ứng dụng của phức chất trong hóa phân tích

ỨNG DỤNG CỦA PHỨC CHẤT
TRONG HÓA PHÂN TÍCH
Sinh viên thực hiện:
Lê Bé Tròn
Trương Hồng My
Sơn Thị Chanh Thu
Nguyễn Thị Ngân Hiếu
GV hướng dẫn:
Nguyễn Thị Thu Thủy
1. Xác định định tính các chất
2. Xác định định lượng các ion kim loại
3. Hòa tan kết tủa khó tan, tách các ion
4. Che các ion cản trở
5. Sự phân hủy phức chất
Phức chất được ứng dụng rộng rãi trong hóa
phân tích:
XÁC ĐỊNH ĐỊNH TÍNH CÁC CHẤT
Các phản ứng tạo phức màu đặc trưng thường được sử dụng để
phát hiện các ion. Trong đó có màu đặc trưng của ion kim loại
với amoniac, thiocianat, cianua, hay các thuốc thử hữu cơ.
1. Thuốc thử của K
+
Dùng Natrihecxanitrocobaltat III
Phản ứng với ion K
+
cho kết tủa vàng
Na
3
[Co(NO
2
)

6
] → 3Na
+
+ [Co(NO
2
)
6
]
3-
[Co(NO
2
)
6
]
3-
+ Na
+
+ 2K
+
→ K
2
Na[Co(NO
2
)
6
] kết tủa vàng
2. Thuốc thử của Na
+
Phản ứng với uranyl kẽm acetat, cho kết tủa vàng nhạt :
UO

2
(CH
3
COO)
2
, Zn(CH
3
COO)
2.
NaCH
3
COO.6H
2
O
3. Thuốc thử của Fe
3+

Tác dụng với K
4
[Fe(CN)
6
]cho kết tủa xanh :
Fe
3+
+ [Fe(CN)
6
]
4-
→ Fe
4

[Fe(CN)
6
]
3
kết tủa
Cần thực hiện phản ứng ở pH < 7, tránh dùng dư thuốc thử
Tác dụng với KSCN cho phức màu đỏ máu
trong môi trường acid
Fe
3+
+3SCN
-
→ Fe(SCN)
3
4. Thuốc thử của Zn
2+

Phản ứng với K
4
[Fe(CN)
6
] cho kết tủa trắng hay với
(NH
4
)
2
[Hg(SCN)
4
] cho kết tủa trắng:
Zn

2+
+[ Fe(CN)
6
]
4-
+ 2K+ → K
2
Zn
3
[Fe(CN)
6
]
2
↓kết tủa trắng
Zn
2+
+ [Hg(SCN)
4
]
2-
→ Zn[Hg(SCN)
4
]↓kết tủa trắng
5. Thuốc thử của Cu
2+
Phản ứng với K
4
[Fe(CN)
6
]

Cu
2+
+ [ Fe(CN)
6
]
4-
→ Cu
2
[Fe(CN)
6
] ↓ kết tủa nâu
Phản ứng với (NH
4
)
2
[Hg(SCN)
4
]
Cu
2+
+ [Hg(SCN)
4
]
2-
→Cu[Hg(SCN)] ↓kết tủa xanh
XÁC ĐỊNH ĐỊNH LƯỢNG CÁC ION KIM LOẠI
1. Phức EDTA là thuốc thử quan trọng được dùng để xác
định lượng nhiều ion kim loại như Ca
2+
, Mg

2+
,…
CH
2
CH
2
NN
CH
2
COOH
CH
2
COOHHOOCCH
2
HOOCCH
2
EDTA
(Ethylene diamintetra acetic acid)
2. Phản ứng màu giữa nhiều thuốc thử hữu cơ với các ion
kim loại được dùng để định lượng trắc quang hoặc chiếc trắc
quang các ion kim loại.
HOOCCH
2
N
HOOCCH
2
N
CH
2
COOH

CH
2
COOH
H
CyDTA
CH
2
N
HOOCCH
2
CH
2
O CH
2
CH
2
O
CH
2
CH
2
HOOCCH
2
GEDTA
N
CH
2
COOH
CH
2

COOH
(1,2-Cyclohexane diamin tetra acetic acid)
(Glycolether diamin tetra acetic acid)
HOOCCH
2
TTHA
HOOCCH
2
N CH
2
CH
2
N CH
2
CH
2
N CH
2
CH
2
N
CH
2
COOH
CH
2 COOH
CH
2
COOH
HOOCH

2
C
HOOCCH
2
DTPA
HOOCCH
2
N CH
2
CH
2
N CH
2
CH
2
N
CH
2
COOH
CH
2 COOH
CH
2
COOH
(triethylenetetraminehexa-acetic acid)
(Diethylene diamine penta acetic acid)
HOCH
2
CH
2

HEDTA
HOOCCH
2
N CH
2
CH
2
N
CH
2
COOH
CH
2 COOH
NTA
N
CH
2
COOH
CH
2
COOH
CH
2
COOH
N-(2- Hydroxyethyl) ethylenediamintriacetic acid
(Nitrilo triacetic acid)
Complexon 3 (Trilon B): muối dinatri của Ethylene diamintetra
acetic acid (EDTA). Ký hiệu Na
2
H

2
Y
Phản ứng giữa comlexon III với ion kim loại M
n+
H
2
Y
2-
+ Mg
2+
→ MgY
2-
+ 2H
+
H
2
Y
2-
+ Al
3+
→ AlY
-
+ 2H
+
Thuốc thử Murexit
Công thức phân tử C
8
H
4
O

6
N
5
.NH
4
M=284,19
Công thức cấu tạo
Murexit dùng làm chỉ thị cho phép định lượng ion Ca
2+
,
Cu
2+
,Co
2+
, Ni
2+
, Ag
+
bằng EDTA
Thuốc thử ECriocrom black T C
20
H
12
N
3
NaO
7
S
Xác định độ cứng của nước, màu xanh chuyển sang hồng
Tìm Ni

2+
bằng dimethylglioxim → tạo nội phức
dimethylglyoxim niken ( phản ứng Sugaep)
Alizarin tạo với Al muối nội phức màu đỏ
HÒA TAN CÁC KẾT TỦA KHÓ TAN
TÁCH CÁC ION
Nhiều thuốc thử tạo phức được sử dụng để hòa tan các kết tủa.
Thí dụ: AgCl tan trong NH
3
do tạo phức [Ag(NH
3
)
2
]
+
Cu(OH)
2
tan trong NH
4
Cl do tạo phức [Cu(NH
3
)
4
]
2+

Cũng do đặc tính này mà người ta có thể sử dụng các thuốc
thử tạo phức để tách các ion:
VD: Dùng NH
3

dư để tách hỗn hợp Fe
3+
, Al
3+
, Cu
2+
, do Fe
3+

và Al
3+
được chuyển vào kết tủa hidroxit Fe(OH)
3
, Al(OH)
3

còn Cu
2+
được giữ lại trong dung dịch dưới dạng phức
[Cu(NH
3
)
4
]
2+
CHE CÁC ION CẢN TRỞ
Một trong các ứng dụng phân tích quá trình của phản
ứng tạo phức là sự che phức. Khi một thuốc thử có khả năng
phản ứng với một ion B cùng có mặt trong dung dịch, chứa
ion phân tích A thì ta nói rằng ion B cản trở tới phản ứng giữa

ion A với thuốc thử. Muốn thực hiện phản ứng giữa A với
thuốc thử cần phải loại trừ B.
Một biện pháp tích cực là “che” ion B, nghĩa là không
cần tách mà chuyển ion B sang một dạng khác không còn cản
trở đến phản ứng chính.
Chất được đưa vào để làm triệt tiêu hoặc kìm hãm
phản ứng cản trở được gọi là “chất che”
Vì có mặt B khi đó thuốc thử:
+ Tác dụng với cả chất cần phân tích và cả với tạp chất làm
giảm độ nhạy của phản ứng phân tích.
+ Hoà tan mất sản phẩm của phản ứng phân tích, làm mất
màu đặc trưng.
+ Tạo phức chất bền ảnh hưởng đến phát hiện chất.
+ Xảy ra oxy hoá khử: làm thay đổi tính trạng của chất cần
phân tích.
+ Sử dụng muối Cianur (CN
-
), Thiocianur (SCN
-
), florua (F
-
),
phosphat PO
4
3-
, Thiosulfat (S
2
O
3
2-

) của kim loại kiềm và NH
4
+

làm chất che vô cơ.
+ Sử dụng Acid ascorbic, A.Tartric, acid oxalic, a. Salysilc
hoặc muối kim loại kiềm của chúng: Complexon, ThioUrea,
Ethylendiamin, diethyldithioCarbamat, Uniton (2,3 di
Mercapto Sulfonat Na) v.v làm chất che hữu cơ.
Thí dụ: ion Fe
3+
cản trở đến phản ứng giữa ion Co
2+
và SCN
-
vì ion Fe
3+
tạo được phức màu đỏ với ion SCN
-
, do đó che
mất sự xuất hiện màu xanh của phức Co
2+
và SCN
-
. Để che
ion Fe
3+
người ta thêm NaF vào dung dịch, ở đây ion F
-
tạo

với ion Fe
3+
phức bền không màu FeF
3
không gây cản trở đến
phản ứng chính.
Co
2+
+4SCN
-
= [Co(SCN)
4
]
2-
Các chất che phải có khả năng:
- Tạo được phức đủ bền với ion cản trở
- Độ bền của phức giữa chất che với ion cần xác định phải
rất bé để không gây cản trở cho phản ứng chính.
Thí dụ: Việc tìm ion Cd
2+
trong dung dịch chứa Cu
2+
, Co
2+
,
Ni
2+
bằng Na
2
S không thực hiện được vì các ion này cho kết

tủa Sunfua màu đen không cho phép nhận ra kết tủa CdS
màu vàng.
Để che các ion này người ta dùng KCN, vì chất che này tạo
ra phức chất bền [Cu(CN)
4
]
2-
, [Co(CN)
4
]
2-
, [Ni(CN)
4
]
2-

không phản ứng với Na
2
S.
Trong khi đó phức [Cd(CN)
4
]
2-
kém bền hơn vẫn phản ứng
được với Na
2
S.
SỰ PHÂN HUỶ PHỨC CHẤT
Trong nhiều trường hợp khi muốn tiến hành phản
ứng với một phân tử tồn tại dưới dạng phức chất thì phải

phá hủy nó bằng các biện pháp sau:
1. Chuyển một cấu tử của phức thành một hợp chất ít phân
li, ví dụ như một acid hoặc base yếu hoặc một phức khác
bền hơn.
Thí dụ: Việc phân hủy phức ammiacat kim loại được thực
hiện bằng phản ứng với acid, ở đây NH
3
phản ứng với ion
H
+
tạo ra NH
4
+
ít phân li. Khi nhỏ KCN vào dung dịch
[Cu(NH
3
)
4
]
2+
thì ion Cu
2+
sẽ chuyển thành phức [Cu(CN)
4
]
3-

không màu, rất bền và giải phóng NH
3
.

Cu(NH
3
)
4
2+
+ H
+
+ 6CN
-
= [Cu(CN)
4
]
2+
+ NH
4+