Nghiên cứu sự tạo phức đa ligan trong hệ 1 (2 pyridylazo) naphthol (PAN) La(III) axit tricloaxetic (CCL3COOH) bằng phương pháp chiết trắc quang và ứng dụng phân tích luận văn thạc sỹ hóa học

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH ---------¯--------- ĐẶNG VĂN BÍCH NGHIÊN CỨU SỰ TẠO PHỨC ĐA LIGAN TRONG HỆ 1-(2-PYRIDYLAZO)- NAPHTHOL(PAN)- La(III) – AXIT TRICLOAXETIC (CCI 3 COOH) BẰNG PHƯƠNG PHÁP CHIẾT - TRẮC QUANG VÀ ỨNG DỤNG ĐỂ PHÂN TÍCH LUẬN VĂN THẠC SĨ HOÁ HỌC VINH - 2011 1 LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Thầy hướng dẫn khoa học PGS- TS. Nguyễn Khắc Nghĩa đã giao đề tài và tận tình hướng dẫn tôi trong suốt quá trình làm luận văn. Tôi xin chân thành cảm ơn GS-TS. Hồ Viết Quý đã đóng góp các ý kiến quý báu trong quá trình hoàn thành luận văn Tôi cũng rất cảm ơn BCN khoa Sau Đại Học, khoa Hóa, các thầy cô trong bộ môn phân tích, các cán bộ phòng thí nghiệm- trung tâm dược Nghệ An và các bạn đồng nghiệp đã tạo mọi điều kiện giúp đỡ tôi trong quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn. Tôi rất biết ơn những người thân trong gia đình và bạn bè đã động viên và giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện luận văn này. Vinh, tháng 12 năm 2011 Học viên Đặng Văn Bích 2 MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU 1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 3 1.1. GIỚI THIỆU VỀ NGUYÊN TỐ LANTAN 3 1.1.1. Vị trí, cấu trúc electron, trạng thái oxi hoá 3 1.1.2. Tính chất vật lý và hoá học của lantan 4 1.1.2.1. Tính chất vật lý 4 1.1.2.2. Tính chất hoá học 4 1.1.3. Ứng dụng của lantan 5 1.1.4. Khả năng tạo phức của La 3+ với các thuốc thử trong phân tích chiết - trắc quang 7 1.1.5. Một số phương pháp xác định lantan và xu hướng nghiên cứu 3 7 1.1.5.1. Phương pháp chuẩn độ 7 1.1.5.2. Phương pháp phân tích điện hoá 8 1.1.5.3. Phương pháp trắc quang và chiết - trắc quang 8 1.1.5.4. Phương pháp phổ 9 1.2. TÍNH CHẤT VÀ KHẢ NĂNG TẠO PHỨC CỦA THUỐC THỬ PAN 11 1.2.1. Tính chất của thuốc thử PAN 11 1.2.2. Khả năng tạo phức của thuốc thử PAN và ứng dụng các phức của nó trong phân tích 12 1.3 DẪN XUẤT CLO CỦA AXIT AXETIC 13 1.4. SỰ HÌNH THÀNH PHỨC ĐA LIGAN VÀ ỨNG DỤNG CỦA NÓ TRONG HOÁ PHÂN TÍCH 13 1.5. CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CHIẾT PHỨC ĐA LIGAN 4 15 1.5.1. Một số vấn đề chung về chiết 15 1.5.2. Các đặc trưng định lượng của quá trình chiết 17 1.5.2.1. Định luật phân bố Nernst 17 1.5.2.2. Hệ số phân bố 17 1.5.2.3. Độ chiết (hệ số chiết) 18 1.6. CÁC BƯỚC NGHIÊN CỨU PHỨC MÀU DÙNG TRONG PHÂN TÍCH TRẮC QUANG 19 1.6.1. Nghiên cứu hiệu ứng tạo phức 19 1.6.2. Nghiên cứu các điều kiện tạo phức tối ưu 20 1.6.2.1. Nghiên cứu khoảng thời gian tối ưu 20 1.6.2.2. Xác định pH tối ưu 5 21 1.6.2.3. Nồng độ thuốc thử và ion kim loại tối ưu 21 1.6.2.4. Nhiệt độ tối ưu 22 1.6.2.5. Lực ion và môi trường ion 23 1.7.CÁC PHƯƠNG PHÁP TRẮC QUANG ĐỂ XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN TRONG DUNG DỊCH 23 1.7.1. Phương pháp tỷ số mol (phương pháp đường cong bão hoà) 24 1.7.2. Phương pháp hệ đồng phân tử mol (phương pháp biến đổi liên tục - phương pháp Oxtromxlenko) 25 1.7.3. Phương pháp Staric - Bacbanel (phương pháp hiệu suất tương đối) 26 1.7.4. Phương pháp chuyển dịch cân bằng 29 1.8. CƠ CHẾ TẠO PHỨC ĐA LIGAN 31 6 1.9. CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH HỆ SỐ HẤP THỤ MOL PHÂN TỬ CỦA PHỨC 36 1.9.1. Phương pháp Komar xác định hệ số hấp thụ phân tử của phức 36 1.9.2. Phương pháp xử lý thống kê đường chuẩn 37 1.10. ĐÁNH GIÁ CÁC KẾT QUẢ PHÂN TÍCH 38 CHƯƠNG 2: KỸ THUẬT THỰC NGHIỆM . 39 2.1. DỤNG CỤ VÀ THIẾT BỊ NGHIÊN CỨU 39 2.1.1. Dụng cụ 39 2.1.2. Thiết bị nghiên cứu 39 2.2. PHA CHẾ HOÁ CHẤT 40 2.2.1. Dung dịch La 3+ (10 -3 M) 40 2.2.2. Dung dịch gốc PAN (10 -3 M) 7 40 2.2.3. Dung dịch CCl 3 COOH (0,5M) 40 2.2.4. Dung dịch điều chỉnh lực ion 40 2.2.5. Dung dịch điều chỉnh pH 41 2.2.6. Các loại dung môi 41 2.3. CÁCH TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM 41 2.3.1. Dung dịch so sánh PAN 41 2.3.2. Dung dịch phức đa ligan: PAN- La(III)- CCl 3 COOH 41 2.3.3. Phương pháp nghiên cứu 42 2.4. XỬ LÝ CÁC KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM 42 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM VÀ THẢO LUẬN . 43 8 3.1. NGHIÊN CỨU HIỆU ỨNG TẠO PHỨC ĐA LIGAN CỦA PAN- La(III)-CCl 3 COOH TRONG DUNG MÔI ISO-AMYLIC 43 3.1.1. Nghiên cứu hiệu ứng tạo phức đa ligan 43 3.1.2. Nghiên cứu các điều kiện tối ưu chiết phức đa ligan PAN-La(III)- CCl 3 COOH trong dung môi iso-amylic 46 3.1.2.1. Sự phụ thuộc mật độ quang của phức vào pH chiết 46 3.1.2. 2. Dung môi chiết phức đa ligan PAN - La(III) – CCl 3 COOH 48 3.1.2.3. Sự phụ thuộc mật độ quang của phức vào thời gian lắc chiết 50 3.1.2.4. Sự phụ thuộc mật độ quang của phức PAN-La(III)-CCl 3 COOH vào thời gian sau khi chiết 51 3.1.2.5. Sự phụ thuộc mật độ quang của phức PAN - La(III) – CCl 3 COOH vào nồng độ CCl 3 COO − 53 3.1.2.6. Xác định thể tích dung môi chiết tối ưu 54 3.1.2.7. Số lần chiết phức tối ưu vào hệ số phân bố 9 56 3.1.2.8. Xử lí thống kê xác định % chiết 57 3.1.2.9. Khảo sát ảnh hưởng của lực ion 58 3.2. XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN PHỨC ĐA LIGAN PAN-La(III)- CCl 3 COOH 59 3.2.1. Phương pháp tỷ số mol xác định tỷ lệ La 3+ : PAN 59 3.2.2. Phương pháp hệ đồng phân tử mol xác định tỷ lệ La 3+ : PAN 62 3.2.3. Phương pháp Staric- Bacbanel 63 3.2.4. Phương pháp chuyển dịch cân bằng xác định tỷ lệ La 3+ : CCl 3 COO − 65 3.3. NGHIÊN CỨU CƠ CHẾ TẠO PHỨC ĐA LIGAN PAN - La(III) – CCl 3 COOH 66 3.3.1. Giản đồ phân bố các dạng tồn tại của La 3+ và các ligan theo pH 10