TRONG HÓA PHÂN TÍCH
Trong những năm trở lại đây, ngƣời ta đã chứng minh rằng đa số các nguyên tố thực tế không những tồn tại ở dạng phức đơn ligan mà tồn tại phổ biến ở dạng phức hỗn hợp (phức đa kim loại hoặc phức đa ligan). Phức đa ligan là một dạng tồn tại xác suất nhất của các ion trong dung dịch.
Qua tính toán tĩnh điện cho thấy năng lƣợng hình thành các phức đa ligan không lớn bằng năng lƣợng hình thành phức đơn ligan tƣơng ứng. Điều này có thể giải thích bằng sự giảm lực đẩy tĩnh điện giữa các ligan khác loại
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
so với các ligan cùng loại. Ngoài ra, khi tạo phức đa ligan thƣờng giải phóng các phân tử nƣớc ra khỏi bầu phối trí khi đó làm tăng Entropi của hệ, từ đó tăng hằng số bền của phức:
G = -RTln = H - T.S
Nếu trong dung dịch có một ion kim loại (chất tạo phức) và hai ligan khác nhau thì về nguyên tắc chúng có thể tạo phức đaligan do sự thay thế từng phần của các nguyên tử dono của ligan thứ nhất bằng các nguyên tử dono của ligan thứ hai [2] hay do sự mở rộng cầu phối trí của ion kim loại, phổ biến hơn cả là phức đa ligan đƣợc hình thành theo hai khả năng sau:
1. Phức đa ligan đƣợc hình thành khi ligan thứ nhất chƣa bão hòa phối trí, lúc đó ligan thứ hai có thể xâm nhập một số chỗ hay tất cả các vị trí còn lại trong bầu phối trí của ion trung tâm.
2. Nếu phức tạo thành đã bão hòa phối trí nhƣng điện tích của phức chƣa bão hòa, khi đó phức đa ligan đƣợc hình thành do sự liên hợp của ligan thứ hai với phức tích điện.
Theo A.K Babko [2] có thể chia các phức đa ligan thành các nhóm sau: 1.Các phức của ion kim loại, bazơ hƣ̃u cơ và ligan mahg điện âm. 2. Các phức gồm ion kim loại và hai ligan âm điện khác nhau. 3. Các axit dị đa phức tạp.
4. Các phức gồm hai ligan mang điện dƣơng khác nhau và một ligan âm điện.
Sự tạo phức đa ligan thƣờng dẫn đến các hiệu ứng làm thay đổi cực đại phổ hấp thụ eletron, thay đổi hệ số hấp thụ phân tử so với phức đơn ligan tƣơng ứng. Ngoài ra, khi tạo phức đa ligan còn làm thay đổi một số tính chất hóa lý quan trọng khác nhƣ: độ tan trong nƣớc, trong dung môi hữu cơ, tốc độ và khả năng chiết. Phức đa ligan MRmRn
'
có độ bền cao hơn so với các phức cùng một loại ligan MRm và MRn'.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Có thể dùng các phƣơng pháp: phổ hồng ngoại, quang phổ phát xạ tổ hợp, cộng hƣởng từ hạt nhân đặc biệt là phƣơng pháp phổ hấp thụ electron để phát hiện sự hình thành phức đa ligan. So sánh phổ hấp thụ electron của phức đa ligan và phức đơn ligan sẽ cho thấy có sự chuyển dịch bƣớc sóng max về vùng sóng ngắn hoặc dài hơn, từ đó có thể cho ta biết khả năng và mức độ hình thành phức.
Mặt khác, khi tạo phức đa ligan thì tính chất độc đáo của chất tạo phức đƣợc thể hiện rõ nhất, khi đó đặc tính hóa lí của ion trung tâm đƣợc thể hiện rõ nét và độc đáo nhất do việc sử dụng các vị trí phối trí cao, các orbitan trống đƣợc lấp đầy. Điều đó mở ra triển vọng làm tăng độ nhạy, độ chọn lọc của các phản ứng phân chia, xác định, cô đặc các cấu tử. Quá trình tạo phức đa ligan có liên quan trực tiếp đến một trong các vấn đề quan trọng của hóa phân tích đó là sự chiết phức.
Do tính bão hòa phối trí và trung hòa điện tích nên các phức đa ligan chiết đƣợc bằng các dung môi hữu cơ, điều này cho phép nghiên cứu định lƣợng các nguyên tố có độ chọn lọc, độ chính xác cao bằng phƣơng pháp tổ hợp nhƣ: chiết - trắc quang, chiết- cực phổ, chiết - hấp thụ và phát xạ nguyên tử...
Các phức đa ligan có nhiều ứng dụng trong thực tế: sự tạo phức vòng càng đƣợc sử dụng trong các phƣơng pháp phân tích tổ hợp, các phƣơng pháp tách và phân chia nhƣ: chiết, sắc kí... để xác định các nguyên tố trong các đối tƣợng phân tích khác nhau. Vì vậy, việc tạo phức đa ligan và chiết nó đã và đang trở thành xu thế tất yếu của ngành phân tích hiện đại.