2.3.1. Xác định hàm lượng NTĐH trong các phức chất
Hàm lượng của NTĐH (%Ln) được xác định bằng cách: Cân một lượng xác định các phức chất trên cân điện tử 4 số, đem nung ở nhiệt độ 900 ÷ 10000C trong thời gian 1 giờ. Ở nhiệt độ này phức chất bị phân huỷ và chuyển hết về dạng oxit (Ln2O3). Hoà tan oxit này trong một lượng tối thiểu axit HNO3 loãng, cô cạn trên bếp cách thuỷ ở 800C để đuổi hết axit dư, tiếp tục hoà tan bằng nước cất hai lần và định mức đến thể tích nhất định. Sử dụng phương pháp chuẩn độ complexon để xác định nồng độ các ion Ln3+
trong dung dịch, với chất chuẩn là DTPA 10-3 M, thuốc thử asenazo (III), đệm pH = 4,2. Hàm lượng NTĐH được tính theo công thức sau:
%Ln = 1000 . . 100 . . . . 2 1 a V M V V CDTPA DTPA Trong đó: %Ln: Hàm lượng NTĐH CDTPA: Nồng độ DTPA (10-3 M)
VDTPA: Thể tích DTPA đã chuẩn độ (ml) M: Khối lượng mol phân tử của NTĐH
V1: Thể tích dung dịch muối Ln(NO3)3 đã định mức (ml) V2: Thể tích dung dịch muối Ln(NO3)3 đem chuẩn độ (ml)
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
a: Khối lượng của phức chất đem nung (g)
Kết quả phân tích %Ln trong phức chất được trình bày ở bảng 2.1.
2.3.2. Xác định hàm lượng cacbon (%C), nitơ (%N) trong phức chất
Hàm lượng cacbon (%C), nitơ (%N) được xác định trên máy phân tích nguyên tố Analytik Jena AG, Customen Service, konrad-zuse-st. 1,07745 Jena (Đức). Kết quả được trình bày ở bảng 2.1
Bảng 2.1. Kết quả phân tích %Ln, %C, %N của các phức chất
Công thức giả thiết của phức chất %Ln %C %N LT TN LT TN LT TN H3[La(Gln)3(NO3)3].5H2O 16,28 16,34 21,11 21,23 14,77 14,56 H3[Nd(Gln)3(NO3)3].6H2O 16,45 16,25 20,55 20,34 14,38 14,33 H3[Sm(Gln)3(NO3)3].7H2O 16,69 16,69 20,00 19,89 13,99 13,86 H3[Gd(Gln)3(NO3)3].7H2O 17,32 17,35 19,87 19,85 13,89 13,79 Ln: La, Nd, Sm, Gd (LT: Lý thuyết, TN: Thực nghiệm)
Nhận xét: Từ bảng 2.1 chúng tôi nhận thấy hàm lượng của NTĐH (%Ln), hàm lượng C (%C), hàm lượng N (%N) trong phức chất xác định bằng thực nghiệm tương đối phù hợp với lý thuyết. Điều này chứng tỏ rằng công thức giả thiết của phức chất là phù hợp.
2.3.3. Nghiên cứu phức chất bằng phương pháp phân tích nhiệt
Mẫu phân tích nhiệt được ghi trên máy DTG – 60H – SHIZUMA (Nhật Bản) – Khoa Hóa học – Trường Đại học Sư phạm I – Đại học Quốc gia Hà Nội.
Mẫu phân tích được tiến hành trong không khí, tốc độ gia nhiệt là 100C/phút trong khoảng nhiệt độ 30 ÷ 8000C. Kết quả được trình bày ở các hình 2.1, hình 2.2, bảng 2.2 và các phụ lục 1, 2.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Hình 2.1. Giản đồ phân tích nhiệt của H3[La(Gln)3(NO3)3].5H2O
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Bảng 2.2. Kết quả phân tích giản đồ nhiệt của các phức chất
Phức chất của NTĐH Nhiệt độ pic (0C) Hiệu ứng nhiệt Độ giảm khối lƣợng Dự đoán cấu tử tách ra hoặc phân hủy Dự đoán sản phẩm cuối cùng LT TN La 123,34 Thu nhiệt 10,554 10,661 5H2O La2O3 234,46 Tỏa nhiệt - 31,308 Phân hủy
và đốt cháy
466,64 Tỏa nhiệt - 32,911
Nd
109,37 Thu nhiệt 12,328 12,408 6H2O
Nd2O3 239,77 Tỏa nhiệt - 26,634 Phân hủy
và đốt cháy
454,73 Tỏa nhiệt - 24,471
Sm
129,76 Thu nhiệt 13,997 13,425 7H2O
Sm2O3 238,38 Tỏa nhiệt - 25,131 Phân hủy
và đốt cháy
463,14 Tỏa nhiệt - 23,016
Gd
101,07 Thu nhiệt 13,891 14,461 7H2O
Gd2O3 242,90 Tỏa nhiệt - 26,424 Phân hủy
và đốt cháy
452,10 Tỏa nhiệt - 21,344
Nhận xét: Các giản đồ phân tích nhiệt của các phức chất đều có dạng
giống nhau, chứng tỏ chúng có cấu trúc tương tự nhau.
Trên giản đồ phân tích nhiệt DTA của các phức chất đều có một hiệu ứng thu nhiệt và hai hiệu ứng tỏa nhiệt. Hiệu ứng thu nhiệt nằm trong khoảng nhiệt độ 101,07 ÷ 129,76; Hiệu ứng tỏa nhiệt thứ nhất nằm trong khoảng 237,46 ÷ 242,90; Hiệu ứng tỏa nhiệt thứ hai nằm trong khoảng 452,10 ÷ 466,64.
Qua tính toán độ giảm khối lượng trên giản đồ TGA của các phức chất tương ứng với hiệu ứng thu nhiệt chúng tôi nhận thấy: Đối với phức chất của
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
La có xấp xỉ 5H2O, phức chất Nd có xấp xỉ 6H2O, phức chất của Sm có xấp xỉ 7H2O, phức chất của Gd có xấp xỉ 7H2O được tách ra.
Nhiệt độ tách các phân tử nước thấp và thuộc khoảng nhiệt độ tách nước kết tinh của các hợp chất nói chung, chứng tỏ nước trong các phức chất là nước kết tinh. Ở các hiệu ứng tỏa nhiệt của các phức chất chúng tôi cho rằng ứng với quá trình phân hủy và đốt cháy các phần còn lại của các phức chất. Nhìn chung trên giản đồ TGA của các phức chất ở nhiệt độ cao hơn của hiệu ứng tỏa nhiệt thứ hai, khối lượng phức chất giảm hầu như không đáng kể, có thể ở đây đã có sự hình thành các oxit đất hiếm.
2.3.4. Nghiên cứu phức chất bằng phương pháp phổ hấp thụ hồng ngoại
Các mẫu nghiên cứu được gửi về Viện Hóa học – Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam.
Phổ hấp thụ hồng ngoại của L-glutamin và các phức chất được ghi trên máy Mgegna – IR 760 Spectometer (Mỹ) trong vùng tần số 400 ÷ 4000 cm-1. Các mẫu trước khi đưa vào đo được trộn, nghiền nhỏ và ép viên với KBr.
Các kết quả được trình bày ở các hình 2.3, 2.4, bảng 2.3 và các phụ lục 3, 4, 5.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Hình 2.3 Phổ hấp thụ hồng ngoại của L-glutamin
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Bảng 2.3. Các tần số hấp thụ chính (cm-1) của các hợp chất Hợp chất OH NH3 NH2 COO as COO s COO s as L-glutamin - 3209,67 - 1583,45 1406,38 177,07 H3[La(Gln)3(NO3)3].5H2O 3391,80 - 3134,21 1629,59 1385,95 243,64 H3[Nd(Gln)3(NO3)3].6H2O 3411,96 - 3191,31 1643,26 1382,43 260,83 H3[Sm(Gln)3(NO3)3].7H2O 3431,81 - 3197,19 1623,35 1381,79 241,56 H3[Gd(Gln)3(NO3)3].7H2O 3471,81 - 3200,58 1621,09 1357,16 263,93
Nhận xét: Phổ hồng ngoại của L-glutamin trong KBr tương đối phù hợp với các kết quả của tác giả [24], dải hấp thụ ở tần số 3209,67 cm-1
quy cho dao động hóa trị của nhóm NH 3, còn các dải hấp thụ ở tần số 1583,45 cm- 1
và 1406,38 cm-1 thì được gán tương ứng cho dao động hóa trị bất đối xứng và đối xứng của nhóm COO-
( COO as
và COO
s
) .
Có thể nhận thấy rằng phổ hấp thụ hồng ngoại của các phức chất khác so với phổ hấp thụ hồng ngoại của phối tử tự do về hình dạng cũng như vị trí các dải hấp thụ. Điều này chứng tỏ sự tạo phức đã xảy ra giữa ion Ln3+
và L-glutamin. Trên phổ hồng ngoại của các phức chất, giá trị NH2 (3134,21cm-1 ÷ 3200,58 cm-1) thấp hơn hẳn so với giá trị NH2 bình thường quan sát được chứng tỏ nhóm NH2 đã phối trí với các ion Ln3+
. Dải hấp thụ ở tần số 1583,45 cm-1 đặc trưng cho dao động hóa trị bất đối xứng của nhóm COO- ( COO
as
) trên phổ của L-glutamin tự do chuyển về vùng tần số cao hơn (1621,09 ÷ 1643,26cm-1) , còn dải hấp thụ ở tần số 1406,38 đặc trưng cho dao động hóa trị đối xứng của nhóm COO-
( COO s
) dịch chuyển về vùng tấn số thấp hơn (1357,16 ÷ 1385,95cm-1), sự chênh lệch giữa số sóng ứng với dao động bất đối xứng và đối xứng của nhóm COO-
( COO s as
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
chất đều lớn hơn so với L-glutamin (
COO
s as
: 177,07). Điều này chứng tỏ rằng L-glutamin đã liên kết với các ion Ln3+ qua nhóm NH3+ và nhóm COO-.
Ngoài ra trên phổ hồng ngoại của phức chất còn có các dải hấp thụ rộng ở số sóng từ 3391,80 ÷ 3471,81 cm-1, ứng với dao động hóa trị của nhóm OH- trong phân tử H2O, chứng tỏ phức chất thu được có chứa nước và hoàn toàn phù hợp với kết quả nghiên cứu phức chất bằng phương pháp phân tích nhiệt trên.
2.3.5. Nghiên cứu phức chất bằng phương pháp đo độ dẫn điện
Độ dẫn điện của dung dịch L-glutamin, các dung dịch phức chất được đo trên máy FIGURE7 của Mỹ. Chỉnh máy bằng dung dịch chuẩn NaCl nồng độ 692 ppm và 7230 ppm (các dung dịch chuẩn có kèm theo máy).
Chuẩn bị dung dịch L-glutamin, các dung dịch phức chất có nồng độ 10-3 M. Kết quả được chỉ ra ở bảng 2.4 và bảng 2.5.
Bảng 2.4. Độ dẫn điện riêng χ của dung dịch L-glutamin, các dung dịch phức chất (Ω-1 .cm-1) ở nhiệt độ 300 C ± 0,50C Thời gian (phút) Dung dịch(10-3M) Sau khi pha 15 30 45 60 L-glutamin 6,89.10-6 6,85.10-6 6,86.10-6 6,80.10-6 6,81.10-6 H3[La(Gln)3(NO3)3].5H2O 372. 10-6 369. 10-6 365. 10-6 354. 10-6 353. 10-6 H3[Nd(Gln)3(NO3)3].6H2O 385. 10-6 386. 10-6 385. 10-6 381. 10-6 381. 10-6 H3[Sm(Gln)3(NO3)3].7H2O 364. 10-6 364. 10-6 365. 10-6 358. 10-6 358. 10-6 H3[Gd(Gln)3(NO3)3].7H2O 398. 10-6 390. 10-6 390. 10-6 384. 10-6 385. 10-6
Từ giá trị độ dẫn điện riêng χ của các dung dịch phức chất trên ta tính được độ dẫn điện mol phân tử µ của chúng theo công thức:
µ =
M
C
.1000 (Ω-1
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Trong đó: χ: Độ dẫn điện riêng; µ: Độ dẫn điện mol C: Nồng độ mol/l
Kết quả tính µ được trình bày ở bảng 2.5
Bảng 2.5. Độ dẫn điện mol (µ) của dung dịch L-glutamin và các dung dịch phức chất (Ω-1 . cm2.mol-1) ở 300 C ± 0,50C Thời gian (phút) Dung dịch (10-3 M) Sau khi pha 15 30 45 60 L-glutamin 6,89 6,85 6,86 6,80 6,81 H3[La(Gln)3(NO3)3].5H2O 372 369 365 354 353 H3[Nd(Gln)3(NO3)3].6H2O 385 386 385 381 381 H3[Sm(Gln)3(NO3)3].7H2O 364 364 365 358 358 H3[Gd(Gln)3(NO3)3].7H2O 398 390 390 384 385
Nhận xét: Kết quả ở bảng 2.5 cho thấy: Độ dẫn điện mol của dung dịch L-glutamin có giá trị rất nhỏ, chứng tỏ trong dung dịch nước L-glutamin tồn tại dạng ion lưỡng cực.
Áp dụng qui tắc có tính chất kinh nghiệm về phương pháp đo độ dẫn điện, chúng tôi thấy rằng ở nồng độ 10-3
M, phức chất là phức điện li và bền với số ion do một phân tử phức phân li ra là 4. Do đó chúng tôi giả thiết công thức của các phức chất là: H3[Ln(Gln)3(NO3)3].nH2O và trong dung dịch có cân bằng phân li sau:
H3[Ln(Gln)3(NO3)3] 3H+ + [Ln(Gln)3(NO3)3]3-
Từ kết quả thu được chúng tôi nhận thấy, giá trị độ dẫn điện mol của các dung dịch phức chất thay đổi không đáng kể theo thời gian, do vậy chúng tôi nghĩ rằng ion phức chất trong cầu nội [Ln(Gln)3(NO3)3]3- tương đối bền.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Tóm lại, từ các kết quả nghiên cứu trên cho phép chúng tôi kết luận: Các phức rắn của một số NTĐH với L-glutamin thu được có thành phần H3[Ln(Gln)3(NO3)3].nH2O (n = 5 ÷ 7). Trong các phức chất, L-glutamin liên kết với ion đất hiếm qua nguyên tử nitơ của nhóm amin và nguyên tử oxi của nhóm cacboxyl. Phức chất thu được là phức điện li và nước có trong các phức chất là nước kết tinh.
2.4. Ảnh hƣởng của phức chất đến sự phát triển mầm hạt đỗ tƣơng
2.4.1. Ảnh hưởng của nồng độ phức chất H3[La(Gln)3(NO3)3].5H2O đến sự
phát triển mầm hạt đỗ tương
2.4.1.1. Phương pháp thí nghiệm
Chọn 6 mẫu hạt đỗ tương, mỗi mẫu 50 hạt kích thước tương đối đồng đều (Khối lượng 11,87 ± 0,01 g). Ngâm hạt trong các dung dịch phức chất có nồng độ phức và nước cất theo thứ tự các mẫu, ngày tưới 3 lần, mỗi lần khoảng 30 phút. Sau khi mầm hạt phát triển được số ngày tuổi nhất định, đem đo độ dài thân mầm và rễ của từng cây trong các mẫu thí nghiệm.
2.4.1.2. Ảnh hưởng của phức chất H3[La(Gln)3(NO3)3].5H2O đến sự phát triển mầm hạt đỗ tương mầm hạt đỗ tương
Sau khi mầm hạt phát triển được số ngày tuổi nhất định, đem đo độ dài thân mầm và rễ của từng cây trong các mẫu thí nghiệm. Kết quả được trình bày ở bảng 2.6, hình 2.5.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Bảng 2.6. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nồng độ phức chất
H3[La(Gln)3(NO3)3].5H2O đến sự phát triển mầm hạt đỗ tương
Mẫu 1 2 3 4 5 6
Nồng độ phức chất (ppm) 0(H2O) 50 100 150 200 250
Thời gian (ngày) 4
dT (cm) 3,10 3,15 3,36 2,93 2,58 2,41 dR (cm) 2,37 2,40 2,55 2,23 1,93 1,77 AT (%) 100 101,61 108,39 94,52 83,23 77,74 AR (%) 100 101,27 107,59 94,09 80,52 73,75 n 7 n : độ lặp lại
AR, AT được tính theo công thức: AT, AR = X SS
d
d .100 Trong đó:
dT: là độ dài trung bình của thân mầm đỗ tương.
dR : là độ dài trung bình của rễ mầm đỗ tương.
AT là % độ dài thân so với đối chứng; AR là % độ dài rễ so với đối chứng
dSS: Độ dài trung bình thân, rễ của mầm đỗ tương ở mẫu so sánh (đối chứng).
dX: Độ dài trung bình thân, rễ của mẫu xử lý.
Hình2.5. Ảnh hưởng của nồng độ phức chất H3[La(Gln)3(NO3)3].5H2O đến
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Mẫu 1 2 3 4 5 6
Nồng độ phức chất (ppm) 0(H2O) 50 100 150 200 250
Nhận xét: Từ kết quả bảng 2.6, hình 2.4 cho thấy: trong khoảng nồng
độ khảo sát của phức chất 50÷250 ppm , từ nồng độ 50 ÷ 100 ppm phức chất kích thích sự phát triển mầm của hạt đỗ tương, sự kích thích thể hiện rõ ở nồng độ 100 ppm; còn từ nồng độ 150 ÷ 250 ppm lại ức chế sự phát triển mầm, sự ức chế tăng theo nồng độ.
2.4.1.3. Ảnh hưởng của phức chất, ion kim loại và phối tử HGln đến sự phát triển mầm hạt đỗ tương triển mầm hạt đỗ tương
Tiến hành thí nghiệm như trên, mẫu nghiên cứu ngâm trong các dung dịch: dung dịch phức H3[La(Gln)3(NO3)3].5H2O nồng độ 100 ppm, dung dịch La(NO3)3 nồng độ 100 ppm và dung dịch HGln nồng độ 300 ppm. Kết quả được trình bày ở bảng 2.7, hình 2.6.
Bảng 2.7. Kết quả so sánh ảnh hưởng của phức H3[La(Gln)3(NO3)3].5H2O,
HGln và La(NO3)3 đến sự phát triển mầm của hạt đỗ tương
Mẫu 1 2 3 4
Dung dịch H2O HGln H3[La(Gln)3(NO3)3].5H2O La(NO3)3
Nồng độ (ppm) - 300 100 100
Thời gian (ngày) 4
dT (cm) 3,10 3,53 3,36 2,90
dR (cm) 2,37 2,64 2,43 1,97
AT (%) 100 113,87 108,39 93,55
AR (%) 100 111,39 102,53 82,08
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Hình 2.6. Ảnh hưởng của phức chất, phối tử và ion kim loại đến sự phát triển mầm hạt đỗ tương
1 2 3 4
H2O HGln H3[La(Gln)3(NO3)3].5 H2O
La(NO3)3
Nhận xét: Từ kết quả ở bảng 2.7, hình 2.5 cho thấy phức chất và phối tử đều kích thích sự phát triển mầm hạt đỗ tương, phức chất có tác dụng kích thích sự phát triển mầm đỗ tương kém hơn phối tử, ion kim loại ức chế sự phát triển mầm hạt đỗ tương.
2.5. Ảnh hƣởng của phức chất H3[La(Gln)3(NO3)3].5H2O đến vi khuẩn E.coli và Sta
2.5.1.Ảnh hưởng của nồng độ phức chất H3[La(Gln)3(NO3)3].5H2O đến
vi khuẩn E. coli và Sta
Mẫu nghiên cứu được tiến hành ở phòng vi sinh - Trường Đại học Y Dược - Đại học Thái Nguyên. Các chủng khuẩn được nuôi cấy trong môi trường Mueller- Hinton-Aga, bằng phương pháp khuếch tán trong thạch (kỹ thuật giếng thạch).