KHẢO SÁT CÁC ỨNG DỤNG CỦA PHỨC CHẤT TRONG PHÂN TÍCH HÓA HỌC

ĐẠI HỌC HUẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC
KHOA HÓA HỌC



TIỂU LUẬN
KHẢO SÁT CÁC ỨNG DỤNG CỦA PHỨC CHẤT
TRONG PHÂN TÍCH HÓA HỌC

Giảng viên hướng
dẫn
PGS.TS. Trần Ngọc
Tuyền

Sinh viên thực hiện
Hoàng Ngọc Sỹ
Lớp: Hóa K36

Huế, 12/2014


MỤC LỤC



Hoàng Ngọc Sỹ - Khảo sát các ứng dụng của phức chất trong phân tích hóa
học
A. ĐẶT VẤN ĐỀ
Trong dung dịch, các ion kim loại tồn tại chủ yếu dưới dạng phức chất. Các
phức chất có độ bền khác nhau tùy thuộc vào bản chất của các ion kim loại và phối

tử. Do sự tạo thành phức chất bền mà một số tính chất của ion kim loại (tính acid –
base, oxy hóa – khử, khả năng tạo hợp chất ít tan,…) bị thay đổi.
Sự phát triển của ngành hóa học phức chất đã có những đóng góp to lớn và
quan trọng cho nhiều ngành khoa học và kỹ thuật. Đặc biệt, trong hóa học phân
tích, phức chất là một lĩnh vực có nhiều ứng dụng, góp phần phát triển các phương
pháp phân tích định tính và định lượng các ion kim loại trong hỗn hợp của chúng.
B. NỘI DUNG
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PHỨC CHẤT
1.1. KHÁI NIỆM PHỨC CHẤT
 A. Werner: Phức chất là hợp chất phân tử nào bền trong dung dịch nước, không
phân hủy hoặc bị phân hủy rất ít ra các hợp phần tạo thành hợp chất đó.
 A. Grinbe: Phức chất là những hợp chất phân tử xác định, khi kết hợp các hợp
phần của chúng lại thì tạo thành các ion phức tạp tích điện dương hay âm, có khả
năng tồn tại ở dạng tinh thể cũng như ở trong dung dịch. Trong trường hợp riêng,
điện tích của ion phức đó có thể bằng 0.
 K.B.Iaximirxki: Phức chất là những hợp chất tạo được các nhóm riêng biệt từ
các nguyên tử, ion hoặc nguyên tử với những đặc trưng:
- Có mặt của phối trí.
- Không phân li hoàn toàn trong dung dịch.
- Có thành phần phức tạp, số phối trí và số hóa trị không trùng nhau.
4


Hoàng Ngọc Sỹ - Khảo sát các ứng dụng của phức chất trong phân tích hóa
học
Tổng quát: Phức chất là hợp chất tạo thành giữa ion hay nguyên tử kim loại
M với các phối tử A là các phân tử hay ion khác. Phân tử hay ion phức tương đối
bền trong dung dịch. Số liên kết tạo thành giữa M với A nhiều hơn hóa trị thông
thường của M.
Ví dụ: [AgCl2]-, [Ag(NH3)2]+, [Co(NH3)6]3+, [Fe(CO)5]

1.2. CẤU TẠO CỦA PHỨC CHẤT
Công thức tổng quát phức là [MLx]mXn.
Trong đó M là ion trung tâm, L là phối tử, X là các nhóm liên kết trong với
ion phức.
Ví dụ 1:

[Zn(NH3)4]Cl2
Cầu ngoại
Ion trung tâm

Số phối trí

Phối tử

Cầu nội
M là acid Lewis vì có các orbital hóa trị đang còn trống, có thể các cặp
electron của các phân tử hay ion khác. Ion trung tâm thường là các nguyên tử hay
ion kim loại chuyển tiếp.
Phối tử A là base Lewis. A có cặp electron tự do. Ví dụ: CN-, H2O, NH3…
Số phối trí là số nguyên tử hay nhóm nguyên tử liên kết trực tiếp với nguyên
tử trung tâm. SPT phụ thuộc vào bản chất của nguyên tử trung tâm và phối tử.

5


Hoàng Ngọc Sỹ - Khảo sát các ứng dụng của phức chất trong phân tích hóa
học
Trong trường tinh thể, SPT là số nguyên tử hoặc ion gần nhất ở cách đều
một nguyên tử hoặc ion ngược dấu.
A. Werner gọi hiện tượng nguyên tử hay ion trung tâm hút các nguyên tử

hay ion của các nhóm nguyên tử bao quanh nó là sự phối trí. Còn số các nguyên tử
hoặc các nhóm liên kết trực tiếp với nguyên tử hay ion trung tâm được gọi là số
phối trí của nguyên tử hay ion trung tâm đó.
SPT thay đổi phụ thuộc vào bản chất của phối tử và vào bản chất của ion kết
hợp với ion phức. SPT còn phụ thuộc nhiệt độ , thường khi tăng nhiệt độ thì tạo ra
ion có SPT thấp hơn.Sự phối trí của các phối tử khác nhau đối với ion kim loại làm
tăng độ bền của trạng thái hóa trị cao nhất. Ví dụ, trong các hợp chất đơn giản
trạng thái lai hóa Co(III) kém bền, trong khi đó nhiều phức chất của Co(III) có độ
bền cao. Thông thường số phối trí lớn hơn số hóa trị của ion trung tâm.
1.3. PHÂN LOẠI PHỨC CHẤT
1.3.1. Phân loại dựa vào phối tử tạo phức
- Phức hydrat (hay phức aqua): Phối tử là các phân tử nước như: [Cu(H 2O)4]
(NO3)2, [Co(H2O)6]SO4,….
- Phức hydroxo: Phối tử là nhóm OH- như K3[Al(OH)6], [Zn(OH)42- Phức aminat: Phối tử là amin như [Coen3]3+…
- Phức aminacat: Phối tử là ammoniac như [Ag(NH3)2]+, [Co(NH3)6]3+,…
- Phức acid: Phối tử là gốc acid như [CoF6]3-, [Fe(CN)6]4-,…
- Phức cacbonyl: Phối tử là CO như Fe(CO)5, Ni(CO)4,…
- Phức vòng: là phức trong đó phối tử liên kết với kim loại tạo thành vòng. Những
phối tử tạo phức vòng như C2O42-, EDTA, en,…

6


Hoàng Ngọc Sỹ - Khảo sát các ứng dụng của phức chất trong phân tích hóa
học
- Phức đa nhân: Là phức trong cầu nội có một số nguyên tử kim loại kết hợp với
nhau nhờ các nhóm cầu nối OH-+, -NH2, CO hoặc giữa hai nguyên tử M với nhau.
- Phức chất cơ kim: Phối tử là các gốc hydrocacbon như [ZN(C2H5)3]-, [Cr(C6H5)6]31.3.2. Phân loại theo điện tích của ion phức
- Phức chất cation: được tạo thành khi các phân tử trung hòa phối trí xung
quanhion trung tâm mang điện tích dương như [Zn(NH3)4]2+, [Al(H2O)6]3+,… Ngoài

ra, còn có phức chất ion – khi nguyên tử trung tâm là các nguyên tố có độ âm điện
mạnh (N, O,F, Cl….) còn các phối tử là ion H+ như NH4+, OH3+, FH2+ , ClH2+,…
- Phức chất anion: Khi nguyên tử trung tâm mang điện tích dương, phối tử là các
anion như [BeF4]2-, [Al(OH)6]3-,…
- Phức chất trung hòa: Được tạo thành khi các phân tử trung hòa phối tử xung
quanh nguyên tử trung tâm là trung hòa hoặc khi các phối tử tích điện âm phối trí
xung quanh ion trung tâm tích điện dương như [Co(NH3)6]Cl3, [Fe(CO)5]
1.3.3. Phân loại phức chất theo số lượng ion trung tâm
- Phức đơn ligan: Là loại phức chất trong thành phần của nó chỉ chứa ion trung tâm
và một ligan nào đó (MLn).
- Phức đa ligan: Là loại phức chất trong thành phần của nó có chứa ion kim loại
trung tâm và ít nhất hai loại ligan khác nhau (MRnLm).
- Phức đơn nhân: Là các phức trong thành phần của nó chỉ chứa một ion kim loại
trung tâm.
- Phức đa nhân: Là phức trong thành phần của chúng chứa nhiều hơn một ion kim
loại trung tâm.

7


Hoàng Ngọc Sỹ - Khảo sát các ứng dụng của phức chất trong phân tích hóa
học
- Phức với các ligan ở bầu phối trí trong: Là các phức có hai hay nhiều ligan khác
nhau nằm phối trí ở bầu phối trí ở bầu ion trung tâm.
- Phức liên hợp ion: Được tạo nên giữa một cation phức tích điện dương hay âm
với các ligan tích điện khác dấu.
1.4. TÍNH CHẤT CỦA PHỨC CHẤT
1.4.1. Sự phân ly của phức trong dung dịch nước
Trong dung dịch nước , phức chất cũng phân ly thành ion cầu nội và cầu
ngoại tương tự như hợp chất đơn giản phân ly thành cation và anion.

Sự phân ly của phức tạo ion phức là sự phân ly sơ cấp. Tiếp theo đó, ion
phức tiếp tục phân ly thành ion trung tâm và phối tử (phân ly thứ cấp). Sự phân ly
thứ cấp phụ thuộc vào độ bền của phức chất.
Tuy nhiên, đại đa số các ion phức là chất điện ly kém, quá trình phân ly chủ
yếu dịch về phía trái (phía của quá trình tạo phức).
1.4.2. Tính oxy hóa – khử của phức chất
Trong phản ứng oxy hóa – khử luôn có hai cặp oxy hóa – khử liên hợp và
phản ứng xảy ra theo chiều cặp oxy hóa nào có thế khử cao thì dạng oxy hóa của
nó bị khử trước.
Quy luật này vẫn đúng với phức chỉ khác ion trung tâm bị phối tử bao vây
nên khó tham gia phản ứng hơn.
1.4.3. Tính acid – base của phức
Tùy theo bản chất của phối tử mà phức chất thể hiện tính acid hay base khi
ở trong nước.

8


Hoàng Ngọc Sỹ - Khảo sát các ứng dụng của phức chất trong phân tích hóa
học
CHƯƠNG 2: NHỮNG ỨNG DỤNG CỦA PHỨC CHẤT
2.1. VAI TRÒ CỦA PHỨC CHẤT TRONG PHÂN TÍCH ĐỊNH TÍNH
2.1.1. Nhận biết ion kim loại
Trong hóa học phân tích, phức chất dùng để nhận biết, định lượng hay hạn
chế ảnh hưởng của một số ion này đến các ion khác, thay đổi nồng độ các chất, hòa
tan và tách chất.
Trong phân tích định tính, thuốc thử tạo với các ion kim loại các phức chất
có màu đặc trưng dùng để nhận biết các ion kim loại.
Các phản ứng tạo màu đặc trưng thường được sử dụng để phát hiện các ion.
Trong đó có màu đặc trưng của ion kim loại với ammoniac, thiocianat, cianua hay

các thuốc thử hữu cơ.
2.1.1.1. Thuốc thử Na3[Co(NO2)6] kết hợp với M+ (K+, Cs+, Ag+, Tl+,
NH4+) cho phức rắn có màu đặc trưng.
2M+ + Na3[Co(NO2)6]

M2Na[Co(NO2)6] + 2 Na+

Ví dụ: Dùng Natrihecxanitrocobaltat III phản ứng với ion K + cho kết tủa màu
vàng.
Na3[Co(NO2)6]

3Na+ + [Co(NO2)6]3-

[Co(NO2)6]3- + Na+ +2K+

K2Na[Co(NO2)6]

2.1.1.2. Thuốc thử của ion Na+
Phản ứng với kẽm uranyl acetat, cho kết tủa vàng nhạt.
NaCl + 3ZnUO2(CH3COO)4 + CH3COOH + 9H2O
NaZn(UO2)3(CH3COO)9.9H2O + 2Zn(CH3COO)2 + HCl

9


Hoàng Ngọc Sỹ - Khảo sát các ứng dụng của phức chất trong phân tích hóa
học
2.1.1.3. Thuốc thử của ion Fe2+
Cho dung dịch ion Fe2+ tác dụng với K3[Fe(CN)6] cho kết tủa xanh tuabin.
FeCl2 + K3[Fe(CN)6]

KFe[Fe(CN)6] +2 KCl

(màu vàng)

(xanh tuabin)

2.1.1.4. Thuốc thử của ion Fe3+
 Tác dụng với K4[Fe(CN)6] cho kết tủa xanh beclin.
4Fe3+ + 3[Fe(CN)6]4-

Fe4[Fe(CN)6]3

Lưu ý: Cần phải thực hiện phản ứng trên ở pH < 7 và tránh dư thuốc thử.
 Tác dụng với KSCN cho phức màu đỏ máu trong môi trường acid.
Fe3+ + 3SCN-

Fe(SCN)3

2.1.1.5. Thuốc thử của ion Cu2+
 Phản ứng với K4[Fe(CN)6] tạo kết tủa màu nâu.
Cu2+ + [Fe(CN)6]4-

Cu2[Fe(CN)6]

 Phản ứng với (NH4)2[Hg(SCN)4] tao kết tủa màu xanh.
Cu2+ + [Hg(SCN)4]2-

Cu[Hg(SCN)4]

2.1.1.6. Thuốc thử của ion Zn2+
Phản ứng với K4[Fe(CN)6] cho kết tủa màu trắng hay với (NH 4)2[Hg(SCN)4]
cho kết tủa màu trắng.
3Zn2+ + [Fe(CN)6]4- + 2K+
Zn2+ + [Hg(SCN)4]2-

K2Zn3[Fe(CN)6]2
Zn[Hg(SCN)4]

10


Hoàng Ngọc Sỹ - Khảo sát các ứng dụng của phức chất trong phân tích hóa
học
2.1.1.7. Thuốc thử của ion Ni2+
 Để nhận biết ion Ni2+ ta cho dung dịch chứa ion này tác dụng với thuốc
thử dimethylglyoxime thì thu được phức có màu đỏ đặc trưng.

 Phản ứng với K4[Fe(CN)6]
Ni2+ phản ứng với kali feroxianua tạo kết tủa keo Ni2[Fe(CN)6] màu vàng nâu.
2Ni2+ + K4[Fe(CN)6]

Ni2[Fe(CN)6]

+ 4K+

2.1.1.8. Thuốc thử ion NH4+
Dùng thuốc thử Nestler K2[HgI4] trong môi trường kiềm tạo kết tủa có màu
vàng đặc trưng.
NH4+ + 2[HgI4]2- + 2OH-

[NH2(HgI)2]I

+ 5I- + 5H2O

2.1.1.9. Thuốc thử của ion Hg22+
 Phản ứng với K4[Fe(CN)6]
2Hg22+ + K4[Fe(CN)6]

Hg4[Fe(CN)6]

+ 4K+

 Phản ứng với K3[Fe(CN)6]
3Hg22+ + 2K3[Fe(CN)6]

2Hg3[Fe(CN)6]

+ 6K+

11


Hoàng Ngọc Sỹ - Khảo sát các ứng dụng của phức chất trong phân tích hóa
học
2.1.1.10. Thuốc thử của ion Ag+
 Kali feroxianua tác dụng với ion Ag + trong dung dịch cho kết tủa
Ag4[Fe(CN)6] màu trắng.
4Ag+ +

K4[Fe(CN)6]

Ag4[Fe(CN)6]

+ 4K+

 Kali ferixianua tác dụng với Ag+ trong dung dịch cho kết tủa
Ag3[Fe(CN)6] màu đỏ gạch.
3Ag+ +

K3[Fe(CN)6]

Ag3[Fe(CN)6]

+ 3K+

2.1.1.11. Thuốc thử của ion Al3+
Trong môi trường NH3, ion Al3+ tạo với thuốc thử hữu cơ alizarin S một kết
tủa màu đỏ thẩm gọi là sơn nhôm, đây là phản ứng rất đặc trưng và nhảy để phát
hiện ion nhôm Al3+ trong dung dịch.
Từ công thức cấu tạo trên của alizarin S ta thấy hai nhóm hydroxyl (OH -)
của alizarin S có thể tạo phức với ion Al 3+ theo số phối trí 4 hoặc 6 tùy thuộc vào
nồng độ và pH của dung dịch. Phức này có màu đỏ thẩm rất đặc trưng dùng để
nhận biết ion Al3+ trong dung dịch.

12


Hoàng Ngọc Sỹ - Khảo sát các ứng dụng của phức chất trong phân tích hóa
học

13


Hoàng Ngọc Sỹ - Khảo sát các ứng dụng của phức chất trong phân tích hóa
học

2.1.1.12. Thuốc thử azocalixaren
Ở công trình tiếp theo vào năm 2008, theo nhóm tác giả này đã nghiên cứu
khả năng tương tác của dẫn xuất azocalixaren (23) với các ion kim loại. Theo đó,
hợp chất này có khả năng tương tác với ion kim loại nhóm IIA, chuyển tiếp…. Dựa
vào màu sắc của phức, họ đã đề xuất quy trình phân tích nhóm ion kim loại.

Cation (IA, IIA, chuyển tiếp)
23
Đổi màu ???
Có

Không

Cation IIA
hoặc chuyển tiếp

Cation IA
TEAC

Đổi màu ???
Không
Cation IIA
Có

Cation kim loại chuyển tiếp

14


Hoàng Ngọc Sỹ - Khảo sát các ứng dụng của phức chất trong phân tích hóa
học
2.1.2. Xác định nồng độ ion kim loại
Những phức chất tan có màu đậm thường dùng trong phương pháp so sánh
màu để xác định nồng độ ion kim loại.
 Để xác định nồng độ ion Cu2+ người ta cho tạo phức với dung dịch NH3 tạo
thành dung dịch [Cu(NH3)4]2+ có màu xanh đặc trưng.
Cu2+ + 4NH3

[Cu(NH3)4]2+

 Để xác định nồng độ ion Ti(IV) người ta tạo phức với H 2O tạo thành dung dịch
[TiO(H2O)2]2+ có màu vàng đặc trưng.
TiOSO4 + 2H2O

[TiO(H2O)2]SO4

 Phức chất [CuPy2(SCN)2] màu xanh để xác định Cu2+.
 Phức chất niken dimetyl glyoxim màu đỏ để xác định Ni2+.
2.1.3. Nhận biết phối tử
Sự có mặt của những phối tử khác nhau liên kết với ion trung tâm sẽ dẫn đến
sự di chuyển electron trong ion trung tâm, nên có ảnh hưởng đến cường độ và sắc
thái màu của phức chất, đôi khi chuyển từ phức có màu sang phức không màu.
Chẳng hạn, với ion tạo phức là Cu 2+, khi phối tự là H2O sẽ tạo thành phức
[Cu(H2O)4]2+ màu xanh lam, phối tử là NH3 tạo thành [Cu(NH3)4]2+ màu xanh sẫm,

phối tử là Cl- tạo thành phức [CuCl4]2- màu nâu… Khi ta thay đổi phối tử là thay
đổi màu sắc của phức chất.
Một số phối tử có thể tạo liên kết với M bằng các nguyên tử khác nhau,
những phối tử này là nguyên nhân tạo nên đồng phân liên kết của phức.
Ví dụ 1: Trong phức [Co(NH3)5NO2]2+, NO2- có thể tạo liên kết với M qua nguyên
tử N hay qua nguyên tử O.

15


Hoàng Ngọc Sỹ - Khảo sát các ứng dụng của phức chất trong phân tích hóa
học
- Khi nitrat tạo liên kết với M qua N thì phối tử được gọi là "nitro":
[Co(NH3)5NO2]2+ nitro penta ammin coban (III) - màu vàng.
- Khi nitrat tạo liên kết với M qua O thì phối tử được gọi là "nitrito":
[Co(NH3)5NO2]2+ nitrito penta ammin coban (III) - màu đỏ.

Ví dụ 2: Hợp chất CrCl3(H2O)6 có 3 đồng phân hydrat:
[Cr(H2O)6]Cl3: màu tím
[Cr(H2O)5Cl]Cl2.H2O: màu xanh lục
[Cr(H2O)4Cl2]Cl.2H2O: màu xanh lục

16


Hoàng Ngọc Sỹ - Khảo sát các ứng dụng của phức chất trong phân tích hóa
học
2.2. VAI TRÒ CỦA PHỨC CHẤT TRONG PHÂN TÍCH ĐỊNH LƯỢNG
2.2.1. Chỉ thị trong phép chuẩn độ Complexon
Chuẩn độ tạo phức dựa trên phản ứng tương tác giữa ion xác định (đa số là

ion kim loại) với một số thuốc thử hữu cơ thuộc loại amino policacboxylic.
Phương pháp chuẩn độ phổ biến nhất là phương pháp complexon.
 Complexon là những dẫn xuất của acid aminopolicacboxylic


Complexon I: Nitrylo Triacetic Acid (NTA) – H3Y

CH2-COOH
N CH2-COOH
CH2-COOH


Complexon II: Etylen Diamin Tetraacetic Acid (EDTA) – H4Y



Complexon III (Trilon B): muối dinatri của EDTA – Na2H2Y

CH2-COONa

HOOC-CH2
NaOOC-CH2

N

CH2

CH2

N

CH2-COOH

 Complexon IV: Trans-1,2-Diamino-cyclohexan-Tetraacetic Acid
CH2COOH
N
CH2COOH
HOOC-CH2

N

HOOC-CH2

⇒ Complexon III là sử dụng nhiều nhất, bởi vì:
17


Hoàng Ngọc Sỹ - Khảo sát các ứng dụng của phức chất trong phân tích hóa
học
- Dễ tan trong dung môi là nước;
- Có thể coi như là một ″Chất gốc″
 Nguyên tắc chung:
2 Na+ + H2Y2–

Na2H2Y =

Men+ + H2Y2- 

MeY(n - 4) + 2 H+ ; ∀n

Dù kim loại có hóa trị bất kỳ khi phản ứng với EDTA đều xảy ra theo

nguyên tắc đẩy ra 2 proton H+. Do đó, ion kim loại biểu diễn đương lương 2 khi
phản ứng với EDTA.
 Chất chị thị màu kim loại
- Là một đa axit hay đa bazơ hữu cơ yếu.
- Là chỉ thị axit-bazơ ⇒ màu sắc thay đổi theo pH dung dịch.
- Tạo phức màu với ion kim loại.
- Kim loại tạo phức với chất chỉ thị kém bền hơn so với việc kim loại tạo phức với
EDTA.
Ví dụ 1: Một số chỉ thị màu kim loại thường dùng
 Eriochrome-T-đen (ET-OO): axit yếu 3 nấc (H3Ind), dùng khi chuẩn độ
Mg2+, Zn2+ ở pH = 9 - 10 (ĐTĐ : dd đỏ nho  xanh biếc)
H2Ind–
Đỏ

HInd2–
6,3

Xanh biếc

Ind3–
11,5

Cam

pH

 Murexide: axit yếu 4 nấc (H4Ind),

18

Hoàng Ngọc Sỹ - Khảo sát các ứng dụng của phức chất trong phân tích hóa
học
Khi chuẩn độ Ca2+ ở pH ≥ 12,0 (ĐTĐ : đỏ hồng ⇒ tím hoa cà).
Khi chuẩn độ Cu2+, Co2+, Ni2+ ở pH = 8 - 9 (ĐTĐ : vàng/cam ⇒ tím đỏ).
H2 R 2 Tím đỏ 9,2

HR 3 Tím

R 410,9

Tím xanh

pH

Ví dụ 2: Xét quá trình chuẩn độ Mg2+ bằng H2Y2– ở pH: 9 – 10 chỉ thị ETOO.
Giải thích
- Ở pH: 9 – 10: ETOO có màu xanh biếc
- Trước khi chuẩn độ: giữa ion Mg2+ với chỉ thị ETOO có phản ứng:
Mg2+ + HInd2–  MgInd– (màu đỏ nho)

- Sau ĐTĐ: khi chuẩn độ bằng H2Y2– xảy ra phản ứng như sau:
MgInd– + H2Y2-  MgY(n-4) + HInd2– + H+
 Điều kiện để chỉ thị chuyển màu rõ ở ĐTĐ:
 Phức MeY(n-4) bền hơn nhiều so với phức MeInd(n-3) :
104 < βMeInd < 10- 2. βMeY
 Chuẩn độ ở pH thích hợp sao cho màu của phức MeInd khác với màu của
HInd tự do.

19

Hoàng Ngọc Sỹ - Khảo sát các ứng dụng của phức chất trong phân tích hóa
học
2.2.2. Che các ion cản trở
Các chất tạo phức phụ có mặt trong dung dịch có thể làm hạn chế hoặc ngăn
cản quá trình kết tủa do sự tạo phức với kim loại. Tính chất này được dùng để che
các ion cản trở.
Chất “che” có khả năng tạo phức bền, không màu. Để các ion cản trở không
còn khả năng tạo màu với thuốc thử chính dùng để định lượng.
Ví dụ 1: Khi làm kết tủa Cd2+ bằng H2S có mặt của ion Cu2+ sẽ cản trợ quá trình
kết tủa CdS do sự tạo thành kết tủa CuS màu đen. Để “che” ion Cu 2+ người ta cho
KCN dư vào dung dịch. Ở đây xảy quá trình sau:
Phức Cu(CN)43- bền hơn rất nhiều so với phức Cd(CN)42- nên khi cho H2S lội
qua dung dịch thì chỉ có kết tủa CdS được tạo thành.
Ví dụ 2: Ion Fe3+ cản trở đến khả năng phản ứng giữa ion Co2+ và SCN- ta sẽ che
nó bằng cách cho Fe3+ tạo phức với F- vì phức FeF63- bền nhiều hơn phức
Fe(SCN)nn-3 ở trên.
Ví dụ 3: Khi xác định độ cứng của nước mà trong mẫu phân tích còn có thể có mặt
ion kim loại nặng như: Cu2+, Zn2+, Fe2+, Al3+… Các ion này cũng tạo phức với
EDTA và đặc biệt là tạo phức bền với chỉ thị. Trong trường hợp này người ta thêm
KCN, aicd ascorbic hydroxyamin để khử ảnh hưởng cản trở của Cu 2+, Zn2+, Fe2+,
thêm triotatapolamin để khử ảnh hưởng của Al3+.
2.2.3. Hòa tan các kết tủa khó tan, tách các ion
Nhiều thuốc thử được sử dụng để hòa tan các hợp chất khó tan hay tách các
ion nhờ tính chất tạo phức của chúng.

20

Hoàng Ngọc Sỹ - Khảo sát các ứng dụng của phức chất trong phân tích hóa
học
Ví dụ 1: Hỗn hợp gồm Al3+, Zn2+, Fe3+ do Fe3+ và Al3+ được chuyển vào kết tủa bền
Fe(OH)3, Al(OH)3 còn Zn2+ tạo phức tan với NH3 nên có thể tách ra Zn2+ ra khỏi
hỗn hợp trên.
Al3+ + 3H2O + 3NH3
Fe3+ + 3H2O + 3NH3
Zn(OH)2 + 4NH3

Al(OH)3 +3NH4+
Fe(OH)3 +3NH4+
[Zn(NH3)4](OH)2 tan

2.2.4. Ứng dụng của phức chất trong phương pháp trắc quang
Phân tích trắc quang là tên gọi chunng của các phương pháp phân tích quang
học dựa trên sự tương tác chọn lọc giữa chất cần xác định với năng lượng bức xạ
thuộc vùng tử ngoại, khả kiến hoặc hồng ngoại.
 Cơ sở định lượng: Định luật Lamber - Beer
Sự hấp thụ ánh sáng của dung dịch chứa chất nghiên cứu tuân theo định luật
Lamber – Beer: Chiếu bức xạ đơn sắc có bước sóng có cường độ I0 qua dung dịch
chứa cấu tử khảo sát có nồng độ C. Bề dày dung dịch là l. Tại bề mặt cuvet đo, một
phần bức xạ bị phản xạ có cường độ I A. Bức xạ ra khỏi dung dịch có cường độ I thì
đo được mật độ quang D hay độ hấp phụ A.
Do đó: I0 = IR + IA + I
Chọn cuvet đo có bề mặt nhẵn, trong suốt để IR = 0 => I0 = IA + I
= log =.l. C
Trong đó: I0: là cường độ ánh sáng tới (đơn sắc)
I: là cường độ ánh sáng đi qua lớp dung dịch có chiều dài 1cm

21

Hoàng Ngọc Sỹ - Khảo sát các ứng dụng của phức chất trong phân tích hóa
học

: là hằng số đặc trưng cho chất ở bước sóng

xác định, gọi là hệ số hấp thụ

phân tử.
l: là chiều dày của dung dịch thường bằng 1cm.
Bây giờ D chỉ phụ thuộc vào nồng độ chất tan vì vậy ta có thể áp dụng dễ
dàng định luật Lamber – Beer vào việc xác định nồng độ các chất tan bằng cách đo
mật độ quang của chúng.
Đại lượng T = (%) gọi là độ truyền qua.
được đo bằng các quang phổ kế
Định luật Lamber – Beer là định luật có giới hạn nó chỉ đúng trong điều
kiện:
-

Chùm ánh sáng đơn sắc
Dung dịch nghiên cứu phải khá loãng C < 0.2 M
Dung dịch không phát huỳnh quang và khong có huyền phù
D < 0.8
 Ứng dụng của phương pháp
Phức chất có ứng dụng nhiều trong phương pháp trắc quang vì phương pháp

trắc quang dựa trên sự hấp phụ ánh sáng từ bước sóng 200 – 800nm trong phạm vi
này phức chất hấp thụ tốt nhất.
Đa số các kim loại khi tạo phức đều tan tốt, khá bền và có màu đặc trưng

đây là cơ sở tuân theo định luật Lamber – Beer vì vậy thường dùng để xác định
nồng độ các kim loại.
Người ta muốn xác định nồng độ kim loại thì tạo phức với kim loại đó, sau
đó là dùng phương pháp trắc quang để xác định hàm lượng kim loại hoặc ngay cả
việc tồn tại của các ion kim loại trong nước là dưới dạng phức aqua.
22


Hoàng Ngọc Sỹ - Khảo sát các ứng dụng của phức chất trong phân tích hóa
học
Yêu cầu của phương pháp này phải tìm ra chất tạo phức với ion kim loại cần
xác định. Phối tử, ion trung tâm và phức chất phải có bước sóng hấp thụ khác xa
nhau thì mới sử dụng được phương pháp trắc quang.

C. KẾT LUẬN
Chúng ta thấy rằng hóa học phức chất là một lĩnh vực hết sức quan trọng của
ngành hóa học, bởi nó có mối liên hệ mật thiết với các ngành hóa học khác như:
Hữu cơ, Hóa lí, Vô cơ, Hóa dược…

23


Hoàng Ngọc Sỹ - Khảo sát các ứng dụng của phức chất trong phân tích hóa
học
Qua bài tiểu luận này ta thấy phức chất có vai trò vô cùng quan trọng trong
lĩnh vực hóa học nói chung, đặc biệt là trong phân tích định lượng và định tính. Do
đó, việc nghiên cứu tìm hiểu về vai trò của phức chất trong hóa học có ý nghĩa hết
sức quan trọng. Hy vọng đề tài này có thể cung cấp thêm những thông tin hữu ích
về phức chất và những ứng dụng của nó.
Do thời gian hoàn thành tiểu luận trong thời gian ngắn nên ảnh hưởng đến

việc tìm kiếm các nguồn tài liệu nên không thể tránh khỏi những thiếu sót. Kính
mong quý Thầy, Cô và các bạn đọc đóng góp ý kiến để tiểu luận được hoàn thiện
hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!

D. TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Trần Thị Bình (2006), Cơ Sở Hóa Học Phức Chất. NXB. Khoa học và Kỹ
thuật Hà Nội.
[2]. Lê Chí Kiên (2006), Hỗn Hợp Phức Chất, NXB. Đại học quốc gia Hà Nội.
[3]. Trần Ngọc Tuyền (2009), Hóa Học Các Hợp Chất Phối Trí, NXB. Đại học
Huế.

24


Hoàng Ngọc Sỹ - Khảo sát các ứng dụng của phức chất trong phân tích hóa
học
[4]. Trần Ngọc Tuyền (2009), “Nghiên cứu sự tạo phức trong dung dịch”, Tạp chí
hóa học, Tập 2, Số 4A, Tr.34 – 37.

25