. = 0,524 Thay vào công thức tính được
3.4.2 Giản đồ phân bố các dạng tồn tại của PAN theo pH
Thuốc thử PAN tan trong dung môi hữu cơ, đặc biệt là axeton . Trong dung dịch PAN cú cỏc cân bằng :
H2R+ HR + H+ , , K1 = 10-2,9
HR R- + H+ , , K2 = 10-12,1
Ta có: [H2R+] = K1-1. h . [HR]; [HR] = K2-1. [R-] . h; [R-] = K2 . h-1 . [HR]
Theo định luật bảo toàn nồng độ đầu ta có:
CPAN = [H2R+] + [HR] + [R-] = [HR] . (1 + K1-1. h + K2 . h-1) Từ đó ta rút ra được biểu thức tính nồng độ cân bằng của các cấu tử có trong dung dịch:
;
Tỷ lệ phần trăm các dạng tồn tại:
Kết quả tính phần trăm các dạng tồn tại của thuốc thử PAN theo pH được trình bày ở bảng 3.14 và hình 3.13.
Bảng 3.14: Phần trăm các dạng tồn tại của thuốc thử PAN theo pH
pH %H2R+ %HR %R- 1,0 98.757 1.243 9.876E-12 2,0 88.818 11.182 8.882E-10 3,0 44.269 55.731 4.427E-08 4,0 7.359 92.641 7.360E-07 5,0 0.788 99.212 7.881E-06 6,0 0.079 99.921 7.937E-05 7,0 7.942E-03 99.991 7.943E-04 8,0 7.943E-04 99.991 7.943E-04 9,0 7.937E-05 99.921 0.079 10,0 7.881E-06 99.212 0.788 11,0 7.359E-07 92.641 7.359 12,0 4.427E-08 55.731 44.269 13,0 8.882E-10 11.182 88.818 14,0 9.875E-12 1.243 98.757
Tiến hành xử lý số liệu phần trăm các dạng tồn tại của thuốc thử PAN bằng phần mềm đồ họa Matlab 5.3 chúng ta có:
Hình 3.13: Giản đồ phân bố các dạng tồn tại của thuốc thử PAN theo pH 3.4.3 Cơ chế tạo phức đơn ligan PAN-Pb(II)
Để xác định dạng Pb2+, PAN đi vào phức đơn ligan chúng tôi chọn đoạn tuyến tính trong đồ thị phụ thuộc mật độ quang của phức PAN-Pb(II) vào pH và xác định các giá trị CK, CR – 2CK, - lgB dựa vào các công thức:
pH 6,56 6,67 6,81 ∆Аi 0,287 0,316 0,369 Trong đó: ΔАgh = 0,425 CM = CPb2+ = 3,0.10-5M. CR = CPAN = 7,0.10-5M Với K1 = 10-2,9; K2 = 10-12,1 ; q = 2. Vì trong dung dịch Pb2+ tồn tại ở 4 dạng:
Trong đó: K1; K2 là hằng số phân ly của PAN K'1, K'2, K'3 là hằng số thủy phân của Pb2+
Để tính toán giá trị -lgB phụ thuộc vào pH chúng tôi xây dựng chương trình tính bằng ngôn ngữ lập trình Passcal thấy thu được:
Bảng 3.15: Kết quả tính nồng độ các dạng tồn tại của ion Pb2+
pH CK.105 [Pb2+].106 [Pb(OH)+].107 [Pb(OH)2].1010 [Pb(OH)-
3].1015
6,56 2.050000 8.737605 10.032110 3.642439 6.628151 6,67 2.257143 6.702312 9.913446 4.636867 10.869877 6,81 2.635714 3.282340 6.701677 6.490449 28.003577
Bảng 3.16: Sự phụ thuộc -lgB vào pH.
pH -lgB(Pb2+) -lgB Pb(OH)+ -lgB Pb(OH)2 -lgB Pb(OH)3-
6,56 9.426194 10.36619 13.80619 18.54619 6,67 9.713005 10.54301 13.87302 18.50300 6,81 9.915112 11.08364 14.19755 18.46261 Từ bảng 3.16 chúng tôi xử lý kết quả -lgB = f(pH) bằng chương trình Regression của phần mềm Ms-Excel và đồ thị được biểu diễn trờn hỡnh 3.14.
Hình 3.14: Đồ thị sự phụ thuộc -lgB vào pH
Từ đồ thị ta nhận thấy: -lgB(Pb2+) = f(pH) tuyến tính có tgα = 1,9328 ≈ 2 là phù hợp. Khi đó tgα = q.n = 2 mà q = 2 nên n = 1 tương ứng với i = 0. Qua đó chúng tôi kết luận:
Dạng ion kim loại đi vào phức là Pb2+. Dạng thuốc thử đi vào phức là R-.
Xuất phát từ các cơ sở thực nghiệm và lý thuyết sau: ● Số phối trí của Pb(II) là: N = 6(phức đơn ligan) [34] ● PAN là phối tử ligan 3 phối vị [20]
● Thành phần của phức Pb(II) : PAN = 1:2.
Chúng tôi có thể đưa ra giả thiết về công thức giả định của phức đơn nhân đơn ligan như sau:
PH i=0 i=1 i=2 i=3