Từ kết quả đồ thị ở các hình 4,5 và 6 cho phép chúng tôi có cơ sở đa ra ph- ơng pháp tiến hành tổng hợp hợp chất heteropoli amoni thori(IV)-12-molipđat nh sau:
Trộn 100ml dung dịch Th(IV) 0,05M trong dung dịch HNO3 0,1N với 86ml
dung dịch Mo(VI) 0,7M trong dung dịch HNO3 0,1N, tỷ lệ mol Th(IV):Mo(VI)
đã lấy là 1:12,04. Khuấy trộn đều,đun trên nồi cách thủy ở 40ữ500C trong 10 phút.
Thêm 0,375 gam ure (NH2)2CO (t.k.p.t), ứng với tỉ lệ mol ure:Th(IV)=1,25:1, đun sôi dung dịch 10 phút sau khi thêm ure để phân hủy ure d. Để nguội, thêm từ từ dung dịch gần bão hòa NH4NO3 và khuấy đều cho đến khi kết tủa tách ra nhiều thì dừng lại. Để lắng kết tủa trong 24 giờ. Thử sự kết tủa hoàn toàn bằng cách thêm dung dịch gần bão hòa NH4NO3 vào
Lọc lấy kết tủa và nớc lọc. Rửa kết tủa 3 lần bằng dung dịch NH4NO3 1% để đuổi ure và (NH4)6Mo7O24 d có thể bị kết tủa cộng kết, rửa 5 lần bằng ete, rải kết tủa trên giấy lọc,để khô ngoài không khí, đặt kết tủa trong bình hút ẩm. Sau 1 ngày đêm cân lợng kết tủa khô thu đợc: 13,7687 gam .
Thử Th(IV) bằng cách thêm dung dịch H2O2 40% vào mẫu nớc lọc, không
thấy sự đổi màu vàng của Th(IV) sang màu da cam của hợp chất peoxi của Th(IV), chứng tỏ nớc lọc không có mặt Th(IV).
2.4.2. Phân tích định lợng sản phẩm
Chuẩn bị một chén sứ sạch, nung chén và cân trọng lợng chén. Cân 1,000
gam sản phẩm tổng hợp đợc rồi đặt vào chén sứ và nung 7000C trong một giờ,
sau đó để nguội và làm khô. Cân lại trọng lợng chén, thu đợc 0,638 gam sản phẩm rắn.
Lặp lại thí nghiệm 2 lần trong điều kiện nh trên, thu đợc sản phẩm rắn lần 2 là 0,642 gam; lần 3 là 0,643 gam .
Nh vậy khối lợng sản phẩm rắn trung bình của 3 mẫu l : à
0,638+0,6423 +0,643 = 0,641 gam (tổng khối lợng ThO2 và MoO3). Từ đó tính đợc khối lợng khí và hơi = khối lợng hao hụt là:
1 - 0,641= 0,359 gam
2.4.2.1. Định lợng thori và molipđen
Hòa tan 0,641 gam (tổng khối lợng ThO2+MoO3) trong dung dịch NaOH 1N
d. MoO3 tan thành dung dịch Na2MoO4, còn ThO2 không tan. Lọc rửa kết tủa ThO2 bằng dung dịch NaOH 0,1N ba lần, lấy nớc lọc và nớc rửa, rửa tiếp kết tủa ThO2 ba lần bằng nớc cất .
vạch của bình định mức rồi chuẩn độ dung dịch Th(NO3)4 trong dung dịch
HNO3 loãng bằng dung dịch Fe(II) 0,01M với chỉ thị o-phenantrolin 0,5%
(dung dịch Fe(II) là dung dịch muối Mo(NH4)2SO4.FeSO4.6H2O đã kiểm tra không có Fe(III) nhờ thuốc thử kali feroxianua K4[Fe(CN)6]). Chuẩn độ kết thúc khi một giọt d dung dịch Fe(II) làm o-phenantrolin hóa màu đỏ thẫm.
Kết quả tính theo lợng dung dịch dùng để chuẩn độ và quy về khối lợng ThO2 trong 0,641 gam là 0,085 gam.
Định lợng Mo trong dung dịch Na2MoO4 có NaOH d bằng phơng pháp trọng
lợng nh sau: trung hòa NaOH d bằng dung dịch CH3COOH 1N đến quỳ tím bắt
đầu hóa đỏ. Thêm từ từ dung dịch Pb(CH3COO)2(không lấy quá d), lọc lấy kết tủa PbMoO4, rửa ba lần bằng dung dịch NH4NO3 2% nóng để đuổi hết Pb(CH3COO)2 (mẫu thử với giấy tẩm dung dịch H2S không hóa đen). Nung kết tủa 9000C trong 2 giờ, để nguội cân thu đợc 1,415 gam sản phẩm khan PbMoO4;
quy về MoO3 đợc 0,555 gam. Còn tính theo hiệu của tổng khối lợng (ThO2 +
MoO3) với khối lợng ThO2 tìm đợc ở trên là:
0,641 - 0,085 = 0,556 gam MoO3.
Nh vậy gần nh phù hợp với giá trị tìm thấy bằng phơng pháp trọng lợng dới dạng kết tủa PbMoO4.
2.4.2.2. Định lợng NH3 quy về (NH4)2O và H2O
Tiến hành định lợng NH3, còn khối lợng của H2O tính theo hiệu số.
Cân chính xác 3 mẫu, mỗi mẫu 1,000 gam sản phẩm heteropoli đã tổng hợp đợc ở trên đặt vào bình cao cổ chịu nhiệt nối với bình thu chứa dung dịch H2SO4
0,01N có thể tích xác định. Hòa tan sản phẩm bằng nớc cất, thêm vài giọt phenolphtalein. Sau khi nối bình cầu chứa dung dịch sản phẩm tuyệt đối kín. Từ phễu có khóa cho 20ml dung dịch NaOH 30% vào bình cầu cho đến khi màu hồng trong bình không biến mất. Đun sôi trong 10 phút cho đến khi thể tích bình thu không quá 45 ml.
metyl đỏ và chuẩn độ bằng dung dịch NaOH 0,01N đến chuyển từ màu hồng sang màu vàng.
Từ thể tích H2SO4 đã phản ứng với NH3 là 130 ml, ta có khối lợng trung bình của NH3 trong ba mẫu 1,000 gam heteropoli là 0,022 gam; quy về (NH4)2O là 0,067 gam. Suy ra khối lợng trung bình của H2O trong 3 mẫu là: 0,359 - 0,067 = 0,292 gam.
2.4.2.3. Tổng hợp kết quả định lợng và suy ra công thức hóa học của hợp chất heteropoli
Bảng 2.1 ghi kết quả định lợng NH3, H2O, Th, Mo trong hợp chất heteropoli dạng các oxit (lấy giá trị trung bình của ba lần lặp lại) tơng ứng với công thức tính theo thực nghiệm:
4(NH4)2O.ThO2.12MoO3.50H2O ( KLPT M = 3100 ) Từ công thức này tính %m ta có kết quả định lợng nh bảng sau:
Bảng 2.1: Kết quả định lợng hợp chất heteropoli amoni thori(IV)-12-molipđat
Thành phần (NH4)2O ThO2 MoO3 H2O
%m 6,71 8,52 55,72 29,05
Bảng 2.2: Tổng hợp kết quả định lợng hợp chất heteropoli amoni thori(IV)-12-molipđat so với kết quả lý thuyết
mmẫu = 1,000 gam (giá trị trung bình của ba thí nghiệm cùng 1,000gam)
Thành phần (NH4)2O ThO2 MoO3 H2O M=1,000gam 0,067 0,085 0,556 0,292 %m 6,7 8,5 55,6 29,2 %m’ 6,71 8,52 55,72 29,05 n 4,01 1,00 11,99 50,48 n’ 4,00 1,00 12,00 50,00
m : khối lợng mẫu n : số mol
Chơng III
Nghiên cứu hợp chất heteropoli amoni thori (IV) 12- molipđat bằng một số phơng pháp vật lý
3.1. chụp phổ electron
Cõn chớnh xỏc 3 mẫu hợp chất heteropoli, mỗi mẫu 0,0155gam. Chuyển từng mẫu vào bỡnh định mức cỡ 100ml. Hoà tan mẫu 1 bằng nước cất 2 lần , mẫu 2 bằng HNO3 0,1N (pH = 1), mẫu 3 bằng dung dịch NaOH 0,0001N (pH~9). CTh (IV) = 5.10-4 M .
Pha loóng bằng nước hay dung dịch HNO3 0,1N hoặc dung dịch NaOH 0,0001N để được dung dịch cú nồng độ thớch hợp cú thể chụp phổ.Chiều dày cuvột 1=1cm.Dung dịch so sỏnh: nước cất,giới hạn chụp phổ λ= 190ữ800nm.
Phổ thu được trong mụi trường axit (HNO3 0,1M , pH~0,7) cú dạng như phổ thu được từ dung dịch hợp chất tạo ra trong dung dịch HNO3 (Hỡnh 3).
Trong mụi trường kiềm và nước, cực đại λ = 300,6nm biến mất.
3.2 Chụp phổ hồng ngoại
Trộn đều một lượng xỏc định hợp chất heteropoli với KBr tạo ra viờn ộp theo tiờu chuẩn quy định , chụp phổ hồng ngoại trong khoảng tần số 4000ữ500 cm-1 .
Phổ đồ hồng ngoại của hợp chất thể hiện trờn hỡnh 7.
Cỏc mẫu cõn chớnh xỏc: 5,048 mg và 5,090 mg đặt vào cốc đặc biệt của mỏy phõn tớch nhiệt trong khoảng nhiệt độ từ 20 đến 7000C, thu được cỏc giản đồ DTA trờn cỏc hỡnh 8,9 .
chơng IV
Thảo luận kết quả tổng hợp phân tích và nghiên cứu cấu tạo phân tử hợp chất