Nghiên cứu sự tạo phức của Co(II) với 4 (2 pyridylazo) rezoxin (par) bằng phương pháp trắc quang

Khóa luận tốt nghiệp

Cao Thị Diệu

Trường đại học sư phạm hà nội 2
Khoa hóa học
*******************

Cao thị diệu

Nghiên cứu sự tạo phức của co(ii) với 4(2- pyridylazo)- rezoxin (par) bằng
phương pháp trắc quang
Khóa luận tốt nghiệp đại học
Chuyên ngành: Hóa học phân tích

Người hướng dẫn khoa học
Ts. Trần công việt

Hà Nội – 2009

K31C-Hóa Học

1

Trường ĐHSP Hà Nội 2


Khóa luận tốt nghiệp

Cao Thị Diệu

Lời Cảm ơn

Học tập và nghiên cứu khoa học là nhiệm vụ hàng đầu của mỗi sinh
viên. Song trên con đường tìm kiếm và khám phá kho tàng tri thức của nhân
loại thì bất kì ai cũng đều cần có sự giúp đỡ của những người xung quanh, đặc
biệt là người thầy.
Bằng tấm lòng trân trọng và biết ơn sâu sắc, em xin chân thành cảm ơn
thầy giáo TS. Trần Công Việt- Người đã hướng dẫn khoa học, tận tình chỉ bảo
em trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu.
Em xin chân thành cảm ơn Ban chủ nhiệm khoa Hóa Học và các thầy
cô giáo trong tổ Bộ môn Hóa phân tích đã giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận
lợi cho em hoàn thành khóa luận này.

Hà Nội, ngày 08 tháng 05 năm 2009
Sinh viên

Cao Thị Diệu

K31C-Hóa Học

2

Trường ĐHSP Hà Nội 2


Khóa luận tốt nghiệp

Cao Thị Diệu

Lời cam đoan

Tôi xin cam đoan khóa luận tốt nghiệp với đề tài “Nghiên cứu sự tạo
phức của Co(II) với 4-(2-pyridylazo)-rezoxin (PAR) bằng phương pháp trắc
quang”. Là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Tuy đề tài này không phải là
hoàn toàn mới nhưng kết quả nghiên cứu của đề tài không trùng với kết quả
của các tác giả khác.
Nếu sai tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm.

Hà Nội, ngày 08 tháng 05 năm 2009
Sinh viên

Cao Thị Diệu

K31C-Hóa Học

3

Trường ĐHSP Hà Nội 2


Khóa luận tốt nghiệp

Cao Thị Diệu

Mục lục
trang

Mở đầu………………………………………………………

1

1. Lý do chọn đề tài …………………………………………………….

1

2. Mục đích, đối tượng, phạm vi nghiên cứu của đề tài…………………

2

3. ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài……………………………

2

Chương 1: tổng quan…………………………………...

3

1.1.

Giới thiệu chung về nguyên tố coban…………………..………..

3

1.1.1. Vị trí, cấu tạo và tính chất của Coban…………………………….

3

1.1.2. Trạng thái thiên nhiên, vai trò, ứng dụng và độc tính của Coban…

3

1.1.3. Tính chất vật lý của Coban………………………………………..

5

1.1.4. Tính chất hoá học của Coban……………………………………..

5

1.1.5. Các phản ứng của Coban (II)……………………………………...

6

1.1.6. Tính chất hoá học của các hợp chất Coban (III)…………………..

8

1.1.7. Các phương pháp xác định Coban………………………………...

9

1.1.8. Một số phương pháp tách và làm giàu Coban…………………….

11

1.1.9. Tính chất và khả năng tạo phức của thuốc thử PAR………………

13

1.2.

17

Các bước nghiên cứu phức màu dùng trong phân tích trắc quang...

1.2.1. Nghiên cứu hiệu ứng tạo phức……………………………………

17

1.2.2. Nghiên cứu các điều kiện tạo phức tối ưu………………………...

18

1.3. Các phương pháp trắc quang dùng để xác định thành phần của

20

phức...
1.3.1. Phương pháp tỉ số mol (phương pháp đường cong bão hòa)……...

K31C-Hóa Học

4

Trường ĐHSP Hà Nội 2

21


Khóa luận tốt nghiệp

Cao Thị Diệu

1.3.2. Phương pháp hệ đồng phân tử mol (phương pháp biến đổi liên tụcphương pháp Oxtromuxlenko- job)……………………………….
1.
4.
1.
4.
1.
4.

C
h2.
1.
2.
2.

C
h3.
1.
3.
2.
3.
3.
3.
4.
3.
4.
3.
4.
3.

5.
K
ho
ản
3.
6.
3.
6.
3.
7.

K
ết
T
ài

2
3
2
3
2
5
2
6
2
6
2
7
2
8

2
8
2
9
2
9
3
0
3
0
3
2
3
3
3
3
5
3
7
4
0
4
1
4
2

K31C-Hóa Học

5

Trường ĐHSP Hà Nội 2

22


Khóa luận tốt nghiệp

Cao Thị Diệu

Danh mục các bảng
Trang
Bảng 1.1. Các dạng tồn tại của thuốc thử PAR theo pH………………

13

Bảng 1.2. Hằng số phân li axit của thuốc thử PAR……………………

14

Bảng 3.1. Sự phụ thuộc mật độ quang vào pH………………………

29

Bảng 3.2. Sự phụ thuộc của mật độ quang vào thời gian……………

30

Bảng 3.3a. Kết quả xác định tỉ lệ Co(II): PAR trong phức bằng

31

2+

phương pháp tỉ số mol với nồng độ Co cố định……………………
Bảng 3.3b. Kết quả xác định tỉ lệ Co(II):PAR trong phức bằng
phương pháp tỉ số mol với nồng độ PAR cố định……………………

32

Bảng 3.4. Kết quả xác định tỉ lệ Co(II)- PAR theo phương pháp hệ
đông phân tử…………………………………………………………...
Bảng 3.5. Kết quả khảo sát nồng độ Co(II) tuân theo định luật Beer…

33
34

2+

Bảng 3.6. % các dạng tồn tại của Co theo pH……………………….

36

Bảng 3.7. Các dạng tồn tại của thuốc thử PAR theo pH………………

39

Bảng 3.8. Kết quả xác định ồ của phức Co(PAR)2 bằng phương pháp
Cama………………………………………………………………….

K31C-Hóa Học

6

40

Trường ĐHSP Hà Nội 2


Khóa luận tốt nghiệp

Cao Thị Diệu

Danh mục các hình

H
ìn
H
ìn
H
ìn
H
ìn
h
H
ìn
H
ìn
h
1.
H

ìn
H
ìn
H
ìn
H
ìn
h
3.
H
ìn
h
H
ìn
h
3.
5.
H
ìn
h
3.
H
ìn
H
ìn

T
ra
1
8

1
8
1
9
2
20
2
2
3
2
8
2
9
3
0
3
1
3
2
3
3

3
4
3
7
3
9

K31C-Hóa Học

7

Trường ĐHSP Hà Nội 2


Khóa luận tốt nghiệp

Cao Thị Diệu

Mở đầu
1. Lí do chọn đề tài
Coban là nguyên tố hoá học thuộc phân nhóm VIIIB trong bảng tuần
hoàn các nguyên tố hoá học, có số thứ tự 27.
Ngày nay với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học, kỹ thuật, nhu cầu
sản xuất các loại vật liệu tinh khiết, siêu tinh khiết để ứng dụng vào các ngành
công nghiệp trở nên rất cấp bách. Ngoài ra, bản thân các nguyên tố vi lượng
còn giữ vai trò quan trọng đối với sự phát triển của động thực vật, việc thừa
và thiếu các nguyên tố vi lượng đều không có lợi cho đời sống hàng ngày của
chúng ta.
Coban là nguyên tố vi lượng có tầm quan trọng đối với nhiều ngành
khoa học, kỹ thuật, hiện nay đang được chú ý và nghiên cứu tương đối sâu
rộng. Ngoài ra, Coban cũng là một nguyên tố vi lượng tham gia vào quá trình
chuyển hoá tế bào, nó có các vai trò quan trọng trong cơ thể như: Kích thích
tạo máu, kích thích tổng hợp protein cơ, tham gia chuyển hoá gluxit, chuyển
hoá một số enzim và ức chế một số enzim khác, đặc biệt Coban tham gia vào
quá trình tạo vitamin B12.
Hiện nay đã có rất nhiều phương pháp để xác định Coban. Tuy nhiên
tuỳ thuộc vào lượng mẫu mà người ta có thể sử dụng các phương pháp khác
nhau để xác định như: phương pháp phân tích thể tích, phương pháp phân tích

trọng lượng, phương pháp phân tích trắc quang, phương pháp điện thế…
Nhưng phương pháp phân tích trắc quang là phương pháp được sử dụng nhiều
vì nó có những ưu điểm như: có độ lặp cao, độ chính xác và độ nhạy đảm bảo
yêu cầu của một phép phân tích, mặt khác phương pháp này lại chỉ cần sử
dụng những máy móc, thiết bị không quá đắt, dễ bảo quản, và cho giá thành
phân tích rẻ, rất phù hợp với điều kiện phòng thí nghiệm ở nước ta hiện nay.

K31C-Hóa Học

8

Trường ĐHSP Hà Nội 2


Thuốc thử 4- (2-pyridylazo) - rezoxin (PAR) là thuốc thử có khả năng
tạo phức với nhiều nguyên tố, phức tạo thành thường có màu rất đậm, rất
thuận lợi cho phép trắc quang để xác định vi lượng các nguyên tố. Vì vậy các
phức của PAR không chỉ có ý nghĩa về mặt lý thuyết mà còn có ý nghĩa về
mặt thực tiễn.
Hiện nay các công trình nghiên cứu về sự tạo phức của ion Co với PAR
đang còn chưa nhiều, chưa mang tính hệ thống, đặc biệt là Co(II) với một số
thuốc thử như PAR.
Xuất phát từ những lí do trên tôi đã chọn đề tài: “Nghiên cứu sự tạo
phức của Co(II) với 4- (2-pyridylazo) – rezoxin (PAR) bằng phương pháp
trắc quang”.
2. Mục đích, đối tượng, phạm vi nghiên cứu của đề tài
Tiến hành nghiên cứu thực hiện sự tạo phức của Co(II) với thuốc thử
PAR xác định thành phần của phức, thông số định lượng của phức, từ đó
dùng ứng dụng trong phân tích các nguyên tố đất hiếm và chuyển tiếp khi
nồng độ của chúng rất nhỏ bằng phương pháp trắc quang.

3. ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Việc xác định thành phần của phức để ứng dụng trong từng ngành,
từng lĩnh vực cụ thể là một trong những hướng đi chính của phức chất. Nó
giúp ta phát hiện sự có mặt của các ion kim loại có trong phức ngay cả khi
chúng tồn tại ở nồng độ nhỏ.
Ngày nay, việc sử dụng phương pháp trắc quang trong phân tích hóa
học là khá phổ biến. Đề tài này chỉ nghiên cứu sự tạo phức Co(II) với thuốc
thử PAR nhưng nó là rất cần thiết để xác định Co(II) và có thể tiến hành
nghiên cứu tương tự với các nguyên tố khác. Giúp chúng tôi có cơ hội tiếp
cận với những phương pháp hóa lí hiện đại.


Chương 1: tổng quan
1.2.

Giới thiệu chung về nguyên tố coban

1.1.1. Vị trí, cấu tạo và tính chất của Coban
Coban là nguyên tố kim loại chuyển tiếp, nằm ở ô thứ 27 nhóm VIIIB
của bảng hệ thống tuần hoàn Đ.I.Mendeleev.
- Kí hiệu:

Co

- Số thứ tự:

27

- Khối lượng nguyên tử: 58,9332
- Cấu hình electron:

7

2

[Ar]3d 4s

- Bán kính nguyên tử (Å): 1,25
2+

0,82

3+

0,64

- Bán kính ion Co (Å):
- Bán kính ion Co (Å):

- Độ âm điện Pauling:
1,88
- Thế điện cực tiêu chuẩn (V): E o

Co 2 Co

o
= - 0,28; ECo
3

Co 2

= 1,81

- Năng lượng ion hoá: Theo bảng sau:
M
ứ
N
1 3
ă 8 7 3
1.1.2. Trạng thái thiên nhiên, vai trò, ứng dụng và độc tính của Coban
1.1.2.1. Trạng thái thiên nhiên
Coban là một trong những nguyên tố tản mạn, không có quặng riêng,
thường lẫn với các chất khác như

Cobantin (CoAsS) chứa 35,4% Coban,

smatit (CoAs2).
Hàm lượng Coban trong vỏ trái đất chiếm khoảng 0,0037%. Trong đất
trồng hàm lượng Coban chiếm khoảng 5mg/kg, còn trong nước tự nhiên
thường là rất ít, nhìn chung nhỏ hơn 10mg/l.


Vì trữ lượng của Coban bé nên hàng năm tổng lượng Coban sản xuất
trên thế giới chỉ vào khoảng 20000 tấn, mặc dù Coban là vật liệu chiến lược
nhất đối với kĩ thuật quốc phòng.
1.1.2.2. Vai trò và ứng dụng
Coban có nhiều vai trò quan trọng trong cơ thể sống như: Kích thích
tạo máu, kích thích tổng hợp protein cơ, tham gia chuyển hoá gluxit, chuyển
hoá các chất vô cơ. Coban có tác dụng hoạt hoá enzim và còn có tác dụng ức
chế một số enzim khác. Coban tham gia vào quá trình tạo vitamin B 12

(C63H88O14N14PCo).
Coban được ứng dụng nhiều trong kỹ nghệ thuỷ tinh màu, trong công
nghiệp đồ sứ, luyện kim để chế tạo các hợp kim và thép đặc biệt (thép có mặt
Coban sẽ có độ chịu nhiệt, chịu axit cao…).
Coban và nhiều hợp chất của nó được dùng làm chất xúc tác cho nhiều
quá trình hoá học. Muối của Coban thường được sử dụng làm chất sắc tố
60

trong hội họa, đồ gốm… Đồng vị phóng xạ nhân tạo Co phóng xạ ó với chu
kì bán phân huỷ gần 5 năm được dùng trong y học để chiếu xạ các khối u ác
tính (ung thư), trong công nghiệp để phát hiện vết rạn và vết rỗ trong đúc kim
loại, trong kỹ thuật quân sự.
Flo [bis (3 florua salisilan đehit)] etylen điamin Co(II) được dùng như
một nguồn cung cấp oxi cho phi công ở độ cao. Sự có mặt của Coban rất cần
thiết cho quá trình lên men, trao đổi chất, tổng hợp các chất hữu cơ và khả
năng chống đỡ bệnh tật của vi sinh vật.
1.1.2.3. Độc tính
Mặc dù Coban không được coi là độc như hầu hết các kim loại nặng vì
theo những nghiên cứu mới đây tại Mỹ thì không có sự liên hệ giữa Coban
trong nước và bệnh ung thư ở người.


Tuy nhiên, với hàm lượng Coban lớn sẽ gây tác động xấu đến cơ thể
người và động vật.
Triệu chứng nhiễm độc Coban ở người là nôn mửa, tiêu chảy. Dung
dịch muối clorua và nitrat của Coban hấp thụ vào cơ thể khi uống nhiều bia có
chứa Coban với hàm lượng 1,2 – 1,5 mg/l nhẹ thì gây chứng ban đỏ da, các
bệnh đường hô hấp, nặng thì gây ức chế thần kinh trung ương, viêm ruột,
viêm cơ tim, dẫn tới tử vong. Độc tính này sẽ tăng lên khi có mặt đồng thời
Coban và rượu. Thực tế, lượng Coban mà con người hấp thụ hàng ngày từ

nước ít hơn từ thực phẩm.
Cộng đồng Châu Âu, hội tiêu chuẩn Pháp đưa ra một giá trị tổ chức
chính thức quy định cho Coban. Tuy nhiên hàm lượng 1mg/l được chấp nhận
là nồng độ giới hạn cho Coban trong nước.
1.1.3. Tính chất vật lý của Coban
Coban là kim loại màu xám, có ánh kim, có từ tính. Nó hoá rắn và rất
chịu nhiệt, bền với không khí và nước, nhưng dễ bị oxi hoá khi nghiền nhỏ và
đốt ở nhiệt độ đến chói sáng, khi đó nó bốc cháy trong không khí và tạo thành
Co3O4.
Sau đây là một số thông số vật lý của Coban:
3

- Khối lượng riêng của Coban (g/cm ): 8,9
- Cấu trúc tinh thể (ở điều kiện thường): Lục phương
0

- Nhiệt độ nóng chảy ( C): 1495
0

- Nhiệt độ sôi ( C): 3100
- Độ cứng (thang Moxơ): 5,5
- Nhiệt thăng hoa (kj/mol): 425
- Độ dẫn điện (Hg = 1): 10
1.1.4. Tính chất hoá học của Coban


ở điều kiện thường, Coban kim loại bền với nước và không khí, ở nhiệt
độ cao nó tác dụng với phần lớn các phi kim tạo ra muối Co(II). Trạng thái
oxi hoá (II) là đặc trưng và bền với Coban.
Coban tan trong axit HCl, H2SO4 loãng cho khí H2 thoát ra, dễ tan trong

HNO3 loãng giải phóng ra khí NO, HNO3 và H2SO4 đặc đều làm trơ Coban.
Coban không tan trong kiềm ăn da ở điều kiện nhiệt độ thường.
Co + 2HCl

= CoCl2 + H2

Co + H2SO4 =
3Co + 8HNO3

CoSO4 + H2

= 3Co(NO3)2 + 2NO + 4H2O

Các muối tạo thành theo phản ứng trên của Coban đều tạo dung dịch có
màu hồng.
1.1.5. Các phản ứng của Coban (II)
+ Tác dụng với (NH4)2S
Sunfua amon đẩy được Co

2+

từ các dung dịch muối Co(II) tạo ra kết

tủa đen CoS
2+

Co

+ (NH4)2S

Trong môi trường axit Co

2+

=

CoS

+

+ 2NH4

không kết tủa với H2S nhưng trong môi

trường ammoniac thì kết tủa hoàn toàn.
+ Tác dụng với dung dịch NH4OH
2+

Khi nhỏ từ từ dung dịch NH4OH vào dung dịch Co ta sẽ được một
kết tủa của muối bazơ màu xanh:
CoCl2

+ NH4OH

=

CoOHCl

+

NH4Cl

Các muối bazơ của Coban và cả Co(OH)2 đều dễ tan trong amoniac và
các muối amon dư tạo thành hexamin Coban không bền [Co(NH 3)6]Cl2 màu
vàng tươi.


Khi để trong không khí dung dịch sẽ hoá đỏ nâu vì có sự oxi hoá của
Co(II) lên Co(III) và tạo thành pentamin có thành phần là [Co(NH 3)5Cl]Cl2.
Nếu thêm H2O2 vào thì sự oxi hoá thể hiện ngay tức khắc.
2[Co(NH3)6]Cl2 + H2O2 + 2NH4Cl = 2[Co(NH3)5Cl]Cl2 + 4NH3 + 2H2O

+ Tác dụng với dung dịch NaOH và KOH
Khi nhỏ từ từ các dung dịch kiềm này vào dung dịch Co(II) ta sẽ được
kết tủa muối bazơ màu xanh:
CoCl2 + KOH = Co(OH)Cl

+ KCl

Nếu tiếp tục nhỏ thêm KOH thì muối bazơ sẽ biến thành Co(OH)2 và
màu xanh sẽ chuyển thành màu hồng:
Co(OH)Cl

+ KOH =

Co(OH)2

+ KCl

Khi để lâu trong không khí kết tủa sẽ hoá nâu một phần vì bị oxi hoá:

2Co(OH)2 +

1/2 O2 + H2O = 2Co(OH)3

Nếu có mặt của H2O2 thì sự oxi hoá xảy ra ngay lập tức và hoàn toàn
2Co(OH)2

+ H2O2 = 2Co(OH)3

Kết tủa hơi tan trong kiềm đặc dư tạo thành Cobantit màu xanh them
K2[Co(OH)4]. Nhìn chung Co(OH)2 có tính chất bazơ rõ nhưng trong trường
hợp này thì có tính chất lưỡng tính.
+ Tác dụng với dung dịch KCN
Kalixianua tạo được với Coban(II) một kết tủa hồng Co(CN)2. Tan
trong thuốc thử dư tạo thành phức chất xyanua màu nâu:
Co

2+

+ 2CN

-

= Co(CN)2
-

4-

Co(CN)2 + 4CN = [Co(CN)6]

Dưới ảnh hưởng của các chất oxi hoá Co(II) sẽ chuyển thành Co(III)
và dung dịch sẽ có màu hồng rõ:


2[Co(CN)6]

4-

+ 1/2O2 + H2O = 2[Co(CN)6]

3-

-

+ 2OH

+ Tác dụng với dung dịch KSCN
Các sunfuaxianua kim loại kiềm đều tạo được với dung dịch Co

2+

đặc

một màu xanh mạnh do đã tạo được những phức chất tan màu xanh:
Co

2+

-

+ 4SCN = [Co(SCN)4]

2-

Khi pha loãng bằng nước cân bằng sẽ chuyển dịch về bên trái và màu
xanh của dung dịch chuyển thành màu hồng.
+ Tác dụng với dung dịch (NH4)2[Hg(SCN)4]
2+

Nhỏ thuốc thử này vào dung dịch Co , lắc đều và để yên lúc đó các
tinh thể xanh đậm của Sunfo xyanomecunirat Coban sẽ xuất hiện:
Co

2+
2+

+ [Hg(SCN)4]
2+

Các ion Zn , Cd , và Cu
2+

2+

2-

= Co[Hg(SCN)4]

cũng tạo được kết tủa có thành phần

2+

tương tự. Cd và Cu dễ tránh vì các ion nhóm (III) thường được tìm khi đã
tách nhóm (IV) rồi.
+ Tác dụng với dung dịch KNO2 khi có mặt axit axetic
CoCl2 + 7KNO2 + 2CH3COOH = K3[Co(NO2)6] + NO + 2CH3COOK
+ 2KCl + H2O
+ Phản ứng với thuốc thử hữu cơ
Ví dụ: Phản ứng với PAR.
Một số tác giả đã đưa ra ý kiến giả thiết rằng Co(II) khi có PAR trong
dung dịch nước bị oxi hoá bằng oxi của không khí đến Co(III). Chúng tôi đã
nghiên cứu sự tạo phức của Co(II) với PAR khi có axit 1- ascobic hay NaIO4
ở pH (1,5 – 8,0) và ở pH (8 – 1,5) và có lượng thừa Coban 100 lần thì các
đường cong pH khi có axit ascobic và không có nó thực tế trùng nhau, khi có
NaIO4, Co(II) bị thuỷ phân thậm trí ở pH= 3,5. Như vậy, trong phức Co(II) –
2+

PAR, Coban xuất hiện chỉ có hoá trị 2 (Co ).
Co(II) : PAR = 1 : 2 ; pH= 1,5 – 9,0 ; ởmax=510nm


Mật độ quang của phức trong vòng 60 phút, 120 phút và 24 giờ là:
0,279; 0,281; 0,276.
Tỉ lệ mol khi Co(II) tương tác với PAR được xác định bằng phương
pháp tỉ số các độ dốc. (Dùng đệm axetat-amoniac) có pH=8,25 và đo quang ở
ởmax=510nm.

1.1.6. Tính chất hoá học của các hợp chất Coban (III)
2+

Khi không có các chất tạo phức thì sự oxi hoá [Co(H2O)6]
thuận lợi về mặt nhiệt động và Co

3+

rất không

bị khử bởi nước. Nhưng sự oxi hoá điện

phân hoặc oxi hoá bằng ozon các dung dịch axit của Co(ClO4)2 ở lạnh cho ion
aquơ [Co(H2O)6]

3+

2+

0

nằm cân bằng với [Co(OH)(H2O)5] . ở 0 C chu kỳ bán

huỷ của các ion nghịch từ này bằng gần một tháng.
Sự có mặt các chất tạo phức, ví dụ NH3 làm tăng đột ngột tính bền của
Co(III).
3+

[Co(NH3)6]

+ e  [Co(NH3)6]2+

0

E = 0,1V




Ion Co

3+

có ái lực đặc biệt mạnh với các phối tử cho N, như NH3,

4

EDTA , -SCN, với các phối tử này nó tạo thành một số lớn phức chất. Phản
ứng trao đổi phối tử trong các phức chất này thường diễn ra tương đối chậm.
Phức chất của Coban hoá trị ba được điều chế bằng cách oxi hoá Co

2+

trong dung dịch khi có các phối tử tương ứng.
2+

+

3+

4Co + 4NH4 + 20NH3 + O2  4[Co(NH3)6]
+ Tính chất tạo phức của Co(III)
Các phức chất của Co

3+

+ 2H2O

nói chung bền hơn các phức tương ứng của


2+

Co . Ví dụ: Phức EDTA với Co

2+

3+

(lgõ= 16), với Co

(lgõ= 36), phức của


Co

2+

có màu vàng đất (lgõ1-6 = 1,99; 3,5; 4,43; 5,07; 5,13; 4,39) bị oxi hoá

trong không khí chuyển thành phức Co

3+

có màu hồng, khá bền (lgõ1-6 = 7,3;

14,0; 20,1; 25,7; 30,75; 35,16) phản ứng này được dùng để phát hiện Coban.
2+

Các phức chất Co(III) bền hơn các phức chất tương ứng của Co vì vậy
khi có chất tạo phức nồng độ Co
3+

2+

Co /Co

3+

giảm nhiều hơn, do đó thế của cặp
2+

giảm xuống nhiều và tính khử của ion Co tăng lên, nó dễ bị oxi
3+

hoá thành Co . Ví dụ khi có NH3 dư thì phức Co(NH3)6 2+ có tính khử mạnh.
 Co + 6NH3

2+
+ e 
Co

Co(NH3)6

3+

Co

3+

3+



2+

1,84/0,059

6




Co

-35,16

+ 6NH3  Co(NH3)

6
2+

4,39

2+

0,416



3+

Co(NH3)6

+ e

 Co(NH3)



Hay: E o
Co
2





NH

3
 / Co

3 6

NH

= 0,146.0,059= 0,025V

3 6

Nó bị oxi hoá dễ dàng bởi H2O2 và chuyển từ màu vàng đất sang màu
3+

hồng của phức Co(NH3)6 .
Các hợp chất của Co(III) có độ tan bé hơn các hợp chất tương ứng của
Co(II).
Trong số các phức chất của Coban không có phức chất tham gia vào sự
trao đổi oxi. Nhưng một số trong chúng là mô hình thuận tiện để nghiên cứu


sự liên kết oxi bởi các kim loại trong hệ sinh học. Sự kết hợp oxi và sự mất
oxi thuận nghịch trong dung dịch có tầm quan trọng to lớn nhất.
1.1.7. Các phương pháp xác định Coban
+ Các phương pháp trắc quang
Các thuốc thử hữu cơ để xác định Coban rất phong phú với nhiều loại
nhóm chức khác nhau.


Xác định với PAR: 4-(2-pyridylazo)-rezoxin.


PAR là một trong các thuốc thử hữu cơ nhạy cho Co(II). Hệ số hấp thụ
phân tử của hợp chất Co(II) với thuốc thử là 55000(  ) ở pH= 8,0 và 

max=
510nm. Người ta đã nghiên cứu phương pháp xác định trắc quang Co(II)
trong dung dịch các muối sạch. PAR là một thuốc thử có độ nhạy, độ chọn lọc
cao.
Cực đại hấp thụ của PAR  max=415nm
Người ta có thể xác định Coban trong vitamin B 12 bằng cách cho tạo
phức với PAR và chiết phức bằng dung môi Metylizobutylxeton hoặc cho
Coban tạo phức với hecxaaxetat oxanic aren và phức này được chiết bằng
dung môi toluen.

 Xác định với  -Nitrizo-  -naphtol.
Dựa vào sự tạo thành hợp chất nội phức có màu đỏ da cam với
Coban. Phức này có cực đại hấp thụ ở  =465nm
 Xác định với muối nitrozo R


Xác định với thuốc thử PAN

Phức tạo thành là một phức vòng càng bền và có cực đại hấp thụ ở
bước sóng  =575nm. Ngoài ra người ta còn sử dụng một số thuốc thử
hữu cơ
khác như GANP (gamma-azo-nitrophenon), KTADF (3-cacboxyl-1,2,2triazo-(azo-6)-đietylamin), axit rubeanic.
Ngoài ra Coban còn được xác định với p-nitrizo axetophenol, axit
3-nitrozo-salixilic và một số chất khác.
+ Phương pháp hấp thụ nguyên tử
Đây là phương pháp xác định Coban rất hữu hiệu, để xác định Coban ta
tiến hành như sau: Bơm vào lò khoảng 50  l mẫu, làm khô ở nhiệt độ 90 -


0

0

180 C trong 60 giây, nung ở nhiệt độ 900 C trong 30 giây. Sau đó thực hiện
0

quá trình nguyên tử hoá mẫu ở nhiệt độ 2600 C trong 12 giây và tiến hành đo
quang ở bước sóng  =240nm.
Phương pháp này cho phép xác định Coban trong nhiều đối tượng khác
nhau.
+ Các phương pháp điện hoá
- Phương pháp cực phổ
- Phương pháp cực phổ xung vi phân (DPP)
- Phương pháp cực phổ sóng xúc tác
1.1.8. Một số phương pháp tách và làm giàu Coban
Tách và làm giàu các nguyên tố hoá học và các hợp chất của chúng dựa
trên sự làm chuyển dịch cân bằng động hoá học về phía dự định. Cơ chế làm
chuyển dịch cân bằng được sử dụng, ví dụ đối với các phản ứng:
- Kết tủa  Hoà tan
- Chiết  Giải chiết
- Hấp thụ  Giải hấp
- Cất

 Ngưng tụ

+ Phương pháp kết tủa và cộng kết
+ Phương pháp chiết làm giàu
Chiết bằng thuốc thử Nitrozo – naphtol
Nitrozo – naphtol là một thuốc thử đứng đầu trong dãy các thuốc thử
dùng để chiết bởi vì nó tạo phức với Coban rất chọn lọc.

Các dung môi chiết thích hợp là Clorofom, tetra cloruacacbon, Toluen,
Metylizobutylxeton.
Trong quá trình tạo phức, nếu Co(II) bị oxi hoá đến Co(III) thì phức
Co(III) tạo được phức bão hoà phối trí thì bản chất dung môi không ảnh


hưởng quyết định đến quá trình chiết nó, có thể chiết gần như nhau bằng
Clorofom, izoamylic, MIBX (metylizobutylxeton và benzen). Khi dùng thuốc
thử là nitrozo- naphtol (1- nitrozo- 2- naphtol) hoặc MIBX. Phức bền trong
môi trường axit nên tăng độ chọn lọc.
N O
OH

= HR
Co

2+

+

+ 3HR + 1/4O2 = CoR3 + 1/2 H2O + 2H
Chiết bằng đithizon

Chiết bằng đithizon trong tetraclorua Cacbon đạt hiệu quả rất tốt giá trị
pH=6. Tính bền của đithizon Coban trong môi trường axit HCl loãng được sử
dụng để tách Coban ra khỏi các kim loại khác có khả năng tạo phức kém bền
với đithizon như: Cd, Zn, Pb.
Chiết bằng MIBX (Metylizobutylxeton)
Có thể dùng Metylizobutylxeton để chiết phức.
Hằng số điện môi và độ tan của MIBX:

-1

S0= 1,3.10 mol/l; lgPHA= 2,23
lgPMA= 1,95; 0,59
pH50= 3,36
lgEmax= 2,3
+ Phương pháp tuyển nổi
+ Phương pháp sắc kí
Sắc kí trao đổi ion là một phương pháp được sử dụng rộng rãi để làm
giàu Coban. Sự tạo thành các phức Clorua của Coban trong các dung dịch axit


Khóa luận tốt nghiệp

Cao Thị Diệu

đặc cho phép tách Coban ra khỏi dung dịch khác bằng cách hấp thụ phức lên
các nhựa trao đổi anionit tương ứng khi đưa các dung dịch có chứa các kim
loại trong axit HCl 9N lên cột anionit bazơ mạnh thì Coban, đồng, kẽm, sắt
(III) được giữ lại trong cột còn Crom, Mangan, Niken không tạo phức bền
-

với ion Cl thì đi ra khỏi cột.
Ngoài ra để xác định Coban trong nước người ta cũng thường hay sử
dụng phương pháp sắc kí giấy, cũng có thể dùng phương pháp này để tách
hỗn hợp Co(II) và Niken(II) ra khỏi nhau. Trong trường hợp này người ta
thường nhúng giấy sắc kí vào trong một cốc đựng dung môi và phun thuốc
hiện đặc trưng đối với từng nguyên tố, trong trường hợp này người ta dùng
-

SCN làm thuốc hiện cho Coban (vì Co

2+

-

tạo phức với SCN tạo ra phức

2+

Co(SCN)4 màu xanh).
Phản ứng hiện màu như sau:
2+

Co

-

+ PAR + 4SCN



2-

Co(II)- PAR(SCN)4

(màu xanh)




Còn Ni

2+

thì thuốc thử đimetyl glyocxim, phức có công thức là

Ni(HDm)2.
1.1.9. Tính chất và khả năng tạo phức của thuốc thử PAR
1.1.9.1. Tính chất của thuốc thử PAR
Chất màu azo “ 4- (2- pyridylazo)- rezoxin” có tên gọi là thuốc thử
PAR được Tribabin tổng hợp năm 1918, là chất bột mịn màu đỏ thẫm, tan tốt
trong rượu và xeton. Dung dịch thuốc thử có màu da cam, bền trong thời gian
dài. Thuốc thử thường dùng ở dạng muối natri có công thức phân tử:
0

C11H8N3O2Na.H2O (M= 255,2; tnc= 180 C).
Công thức cấu tạo:

N

N

OH

N

K31C-Hóa Học

2H1O

Khóa luận tốt nghiệp
Trường ĐHSP Hà
Nội 2

Cao Thị Diệu


Khóa luận tốt nghiệp

Cao Thị Diệu

N

N

ONa

N
HO

Tuỳ thuộc vào pH của môi trường, thuốc thử PAR có thể tồn tại ở các
dạng khác nhau:
Các dạng tồn tại của thuốc thử PAR ở các giá trị pH khác nhau được
trình bày trong bảng 1.1:
Bảng 1.1. Các dạng tồn tại của thuốc thử PAR theo pH



D
ạ
H
5

H
2

H
R
R
2-

.
2
1
4
2
1
,

5

Các cân bằng của thuốc thử PAR trong dung môi nước:

N

N

OH

Ko=10

3,1

N

N

N

OH

N
H

HO

HO

+

H3R (pH<2,1)

H2R (pH= 2,1 – 4,2)
K1= 10

5,6

11,9

N

O-

N

N

K31C-Hóa Học

-

O

K 2 = 10

22

N
N

N

O-

Trường ĐHSPHHOà Nội 2