2. NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI
3.2.7. Nghiên cứu iều kiện tổng hợp phức chất lactat – tổng nguyên tố ất
ất hiếm từ quặng monazit
Sau khi tiến hành tổng hợp phức chất của từng nguyên tố ất hiếm chúng tôi tiến hành tổng hợp phức chất của lactat – tổng nguyên tố ất hiếm từ quặng monazit. Nhằm mục ích nghiên cứu ứng dụng vào thực tế chúng
tôi tổng hợp phức chất lactat – tổng nguyên tố ất hiếm với quy mô 5 lít dung dịch tổng nguyên tố ất hiếm theo sơ hình 3.10.
Theo sơ trên khi thu ƣợc dung dịch tổng nguyên tố ất hiếm, tiến hành chỉnh về pH 9 bằng dung dịch NH4OH ể thu kết tủa Ln(OH)3. Lọc rửa
kết tủa, sau ó hòa tan kết tủa bằng dung dịch axit lactic 3M (tỷ lệ mol Ln3+/axit lactic = 1/3), un nhẹ ể kết tủa tan hoàn toàn. Tiếp tục un nhẹ ở 80oC ến khi tạo váng trên bề mặt dung dịch thì dừng lại. Để nguội ở nhiệt ộ phòng kết tủa phức chất lactat – ất hiếm s tách ra, lọc và thu phức chất lactat – ất hiếm
41
Phức chất sau khi tổng hợp em ph n tích và kiểm tra thành phần của phức chất. Kết quả ph n tích thành phần của phức chất lactat – tổng nguyên tố ất hiếm ƣợc chỉ ra trên bảng 3.14.
Bảng 3.13. Kết quả phân tích thành phần (%) của phức lactat – tổng NTĐH
Công thức NTĐH, C, % H2O, %
giả thiết LT TN LT TN LT TN
Ln(HLac)3.3H2O 30,58 29,97 23,43 22,18 11,71 10,96 Kết quả ph n tích thành phần của phức chất lactat – tổng nguyên tố ất hiếm là khá phù hợp với lý thuyết và thực nghiệm. Do vậy công thức giả ịnh Ln(HLac)3.3H2O là phù hợp. Mẫu phức chất tổng các nguyên tố ất hiếm ƣợc em i ph n tích ICP – MS ể xác ịnh hàm lƣợng các nguyên tố trong phức chất so với các nguyên tố trong tổng ất hiếm ban ầu sau khi tách từ tinh quặng monazit Nam Đề Gi. Kết quả ƣợc ƣa ra trên bảng 3.14.
Bảng 3.14. Hàm lượng các nguyên tố ban đầu và trong phức chất lactat
Nguyên tố Hàm lƣợng % các nguyên Hàm lƣợng % các nguyên tố
ất hiếm trong phức chất
ất hiếm tố ất hiếm ban ầu
Ln(HLac)3.3H2O Er 0,38 0,40 Eu 0,13 0,13 Gd 3,22 3,42 Ho 0,15 0,16 La 20,91 22,17 Nd 17,06 18,09 Sm 3,35 3,55 Y 2,46 2,61 Tm 0,03 0,03 Pr 5,09 5,40 Tb 0,35 0,37 Dy 1,15 1,22 Yb 0,16 0,17 Lu 0,02 0,02 Ce 45,55 42,26
42
Kết quả ph n tích hàm lƣợng các nguyên tố ất hiếm ban ầu và hàm lƣợng các nguyên tố ất hiếm sau khi tạo phức cho thấy, hàm lƣợng Ce trong phức giảm và hàm lƣợng các nguyên tố La, và Nd, Pr và một số nguyên tố khác tăng. Điều này là do sự kết tinh của phức chất các nguyên tố La, Nd, Pr tốt hơn so với Ce, kết quả tƣơng ối phù hợp so với nghiên cứu tạo phức từng nguyên tố riêng lẻ.
Để chứng minh sự giả ịnh này là úng chúng tôi tiến hành ph n tích nhiệt và ph n tích phổ hấp thụ h ng ngoại của phức chất lactat – tổng NTĐH.
43
Bảng 3.15. Một số hiệu ứng nhiệt chính trong phân tích nhiệt của các phức chất
Nhiệt Hiệu ứng Cấu tử tách % mất khối Phức chất hoặc ph n Phần còn lại lƣợng ộ , oC nhiệt hủy LT TN 181,42 Thu Tách nƣớc Ln(HLac)3 11,61 10,91 nhiệt Ph n hủy
Ln(HLac)3.3H2O Thu một phần LnHLac
411,22 chất hữu cơ 38,17 33,33
nhiệt CeO2
và hình thành CeO2
528,87 T a nhiệt Phối tử cháy Ln2O3 15,55 14,61 Giảnph n tích nhiệt của phức chất lactat – tổng nguyên tố ất hiếm cho thấy nhiệt ộ mất nƣớc kết tinh của hai phức chất này là khoảng 181oC. Trên giản ph n tích nhiệt cho thấy sự ph n hủy một phần hợp chất hữu cơ và hình thành CeO2 và sinh ra sảnn phẩm trung gian là LnHlac (ở nhiệt ộ 411oC tƣơng tự nhƣ phức chất của Nd và Pr và Ce) . Tiếp ến là quá trình cháy và ph n hủy thành các oxit tổng nguyên tố ất hiếm là Ln2O3 (ở nhiệt
ộ528,870C).
44
Trong phổ h ng ngoại của các phức chất latat – tổng NTĐH có các ỉnh píc ặc trƣng tƣng tự nhƣ ối với từng nguyên tố ất hiếm. Các dải hấp thụ νas(CO) và νs(CO) c ng giảm tƣơng tự có thể cho thấy liên kết Ln3+ - COO- trong các phức chất mang ặc tính cộng hóa trị cao hơn. Trên phổ hấp thụ của các phức chất xuất hiện của píc ặc trƣng cho sự liên kết giữa Ln3+ - COO- vùng 1559cm-1. Sự hình thành liên kết giữa kim loại phối tử qua nguyên tử oxi của nhóm COO- ã làm cho liên kết CO trong phối tử yếu i. Dải hấp thụ của nhóm OH và CH trong phức chất c ng có sự dịch chuyển r ràng về vùng sóng thấp hơn ặc biệt iều này có thể cho thấy sự tạo phức xảy ra giữa Ln3+ và nhóm OH của phối tử. Ngoài ra, các ám dao rộng có dải hấp thụ rộng trong vùng 3302 cm-1 kh ng ịnh phức chất có chứa nƣớc, phù hợp với các kết quả ph n tích nhiệt.
Để làm r hơn về công thức ph n tử của phức chất chúng tôi tiên hành ph n tích phổ MS của phức chất lactat – neodym. Kết quả ph n tích phổ MS của lactat – neodym ƣợc chỉ ra trên hình 3.13.
Hình 3.13. Phổ MS của chất lactat – neodym
Ph n tích phổ MS của phức chất lactat – neodym ƣợc thể hiện trên hình 3.13. Ph n tích phổ MS cho thấy pic tại m/z = 149 gán cho in Nd3+, pic
45
pic tại m/z = 930 là của phức 2[Nd(CH3CH(OH)COO)3.3H2O]. Nhƣ vậy qua ph n tích phổ MS cho thấy phức chất lactat – neodym có công thức ph n tử là [Nd(CH3CH(OH)COO)]3.3H2O.