Nghiên cứu quá trình tổng hợp phức amoni dioxalatocobaltat II

ĈҤI HӐ&Ĉ¬1 ҸNG 75Ѭ Ӡ1*Ĉ ҤI HӐC 6Ѭ3+ ҤM KHOA HĨA MAI THӎHӖNG NGӐC NGHIÊN CӬU Q TRÌNH TӘNG HӦP PHӬC AMONI DIOXALATOCOBALTAT (II) KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CỬNHÂN KHOA HỌC Đà Nẵ ng –2015 ĈҤI HӐ&Ĉ¬1 ҸNG 75Ѭ Ӡ1*Ĉ ҤI HӐ&6Ѭ3+ ҤM KHOA HĨA NGHIÊN CӬU Q TRÌNH TӘNG HӦP PHӬC AMONI DIOXALATOCOBALTAT (II) KHÓA LUҰN TӔT NGHIӊP CӰ NHÂN KHOA HӐC *LiRYLrQKѭ ӟng dү n : ThS Ngô ThӏMӻBình Sinh viên thӵc hiӋ n : Mai ThӏHӗng Ngӑ c Lӟp : 11CHP Ĉj1 ҹng - 2015 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯ ỜNG ẠĐ I HỌC CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦNGHĨAVI ỆT NAM SƯẠMPH Độ c lậ p - Tựdo - Hạ nh phúc KHOA HÓA ********* *** 1+,ӊ09Ө.+Ï$/8Ұ17Ӕ71*+,ӊ3 Họvà tên sinh viên: MAI THỊHỒNG NGỌC Lớp: 11CHP 7rQÿӅWjL Nghiên cứu amoni trình dioxalatocobaltat tổng(II)hợp Nguyên liӋ u, hóa chҩ t, dөng cөvà thiӃ t bӏ 1JX\rQOLӋX - Tinh thểmuối CoCl2.6H2O - Tinh thểmuối diammonium oxalate (NH4)2C2O4.H2O - Rư ợu etylic tuyệ tối đ - Nư ớc cấ t lầ n - Nư ớc đá 'өQJFө - Giấ y lọc - Đũaủy tinh th - Pipet 5ml, 10ml, 20ml - Bình ị nh mứ đc 50ml, 100ml - Cốc thủy tinh có mỏ100ml, 250ml - Phễ u lọc - Bóp cao su Thi͇ t b͓ - Tủsấ y MEMMERT - Máy khuấ y từ - Bộlọ c chân khơng - Cân phân tích - Máy đo ổhồngph ngoạ i FTIR-8400S - Máy quang phổhấ p thụphân tửUV –VIS Lambda 25 phứ 1ӝLGXQJQJKLrQFӭX - Khảo sát điều kiện đioxalatocobaltat (II): phối rượu - Từ tử, thể tích - Nghiên cứu ưu độ cứu, ion đưa cho tr thời g quy (II) xác ị nh thành đphầ n phức hấ p thụelectron UV-VIS nồng etylic cáciện điều knghiên đioxalatocobaltat tối hợt p ợ đư c bằ ng phương ổhồng ngoạ pháp i IR phương p ph *LiRYLrQKѭ ӟng dүn: ThS Ngô ThịMỹBình, cán bộgiả ng y bộmơn Hóa vơ - Khoa Hóa- trư ờngạ i họ Đc Sư m ph Đà ẵ ng N 1Jj\JLDRÿ Ӆtài: Ngày 15 Ngày hoàn thành: Ngày 20 tháng tháng năm 2014 năm 2015 *LiRYLrQKѭ ӟng dү n ChӫNhiӋ m Khoa (Kí ghi rõ họtên) Sinh viên (Ký ghi rõ họtên) đãộ phoàn báo thành cáo cho Khoa n năm 2015ngày Kế t quảđánh Ngày giá:…… tháng CHӪTӎ CH HӜ,Ĉ ӖNG (Kí ghi rõ họtên) năm 2015 LӠI CҦ0Ѫ1 Để chân hoàn thành thành tới tạo điều xin cảm ơn Cô Nguyễn kiện giá khóa giáo kiện học hướng dẫn: viên Thạc em tron Nguyễn –phụ trách Thị Thy phòng Nga thí lợi gửi luận gửi tốt lời nghi cảm động Thị –Tuyết phụ trách Anh xin Phạm –Đại cô Cơ thuận Em tốt để lời Đà phịng em tiến cảm ơn Nẵng q trình xin cảm thí hành đến ng nghiệm làm khóa thầy trang kinhbị nghiệm cho em quý học giúp ỡtập em hoàn đ thành tốt khóa trường luậ n Em em lúc Mặc dù có tốt nghiệp thầy Em xin ơn gia khó khăn nhiều cố chân có gắng, khơng để đình bạn thể vượt tránh khỏi b qu thờ bạn thành cảm ơn! Ĉj1̽QJWKiQJQă Sinh viên thực Mai Thị g Ngọc Hồn '$1+0Ө&&È&%Ҧ1* STT NӜI DUNG Trang 2.1 N͛ QJÿ ͡dung d͓ ch kh͙LO˱ ͫng CoCl2.6H2O 22 2.2 T͑l͏th͋tích cͯa dung d͓ ch CoCl2/ (NH4)2C2O4 th͋tích 24 c̯ n ḽ y 3.1 K͇ t qu̫kh̫ o sát n͛ QJÿ ͡CoCl2 t͙L˱X 26 3.2 K͇ t qu̫kh̫ o sát l͏th͋tích CoCl2/(NH4)2C2O4 27 3.3 K͇ t qu̫kh̫ o sát l͏th͋WtFKU˱ ͫu etylic 28 3.4 K͇ t qu̫kh̫ o sát thͥi gian t̩o phͱc 29 3.5 Các t̯n s͙GDRÿ ͡QJÿ FWUQJF a phc (NH4)2[Co(C2O4)2] 33 '$1+0&&ẩ&+ẻ1+9ơ7+ 1,'81* STT Trang 1.1 &iFP̫QK&REDQÿL͏QSKkQ 11 1.2 Qu̿ng Coban 11 1.3 Thͯ y tinh có màu xanh coban 12 1.4 Coban clorua 13 1.5 Bͱc x̩h͛ ng ngo̩ i 18 3.1 Ĉ͛th͓bi͋ u di͍ n s͹phͭthu͡c cͯa hi͏ u sṷt vào n͛QJÿ ͡ 26 CoCl2 3.2 Ĉ͛th͓bi͋ u di͍ n s͹phͭthu͡c cͯa hi͏ u sṷt vào t͑l͏th͋ 27 tích CoCl2/ (NH4)2C2O4.H2O 3.3 Ĉ͛th͓bi͋ u di͍ n s͹phͭthu͡c cͯa hi͏ u sṷ t vào th͋tích 28 U˱ ͫu etylic 3.4 Ĉ͛th͓bi͋ u di͍ n s͹phͭthu͡c cͯa hi͏ u sṷt vào thͥi 29 gian t̩o phͱc 3.5 Ph͝h̭ p thͭphân t͵UV-VIS cͯ a mu͙i Coban 31 3.6 Ph͝h̭ p thͭphân t͵UV-VIS cͯa Co2+ dung d͓ ch 31 phͱc 3.7 Ph͝h̭ p thͭphân t͵UV-VIS cͯ a mu͙i Co2+và phͱc 32 3.8 Ph͝IR cͯ a phͱc amoni dioxalatocobaltat (II) 33 3.9 Dung d͓ ch CoCl2 34 3.10 Dung d͓ ch (NH4)2C2O4 bão hòa 35 3.11 PhͱFÿDQJÿ˱ ͫc khṷy máy khṷ y tͳ 35 3.12 Tinh th͋phͱc xṷt hi͏ n 36 3.13 Dung d͓ ch phͱFÿ˱ ͫc làm l̩nh 36 3.14 PhͱFÿ˱ ͫc l͕ c ph͍ u Buchner 37 3.15 Phͱc sau l͕ c ph͍ u Buchner 37 3.16 S̭ y phͱc tͯs̭ y 38 3.17 PhͱFVDXNKLÿmÿ˱ ͫc s̭y khô 38 3.18 Máy quang ph͝UV ±VIS Lambda 25 39 3.19 Máy h͛ ng ngo̩ i FTIR ±8400S 39 MӨC LӨC DANH MӨC CÁC BNG DANH M&&ẩ&+ẻ1+9ơ TH MU 1 Lý chọ n ềtài đ .1 Mụ c đích ứunghiên c Nhiệ m vụnghiên cứu Phương pháp ứu nghiên c &+ѬѪ1*7 ӘNG QUAN LÝ THUYӂT 1.1 Giӟi thiӋ u vӅphӭc chҩ t 1.1.1 Ion phͱc, ion trung tâm ph͙i t͵ 1.1.2 C̯ u n͡ i ±c̯u ngo̩i phͱc 1.1.3 S͹ph͙ i trí, s͙ph͙ i trí ±GXQJO˱ ͫng ph͙i trí .4 1.1.4 Phân lo̩ i phͱc ch̭ t 1.1.5 Tính ch̭t cͯa phͱc .6 1.1.6 Nguyên lí t͝ng hͫp phͱc ch̭ t 1.1.7 Ͱng dͭng cͯ a phͱc 1.2 Giӟi thiӋ u vӅCoban khҧQăQJW ҥ o phӭc cӫa Co2+ 10 1.2.1 M͡ t s͙ÿ ̿ FÿL ͋ m cͯa Coban .10 1.2.2 CoCl2 kh̫QăQJW ̩o phͱc cͯa Co2+ .12 1.3 Giӟi thiӋ u vӅammonium oxalate .14 1.4 Giӟi thiӋ u vӅphӭc chҩ t amoni dioxalatocobaltat (II) .15 &iFSKѭѫQJSKiSW ә ng hӧp phӭc nghiên cӭX[iFÿ ӏ nh thành phҫn cӫa phӭc chҩ t 15 3K˱˯QJSKiSW ͝ng hͫp phͱc 15 3K˱˯QJSKiSQJKLrQF ͱX[iFÿ ͓ nh thành ph̯ n cͯa phͱc ch̭t 15 &+1*1* UYấN LI89ơ3+1*3+ẩ31*+,ầ1& U 21 2.1 Gii thi u dөng cөvà hóa chҩ t 21 2.1.1 Hóa ch̭t 21 2.1.2 Dͭ ng cͭ 21 2.1.3 Thi͇ t b͓máy móc 21 2.2 Pha dung dӏ ch muӕ i 21 2.2.1 Chu̱n b͓các dung d͓ ch CoCl2 21 2.2.2 Chu̱n b͓các dung d͓ ch (NH4)2C2O4 22 2.3 Khҧ RViWFiFÿL Ӆ u kiӋ n tӕLѭXÿ Ӈtәng hӧp phӭc 22 2.3.1 T͝ ng hͫp phͱc amoni dioxalatocobaltat (II) 22 2.3.2 Kh̫o sát n͛ QJÿ ͡CoCl2 t͙L˱X 23 2.3.3 Kh̫o sát t͑l͏th͋tích CoCl2/(NH4)2C2O4 23 2.3.4 Kh̫o sát th͋WtFKU˱ ͫu etylic 24 2.3.5 Kh̫o sát thͥi gian t̩ o phͱc t͙L˱X 24 2.4 Tә ng hӧp phӭc vӟLFiFÿL Ӆ u kiӋ n tӕLѭXÿmNK ҧo sát 24 ĈRSK әtӱngoҥi khҧkiӃ n UV ±VIS 24 ĈRSK әhӗng ngoҥ i IR 25 &+ѬѪ1* KӂT QUҦVÀ THҦO LUҰN 26 3.1 KӃ t quҧkhҧRViWÿL Ӆ u kiӋ n tӕ LѭX 26 3.1.1 K͇ t qu̫kh̫o sát n͛QJÿ ͡CoCl2 t͙ L˱X 26 3.1.2 K͇ t qu̫kh̫o sát t͑l͏th͋tích CoCl2/(NH4)2C2O4 27 3.1.3 K͇ t qu̫kh̫o sát th͋WtFKU˱ ͫu etylic .28 3.1.4 K͇ t qu̫kh̫o sát thͥi gian t̩o phͱc t͙L˱X 29 3.2 Quy trình tәng hӧp phӭc tӕLѭX 30 3.3 KӃ t quҧnghiên cӭu thành phҫn phӭc (NH4)2[Co(C2O4)2] bҵng phәhҩ p thөelectron UV - VIS phәhӗng ngoҥi IR 31 3.3.1 K͇ t qu̫ph͝h̭p thͭelectron UV ±VIS 31 3.3.2 Ph͝IR cͯ a phͱc amoni dioxalatocobaltat (II) 32 3.4 Mӝ t sӕhình ҧ nh 34 KӂT LUҰN VÀ KIӂN NGHӎ .40 KӃ t luұn .40 KiӃ n nghӏ 40 TÀI LIӊU THAM KHҦO 41 0.25 100 90 80 70 60 50 40 30 0.25 0.5 0.75 1.25 1.5 1.75 1ӗQJÿӝ& oCl2 (M) Hình 3.1Ĉ ͛th͓bi͋ u di͍ n s͹phͭthu͡c cͯa hi͏ u sṷt vào n͛ QJÿ ͡CoCl2 Qua k͇ t qu̫kh̫ RViWWKXÿ ˱ͫc, hi͏ u sṷt t͝ ng hͫp phͱc cao nh̭ t ͧn͛QJÿ ͡ CoCl2 1M, nên ta ch͕n n͛QJÿ ͡CoCl2 0ÿ ͋kh̫RViWÿL ͉ u ki͏ n ti͇ p theo 26 đ 3.1.2 K͇ t qu̫kh̫ o sát t͑l͏th͋tích CoCl2/(NH4)2C2O4 Từ nồng ộ đ CoCl2 tố i ưu,ế n hành ta khả ti o sát tỷ lệ thể tích CoCl2/(NH4)2C2O4 theo quy trình tổng hợp phức mục 2.3.1 ợc kế Ta t quảở thu bả ng 3.2 hình 3.2 B̫ng 3.2 K͇ t qu̫kh̫ o sát l͏th͋tích CoCl2/(NH4)2C2O4 TӍlӋthӇtích +LӋXVXҩW STT KhӕLOѭ ӧng Khӕ LOѭ ӧng tinh thӇ HiӋ u suҩt phӭc lý (%) CoCl2/ tinh thӇphӭc (NH4)2C2O4 thӵc tӃ(g) 1:1 0.366 0.4878 75.0308 1:2 0.745 0.9756 76.3633 1:3 1.194 1.4636 81.5797 1:4 1.572 1.9512 80.5658 1:5 1.905 2.439 78.1058 thuyӃ t (g) 90.0000 85.0000 80.0000 75.0000 70.0000 65.0000 60.0000 7ӍOӋWKӇWtFK Hình 3.2Ĉ ͛th͓bi͋ u di͍ n s͹phͭthu͡c cͯa hi͏ u sṷt vào t͑l͏th͋tích CoCl2/ (NH4)2C2O4.H2O Qua kế t quảkhả o sát ởtrên, với tỉlệthểtích CoCl2/(NH4)2C2O4.H2O 1:3 ta thu đư ợc phức tđ hiệ u suấ t cao nhấ t Vì vậ y, ta chọn tỉlệthểtích 1:3 đểtổng hợp phức 27 đ 3.1.3 K͇ t qu̫kh̫o sát th͋WtFKU˱ ͫu etylic Từcác ề u kiệ n khả o sát ởtrên, ta tiế n hành khả o sát thểtích ợu etylic rư theo quy trình mục tổng hợp phức mục 2.3.1 ợc kế Ta t quảở thu bả ng 3.3đư hình 3.3 B̫ng 3.3 K͇ t qu̫kh̫ o sát l͏th͋WtFKU˱ ͫu etylic Khӕ LOѭ ӧng tinh ThӇWtFKUѭ ӧu KhӕLOѭ ӧng tinh thӇ HiӋ u suҩt thӇphӭc thӵc tӃ etylic (ml) phӭc lý thuyӃ t (g) (%) (g) 1.142 1.4636 78.0268 10 1.246 1.4636 85.1325 15 1.026 1.4636 70.1011 20 0.821 1.4636 56.0946 0.738 1.4636 50.4236 25 +LӋXVXҩW 100 90 80 70 60 50 40 30 10 15 20 25 7KӇWtFKUѭӧX etylic (ml) Hình 3.3Ĉ ͛th͓bi͋ u di͍ n s͹phͭthu͡c cͯa hi͏ u sṷt vào th͋WtFKU˱ ͫu etylic Qua kế t quảkhả o sát ởtrên, với tỉlệthểtích ợu rư etylic phức tđ hiệ u suấ t cao nhấ t Vì vậ y, ta chọn tỉlệthểtích ể 10ml tổng hợp phứ đc 28 10ml ợc t 3.1.4 K͇ t qu̫kh̫o sát thͥi gian t̩o phͱc t͙L˱X Từcác ề u kiệ n khả o sát ởtrên, ta tiế n hành khả o sát thời gian tạ o phức theo quy trình mục tổng hợp phức mục 2.3.1 ợc kế Ta t quảở thu bả ng 3.4đư hình 3.4 B̫ng 3.4 K͇ t qu̫kh̫ o sát thͥi gian t̩o phͱc Thӡi gian tҥo Khӕ LOѭ ӧng tinh thӇ KhӕLOѭ ӧng tinh thӇ HiӋ u suҩt phӭc thӵc tӃ(g) phӭc lý thuyӃ t (g) (%) 15 1.024 1.4636 69.9645 30 1.235 1.4636 84.3810 45 1.305 1.4636 89.1637 60 1.372 1.4636 93.7415 75 1.239 1.4636 84.6543 90 1.162 1.4636 79.3933 +LӋXVXҩW phӭc (phút) 100 95 90 85 80 75 70 65 60 55 50 15 30 45 60 75 90 7KӡLJLDQWҥRSKӭFSK~W Hình 3.4Ĉ ͛th͓bi͋ u di͍ n s͹phͭthu͡c cͯa hi͏ u sṷt vào thͥi gian t̩o phͱc Qua kế t quảkhả o sát ởtrên, với thời gian 60 ợ phút c phức tđ hiệ ta u suấ t cao nhấ t Vì vậ y, ta chọ n thời gian ểtổ 60 ng hợ phút p phức đ 29 thu 3.2 Quy trình tәng hӧp phӭc tӕLѭX Từkế t quảkhả o sátề u kiệ n tối ưu c trình tạ o phức ởtrên, quy trình tổng hợp phức sau: Dung dị ch CoCl2 1M Dung dị ch (NH4)2C2O4 0.36M Tỉlệthểtích 1:3 Khuấ y dung dị ch phả n ứng liên tục máy khuấ y từ khoả ng 15 phút Thêm 10ml ợu etylic rồ rư i ngâm ớc đá phútnư Lọ c tinh thểphức phễ u Buchner rửa tinh thể nhiề u lầ n bằ ng ợurư etylic Sấ y tinh thểphức ởt0 = 700C Sả n phẩ m 30 ta 3.3 KӃ t quҧnghiên cӭu thành phҫn phӭc (NH4)2[Co(C2O4)2] bҵng phәhҩp thө electron UV - VIS phәhӗng ngoҥi IR 3.3.1 K͇ t qu̫ph͝h̭p thͭelectron UV ±VIS - PhổUV-VIS ion trung ớc tạ o phứ tâm c trư 0.300 0.28 -0 1 0.26 0.24 0.22 0.20 0.18 0.16 A 0.14 0.12 0.10 0.08 0.06 0.04 m u o i Co b a n 0.02 0.000 400.0 450 500 550 600 nm 650 700 750 800.0 Hình 3.5 Ph͝h̭p thͭphân t͵UV-VIS cͯ a mu͙i Coban quét ợc, ta thấ yđư Omax Co2+ trư ớc tạ o phức 510.76 TừphổUV-VIS nm - PhổUV-VIS ion trung tâm sau tạ o phức 0.800 0.75 0.70 0.65 9 -0 0.60 0.55 p h u c c o b a n o x a la t 0.50 0.45 0.40 A 0.35 0.30 0.25 0.20 0.15 0.10 0.05 0.000 400.0 450 500 550 600 nm 650 700 750 Hình 3.6 Ph͝h̭p thͭphân t͵UV-VIS cͯ a Co2+ dung d͓ ch phͱc 31 800.0 TừphổUV-VIS quét ợc, Omax củ đư a ion Co2+ sau tạ o phức với phố i tử C2O42- 531.99 nm 0.800 0.75 0.70 0.65 9 -0 0.60 0.55 p h u c c o b a n o x a la t 0.50 0.45 0.40 A 0.35 0.30 -0 1 0.25 0.20 0.15 0.10 0.05 m u o i c o b a n c lo ru a 0.000 400.0 450 500 550 600 nm 650 700 750 800.0 Hình 3.7 Ph͝h̭ p thͭphân t͵UV-VIS cͯ a mu͙i Co2+và phͱc Nhұn xét: Qua hình 3.7 ta thấ y có mặ t ion C2O42- Omax củ a phức có dị ch chuyể n không ểso đáng với Omax củak ion Co2+ muối.ề uĐi ứng tỏ ch ion Co2+ có mặ t phức 3.3.2 Ph͝IR cͯa phͱc amoni dioxalatocobaltat (II) Ở phổnày, trụ c nằ m ngang biể u diễ n sốsóng hay tầ n số(cm-1), trục thẳ ng đ ứng biể u diễ n cư ngộn đ hấ p thụA Dựa vào phổhồng ngoạ i phức, ta suy tầ n sốhấ p thụcủa đ ố i với phố i tửC2O42- 32 cácộ ngdao đ Hình 3.8 Ph͝IR cͯ a phͱc amoni dioxalatocobaltat (II) Các tầ n sốdao ộ ng đặ cđ trưng phức amoni c dioxalatocobaltat (II) - phức (NH4)2[Co(C2O4)2] ổngt hợp ợ đư c trình bày ởbả ng 3.5 B̫ng 3.5 Các t̯ n s͙GDRÿ ͡QJÿ ̿FWU˱QJF ͯa phͱc (NH4)2[Co(C2O4)2] Tҫn sӕGDRÿ ӝng (cm-1) 'DRÿ ӝ ng QOH (axit) 3375.88 QC=O 1626.77 QC-O 914.17 QC-C 824.24 QCo-O 589.12 Nhұn xét: Trong anion C2O42- tồ n tạ i liên kế t C=O, C-O, C-C Qua hình 3.8 bả ng 3.5, ta thấ y xuấ t hiệ n tầ n sốdao ộ ng đ ặ cđ trưng ứng vớ tương i liên kế t anion C2O42- Chứng tỏanion C2O42- có mặ t phức KӃ t luұn: Bằ ng phương quang phổ pháp hấ p thụphân tửUV-VIS phương pháp phổhồ ng ngoạ i IR, ta thấ y phức amoni dioxalatocobaltat hợp thành công 33 (II) ợc tổ ng 3.4 Mӝ t sӕhình ҧ nh Hình 3.9 Dung d͓ ch CoCl2 34 Hình 3.10 Dung d͓ ch (NH4)2C2O4 bão hịa Hình 3.11 Dung d͓ ch phͱFÿ˱ ͫc khṷ y máy khṷy tͳ 35 Hình 3.12 Tinh th͋phͱc xṷt hi͏ n Hình 3.13 Dung d͓ ch phͱFÿ˱ ͫc làm l̩ nh 36 ... dioxalatocobaltat tổng (II) hợp để tổng hợp phức tối đưa ưu 1KLӋPYөQJKLrQFӭX - Khảo sát điều dioxalatocobaltat (II) kiện choamoni t - Từ điều kiện nghiên cứu, amoni đưa dioxalatocobaltat (II) - Xác... kim vơ kim phức loại việc ch loại c hữu coban tổng hợp : ³1JKLrQFͱXTXi Chính W͝QJKͫSSKͱF amoni dioxalatocobaltat (II) ´ 0өFÿtFKQJKLrQFӭX Nghiên cứu quy trình phức trình amoni dioxalatocobaltat. .. i luôn mộ t hằ ng số Ví dụ như: Co(III), Cr(III), Fe(III), Pt(IV),… đề u có sốphố i trí Một sốion có sốphố i trí khơng ổ i đ Be (II) , nhưB(III), N(III), Au(III),… Đối với đa ốcác ion s khác sốphối