Luận văn nghiên cứu tổng hợp hợp chất heteropoli của thori (IV) với molipđen (VI) và tìm hiểu hoạt tính sinh lý của hợp chất đối với thực vật

Bộ Giáo DụC Và ĐàO TạO TrƯờng đại học Vinh Trần nghĩa Hng Nghiên cứu tổng hợp chất heteropoli của thori (iv) với molipđen (vi) và tìm hiểu hoạt tính sinh lý của hợp chất đối với thực vật Chuyên ngành: Hoá vô cơ Mã số: 60.44.25 luận văn thạc sĩ hóa học Vinh -2007 1 Mục lục Lời cảm ơn Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt . Danh mục các bảng . Danh mục các hình vẽ, đồ thị . Phần I : Mở đầu Lý do chọn đề tài Đối tợng nghiên cứu đề tài . Nhiệm vụ của đề tài Lịch sử của vấn đề nghiên cứu Phơng pháp nghiên cứu . Đóng góp của luận văn Phần II : Nội dung nghiên cứu Chơng I : Tổng quan . 1.1. Giới thiệu về hợp chất thori (IV) 1.1.1. Thori (IV) oxit . 1.1.2. Thori (IV) hiđroxit 1.1.3. Muối thori (IV) 1.2. Giới thiệu về hợp chất molipđen (VI) 1.2.1. Molipđen (VI) oxit . 1.2.2. Axit molipđic 1.2.3. Các molipđat , iso polimolipđat . 1.2.4. Hợp chất heteropoli chứa molipđen (VI) 1.3. Giới thiệu về hợp chất heteropoli 1.3.1. Định nghĩa . 1.3.2. Phân loại hợp chất heteropoli 1.3.3. Các giả thuyết và cấu trúc đợc thừa nhận của các anion heteropoli . 1.4. Một số ứng dụng của hợp chất heteropoli . 1.5. Nhận xét về những thông tin trong phần tổng quan 2 Trang 4 5 5 6 7 7 8 8 8 9 10 11 11 11 11 11 11 12 12 13 14 16 17 17 17 20 22 23 13 Chơng II : Thực nghiệm nghiên cứu tổng hợp và phân tích định lợng hợp chất heteropoli thori(IV)-12- molipđat . 2.1. Hóa chất, dụng cụ, thiết bị nghiên cứu . 2.1.1. Hóa chất . 2.1.2. Dụng cụ và thiết bị . 2.2. Chuẩn bị các dung dịch đầu . 2.2.1. Dung dịch HNO 3 0,1N . 2.2.2. Dung dịch thori (IV) 0,05M 2.2.3. Dung dịch molipđen (VI) 0,7M 2.2.4. Các dung dịch chuẩn, các chỉ thị màu . 2.3. Nghiên cứu lựa chọn điều kiện tối u tổng hợp hợp chất heteropoli thori-(IV)-12- molipđat 2.3.1.Chọn bớc sóng của dung dịch hợp chất heteropoli và khoảng bớc sóng không có sự hấp thụ quang của các dung dịch đầu 2.3.2. Nghiên cứu xác định nhiệt độ và tỉ lệ số mol Th(IV) : Mo(VI) tối u để tổng hợp chất heteropoli 2.3.3.Xác định thời hạn tồn tại của hợp chất heteropoli thori (IV) -12 - molipđat trong HNO 3 0,1 N 2.3.4.Xác định khoảng tồn tại bền của hợp chất heteropoli trong môi trờng khác nhau và theo sự thay đổi nồng độ . 2.4. Tiến hành tổng hợp - Phân tích định lợng 2.4.1.Tiến hành tổng hợp 2.4.2.Phân tích định lợng sản phẩm Chng III: Nghiên cứu hợp chất heteropoli amoni thori (IV) -12- molipđat bằng một số phơng pháp vật lý 3.1. Chụp phổ electron 3.2.Chụp phổ hồng ngoại . 3.3 Phân tích nhiệt 3 Trang 25 25 25 25 26 26 26 27 27 28 28 29 30 30 31 31 32 35 35 35 35 Chơng IV:Thảo luận kết quả tổng hợp phân tích và nghiên cứu cấu tạo phân tử hợp chất heteropoli 4.1. Kết quả tổng hợp và phân tích hợp chất heteropoli amoni thori (IV) -12-molipđat 4.2 Phổ hấp thụ electron của dung dịch hợp chất heteropoli amoni thori(IV) -12-molipđat 4.3.Giản đồ phân tích nhiệt của amoni thori (IV)-12- molipđat (NH 4 ) 8 [ThMo 12 O 42 ].50H 2 O . 4.4. Phổ hồng ngoại của hợp chất heteropoli amoni thori (IV)- 12-molipđat. 4.5.Dự đoán cấu trúc của hợp chất heteropoli amoni thori (IV)-12-molipđat 4.6. Kết luận về sự hình thành và cấu tạo của hợp chất heteropoli amoni thori (IV)-12-molipđat Chơng V:Tìm hiểu khả năng kích thích sự nảy mầm của hạt giống lạc của dung dịch amoni thori (IV) -12-molipđat 5.1. Chuẩn bị dung dịch, đất, hạt giống lạc, xử lý hạt giống và theo dõi sự nảy mầm 5.1.1. Chuẩn bị dung dịch 5.1.2. Chuẩn bị hạt giống lạc . 5.1.3. Chuẩn bị nền đất 5.2. Tiến hành xử lý hạt giống, theo dõi và đo đạc 5.2.1. X lý ht 5.2.2. Gieo ht, chm sóc, theo dõi s ny mm 5.3. Thảo luận kết quả tìm hiểu khả năng kích thích sự nảy mầm hạt giống lạc của các dung dịch muối Phần III : Kết luận Phần IV : Phụ lục Tài liệu tham khảo . 4 36 36 38 41 43 46 47 49 49 49 49 49 50 50 50 52 54 55 65 Trang Lời cảm ơn Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc của mình tới thầy giáo PGS-TS. Nguyễn Điểu, ngời đã giao đề tài, tận tình hớng dẫn và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận văn . Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy- cô giáo, các cán bộ công nhân viên khoa Hóa, khoa sau Đại học - Trờng Đại học Vinh và các thầy - cô giáo đã từng giảng dạy, đóng góp những ý kiến quý báu và tạo điều kiện thuận lợi nhất để tôi hoàn thành luận văn này . Tôi cũng xin chân thành cảm ơn các cán bộ và kỹ thuật viên các phòng hóa nghiệm xí nghiệp dợc phẩm Nghệ An, các phòng thí nghiệm - Viện hóa học - Viện KH & CN Việt Nam đã giúp đỡ tôi thực hiện các phép đo trong quá trình nghiên cứu . Cuối cùng, tôi mong muốn gửi tình cảm và lòng biết ơn tới ban giám hiệu, các thầy cô giáo trong tổ Hóa - Sinh trờng THPT Nghi Lộc 3; ban chủ nhiệm, các thầy cô giáo trong tổ thực nghiệm - Khối THPT Chuyên trờng Đại học Vinh và những ngời thân trong gia đình, anh - chị em học viên cao học 13 chuyên ngành Hóa vô cơ và bạn bè, những ngời luôn bên cạnh, động viên tôi trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận văn . Vinh, tháng 12 năm 2007 Tỏc gi Trần Nghĩa Hng 5 Danh mục các kí hiệu, các chữ viết tắt Các kí hiệu, các chữ viết tắt Nội dung dd htrpl H m KH & CN C PGS-TS n t.k.h.h t.k.p.t THPT Dung dch Heteropoli Hiệu suất phản ứng Khối lợng Khoa học và công nghệ Nồng độ mol/l Phó giáo s - Tiến sĩ Số mol Tinh khiết hóa học Tinh khiết phân tích Trung học phổ thông Danh mục các bảng Bảng Nội dung Công thức heterolopi anion chứa P(V) và Mo(VI) Điều kiện tạo thành anion heteropoli Ce(IV) -12 Mo(VI) Kết quả định l- ợng hợp chất heteropoli amoni thori(IV)-12- molipđat Tổng hợp kết quả định lợng hợp 6 1.1 1.2 2.1 2.2 4.1 4.2 5.1 5.2 chất heteropoli amoni thori(IV)- 12- molipđat so với kết quả lý thuyết Độ giảm trọng l- ợng mẫu hợp chất heteropoli theo khoảng nhiệt độ tăng dần Bng tn s dao ng húa tr ca cỏc liờn kt Kt qu theo dừi s ht ny mm S cnh cp 1 trung bỡnh trờn mi cõy lc mc trc 5 ngy ờm trong mụi trng ó x lý ht ging lc khỏc nhau Danh mục các hình vẽ, đồ thị Hình vẽ Đồ thị Nội dung 7 Phổ hấp thụ electron của Th(IV) trong dung dịch Th(NO 3 ) 4 Phổ hấp thụ electron của Mo(VI) trong dung dịch (NH 4 ) 6 Mo 7 O 24 Phổ hấp thụ electron của dung dịch hợp chất heteropoli amoni thori (IV)-12- molipđat ở các giá trị pH khác nhau Sự phụ thuộc mật độ quang của dung dịch heteropoli theo nhiệt độ và tỷ lệ mol Th(IV) : Mo(VI) Sự phụ thuộc mật độ quang của dung dịch heteropoli tỷ lệ mol Th(IV) : Mo(VI) = 1:12 theo thời gian Sự phụ thuộc mật độ quang của dung dịch heteropoli tỷ lệ mol Th(IV) : Mo(VI) = 1:12 theo độ axit - bazơ Phổ hồng ngoại của hợp chất heteropoli amoni thori (IV)-12- molipđat Giản đồ phân tích nhiệt trọng lợng (TGA) và nhiệt trọng lợng vi sai (DTGA) của hợp chất heteropoli amoni thori(IV)-12-molipđat Giản đồ phân tích nhiệt vi sai (DTA) của hợp chất heteropoli amoni thori (IV)-12-molipđat 8 3 1 2 5 6 4 8 7 9 Phần I Mở Đầu 1. Lý do chọn đề tài Từ kết quả phân tích cấu trúc tinh thể hợp chất đặc biệt tìm thấy hai kiểu cấu trúc của anion: kiểu A[22] và kiểu B[24] có thể rút ra định nghĩa về loại hợp chất đặc biệt này, đợc gọi là hợp chất heteropoli. Hợp chất heteropoli là loại hợp chất vô cơ đặc biệt mà phần tử chứa nhiều nguyên tử trung tâm thuộc hai, ba nguyên tố khác nhau mà phối tử là những nguyên tử oxi . Do có cấu trúc phân tử đặc biệt, nên các hợp chất heteropoli có nhiều tính chất hoá học khác thờng, đợc ứng dụng trong nhiều ngành khoa học khác nhau. Trong sản xuất nông nghiệp, các nguyên tố đất hiếm nh lantan, ceri, yttri, . dới dạng hợp chất, đợc sử dụng làm phân siêu vi lợng nâng cao chất lợng và sản lợng cây trồng từ 10 đến 15%. Nguyên tố thori thờng đi kèm với các nguyên tố đất hiếm trong quặng monazit, một loại quặng photphat kim loại, chủ yếu là (Ce, La)PO 4 chứa 50 đến 68% Ce 2 O 3 , La 2 O 3 và ThO 2 không dới 10%) [9]. Khi không tách riêng thori mà sử dụng quặng monazit nghiền mịn hay chế biến hoá học không loại bỏ thori thì phân siêu vi lợng không thể không có ảnh hởng của thori đến hoạt tính sinh lí của thực vật . Đến nay có rất ít công trình nghiên cứu về hợp chất heteropoli của thori. Chính vì vậy, chúng tôi chọn đề tài: Nghiên cứu tổng hợp hợp chất heteropoli của thori (IV) với molipđen (VI) và tìm hiểu hoạt tính sinh lý của hợp chất đối với thực vật. 2. Đối tợng nghiên cứu đề tài - Hợp chất heteropoli của thori(IV) và molipđen (VI). 9 - Cấu tạo và cấu trúc phân tử hợp chất heteropoli của thori(IV) và molipđen (VI). - Hoạt tính sinh lí của hợp chất heteropoli tổng hợp đợc đối với một loại cây trồng. 3. Nhiệm vụ của đề tài - Tìm điều kiện phản ứng tối u tạo hợp chất heteropoli của thori(IV) và molipđen (VI) bền (nhiệt độ, độ axit - bazơ, thời gian) . - Tổng hợp hợp chất heteropoli, xác định thành phần định tính, định lợng. - Tìm hiểu hoạt tính sinh lí của hợp chất heteropoli tổng hợp đợc đối với sự nảy mầm của hạt giống lạc . 4. Lịch sử của vấn đề nghiên cứu Hợp chất heteropoli đợc phát hiện đầu tiên bởi Miolati vào 1908 [25]. Nhiều công trình nghiên cứu tổng hợp, xác định tính chất lí hoá và đề xuất ứng dụng nhiều hợp chất heteropoli với nguyên tử trung tâm thứ nhất, chủ yếu là phi kim (P, Si, As .) đã thành công vào giữa thế kỉ 20 . Tổng quan tóm tắt những công trình đó đã đợc Nhikitina thực hiện vào năm 1962 [43] . Cuối thế kỉ 20 đã có một số công trình nghiên cứu tổng hợp các hợp chất heteropoli với nguyên tử trung tâm thứ nhất là kim loại (Cu, Ti, Ce .). Nhiều tác giả muốn nghiên cứu tổng hợp các axit heteropoli với nguyên tử trung tâm thứ nhất là kim loại, nhng cha thu đợc kết quả thỏa đáng. Chẳng hạn sử dụng phơng pháp ete hóa axit heteropoli của Ce(IV) với Mo(VI) không tách đợc axit heteropoli dạng tinh thể, nên không thể nghiên cứu cấu trúc phân tử của chúng . 10