CHUẨN độ tạo PHỨC ppt _ HÓA PHÂN TÍCH

CHUẨN ĐỘ TẠO PHỨC

Bài giảng pptx các môn ngành Y dược hay nhất có
tại “tài liệu ngành dược hay nhất”;
/>use_id=7046916


MỤC TIÊU
Giải thích được liên kết hóa học trong phức chất theo thuyết phối trí
Trình bày được Định nghĩa- Phân loại- Danh pháp phức chất.
Phân tích cân bằng trong dung dịch các hợp chất phức- hằng số bền của phức chất.
Ứng dụng của phương pháp tạo phức trong phân tích hóa học
Trình bày được cơ sở lý thuyết- phân loại- cách chọn chỉ thị- đường cong chuẩn độ
trong phương pháp chuẩn độ Complexon.
Ứng dụng phương pháp chuẩn độ complexon trong xác định hàm lượng Ca2+, độ
cứng của nước, hỗn hợp Mg2+ và Hg2+…


CÁC KIẾN THỨC LIÊN QUAN SV CẦN ÔN TẬP
- Cấu trúc nguyên tử và cấu hình electron.
- Hệ thống tuần hồn các ngun tố.
- Liên kết hóa học: lk cộng hố trị, lk phối trí, sự lai hóa orbital, thuyết liên kết hóa trị
(VB)
- Tốc độ phản ứng hóa học cân bằng hóa học, hằng số phân ly trong dung dịch.
- Nồng độ dung dịch, các cách biễu diễn nồng độ.
- Đương lượng và qui tắc định lượng tỉ lệ.


NỘI DUNG
+ Cơ sở lý thuyết về phức chất
- Giải thích sự khác biệt của phức chất và các hợp chất vơ cơ khác về mặt cấu trúc hóa học và tính chất.

- Định nghĩa- Phân loại - Danh pháp phức chất.
- Cân bằng trong dung dịch các hợp chất phức. Hằng số bền của phức chất, hằng số cân bằng biểu kiến.
- Ứng dụng phương pháp tạo phức trong phân tích hóa học
+ Chuẩn độ bằng Complexon III
- Phân loại và tính chất các complexon
- Giải thích liên kết hóa học giữa kim loại và complexon
- Độ bền vững của phức complexonat
- Chuẩn độ complexon: nguyên tắc, điều kiện của chỉ thị kim loại, một số loại chỉ thị kim loại thường
gặp, xây dựng đường cong chuẩn độ.
- Ứng dụng của phương pháp trong định lượng Ca2+, độ cứng của nước, Fe3+…



1.CỞ SỞ LÝ THUYẾT VỀ PHỨC CHẤT

NaCl
HF SO2
K4[Fe(CN)6]

HBF4
Liên kết phối trí
do sự lai hóa các orbital spd

Liên kết ion
Liên kết cộng hóa trị

K3[Fe(CN)6]

3K+ + [Fe(CN)6]3SCN-

Fe2+

Fe3[Fe(CN)6]2
Xanh tuabun



Born

December 12, 1866
Mulhouse, Alsace

Died

November 15 1919 (aged 52)

Nationality

Switzerland

Fields

Inorganic chemistry

Institutions

University of Zurich

Alma mater

University of Zurich

Doctoral advisor

Known for
Notable awards

Arthur Rudolf Hantzsch, Marcellin
Berthelot
configuration of transition metal
complexes
Nobel Prize for Chemistry (1913)

A. Werner (1866-1919)


1.1. ĐỊNH NGHĨA PHỨC CHẤT
Phức chất là những hợp chất phân tử xác định, được tạo thành do một cation kim loại (gọi
là nguyên tử trung tâm hay chất tạo phức) như Ag+, Cu2+, Ni2+, Co2+, Fe3+, Hg2+… nối
với các phối tử có thể là ion âm hay phân tử ( NH3, H2O, Cl-, F-, CN-…) tạo nên các ion
phức tạp tích điện dương hoặc âm và có khả năng tồn tại cả trong tinh thể và trong dung
dịch (A. Grinberg).

[MXxLl]z

M: là kim loại trung tâm (chất tạo phức)
X: phối tử trung hòa
L: phối tử anion
x: số phối tử phối trí của X
l: số phối tử phối trí của L

z: điện tích của phức


[Co(NH3)5Br]SO4

[Co(NH3)5SO4]Br

Cầu nội phức

Cầu ngoại phức


Nội cầu phức chất phần lớn giữ được tính bền khi hòa tan, các ion ngoại
cầu dễ bị phân ly trong dung dịch.
Người ta thấy rằng số tối đa những tiểu phân có thể gắn với nguyên tử
trung tâm gọi là số phối trí cực đại, số phối trí cực đại thường là 2,4,6 hoặc 8.
Điện tích của ion phức bằng tổng đại số các điện tích dương và âm của ion
trung tâm và phối tử.


Muối kép

FeSO4, (NH4)2SO4.6H2O hoặc KAl(SO4)2.12H2O
Không phải là phức chất

SO42-, CO32-, PO43-, ClO4-

Ion đơn

1.2. PHÂN LOẠI
Phân loại theo
bản chất phối tử

- Phức amoniacat: phối tử là các phân tử amoniac
- Phức chất Aqua: phối tử là các phân tử nước
- Phức chất Acido: phối tử là các anion acid
- Phức chất vòng càng: chứa phối tử hai càng hoặc nhiều càng.

O
O
O Ca
O
N

O
O

O

O
N


Phân loại theo cấu trúc

Phức chất cộng hóa trị
gồm một nguyên tử trung tâm liên kết

Nội phức

phối trí với những tiểu phân phân cực.

Kim loại tạo thành với phối tử (thường là
phân tử hữu cơ ) vừa bằng liên kết phối
trí vừa bằng liên kết chính.

Phức đơn nhân

Phức đa nhân.

[Ag(NH3)]+, [FeF6 ]3-.

[Fe2(OH)2]4+,[Cu3(OH)4]2+


OH
H3C

C

NOH

2

N
+

H3C

C

Ni2+

NOH

CH3

O

H3C

N

C

C

Ni
C

N

H3C

C
O

N

OH

Niken dimetylglioximat (màu đỏ hồng, TT. Trugaev)

H3C

CH3
C

CH3

C CH2 C
O

CH3 + Be 2+

O

HC

O

C
CH

Be
C

O

O

O

H3C

Beri acetylacetonat

C
CH3

CH3


•

Từ các công thức cấu tạo trên cho thấy các hợp chất nội phức được đặc trưng bằng sự tồn
tại các cụm vòng chủ yếu là các vòng 5 hoặc 6 cạnh.

•

Những phức chất mà phối tử chứa nhiều nguyên tử liên kết với ion trung tâm gọi là phức
đa càng.

•

Những phức chất mà phối tử chứa một nguyên tử liên kết với ion trung tâm được gọi là
phức đơn càng.

•

Các ion trung tâm (ion kim loại) bị kẹp chặt trong các vòng bởi các phối tử như trong “
gọng kìm “. Do đó phối tử tạo với ion trung tâm một vịng kín gọi là phức càng cua (Chelat).

Các hợp chất nội phức có nhiều tính chất đặc trưng, trong đó các tính chất quan trọng
nhất là: độ bền cao, mà đặc trưng độ tan nhỏ trong nước, độ điện ly yếu, độ tan lớn
trong một số dung môi hữu cơ.


1.4. DANH PHÁP (IUPAC)

Số phối trí đọc trước tiên và đọc theo chữ số Hy Lạp
1. Mono

6. Hexa

11. Nodeca

2. Di

7. Hepta

12. Dodeca

3. Tri

8. Octa

4. Tetra

9. Nona

5. Penta

10. Deca


TênGốc
phốiacid
tử đọc
tự và theo thứ tự a,b,c. cách đọc tên gốc anion
thìtheo
đọcthứ
trước
+ “ O”
- với anion gốc axit khơng có nguyên tử oxi: tên gốc muối (bỏ ua, at,it)
+ O.
- với anion gốc axit có nguyên tử oxi: tên gốc muối + O.
VD: Cl-: cloro, CN-: Cyano, SCN-: thiocyano, -OH: hydroxo...
SO42-: sulfato, NO3-: nitrato, NO2-: nitrito, C2O42-: oxalato
Lưu ý: một số phối tử anion là ambidentate ligand (thuận cả hai đầu)
như: SCN-, NO2- (Tham gia phối trí ở đầu S, N hay N hoac O) có thể đọc
tên theo cách

đặc biệt (tên riêng) hoặc tên nguyên tử tham gia phối

trí trước tên phối tử.
NO2-: nitrito hay N-nitrito
Phối tử trung hòa: tên phân tử tương ứng
SCN-: thiocyano=S-thiocyano, N-thiocyano=izothiocyano

H2O: aqua= aquơ NH3:amin  NH2: amino  amin hữu cơ (RNH2):
alkylamin 

NO: nitrosyl CO: carbonyl, CS:thiocarbonyl.


Tên ion trung tâm (chất tạo phức)
– Nếu là phức anion: đọc tên nguyên tử trung tâm/BTH + “at” + [chỉ số hóa
trị của chất tạo phức bằng ký hiệu La Mã]
– Nếu là phức cation hay trung hòa: đọc tên nguyên tử trung tâm/BTH +
[chỉ số hóa trị của chất tạo phức bằng ký hiệu La Mã]
Tên latin một số kim loại + at
Sắt  ferrat, đồng: cuprat, vàng: aurat, Zn: Stannat, Ag: Argentat, Pb: plumbat,
Hg: mercuroat
Các gốc cầu ngoại:

Là anion gốc acid: đọc như gốc muối (sulfat, Clorua, amoni, carbon
Là cation kim loại: đọc tên kim loại (kali, Natri, Ag, Hg..)


hexacyano Ferrat( III) hexacyano sắt ( III)

[Fe(CN)6]3-

ferricyanid

Diamin argentat (I) hoặc diamin bạc (I).

[Ag(NH3)2]+

Tetra sulfocyanido mercuroat (II)

[Hg(SCN)4]

2-

Tetra N-thiocyano mercuroat (II)
tetrathiocyano mercuroat (II)

[Co(NH3)H2OBr]Cl
NH4[Co(NH3)2(NO2)4]

Bromo aqua amin coban (II) clorua
Amoni tetranitrodiamincobanat (III)
Amoni tetranitrito diamin cobanat (III)
Amoni tetra O-nitrito diamin cobanat (III)

[Co(NH3)3(NO2)2Cl]

Clorodinitritotriamincoban (II)


•1.5. CÂN BẰNG TRONG DUNG DỊCH HỢP CHẤT PHƯC
1.5.1. Hằng số bền của phức chất

M(H2O)6 + L
k=

ML(H2O)5 + H2O

aML ( H 2O )5 xaH 2O
aM ( H 2O ) 6 xa L
ML(H2O)5 và M(H2O)6 thực tế khơng ảnh
hưởng đến tính chất của ML và M

a ML
β=
a M xa L
dung dịch loãng

[ ML]
(β: hằng số bền hay
β=
hằng số tạo phức của ML)
[ M ]x[ L]


 Để biểu thị độ bền của phức chất người ta dùng hằng số không bền
là nghịch đảo của hằng số bền K= 1/β được gọi là hằng số không bền
hoặc hằng số phân ly của phức chất, hằng số này càng nhỏ phức chất
càng bền (Người ta còn thường dùng đại lượng –lgK có ký hiệu pK) .
Ví dụ: Phức FeY- có β = 10

25,1

( tức K = 10-25,1, pK= 25,1) bền hơn phức

NiY 2- có β = 10 18,62 ( K = 10 –18,62 , pK= 18,62)
 Nếu biết hằng số không bền của phức chất người ta có thể khảo sát sự
cạnh tranh tạo phức.

1.5.2. Tính nồng độ cân bằng của các cấu tử trong các dung dịch
phức chất
Giả sử: ion Mn+ có nồng độ ban đầu là CM và tạo phức được với phối tử L. Phức ML,
ML2...MLn có hằng số bền tương ứng β1,β2,...βn

Xét cân bằng giữa kim loại (M) với các phối tử L có số phối tr

M+
M

nL

MLn

+

L

ML

[ML] = β1 [M][L]

ML +

L

ML2

[ML2] = β2 [L][ML] = β1* β2 [M][L]

-------------------------------[MLn] = β1* β2* β3*.....βn[M][L]n = β * [M][L]n
β = [MLn]/[M][L]n (1)

β: haèng số bền toàn phần của phức MLn
βi : hằng số bền của phức thứ i


Ta có thể tính được CM và CL dựa vào phương trình bảo tồn khối lượng cho M và L

law of conse rvation of mass.flv

CM = [M]+[ML]+...+[MLn]
= [M]+ β 1[M].[L]+β1β 2[M].[L]2+...+β1β2...β n[M][L]n
= [M]( 1+ β 1[L]+β1,2[L]2+...+β1,n[L]n)
n

CM

β
= [M](1 + ∑
1

i

1,i

[ L]

)

[M ] =

CM
n

1 + ∑ β1,i [ Li ]i

(1)

1

[ MLi ] =

C M .β1,i .[ L]i
n

1 + ∑ β1,i [ Li ]i
1

(2)


Từ công thức trên ta cũng có thể tính được

Phân số mol của phức thứ i (MLi ) so với nồng độ kim loa

[ MLi ]
Fi =

=
CM

β1,i [ L]i

(4)

n

1 + ∑ β1,i [ Li ]i
1

(5)
Trị số F0 của kim loại tự do M

[M ]
F0 =
=
CM

1
n

1 + ∑ β1,i [ Li ]i
1

Fo+ F1+ F2+....+ Fn = 1