chiết tách một số nguyên tố đất hiếm bằng triphenylphothin oxit (tppo) từ môi trường axit nitric

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM





VŨ VĂN BỘ



CHIẾT TÁCH MỘT SỐ NGUYÊN TỐ ĐẤT HIẾM BẰNG
TRIPHENYLPHOTPHIN OXIT (TPPO) TỪ MÔI
TRƯỜNG AXIT NITRIC





LUẬN VĂN THẠC SĨ HOÁ HỌC

THÁI NGUYÊN - 2012
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên


1
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU 1
NỘI DUNG 5
CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 5
1.1. Các đặc điểm và tính chất của nguyên tố đất hiếm 5
1.1.1. Vị trí, cấu tạo của nguyên tố đất hiếm 5
1.1.2. Số ôxi hóa của nguyên tố đất hiếm 5
1.1.3. Một số hợp chất của nguyên tố đất hiếm 6
1.1.4. Khả năng tạo phức của các nguyên tố đất hiếm 7
1.2. Các phƣơng pháp tách, phân chia các nguyên tố đất hiếm 7
1.2.1. Tách, phân chia các NTĐH 8
1.2.2. Tách, phân chia các NTĐH bằng phƣơng pháp chiết lỏng-lỏng 9
1.2.2.1. Cơ sở lí thuyết 9
1.2.2.2. Tác nhân chiết 10
1.2.2.3. Công nghệ chiết lỏng-lỏng 14
CHƢƠNG 2. KỸ THUẬT THỰC NGHIỆM 17
2.1. Các loại hóa chất chính 17
2.1.1. Tác nhân chiết và dung môi pha loãng 17
2.1.2. Dung dịch muối đất hiếm 17
2.1.3. Dung dịch đệm axêtat 18
2.1.4. Dung dịch chuẩn DTPA 18
2.1.5. Các loại hóa chất khác 18
2.2. Các phƣơng pháp nghiên cứu 19

2.3. Các phƣơng pháp phân tích 19
2.3.1. Xác định nồng độ axit 19
2.3.2. Xác định hàm lƣợng tổng các NTĐH bằng phƣơng pháp chuẩn
độ complexon. 19
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên


2
2.3.3. Xác định hàm lƣợng từng NTĐH trong tổng đất hiếm bằng
phƣơng pháp sắc ký trao đổi ion kết hợp với chuẩn độ vi lƣợng. 20
2.3.4. Phân tích định lƣợng các nguyên tố bằng ICP. 21
2.4. Xác định các thông số của quá trình chiết đất hiếm 21
CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 23
3.1. Chiết Neođim và Ytri bằng Triphenylphotphin oxit( TPPO ) từ
môi trƣờng axit nitric. 23
3.1.1. Ảnh hƣởng của dung môi pha loãng đến hệ số phân bố D của
Nd trong hệ Nd
3+
-TPPO-dung môi-HNO
3
. 24
3.1.2. Ảnh hƣởng của nồng độ axit nitric đến hệ số phân bố của Nd, Y.26
3.1.3. Ảnh hƣởng của nồng độ tác nhân chiết đến hệ số phân bố và
hệ số phân chia của Nd, Y trong hệ RE
3+
-TPPO– Toluen- HNO
3
. . 28
3.1.4 Thành phần của phức chất Y
3+

đƣợc chiết trong hệ TPPO từ
môi trƣờng axit nitric. 29
3.1.5. Ảnh hƣởng của muối đẩy đến hệ số phân bố củ a Nd và Y 30
3.1.6. Đƣờng đng nhiệt chiết của Nd và Y trong hệ TPPO từ môi
trƣờ ng axit nitric có và không có muố i đẩ y 33
3.2. Khả năng chiết, tách Ce từ đất hiếm nh (La, Ce, Nd) 35
KẾ T LUẬ N 39
TÀI LIỆU THAM KHẢO 40
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên


3
CÁC KÝ HIỆU DÙNG TRONG LUẬN VĂN
CH
+

:
Nồng độ ban đầu của ion H
+

CHNO
3

:
Nồng độ ban đầu của axit nitric
CRE
3+

:
Nồng độ ban đầu của ion đất hiếm

D
:
Hệ số phân bố
DTPA
:
Axit dietylentriaminpentaaxetic
[H
+
]
n

:
Nồng độ cân bằng của ion H
+
trong pha nước
[H
+
]
hc

:
Nồng độ cân bằng của ion H
+
trong pha hữu cơ
HDEHP
:
Axit di (2-etylhexyl) photphoric
[RE
3+
]

n

:
Nồng độ cân bằng của ion đất hiếm trong pha nước
[RE
3+
]
hc

:
Nồng độ cân bằng của ion đất hiếm trong pha hữu cơ
RE
3+

:
ion kim loại đất hiếm
NTĐH
:
Nguyên tố đất hiếm
PC88A
:
Axit 2-etylhexyl 2-etylhexyl photphonic
TPPO
:
Triphenylphotphin oxit
RE
:
Nguyên tố đất hiếm
TiAp
:

Triizoamylphotphat
TBP
:
Tributylphotphat
-HIB
:
Axit hydroxyizobutyric

:
Hệ số phân chia, hệ số tách



Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên


4
DANH MỤC CÁC HÌNH TRONG LUẬN VĂN

Số
TT
Hình
Tên hình
Trang
1
1
Ảnh hưởng của nồng độ axit nitric đến hệ số phân
bố của Nd, Y trong hệ RE
3+
-TPPO 0.1M – Dung

môi - HNO
3

25
2
2
Sự phụ thuộc lgD vào lg[TPPO]
30
3
3
Sự phụ thuộ c hệ số phân bố D củ a Y và o bả n chấ t
muố i đẩ y trong hệ TPPO-Toluen
31
4
4
Sự phụ thuộ c hệ số phân bố D củ a Nd vào bản cht
muố i đẩ y trong hệ TPPO-Toluen
32
5
5
Đưng đng nhiệt chiết Nd , Y trong hệ TPPO -
0,5M/Toluen/ HNO
3
trườ ng hợ p không có muố i đẩ y
33
6
6
Đưng đng nhiệt chiết Nd , Y trong hệ TPPO -
0,5M-Toluen- HNO
3

trườ ng hợ p có muố i
34





Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên


5
DANH MỤC CÁC BẢNG TRONG LUẬN ÁN

Số
TT
Bảng
Tên bảng
Trang
1
1
Hệ số phân bố D củ a Nd , Y bằ ng tá c nhân TP PO
tronh cá c dung môi khá c nhau
24
2
2
Ảnh hưởng của nồng độ [H
+
] đến hệ số phân bố D
của Nd, Y trong hệ RE
3+

-TPPO 0.5M – Toluen -
HNO
3
27
3
3
Ảnh hưởng của nồng độ tác nhân chiết đến hệ số
phân bố và hệ số phân chia của Nd, Y trong hệ
RE
3+
-TPPO– Toluen- HNO
3

28
4
4
Sự phụ thuộ c hệ số phân bố D củ a Nd, Y và o nồ ng
độ muố i đẩ y
31
5
5
Ảnh hưởng của nồng độ axit nitric đế n khả năng
rử a chiế t các NTDH t pha hu cơ.
35
6
6
Khả năng ra chiế t Ce(IV) từ pha hữ u cơ bằ ng
HNO
3
4M + H

2
O
2
10%
36
7
7
Kế t quả nghiên cứ u La , Ce, Nd trong pha nướ c ,
pha hữ u cơ sau 4 lầ n chiế t
37
8
8
Thành phn La , Ce, Nd ban đầ u và trong pha
nướ c sau 3 lầ n chiế t
37
9

9
Thành phn các nguyên tố đt hiếm ban đu và
trong pha hữ u cơ
38
10
10
Thành phn La, Nd và Ce sạ ch sau khi rử a chiế t
38
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên


1
MỞ ĐẦU

Cùng với nhịp độ phát triển khoa học và công nghệ, các tính năng ưu
việt của các nguyên tố đất hiếm (NTĐH) ngày càng được khám phá, ứng
dụng vào đời sống trong nhiều lĩnh vực khác nhau nhờ các nhà khoa học. Từ
nhiều năm nay, việc nghiên cứu triển khai công nghệ và ứng dụng đất hiếm đã
đạt được những kết quả đầy thuyết phục. Đặc biệt trong những năm cuối của
thế kỷ 20, cùng với những phát triển mạnh của các nghành công nghiệp hiện
đại, đất hiếm với những tính chất vật lý và hóa học vô cùng phong phú cho ta
những ứng dụng rộng rãi trong nhiều nghành kinh tế quốc dân. Nguyên tố đất
hiếm (NTĐH) là nguyên liệu không thể thiếu trong lĩnh vực chế tạo các vật
liệu từ, vật liệu siêu dẫn, vật liệu hạt nhân Vật liệu từ chứa đất hiếm có mật
độ năng lượng từ cao giá thành rẻ, đã được ứng dụng nhiều trong việc chế tạo
các động cơ điện, máy gia tốc proton, máy vi tính. NTĐH được ứng dụng
trong lĩnh vực luyện kim để chế tạo hợp kim trung gian, biến tính tăng chất
lượng thép và hợp kim. Trong lĩnh vực công nghệ thủy tinh các NTĐH được
dùng làm chất khử màu, tạo màu cho thủy tinh, chế tạo lăng kinh, thấu kính
chịu nhiệt, vật liệu mài bóng và thiết bị quang học đặc biệt. NTĐH được sử
dụng để sản xuất chất xúc tác trong công nghệ xử lý khí thải, công nghệ xúc
tác hóa dầu và tổng hợp hữu cơ. Đất hiếm còn được sử dụng như chế phẩm
dinh dưỡng kích thích sinh trưởng cho cây trồng và mang lại hiệu quả kinh tế
cao trong nông nghiệp.
So với các nước trên thế giới, nước ta là một trong số các nước có tài
nguyên phông phú về đất hiếm ( trữ lượng khá lớn khoảng 10 triệu tấn ôxit,
loại mỏ đa dạng như đất hiếm nhẹ Đông Pao, Nam Nậm Xe, đất hiếm nặng
như Yên Phú, Mường Hum, sa khoáng ven biển ). Do đó tiến hành nghiên
cứu phương pháp phân chia, làm sạch các NTĐH từ nguồn đất hiếm trong
nước và triển khai ứng dụng chúng là một vấn đề hết sức có ý nghĩa nhằm
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên


2

thúc đẩy sự phát triển của nghành công nghệ khai thác chế biến đất hiếm, góp
phần đáng kể vào sự nghiệp công nghiệp hóa hiện đại hóa của đất nước.
Cũng vì vậy, từ nhiều năm ở nước ta đã có những nghiên cứu về phân
tích [26], [37], xử lý quặng bằng phương pháp kiềm [34], [46] hoặc axit [7] và
những nghiên cứu chế biến quặng đất hiếm Việt Nam [13,41,47]. Từ nhiều
năm nay các nguyên tố đất hiếm đã được sử dụng trong các lĩnh vực khoa học
kỹ thuật và đời sống [35,36,38]. Nhìn chung hiện nay nhu cầu về nguyên tố
đất hiếm trên thế giới vẫn còn lớn, khả năng tiêu thụ đất hiếm có thể tăng bất
ngờ cùng với việc khám phá ra những lĩnh vực ứng dụng mới [27,77].
Trong thời gian qua, nhu cầu về tổng đất hiếm phân nhóm nhẹ có giảm
song nhu cầu về một số oxit đất hiếm sạch như Nd, Gd, Sm, Eu, Tb, Y tiếp
tục tăng, chủ yếu dùng để chế tạo các loại vật liệu mới như vật liệu từ chất
lượng cao, vật liệu huỳnh quang dùng cho TV màu, đèn ống, Ngoài ra xêri
oxit đang được nghiên cứu sử dụng trong lĩnh vực xúc tác xử lý khí thải .
Khí thải xe máy, ô tô là một trong số nguồn khí làm ô nhiễm môi
trường. Để khắc phục vấn đề này, người ta đã lắp vào ống xả của xe một bộ
phận chứa chất xúc tác lọc khí, chất này chuyển hoá khá triệt để các khí độc
CO, CH
4
thành CO
2
và nước, đồng thời làm tăng tốc độ phản ứng khử NO
2

thành N
2
. Từ lâu, các xúc tác chứa kim loại quý như Pt, Rd, đã được thử
nghiệm vì có hoạt tính cao và khả năng làm sạch khí thải tốt nhưng giá thành
đắt nên khó triển khai rộng rãi. Hiện nay xúc tác chứa đất hiếm đang được
chú ý vì tính bền nhiệt, bền hóa và có giá thành rẻ hơn .

Ngoài ra, các hợp chất đất hiếm được áp dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh
vực như: gốm siêu dẫn; phân vi lượng cho cây trồng [12,28]; vật liệu từ ferit
bari chứa đất hiếm; bột mài bóng thủy tinh; đá quý; bột huỳnh quang dùng
chế tạo đèn ống compact, đèn ống dẫn dụ côn trùng; tấm tăng quang; bảo
quản gỗ bằng cách ngâm tẩm dung dịch đất hiếm; [68].
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên


3
Theo các tài liệu điều tra sơ bộ, trữ lượng đất hiếm ở Việt Nam khá lớn,
chỉ tính riêng các mỏ Tây Bắc có thể tới vài triệu tấn. Hiện nay ở một số tỉnh
ven biển miền trung, quặng monazit cũng đang được khai thác và bán dưới
dạng thô, nghĩa là chỉ qua công đoạn tuyển trọng lực, tuyển từ và tuyển điện.
Để đáp ứng nhu cầu nói trên của thị trường, bên cạnh việc nâng cao
công nghệ xử lý và hiệu suất làm giàu quặng đất hiếm, phương pháp chiết
bằng dung môi hữu cơ và phương pháp sắc ký trao đổi ion đang được coi
trọng trong qui trình tách, phân chia các đất hiếm sạch [31,32]. So với phương
pháp sắc ký trao đổi ion, phương pháp chiết bằng dung môi hữu cơ là phương
pháp dễ tự động hóa, dễ triển khai mở rộng sản xuất, hiệu quả kinh tế cao.
Từ năm 1990 đến nay, ở viện Khoa học Vật Liệu đã có nhiều công
trình nghiên cứu chiết NTĐH bằng dung môi tributylphotphat (TBP) từ môi
trường clorua-thioxianat [1], chiết nhiều bậc bằng dung môi TBP từ môi
trường nitrat [23], môi trường axit tricloaxetic [3,33], bằng HDEHP từ môi
trường clorua-thioxianat [1], môi trường HCl [23], bằng TBP+HDEHP từ
môi trường nitrat [8,9,39], môi trường axit tricloaxetic [25], bằng TiAP và
TiAp+HDEHP từ môi trường axit tricloaxetic [10,11,21], bằng PC88A từ môi
trường HCl, HNO
3
[34,42].
Trong luận văn này chúng tôi nghiên cứu khảo sát một số điều kiện để

chiết một số NTĐH bằng TPPO (Triphenylphotphin oxit) từ môi trường axit
nitric, trong công trình này chúng tôi chọn TPPO làm tác nhân chiết vì TPPO
hiện nay được xem là một tác nhân chiết tương đối mới và các công trình
nghiên cứu chiết NTĐH với TPPO còn ít [2,3]. Hơn nữa ưu điểm chính của
TPPO so với các tác nhân khác như TBP, TiAP là độ hòa tan của TPPO trong
nước nhỏ hơn các tác nhân chiết đã biết, khả năng chiết, tách các NTĐH bằng
TPPO là rất lớn. Do đó nghiên cứu chiết, tách một số NTĐH bằng TPPO
trong môi trường nitrat rất có ý nghĩa khoa học và thực tiễn.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên


4
Đề tài của luận văn nghiên cứu những nội dung chính sau:
1. Xác định các điều kiện, thông số, dung lượng và dung môi pha loãng
trong quá trình chiết, tách một số NTĐH bằng tác nhân TPPO trong dung dịch
axit nitric.
2. Nghiên cứu khả năng chiết, tách một số NTĐH bằng TPPO từ môi
trường axit nitric trong trườ ng hợ p có và không có muố i đẩ y
3. Xác định đường đẳng nhiệt chiết, thành phần phức chiết và đị nh
hướ ng chết tách xêri từ tổng đất hiếm bằng TPPO .

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên


5
NỘI DUNG
CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1. Các đặc điểm và tính chất của nguyên tố đất hiếm

1.1.1. Vị trí, cấu tạo của nguyên tố đất hiếm
Trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học, ba nguyên tố thuộc nhóm
III B là Scandi (z = 21), Ytri (z = 39), Lantan (z = 57) và 14 nguyên tố thuộc
họ Lantanit từ Xêri (z= 58) đến Luteti (z = 71) được gọi chung là các nguyên
tố đất hiếm. Các NTĐH được chia thành hai nhóm :
NTĐH nhẹ (nhóm Xêri) gồm các nguyên tố Lantan (La), Xêri (Ce),
Praseodymi (Pr), Neodymi (Nd), Promethi (Pm), Samari (Sm) và Europi (Eu).
NTĐH nặng (nhóm Ytri) gồm các nguyên tố Gadolini (Gd), Terbi (Tb),
Dysprosi (Dy), Holmi (Ho), Enbi (Er), Thulium (Tm), Yterbi (Yb), Luteti
(Lu), Ytri (Y) và Scandi (Sc).
Các NTĐH có cấu trúc điện tử lớp ngoài cùng 4f
2-14
5d
0-1
6s
2
, chúng chỉ
khác nhau số điện tử ở phân mức 4f, các điện tử ở phân mức này bị các điện
tử nằm trên phân mức 5s và 5p chắn mạnh và chịu tác dụng ít hơn trường lực
của các phân tử, nguyên tử cận kề nên các NTĐH có tính chất tương tự nhau
và giống tính chất của các nguyên tố nhóm III B (Sc, Y, Ac). Các nguyên tố
La, Gd, Lu có một điện tử nằm trên phân mức 5d còn các NTĐH khác không
có là do có sự chuyển dịch điện tử từ mức 4f sang mức 5d để đạt trạng thái
bền .
1.1.2. Số ôxi hóa của nguyên tố đất hiếm
Số ôxi hóa đặc trưng cho mọi NTĐH là +3. Số ôxi hóa +3 ở Sc, Y, Gd
và Lu được giải thích bằng khả năng nhường 3 điện tử hóa trị của cấu hình (n-
1)d
1
ns

2
(n = 4,5,6), đối với các NTĐH còn lại được giải thích bằng sự xuất
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên


6
hiện cấu hình điện tử ở trạng thái kích thích 5d
1
6s
2
khi 1 điện tử ở phân mức
4f được chuyển lên phân mức 5d. Ngoài ra, một số NTĐH còn có mức ôxi
hóa dị thường +2 và +4 đây là điều kiện thuận lợi để tách một số NTĐH ra
khỏi hỗn hợp.
1.1.3. Một số hợp chất của nguyên tố đất hiếm
Oxit đất hiếm RE
2
O
3
điều chế được bằng cách nung các hiđroxit
RE(OH)
3
, cacbonat RE
2
(CO
3
)
3
; ở nhiệt độ cao trong không khí. RE
2

O
3
là các
hợp chất rất bền, khó nóng chảy.
Hiđroxit đất hiếm RE(OH)
3
là những kết tủa vô định hình tạo ra khi cho
dung dịch muối RE
3+
tác dụng với NH
3
hay kiềm. Các hiđroxit đất hiếm hấp
thụ CO
2
trong không khí, chúng đều là bazơ và tính bazơ nằm giữa Al(OH)
3

và Mg(OH)
2
.
Nitrat đất hiếm RE(NO
3
)
3
.nH
2
O được điều chế bằng cách hòa tan các
oxit hoặc hiđroxit trong HNO
3
. Các nitrat đất hiếm hút nước, đun nóng sẽ mất

nước chuyển thành muối bazơ, không tan trong nước. Độ bền nhiệt của các
nitrat đất hiếm giảm dần từ La đến Lu. Khi nhiệt phân hỗn hợp các nitrat đất
hiếm đến 400
0
C tạo thành các nitrat bazơ khó tan đối với các NTĐH từ Er
đến Lu . RE(NO
3
)
3
có khả năng tạo hợp chất kép với NH
4
NO
3
, độ tan của các
muối kép này thường tăng khi số thứ tự nguyên tử tăng, vì vậy có thể sử dụng
sự khác nhau về độ tan của muối kép để tách, làm giàu các NTĐH bằng
phương pháp kết tinh phân đoạn.
Oxalat đất hiếm RE
2
(C
2
O
4
)
3
.nH
2
O được tạo ra khi thêm axit oxalic
hoặc muối oxalat vào dung dịch trung tính hay axit yếu của các muối RE
3+

là
chất kết tủa xốp trắng và chuyển thành dạng tinh thể khi đun nóng. Tan không
đáng kể trong nước, độ tan của chúng tăng dần từ La đến Lu. Kết tủa oxalat
được sủ dụng trong trong việc tách, làm giàu các NTĐH ra khỏi các tạp chất
có Ca, Zn, Mg và các nguyên tố khác.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên


7
1.1.4. Khả năng tạo phức của các nguyên tố đất hiếm
Các ion đất hiếm có bán kính nhỏ, điện tích lớn và các orbital d và f còn
trống nên có khả năng tạo phức mạnh với các phối tử vô cơ và hữu cơ.
Các ion đất hiếm tạo phức bền với nhiều phối tử hữu cơ khác nhau như :
axit [axetic, tricloaxetic, xitric, tactric, arsenazo(III), etylendiamintetraaxetic
(EDTA), dietylentriaminpentaaxetic(DTPA), amoni

–oxyizo butirat(

-
HIBA) ]. Độ bền của phức đất hiếm tăng dần khi số thứ tự nguyên tử tăng ,
các phối tử hữu cơ này thườ ng được dùng làm dung dịch rửa giải để tách các
NTĐH theo phương pháp sắc ký trao đổi ion, dùng trong phân tích so màu
hoặc chuẩn độ tạo phức để xác định nồng độ NTĐH, gần đây chúng còn được
dùng trong chiết phân chia các NTĐH.
Các ion đất hiếm có khả năng tạo phức mạnh với các phối tử là các hợp
chất cơ photpho trung tính cũng như các hợp chất cơ photpho axit [1].
Với TiAP, TBP, TPPO, phức chất tạo thành là hợp chất solvat trong đó
phân tử TBP,TPPO,TiAP thay thế các phân tử nước trong cầu phối trí hoặc ở
lớp hidrat thứ cấp, ở nồng độ axit thấp, phức chất tạo thành đối với các NTĐH
(III) có dạng REX

3
.3TBP. Vùng nồng độ axit cao, phức chất có dạng
H
x
RE
3+x
.nTBP ( với n = 4,5,6) .
Các NTĐH (III) và (IV) cũng có khả năng tạo phức với các axit
cacboxilic và các bazơ amoni. Khả năng tạo phức của các NTĐH với các hợp
chất cơ photpho, các axit cacboxilic và các bazơ amoni được dùng để chiết
phân chia các NTĐH.
1.2. Các phƣơng pháp tách, phân chia các nguyên tố đất hiếm
Việc tách các nguyên tố đất hiếm (NTĐH) ra khỏi nhau là vấn đề khó
khăn vì tính chất hóa học của chúng rất giống nhau, thông thường không thể
chọn một phương pháp nào đó để áp dụng cho tất cả các trường hợp. Trong
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên


8
một số ít trường hợp, trước hết có thể thực hiện việc tách hiệu quả bằng cách
chuyển NTĐH về bậc oxi hóa khác 3+ (Ce
3+
 Ce
4+
, Eu
3+
 Eu
2+
) [60,72].
Việc tách các NTĐH ra khỏi nhau còn gặp khó khăn khác là thành phần

rất khác nhau của từng NTĐH trong quặng, do đó phương pháp tách phải
được chọn lựa sao cho phù hợp với từng thành phần NTĐH cụ thể. Trước tiên
cần tách sơ bộ các NTĐH thành các nhóm NTĐH có tính chất gần giống nhau
[51,56,79].
1.2.1. Tách, phân chia các NTĐH
Để tách các NTĐH, có hai phương pháp cơ bản:
1. Phương pháp trao đổi ion: Thuộ c phương pháp được ứng dụng để
sản xuất một lượng nhỏ các NTĐH sạch [62].
2. Phương pháp chiết dung môi: nói chung đây là phương pháp kinh tế
nhất để tách làm sạch các NTĐH.
Hệ số phân bố của hai NTĐH RE
A
và RE
B
giữa 2 pha được định nghĩa
bằng hằng số cân bằng D
A
và D
B
:
nA
hcA
A
RE
RE
D
][
][

;

nB
hcB
B
RE
RE
D
][
][


Trong đó [RE]
n
, [RE]
hc
là nồng độ cân bằng của NTĐH ở pha nước và
pha hữ u cơ.
Quá trình phân chia hai NTĐH (RE
A
và RE
B
) được đặc trưng bởi hệ số
tách (hoặc gọi là hệ số phân chia) . Đây là đại lượng đặc trưng quan trọng
nhất của quá trình chiết phân chia 2 NTĐH.

A
B
RE
RE
D
D

A
B



D
D
A
B

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên


9
Trước đây phương pháp kết tinh phân đoạn được dùng để tách và làm
sạch các NTĐH [69,70] nhưng đến nay những qui trình kết tinh phân đoạn
hoặc kết tủa phân đoạn chỉ mang tính chất lịch sử.
Trong quá trình trao đổi ion hoặc chiết lỏng-lỏng, tỉ lệ của các hệ số
phân bố chính là ái lực khác nhau của các kim loại đất hiếm ở hai pha.
Những ion hóa trị III của các NTĐH lân cận nhau có hệ số phân chia 
thường thấp đối với tất cả các phương pháp tách. Để áp dụng phương pháp
kết tủa hoặc kết tinh,  = 1,1 đến 5; để áp dụng phương pháp tách bằng trao
đổi ion có thêm chất tạo phức,  = 1,1 đến 10; để áp dụng phương pháp chiết
lỏng-lỏng,  = 1,1 đến 5.
Để thu đươc cá c NTĐH sạ ch, cần thực hiện quá trình tách nhiều lần. Sự
lặp lại này có thể tiến hành liên tục hoặc gián đoạn theo từng đợt. Với phương
pháp trao đổi ion, mặc dù việc thiết lập trạng thái cân bằng phải được lặp lại
liên tục nhưng toàn bộ quá trình có thể không liên tục vì khó có thể nạp
nguyên liệu vào một cách liên tục.
Qui trình chiết lỏng-lỏng, liên tục, ngược dòng với chu kỳ khép kín

từng phần cho phép tách hoàn toàn thành 2 nhóm hoặc thành 2 NTĐH với độ
tinh khiết cao. Vì vậy qui trình chiết liên tục có những ưu điểm nổi bật.
1.2.2. Tách, phân chia các NTĐH bằng phƣơng pháp chiết lỏng-lỏng
1.2.2.1. Cơ sở lí thuyết
Quá trình chiết lỏng-lỏng để tách các NTĐH đã được Fisher và các
cộng sự thực hiện bằng cách chiết dung dịch NTĐH trong axit clohyđric với
ancol, ête hoặc xêton cho hệ số tách lớn hơn 1,5 [58,61].
Trong chiết lỏng-lỏng thông thường pha hữu cơ gồm 2 hay nhiều chất.
Tác nhân chiết có khả năng tạo chelat, đóng vai trò chính trong việc chuyển
các NTĐH từ pha nước vào pha hữu cơ. Trong một số trường hợp có thể dùng
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên


10
tác nhân chiết nguyên chất nhưng vì chúng thường có độ nhớt cao thậm chí
chúng ở trạng thái rắn nên phải hoà tan trong dung môi thích hợp. Các dung
môi thường gặp là dầu hoả và các hợp chất thơm. Nói chung, người ta có thể
thêm vào pha hữu cơ một tác nhân biến tính nhằm cải tiến các điều kiện thủy
động học hoặc đôi khi làm thay đổi hệ số tách .
Hệ số phân bố và hệ số tách (hệ số phân chia)
Hệ số phân bố là đại lượng cơ bản đánh giá hệ tác nhân chiết. Hệ số
phân bố phụ thuộc vào nồng độ theo hệ thức:

n
hc
RE
RE
D 

1.2.2.2. Tác nhân chiết

Tác nhân chiết trung tính
Đối với tác nhân chiết trung tính, tác nhân chiết có hiệu quả nhất là tri-
n butyl photphat (TBP). Các công trình [1,3,23,33,39], cho thấy nồng độ axit
ở pha nước ảnh hưởng nhiều đến hệ số phân bố của NTĐH.
Khi chiết các NTĐH bằng TBP từ môi trường axit nitric nếu pha nước
có nồng độ axit nhỏ hơn 7M, TBP thường chiết các nitrat đất hiếm theo
phương trình sau:
RE(NO
3
)
3
.xH
2
O
(n)
+ 3TBP
(hc)
RE(NO
3
)
3
.3TBP
(hc)
+ xH
2
O
Nếu pha nước có nồng độ axit lớn hơn 7M, TBP thường chiết các nitrat
đất hiếm theo phương trình phản ứng:
RE(NO
3

)
3
.xH
2
O
(n)
+ x(H
+
NO
3
-
) + yTBP
(hc)
H
x
[RE(NO
3
)
3+x
].yTBP
(hc)
+
xH
2
O
Với dung dịch HNO
3
loãng, hệ số phân bố không lớn, nếu tăng nồng độ
HNO
3

thì hệ số phân bố của NTĐH sẽ tăng theo chiều tăng số thứ tự nguyên
tử [ 3,39].
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên


11
Tuy axit nitric đậm đặc làm tăng độ chọn lọc, nhưng làm việc với các
dung dịch axit mạnh đậm đặc khá phức tạp và thiết bị phải chế tạo từ vật liệu
đặc biệt. Vì vậy nhằm duy trì hiệu quả của quá trình chiết bằng TBP, một số
hợp chất muối đẩy đã được sử dụng như nitrat nhôm, nitrat kiềm, kiềm thổ.
Trong môi trường axit tricloaxetic, các công trình [3,21] cho thấy ở nồng độ
axit tricloaxetic loãng (0,01-0,05M) quá trình chiết các NTĐH bằng TBP50%
- dầu hoả xảy ra khá mạnh, NTĐH được chiết sang pha hữu cơ có dạng phức
RE(CCl
3
COO)
3
.2TBP. Đặc biệt trong hệ chiết RE
3+
-HCl(1,2M) -
CCl
3
COOH(0,8M)- TBP(50%)-dầu hoả, khả năng làm giàu NTĐH cũng như
dung lượng chiết của hệ cao hơn so với hệ chiết chỉ có axit HCl.
Trong hệ chiết NTĐH bằng TBP(50%)-dầu hoả từ môi trường
thioxianat, phức chiết có dạng RE(SCN)
3
.xTBP với x = 3, 4 hoặc 5 tuỳ thuộc
vào bán kính cation đất hiếm và cấu hình không gian của hợp chất cơ photpho
[1].

Tác nhân chiết axit
Các axit photpho là tác nhân chiết quan trọng. Chúng tương tác với các
NTĐH theo cơ chế trao đổi cation sau:
RE
3+
+ 3HL
(hc)
REL
3(hc)
+ 3H
+

Axit cơ photpho dễ tìm và được nghiên cứu đầy đủ nhất là axit đi(2-
etylhexyl) photphoric [74,76]. Khi các hyđrocacbon được dùng làm chất pha
loãng thì axit này ở dạng đime và được biểu diễn dưới dạng H
2
L
2
. Đối với các
NTĐH, thông thường phản ứng trao đổi xảy ra như sau:
RE
3+
+ 3H
2
L
2(hc)
RE(HL
2
)
3(hc)

+ 3H
+

Hệ số phân bố phụ thuộc vào chất pha loãng và tăng theo chiều tăng số
thứ tự của các NTĐH. Ytri có hệ số phân bố nằm giữa Ho và Er phù hợp với
bán kính ion của chúng. Các yếu tố nồng độ axit trong pha nước, nồng độ tác
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên


12
nhân chiết, điện tích và bán kính ion đất hiếm ảnh hưởng đến hệ số phân bố
của các NTĐH [23,39].
Hệ số phân bố các NTĐH khi chiết bằng hợp chất cơ photpho axit
tương đối cao. Điều này gây khó khăn cho quá trình giải chiết NTĐH từ pha
hữu cơ, vì thế trong thực tế người ta thường pha loãng tác nhân chiết bằng các
dung môi trơ. HDEHP là tác nhân chiết chọn lọc có hệ số tách khoảng 2,4 đối
với các NTĐH lân cận nhau. Ảnh hưởng của các anion của muối NTĐH lên
hiệu ứng tách là rất ít mặc dù nó có vai trò quan trọng trong một số trường
hợp. Sự tăng nhiệt độ có khuynh hướng làm giảm hệ số phân bố và làm tăng
nhẹ độ chọn lọc đối với đất hiếm nhóm xêri nhưng lại làm giảm độ chọn lọc
đối với đất hiếm nhóm ytri.
Ce(IV) dễ bị chiết hơn xêri hoá trị (III), điều này được áp dụng để tách
xêri ra khỏi các sản phẩm phân rã hạt nhân. Giá trị hệ số phân bố của Eu
2+
rất
nhỏ so với của Eu
3+
và các RE
3+
khác, do đó có thể tách Eu

2+
ra khỏi RE
3+

bằng cách chiết với HDEHP từ dung dịch clorua, tuy nhiên cần phải bảo đảm
Eu luôn ở bậc oxi hoá +2 trong suốt quá trình chiết .
HDEHP là một tác nhân chiết hiệu quả đối với những NTĐH nhóm
nặng và nhóm trung [1,23]. Người ta thường sử dụng HDEHP để chiết các
NTĐH từ những môi trường khác nhau như HCl, HNO
3
, H
2
SO
4
, HClO
4
,
CCl
3
COOH. Trong môi trường H
2
SO
4
hệ số phân bố của La, Ce, Pr, Nd tương
đối thấp còn hệ số phân bố các NTĐH nặng hơn như Sm, Eu lại khá cao [84].
Trong công trình [23] cho thấy khi chiết bằng HDEHP ở môi trường HCl hệ
số phân chia 
Sm/Nd
lớn hơn trong môi trường HNO
3

và khi chiết NTĐH bằng
HDEHP hệ số phân chia 
Sm/Nd
lớn hơn nhiều lần so với TBP. Các dữ liệu này
làm được dùng làm cơ sở để xây dựng quy trình công nghệ tách, phân chia
NTĐH nặng và nhẹ cũng như để phân chia Sm - Nd.
Cho đến nay đã có nhiều công trình nghiên cứu khả năng chiết, phân
chia ytri bằng HDEHP [39]. F. Villami đã tách Y khỏi các NTĐH từ dung
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên


13
dịch HCl, sau 7 lần chiết thu được Y có độ sạch lớn hơn 99% từ dung dịch
ban đầu chứa ≈70% Y
2
O
3
.
Để thu hồi hoàn toàn NTĐH từ pha hữu cơ chứa HDEHP, cần tiến hành
giải chiết NTĐH từ pha hữu cơ từ 4 đến 6 lần bằng dung dịch axit có nồng độ
từ 4 - 12 M.
Do những ưu điểm kể trên, HDEHP (axit di(2-etylhexyl photphoric) từ
lâu được nhiều nhà khoa học quan tâm nghiên cứu và đã được áp dụng rộng
rãi trong công nghệ chiết tách các NTĐH.
PC88A cũng là tác nhân chiết axit được chú ý vì dễ giải chiết hơn so
với HDEHP.
Các tác nhân chiết chứa photpho khác
Nhiều hợp chất chứa photpho đã được nghiên cứu như: axit di-n-octyl-,
axit di-n-butyl-, và axit di(octylphenyl) photphoric là các tác nhân chiết mạnh
hơn HDEHP nhưng lại kém chọn lọc hơn. Phương trình phản ứng tổng quát

khi chiết có dạng:
RE
3+
+ 3H
2
A
2(hc)
RE(HA
2
)
3(hc)
+ 3H
+

Các axit mono ankyl photphoric dạng (RO)PO(OH)
2
như là axit 2-
etylhexyl photphoric có độ chọn lọc bé và độ tan trong pha nước rất cao.
Thông thường khả năng chiết của các axit cơ photpho giảm khi độ phân
nhánh của nhóm R hay RO tăng.
Các axit cacboxilic (C
7
-C
15
) tan trong các hidrocacbon và có thể sử
dụng làm tác nhân chiết. Sự chiết xảy ra theo phương trình sau:
RE
3+
+ 3R
3

CCOOH
(hc)
(R
3
CCOO)
3
RE
(hc)
+ 3H
+

Phản ứng này được tiến hành trong môi trường trung tính hoặc axit yếu.
Các axit được áp dụng rộng rãi nhất là axit versatic (Shell) có dạng R
1
R
2
(CH
3
)C-
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên


14
COOH trong đó R
1
và R
2
là các nhóm ankyl mạch nhánh. Các axit hay dùng là
Versatic 911 với 9-11 nguyên tử C và Versatic 10 với 10 nguyên tử C .
Tác nhân chiết là các amin và muối amoni bậc bốn

Các amin mạch dài có khả năng chiết một số lớn ion kim loại dưới
dạng phức anion.
Các amin bậc I và II là các tác nhân chiết kém đối với các NTĐH, vì
vậy để chiết có hiệu quả cần thêm muối hoặc axit có nồng độ cao. Các tác
nhân chiết này ưu tiên chiết các sunfat đất hiếm. Độ chọn lọc thấp có thể được
nâng cao đáng kể khi thêm EDTA hoặc DTPA. Trong mọi trường hợp quá
trình chiết chịu ảnh hưởng mạnh của pH và nồng độ.
Các amin bậc ba là tác nhân chiết kém hiệu quả nhưng các muối amoni
bậc bốn mạch dài chứa cation R
1
R
2
R
3
(CH
3
)N
+
(trong đó R
1
,R
2
,R
3
là các nhóm
từ C
8
-C
12
) lại là các tác nhân chiết có hiệu quả và đặc biệt hiệu quả hơn đối

với các muối đất hiếm nitrat hay thioxianat. Các NTĐH được chiết từ dung dịch
axit nitric và tạo thành các phức hydrat dạng (R
4
N)
2
RE(NO
3
)
5
xH
2
O. Nếu nồng
độ đất hiếm trong pha hữu cơ quá cao (khoảng 35g REO/l) sẽ xảy ra sự tách
phức này ra khỏi chất pha loãng do độ tan kém của nó. Hiện tượng này có thể
khắc phục bằng cách thêm một tác nhân biến tính (một ancol bậc cao chẳng
hạn).
Hệ số phân bố và hệ số chọn lọc phụ thuộc vào anion. Trong dung dịch
nitrat các nguyên tố nhẹ được chiết hiệu quả hơn, trong dung dịch thioxianat
SCN
-
thì sự tạo phức ở pha nước đóng vai trò quan trọng. Mức độ chiết tăng
khi số thứ tự nguyên tử tăng, Y nằm ở vị trí giữa Nd và Sm .
1.2.2.3. Công nghệ chiết lỏng-lỏng
Đặc điểm nổi bật của phương pháp chiết lỏng-lỏng là tính liên tục, năng
suất lớn và có khả năng tự động hóa quá trình sản xuất. Các ưu điểm này đã
làm cho các nhà nghiên cứu cũng như sản xuất quan tâm. Các công nghệ chiết
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên


15

ra đời không phải chỉ để phát hiện tác nhân chiết mới mà còn chú ý đến việc
tổ chức và tối ưu hóa qui trình chiết phân chia nhằm đảm bảo các chỉ tiêu kinh
tế kỹ thuật, để tăng sức cạnh tranh và giải quyết thích hợp với từng nguồn
quặng khác nhau [65].
Trong công nghệ chiết lỏng-lỏng, trước tiên phải lựa chọn tác nhân
chiết và pha nước. Các tác nhân chiết trong công nghệ phân chia và tinh chế
NTĐH phải thỏa mãn các yêu cầu: độ tan lớn trong dung môi hữu cơ; ít tan
trong nước; có độ bền cao với axit, bazơ, nhiệt độ, ánh sáng; có độ chọn lọc
cao đối với các NTĐH (cho hệ số phân chia hai NTĐH kề nhau lớn); dễ giải
chiết. Các tác nhân chiết đạt yêu cầu trên và đang được nghiên cứu sử dụng là
TBP, TPPO, HDEHP, PC88A, axit Versatic, Aliquat 336, trong đó HDEHP
và PC88A cho độ chọn lọc cao, có hệ số tách lớn và tăng từ đầu đến cuối dãy
NTĐH.
Trong công nghiệp, các thiết bị chiết thích hợp là các máy chiết dạng
khuấy lắng kiểu hộp. Quá trình chiết lỏng-lỏng vớ i mục đích hoặc là để tách
các NTĐH ra khỏi nhau hoặc là để làm giàu các NTĐH. Nếu muốn tách các
NTĐH ra khỏi nhau phải sử dụ ng nhiề u bậ c chiế t và kĩ thuậ t chiế t liên tụ c
ngượ c dò ng.
Việc tách các NTĐH ra khỏi nhau theo qui trình nào sẽ được chọn lựa
tuỳ thuộc vào yêu cầu của sản phẩm. Qui trình tách còn phụ thuộc nhiều vào
sự phân bố của các NTĐH. Hãng Rhône-Poulenc có thể tách hầu như hoàn
toàn tất cả các NTĐH có độ sạch đến trên 99,999% bằng phương pháp chiết
dung môi. Tuy nhiên đối với một số ít NTĐH, nếu điều chế theo phương pháp
này sẽ rất đắt tiền nên người ta vẫn sản xuất với lượng kilogam bằng phương
pháp trao đổi ion.
Theo qui trình chiết lỏng-lỏng của Rhône-Poulenc để tách các NTĐH,
đầu tiên khoáng được phân huỷ bằng NaOH, sau đó tạo ra 2 dung dịch clorua
và nitrat đất hiếm. Bước tiếp theo là loại bỏ các nguyên tố lạ trong cả 2 dung
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

16
dịch này, tiếp đó đất hiếm nhóm xêri và đất hiếm nhóm ytri được tách ra khỏi
nhau theo biên Nd/Sm. Cuối cùng tinh chế chúng bằng cách dùng các tác
nhân chiết mô tả ở trên (các amin, axit cacboxilic, các hợp chất cơ photpho
axit hoặc trung tính).
Việc chọn lựa tác nhân chiết không chỉ phụ thuộc vào hệ số tách mà
còn phải tính đến hiệu quả kinh tế. Năng suất của Rhône-Poulenc khoảng
8000 tấn REO/năm. Các hãng khác sản xuất hợp chất đất hiếm chủ yếu là của
Y và Eu để từ các hợp chất này chế tạo hợp chất huỳnh quang cho màn hình
máy vô tuyến.
Kết luận:
Đã tập hợp khá đầy đủ những kết quả nghiên cứu từ năm 1990 đến nay
về các phưng pháp thu nhận các NTĐH từ các loại quặng. Nước ta đã có
nhiều công trình nghiên cứu chiết thu nhận các NTĐH bằng TBP từ môi
trường clorua – thioxyanat, chiết nhiều bậc bằng TBP từ môi trường nitrat,
môi trường axit tricloaxetic, bằng HDEHP từ môi trường clorua – thioxyanat,
môi trường HCl, bằng TBP + HDEHP từ môi trường nitrat, môi trường axit
tricloaxetic, bằng TiAp và TiAP + HDEHP từ môi trường axit tricloaxetic,
bằng PC88A từ môi trường HCl, bằng TBP + PC88A từ môi trường nitrat.
Hiệ n nay có công trình nghiên cứu chiết, tách các NTĐH bằng TPPO từ môi
trường nitrat. Vì vậy đề tài “ Chiết tách một số NTĐH bằng TPPO từ môi
trường nitrat” có ý nghĩa quan trọng về khoa học cũng như thực tiễn.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên


17
CHƢƠNG 2
KỸ THUẬT THỰC NGHIỆM

Trong phần này đề cập đến các loại hoá chất được sử dụng trong
nghiên cứu, các phương pháp nghiên cứu, phương pháp phân tích và phương
pháp xác định thông số của quá trình chiết.
2.1. Các loại hóa chất chính
2.1.1. Tác nhân chiết và dung môi pha loãng
Tác nhân chiết TPPO là sản phẩm của hãng Koch- Light Laboratories
LTD (Anh) có độ sạch 98,5%, TPPO là một tác nhân chiêt khá mạnh.
Tác nhân chiết/ kí hiệu
Công thức cấu tạo
Phân tử khối
Triphenylphotphin oxit
TPPO

286
Các dung môi pha loãng benzen, toluen, clorofom, điclometyl đều có
độ sạch PA,
2.1.2. Dung dịch muối đất hiếm
Các dung dịch muối nitrat đất hiếm được chuẩn bị như sau: cân một
lượng chính xác oxit đất hiếm có độ sạch 99,9%  99,99% (được tính toán
tương ứng với thể tích và nồng độ cần pha) cho vào cốc chịu nhiệt. Thấm ướt
oxit đất hiếm bằng nước cất, thêm vừa đủ lượng axit HNO
3
(PA), đun nhẹ hỗn
hợp cho đến khi tan hết oxit đất hiếm. Để nguội, chuyển dung dịch vào bình
thủy tinh. Xác định nồng độ đất hiếm bằng phép chuẩn độ với DTPA và chỉ
thị arsenazo(III), xác định nồng độ axit bằng dung dịch NaOH chuẩn với chỉ
thị metyl da cam.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

18
2.1.3. Dung dịch đệm axêtat
Dung dịch đệm axit axêtic-natri axêtat có các giá trị pH = 3,8- 4,0 - 4,2
dùng trong phép phân tích chuẩn độ RE
3+
được pha chế theo tài liệu [20] từ
axit CH
3
COOH (PA) của Trung Quốc và muối natri axêtat (PA) của hãng
Chemapol (Tiệp Khắc). Giá trị pH của dung dịch đệm đo trên máy pH mét
TOA HM-5BS (Nhật).
2.1.4. Dung dịch chuẩn DTPA
Dung dịch chuẩn để chuẩn độ các NTĐH là axit dietylentriaminpentaaxetic
(DTPA), sản phẩm của hãng Reanal (Hungari) có khối lượng mol 389g, độ
sạch PA, được pha chế như sau: cân chính xác một lượng DTPA (đã được sấy
khô ở 80
o
C) theo tính toán tương ứng với thể tích và nồng độ cần pha.
Chuyển lượng cân vào bình định mức, thêm nước cất gần đến vạch mức, lắc
mạnh cho tan hết (nếu khó tan có thể thêm một lượng nhỏ amoniac đặc).
Thêm nước cất đến vạch mức và lắc đều. Nồng độ DTPA được kiểm tra bằng
dung dịch gốc ZnSO
4
(chuẩn độ ở pH = 9  10 với chỉ thị eriocrom T đen)
hoặc dung dịch gốc NTĐH(III) với chỉ thị arsenazo(III) chuẩn độ ở pH thích
hợp. Trong các thí nghiệm thường sử dụng dung dịch chuẩn độ DTPA có
nồng độ 1.10
-2
M.

2.1.5. Các loại hóa chất khác
Chất chỉ thị arsenazo(III): có khối lượng mol 822,27g, là sản phẩm của
hãng Aldrich. Dung dịch dùng trong phân tích có nồng độ 5% pha trong nước
cất, màu đỏ hồng (sáng).
Một số hóa chất khác như: EDTA, xylen orange, metyl da cam, HNO
3
,
NH
4
OH, NaOH, H
2
O
2
các oxit đất hiếm, dùng trong thí nghiệm đều có độ
sạch PA.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên


19
2.2. Các phƣơng pháp nghiên cứu
Sử dụng phương pháp chiết, tách các NTĐH bằng tác nhân chiết TPPO
được tiến hành trên phễu chiết có dung tích 20 ml. Tỷ lệ thể tích pha nước và
pha hữu cơ là 1:1. Thời gian chiết và phân pha là 5 phút. Hàm lượng các
NTĐH trong pha hữ u cơ sau khi chiế t đượ c xá c đị nh như sau : Trướ c tiên là
giải chiết hoàn toàn các NTĐH trong pha hữu cơ , sau đó phân tích hà m lượ ng
các NTĐH trong pha nước.
Sử dụng các phương pháp phân tích hiện đại như ICP để nghiên cứu
thành phần của phức NTĐH với tác nhân chiết. Dùng phổ hồng ngoại, tử
ngoại để xác định sự tạo thành phức giữa NTĐH và tác nhân chiết.

2.3. Các phƣơng pháp phân tích
2.3.1. Xác định nồng độ axit
Lấy một thể tích xác định của dung dịch nghiên cứu cho vào bình hình
nón. Chuẩn độ trực tiếp bằng dung dịch chuẩn NaOH, có nồng độ đã biết với
chỉ thị metyl da cam. Dùng qui tắc đương lượng để tính nồng độ axit trong
dung dịch cần phân tích theo công thức:
Số đương lượng gam axit = Số đương lượng gam NaOH
C
axit
. V
axit
= C
NaOH
. V
NaOH

Nếu nồng độ axit trong mẫu phân tích quá bé, dùng máy pH mét để xác
định.
2.3.2. Xác định hàm lƣợng tổng các NTĐH bằng phƣơng pháp
chuẩn độ complexon.
Phép phân tích các NTĐH được tiến hành theo phương pháp chuẩn độ
trực tiếp bằng dung dịch chuẩn DTPA với chỉ thị arsenazo(III) trong môi
trường đệm axêtat, có giá trị pH tương ứng với các NTĐH khác nhau (pH =
3,8 đối với các NTĐH nhóm nặng và pH = 4,0  4,2 đối với các NTĐH nhóm