Báo cáo nghiên cứu khoa học " NGHIÊN CỨU CÁC PHỨC ĐA PHỐI TỬ TRONG HỆ Ho (III)-1-(2-PYRIDYLAZO)-2-NAPHTOL (PAN)-AXIT AXÊTIC VÀ CÁC DẪN XUẤT CLO CỦA NÓ BẰNG PHƯƠNG PHÁP TRẮC QUANG " pot

1

NGHIÊN CỨU CÁC PHỨC ĐA PHỐI TỬ TRONG HỆ
Ho (III)-1-(2-PYRIDYLAZO)-2-NAPHTOL (PAN)-AXIT AXÊTIC
VÀ CÁC DẪN XUẤT CLO CỦA NÓ BẰNG PHƯƠNG PHÁP TRẮC
QUANG
Nguyễn Đình Luyện, Lê Thị Bích Ngọc
Trường Đại học Sư phạm, Đại học Huế

MỞ ĐẦU
Trong các công trình trước, chúng tôi đã thông báo kết quả nghiên cứu sự
tạo phức đơn và đa của nguyên tố đất hiếm Ho(III) với PAR [1] và Ho(III) - PAR
- HX [2]; Ho(III) - PAN [3]. Trong công trình này, chúng tôi tiếp tục thông báo
kết quả nghiên cứu các phức đa phối tử trong hệ Ho(III) -1-(2-pyridylazo) - 2-
naphtol (PAN) - HX (HX: CH
3
COOH; CH
2
ClCOOH; CHCl
2
COOH;
CCl
3
COOH) trong môi trường nước.


2

PHẦN THỰC NGHIỆM

Dung dịch nguyên tố đất hiếm Ho(III) được điều chế từ Ho
2
O
3
có độ tinh
khiết phân tích, nồng độ của nó được xác định bằng phương pháp chuẩn độ
complexon dùng dung dịch chuẩn DTPA chỉ thị là Asenazo (III) trong đệm
axetat. Các dung dịch được pha chế từ dung dịch gốc. PAN là thuốc thử tinh
khiết được pha chế bằng cách cân một lượng chính xác trên cân phân tích sau đó
hòa tan bằng axêtôn rồi định mức đến vạch cần pha. Các dung dịch PAN loãng
cũng được pha chế từ dung dịch gốc này. PAN tạo phức với nhiều ion như
Fe(III) [4, 5, 6]; Ni(II) Các dung dịch axit HX, NaOH cũng được pha chế từ
hóa chất tinh khiết phân tích. pH của dung dịch được đo trên máy pH meter của
hãng Hanan. Mật độ quang được đo trên máy Spectro 2000 (Automain
Spectrophotometer) (Mỹ) và máy UV 1201 Shmadzu (Nhật).
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
1. Hiện ứng tạo phức đa phối tử của hệ Ho(III) - PAN - HX:
Phổ hấp thụ electron của PAN, phức đơn Ho(III) - PAN và các phức đa
phối tử Ho(III) - PAN -HX được biểu diễn trên hình 1. Qua hình 1 cho thấy khi
có mặt của phối tử thứ hai HX thì 
max
của phức chuyển từ 535 nm đến 570 nm
(2 cực đại) và mật độ quang tăng đáng kể, phức của Ho(III) -HX không màu. Vậy
trong các hệ trên đã xảy ra sự tạo phức đa phối tử Ho(III) - PAN - HX. Các thí
nghiệm nghiên cứu tiếp theo được đo ở bước sóng 570 nm.


3


(nm)

A
48
0

50
0

52
0

54
0

56
0

58
0

60
0

62
0

0.
3

0.
4

0.
5

0.
6

0.
7

0.
8


(1)
(2)

(3)
(4)
(5)


4




Hình 1: Phổ hấp thụ electron của các phức
1. Ho(III) - PAN - CH
3
COOH 3. Ho(III) - PAN - CH

Cl
2
COOH
2. Ho(III) - PAN - CH
2
ClCOOH 4. Ho(III) - PAN - C

Cl
3
COOH
5. Ho(III) - PAN
2. Sự phụ thuộc mật độ quang của phức vào tỷ lệ V
axêton
: V
nước

và thời
gian:
Kết quả sự phụ thuộc của mật độ quang phức màu Ho(III) - PAN -
CH
3
COOH vào tỷ lệ V
axêton
: V
nước
được ghi ở bảng 1. Qua bảng 1 cho thấy tỷ lệ
phức tối ưu là V
axêton
: V
nước
= 1 : 3. Các dung dịch phức đa phối tử khác cũng cho
tỷ lệ tạo phức tối ưu như vậy.
Bảng 1: Sự phụ thuộc

A vào tỷ lệ V
axeton
: V
nước
của dung dịch phức Ho(III)-PAN
- CH
3
COOH.


5

V
axeton
: V
nước

1:10 1:9 1:8 1:6 1:4 1:3 1:2 1:1
A
0,176

0,719 0,724 0,732 0,738 0,744

0,738 0,706
Các phức đa phối tử Ho(III) - PAN - HX ổn định sau 10 phút kể từ khi pha
chế và kéo dài trong vòng 45 phút. Đây là điều kiện rất thuận lợi cho nghiên cứu
phức chất.
3. Ảnh hưởng của pH đến sự tạo phức:
Mật độ quang của các phức đa phối tử phụ thuộc vào pH được biểu diễn
trên hình 2. Qua hình 2 cho thấy, pH tối ưu của phức Ho(III) - PAN - CH
3
COOH
từ 9,5 - 11; Ho(III) - PAN - CH
3
ClCOOH từ 9 - 11; Ho(III) - PAN - CHCl
2
COOH từ
8,5 - 11; Ho(III) - PAN - CCl
3
COOH từ 8,0 - 10,5 .

6

6 7 8 9 10 11 12
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
1
2
3
4

Hình 2: Sự phụ thuộc

A của các phức Ho(III) - PAN - HX vào pH.
1. Ho(III) - PAN - CH
3
COOH 3. Ho(III) - PAN - CH

Cl
2
COOH

2. Ho(III) - PAN - CH
2
ClCOOH 4. Ho(III) - PAN - C

Cl
3
COOH
4. Xác định thành phần của các phức đa phối tử Ho(III) - PAN - HX.
a. Xác định tỷ lệ Ho(III) : PAN.
Dùng phương pháp hệ đồng phân tử gam (bảng 2); phương pháp tỷ số
mol, phương pháp Staric - Bacbanen [7] để xác định tỷ lệ Ho(III): PAN kết quả
thực nghiệm cho thấy Ho(III): PAN = 1 : 2.
Bảng 2: Kết quả xác định tỷ lệ Ho(III): PAN

A
pH



7

C
Ho(III)
.10
5
M

1 2 3 4 5 6 7 8
C
PAN

.10
5
M 8 7 6 5 4 3 2 1
∆A 0,162 0,30
5
0,438 0,569 0,692 0,83
4
0,685 0,57
9
b. Xác định tỷ lệ Ho(III): HX
Để xác định tỷ lệ Ho(III): HX, chúng tôi dùng phương pháp chuyển dịch
cân bằng, sau khi đã xử lý thống kê [8] kết quả cho thấy tỷ lệ Ho(III) : HX = 1 :
1. Điều kiện tạo phức tối ưu là khi: Nồng độ CH
3
COOH gấp 267 lần nồng độ
Ho
3+
; nồng độ CH
2
ClCOOH gấp 300 lần nồng độ Ho
3+
; nồng độ CHCl
2
COOH
gấp 333 lần nồng độ Ho
3+
; nồng độ CCl
3
COOH gấp 400 lần nồng độ Ho
3+

.
Như vậy bằng các phương pháp xác định thành phần khác nhau, chúng tôi
đã xác định được thành phần của các phức đa phối tử:
Ho(III): PAN: HX = 1 : 2 : 1.
5. Xây dựng phương trình đường chuẩn và xác định hệ số hấp thụ
phân tử gam:


8

Hệ số hấp thụ phân tử gam của các phức đa phối tử Ho(III) - PAN - HX
được xác định theo pháp Cama [8]. Kết quả xây dựng phương trình đường chuẩn
và xác định hệ số hấp thụ phân tử gam () như sau:
Bảng 3: Phương trình đường chuẩn và xác định hệ số hấp thụ phân tử gam:
Phức đa phối tử Phương trình đường
chuẩn
Hệ số hấp thụ phân tử
gam
Ho(III) - PAN -
CH
3
COOH
A = 0,088 + 2,503.10
4

3
Ho
C
 = (2,497  0,045)10
4

Ho(III) - PAN -
CH
2
ClCOOH
A = 0,087 +
2,484.10
4
.
3
Ho
C
 = (2,496  0,039)10
4

Ho(III) - PAN -
CHCl
2
COOH
A = 0,084 +
2,476.10
4
.
3
Ho
C
 = (2,455  0,014)10
4

Ho(III) - PAN -

CCl
3
COOH
A = 0,084 +
2,472.10
4
.
3
Ho
C
 = (2,447  0,026)10
4

6. Nghiên cứu cơ chế tạo phức, tính bằng số bền của phức:


9

Chúng tôi đã sử dụng phương pháp nghiên cứu cơ chế tạo phức đa phối tử
[9] đối với các hệ nghiên cứu. Kết quả cho thấy: Dạng kim loại đi vào phức là
Ho(OH)
2+
, thuốc thử đi vào phức dạng R
-
và axit đi vào phức ở dạng X
-

(CH
3
COO

-
, CH
2
ClCOO
-
), hằng số bền của các phức đa phối tử như sau:
Ho(III) - PAN - CH
3
COOH có lg = 21,472  0,458
Ho(III) - PAN - CH
2
ClCOOH có lg = 21,410  0,546
Ho(III) - PAN - CHCl
2
COOH có lg = 21,352  0,565
Ho(III) - PAN - CCl
3
COOH có lg = 21,321  0,566
Như vậy HX đi từ CH
3
COOH đến CCl
3
COOH thì phức đa phối tử tương
ứng của nó có hằng số bền giảm dần.
KẾT LUẬN
Đã nghiên cứu các phức đa phối tử trong hệ Ho(III) - PAN - HX
(CH
3
COOH, CH
2

ClCOOH ) bằng phương pháp trắc quang, kết quả đạt được
là:
* Xác định được các điều kiện tạo phức tối ưu, thành phần của các phức,
cơ chế tạo phức cũng như xác định hệ số hấp thụ phân tử gam (), hằng số bền
() của các phức.


10

* Các phức đa phối tử với phối tử thứ 2 (HX) đi từ CH
3
COOH đến
CCl
3
COOH thì các tham số định lượng của phức cũng thay đổi. Cụ thể là độ bền
của phức và hệ số hấp thụ phân tử gam giảm dần; khoảng pH tối ưu dịch chuyển
vào vùng axit hơn.

TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Nguyễn Đình Luyện, Nguyễn Đức Vượng. Nghiên cứu sự tạo phức
trong hệ Ho(III) - PAR bằng phương pháp trắc quang. Thông báo
khoa học trường ĐHSP Huế số 1 (41) (2002) 209 - 213.
2. Nguyễn Đình Luyện, Nguyễn Hữu Hiền. Nghiên cứu các phức đa-ligan
trong hệ Ho(III) - PAR - axit axêtic và các dẫn xuất Clo của nó bằng
phương pháp trắc quang. Tạp chí Hóa học, T40, (2002) 57 - 59 .
3. Nguyễn Đình Luyện, Lê Thị Bích Ngọc. Nghiên cứu sự tạo phức trong
hệ Ho(III) - PAN bằng phương pháp trắc quang. Thông báo khoa học
trường ĐHSP Huế số 1 (47), (2004) 139 - 143 .
4. Lâm Ngọc Thụ, Nguyễn Phạm Hà, Lê Thị Vinh. Nghiên cứu sự tạo
phức của Fe(III) với PAN trong dung dịch nước và ứng dụng Tạp

chí Hóa học. T38, số 4, (2000) 6 - 9


11

5. Lâm Ngọc Thụ, Nguyễn Phạm Hà, Lê Thị Vinh. Nghiên cứu sử dụng
phức của Fe(III) với PAN để làm giàu và xác định sắt trong nước cất
một lần bằng phương pháp chiết trắc quang. Tạp chí Hóa học, T39,
số 1 (2001) 14 - 16 .
6. Lâm Ngọc Thụ, Nguyễn Phạm Hà, Lê Thị Vinh. Nghiên cứu cơ chế
tạo phức giữa Fe(III) với PAN trong dung dịch nước axêtôn. Tạp chí
Hóa học T40, số 3 (2002) 20 - 23 .
7. Hồ Viết Quý. Phức chất trong hóa học. NXB KHKT Hà Nội (1999).
8. Hồ Viết Quý, Nguyễn Tinh Dung. Các phương pháp phân tích hóa
lý. ĐHSP Hà Nội (1999)
9. Hồ Viết Quý. Nghiên cứu cơ chế tạo phức giữa ion kim loại và thuốc
thử hữu cơ. Thông báo khoa học trường ĐHSP Hà Nội, số 1 (1992)
28 - 30

A STUDY ON THE MULTI - LIGAND COMPLEXES
IN THE SYSTEM Ho (III) - 1-(2 - PYRIDYLAZO) -2-NAPHTOL (PAN)
HX (CH
3
COOH. CH
2
ClCOOH ) BY SPECTROPHOTOMETRIC
METHOD


12

Nguyen Dinh Luyen, Le Thi Bich Ngoc
College of Pedagogy, Hue University.
SUMMARY
The multi - ligand complexes in the system Ho (III)-1-(2-pyridylazo) -2-
naphtol (PAN)- HX (CH
3
COOH, CH
2
ClCOOH, CHCl
2
COOH; CCl
3
COOH)
were studied using spectrophotometric method. The composition, mechanism of
the multi-ligand complexes formation was established. The form of the metallic
ion, of the ligand in the formed complexes and their molar absorption,
conditional stability constants were determined.