Ảnh hưởng của PH tới sự tạo phục sắt III với Axit-Sunfosalixilic

MỤC LỤC
LỜI CÁM ƠN.........................................................................................................
MỤC LỤC.............................................................................................................1
MỞ ĐẦU...............................................................................................................4
1. Lí do chọn đề tài...............................................................................................4
2. Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu đề tài...........................................................4
3. Các phương pháp nghiên cứu...........................................................................4
4. Đối tượng và khách thể của đề tài nghiên cứu..................................................5
5. Giả thuyết khoa học..........................................................................................5
6. Lịch sử đề tài nghiên cứu.................................................................................5
7. Giới hạn đề tài nghiên cứu................................................................................5
NỘI DUNG ...........................................................................................................6
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1 Sơ lược về nguyên tố sắt...............................................................................
1.1.1 Vị trí và cấu tạo của sắt......................................................................6
1.1.2 Tính chất vật lý và tính chất hóa học.................................................6
1.1.3 Trạng thái thiên nhiên và phương pháp điều chế..............................9
1.1.4 Một số ứng dụng của sắt...................................................................10
1.2 Sự tạo phức của sắt với thuốc thử hữu cơ.................................................11
1.2.1 Khả năng tạo phức của Fe
3+
với thuốc thử axit sunfosalixilic..........11
1.2.2 Khả năng tạo phức của Fe với các thuốc thử khác..........................11
1.2.2.1 . Thuốc thử SCN
-
................................................................................11
1.2.2.2 .Thuốc thử o – phenantrolin...............................................................13
1.2.2.3 .Thuốc thử bato – phenantrolin...........................................................13
1.2.2.4 .Thuốc thử 1– (2–pyridylazo) –2–naphthol (PAN).............................14
1.2.2.5 . Thuốc thử 4– (2–pyridylazo) –rezocxin (PAR)..................................14
1.2.2.6 .Thuốc thử trioxyazobenzen (TOAB).................................................15

1
1.3 Nghiên cứu về thuốc thử axit sunfosalixilic..............................................16
1.3.1 Tính chất của thuốc thử axit sunfosalixilic......................................16
1.3.2 Khả năng tạo phức của axit sunfosalixilic........................................17
1.4 Các phương pháp xác định sắt...................................................................17
1.4.1 Phương pháp khối lượng..................................................................17
1.4.2 Phương pháp trắc quang..................................................................17
1.4.3 Phương pháp chuẩn độ oxi hoá khử................................................18
1.4.4 Các phương pháp khác xác định sắt.................................................19
1.5 Các phương pháp xác định thành phần phức..........................................19
1.5.1 Phương pháp hệ đồng phân tử gam..................................................19
1.5.2 Phương pháp tỷ số mol......................................................................19
1.6 Các phương pháp xác định hệ số hấp thụ phân tử của phức..................19
1.6.1 Phương pháp hệ đồng phân tử gam..................................................19
1.6.2 Phương pháp xử lí thống kê đường chuẩn.......................................20
1.6.3 Phương pháp Komar.........................................................................20
1.7 Đánh giá các kết quả phân tích..................................................................21
CHƯƠNG 2: KỸ THUẬT THỰC NGHIỆM
2.1 Dụng cụ và thiết bị......................................................................................22
2.2 Hóa chất và cách pha .................................................................................22
2.3 Cách tiến hành............................................................................................23
2.4 Phương pháp nghiên cứu...........................................................................23
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1 Khảo sát phổ hấp thụ của phức.................................................................24
3.2 Khảo sát pH tối ưu và ảnh hưởng của pH đến sự tạo phức.....................26
3.3 Khảo sát sự ảnh hưởng của thời gian đến sự tạo phức............................27
3.4 Xác định thành phần phức.........................................................................29
3.4.1. Xác định thành phần phức ở khoảng pH thứ nhất...............................29
2
3.4.2. Xác định thành phần phức ở khoảng pH thứ hai................................33

KẾT LUẬN..........................................................................................................38
Tài liệu tham khảo...............................................................................................39
3
MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài
Trong công nghệ Hóa học thì hóa học phân tích đã khẳng định được vai trò của mình
qua việc sử dụng các phương pháp hóa học, vật lý, hóa lý khi nghiên cứu thành phần
của chất. Một trong những phương pháp đạt được những thành tựu to lớn trong khoa học
nghiên cứu là phương pháp trắc quang khi xác định hàm lượng của các nguyên tố, các
chất và hợp chất.
Với những thành tựu đạt được từ phương pháp trắc quang đó mở ra những cơ hội
mới cho việc nghiên cứu, đi sâu hơn tìm hiểu và ứng dụng của phương pháp này trong
thực tiễn, tìm ra các yếu tố ảnh hưởng,…. Vì vậy mà tôi chọn đề tài: “Nghiên cứu ảnh
hưởng của pH đến sự tạo phức của Fe
3+
với axit sunfosalixilic (SSal) ” làm bài khóa
luận tốt nghiệp .
2. Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu đề tài
2.1 .Mục tiêu:
- Biết được vai trò của phương pháp trắc quang trong hóa học phân tích.
- Xác định thành phần của phức sắt (III) với axit sunfosalixilic bằng phương pháp trắc
quang.
- Vận dụng phương pháp này trong việc nghiên cứu ảnh hưởng của pH đến sự tạo phức
của Fe
3+
với axit sunfosalixilic (SSal)
2.2 .Nhiệm vụ:
Đề tài cần thực hiện các nhiệm vụ trọng tâm sau:
- Nghiên cứu phương pháp trắc quang trong hóa học phân tích.
- Nghiên cứu ảnh hưởng của pH đến sự tạo phức của Fe

3+
với axit sunfosalixilic (SSal)
3. Các phương pháp nghiên cứu
+ Nghiên cứu lí luận: nghiên cứu các tài liệu, các trang web, bài viết,….có liên quan
+ Nghiên cứu thực nghiệm:
4
- Tìm hiểu nguyên lí hoạt động của máy đo mật độ quang
+ Nghiên cứu toán học: vẽ biểu đồ, đồ thị, phương pháp lấy giá trị trung bình, công
thức toán học thống kê,….
4. Đối tượng và khách thể của đề tài nghiên cứu
4.1 .Đối tượng:
Đối tượng nghiên cứu của đề tài là ảnh hưởng của pH
4.2 .Khách thể:
Sự tạo phức của Fe
3+
và axit sunfosalixilic (SSal )
5. Giả thuyết khoa học
Đề tài nghiên cứu ảnh hưởng của pH đến sự tạo phức của Fe
3+
với axit sunfosalixilic (
Fe(III) - SSal) bằng phương pháp trắc quang.
Nếu đề tài nghiên cứu thành công, có thể áp dụng cho việc xác định hàm lượng Fe
trong rau muống và một số chất khác.
6. Lịch sử đề tài nghiên cứu
Đề tài này đã được nghiên cứu nhưng chỉ dừng lại ở chỗ xác định thành phần phức
của Fe(III) - SSal bằng phương pháp trắc quang. Tôi chọn đề tài này để tiếp tục nghiên
cứu về ảnh hưởng của pH đến sự tạo phức của Fe
3+
với axit sunfosalixilic ( Fe(III) –
SSal ) và tìm ra một số hệ số thích hợp.

7. Giới hạn đề tài nghiên cứu
Đề tài được thực hiện trong phạm vi:
- Nghiên cứu phương pháp trắc quang trong hoá học phân tích.
- Nghiên cứu ảnh hưởng của pH đến sự tạo phức của Fe(III) – SSal.
5
NỘI DUNG
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1 .Sơ lược về nguyên tố sắt
1.1.1 Vị trí và cấu tạo của sắt
Sắt là một nguyên tố kim loại phổ biến (sau nhôm), đứng thứ tư về hàm lượng trái
đất, chiếm 1,5% khối lượng vỏ trái đất.
Kí hiệu : Fe
Số thứ tự: 26
NTK : 55,847
Cấu hình electron: 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
6
3d
6
4s
2
Sắt ở ô thứ 26 , thuộc chu kỳ 4 và ở phân nhóm phụ VIII
B

1.1.2 Tính chất vật lý và tính chất hóa học
1.1.2.1. Tính chất vật lí:
Sắt là kim loại màu trắng xám, dễ rèn, dễ dát mỏng và gia công cơ học. Sắt có tính
dẫn điện, dẫn nhiệt tốt. Dưới 800
0
C sắt có tính nhiễm từ, bị nam châm hút và trở thành
nam châm (tạm thời).
Sắt có 4 dạng thù hình ( dạng α , β , γ ,δ ) bền ở những khoảng nhiệt độ nhất định:
Fe (α)
 →
C
0
700
Fe (β)
 →
C
0
911
Fe (γ)
 →
C
0
1390
Fe (δ)
 →
C
0
1538
Fe lỏng

Những dạng α và β có kiến trúc tinh thể kiểu lập phương tâm khối nhưng có kiến trúc
electron khác nhau nên Fe (α) có tính sắt từ và Fe (β) có tính thuận từ, Fe (α) khác với Fe
(β) là không hòa tan C. Dạng Fe (γ) có cấu trúc tinh thể lập phương tâm diện, dạng Fe
(δ) có cấu trúc lập phương tâm khối như dạng α và β nhưng tồn tại đến nhiệt độ nóng
chảy.
6
Các hằng số vật lý quan trọng của sắt:
Độ dẫn
điện(Hg=1)
t
o
s
(
o
C) t
o
nc
(
o
C) BKNT
(A
o
)
Độ âm
điện
KLR
(g/cm
3
)
Độ cứng

(thang Moxơ)
10 2880 1536 1,26 1,83 7,91 4 - 5
Năng lượng ion hóa:
Mức năng lượng
ion hóa
I
1
I
2
I
3
I
4
I
5
I
6
Năng lượng ion
hóa (eV)
7,9 16,18 30,63 56
*
79
*
103
* Giá trị chưa đủ độ tin cậy.
1.1.2.2. Tính chất hóa học:
Sắt là kim loại có hoạt tính hóa học trung bình. Ở điều kiện thường nếu không có hơi
ẩm, chúng không tác dụng rõ rệt với những nguyên tố không – kim loại điển hình như O
2
, S , Cl

2
, Br
2
vì có màng oxit bảo vệ. Nhưng khi đun nóng, phản ứng xảy ra mãnh liệt,
nhất là khi kim loại ở trạng thái chia nhỏ.
Khi đun nóng trong không khí khô, sắt tạo nên Fe
2
O
3
và ở nhiệt độ cao hơn, tạo nên
Fe
3
O
4
:
3Fe + 2O
2

→
0
t
Fe
3
O
4
Khí Cl
2
phản ứng rất dễ dàng với sắt tạo thành FeCl
3
là chất dễ bay hơi nên không tạo

được màng bảo vệ: 2Fe + 3Cl
2
→ 2FeCl
3

Sắt tác dụng trực tiếp với khí CO tạo thành cacbonyl kim loại. Sắt tinh khiết bền
trong không khí và nước. Ngược lại, sắt có chứa tạp chất bị ăn mòn dưới tác dụng của
hơi ẩm, khí cacbonic và oxi ở trong không khí tạo nên gỉ sắt:
4 Fe + 3O
2
→ 2Fe
3
O
4
do lớp gỉ sắt xốp và giòn nên không bảo vệ sắt tránh bị oxi hóa tiếp.
Sắt phản ứng với nước: ở nhiệt độ nóng đỏ, sắt phản ứng với hơi nước:
Fe + H
2
O


 →
≥
C
O
570
FeO + H
2
3Fe + 4H
2

O

 →
≤ C
0
570
Fe
3
O
4
+ 4H
2
7
Sắt tạo thành hai dãy hợp chất Fe
2+
và Fe
3+
. Muối Fe
2+
được tạo thành khi hòa tan sắt
trong dung dịch axit loãng trừ axit HNO
3
. Muối của Fe
2+
với axit mạnh như: HCl, H
2
SO
4
,
… dễ tan trong nước, còn muối của các axit yếu như: FeS, FeCO

3
,… khó tan. Khi tan
trong nước, muối sắt ở dạng [Fe(H
2
O)
6
]
2+
màu lục nhạt. Màu lục của [Fe(H
2
O)
6
]
2+
rất yếu
nên thực tế dung dịch của muối Fe
2+
không có màu. Muối FeSO
4
là chất tinh thể màu
trắng, dễ hút ẩm và dễ tan trong nước. Khi kết tinh từ dung dịch nước ở nhiệt độ thường,
thu được tinh thể hidrat FeSO
4
.7H
2
O. Tinh thể FeSO
4
.7H
2
O có màu lục nhạt, nóng cháy

ở nhiệt độ 64
0
C, dễ tan trong nước và rượu. Khi đun nóng tinh thể FeSO
4
.7H
2
O mất dần
nước và trở thành muối khan FeSO
4
. Ở nhiệt độ cao hơn (>580
0
C) muối khan bị phân
huỷ thành oxit:
FeSO
4

 →
≥ C
0
580
Fe
2
O
3
+ SO
3
+ SO
2

Quan trọng với thực tế nhất là (NH

4
)Fe(SO
4
)
2
.6H
2
O, được gọi là muối Mohr. Tinh thể
muối Mohr có màu lục, dễ kết tinh, không hút ẩm và bền với oxi không khí nên được
dùng để pha dung dịch chuẩn Fe
2+
trong hoá học phân tích.
Fe(OH)
3
bền trong không khí, không tan trong nước và trong dung dịch NH
3
. Fe(OH)
3
tan dễ dàng trong axit tạo thành dung dịch muối Fe
3+
. Đa số muối Fe
3+
dễ tan trong nước,
cho dung dịch chứa ion bát diện [Fe(H
2
O)
6
]
3+
màu tím nhạt. Khi kết tinh từ dung dịch

nước, muối Fe
3+
thường ở dạng tinh thể hidrat như: FeCl
3
.6H
2
O, Fe(NO
3
)
3
.9H
2
O

màu
nâu vàng, phèn sắt (NH
4
)Fe(SO
4
).12H
2
O màu tím nhạt… Muối Fe
3+
bị thuỷ phân mạnh
nên dung dịch có màu vàng nâu. Chỉ trong dung dịch có phản ứng axit mạnh (pH<1) sự
thuỷ phân mới bị đẩy lùi. Các muối sắt Fe
3+
cũng dễ bị khử về muối Fe
2+
bằng nhiều chất

khử khác nhau như: HI, N
2
H
4
, ….
2FeCl
3
+ 2HI → 2FeCl
2
+ I
2
+ 2HCl
Fe
2
O
3
có màu nâu đỏ, được điều chế bằng cách nung kết tủa Fe(OH)
3
. Fe
2
O
3
không
tan trong nước, có thể tan một phần trong kiềm đặc hay cacbonat kim loại kiềm nóng
chảy.
8
Ion Fe
3+
trong dung dịch tác dụng với ion SCN
-

tạo nên một số phức thioxianat. Hoá
phân tích thường sử dụng phản ứng này để định tính và định lượng Fe
3+
ngay cả trong
dung dịch loãng.
Kaliferixianua (K
3
[Fe(CN)
6
]) là một trong các phức bền nhất của sắt. Kaliferixianua
là chất dạng tinh thể đơn tà, màu đỏ thường được gọi là muối đỏ máu. Phức này dễ tan
trong nước, cho dung dịch màu vàng và rất độc. Kaliferixianua là một thuốc thử thông
dụng trong phòng thí nghiệm để nhận biết Fe
2+
trong dung dịch:
FeCl
2
+ K
3
[Fe(CN)
6
] → KFe[Fe(CN)
6
] + 2KCl
KFe[Fe(CN)
6
] kết tủa màu xanh chàm và được gọi là xanh Tuabin. Kaliferixianua khi
đun nóng trong dung dịch kiềm chuyển thành Kaliferoxianua:
4K
3

[Fe(CN)
6
] + 4KOH → 4K
4
[Fe(CN)
6
] + 2H
2
O

+ O
2
1.1.3. Trạng thái thiên nhiên và phương pháp điều chế
Sắt là một trong những nguyên tố phổ biến nhất, đứng thứ 4 sau O, Si, Al. Sắt ở
trạng thái tự do trong các mảnh thiên thạch và các khoáng vật,…
Trong tự nhiên sắt có bốn đồng vị bền:
54
Fe (5,8%) ,
56
Fe (91,8%) ,
57
Fe (2,15%) ,
58
Fe (0,25%). Ngoài ra sắt còn có tám đồng vị phóng xạ:
51
Fe (τ=0,25 giây) ,
52
Fe
(τ=8,27 giờ),
53

Fe (τ=258,8 ngày) ,
55
Fe (τ=2,7 năm) ,
59
Fe (τ=44,6 ngày) ,
60
Fe
(τ=1,5.10
6
năm) ,
61
Fe (τ=182,5 ngày) ,
62
Fe (τ=68 giây). Những khoáng vật quan trọng
của sắt là manhetit (Fe
3
O
4
) chứa đến 72,42 % sắt, hematit (Fe
2
O
3
) chứa 60% sắt, pirit
(FeS
2
) chứa 46,67 % sắt và xiderit (FeCO
3
) chứa 35% sắt. Ngoài những mỏ lớn tập
trung, sắt còn ở phân tán trong khoáng vật của những nguyên tố phổ biến như nhôm,
titan, mangan,… Sắt còn có trong nước thiên nhiên, trong các thiên thạch từ không gian

vũ trụ rơi xuống trái đất. Trung bình trong 20 thiên thạch rơi xuống thì có một thiên
thạch sắt (chứa 90% sắt).
Nhiều nước trên thế giới có giàu quặng sắt như: Thụy Điển, Nga, Pháp, Tây Ban
Nha, Trung Quốc, Mỹ, Canada, Cuba, Brazin, Nam Phi,… Cách đây hơn 4000 năm, loài
người đã biết luyện sắt từ quặng. Sắt luyện được cứng và bền hơn bronzơ nên là vật liệu
9
cạnh tranh với bronzơ. Cách đây khoảng 3000 năm thời đại đồ sắt đã thay thế thời đại
đồ đồng thiếc và tiếp tục phát triển cho đến ngày nay.
Mấy thế kỉ nay, sắt được sản xuất với quy mô công nghiệp bằng lò cao.
1.1.4. Một số ứng dụng của sắt
Sắt là một nguyên tố vi chất dinh dưỡng quan trọng cho sức khoẻ con người. Hầu hết
lượng sắt có trong cơ thể đều tồn tại trong các tế bào máu, chúng kết hợp với protein tạo
thành hemoglobin. Hemoglobin mang oxi đến các tế bào của cơ thể và chính ở các tế bào
này năng lượng được giải phóng. Do vậy khi thiếu sắt hàm lượng hemoglobin bị giảm
làm cho lượng oxi tới các tế bào cũng giảm theo. Bệnh này gọi là bệnh thiếu máu do
thiếu hụt sắt. Các triệu chứng của bệnh thiếu máu do thiếu sắt là: mệt mỏi, tính lãnh
đạm, yếu ớt, đau đầu, ăn không ngon và dễ cáu giận.
Việc thừa sắt trong cơ thể cũng có những tác hại như việc thiếu sắt. Nếu lượng sắt
trong cơ thể thừa nhiều, chúng gây ảnh hưởng có hại cho tim, gan, khớp và các cơ quan
khác, nếu tích trữ quá nhiều có thể gây nguy cơ bị ung thư. Những triệu chứng biểu hiện
sự thừa sắt có thể thấy là:
- Tư tưởng bị phân tán hoặc mệt mỏi
- Mất khả năng điều khiển sinh lí
- Bệnh về tim hoặc tim bị loạn nhịp đập
- Chứng viêm khớp hoặc đau các khớp.
- Bệnh thiếu máu không phải do thiếu sắt.
- Bệnh về gan hoặc ung thư gan.
- Tắt kinh sớm (ở nữ giới) hoặc bệnh liệt dương (ở nam giới).
Trong hầu hết các ngành kĩ thuật hiện đại đều có liên quan tới việc sử dụng sắt và
hợp kim của sắt. Như chúng ta biết, trong công nghiệp các hợp kim của sắt đóng vai trò

chủ chốt trong các lĩnh vực: xây dựng, giao thông vận tải, quốc phòng, chế tạo máy,
dụng cụ sản xuất và đồ dùng hằng ngày,… FeSO
4
được dùng để chống sâu bọ có hại cho
thực vật, được dùng trong việc sản xuất mực viết, trong sơn vô cơ và trong nhuộm vải;
10
nó còn dùng để tẩy gỉ kim loại và có khả năng hoà tan Cu
2
S tạo thành CuSO
4
được dùng
để điều chế đồng bằng phương pháp thuỷ luyện. Sắt là nguyên tố quan trọng cho sự sống
và công nghiệp. Vì thế người ta tìm nhiều cách thức và phương pháp để tách và làm giàu
nguyên tố này.
1.2. Sự tạo phức của sắt với thuốc thử hữu cơ
1.2.1 Khả năng tạo phức của Fe
3+
với thuốc thử axit sunfosalixilic
Fe
3+
+ m SSal  [ Fe(SSal)
m
]
(3-2m)+

Đối với Fe
2+
axit sunfosalixilic tạo phức với Fe
2+
có màu phụ thuộc vào nồng độ axit

của dung dịch và có:
pH λ
max
( nm )
1,5 500
5 460
SSal được sử dụng rộng rãi để xác định Fe
2+
trong khoảng pH = 2,0 – 2,8; trong môi
trường axit, hoặc xác định tổng lượng Fe
2+
và Fe
3+
trong môi trường kiềm.
Đối với Fe
3+
, tùy thuộc vào pH mà phức tạo thành có thành phần như thế nào và ở
các bước sóng khác nhau:
pH Môi trường Phức Màu λ
max
(nm)
1,8 - 2,5 axit Fe[SSal]
+
Đỏ tím 510
4 - 8 Đệm axetat [Fe(SSal)
2
]
-
Đỏ da cam 490
9 - 11 Đệm amoni [Fe(SSal)

3
]
3-
Vàng da cam 420 - 430
> 12 Ba zơ Phân hủy
Ở pH > 12 phức bị phân hủy do xảy ra sự hình thành phức hidroxo.
1.2.2 Khả năng tạo phức của Fe với các thuốc thử khác
1.2.2.1 .Thuốc thử thioxianat (SCN
-
)
Thioxianat là một thuốc thử nhạy đối với Fe
3+
, được dùng để định tính và định lượng
hàm lượng sắt. Vì axit thioxianat là một axit mạnh nên nồng độ SCN
-
ít bị ảnh hưởng
bởi pH trong dung dịch. Cường độ màu của Fe
3+
– SCN
-
hấp thụ cực đại ở bước sóng λ
= 480 nm, dung dịch phức Fe
3+
– SCN
-
bị giảm màu khi để ngoài ánh sáng, tốc độ giảm
màu chậm trong vùng axit yếu và nhanh khi nhiệt độ tăng. Khi có mặt H
2
O
2

hoặc
11
(NH
4
)S
2
O
8
càng làm cho cường độ màu và độ bền màu của phức giảm đi. Khi nồng độ
SCN
-
lớn không những nó làm tăng độ nhạy của phép đo mà còn loại trừ được ảnh
hưởng của các ion F
-
, PO
4
3-
và một số anion khác tạo phức được với ion Fe
3+
. Trong môi
trường axit có những ion gây ảnh hưởng đến việc xác định Fe
3+
bằng SCN
-
như C
2
O
4
,
F

-
. Ngoài ra còn có các ion tạo phức màu hay kết tủa với ion thioxianat như Cu
2+
, Co
2+
,
Ag
+
, Hg
2+
,… Sự cản trở của Co
2+
là do màu của bản thân nó ta có thể loại trừ bằng cách
đo mật độ quang ở bước sóng thích hợp. Các ion Hg
2+
, Cd
2+
, Zn
2+
tạo phức với SCN
-
sẽ
làm giảm cường độ màu của Fe
3+
- SCN
-
. Do đó muốn sử dụng phương pháp này cần
phải tách các ion ảnh hưởng đến màu của phức.
Phương pháp dùng thuốc thử SCN
-

có giới hạn phát hiện kém, độ chính xác thấp mà
được sử dụng rộng vì phương pháp này đơn giản, nhanh, áp dụng được trong các dung
dịch axit mạnh và chi phí của nó tương đối thấp. Phương pháp này xác định được hàm
lượng sắt từ 1 – 10 ppm. Người ta cũng đã sử dụng phức của Fe
3+
với SCN
-
để chiết lên
dung môi hữu cơ nhằm tăng độ chọn lọc và độ nhạy cho phép xác định Fe
2+
. Trong
nghiên cứu này các tác giả đã nghiên cứu thành công phép chiết Fe
2+
- SCN
-
bằng chất
chiết tetrabutyl amoni sunfat (TBAS) bằng dung môi clorofom. SCN
-
là một trong số ít
các thuốc thử vô cơ được dùng để xác định sắt.
Cũng dựa trên các cơ sở các nghiên cứu trước về sự tạo phức màu của Fe và SCN
-
,
gần đây một số tác giả đã đề xuất một số phương pháp xác định sắt tổng và Fe
3+
trong
nước mưa ở nồng độ cỡ ppb. Đây là phương pháp xác định sắt đơn giản, có độ nhạy và
độ chọn lọc cao. Phương pháp này dựa trên phản ứng tạo màu giữa Fe
3+
và SCN

-
và sự
có mặt của một cation mang hoạt tính hoạt động bề mặt, chẳng hạn như cetyl pyridin
clorua (CPC), trong môi trường axit HCl đặc, sau đó chiết phức này với N – octyl
axetamin bằng dung môi toluen hoặc clorofom. Hệ số hấp thụ phân tử của phức là ε
= 2,6.10
5
l.mol
-1
.cm
-1
tại bước sóng cực đại là λ
max

= 480 nm và hệ số làm giàu là 10.
Giới hạn phát hiện là 5.10
6
mg/ml. Các ion thường đi cùng với sắt không gây cản trở tới
phép xác định. Phương pháp này được kiểm tra bằng phương pháp quang phổ huỳnh
12
quang hấp thụ nguyên tử (GF – AAS) và sử dụng để xác định hàm lượng sắt ở nồng độ
cỡ ppb trong các mẫu nước.
1.2.2.2 .Thuốc thử o – Phenantrolin
Thuốc thử o – Phenantrolin là một thuốc thử khá nhạy, dùng để xác định ion Fe
2+
dựa
trên sự tạo phức giữa thuốc thử và Fe
2+
.

N
N
Fe
2+
N
N
Fe
2+
/3

Phức này hoàn toàn bền, cường độ màu không thay đổi trong khoảng pH từ 2 – 9 và
phức có λ
max

= 510 nm. Một số nguyên tố ảnh hưởng đến quá trình này như: bạc, sắt do
tạo nên kết tủa; Cd, Hg và Zn tạo phức khó tan với thuốc thử đồng thời làm giảm cường
độ màu của phức sắt ; Be , Sn, Cu, Mo cũng gây ảnh hưởng và các nguyên tố này có thể
hạn chế ảnh hưởng bằng cách điều chỉnh pH trong khoảng hẹp như : Hg có thể có mặt
10 ppm (pH từ 3 – 9), Be có thể có khoảng 50 ppm (pH từ 3 – 5,5), Co có khoảng 10
ppm (pH từ 2 - 5), Sn
2+
không quá 20 ppm (pH từ 2 – 3), Sn
4+
nhỏ hơn 50 ppm (pH =
2,5) đều không cản trở sự tạo màu của phức giữa sắt và thuốc thử.
Fe
3+
cũng tạo phức với o – Phenantrolin, phức này có màu xanh lục nhạt ở λ
max

=
585 nm. Tuy vậy, phức này không bền theo thời gian và chuyển dần sang màu vàng nhạt
có cực đại hấp thụ ở λ
max

= 360 nm .
1.2.2.3 .Thuốc thử bato – phenantrolin
Phức của Fe
2+
với bato – phenantrolin có thể được chiết bằng nhiều dung môi hữu
cơ, trong đó tốt nhất là ancol n – amylic và iso – amylic và clorofom.

N
N
13
Người ta thường dùng clorofom để chiết vì nó có tỷ trọng cao nên dễ chiết. Phức này
có thể được chiết bằng hỗn hợp clorofom – ancol etylic khan với tỉ lệ 1:5 hoặc 5:1, pH
thích hợp cho sự tạo phức là 4 – 7 . Để tránh hiện tượng thủy phân đối với các ion ta
cho thêm vào dung dịch một ít muối xitrat hay tactrat. Cu
2+
gây ảnh hưởng cho việc xác
định Fe
2+
bằng thuốc thử bato – phenantrolin, ngoài ra một số ion kim loại hóa trị II
như Co, Ni, Zn, Cd với một lượng lớn cũng gây ảnh hưởng. Các anion không gây ảnh
hưởng cho việc xác định sắt bằng thuốc thử này.
1.2.2.4 .Thuốc thử 1-(2-pyridylazo)-2-naphthol (PAN)
Thuốc thử tạo phức với sắt được nghiên cứu trong môi trường kiềm ở pH tối ưu 6 –
8, phức bền theo thời gian và phức có thành phần Fe : R là 1 : 2 ở λ
max

= 565 nm , ε
= 2,7.10
4
.
N
N = N
Fe
O
H2O
H2O
N
N = N
O
1.2.2.5 .Thuốc thử 4- (2- pyridylazo) rezocxin ( PAR )
Thuốc thử PAR có công thức cấu tạo như sau:

N=N
OH
HO
N

PAR là chất bột màu đỏ thắm, tan tốt trong nước, ancol và axêton. Khi tan trong
nước dung dịch có màu vàng. Trong thương mại, thuốc thử PAR thường được sử dụng
dưới dạng muối có công thức phân tử C
11
H
8
N
3

O
2
Na.H
2
O.
14
Các cân bằng của thuốc thử PAR trong dung môi nước:
N N
HO
N
OH
+
H
K
0
=10
-3,1
H
3
R
+
(pH<2,1)

N N
N
OH
HO
H
2
R (pH=2,1-4,2)

N N
HO
N
O
-
HR
-
(pH= 4,2- 9)
K
1
=10
-5,6

N N
-
O
N
O
-
R
2-
(pH= 10,5- 13,5)
K
2
=10
-11,9
PAR tạo phức với Fe
3+
tùy thuộc vào pH của dung dịch.
+ Ở pH = 8 – 9,3 thì λ

max

= 500 nm, ε = 6,04.10
4
.
+ Ở pH = 4 xác định được thành phần phức Fe : PAR là 1 : 2 , λ
max
biến động ở các giá
trị khác nhau như λ
max

= 517 nm , ε = 4,2.10
4
.
λ
max

= 496 nm , ε = 6,05.10
4
.
λ
max

= 720 nm .
1.2.2.6 .Thuốc thử trioxyazobenzen (TOAB)
Phức màu Fe
3+
- TOAB tạo thành tốt nhất ở pH = 8 – 12 , phức bền với thời gian , có
độ nhạy cao, có λ
max

= 452 nm và 610 nm, ε = 4,3.10
4
. Phức có thành phần Me:R=1:2.
Trong môi trường kiềm phức màu mang điện tích âm, sau khi thêm tetrabutyl amoni
clorua để trung hòa điện tích thì phức có thể được chiết bằng một số dung môi chứa oxi,
đặc biệt là ancol iso – amylic. Theo phương pháp này hàm lượng sắt được xác định là
1,1 – 6 μg/l với sai số 2 – 8 %.
15