nghiên cứu ứng dụng phức chất của fe, co, ni, cr và ti với một vài axit cacboxylic tạo màu trang trí

1
MỞ ĐẦU

Cùng với sự phát triển không ngừng của nền kinh tế thì nhu cầu trong
cuộc sống của con người về trang trí gốm sứ ngày càng cao, đặc biệt là yêu
cầu về trang trí thẩm mĩ càng được quan tâm và chú trọng. Có nhiều phương
pháp tạo màu trang trí cho gốm sứ như vẽ thủ công, dán decal giấy hoặc decal
hấp, phương pháp trang trí trên men, dưới men Phương pháp sử dụng decal
in sẵn hoa văn trang trí có nhiều ưu điểm như: có thể sản xuất hàng loạt, đơn
giản, giá thành hạ, có nhiều mẫu mã đa dạng được thiết kế sẵn.
Trên thế giới, việc sử dụng các chất màu để trang trí cho gốm sứ bằng
công nghệ in lưới đã được nghiên cứu và đưa vào ứng dụng, nhưng kết quả
nghiên cứu còn đang được giữ bí mật [ ]
Ở nước ta, tại các cơ sở sản xuất gốm sứ nổi tiếng như Nhà máy
gốm sứ Hải Dương, làng nghề Bát Tràng đã trang trí cho gốm sứ bằng
phương pháp in decal. Tuy nhiên, chất màu được sử dụng hoàn toàn phải
nhập ngoại nên giá thành sản phẩm cao. Vì vậy, việc nghiên cứu các chất
màu có thể sử dụng in decal để trang trí cho gốm sứ là một vấn đề cần
thiết.
Dung dịch các phức chất kim loại chuyển tiếp dãy 3d với phối tử là
các axit hữu cơ thông dụng như axit fomic, oxalic, tactric, xitric, có màu
sắc đa dạng có thể dùng làm dung dịch màu in decal để trang trí cho gốm
sứ. Phức chất của chúng tuy đã được nhiều nhà khoa học nghiên cứu từ lâu,
tuy nhiên cho đến nay vẫn chưa đầy đủ và hệ thống bởi sự tạo phức của các
kim loại chuyển tiếp rất phong phú và đa dạng, phụ thuộc nhiều vào điều
kiện tổng hợp [ ]
Do đó việc nghiên cứu tìm điều kiện tổng hợp phức chất Fe, Co, Ni, Cr
và Ti với phối tử xitrat, tactrat, axetat nghiên cứu cấu tạo, tính chất của chúng
vẫn còn là vấn đề cần thiết. Chính vì vậy chúng tôi chọn đề tài:

2
“Nghiên cứu ứng dụng phức chất của Fe, Co, Ni, Cr và Ti với một vài
axit cacboxylic tạo màu trang trí cho gốm sứ bằng phương pháp in decal”.
Để thực hiện đề tài chúng tôi đặt ra các nhiệm vụ sau:
1. Tổng quan tình hình tổng hợp, nghiên cứu tính chất các phức chất của
coban và titan với axit xitric, các phương pháp tạo màu trang trí cho gốm sứ.
2. Tổng hợp và khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tổng hợp các
phức chất nhằm thu được các phức chất có hiệu suất cao.
3. Xác định thành phần, cấu tạo và tính chất của một số phức chất thu
được bằng các phương pháp hóa lí, vật lí và hóa học.
4. Điều chế các chế dung dịch màu có chứa các phức chất của Fe, Co,
Ni, Cr và Ti.
5. Thử nghiệm sử dụng dung dịch màu in decal.
6. Thử nghiệm dùng decal tạo màu trang trí cho gốm sứ.










3
CHƯƠNG I

TỔNG QUAN TÌNH HÌNH TỔNG HỢP, NGHIÊN CỨU TÍNH

CHẤT VÀ ỨNG DỤNG CÁC PHỨC CHẤT XITRAT CỦA Co VÀ Ti

I.1. TỔNG QUAN TÌNH HÌNH TỔNG HỢP, NGHIÊN CỨU TÍNH
CHẤT CÁC PHỨC CHẤT
Axit xitric (HOOC-CH
2
-C(OH)(COOH)-CH
2
-COOH, kí hiệu là H
3
Cit)
là hợp chất hữu cơ đa chức và tạp chức, trong công thức cấu tạo có 3 nhóm
COOH, 1 nhóm OH. Phối tử này có khả năng tạo phức rất phong phú, đa dạng,
phụ thuộc nhiều vào điều kiện tổng hợp. Chúng có thể liên kết với nguyên tử
kim loại trung tâm qua nguyên tử oxi của nhóm cacboxyl hoặc của nhóm
hidroxyl, hoặc có thể làm nhiệm vụ cầu nối tạo phức đa nhân. Vì vậy phức chất
của axit xitric với các ion kim loại Ti và Co có thể là phức chất đơn nhân hoặc
đa nhân, có tỉ lệ thành phần kim loại : gốc xitrat là 1:1, 1:2 hoặc 1:3 , tùy
thuộc vào pH mà có sự tách các proton ở các vị trí khác nhau của axit xitric.
I.1.1. Phức chất titan xitrat.
Theo tài liệu [17] các tảc giả đã tổng hợp được dãy các phức chất titan
xitrat Na
3
[Ti(H
2
Cit)
2
(HCit)].9H
2
O (1), K

4
[Ti(H
2
Cit)(HCit)
2
].4H
2
O (2),
K
5
[Ti(HCit)
3
].4H2O (3) và Na
7
[TiH(Cit)
3
].18H
2
O (4). Phức chất (1) được
điều chế bằng cách cho muối titan clorua vào dung dịch axit xitric 1M, tỉ lệ
ion titan: axit = 1:3. Điều chỉnh pH của hỗn hợp bằng dung dịch NaOH 1M
đến giá trị 3. Thêm etanol để kết tinh phức chất. Phức chất (2), (3) cũng được
điều chế tương tự, nhưng thay cho việc dùng NaOH người ta dùng dung dịch
KOH 1M để điều chỉnh pH của hỗn hợp. Phức chất (4) được tổng hợp từ titan
n-butoxit với cách thức phức tạp hơn bởi phải cất quay hỗn hợp phản ứng để
thu được phức chất. Các tác giả đã dùng các phương pháp đo phổ hồng ngoại,
phổ hấp thụ electron, phổ cộng hưởng từ proton, cộng hưởng từ C
13
, X-ray, từ
đó xác định được cấu trúc và sự chuyển hoá của các phức chất như trên hình

1.1


4


Các tác giả [16] đã thu được các dung dịch titan xitrat từ các phản ứng
giữa axit xitric với titan n-propanoxit với các tỉ lệ khác nhau. Với tỉ lệ axit:ion
titan≤2 trong điều kiện kết tinh chậm thu được một phức chất titan oxo-xitrat
không tan trong nước có công thức Ti
8
O
10
(Cit)
4
(H
2
O)
12
·14H
2
O·3HOPr
i
. Phân
tích bằng X-ray đơn tinh thể đã chỉ ra cấu trúc lõi Ti
8
O
10
. Phối tử xitrat đưa cả
nhóm cacboxyl và nhóm ankoxyl để liên kết với nguyên tử titan, đồng thời tạo

ra một cấu trúc bền với dạng vòng càng và liên kết cầu nối. Phức chất này dễ
mất nước tạo ra dạng bột không có cấu trúc tinh thể, không tan trong nước.
Người ta kiểm tra dạng chất đehydrat hoá này bằng phổ cộng hưởng từ C
13
. Kết
quả vẫn cho thấy có liên kết giữa kim loại titan với nhóm cacboxylat.
Theo các tác giả ở tài liệu [26] một số phức chất khác của Ti(IV) với
phối tử axit xitric là:
Na
6
[Ti(C
6
H
4.5
O
7
)
2
(C
6
H
5
O
7
)].16H
2
O,
Na
3
(NH

4
)
3
[Ti(C
6
H
4.5
O
7
)
2
(C
6
H
5
O
7
)].9H
2
O,
Hình 1.1: Chuyển hoá giữa các phức chất và cấu trúc
c
ủa (3)



5
Được tổng hợp từ muối Ti(IV) clorua và dung dịch axit xitric, dùng
dung dịch kiềm( NaOH hoặc NH
3

, NaOH) để chỉnh pH đến pH=6, cho tiếp
rượu lạnh, để trong điều kiện lạnh ở 4
o
C thu được tinh thể không màu. Sử
dụng các phương pháp phổ: IR,
13
CNMR, X-ray đã xác định được cấu trúc
anion phức (hình 1.2)

Hình1. 2: Cấu trúc của anion [Ti(C
6
H
4.5
O
7
)
2
(C
6
H
5
O
7
)]
6-
Mặt khác, theo tài liệu [25] các tác giả đã tổng hợp được phức 2 nhân
của Ti với axit xitric. Phức chất này được điều chế từ dung dịch TiCl
4
với axit
xitric, điều chỉnh pH bằng NH

3
đến pH = 4,5, thêm từ từ dung dịch H
2
O
2
30%
thu được dung dịch màu đỏ. Cho tiếp rượu lạnh, sau vài ngày để trong tủ lạnh
thu được tinh thể màu đỏ, có công thức : (NH
4
)
4
[Ti
2
(O
2
)
2
(C
6
H
4
O
7
)
2
].2H
2
O
Quá trình tổng hợp phức trên được mô tả bằng phương trình phản ứng sau:
C

COOH
COOH
COOH
HO
CH
2
CH
2
H
2
O
2
OH
NH
3
[Ti
2
(O
2
)
2
(C
6
H
4
O
7
)
2
]

Cl H
2
O
TiCl
4
+
+
-
12
2
4-
+
8
-
2
+
+
22

Dựa theo các kết quả đo phổ UV-Vis, FT-IR, FT- và laser- Raman,


6
NMR, nhiễu xạ tia X. Các tác giả đã đưa ra được cấu tạo anion phức như
hình 1.3.
Như vậy, titan có khả năng tạo phức với axit xitric theo nhiều tỉ lệ khác
nhau, có thể tạo thành phức chất đơn nhân hoặc đa nhân có nhiều ý nghĩa
trong khoa học cũng như thực tiễn.

Hình 1.3: Cấu tạo của anion phức [Ti

2
(O
2
)
2
(C
6
H
4
O
7
)
2
]
4-

I.1.2. Phức chất coban xitrat.

Trong công trình [29], phổ hấp thụ hồng ngoại của các phức citrat và
tactrat của Co đã được nghiên cứu. Trong các phức chất của Co với tactrat và
xitrat tỉ lệ mol của ion kim loại: phối tử là 1:1. Các phức tạo thành có đặc tính
anion với điện tích là (-1) trong vùng axit yếu và (-2) trong vùng kiềm. Trong
các phổ của phức chất Co với axit xitric tách ra từ môi trường có pH=1 có các
vân hấp thụ ở 1710 và 1420cm
-1
, cho thấy rằng kim loại chỉ thay thế một
phần các hidro của các nhóm cacboxylic. Còn ở các phức chất tách ra ở
pH=6, 12 trên phổ hồng ngoại đều thấy có vân hấp thụ mạnh ở 1600 và
1400cm
-1

cho thấy có sự thay thế hoàn toàn các hidro axit. Kết quả nghiên
cứu cũng cho thấy, trong các phức chất tách ra ở pH= 12 không có vân hấp
thụ ở 3450cm
-1
và so sánh ở vùng 1300 800cm
-1
cho thấy đã có sự thay thế
hidro của nhóm ancol. Phức chất dạng này cũng đã được tác giả ở công trình
[30] tổng hợp và xác định cấu tạo.Trên cơ sở phân tích hóa học các hợp chất
tách ra, các dữ liệu nghiên cứu sự chuyển dịch ion, sự xác định dấu và điện


7
tích, các kết quả phổ hồng ngoại tác giả đề nghị công thức cấu tạo các phức
chất của Co với axit xitric như sau:
CH
2
COO
C
OH
COOH
CH
2
COO
Ni
CH
2
COO
C
OH

COO
CH
2
COO
Ni
Na
CH
2
COO
C
O
COO
CH
2
COO
Ni
Na
2

pH=1 pH=6 pH=12
Nếu như trong các tài liệu trên cho rằng giữa Co và axit xitric không có
sự hình thành phức chất đa nhân thì trong một số công trình bằng các phương
pháp nghiên cứu truyền thống ( phổ IR, phổ hấp thụ electron .) kết hợp với
nhiễu xạ tia X đơn tinh thể kèm theo phần mềm xử lí, đã cho biết nhiều kết
quả rõ ràng hơn về cấu trúc của các phức chất xitrat, đặc biệt là có sự hình
thành các phức chất xitrat có cấu trúc đime hoặc polime.
Năm 2003, Kotsakis [31] đã tổng hợp được phức chất coban xitrat có
cấu trúc đime (Hình 1.4) bằng cách cho muối Co(II) tương tác với anhidrit
của axit xitric, pH của dung dịch cũng được điều chỉnh đến 5. Tinh thể thu
được có công thức M

2
[Co(C
6
H
5
O
7
)(H
2
O)
2
]
2
.6H
2
O ( M là Na hoặc K). Kết quả
đo từ tính cho thấy giá trị momen từ hiệu dụng là 3,78 µB và như vậy có sự
tương tác, trao đổi tính phản sắt từ nhỏ giữa các ion Co(II).

Hình 1.4: Cấu trúc không gian của tinh thể phức chất
[Co
2
(C
6
H
5
O
7
)
2

(H
2
O)
4
]
2-



8
I.2. XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN PHỨC BẰNG PHƯƠNG PHÁP
TRẮC QUANG
Có rất nhiều phương pháp xác định thành phần phức chất: phương pháp
hệ đồng phân tử gam, phương pháp tỉ số mol, phương pháp chuyển dịch cân
bằng, phương pháp đường thẳng Amust, phương pháp Staric – Bacbanel…
Tuỳ theo từng loại phức mà sử dụng các phương pháp khác nhau.
I.2.1 Phương pháp tỉ số mol
Phương pháp tỉ số mol ( phương pháp đường cong bão hòa) dựa trên
việc xây dựng đồ thị sự phụ thuộc của mật độ quang (A) vào sự biến thiên
nồng độ của một cấu tử khi cố định nồng độ của một cấu tử còn lại.
Nếu phức bền thì đồ thị thu được gồm hai đường thẳng cắt nhau, tỉ số
nồng độ C
M
/C
R
hoặc C
R
/C
M
tại điểm cắt chính là hệ số tỉ lượng của các cấu

tử tham gia tạo phức (đường 1)
Trong trường hợp phức kém bền thì ta thu được đường cong (đường 2).
Để xác định hệ số tỉ lượng ta phải ngoại suy bằng cách kéo dài 2 nhánh của
đường cong cắt nhau tại một điểm. Tỉ số nồng độ C
M
/C
R
hoặc C
R
/C
M
tại điểm
cắt chính là hệ số tỉ lượng của các cấu tử tham gia tạo phức
Phương pháp này tiến hành cả hai trường hợp
a) Khi C
M
= const, C
R
biến đổi
b) Khi C
R
= const, C
M
biến đổi

9


C
M
/C
R
C
M
/C
R
II.2.2 Phương pháp chuyển dịch cân bằng
Phương pháp này dùng để xác định thành phần phức đơn nhân, ở một
nồng độ cố định của kim loại M
n+
, nếu ta tăng dần nồng độ của phối tử HR thì
cân bằng sẽ chuyển dịch sang phải trong phản ứng sau:
M + nHR ↔ MR
n
+ nH
+
K
cb

M: ion kim loại tạo phức
HR: thuốc thử

Theo định luật tác dụng khối lượng ta có: K
cb
=
n
n
n
HRM
HMR
]].[[
]].[[
(1.1)
→ Suy ra [MR
n
]/[M] = K
cb
.[HR]
n
/[H]
n
(1.2)
Lấy logarit 2 vế của (1.2) ta được:
Lg([MR
n
]/[M]) = lgK
cb
+ npH + nlg[HR] (1.3)
Nồng độ phức tỉ lệ thuận với mật độ quang của phức ∆A
i

Nồng độ của ion kim loại [M] = C

M
– [MR
n
] tỉ lệ thuận với (∆A
gh
- ∆A
i
)
→ lg
][
][
M
MR
n
= lg
igh
i
AA
A
∆−∆
∆
(1.4)
Xây dựng đường cong bão hòa để xác định ∆A
gh
giống như phương
pháp tỉ số mol
Từ (1.3) ta có : lg
igh
i
AA

A
∆−∆
∆
= lgK
cb
+ npH + nlg[HR] (1.5)
Ở nhiệt độ xác định và pH không đổi đặt LgK
cb
+ npH = a = const ta được
lg
igh
i
AA
A
∆−∆
∆
= a + nlg[HR]
vì C
R
>> C
M
nên lg[HR] = lgC
HR
(1.6)
Xây dựng đồ thị phụ thuộc lg
igh
i
AA
A
∆−∆

∆
vào lgC
HR
ta xác định được n

10
Ở đây ∆A
gh
là giá trị giới hạn của mật độ quang khi tiến hành thí
nghiệm xây dựng đường cong bão hòa ∆A = f(C
R
/C
M
)
Để xác định hệ số tỉ lượng n ta sử dụng phần biến thiên của ∆A
i
với
C
HR
và sử dụng đồ thị :
lg
igh
i
AA
A
∆−∆
∆
= f(lgC
HR
) (1.7)

Sau đó xử lí thống kê để tính tga = n



tgα
tgα = n
lgC
HR

Hình 1.5: Đồ thị phương pháp chuyển dịch cân bằng
II.2.3 Phương pháp hệ đồng phân tử gam.
Phương pháp này dựa trên việc xây dựng đồ thị sự phụ thuộc ∆A vào
C
M
/C
R
hoặc V
M
/V
R
với tổng nồng độ C
M
+ C
R
= const, tổng thể tích V
M
+
V
R
= const. Đồ thị có cực đại. Với phức bền thì hai đường thẳng cắt nhau tại

(1), phức kém bền thì đồ thị là một đường cong (2), ngoại suy để tìm cực đại
bằng cách kéo dài hai nhánh của đường cong đến cắt nhau, đây chính là điểm
cực đại. Tỉ số C
M
/C
R
hoặc V
M
/V
R
tại điểm cực đại sẽ ứng với tỉ lệ các hệ số tỉ
lượng của hai cấu tử trong phức.
∆A

(1) Phức bền
(2) Phức kém bền




lg
igh
i
AA
A
∆−∆
∆


(1)

(2)

11
C
M
/C
R

Hình 1.6: Đồ thị phương pháp hệ đồng phân tử gam

I.3. CÁC PHƯƠNG PHÁP TẠO MÀU TRANG TRÍ CHO GỐM SỨ
Từ lâu việc trang trí tạo màu cho các sản phẩm gốm sứ đã được các nhà
nghiên cứu đặc biệt chú ý. Từ trước đến nay người ta thường dùng các hình
thức trang trí như:
 Nhuốm màu xương sản phẩm rồi nung. Phương pháp này thường
được dùng đối với hàng đất và sành.
 Vẽ, in decal, hoặc dán hoa lên sản phẩm đã tráng men và đã nung
chảy chúng. Hình thức này được gọi là phương pháp trang trí trên men.
 Vẽ, in decal lên sản phẩm sau đó tráng men và nung lại sản phẩm.
Hình thức này gọi là vẽ trong men vì lớp màu trang trí sẽ chảy ra và nằm cùng
với lớp men.
 Đôi khi có thể dùng chất màu cho bay hơi bám lên sản phẩm ở giai
đoạn xương nung kết khối để tạo men màu (tương tự như tráng men muối).
Hình thức này ít dùng vì không kinh tế.
 Đơn giản hơn cả là dùng chất màu để tạo men màu, men kết tinh
hoặc các loại men dễ chảy để trang trí sản phẩm.
Theo tác giả [9] các chất màu của gốm sứ là những oxit kim loại khi tác
dụng với silic, Al
2
O

3
, B
2
O
3
ở nhiệt độ cao tạo thành các silicat, aluminat,
borat hoặc các spinen nhuộm màu. Khả năng nhuộm màu của các oxit kim
loại phụ thuộc nhiều vào hóa trị cũng như số phối trí của các kim loại đó
trong các hợp chất tạo màu. Mặt khác chế độ nhiệt và môi trường cũng có ảnh
hưởng rất lớn đến khả năng nhuộm màu của các hợp chất tạo màu. Hiện
tượng này thường gặp đối với các oxit đa hóa trị như oxit crom, oxit niken,
oxit sắt Nhiều loại silicat màu có những màu tươi và đáp ứng ở nhiệt độ 900-
1000
o
C nhưng khi nung ở nhiệt độ cao lại trở nên xám bẩn hoặc bị bạc màu,

12
mất bóng. Một số màu chỉ xuất hiện trong môi trường khử, ngược lại có
những màu chỉ xuất hiện trong môi trường oxi hóa. Có một số oxit bản thân
không có màu nhưng lại có vai trò quan trọng trong khả năng phát màu của
chế phẩm trên gốm sứ.
Ví dụ:
 Al
2
O
3
bản thân không phát màu nhưng trong men màu lam khi tăng
hàm lượng Al
2
O

3
làm cho màu lục của Cr
2
O
3
sáng lên và có ánh vàng.
 Màu của hợp chất coban thường thể hiện màu xanh nhạt đến màu
lam. Còn cho vào men 4% CoO, 3% Fe
2
O
3
, 3% Cr
2
O
3
thu được men màu đen.
 Trong môi trường oxi hóa, oxit sắt có từ màu vàng chuyển sang nâu
đỏ, đến đỏ rượu vang và sang nâu. Trong môi trường khử có các màu khác
nhau từ xanh xám đến xanh đen.
 Màu của oxit niken thường cho màu nâu nhạt đến màu vàng, nhưng
có lẫn molypden, vanadi dễ tạo ra màu nâu xanh đến nâu đỏ.
Men được điều chế từ cao lanh, phenspat, thạch anh, oxit chì (PbO hay
Pb
3
O
4
) và oxit tạo màu nếu cần. Người ta nấu chảy hỗn hợp của những
nguyên liệu đó thành thủy tinh rồi nghiền nhỏ với nước thành một huyền phù.
Khi nhúng sản phẩm vào huyền phù men, bề mặt sản phẩm được phủ một lớp
men mỏng và mịn. Sấy khô và nung sản phẩm ở nhiệt độ thích hợp đủ để cho

men nóng chảy thành lớp thủy tinh bao bọc kín bề mặt sản phẩm.
Men có hai loại: men trong suốt và men mờ. Men mờ khác với men
trong suốt ở chỗ trong thành phần có thêm thiếc đioxit (SnO
2
) là chất làm cho
men trở nên đục. Men trong suốt dùng để phủ ngoài các đồ gốm như sứ, men
mờ được dùng để phủ ngoài đồ sắt. Loại men này thường phải tráng hai, ba
lớp. Dù là men trong suốt hay men mờ, tác dụng chính của men là làm cho
các sản phẩm chịu được hóa chất, nâng cao tính chất cơ lí và tính cách điện,
làm cho bụi bặm không bám vào sản phẩm và vẻ đẹp của sản phẩm tăng lên.

13
Nguyên liệu chủ yếu để làm đồ gốm là đất sét và cao lanh. Đất sét là
sản phẩm phân hủy của các silicat thiên nhiên dưới tác dụng của những tác
nhân khí quyển, chủ yếu là nước và khí cacbonic. Nó gồm các khoáng sét
như caonilit (Al
2
O
3
.2SiO
2
.2H
2
O), montmorilonit (AlSi
2
O
5
(OH).xH
2
O) và

galoazit (Al
2
O
3
.2SiO
2
.2H
2
O) và các tạp chất như cát, oxit sắt Cao lanh
gồm chủ yếu caolinit và được tạo nên do quá trình phong hóa của phenspat
orthoclazo. Cao lanh tinh khiết có màu trắng, sờ thấy mịn. Đất sét dùng
làm đồ gốm khác với cao lanh ở chỗ dẻo và chứa nhiều tạp chất hơn, khi
nhào trộn với nước, đất sét tạo thành khối nhão dễ tạo hình và hình được
giữ nguyên sau khi sấy khô. Loại đất sét có nhiệt độ nóng chảy trên 1650
o
C
gọi là đất sét chịu lửa. Đất sét hay cao lanh được tinh chế rồi làm hỗn hợp
nguyên liệu và tạo hình bằng các phương pháp nặn, ép và đúc, làm khô rồi
sấy, nung ở nhiệt độ cao rồi trang trí sản phẩm.
Việc tạo màu cho gốm sứ bao gồm các bước sau:
1. Phối liệu tạo màu thường được nghiền mịn và trộn trong máy nghiền
bi ướt (hoặc khô). Cách này thường dùng để tạo màu dưới men. Người ta
cũng có thể tách các kết tủa của các hỗn hợp kim loại sau khi hòa tan nó vào
nước. Cách này thường dùng để tạo màu trên men.
2. Phối liệu sau khi chuẩn bị như trên được nung đến nhiệt độ thích hợp
cho sự phát màu tùy theo từng loại màu. Ví dụ: màu chứa oxit sắt không nung
quá 1200
o
C, màu chứa oxit đồng không nung quá 1050
o

C hầu hết các màu
dưới men thường được nung từ 1200-1300
o
C.
3. Sau khi nung các tảng màu hình thành được nghiền mịn, rửa sạch.
4. Đối với màu dưới men thường pha thêm vào chất màu 30-40% men
sứ và 5-10% đất sét dẻo đối với màu trên men và trong men thường pha thêm
các chất chảy phù hợp.
Màu dưới men cần phải đáp ứng những yêu cầu sau :

14
• Có độ liên kết nhất định để có thể dùng để vẽ hoặc in được.
• Bám chắc vào xương (có chứa một tỉ lệ chất chảy nhất định)
• Có thể phun được mà không gây tắc súng phun.
• Bền với nhiệt độ trong khoảng tương đối rộng.
• Không tan hay tan rất ít vào men.
Màu trên men cần phải đáp ứng những yêu cầu sau: Loại màu này
thường được nung ở nhiệt độ 600-800
o
C sau khi đã vẽ lên lớp men của sản
phẩm đã nung. Bản chất của màu này tương tự màu dùng cho sành, nó gồm 2
phần: chất màu và chất chảy. Chất màu thường được sản xuất bằng cách cho
kết tủa các hợp chất hòa tan vào nước hoặc các dung môi. Chất này là thủy tinh
có khả năng nóng chảy ở nhiệt độ thấp. Chất chảy có tác dụng làm chất màu
chảy lỏng. Chất màu được sản xuất từ việc trộn các oxit kim loại khan với chất
chảy đã nung. Nghiền thành bột sau đó pha với dầu Terpentil và dầu có độ sánh
cao đi từ nhựa thông. Tỉ lệ chất chảy và màu thường là 1:1 cho đến 1:4.
Để tạo màu trang trí cho gốm sứ người ta cũng sử dụng nhiều phương
pháp khác nhau. Một trong những phương pháp truyền thống vẫn đang được
sử dụng hiện nay là dùng bột màu, đặc biệt là các oxit vô cơ trộn với phối

liệu trước khi nung. Sản phẩm thu được được tạo màu trên toàn bộ bề dày
của nó. Thực tế các sản phẩm gốm sứ lại chỉ cần lớp màu trang trí bên ngoài
hoặc ở trên bề mặt vì vậy lượng bột này ở bên trong là không cần thiết.
Công nghệ in lưới ra đời khắc phục các nhược điểm trên và kèm theo nhiều
ưu điểm hơn hẳn. Lượng hóa chất màu cần cho in lưới rất ít, đồng thời mở ra
khả năng đa dạng hóa mẫu mã sản phẩm và có thể đưa vào tự động hóa làm
tăng năng suất sản phẩm.
Hiện nay, ở nước ta và trên thế giới đã sản xuất gốm sứ theo hướng
này. Công nghệ in lưới có thể sử dụng hai loại chất màu. Một loại sử dụng
bột màu vô cơ đem trộn với keo phụ trợ để in decal. Loại chất màu thứ hai

15
được sử dụng đó là dung dịch màu. Ở nước ta, tại làng nghề gốm sứ Bát
Tràng và nhà máy gốm sứ Hải Dương đã và đang trang trí cho gốm sứ hàng
loạt bằng decal tạo ra các sản phẩm như cốc, chén, bát, bình hoa , tuy nhiên
các chất màu đang sử dụng hiện nay hoàn toàn phải nhập ngoại do đó mà giá
thành sản phẩm cao. Vì vậy, vấn đề chất tạo màu trang trí cho sản phẩm gốm
sứ đang là nhu cầu cần thiết.
Chất tạo màu sử dụng trong in lưới trên sản phẩm gốm sứ được pha chế
từ các bột oxit phối trộn với phụ trợ dạng keo có thể là gelatin và glixerin
hoặc keo thực vật, theo tỉ lệ xác định tạo thành một hỗn hợp đồng nhất được
gọi là mực. Mực này được in trên giấy (loại giấy này được gọi là decal) qua
bộ lưới đã có hoa văn trang trí, sau khi decal khô đã có hoa văn cần trang trí.
Sau khi thu được decal này người thợ chỉ làm rất đơn giản đó là dán lên trên
xương gốm, tráng men và nung (phương pháp dưới men) sẽ thu được sản
phẩm. Phương pháp này tiến hành đơn giản, tốn ít chất màu hơn, đa dạng hóa
màu sắc, độ bền màu cao Tuy nhiên khả năng phát màu sau khi nung phụ
thuộc vào nhiều yếu tố như thành phần chất màu, keo, thành phần xương
gốm, chất lượng của decal, nhiệt độ, môi trường nung
Việc nghiên cứu chế phẩm màu đã thu hút sự quan tâm của nhiều hãng

sản suất trên thế giới. Nhưng tất cả đều được giữ bí mật về cách thức điều chế
và pha chế.
Dung dịch màu đầu tiên có áp dụng trong lĩnh vực gốm sứ là dung dịch
muối vô cơ của kim loại chuyển tiếp từ nhóm IV đến nhóm VIII (paten
DE2012304) dùng nhuộm màu cho sản phẩm gốm, nung ở 800- 1400
o
C, sau đó
ion cùng màu được sử dụng dưới dạng muối hữu cơ hoặc phức chất. Dung dịch
nước của các dẫn xuất hữu cơ của coban, crom, niken có thể sử dụng để thu
được các màu xanh, lục hoặc màu be tương ứng trên thành phẩm.
Cũng nghiên cứu trong lĩnh vực này, trong tài liệu [27] Vignali
Graziano lại sử dụng các hợp chất vô cơ và hữu cơ của Cr và W hoặc Cr và

16
Sb, hoặc Cr và Zn, hoặc Cr và Mn trong dung môi nước hoặc rượu nước để
tạo màu từ vàng đến hung đỏ cho gốm sứ. Kết quả cho thấy màu sắc phụ
thuộc rất nhiều vào tỉ lệ các cặp ion kim loại. Trong paten này xương gốm đã
được cho thêm 1- 10% TiO
2
hoặc Al(OH)
3
.
Một số dung dịch muối vô cơ như muối clorua, sunfat, nitrat của các
kim loại có thể phù hợp về màu sắc cho gốm sứ, nhưng nhược điểm lớn là
trong quá trình thiêu kết giải phóng ra các chất độc hại cho môi trường, phá
huỷ máy móc thiết bị. Vì vậy các hợp chất được dùng là muối amoni hoặc
muối kim loại kiềm, kiềm thổ của axit H
2
WO
4

hoặc các hợp chất phức hữu cơ
của W và Cr. Các hợp chất này trong quá trình thiêu kết chỉ giải phóng CO
2

và H
2
O. Các hợp chất hữu cơ được dùng có thể là các muối của mono hoặc
policacboxyl, axit béo, thơm có chứa từ 1-18 nguyên tử cacbon, có thể từ 1-5
nhóm OH, NH
2
hoặc SH thế vào vòng thơm. Ví dụ: axit axetic, propionic,
fomic, xitric, lactic, tactric, gliconic, oxalic, maleic, fumalic, amino adipic,
amino butiric, amino caproic, benzoic, salixilic…
Nồng độ của cation kim loại trong dung dịch cũng đóng một vai trò
quan trọng. Nồng độ thấp sẽ cho màu nhạt, vì vậy các dung dịch được sử
dụng với nồng độ cao nhất có thể được. Khi in lưới chất màu được trộn với
chất làm đặc như glucoman, dẫn xuất xenlulozo hoặc dẫn xuất của tinh bột.
Hai bài xương gốm đã được sử dụng là:
SiO
2
CaO Al
2
O
3
MgO K
2
O TiO
2
Fe
2

O
3
Na
2
O

A 64,4% 0,6% 21,8% 0,1% 3,8% 0,4% 0,2% 0,8%
B 64,4% 0,6% 21,8% 0,1% 3,8% 3,4% 0,2%

Trong patent PCT.WO 97/38951 [29] dải màu từ vàng đến da cam
được tạo ra nhờ sử dụng các dung dịch chứa các cặp ion của Sb/Cr; Zr/Cr;
Zn/Cr; Mn/Cr và cho thêm TiO
2

có ảnh hưởng mạnh đến khả năng phát
màu không chỉ của dải màu trên mà còn đối với những màu quen thuộc của

17
các dung dịch phức chất của Fe, Co, Ni, Cr, Mn, Cu, Pd, Zr, Au hoặc hỗn
hợp của chúng đặc biệt là khi sử dụng ở nồng độ thấp. Tác giả cũng sử
dụng nhiều bài xương gốm khác nhau với các tỉ lệ khác nhau để tạo ra
nhiều gam màu. Độ thấm sau khi in lưới là 1,8mm. Lượng chất màu dùng
cho in lưới là rất ít.
Antimor được dùng dưới dạng là hợp chất kim loại kiềm, kiềm thổ hoặc
amoni của axit antimonic, hoặc các hợp chất của Sb; lactate Sb, K xitrat, Sb.K
tactrat (K
2
Sb
2
C

8
H
4
O
12
), Sb tactrat, Sb(CH
3
COO)
3
, Sb.K oxalat (K
3
SbC
6
O
12
),
Sb.Na thiogliconat (C
4
H
4
NaO
4
S
2
Sb). Titan được dùng dưới dạng titan xitrat,
titan oxalat, titan tactrat. Crom được dùng dưới dạng crom axetat, kali crom
oxalat, crom xitrat hoặc hỗn hợp xitrat của Cr với K, Na, NH
4
+
.

Trong quá trình thực nghiệm tại làng gốm Bát Tràng chúng tôi có thể
tóm tắt về quá trình trang trí cho gốm sứ như sau:
Quá trình trang trí hoa văn và phủ men
Các công đoạn chi tiết để vẽ hoàn thiện sản phẩm gốm sứ.
Kỹ thuật vẽ


Thợ gốm Bát Tràng dùng bút lông vẽ trực tiếp trên nền mộc các hoa văn
hoạ tiết. Thợ vẽ gốm phải có tay nghề cao, hoa văn họa tiết phải hài hoà với
dáng gốm, các trang trí hoạ tiết này đã nâng nghề gốm lên mức nghệ thuật, mỗi

18
cái là một tác phẩm. Thợ gốm Bát Tràng cũng đã dùng rất nhiều hình thức
trang trí khác, có hiệu quả nghệ thuật như đánh chỉ, bôi men chảy màu, vẽ men
màu, sử dụng decal để tạo khung sau đó vẽ và trang trí thêm các hoạ tiết hoặc
sử dụng decal để in hàng loạt. Loại decal được ưa chuộng là decal hấp và decal
giấy
Chế tạo men: Làng gốm Bát Tràng thường sử dụng các loại men
như:men tro, men màu nâu, men lam, men rạn trong đó men tro là men đặc sắc
nhất của gốm Bát Tràng. Còn có men màu nâu, thành phần loại men này bao
gồm men tro cộng thêm 5% đá thối (hỗn hợp ôxít sắt và ôxít mangan lấy ở Phù
Lãng, Hà Bắc). Từ thế kỷ 15 thợ gốm Bát Tràng đã từng chế tạo ra loại men lam
nổi tiếng. Loại men này được chế từ đá đỏ (có chứa ôxít côban) đá thối (chứa
ôxít mangan) nghiền nhỏ rồi trộn với men áo. Men lam phát màu ở nhiệt độ
1250°C. Đầu thế kỷ 17 người Bát Tràng dùng vôi sống, tro trấu và cao lanh chùa
Hội (thuộc Bích Nhôi, Kinh Môn, Hải Dương) có màu hồng nhạt điều chế thành
một loại men mới là men rạn.
Thợ gốm Bát Tràng thường quen sử dụng cách chế tạo men theo
phương pháp ướt bằng cách cho nguyên liệu đã nghiền lọc kỹ trộn đều với
nhau rồi khuấy tan trong nước đợi đến khi lắng xuống thì bỏ phần nước trong

ở trên và bã đọng ở dưới đáy mà chỉ lấy các "dị" lơ lửng ở giữa, đó chính là
lớp men bóng để phủ bên ngoài đồ vật. Trong quá trình chế tạo men người thợ
gốm Bát Tràng nhận thấy để cho men dễ chảy hơn thì phải chế biến bột tro
nhỏ hơn nhiều so với bột đất, vì thế mà có câu "nhỏ tro to đàn".
Tráng men: Khi sản phẩm mộc đã hoàn chỉnh, người thợ gốm có thể
nung sơ bộ sản phẩm ở nhiệt độ thấp rồi sau đó mới đem tráng men hoặc
dùng ngay sản phẩm mộc hoàn chỉnh đó trực tiếp tráng men lên trên rồi mới
nung. Người thợ gốm Bát Tràng thường chọn phương pháp tráng men trực
tiếp lên trên sản phẩm mộc hoàn chỉnh. Sản phẩm mộc trước khi đem tráng

19
men phải được làm sạch bụi bằng chổi lông. Những sản phẩm mà xương gốm
có màu trước khi tráng men phải có một lớp men lót để che bớt màu của
xương gốm, đồng thời cũng phải tính toán tính năng của mỗi loại men định
tráng nên từng loại xương gốm, nồng độ men, thời tiết và mức độ khó của
xương gốm Kỹ thuật tráng men có nhiều hình thức như phun men, dội men
nên bề mặt cốt gốm cỡ lớn, nhúng men đối với loại gốm nhỏ nhưng thông
dụng nhất là hình thức láng men ngoài sản phẩm, gọi là "kìm men", và khó
hơn cả là hình thức "quay men" và "đúc men". Quay men là hình thức tráng
men bên trong và bên ngoài sản phẩm cùng một lúc, còn đúc men thì chỉ tráng
men trong lòng sản phẩm. Đây là những thủ pháp tráng men của thợ gốm Bát
Tràng, vừa là kỹ thuật vừa là nghệ thuật, được bảo tồn qua nhiều thế hệ, thậm
chí đã từng là bí quyết trong nghề nghiệp ở đây.
Sửa hàng men: Người thợ gốm tiến hành tu chỉnh lại sản phẩm lần
cuối trước khi đưa vào lò nung. Trước hết phải xem kỹ từng sản phẩm một
xem có chỗ nào khuyết men thì phải bôi quệt men vào các vị trí ấy. Sau đó họ
tiến hành "cắt dò" tức cạo bỏ những chỗ dư thừa men, công việc này gọi là
"sửa hàng men".

Các tài liệu về trang trí tạo màu cho gốm sứ nói chung không nhiều, đặc

biệt tài liệu về phương pháp in lưới sử dụng chất màu để in decal lại càng ít.

20
Trên thế giới, các công trình nghiên cứu mới chỉ được đưa dưới dạng paten, các
thông tin đều rất chung chung, không cụ thể và rộng, đặc biệt cách thức điều
chế để tạo ra các sản phẩm còn được giữ bí mật. Ở nước ta, nhóm nghiên cứu
phức tại khoa Hóa học - Trường Đại học Sư Phạm Hà Nội do PGS. TS Trần
Thị Đà hướng dẫn, đã nghiên cứu và tổng hợp phức chất của các kim loại
chuyển tiếp với phối tử là các axit hữu cơ. Các phức chất này đã được ứng
dụng thành công cho tạo màu trang trí cho gạch granit nhân tạo theo công nghệ
in lưới. Việc nghiên cứu ứng dụng dung dịch phức chất của các kim loại
chuyển tiếp làm mực in decal tạo màu trang trí cho gốm sứ, ở Việt Nam, chưa
được nghiên cứu.
Vì vậy việc nghiên cứu được dung dịch tạo màu cho gốm sứ có ý nghĩa
cả về khoa học và thực tiễn.

21
CHƯƠNG II
TỔNG HỢP, XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN,
CẦU TẠO PHỨC CHẤT

II.1. TỔNG HỢP CÁC PHỨC CHẤT
II.1.1. Phức chất titan xitrat
Hóa chất sử dụng tổng hợp các phức chất: dung dịch TiCl
4
30%, dung
dịch NH
3
25%, dung dịch KOH 5M, dung dịch H
2

O
2
25%, axit xitric rắn
(C
6
H
8
O
7
.H
2
O), rượu etylic 96
o
.
Phức chất titan xitrat được tổng hợp theo sơ đồ sau:

T5
T8
H1
H2
+ KOH (pH=5)
+ KOH (pH=8)
+ NH
3
(pH=4,5), H
2
O
2
+ KOH (pH=4,5), H
2

O
2
H
3
Cit + TiCl
4


Các thí nghiệm tìm điều kiện tổng hợp các phức chất của titan được
đưa ra ở bảng 2.1
.
Chúng tôi chọn các sản phẩm ở thí nghiệm (
1d
*
, 2b
*
, 3d
*
, 4b
*
)
để tiếp
tục nghiên cứu tính chất và cấu trúc.
Phức chất T5
: Cho từ từ 1,1 ml dung dịch TiCl
4
30 % (trong HCl đặc)
vào 10 ml nước có chứa 6,3 gam H
3
Cit. Khuấy hỗn hợp phản ứng trên máy

khuấy từ trong vòng 30 phút, thu được dung dịch không màu trong suốt. Sau
đó thêm từ từ dung dịch KOH 5M vào dung dịch trên cho đến môi trường có
pH = 5. Thêm tiếp 30 ml rượu vào dung dịch và để yên trong tủ lạnh ở 4
0
C.
Sau một ngày, từ dung dịch xuất hiện kết tủa màu trắng. Lọc, rửa kết tủa bằng
nước, rượu 96
0
. Kết tinh lại sản phẩm trong dung môi nước, thu được tinh thể
màu trắng, kí hiệu là T5.


22
Phức chất T8
: Cho từ từ 1,1 ml dung dịch TiCl
4
30 % (trong HCl đặc)
vào 10 ml nước có chứa 6,3 gam H
3
Cit. Khuấy hỗn hợp phản ứng trên máy
khuấy từ trong vòng 30 phút, thu được dung dịch không màu trong suốt. Sau
đó thêm từ từ dung dịch KOH 5M vào dung dịch trên cho đến môi trường có
pH = 8. Thêm tiếp 30 ml rượu vào dung dịch và để yên trong tủ lạnh ở 4
0
C.
Sau một ngày, từ dung dịch xuất hiện kết tủa màu trắng. Lọc, rửa kết tủa bằng
nước, rượu 96
0
. Kết tinh lại sản phẩm trong dung môi nước, thu được tinh thể
màu trắng, kí hiệu là T8.

Phức chất H1
: Cho từ từ 1,1 ml dung dịch TiCl
4
30 % (trong HCl đặc)
vào 10 ml nước có chứa 2,1 gam H
3
Cit. Khuấy hỗn hợp phản ứng trên máy
khuấy từ trong vòng 30 phút, ở nhiệt độ phòng, sau một ngày thu được dung
dịch không màu trong suốt có pH = 1. Sau đó thêm từ từ dung dịch NH
3
đặc
vào dung dịch trên cho đến môi trường có pH = 4,5. Đặt hỗn hợp trong nước
đá, thêm tiếp 10 ml dung dịch H
2
O
2
30% vào dung dịch. Dung dịch tạo ra có
màu vàng cam, tiếp tục khuấy thêm 30 phút. Thêm tiếp 30 ml rượu vào dung
dịch và để yên trong tủ lạnh ở 4
0
C. Sau một ngày, từ dung dịch xuất hiện chất
bột màu vàng cam. Lọc, rửa kết tủa bằng nước, rượu 96
0
. Kết tinh lại sản
phẩm trong dung môi nước, lọc nóng. Làm lạnh từ từ, sau một ngày thu được
tinh thể màu vàng cam, kí hiệu là H1.
Phức chất H2
: Cho từ từ 1,1 ml dung dịch TiCl
4
30 % (trong HCl đặc)

vào 10 ml nước có chứa 2,1 gam H
3
Cit. Khuấy hỗn hợp phản ứng trên máy
khuấy từ trong vòng 30 phút, ở nhiệt độ phòng, sau một ngày thu được dung
dịch không màu trong suốt có pH = 1. Sau đó thêm từ từ dung dịch KOH 5M
vào dung dịch trên cho đến môi trường có pH = 4,5. Đặt hỗn hợp trong nước
đá, thêm tiếp 10 ml dung dịch H
2
O
2
30% vào dung dịch. Dung dịch tạo ra có
màu vàng cam, tiếp tục khuấy thêm 30 phút. Thêm tiếp 30 ml rượu vào dung
dịch và để yên trong tủ lạnh ở 4
0
C. Sau vài ngày, từ dung dịch xuất hiện chất
bột màu vàng cam. Lọc, rửa kết tủa bằng nước, rượu 96
0
. Kết tinh lại sản

23
phẩm trong dung môi nước, lọc nóng. Làm lạnh từ từ, sau một ngày thu được
tinh thể màu vàng cam, kí hiệu là H2.
II.1.2. Tổng hợp các phức chất của coban
Các phức chất coban được tiến hành tổng hợp theo sơ đồ sau:
CoCl
2
+ H
3
C
6

H
5
O
7
+ KOH phức chất coban xitrat
Các thí nghiệm tìm điều kiện tổng hợp phức chất coban xitrat được
trình bày ở bảng 2.2. Qua thực nghiệm chúng tôi chọn sản phẩm của thí
nghiệm 2a, ( bảng 2.2) kí hiệu là CoC1.
Tổng hợp phức chất CoC1
:
Hòa tan 3,36 g KOH và 4,2g axit xitric trong 60ml rượu nước tỉ lệ 3:1.
Thêm dần 20ml dung dịch CoCl
2
1M vào dung dịch trên, khuấy liên tục trên
máy khuấy từ ở nhiệt độ 40-45
o
C, cách thủy. Sau phản ứng thu được dung
dịch trong suốt. Để dung dịch sau phản ứng ở 4-5
o
C. Sau 1 tuần thu được kết
tủa tím hồng. Kết tinh lại trong dung môi rượu nước 1:3 thu được tinh thể
dạng hạt to. Hiệu suất 74%.
II.2. KHẢO SÁT CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH
TỔNG HỢP CÁC PHỨC CHẤT
Các ion kim loại được nghiên cứu (Ti
4+
,
Co
2+
) là các kim loại chuyển

tiếp thuộc dãy 3d có cấu hình tương ứng là 3d
0
, 3d
7
.
Công thức cấu tạo của phối tử axit xitric :
C
CH
2
HO
C
O
O
H
CH
2
COOHHOOC

Từ cấu tạo của axit xitric chúng tôi nhận thấy khi tạo phức chất với
Ti(IV), Co(II), chúng có thể thể hiện dung lượng phối trí là 1, 2, 3, 4 hoặc
đóng vai trò cầu nối giữa các ion kim loại để tạo ra các phức đa nhân.
Trong phân tử axit xitric có cả nhóm cacboxyl (-COOH) và nhóm hidroxyl
(-OH), tùy thuộc vào điều kiện tiến hành phản ứng có thể tạo phức ở tất cả

24
hay một số nhóm chức để tạo phức đơn nhân, đa nhân hay polime. Vì vậy
mà ta có thể thu được các phức chất có thành phần, cấu tạo, tính chất và
hiệu suất khác nhau tùy thuộc vào điều kiện phản ứng.
Để thu được các phức chất có độ tinh khiết cao, hiệu suất lớn và tan
tốt, chúng tôi tiến hành các phản ứng tổng hợp phức chất trong các điều

kiện khác nhau như: tỉ lệ chất tham gia phản ứng, nồng độ, nhiệt độ, cách
tiến hành phản ứng, môi trường, dung môi kết tinh. Qua các thí nghiệm
tổng hợp chúng tôi nhận thấy có sự ảnh hưởng của các yếu tố kể trên đến
sự tạo thành phức chất như sau:
II.2.1. Ảnh hưởng của tỉ lệ các chất tham gia phản ứng
Qua các thí nghiệm chúng tôi nhận thấy tỉ lệ các chất tham gia phản
ứng ảnh hưởng lớn đến sản phẩm tạo thành. Việc chọn tỉ lệ phù hợp sẽ
quyết định thành phần, hình dạng và sự tạo thành của phức chất.
Theo tài liệu [17, 25, 26], titan(IV) có thể tạo phức với axit xitric
theo nhiều tỉ lệ khác nhau, với tỉ lệ 1:3 sẽ tạo thành phức đơn nhân, tỉ lệ 1:1
có sự tham gia của H
2
O
2
sẽ tạo thành phức đa nhân. Vì vậy, chúng tôi tiến
hành tổng hợp các phức chất titan xitrat ở các tỉ lệ khác nhau Ti
4+
: axit
xitric là 1:1, 1:2, 1:3 (các thí nghiệm ở bảng 2.1). Kết quả chúng tôi thu
được là:
Với tỉ lệ 1:3 chúng tôi thu được phức chất đơn nhân (thí nghiệm 3a-
3e, 4a, 4b bảng 2.1).
Với tỉ lệ 1:1, có mặt H
2
O
2
tạo thành phức đa nhân (thí nghiệm 1a-1d,
2a, 2b bảng 2.1).
Tỉ lệ 1:2 thì các phản ứng chưa xảy ra hoàn toàn (thí nghiệm 3b bảng
2.1).

Với coban kết quả thí nghiệm cho thấy, Co(II), tạo phức với phối tử
xitrat theo tỉ lệ ion kim loại trung tâm: phối tử là 1:1, còn với tỉ lệ 1:2 sản
phẩm thường có lẫn phối tử (các thí nghiệm 10
÷
13 bảng 2.2)

25
II.2.2. Ảnh hưởng của môi trường
Môi trường phản ứng được tạo ra do chính các chất tham gia phản
ứng hoặc do dùng NH
3
, KOH điều chỉnh môi trường. Qua bảng 2.1, nhận
thấy pH ảnh hưởng rất mạnh tới sự hình thành phức chất xitrat.
Mục đích của chúng tôi là nghiên cứu sự tạo phức chất xitrat ở các
giá trị pH khác nhau một cách hệ thống. Vì vậy, chúng tôi tiến hành tổng
hợp phức chất titan xitrat ở các pH = 4-8.
Đối với phức titan xitrat khi tăng dần pH dung dịch chuyển từ đục
đến trong suốt (các thí nghiệm bảng 2.1). Hiện tượng quan sát được cho
thấy đã có sự hình thành các phức chất khác nhau ở các giá trị pH khác
nhau.
Chúng tôi chọn điều kiện tách các phức chất xitrat từ các dung dịch
có pH= 5, 7, 8, 9 với tỉ lệ ion kim loại titan : gốc xitrat là 1:3 để tiếp tục
nghiên cứu thành phần và tính chất, nhằm xác định ở pH nào thì tồn tại
dạng C
6
H
6
O
7
2-

, C
6
H
5
O
7
3-
, hoặc dạng C
6
H
4
O
7
4-
, có thể tạo thành phức chất
đơn nhân hay đa nhân.
Chúng tôi đã tiến hành tổng hợp các phức chất coban xitrat trong môi
trường có pH 5
÷
9. Kết quả thực nghiệm cho thấy trong vùng pH thấp (pH=
5), độ tan, hiệu suất của sản phẩm thường thấp. Còn ở pH cao việc tách phức
chất ra dạng rắn là rất khó do các phức chất rất dễ bị thuỷ phân trong môi
trường kiềm, do đó phải tìm điều kiện thích hợp để tách phức. (các thí nghiệm
bảng 2.2).
II.2.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ
Chúng tôi tiến hành tổng hợp phức chất ở một số nhiệt độ khác nhau
từ 4÷60
o
C. Theo lí thuyết, khi nhiệt độ tăng làm tốc độ phản ứng tạo phức
tăng, tuy nhiên nhiệt độ tăng cũng làm tăng tốc độ phản ứng khác không

mong muốn như phản ứng thủy phân , tạo ra các sản phẩm ít tan hoặc tạo
sản phẩm keo.