CHƯƠNG 3 THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.4. NGHIÊN CỨU CÁC PHỨC CHẤT BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHÂN
Nhìn chung các phức chất β-đixetonat kim loại đã đƣợc nghiên cứu nhiều bằng phương pháp phân tích nhiệt. Dựa trên các tài liệu đã công bố chúng tôi thấy rằng độ bền nhiệt của phức chất phụ thuộc vào thành phần và cấu tạo của phức chất.
Độ bền nhiệt quyết định khả năng thăng hoa, thành phần sản phẩm thăng hoa của phức chất. Vì vậy, trước khi tiến hành khảo sát khả năng thăng hoa của các phức chất, chúng tôi tiến hành ghi giản đồ phân tích nhiệt của các phức chất tổng hợp đƣợc. Các số liệu và giả thiết về quá trình phân hủy nhiệt của các phức chất đƣợc đƣa ra trong bảng 3.4. Giản đồ phân tích nhiệt của các axetylxetonat kim loại đƣợc đƣa ra ở các hình 3.6 đến 3.9 :
Bảng 3.4: Kết quả phân tích nhiệt của các phức chất Phức chất Nhiệt Hiệu ứng Quá Phần % Mất khối
TG/%
30 60
dTG/% /min
-60 -40 -20 HeatFlow/àV
10 20 30
Peak :282.22 °C Figure:
05/07/2009 Mass (mg): 12.18
Crucible:PT 100 àl Atmosphere:N2 Experiment:cu(acac)2
Procedure:RT ----> 800C (10C.min-1) (Zone 2) Labsys TG
Exo
độ nhiệt trình còn lại lƣợng Lí
thuyết
Thực nghiệm
CuA2 282,22 Thu - Toả
Thăng hoa, cháy.
- - 85,3
NiA2.2H2O
127,86 Thu -2H2O NiA2 12,29 15,18 374,67
461,91 593,43
Thu - Toả Phân
huỷ, cháy NiO 74,9 69,74
ZnA2.H2O
110,16 Thu -H2O ZnA2 6,41 7,30 240,11
382 Thu - Toả Phân
hủy, cháy - - 62,31
CrA3 262,98
370 Thu - Toả Thăng
hoa, cháy - - 95,91
Trên giản đồ phân tích nhiệt của crom(III) axetylaxetonat và đồng(II) axetylaxetonat, ở dưới 200oC không có hiệu ứng mất khối lượng cũng như hiệu ứng nhiệt. Điều này chứng tỏ các phức chất bền trong khoảng nhiệt độ này và trong thành phần của chúng không có nước hiđrat. Sau đó, tại nhiệt độ 282,22oC với đồng(II) axetylaxetonat và ở 262,98oC với crom(III) axetylaxetonat có một hiệu ứng thu nhiệt rất mạnh kèm theo sự mất khối lƣợng lớn (85,3% với phức Cu(II) và 95,91% với phức Cr(III)). Chúng tôi giả thiết các phức này thăng hoa gần nhƣ hoàn toàn và một phần nhỏ bị phân huỷ.
TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com
Hình 3.6: Giản đồ phân tích nhiệt của đồng(II) axetylaxetonat
0 100 200 300 400 500 600 700 Furnace temperature /°C TG/%
-100 -80 -60 -40 -20 0 20 40 60 80 100
dTG/% /min
-80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 HeatFlow/àV
-40 -30 -20 -10 0 10 20
Mass variation : -95.91 % Peak :262.98 °C
Peak :216.03 °C Figure:
05/07/2009 Mass (mg): 10.98
Crucible:PT 100 àl Atmosphere:N2 Experiment:Cr(acac)3
Procedure:RT ----> 800C (10C.min-1) (Zone 2) Labsys TG
Exo
Hình 3.7: Giản đồ phân tích nhiệt của crom(III) axetylaxetonat
Furnace temperature /°C
0 100 200 300 400 500 600 700
TG/%
-75 -50 -25 0 25 50 75
d TG/% /min
-25 -20 -15 -10 -5 HeatFlow/àV
-40 -30 -20 -10 0 10 20 30
Mass variation: -15.18 %
Mass variation: -32.94 %
Mass variation: -19.70 %
Mass variation: -17.10 % Peak :127.86 °C
Peak :169.72 °C
Peak 1 :237.22 °C Peak 2 :295.95 °C
Peak :374.67 °CPeak :461.91 °C
Peak :593.43 °C Figure:
05/08/2009 Mass (mg): 9.68
Crucible:PT 100 àl Atmosphere:N2 Experiment: Ni(acac)2
Procedure:RT ----> 800C (10C.min-1) (Zone 2) Labsys TG
Exo
Hình 3.8: Giản đồ phân tích nhiệt của niken(II) axetylaxetonat.
Furnace temperature /°C
0 100 200 300 400 500 600 700
TG/%
-60 -40 -20 0 20 40 60
d TG/%/min
-80 -60 -40 -20 HeatFlow/àV
-24 -18 -12 -6 0 6
Mass variation: -7.30 %
Mass variation: -62.31 % Peak :110.16 °C
Peak :142.12 °C
Peak :240.11 °C Figure:
22/05/2009 Mass (mg):11.08
Crucible:PT 100 àl Atmosphere:N2 Experiment: Zn(acac)2
Procedure:RT ----> 800C (10C.min-1) (Zone 2) Labsys TG
Exo
Trên giản đồ phân tích nhiệt của phức kẽm(II) axetylaxetonat xuất hiện một hiệu ứng thu nhiệt ở 110,16oC kèm theo sự mất khối lƣợng. Chúng tôi giả thiết rằng, tại nhiệt độ này xảy ra quá trình tách 1 phân tử nước trong thành phần của phức chất và nước tồn tại ở dạng hiđrat. Ở nhiệt độ 240,11oC có một hiệu ứng thu nhiệt kèm theo sự mất khối lƣợng lớn (62,31%). Giá trị này nhỏ hơn so với phần trăm mất khối lƣợng nếu phức phân hủy tạo thành oxit (71,2%). Vì vậy chúng tôi cho rằng ở nhiệt độ này phức chất đang trong quá trình phân hủy và sản phẩm cuối cùng chƣa phải là oxit.
Giản đồ phân tích nhiệt của niken(II) axetylaxetonat tương đối phức tạp. Ở nhiệt độ khoảng 110 – 130oC có một hiệu ứng thu nhiệt kèm theo sự mất khối lƣợng (15,18%). Chúng tôi giả thiết rằng ở nhiệt độ này đã xảy ra quá trình tách 2 phân tử nước trong thành phần của phức chất, nước tồn tại ở dạng hiđrat. Trong khoảng nhiệt độ từ 295 – 593oC có các hiệu ứng thu nhiệt và toả nhiệt xen kẽ nhau kèm theo các quá trình mất khối lƣợng. Do đó chúng tôi cho rằng trong khoảng nhiệt độ này xảy ra đồng thời quá trình phân huỷ nhiệt và quá trình cháy. Sản phẩm cuối cùng là oxit kim loại (NiO).
Bảng 3.4 cho thấy kết quả thực nghiệm và tính toán lí thuyết là tương đối phù hợp. Các kết quả này phù hợp với các dữ liệu về phổ hồng ngoại và công thức giả thiết của các phức chất đƣợc đƣa ra ở phần 3.2.3 và phần 3.3. Nhƣ vậy, từ các kết quả phân tích nhiệt chúng tôi đƣa ra giả thiết về quá trình phân huỷ nhiệt của các phức chất nhƣ sau:
CuA2 (rắn) CuA2 (khí) CrA3 (rắn) CrA3 (khí)
ZnA2.H2O ZnA2 phân huỷ và cháy NiA2.2H2O NiA2 NiO
Kết quả phân tích nhiệt cho phép dự đoán CuA2 và CrA3 thăng hoa tốt.