Nghiên cứu sự tạo phức đơn, đa phối tử của một số nguyên tố đất hiếm nặng với L–Methionin và axetyl axeton bằng phương pháp chuẩn độ đo pH
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (351.11 KB, 27 trang )
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM
------------------------------------
NGUYỄN THUÝ VÂN
NGHIÊN CỨU SỰ TẠO PHỨC ĐƠN, ĐA PHỐI TỬ CỦA
MỘT SỐ NGUYÊN TỐ ĐẤT HIẾM NẶNG VỚI
L-METHIONIN VÀ AXETYLAXETON BẰNG PHƢƠNG PHÁP
CHUẨN ĐỘ ĐO pH
LUẬN VĂN THẠC SĨ HOÁ HỌC
THÁI NGUYÊN - 2010
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM
------------------------------------
NGUYỄN THUÝ VÂN
NGHIÊN CỨU SỰ TẠO PHỨC ĐƠN, ĐA PHỐI TỬ CỦA
MỘT SỐ NGUYÊN TỐ ĐẤT HIẾM NẶNG VỚI
L-METHIONIN VÀ AXETYLAXETON BẰNG PHƢƠNG PHÁP
CHUẨN ĐỘ ĐO pH
CHUYÊN NGÀNH : HOÁ PHÂN TÍCH
MÃ SỐ: 60.44.29
LUẬN VĂN THẠC SĨ HOÁ HỌC
HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: GS.TS NGUYỄN TRỌNG UYỂN
THÁI NGUYÊN - 2010
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
LỜI CẢM ƠN
Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới GS.TS Nguyễn Trọng Uyển người
thầy đã tận tình chu đáo và giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập, nghiên
cứu và hoàn thành luận văn.
Xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu, Khoa sau Đại học, Khoa Hóa học
Trường ĐHSP Thái Nguyên đã tạo điều kiện thuận lợi cho em trong suốt quá
trình học tập và nghiên cứu đề tài.
Xin chân thành cảm ơn các Thầy, Cô giáo và các cán bộ phòng thí
nghiệm Khoa Hóa học Trường ĐHSP Thái Nguyên và các bạn bè đồng nghiệp
đã giúp đỡ, tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình thực nghiệm.
Cùng với sự biết ơn sâu sắc tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu,
tổ tự nhiên tổng hợp Trường THPT Chuyên Tuyên Quang đã giúp đỡ và động
viên tôi trong quá trình học tập và hoàn thành luận văn này.
Thái Nguyên, tháng 8 năm 2010
Tác giả
Nguyễn Thuý Vân
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
MỤC LỤC
Trang
MỞ ĐẦU ................................................................................................................ 1
Chƣơng I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU .................................................................... 3
1.1. Sơ lược về các NTĐH . ..................................................................................... 3
1.1.1. Đặc điểm chung của các NTĐH . ................................................................... 3
1.1.1.1.Tính chất vật lý và trạng thái tự nhiên của các NTĐH. ................................. 4
1.1.1.2. Sơ lược tính chất hóa học của NTĐH. ......................................................... 5
1.1.2. Sơ lược về một số hợp chất chính của NTĐH ở trạng thái hoá trị III. ............. 6
1.1.2.1.Oxit của các NTĐH. .................................................................................... 6
1.1.2.2. Hiđroxit của NTĐH .................................................................................... 6
1.1.2.3. Các muối của NTĐH. ................................................................................. 6
1.2. Sơ lược về methionin, axetyl axeton ................................................................. 7
1.2.1. Sơ lược về methionin .................................................................................... 7
1.2.2. Sơ lược về axetyl axeton .............................................................................. 10
1.3. Sơ lược về phức chất của NTĐH .................................................................... 11
1.3.1. Đặc điểm chung .......................................................................................... 11
1.3.2. Tính chất biến đổi tuần hoàn - tuần tự các phức chất của NTĐH ................. 12
1.3.3. Phức chất của các NTĐH với các amino axit ............................................... 13
1.3.3.1. Khả năng tham gia liên kết của các nhóm chức trong các amino axit ....... 13
1.3.3.2. Một số kết quả nghiên cứu sự phối trí trong phức chất của các NTĐH
với amino axit ....................................................................................................... 13
1.4 . Cơ sở của phương pháp chuẩn độ đo pH ........................................................ 18
1.4.1. Phương pháp xác định hằng số bền của phức đơn phối tử ............................ 19
1.4.2. Phương pháp xác định hằng số bền của phức đa phối tử. ............................. 20
Chƣơng II: THỰC NGHIỆM ............................................................................. 22
2.1. Hoá chất và thiết bị. . ...................................................................................... 22
2.1.1. Chuẩn bị hoá chất . ..................................................................................... 22
2.1.1.1. Dung dịch KOH 1M ................................................................................. 22
2.1.1. 2. Dung dịch đệm pH = 4,2 (CH3COONH4, CH3COOH) ............................. 22
2.1.1.3. Dung dịch thuốc thử asenazo (III) 0,1% .................................................... 22
2.1.1.4. Dung dịch DTPA 10-3M ............................................................................ 22
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
2.1.1.5. Các dung dịch muối Ln(NO3)3 10-2M (Ln: Ho, Er, Tm, Yb, Lu). .......... 22
2.1.1.6. Dung dịch L-Methionin 10-2M và axetyl axeton 10-1M ............................. 23
2.1.1.7. Dung dịch KNO3 1M................................................................................ 23
2.1.2. Thiết bị ........................................................................................................ 23
2.2. Nghiên cứu sự tạo phức đơn phối tử của các ion đất hiếm (Ho3+, Er3+,
Tm3+, Yb3+, Lu3+) với L- Methionin và với axetyl axeton ..................................... 23
2.2.1. Xác định hằng số phân li của L-Methionin ........................................... 23
2.2.2. Xác định hằng số phân li của axetyl axeton ................................................ .26
2.2.3. Nghiên cứu sự tạo phức đơn phối tử của các ion đất hiếm (Ho3+,
Er3+, Tm3+, Yb3+, Lu3+ ) với L-Methionin ........................................................... 29
2.2.4. Nghiên cứu sự tạo phức đơn phối tử của các ion đất hiếm (Ho3+, Er3+,
Tm3+, Yb3+, Lu3+) với axetyl axeton .................................................................... 36
2.3. Nghiên cứu sự tạo phức đa phối tử của các ion đất hiếm (Ho3+, Er3+, Tm3+,
Yb3+, Lu3+) với L- Methionin và axetyl axeton: ................................................... 41
2.3.1. Nghiên cứu sự tạo phức đa phối tử của các ion đất hiếm (Ho3+, Er3+,
Tm3+, Yb3+, Lu3+) với L- Methionin và axetyl axeton theo tỉ lệ các cấu tử
1:1:1 ...................................................................................................................... 41
2.3.2. Nghiên cứu sự tạo phức đa phối tử của các ion đất hiếm (Ho3+, Er3+,
Tm3+, Yb3+, Lu3+) với L-Methionin và axetyl axeton theo tỉ lệ các cấu tử
1:2:2. ..................................................................................................................... 46
2.3.3.Nghiên cứu sự tạo phức đa phối tử của các ion đất hiếm (Ho3+, Er3+, Tm3+,
Yb3+, Lu3+) với axetyl axeton và L-Methionin theo tỉ lệ các cấu tử 1:4:2 ............ 50
KẾT LUẬN ........................................................................................................ .57
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 58
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
DTPA
: Dietylentriamin pentaaxetic
EDTA : Etylen điamin triaxetic
HAcAc : Axetyl axeton
HEDTA : Axit hiđroxi etylen điamin triaxetic
HMet
: Methionin
Ln
: Lantanit
Ln3+
: Ion lantanit
NTA
: Axit nitrilo triaxetic
NTĐH : Nguyên tố đất hiếm
PAR
: 4-(2-piridilazo)-rezioxin
XDTA : Axit xyclohexan điamin tetraaxetic
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
DANH MỤC CÁC BẢNG
STT
Số bảng
Chƣơng I
1
Bảng 1.1
Một số đại lượng đặc trưng của NTĐH nặng
4
2
Bảng 1.2
Một số đặc điểm của methionin
8
Trang
Chƣơng II
3
Bảng 2.1
4
Bảng 2.2
5
Bảng 2.3
6
7
8
9
Bảng 2.4
Bảng 2.5
Bảng 2.6
Bảng 2.7
Bảng 2.8
Bảng 2.9
10 Bảng2.10
11 Bảng2.11
12 Bảng 2.12
13 Bảng 2.13
Kết quả chuẩn độ dung dịch H2Met+ 2.10-3M bằng dung
dịch KOH 5.10-2M ở 30 ±10C; I = 0,1
24
Kết quả chuẩn độ dung dịch HAcAc 2.10-3 M bằng dung
dịch KOH 5.10-2M ở 30 ± 10C; I = 0,1
27
Các giá trị pK của L-Methionin và axetyl axeton
28
ở 30 ± 10C, I = 0,1
Kết quả chuẩn độ H2Met+ và các hệ Ln3+: H2Met+ = 1: 2
bằng dung dịch KOH 5.10-2M ở 30 ± 10C; I = 0,1
30
Logarit hằng số bền của các phức chất LnMet 2+
(Ln: Ho, Er, Tm, Yb, Lu) ở 30 ± 10C; I = 0,1.
34
Kết quả chuẩn độ HacAc và các hệ Ln3+ : HAcAc = 1:2
bằng dung dịch KOH 5.10-2M ở 30 ± 10C; I = 0,1.
37
Logarit hằng số bền của các phức chất LnAcAc2+ và
Ln(AcAc)2+ (Ln: Ho, Er, Tm, Yb, Lu) ở 30 ± 10C; I = 0,1.
39
Kết quả chuẩn độ các hệ Ln3+ : HAcAc: H2Met+ =
1 : 1 : 1 bằng dung dịch KOH 5.10-2M ở 30 ± 10C; I = 0,1.
42
Logarit hằng số bền của các phức chất LnAcAcMet+
(tỉ lệ 1:1:1) ở 30 ± 10C; I = 0,1
Kết quả chuẩn độ các hệ Ln3+ : HAcAc: H2Met+ =
1 : 2 : 2 bằng dung dịch KOH 5.10-2M ở 30 ± 10C; I = 0,1.
46
47
Logarit hằng số bền của các phức chất LnAcAcMet+
(tỉ lệ 1:2:2) ở 30 ± 10C; I = 0,1
49
Kết quả chuẩn độ các hệ Ln3+ : HAcAc: H2Met+ =
1:4:2 bằng dung dịch KOH 5.10-2M ở 30 ± 10C; I = 0,1.
51
Logarit hằng số bền của các phức chất Ln(AcAc)2Met
(Ln: Ho, Er, Tm, Yb, Lu) ở 30 ± 10C; I = 0,1
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
55
DANH MỤC CÁC HÌNH
Trang
+
Hình 2.1
Hình 2.2
-3
Đường cong chuẩn độ dung dịch H2Met 2.10 M bằng
dung dịch KOH 5.10-2M ở 30 ± 10C; I = 0,1.
24
Đường cong chuẩn độ dung dịch HAcAc 2.10-3M bằng
dung dịch KOH 5.10-2M ở 30 ± 10C; I = 0,1.
27
Đường cong chuẩn độ hệ H2Met+ và các hệ Ln3+ : H2Met+
Hình 2.3
= 1: 2 bằng dung dịch KOH 5.10-2M ở 30 ± 10C; I = 0,1.
31
Sự phụ thuộc lgk 0 1 của các phức chất LnMet 2 +
Hình 2.4
(Ln: Ho, Er, Tm, Yb, Lu) vào số thứ tự nguyên tử
35
Đường cong chuẩn độ hệ HAcAc và các hệ Ln3+ : HAcAc
Hình 2.5
= 1: 2 bằng dung dịch KOH 5.10-2M ở 30 ± 10C; I = 0,1.
38
Sự phụ th uộc lgk 1 0 của các phức chất LnAcAc 2 +
Hình 2.6
(Ln: Ho, Er, Tm, Yb, Lu) vào số thứ tự nguyên tử.
39
Sự phụ thuộc lgk20 của các phức chất Ln(AcAc)2+
Hình 2.7
(Ln: Ho, Er, Tm, Yb, Lu) vào số thứ tự nguyên tử.
40
Đường cong chuẩn độ các hệ Ln3+ : HAcAc: H2Met+=
Hình 2.8
1:1:1 bằng dung dịch KOH 5.10-2M ở 30 ± 10C; I = 0,1.
43
Đường cong chuẩn độ các hệ Ln3+ : HAcAc: H2Met+ =
Hình 2.9
Hình 2.10
Hình 2.11
1:2:2 bằng dung dịch KOH 5.10-2M ở 30 ± 10C; I = 0,1.
Sự phụ thuộc lgβ111 của các phức chất LnAcAcMet+
(Ln: Ho, Er, Tm, Yb, Lu) vào số thứ tự nguyên tử
Đường cong chuẩn độ các hệ Ln3+ : HAcAc: H2Met+ =
1:4:2 bằng dung dịch KOH 5.10-2M ở 30 ± 10C; I = 0,1.
48
49
52
Sự phụ thuộc lgβ121 của các phức chất Ln(AcAc) 2Met
Hình 2.12
(Ln: Ho, Er, Tm, Yb, Lu) vào số thứ tự nguyên tử
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
55
1
MỞ ĐẦU
Trong vài chục năm gần đây, hoá học phức chất của các nguyên tố đất hiếm
(NTĐH) với các amino axit đang được phát triển mạnh mẽ. Sự phát triển mạnh
mẽ trong các nghiên cứu thuộc lĩnh vực này một phần nhờ hội tụ đủ những thành
tựu của các chuyên ngành: hoá lí, hoá phân tích, hoá hữu cơ, hoá sinh và hoá
dược. Các amino axit là những hợp chất đa chức có chứa ít nhất hai nhóm
chức là amin (-NH 2 ) và cacboxyl (-COOH). Do đó các amino axit có khả năng
tạo phức tốt với nhiều ion kim loại trong đó có các ion NTĐH. Phức chất của các
NTĐH và các amino axit có thể được xem như là những mô hình trong hệ
protein – kim loại mô tả các quá trình quan trọng xảy ra trong các cơ thể sống.
Sự đa dạng trong kiểu phối trí và sự phong phú về ứng dụng trong y dược [25],
[26] và trong sinh học [27], [32] đã làm cho phức chất của NTĐH với các amino
axit giữ vai trò quan trọng về mặt hoá học phối trí cũng như sinh hoá vô cơ.
Trước đây người ta chỉ nghiên cứu sự tạo thành phức chất đơn phối tử. Trong
những năm gần đây người ta đã chứng minh được khả năng tạo phức đa phối tử
luôn luôn tồn tại nếu như trong dung dịch có ion kim loại và ít nhất hai loại phối
tử khác nhau. Ngày nay việc nghiên cứu các phức đa phối tử và đa kim loại đang
được tiến hành ở nhiều phòng thí nghiệm trên thế giới do các phức này ngày
càng được ứng dụng nhiều trong lĩnh vực hoá học, sản xuất công nghiệp, nông
nghiệp, y học và công nghệ sinh học [12].
Đã có nhiều công trình với các phương pháp nghiên cứu khác nhau nghiên
cứu sự tạo phức của NTĐH với các amino axit [1], [5], [8], [16], [17], [18], [28].
Các kết quả nghiên cứu thu được rất phong phú. Tuy nhiên với L -Methionin,
một aminoaxit không thay thế có trong cơ thể động vật và người còn ít được nghiên cứu.
Với những nhận định trên trong luận văn này chúng tôi thực hiện đề tài:
―Nghiên cứu sự tạo phức đơn, đa phối tử của một số nguyên tố đất hiếm
nặng với L–Methionin và axetyl axeton bằng phương pháp chuẩn độ đo pH‖
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
2
Mục tiêu nghiên cứu những vấn đề sau:
+ Xác định hằng số bền của phức đơn phối tử của một số ion đất hiếm (Ho3+,
Er3+, Tm3+, Yb3+, Lu3+) với L–Methionin theo tỉ lệ mol các cấu tử tương ứng là 1:2.
+ Xác định hằng số bền của phức đơn phối tử của một số ion đất hiếm (Ho3+,
Er3+, Tm3+, Yb3+, Lu3+) với axetyl axeton theo tỉ lệ mol các cấu tử tương ứng là 1:2.
+ Xác định hằng số bền của phức đa phối tử của một số ion đất hiếm (Ho3+,
Er3+, Tm3+, Yb3+, Lu3+) với L–Methionin và axetyl axeton theo tỉ lệ mol các cấu tử tương
ứng là 1:1:1; 1:2:2 và 1:4:2.
Nội dung nghiên cứu:
+ Xác định hằng số phân li của L - Methionin ở nhiệt độ phòng (30 ± 10C).
+ Xác định hằng số phân li của axetyl axeton ở nhiệt độ phòng (30 ± 10C).
+ Nghiên cứu sự tạo phức đơn phối tử giữa các ion đất hiếm (Ho3+, Er3+,
Tm3+, Yb3+, Lu3+) với L-Methionin theo tỉ lệ mol 1: 2 ở nhiệt độ phòng (30 ± 10C).
+ Nghiên cứu sự tạo phức đơn phối tử giữa các ion đất hiếm (Ho3+, Er3+,
Tm3+, Yb3+, Lu3+) với axetyl axeton theo tỉ lệ mol 1: 2 ở nhiệt độ phòng (30 ± 10C).
+ Nghiên cứu sự tạo phức đa phối tử giữa các ion đất hiếm (Ho3+, Er3+,
Tm3+,Yb3+, Lu3+) với axetyl axeton và L–Methionin theo các tỉ lệ mol 1:1:1; 1: 2: 2
và 1: 4: 2 ở nhiệt độ phòng (30 ± 10C).
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
data error !!! can't not
read....
data error !!! can't not
read....
data error !!! can't not
read....
data error !!! can't not
read....
data error !!! can't not
read....
data error !!! can't not
read....
data error !!! can't not
read....
data error !!! can't not
read....
data error !!! can't not
read....
data error !!! can't not
read....
data error !!! can't not
read....
data error !!! can't not
read....
data error !!! can't not
read....
data error !!! can't not
read....
data error !!! can't not
read....
data error !!! can't not
read....
