D. CÂU HỎI VÀ BAI TẬP THẢO LUẬN
4.1.2. Phương pháp đo độ dẫn điện
Một phương pháp hoá lý rất thuận tiện và được áp dụng rộng rãi để nghiên cứu phức chất là phương pháp đo độ dẫn điện dung dịch của nó. A. Werner đã sử dụng phương pháp này để chứng minh cho thuyết phối trí của mình. Trong phương pháp này, người ta đo độ dẫn điện mol của dung dịch.
Độ dẫn điện mol là độ dẫn điện của dung dịch chứa 1 mol hợp chất, nếu ở độ pha loãng nhất định lượng chất đó nằm giữa hai điện cực cách nhau 1 cm. Độ dẫn điện mol (m) được tính theo công thức: m = a.V.1000
Ở đây a là độ dẫn điện của 1 cm3 dung dịch; V là độ pha loãng, tức là thể tích (lít) trong đó hoà tan 1 mol hợp chất. Độ dẫn điện mol có thứ nguyên là om–1.cm2.mol–1.
Nguyên tắc của phương pháp này là có thể xác lập một số trị số trung bình mà độ dẫn
điện mol của dung dịch phức chất dao động quanh chúng. Chẳng hạn, nếu lấy những dung
dịch chứa 1 milimol phức chất trong 1 lit dung dịch (tức V = 1000 l), thì ở 25oC những phức 16 chất phân li thành hai ion se cho độ dẫn điện mol khoảng 100, nếu phân li thành ba, bốn, năm ion se cho độ dẫn điện mol khoảng 250, 400 và 500. Để so sánh, trong bảng còn đưa ra độ dẫn điện mol của các muối đơn giản.
Sở dĩ có được mối quan hệ tương đối giản đơn như trên giữa kiểu phân li ion của phức chất và đại lượng độ dẫn điện mol, vì tất cả các quy luật đặc trưng cho các chất điện ly mạnh thông thường đều được áp dụng cho các phức chất. Trong các dung dịch loãng cỡ mmol.l–1 các muối tan có thể coi như điện li hoàn toàn, cho nên độ dẫn điện mol của chúng là tổng độ dẫn điện của các ion tương ứng. Các ion Cl–, Br–, NO2-, NO3-, K+, NH4+, … có độ dẫn điện tương đối ít khác nhau và độ dẫn điện của các ion phức cũng gần với nhau. Do đó, về nguyên tắc có thể xác lập được mối quan hệ đã nêu và từ đó biết ngay được số ion do phức chất phân li ra.
Cần lưu ý rằng để giải thích đúng các kết quả thu được không những chỉ tính đến số lượng ion, mà còn phải chú ý đến điện tích của các ion nữa.
Thường gặp trường hợp dung dịch nước của phức chất có phản ứng axit hoặc kiềm. Khi đó cần đưa số hiệu chỉnh phần tham gia của các ion H+ và OH– vào đại lượng độ dẫn ddiện chung. Vì thế, song song với việc đo độ dẫn điện của dung dịch phức chất, người ta còn đo cả pH của dung dịch.
Đôi khi đại lượng độ dẫn điện mol lại ít bị thay đổi, ngay cả khi thay đổi số ion trong dung dịch.
Dựa trên phép đo độ dẫn điện ở một chừng mực nào đó có thể suy đoán về độ bền của những hợp chất có cùng kiểu cấu tạo.
Vì ảnh hưởng trans lớn của phối tử làm tăng độ ion của liên kết của phối tử ở vị trí
trans, cho nên sự có mặt các phối tử có độ hoạt động trans lớn trong phức chất se làm tăng độ
ảnh hưởng trans của phối tử càng lớn thì mức độ ion của liên kết kim loại - phối tử càng tăng, giá trị ban đầu m càng cao và khi pha loãng dung dịch thì m càng thay đổi mạnh.
Dung lượng phối trí của các phối tử cũng có ảnh hưởng đến độ dẫn điện. Các phức chất chứa các phối tử tạo vòng năm hoặc sáu cạnh đều khá bền; độ dẫn điện các dung dịch của chúng thực tế không bị thay đổi theo thời gian và nhỏ hơn độ dẫn điện của các phức chất trong đó có các nhóm vòng (ví dụ etilenđiamin,…) được thay bằng các nhóm có hoá trị một.
Điều đó là do liên kết hoá học trong các phức chất vòng có độ cộng hoá trị lớn hơn. Ngoài ra, độ dẫn điện mol còn phụ thuộc vào cấu tạo của ion phức. Độ dẫn điện của các đồng phân trans hầu như không bị thay đổi theo thời gian và ở thời điểm ban đầu thường lớn hơn một ít so với độ dẫn điện của đồng phân cis. Độ dẫn điện của đồng phân cis thường tăng lên theo thời gian, do các phối tử bị thế một phần bởi các phân tử dung môi.