3.6.1 .Sự trao đổi cation
4.2. PHỨC CHẤT TAN
Một phức chất tan gồm kim loại trung tâm (central metal) bao quanh phối tử (ligands). Phối tử là phân tử hay ion nhường cặp điện tử để tạo liên kết phối trí.
83
- Phối tử nguyên tử: C, N, O, S, F. Cl, Br, I - Phối tử phân tử: :NH3; :OH2
- Phối tử cation, anion: Cl-, Br-, I-,
Các phân tử hay ion có dư cặp điện tử tự do có thể sử dụng hình thành liên kết với cation kim loại. Một vài kiểu liên kết:
- Liên kết đơn (monodentate): một phối tử liên kết với một cation kim loại. - Liên kết đôi (bidentate): hai phối tử liên kết với một cation kim loại. - Liên kết đa (polydentate): nhiều hơn hai phối tử với một cation kim loại.
- Fe 2+ là ion kim loại trung tâm; phối tử là các phân tử nước. - Số phối trí là số liên kết phối trí với kim loại trung tâm là 6.
- Ngoặc vuông nhóm các thành phần của phức chất và tổng điện tích viêt ngoài ngoặc vuông.
- Điện tích tổng là điện tích của ion kim loại và phối tử.
Có nhiều cách phân loại phức chất tan, phương pháp phổ biến là dựa vào điện tích phức - Phức chất dương (phức chất cation).
- Phức chất âm (phức chất anion).
Dựa theo cầu nói giữa ion trung tâm và phối tử: - Phức chất cầu nội
- Phức chất cầu ngoại
Dựa vào sự tương tác giữa các ion với phân tử nước, phức chất tân gồm: - Phức chất thủy hóa (solvation complexes)
84
Phức chất thủy hóa nghĩa là phân tử nước tiếp xúc với ion mang điện sẽ trở thành phân cực và tạo thành lớp như vỏ xung quanh phân tử mang điện. Nếu ion là cation, phần mang điện âm (oxygen) của H2O sẽ hướng tới cation. Nếu phân tử nước tiếp xúc với anion, phần điện tích dương (protons, H+) của phân tử nước sẽ hướng tới anion. Các phân tử nước lưu trú vùng lân cận ion tạo thành lớp mạng thủy hóa nguyên sinh. Phân tử nước vây quanh lớp màng thứ nhất gọi là màng thứ sinh.
85
86
Phức chất cầu nội và cầu ngoại nghĩa là sự tương tác giữa các ions trong dung dịch đất tạo thành các phức chất cầu nội và cầu ngoại.
Quá trình tạo phức chất có thể mô tả khái quát: aMm+ + bLn-→ MaLbq
Mm+ là ion kim loại tự do trong dung dịch có điện tích là m+, Ln- là phối tử tự do trong dung dịch có điện tích là n-,
MaLbq là phức chất tan hay cặp ion, q = am – bn
Một ion phối tử hay phân tử là các chất lưu trú vùng lân cận ion kim loại. Phối tử có thể là các chất mang điện (anion) hay phân tử trung hòa điện. Phức chất tan trong dung dịch đất là gọi là phức chất cầu nội, cầu ngoại. Phức chất cầu nội là phức chất mà ion kim loại và phối tử liên kết trực tiếp với nhau. Phức chất thủy hóa là trường hợp đặc biệt của phức chất cầu nội, các trường hợp khác, H2O bị thay bởi các phối tử khác. Phức chất cầu ngoại là phức chất tan mà ion kim loại và phối tứ liên kết với nhau quan màng thủy hóa (phân tử H2O).
Hình 4.2. Phức chất cầu nội và phức chất cầu ngoại
Phức chất Humat, Fulvat nghĩa là hai hay nhiều nhóm chức của các phối tử hữu cơ (chất hữu cơ có nhiều nhóm chức bề mặt) liên kết với phối tử cation trung tâm tạo thành phức chất, gọi là chelat. Các chất hữu cơ khác như axit humic, axit fulvic, các axit hữu cơ có khối lượng phân tử thấp, sugar acids, amino acids, phenols, phenolic acids mà tương tác với ion kim loại trong dung dịch đất đều tạo ra các phức chất vơi ion kim loại. Hai loại phức chất quan trong là humat và fulvat. Hai phức chất này là kết quả tương tác của AH, AF với các ion trong dung dịnh đất.
87