nghiên cứu sự tạo phức giữa bi với xilen da cam (xo) bằng phương pháp trắc quang

1
Khoa công nghệ hóa học
Môn: Cơ sở lí thuyết các hợp chất phức

ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU SỰ TẠO PHỨC GIỮA Bi VỚI XILEN DA
CAM (XO)
BẰNG PHƯƠNG PHÁP TRẮC QUANG
GVHD : Nguyễn Quốc Thắng
Mã lớp HP: 210420801
SVTT: Hoàng Thị Thu Thảo
MSSV: 12031041
2
LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành bài tiểu luận này, lời đầu tiên em xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu trường đại
học công nghiệp thành phố hồ chí minh đã luôn quan tâm tạo điều kiện cơ sở vật chất, cũng như công tác
đào tạ giảng dạy để em có điều kiện học tập tốt.
Em xin chân thành cảm ơn thầy cô Công nghệ hóa đã tạo cơ hội và điều kiện để em có cơ hội học
tập tiếp thu nhiều kiến thức bổ ích. Và em cũng xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Quốc Thắng đã
hướng dẫn tận tình để em hoàn thành bài tiểu luận này.
Thông qua nghiên cứu, tìm hiểu và làm bài tiểu luận đã giúp em hiểu thêm nhiều kiến thức mới về
ứng dụng của việc tạo phức giữa thuốc thử hữu cơ và kim loại trong phân tích.
Mặc dù đã cố gắng hết sức hoàn thành bài tiểu luận theo hướng hoàn chỉnh nhất nhưng vì còn
chưa có kiến thức chuyên môn sâu rộng cũng như tầm nhìn còn hạn chế nên bài tiểu luận của em sẽ không
tránh khỏi những thiếu xót, vì vậy rất mong nhận được sự cảm thông và ý kiến đóng góp của thầy, các bạn
và những người quan tâm.
Em xin chân thành cảm ơn!
3
MỤC LỤC
MỞ
Đ
ẦU

5
1. Lí do chọn đề t
à
i

5
2. Nhiệm
vụ


6
3.
đối
tượng nghiên
cứu


6
4. Phương pháp nghiên cứu

6
PHẦN 1
GIỚI THIỆU VỀ BIMUT VÀ
XILEN DA CAM
1.1. Sơ lược về nguyên tố Bitmut

7

1.1.1. Vị trí cấu tạo và trạng thái tự nhiên của Bitmut……
7
1.1.2. Tính chất của Bitmut
……… 7
1.1.3. Khả năng tạo phức và một số phương pháp xác định Bitmut …
10
1.1.4. Một số ứng dụng của Bitmut…….
14
1.2. Thuốc thử Xilen da cam (XO) và ứng dụng …….

15
1.2.1. Tính chất của Xilen da cam (XO)
15
1.2.2. Khả năng tạo phức của
XO

16
1.2.3. Ứng dụng của
XO

16
4
PHẦN
2
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Các phương pháp nghiên cứu phức chất ………

18
2.2. Kĩ thuật thực nghiệm

23
2.2.1. Dụng cụ và thiết bị nghiên cứu
23
2.2.2. Hóa chất
23
2.2.3. Cách tiến hành thí nghiệm
23
PHẦN 3
SỰ TẠO PHỨC GIỮA BI(III) VÀ XILEN DA CAM
3.1. Nghiên cứu hiệu ứng tạo phức giữa Bi(III) -
XO
25
3.2. Sự phụ thuộc mật độ quang của phức Bi(III) - XO vào thời gian

26
3.3. Sự phụ thuộc mật độ quang của phức Bi(III) - XO vào pH

27
3.4. Xác định thành phần của phức Bi(III)- XO

28
3.4.1. Phương pháp tỉ số mol
28
3.4.2. Phương pháp hệ đồng phân tử
gam

28
3.4.3. Phương pháp hiệu suất tương đối ( Staric-
Barbane
l

)

30
3.5. Phương trình đường chuẩn của phức
B
i
(III)-XO


32
KẾT LUẬN ……………………………………………………………………………… 34
TÀI LIỆU THAM KHẢO
.
35
5
Mở đầu
1. Lí do chọn đề tài
Bitmut là nguyên tố tương đối phổ biến trong tự nhiên (chiếm 2.10
-6
% các
nguyên tố trong vỏ trái đất). Ngày nay, Bitmut được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh
vực như: y học, mỹ phẫm, sản xuất gang thép, gốm sứ, dùng làm chất xúc tác, dùng
trong các que hàn, …
đ
ặc
biệt trong những năm đầu thập niên 90, các nghiên cứu đã đánh giá Bitmut có
thể thay thế được chì trong nhiều ứng dụng vì tính không độc hại của nó.
đ
ây
chính là

phát hiện quan trọng vừa đáp ứng được nhu cầu của con người vừa hạn chế gây ô
nhiễm môi trường do những tác hại của chì gây ra. Chính vì thế mà vai trò của nó ngày
càng được nâng cao.
Bên cạnh đó Bitmut là nguyên tố có chu kì bán rã rất dài. Theo phân rã alpha của
Bi
209
là 1,9.10
19
năm, điều này có nghĩa là bitmut là một chất phóng xạ rất chậm, với
chu kỳ bán rã gấp cả hàng tỷ lần tuổi vũ trụ. Do chu kỳ bán rã quá lớn, Bitmut có thể
coi là ổn định và không phóng xạ. Bitmut cũng là chất tương đối bền về mặt hóa học
nên càng ngày phạm vi ứng dụng của Bitmut càng được mở rộng. Chính vì thế mà
Bitmut là đối tượng của nhiều công trình nghiên cứu với nhiều lĩnh vực và mục đích
khác nhau. Nghiên cứu phức chất của Bitmut với thuốc thử hữu cơ bằng phương pháp
trắc quang là một trong những phương pháp cho phép xác định Bitmut với độ nhạy, độ
chính xác và độ chọn lọc cao, thực hiện được nhanh, thuận lợi, thiết bị đơn giản và dễ
tự động hóa. Cùng với Bitmut thì Xilen da cam được đánh giá là thuốc thử phổ biến
dùng để xác định kim loại.
đ
i
ều
đáng quan tâm là hai chất này có thể tạo phức màu đỏ
bền và đã được ứng dụng dùng để xác định Bitmut với độ chính xác cao.
2. Nhiệm
v
ụ
- Nghiên cứu sự tạo phức giữa Bi(III)- XO, xác định điều kiện tạo phức tối ưu cho
việc hình thành phức.
- Xác định thành phần của phức trong hệ Bi(III)- XO.
- Xác định phương trình đường chuẩn và hệ số hấp thụ phân tử gam của phức

Bi(III)- XO.
3.
Đối
tượng nghiên cứu: phức Bi(III)- XO
4. Phương pháp nghiên
c
ứ
u
- Nghiên cứu giáo trình
- Tự nghiên cứu
PHẦN 1
GIỚI THIỆU VỀ BIMUT
VÀ XILEN DA CAM
1.1. Sơ lược về nguyên tố Bitmut
1.1.1. Vị trí cấu tạo và trạng thái tự nhiên của Bitmut
Bitmut là kim loại thuộc nhóm VA, chu kì 6 trong bảng hệ thống tuần
hoàn
Kí hiệu: Bi
Z =83
Phân loại
kim loại yếu
Khối lượng nguyên tử 208,98040 đ.v.C
Bán kính nguyên tử (calc.) 160 pm
Bán kính cộng hoá trị
146 pm
Cấu hình electron
[Xe]4 f
14
5 d
10

6 s
2
6 p
3
e
-
trên mức năng lượng
2, 8, 18, 32, 18, 5
Năng lượng ion hóa:
Mức năng lượng ion hóa
I
1
I
2
I
3
I
4
I
5
Năng lượng ion hoá (eV)
8,0
16,6 25,4 45,1 55,7
So với I
1
, I
2
, I
3
, thì I

4
, I
5
có giá trị rất lớn nên dễ dàng bức 3e ra khỏi nguyên tử,
do đó Bitmut tồn tại ở dạng số oxi hóa +3.
Trạng thái tự nhiên: Bitmut có tương đối phổ biến trong thiên nhiên, chiếm 2.10
-6
% trong tổng số nguyên tử của vỏ trái đất. Nó tồn tại chủ yếu dưới dạng khoáng vật
sunfua (Bi
2
S
3
). Ngoài ra nó thường nằm lẫn trong khoáng vật với các kim loại khác.
1.1.2. Tính chất của Bitmut
- Tính chất vật lý
Bitmut giòn, dễ chảy, kết tinh màu trắng ánh hồng và các vết xỉn óng ánh nhiều
màu.
Trong số các kim loại nặng, bitmut là bất thường do độ độc tính của nó thấp hơn
nhiều so với của các nguyên tố kề cận trong bảng tuần hoàn như Chì, Tali và Antimon.
Thông thường, nó cũng được coi là nguyên tố có đồng vị ổn định nặng nhất, nhưng
hiện nay người ta đã biết rằng điều này không hoàn toàn đúng. Không có kim loại nào
là nghịch từ tự nhiên nhiều hơn Bitmut. Trong số các kim loại, nó có độ dẫn nhiệt kém,
chỉ hơn thủy ngân.
Phân tử ở dạng hơi của Bitmut gồm 4 nguyên tử. Ở 2000
0
C, trong phân tử Bitmut
có cân bằng:
Bi
4
2Bi

2
4B
i
Khi nhiệt độ lớn hơn 2000
o
C chỉ có phân tử 1 nguyên tử.
Một số thông tin về Bi:
Tính
ch
ấ
t

vật
l
ý
Trạng thái vật chất rắn
Bề ngoài trắng ánh hồng
Cấu trúc tinh thể hình hộp mặt thoi
Khối lượng riêng,
đ
ộ
cứng 9.780 kg/m³, 2,25
đ
i
ểm
nóng chảy 544,7 K (520,7 °F )
đ
i
ểm
sôi

1.837 K (2.847 °F)
Trạng thái trật tự từ
nghịch từ
Thể tích phân tử
21,31 × 10
-6
m³/mol
Nhiệt bay hơi
151 kJ/mol
Nhiệt nóng chảy
11,3 kJ/mol
Áp suất hơi
100.000 Pa tại 1.835 K
Vận tốc âm thanh
1.790 m/s tại r.t K
Nnnn
đ
ộ
âm điện
2,02 (
thang Pauling
)
Nhiệt dung riêng
25,52
J
/
(kg
·
K)
đ

ộ
dẫn điện
7,752x10
5
/
Ω
·
m
đ
ộ
dẫn nhiệt
7,97
W
/
(m
·
K)
- Tính chất hóa học
Bitmut là nguyên tố bền cuối cùng trong bảng hệ thống tuần hoàn.
Với các kim loại kiềm, kiềm thổ và một số kim loại khác, Bitmut tương tác tạo
nên Bitmutua, bị axit phân hủy dễ dàng:
Bi + Mg →
Mg
3
B
i
2
Với các kim loại còn lại chúng tạo nên hợp kim
Bi không tan trong HCl, nhưng tan trong HNO
3

, H
2
SO
4
loãng, bị thụ động trong
HNO
3
đặc:
Bi + HNO
3
→ Bi(NO
3
)
3
+ NO + H
2
O
2Bi + 6H
2
SO
4
→ Bi
2
(SO
4
)
3
+ 3SO
2
+ 6H

2
O
Tác dụng với halogen:
2Bi + 5F
2
→
2B
i
F
5
2Bi + 3E
2
→ 2BiE
3
Với E: Cl, Br,
I
Tác dụng với oxi: Bitmut cháy với ngọn lửa màu xanh lam và oxit của nó tạo ra
khói màu vàng.
Tác dụng với cường thủy:
4Bi + 3O
2
→ 2Bi
2
O
3
Bi + 3HCl
(đ)
+ HNO
3(đ)
→ BiCl

3
+ NO + 2H
2
O
1.1.3. Khả năng tạo phức và một số phương pháp xác định Bitmut
1.1.3.1. Khả năng tạo phức của Bitmut với thuốc thử PAR
Theo các tài liệu mà chúng tôi thống kê, các thông số về phức Bi(III)- PAR
được trình bày trong bảng sau:
Ion
pH
tu
max
(nm)
.10
4
lg
Bi:R
Bi
3+
3,0 4,0
530
1,54 0,04
1 : 1
6,0 6,5
540
2,98 0,10
1 : 2
2,8 4,0
520
0,78 0,10

1 : 1
6,0 6,7
540
2,84 0,02
1 : 2
0,0 3,5
515 1,07 18,2
1 : 1
3,5 5,0
520 17,2
1 : 1
2,8 4,0
520
1,35 0,04 17,47 0,37
1 : 1
5,8 6,7
535
2,85 0,02 36,81 0,19
1 : 2
Các tham số định lượng về phức đơn ligan Bi(III)- PAR trong các công trình là
không giống nhau, đặc biệt là các giá trị
bền.
λ
max
, hoặc chưa đầy đủ về giá trị hằng số
1.1.3.2. Khả năng tạo phức của Bimut với các thuốc thử khác
Bitmut có khả năng tạo phức màu với nhiều thuốc thử khác nhau.
Theo
đ
ặ

ng
Xuân Thư, Lisicki N.M và các cộng sự, Bimut có khả năng tạo phức màu da
cam với iotdua ở
max
= 460 nm ,trong môi trường H
2
SO
4
0,5M.
Zhang .G với các cộng sự đã sử dụng phản ứng màu với iotdua và phản ứng tạo
phức liên hợp giữa ion Bi
3+
- I
-
với các phẩm nhuộm chứa Nitơ hay Bi
3+
- I
-
-
Rodamine- 6G hay khi có mặt chất hoạt động bề mặt như gomarabic. Phức tạo thành
có hệ số hấp thụ phân tử gam = 6,9.10
5
l.mol
-1
.cm
-1
ở
max
= 560 nm hoặc rượu
polivinylic, phức tạo thành có hệ số hấp thụ phân tử = 6,9.10

5
l.mol
-1
.cm
-1
ở
max
= 564 nm.
Bitmut còn có khả năng tạo phức với Tribrommochloro phosphonazo (TBCPA) ở
pH = 2,4 trong môi trường KNO
3
và HNO
3
, phức tạo thành có hệ số hấp thụ phân tử
= 1,05.10
5
l.mol
-1
.cm
-1
ở
max
= 640 nm
Theo Lisicki N.M. và các cộng sự, Bimut tạo phức vơi thioure trong môi trường
axit phức màu vàng có tỉ lệ 1 : 3 ở
max
= 460 nm, việc xác định Bimut bằng thioure
không bị cản trở khi có mặt Pb đến 1%, Zn, Cd, Co, Ni, Cu, As, và Sn đến 0,1%.
Bitmut tạo được nhiều phức vòng càng với các thuốc thử hữu cơ, nhất là khả năng
tạo phức trong môi trường axit mạnh cho phép xác định chọn lọc Bitmut khi có mặt các

cation khác bằng phương pháp trắc quang, chiếc trắc quang hay chuẩn độ trắc quang.
Có thể chia các thuốc thử hữu cơ tạo phản ứng màu với Bitmut thành 3 loại:
* Khả năng tạo phức với nhóm hợp chất màu azo
Subrahmnyam, Eshwar, đã nghiên cứu khả năng tạo phức giữa Bi(III) với 1- (2-
pyridylazo)- 2 Napthol (PAN) theo tỉ lệ 1 : 1 trong môi trường HNO
3
pH = 3,2 ÷ 3,6 có
hệ số hấp thụ phân tử = 1,37.10
4
l.mol
-1
.cm
-1
ở
max
= 560 nm.
Subrahmnyam và các cộng sự, đã nghiên cứu khả năng chiếc phức PAN- Bi(III)-
SCN bằng dung môi metyl isobutyl xeton trong môi trường HNO
3
0,02M phức cho
màu bền trong 15 giờ, hệ số hấp thụ phân tử = 1,88.10
4
l.mol
-1
.cm
-1
ở
max
= 560 nm.
Có thể xác định được từ lượng lớn các ion cản, nhưng không xác định được khi có mặt

CuSO
4
, CoSO
4
hay EDTA. Ngoài ra phức PAN-Bi(III)- SCN còn có thể chiết bằng
dung môi tributyl photphat (TBP) trong môi trường axit.
Ngoài ra Bitmut còn tạo khá nhiều phức bền với các hợp chất màu azo trong vùng
axit mạnh có phức màu đỏ, tím hoặc xanh như phức với 4- (4- nitrophenylazo)- 1, 2-
dioxibenzen (DHNAB) có màu đỏ hoặc 4- (4- sulfophenylazo)- 1, 2- dioxibenzen
(DHSAB) có màu đỏ vàng trong HNO
3
0,1 M. Tơron (APANS) cũng cho phức màu đỏ
vàng ở pH = 2 ÷ 3,…
Mặt khác , theo Salim R. và các cộng sự Bitmut cũng có khả năng tạo phức với
một số nhóm màu azo trong môi trường axit yếu, trung hay kiềm như: tạo phức màu đỏ
với 2- (5- bromo- 2- pyridylazo)- 5- dimetylaminophenol (5- Br- PADAD) trong dung
dịch đệm axetat pH= 4,16 có = 4,9.10
4
l.mol
-1
.cm
-1
ở
max
= 583 nm. Phức này bị
ảnh hưởng khi có mặt ion C
2
O
4
2-

còn các cation kim loại thường gặp ít gây ảnh hưởng
tới việc xác định Bitmut. Hoặc có thể tạo phức màu đỏ ở pH = 7 với 2- (5- cacboxyl- 1,
3, 4- triazoylazo)- 5- dimetylaminophenol (CTZAPN) có hệ số hấp thụ phân tử
= 5,13.10
4
l.mol
-1
.cm
-1
ở
max
= 540 nm.
* Khả năng tạo phức với nhóm hợp chất triphenyl metan
Bitmut tạo phức màu đỏ vàng với 3, 3’-dibromsunfogalein ở pH = 2 ÷ 3, tạo phức
màu vàng xanh với metylen (3, 3’- bis-“(N, N- dicacboxymety aminometyl)-
timosunfophtalein, phức màu vàng da cam với pyragalol đỏ, phức màu vàng với
pyrocatein tím trong HNO
3
ở pH = 1 ÷ 3, phức màu hồng với oxihidroquinon-
sunfophtalein ở pH = 2,4 ÷ 3,0
Khả năng tạo phức của Bitmut với các hợp chất phtalein cũng đã được nghiên
cứu. Bitmut tạo phức màu xanh với Gallein (4, 5- dioifluoretxein) hay màu đỏ vàng với
2, 7- dioxifluoretxein trong môi trường axit có pH = 1 ÷ 4.
* Khả năng tạo phức với nhóm các thuốc thử chứa 1, 2 hoặc 3 vòng
benzen
Bitmut tạo với Indoferon, với Dibromphenol indophenolcomplexan (DBPIP), với
Biclophenol indo-o-cresolcoplexan (DCPIC), hay Diclophenol indophenol complexan
(DCPIP) các phức màu tím ở pH = 3,3.
Bitmut tạo phức với metyl thymol xanh (MTB) tại
max

= 548 nm, cho phép định
lượng Bitmut trong các mẫu dược phẩm với giới hạn phát hiện 1,15 mg/l bằng phương
pháp trắc quang – dòng chảy.
đ
ặc
biệt theo Zhu Z.C, Wang Y.C, Huang J.H , Bitmut tạo phức với Nitrozo- R và
tím tinh thể (CV) dưới dạng CV
3
RCV
3
BiR
2
ở pH = 9,8, duy trì bằng đệm amoni-
ammoniac được gia nhiệt trong 30 phút ở nhiệt độ 90 ÷ 95
0
C. Phức có hệ số hấp thụ
phân tử lên tới = 3.10
9
l.mol
-1
.cm
-1
ở
max
= 600 nm.
1.1.4. Một số ứng dụng của Bitmut
Oxyclorua bitmut được sử dụng nhiều trong mỹ phẩm. Subnitrat Bitmut và
subcacbonat bitmut được sử dụng trong y học. Subsalicylat Bitmut (Pepto-Bismol)
được dùng làm thuốc chống bệnh tiêu chảy.
Một số ứng dụng khác là: Nam châm vĩnh cửu mạnh có thể được làm ra từ hợp

kim bismanol (MnBi). Nhiều hợp kim của Bitmut có điểm nóng chảy thấp và được
dùng rộng rãi để phát hiện cháy và hệ ngăn chặn của các thiết bị an toàn cháy nổ.
Bitmut được dùng để sản xuất thép dễ uốn, dùng làm chất xúc tác trong sản xuất sợi
acrylic. Nó cũng dược dùng trong cặp nhiệt điện (Bitmut có độ âm điện cao nhất), vật
chuyên chở các nhiên liệu U
235
hay U
233
cho các lò phản ứng hạt nhân.
Bitmut cũng được dùng trong các que hàn. Một thực tế là Bitmut và nhiều hợp
kim của nó giãn nở ra khi chúng đông đặc lại làm cho chúng trở thành lý tưởng cho
mục đích này.
Subnitrat Bitmut là thành phần của men gốm, nó tạo ra màu sắc óng ánh của sản
phẩm cuối cùng.
Bitmut đôi khi được dùng trong sản xuất các viên đạn. Ưu thế của nó so với chì là
nó không độc, vì thế nó là hợp pháp tại Anh để săn bắn các loại chim vùng đầm lầy.
Những năm đầu thập niên 1990, các nghiên cứu bắt đầu đánh giá Bitmut là sự
thay thế không độc hại cho chì trong nhiều ứng dụng: dùng trong các thiết bị chế biến
thực phẩm, một thành phần trong đồng đỏ, thành phần trong thép dễ cắt cho các chi tiết
có độ chính xác cao của máy móc, một thành phần của dầu hay mỡ bôi trơn. vật liệu
nặng thay chì trong các chì lưới của lưới đánh cá.
1.2. Thuốc thử Xilen da cam (XO) và ứng dụng
1.2.1. Tính chất của Xilen da cam (XO)
Xilen da cam (XO) được tổng hợp đầu tiên vào năm 1956, có công thức nguyên là
C
31
H
32
O
13

N
2
S, khối lượng phân tử là 672,67 đvC, nóng chảy ở 195
0
C.
Thường dùng XO ở đạng muối Natri: C
31
H
28
O
13
N
2
SNa
4
, khối lượng phân tử l
à
760,59 đvC. XO kết tinh là chất có màu nâu sẫm, đễ tan trong nước dễ hút ẩm, không
tan trong rượu etylic.
XO là một axit sáu lần axit H
6
In (pK
1
= 1,15; pK
2
= 2,58; pK
3
= 3,23; pK
4
=

6,4;
pK
5
= 10,46; pK
6
= 12,8)
Trong dung dịch nước màu XO thay đổi:
C ≥ 10
-3
:dung dịch có màu đỏ
C <10
-3
: dung dịch có màu hồng
pH = 1 ÷ 5: dung dịch có màu vàng
pH > 7: dung dịch có màu đỏ tím
Nồng độ càng cao, pH càng lớn thì cường độ màu càng lớn. Sự thay đổi màu sắc
của XO được giải thích do sự tách H
+
ở các vị trí khác nhau.
1.2.2. Khả năng tạo phức của XO
XO có khả năng tạo phức với nhiều kim loại, được chia làm 3 nhóm:
Nhóm 1: Kim loại bị thủy phân ở pH = 1 ÷ 6, tạo phức ở pH = 4 ÷ 6 như: Au, Ag,
Be, A, Se, Ga, In, Th(IV), Zr(IV), Hg, Sn(II,IV), Nb(III), Fe(III), …phản ứng xảy ra
chậm khi nung đến 60
0
C đến 80
0
C tốc độ phản ứng tăng.
Nhóm 2: Kim loại phản ứng với XO ở pH = 0 ÷ 6 nhưng thủy phân ở pH > 6
gồm: Cu(II), Mg, Zn, Hg(II), Pb(II), Mn(II), Fe(II), Ni(II),…

Nhóm 3: Kim loại phản ứng với XO ở pH > 6: Ca, Sr, Ba, Ra,…
Kim loại pH Môi rường Sự chuyển màu
Th
4+
Fe
3+
Zr
4+
In
3+
Hg
2+
, Tl
3+
Pb
2+
Cd
2+
, Fe
2+
Zn
2+
1,7 ÷ 3,5
1,0 ÷ 1,5
1,7 ÷ 3,5
3,0 ÷ 3,5
4,0 ÷ 5,0
5,0 ÷ 6,0
5,0 ÷ 6,0
5,0 ÷ 6,0

HNO
3
HNO
3
HNO
3
đ
ệm
axetat
đ
ệm
axetat
đ
ệm
axetat
đ
ệm
axetat
đ
ệm
axetat
đ
ỏ
- vàng
Tím – xanh
đ
ỏ
- vàng
đ
ỏ

- vàng
đ
ỏ
- vàng
đ
ỏ
- vàng
Hồng - vàng
đ
ỏ
- vàng
1.2.3. Ứng dụng của XO
XO là thuốc thử truyền thống được sử dụng rộng rãi để xác định các kim loại
đ
ể
xác định nhanh kẽm trong dược phẩm Karel.S and Ivan.J, đã dùng XO và
xetylpiridinclorua. Dựa trên phản ứng màu của Zn
2+
với XO, dùng xetylpiridinclorua
làm cation kim loại hoạt động bề để xác định được tỉ lệ ion kim loại: thuốc thử, chất
hoạt động bề mặt là 1: 2 : 4 ở pH = 5,0 ÷ 6,0, hình thành phức bậc 3, bước sóng hấp thụ
cực đại λ
max
= 580 nm. Phản ứng xảy ra nhanh ở nhiệt độ phòng. Hằng số tạo phức
K = 1,05.10
10
, khoảng tuân theo định luật Beer là 1- 20mg Zn
2+
/25ml với hệ số hấp thụ
phân tử gam 1,1.10

4
l.mol
-1
.cm
-1
, phương pháp được áp dụng để định lượng Zn
2+
có độ
đúng phù hợp, độ lệch chuẩn tương đối tốt (<2%).
XO là một trong những chất chỉ thị màu kim loại đầy hứa hẹn nó đã được nhiều
tác giả sử dụng trong nhiều công trình nghiên cứu thực nghiệm. Tuy nhiên độ bền
trong nước có hạn, sự phân hủy của nó làm mất dần hoặc mất hẳn tính chất tạo hợp
chất màu với kim loại, đều này có thể quan sát rõ trong các phản ứng màu.
PHẦN 2
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN C
Ứ
U
2.1. Các phương pháp nghiên cứu phức chất
2.1.1. Các phương pháp trắc quang xác định thành phần của
ph
ứ
c
2.1.1.1. Phương pháp tỉ số mol
- Nguyên tắc: bản chất của phương pháp là thiết lập sự phụ thuộc A vào nồng độ
của một thành phần nào đó trong khi nồng độ thành phần kia cố định.
- Cách tiến hành:
Với phản ứng tạo phức:
m M
n +
+ n R

m -
M
m
R
n
+ Chuẩn bị dãy dung dịch màu sao cho nồng độ C
M
= const (hoặc C
R
= const),
C
R
(hoặc C
M
) khác nhau và tăng dần ở điều kiện tối ưu.
+
đ
o
mật độ quang A của các dung dịch, rồi biểu diễn sự phụ thuộc
A = f(C
R
/C
M
) hoặc A = f(C
M
/C
R
)
A
Phức bền

Phức không bền
x
C /C
(C /C )
R M M R
Hình 2.1.
đ
ồ
thị biểu diễn sự phụ thuộc A vào C
R
/C
M
(C
M
/C
R
)
Ta có: x = C
R
/C
M
= n/m hay x = C
M
/C
R
= m/n
2.1.1.2. Phương pháp đồng phân tử gam
- Nguyên tắc: phương pháp dựa trên việc xác định tỉ số các nồng độ đồng phân tử
của các chất tác dụng tương ứng với hiệu suất cực đại của phức tạo thành.
- Cách tiến hành:

+ Pha các dung dịch M và R có nồng độ ban đầu như nhau.
+ Trộn hai chất đó theo tỉ lệ thể tích khác nhau sao cho tổng thể tích là không
đổi (V
M
+V
R
= const), do đó C
M
+C
R
= const ở điều kiện tối ưu.
+ Tiến hành đo mật độ quang các dung dịch. Sau đó xây dựng đồ thị biễu diễn
sự phụ thuộc:
A = f(V
M
/(V
R
+V
M
)) hoặc A = f(C
M
/(C
M
+C
R
))
A = f(V
M
/V
R

) hoặc A = f(C
M
/C
R
)
A
Phức bền
Phức kém bền
x
V
M
/(V
M
+V
R
)
Hình 2.2.
đ
ồ
thị biểu diễn sự phụ thuộc mật độ A vào V
M
/(V
R
+V
M
)
2.1.1.3. Phương pháp hiệu suất tương đối ( Staric- Barbanel)
- Nguyên tắc: Phương pháp này dựa trên phương trình tổng đại số các hệ số tỉ
lượng của phản ứng, phương trình này đặc trưng cho thành phần của hỗn hợp cân bằng
trong điểm có hiệu suất tương đối cực đại (tỉ số cực đại của các nồng độ sản phẩm phản

ứng và nồng độ ban đầu biến thiên trong một số chất tác dụng).
Dùng phương pháp này có thể xác định được thành phần của phức tạo được theo
bất kì tỉ lệ nào.
đối
với phản ứng tạo phức:
mM
n+
+ nR
m-
M
m
R
n
Khi C
M
= const, C
R
biến thiên thì phương trình Barbanel có dạng:
C
C

M
K

m
n

1
m

n

1
- Cách tiến hành:
+ Chuẩn bị hai dãy dung dịch
Dãy 1: C
M
= const,C
R
thay đổi
Dãy 2: C
R
= const, C
M
thay đổi
+
đ
o
mật độ quang của các dung dịch đã chuẩn bị và xác định độ lệch mật độ
quang ra khỏi cộng tính (nếu ở bước sóng đã chọn không có cấu tử nào của hệ ngoài
phức hấp thụ ánh sáng thì A =A
hh
)
+ Tìm A
gh
: giá trị cực đại A tương ứng với các giá trị giới hạn của nồng độ của
phức tạo được)
C

Kgh

C
M
hayC
m
C

R

K
g
h

n
+ Xây dựng các đường cong biểu diễn mối quan hệ giữa:
C
K
và
C
R
C
K
C
gh
( hoặc
A
và
C
R
A
) ở C

A
gh
= const m
1
1-
A
A
gh
C

K
v
à
C

K
(hoặc
A
và
A
) ở C
= const
C
M
C
gh
C
M
A
gh

M
R
+ Sau khi xác định hoành độ tương ứng với các cực đại trên đường cong tương
đối với 2 dãy thực nghiệm ta tính các hệ số m, n như sau:
C
K
ho
ặc
C
R
A
A
gh
n 1
m n 1
(ở C
M
= const
và
A
=
max)
C
R
C
K
C
gh
hoặc
A

A
gh
m 1
m n 1
(ở C
R
= const và
A
= max)
C
M
C
K
(
A
)
C
R
C
R
M
3
R
2
MR
2
MR
3
M
2

R
2
M
2
R
3
MR
M
2
R
Lưu ý:
0
0,5
1,0
Hình 2.3.
đ
ườ
ng
cong
hiệu suất
tương đối
C
K
(
C
gh
A
)
A
gh

- Khi xác định thành phần của phức M
m
R ta chỉ xây dựng đường cong thực
nghiệm hiệu
suất tương đối
biểu diễn sự
phụ thuộc
A
vào
A
ở C
= const, lúc đó
n
1
1-
A A
gh
M
(ở
A
= max)
C
R
C
R
A
gh
- Khi xác định thành phần phức M
m
R thì tương tự ta dùng đường cong hiệu suất

tương đối biểu diễn sự
phụ thuộc giữa
A
và
C
M
A
ở CR = const.
A
gh
Lúc đó m
1
1-
A A
gh
(ở
A
C
M
= max)
2.2. Kĩ thuật thực nghiệm
2.2.1. Dụng cụ và thiết bị nghiên
c
ứ
u
- Máy quang phổ kế Spectrophocometer CL4250, Motcic-
đ
ức
- Cuvet 1cm×1cm
- Cân phân tích có độ chính xác đến 0,1 mg

- Các loại bình định mức, bình tam giác, pipet, ….
2.2.2. Hóa
ch
ấ
t:
- HNO
3
65%
- Dung dịch NH
3
loãng
- NaOH
- KNO
3
để điều chỉnh lực ion µ = 0,1.
- Bi(NO
3
)
3
- XO
2.2.3. Cách tiến hành thí nghiệm
Pha chế dung dịch gốc XO (10
-3
M)
Dung dịch XO được pha từ dạng muối loại PA Trung Quốc. Cân chính xác một
lượng thuốc thử XO (C
31
H
28
O

13
N
2
SNa
4
, M = 760,59 đvC) trên cân phân tích, sau đó
hòa tan bằng nước cất, định mức đến vạch, lắc kỹ. Kiểm tra độ phân hủy trong nước
bằng cách đo mật độ quang. Các dung dịch dùng để nghiên cứu hàng ngày được pha
chế từ dung dịch gốc này.