Nguy n Tinh Dung ậ Hóa h c phơn tích ph n II ậ Các ph n ng ion dung d ch n c, NXB Giáo d c ậ tái b n 2002 Nguy n Tinh Dung ậ Hóa h c phơn tích ph n III ậ Các ph l ng pháp đ nh ng hóa h c, NXB Giáo d c ậ 2002 H Vi t Quý ậ Các ph ng pháp phơn tích quang h hóa h c, NXB HQG HƠ N i ậ 1998 H Vi t Quý, Nguy n Tinh Dung ậ Các ph Tr ng pháp phơn tích lý ậ hóa, ng HSP HƠ N i ậ 1991 H Vi t Quý ậ Các ph ng pháp phơn tích hi n đ i vƠ ng d ng hóa h c, NXB HQG HƠ N i H Vi t Quý ậ Ph c ch t hóa h c, NXB Khoa h c vƠ K thu t ậ 1998 H Vi t Q ậ C s hóa h c phơn tích hi n đ i t p I, NXB Khoa h c vƠ K thu t ậ 2003 H Vi t Q ậ Phân tích Lý ậ Hóa, NXB Giáo d c ậ 2001 10 Hồng Nhâm ậ Hóa h c vô c t p III ậ Các nguyên t chuy n ti p, NXB Giáo d c ậ 2000 11 Nguy n c V n ậ Hóa h c vơ c t p II ậ Các kim lo i n hình, NXB Khoa h c vƠ K thu t ậ 1999 12 Tr n Ng c Mai ậ Truy n k 109 nguyên t hóa h c, NXB Giáo d c ậ 2000 - 43 - ... đ c c t hai l n c dung d ch Mn2+ 10-3M 2.1.2.ăDungăd ch? ?Xilen? ?da? ?cam? ?(Xylenolăorange:ăXDC)ă10-3M Dung d ch xilen da cam đ c pha ch b ng cách xác m t l ng xilen da cam (C31H28N2O13Na4S) theo tính... nh ng lí trên, ch n đ tài: ? ?Nghiên? ?c uăs ăt oăph căgi aă ion Mn2+ v i? ?Xilen? ?da? ?cam? ?b ngăph ng? ?pháp? ?tr c? ?quang? ?? Chúngătôiăđƣăth căhi năđ ătƠiăv iănh ngănhi măv ăsau: Nghiên c u u kiên t o ph c... Th i p, K31 - Hố L i? ?cam? ?đoan Tơi xin cam đoan khóa lu n t t nghi p v i đ tƠi ? ?Nghiên c u s t o ph c c a Mn(II) v i Xilen dacam b ng ph ng pháp tr c quang? ?? LƠ cơng trình nghiên c u c a riêng