Đánh giá độ nhạy của phương pháp trắc quang trong nghiên cứu sự tạo phức của Th(IV) với xylen da cam

Tính chất của xilen da cam(XO)

Các giá trị pk khác nhau không nhiều nên các dạng tồn tại của nó phụ thuộc rất mạnh vào môi trờng. Màu của dung dịch xilen da cam phụ thuộc vào nồng độ và pH của dung dịch.

Khả năng tạo phức của XO

XO là thuốc thử hữu cơ truyền thống đợc sử dụng rộng rãi để xác định các kim loại. Trong [44] các tác giả đã dùng các thuốc thử hữu cơ khác nhau để định l- ợng Cu, Mn, Zn và Fe, lần lợt là 1,10-phenantrolin, formandoxim, XO và bis(xyclohexanon)oxalydihydrazon. Các điều kiện phát hiện: pH, nồng độ thuốc thử, nhiệt độ và độ axit của các dung dịch mẫu tối u.

Bằng cách thay đổi thuốc thử và bớc sóng, quá trình phân tích có thể thực hiện một cách nhanh chóng với giá thành rẻ, có thể xác định đồng thời Cu, Mn, Zn và Fe từ 0,5-10 mg/l với tốc. Có thể sử dụng XO làm thuốc thử để xác định vi lợng Ni, Cd và Zn trong xác định trắc quang bằng phơng pháp thêm chuẩn.

Nghiên cứu hiệu ứng tạo phức

Qua phổ hấp thụ của thuốc thử và phức ta có thể kết luận có sự tạo phức.

Nghiên cứu các điều kiện tạo phức tối u

Lấy một nồng độ ion kim loại, nồng độ thuốc thử (nếu phức bền lấy thừa 2-4 lần so với ion kim loại) hằng định, dùng dung dịch HClO4 hay NH3 loãng để. Để tìm nồng độ thuốc thử tối u ta cần căn cứ vào cấu trúc của thuốc thử và cấu trúc của phức để lấy lợng thuốc thử thích hợp. Các phức linh động thờng tạo đợc ở nhiệt độ thờng, các phức trơ thờng tạo phức khi phải đun nóng, thậm chí phải.

Do đó khi nghiên cứu một phức màu cho phép trắc quang ta cần khảo sát cả yếu tố nhiệt độ để tìm nhiệt độ tối u cho sự tạo phức. Trong khi nghiên cứu định lợng về phức ta thờng phải tiến hành ở một lực ion hằng định, để làm đợc điều này ta dùng các muối trơ mà anion không tạo phức hoặc tạo phức yếu (ví dụ NaClO4, KCl, NaCl…). Các tham số định lợng xác định nh hằng số bền, hằng số cân bằng của phản ứng tạo phức thờng đợc công bố ở một lực ion xác định.

Khi nghiên cứu các phức đơn ligan cũng nh các phức đa ligan, ngời ta th- ờng nghiên cứu sự phụ thuộc tính chất vào nồng độ của một trong các cấu tử, giữ nguyên nồng độ của các cấu tử khác, nồng độ axit và các điều kiện thực nghiệm khác hằng định. Nếu các phơng pháp khác nhau, ở các nồng độ khác nhau cho ta cùng một kết quả M:R hay M:R:R’ thì kết quả này mới đợc xem là thành phần của phức xác định.

Phơng pháp tỷ số mol (phơng pháp đờng cong bão hoà)

Các anion của muối trơ, các anion của dung dịch đệm để giữ pH hằng. Trong phân tích có nhiều phơng pháp xác định thành phần của các phức trong dung dịch. Trờng hợp 1: CM =const; CR biến thiên, khi đó xét sự phụ thuộc mật độ quang của phức vào tỷ số CR/ CM.

Trờng hợp 2: CR =const; CM biến thiên, khi đó xét sự phụ thuộc mật độ quang của phức vào tỷ số CM/ CR.

Phơng pháp hệ đồng phân tử (phơng pháp biến đổi liên tục - phơng pháp Oxtromxlenko)

Phơng pháp hệ đồng phân tử (phơng pháp biến đổi liên tục - phơng. m n ) Sau đó thiết lập đờng cong phụ thuộc mật độ quang của phức A(∆A) vào tỷ số nồng độ hay thể tích các chất tác dụng A=f(CR/CM ); A=f(VR/VR) hay A=f(CR/(CR+ CM)) tơng ứng với hiệu suất cực đại của phức tạo thành MmRn ta suy ra đợc tỷ số tỷ lợng các chất tác dụng. - Nếu nh cực đại hấp thụ trờn đờng cong đồng phõn tử khụng rừ thỡ ng- ời ta xác định vị trí của nó bằng cách ngoại suy: qua các điểm của hai nhánh đ- ờng cong ngời ta vẽ các đờng thẳng cho đến khi chúng cắt nhau. Điểm ngoại suy cắt nhau của các đờng thẳng tơng ứng với cực đại trên đờng cong đồng phân tử.

- Nếu trên đồ thị tại các tổng nồng độ khác nhau có các vị trí cực đại khác nhau, nhng hoành độ trùng nhau thì điều đó minh chứng cho sự hằng định của thành phần phức chất. Ngợc lại, ở các tổng nồng độ khác nhau mà các hoành độ không trùng nhau thì thành phần của phức bị biến đổi, trong hệ có thể tạo ra một số phức (có sự tạo phức từng nấc). Tuy nhiên, nếu sử dụng hai phơng pháp đồng phân tử và phơng pháp tỷ số mol sẽ không cho biết đợc phức tạo thành là đơn nhân hay phức đa nhân, để giải quyết khó khăn này phải dùng phơng pháp Staric- Bacbanel.

Phơng pháp Staric- Bacbanel (phơng pháp hiệu suất tơng đối)

Phơng pháp này dựa trên việc dùng phơng trình tổng đại số các hệ số tỷ l- ợng của phản ứng, phơng trình này đặc trng cho thành phần của hỗn hợp cân bằng trong điểm có hiệu suất tơng đối cực đại (tỷ lệ cực đại các nồng độ sản phẩm phản ứng so với nồng độ biến đổi ban đầu của một trong các chất tác dông). Tiến hành đo mật độ quang của từng dung dịch, tìm giá trị cực đại của mật độ quang ∆Agh ứng với nồng độ cực đại của phức CKgh. - Khi không có cực đại trên đờng cong hiệu suất tơng đối với bất kì dãy thí nghiệm nào (khi đó đồ thị có dạng một đờng thẳng) cũng chỉ ra rằng hệ số tỷ lợng của cấu tử có nồng độ biến thiên bằng 1.

- Phơng pháp cho khả năng thiết lập thành phần phức khi không có các dữ kiện về nồng độ của chất trong các dung dịch ban đầu vì rằng chỉ cần giữ. Nghiên cứu cơ chế tạo phức đơn ligan là tìm dạng của ion trung tâm và dạng của ligan tham gia trong phức. Phơng trình (3) là phơng trình tuyến tính khi có sự tạo phức M(OH)i(Hm- nR)q, phơng trình này có hệ số góc tgα = qn của đờng biểu diễn sự phụ thuộc–.

Đờng M(OH)i ứng với đờng thẳng tuyến tính sẽ cho ta biết giá trị i tơng ứng cùng với giá trị thích hợp, ta sẽ tìm đợc n, biết i, n, từ đó biết đợc dạng ion trung tâm, dạng thuốc thử đi vào phức. - Nếu trong trờng hợp có nhiều đờng thẳng tuyến tính của sự phụ thuộc –lgB = f(pH) thì chọn dạng M(OH)i nào có giá trị i nhỏ hơn trong các giá trị i có tgα nguyên và dơng (số nhóm OH nhỏ nhất) làm dạng tồn tại chủ yếu.

Phơng pháp Komar xác định hệ số hấp thụ phân tử của phức

Giá trị εMRq của phức tính đợc, nó là giá trị trung bình từ một số cặp thí nghiệm, trong đó nồng độ Ci và Ck của ion kim loại thay đổi.

Phơng pháp xử lý thống kê đờng chuẩn

Để thu đợc kết quả của các phép phân tích với độ chính xác cao, ngoài việc lựa chọn phơng pháp, các điều kiện tối u và các thao tác thí nghiệm thì việc xử lý và đánh giá các kết quả cũng có một ý nghĩa rất quan trọng. Nếu ε càng nhỏ thì X càng gần tới giá trị thực - Hàm phân bố thực nghiệm ttn =. So sánh ttn với tp;k nếu ttn < tp;k thì X≠ a là do nguyên nhân ngẫu nhiên hay kết quả phân tích là tin cậy và chấp nhận đợc.

Kết quả thực nghiệm và thảo luận

Hiệu ứng tạo phức giữa Th 4+ với XO

Các phép đo mật độ quang của phức Th4+-XO về sau đều đợc thực hiện ở bớc sóng 569nm.

Phơng pháp tỷ số mol

Do XO là thuốc thử mang màu vì thế chúng tôi tiến hành kiểm tra ảnh hởng của lợng d XO đến mật độ quang của dung dịch phức màu. Hình3.5: Sự phụ thuộc mật độ quang của dung dịch phức Th4+-XO vào lợng d XO so với mẫu trắng. Kết luận: Với lợng d thuốc thử mật độ quang gần nh hằng định, nên trong các thí nghiệm tiếp theo chúng tôi tiến hành đều so với mẫu trắng và nồng độ của thuốc thử XO đảm bảo CXO = 1,5.CTh4+.

Trong phơng pháp này chúng tôi chuẩn bị hai dãy dung dịch trong bình định mức 10ml.

Phơng pháp Staric - Bacbanel

Ngoài ra phơng pháp này cũng chứng minh đợc phức tạo thành là phức đơn nhân.

Xây dựng phơng trình đờng chuẩn phụ thuộc mật độ quang vào nồng độ của phức

Xây dựng phơng trình đờng chuẩn phụ thuộc mật độ quang vào nồng độ của phức. Khi nồng độ của phức lớn hơn thì xảy ra hiện tợng lệch âm khỏi định luật Beer.

Phô lôc

Liu, Jing-Fu; Jiang, Gui-Bin; Feng, Ying- Di (2001)- Flow injection spectrophotometric determination of Cu, Fe, Mn and Zinc in animal feeds using a common manfold. Yang Zhijie (2001), '' Rapid photometric determination of lead in plant leaves with xylenol orange as color reagent '', Chemical Abs tracts, Vol.