Nghiên cứu sự tạo phức của Bi(III) vối 1 (2 pyridilazo) 2 naphtol(pan) bằng phuơng pháp trắc quang

Hoàng Văn T

Khoá luận tốt nghiệp đại học
Mở Đầu

Bitmut là nguyªn tè hiƯn nay cã nhiỊu øng dơng ë nhiỊu lĩnh vực khác nhau:
Trong lĩnh vực công nghiệp: Bitmut và hợp chất của nó đợc dùng chế tạo chất
bán dẫn và siêu dẫn, vật liệu composit và phân bón hoá học. Bitmut còn đơc sử dụng
rộng rÃi làm chất xúc tác trong quá trình hoá học và ức chế ăn mòn cũng nh chế tạo
lớp phủ dẫn điện cho các lo¹i phim[19].
Trong lÜnh vùc y tÕ: Ngêi ta sư dơng mét sè biƯt dỵc cã chøa Bitmut nh
Colloidal Bitmut Subcitrate (CBS) để điều trị bệnh loét đờng tiêu hoá. Bitmut cũng có
trong thành phần của một số loại thuốc điều trị các bệnh ung th dạ dày, thực quản,
bệnh gan, giang mai Hiện nay Bitmut đang đợc nghiên cứu trong việc điều trị
HIV[19]
Bitmut kết hợp với các kim loại khác tạo ra nhiều loài gốm đợc dùng để làm
những bộ phận giả nh xơng tay, xơng chân. Gốm chế tạo từ Bitmut cũng đợc dùng nh
các loại kính xây dựng, kính cửa ô tô và sản xuất áp điện, ngoài ra còn đợc dùng để
mạ các dụng cụ y tế chống nhiễm trùng.
Tuy nhiên cùng với những ứng dụng đó thì sự có mặt của nó ở dạng vi lợng đÃ
gây tác hại xấu đến môi trờng đặc biệt là môi trờng nớc.
Vì vậy để xác định vi lợng Bitmut thì việc tìm kiếm các phức của nó với các phối
tử đặc biệt là các phối tử hữu cơ có ý nghĩa rất thiết thực.Trong số các phối tử hữu cơ
thì 1-(2-pyridilazo)-2-naphtol (PAN) là một thuốc thử có khả năng tạo phức màu với
nhiều nguyên tố, các phức của 1-(2-pyridilazo)-2-naphtol với nhiều nguyên tố kim
loại không chỉ có ý nghĩa về mặt lý thuyết mà nó còn có một ý nghĩa rất lớn về mặt
thực tiễn, gắn với môi trờng, với đời sống con ngời và với nền kinh tế công nghiệp.
Gần đây đà có một số công trình nghiên cứu các phản ứng tạo phức của 1-(2pyridilazo)-2-naphtol với các kim loại nhằm xác định hàm lợng vi lợng của các kim
loại đó, nhng đối với Bitmut thì còn rất hạn chế và cha đầy đủ.
Xuất phát từ những lý do trên chúng tôi đà chọn đề tài Nghiên cứu sự tạo phức
của Bi(III) với 1-(2-pyridilazo)-2-naphtol(PAN) bằng phơng pháp trắc quang để làm

khoá luận tốt nghiệp đại học cho mình.
Với đề tài nh trên chúng tôi tập trung nghiên cứu các vấn đề sau đây:
1.Xác định các điều kiện tối u cho sự tạo phức của Bitmut với 1-(2-pyridilazo)2-naphtol(PAN)

Chuyên nghành Hoá Phân Tích

1


Hoàng Văn T

Khoá luận tốt nghiệp đại học

2. Xác định thành phần phức theo phơng pháp hệ đồng phân tử gam và phơng
pháp tỉ số mol.
3. Xác định tỉ lệ không cản của các ion gây cản
4. Xây dựng phơng trình đờng chuẩn phụ thuộc mật độ quang vào nồng độ phức
màu. Chúng tôi hi vọng rằng với những kết quả nghiên cứu đợc ở luận văn có thể áp
dụng để xác định vi lợng Bitmut trong tự nhiên cũng là bớc khởi đầu cho việc nghiên
cứu sự tạo phức đa phối tử giữa Bitmut-PAN với phối tử khác và ứng dụng chúng vào
phân tích.

Chuyên nghành Hoá Phân Tích

2


Hoàng Văn T

Khoá luận tốt nghiệp đại học

Phần I: Tổng Quan

1. Bitmut và thuốc thử 1-(2-pyridilazo)-2-NAPHTOL
(PAN).
1.1. Giới thiệu về nguyên tè Bitmut [1],[3],[9].
KÝ hiÖu: Bi ; Z=83; M=208,98 ; cÊu hình electron:[Xe] f14d106s26p3.
Bitmut là nguyên tố kim loại thuộc phân nhóm chính nhóm V và chu kì 6,
ở diều kiện thờng đơn chất Bitmut ở thể rắn có màu xám trắng ánh đỏ nhạt, có nhiệt
độ nóng chảy là 2710C (tnc) và nhiệt độ sôi là 16270C(ts).
Bán kính nguyên tử cđa Bitmut b»ng 1,82A0, b¸n kÝnh qui íc cđa ion Bi5+ b»ng
0,74A0, cđa ion Bi3+ b»ng 1,02A0.
Bitmut cã thĨ tån tại ba số oxi hoá là :-3; +3; +5, trong đó trạng thái oxi hoá +3 là
phổ biến nhất do cấu hình lớp vỏ electron 6s2 bền vững đặc biệt.
Hàm lợng của Bitmut trong vỏ quả đất khoảng 0,00002%.Bitmut kim loại dòn, khó
rát mỏng , khó kéo dài , dẫn điện và dẫn nhiệt kém .Khác với các nguyên tố kim loại
khác Bitmut khi nóng chảy thì thể tích của nó giảm xuống.
Bitmut không tan trong nớc, ở điều kiện thờng nó bền trong không khí nhng khi
đun nóng chảy nó phản ứng với oxi không khí tạo ra các oxit Bi2O3 (màu
vàng);Bi2O4(màu nâu);Bi2O5(màu đỏ). Bitmut không phản ứng với các axit không có
tính oxi hoá nó không đẩy đợc hiđro từ HCl, H2SO4(l) ,đối với HNO3 và H2SO4 đặc
nóng thì có khả năng hoà tan đợc Bitmut:
Bi + 4HNO3 = Bi(NO3)3+NO2 +2H2O
2Bi + 6H2SO4 = Bi2(SO4)3 +3SO2+6H2O
Khi cã lÉn các chất oxi hoá nh: Cl2, Br2, H2O2thì Bitmut tan trong HCl vµ
CH3COOH.
2Bi +6HCl +3H2O2 =2BiCl3+6H2O
2Bi +6CH3COOH +3H2O2 =2Bi(CH3COO)3 +6H2O

1.2. Các phản ứng của Bi(III).
1.2.1. Sự thuỷ phân của các muối Bi(III).

Trong dung dịch nớc chỉ thấy ion Bi3+ đơn giản khi có môi trờng axit mạnh, trong
môi trờng axit yếu hoặc trung tính ion Bi3+ sẽ bị thuỷ phân tạo thành cation BiO + rất
bền gọi là ion Bimutyl.
Bi(NO3)3 +H2O =BiONO3 +2HNO3

Chuyên nghành Hoá Phân Tích

3


Hoàng Văn T

Khoá luận tốt nghiệp đại học

BiCl3 +H2O = BiOCl +2HCl
trong số các muối Bimutyl có BiOCl là khó tan nhÊt (Tt=7.10-9).
Mn lµm kÕt tđa hoµn toµn Bimut tõ một dung dịch nitơrat ngời ta thêm NaCl vào
rồi pha thật loÃng bằng nớc thì kết tủa trắng BiOCl sẽ xuất hiện.
Khi trực tiếp hoà tan các muối Bi(III) vào nớc ta sẽ thấy đục vì có sự thuỷ phân.
Muốn đợc những dung dịch trong suốt trớc khi hoà tan ta đem lấy axit tới ớt muối khô
rồi mới thêm nớc vào sau.
1.2.2. Tác dụng với H2S.
H2S khi hoà tan vào dung dịch muối Bi(III) tạo đợc một kết tủa màu nâu gạch là
Bi2S3 không tan trong các axit vô cơ loÃng nguội và cũng không tan trong các sunphua
kim loai kiỊm, nã dƠ tan trong HNO32N cho oxit nit¬ tho¸t ra
2Bi3+ + 3H2S =Bi2S3 +6H+
Bi2S3 +8HNO3 =2Bi(NO3)3 +2NO +3S +4H2O
Bi2S3 cũng tan đợc trong FeCl3 tạo thành lu huỳnh kÕt tđa
Bi2S3 +FeCl3 =2BiCl3 +6FeCl2 +3S
1.2.3. T¸c dơng víi Na2S2O3

Thiosunphat đẩy đợc(từ các dung dịch axit của)muối Bitmut đun nóng tạo ra một
kết tủa sun phua màu nâu gạch:
2Bi3+ +3S2O32- +3H2O =Bi2S3 +3H2SO4
1.2.4. Tác dụng với các dung dịch kiềm.
Khi cho Bi3+phản ứng với các dung dịch kiềm đều tạo kết tủa trắng Bi(OH)3 khi đun
nóng nó hơi hoá vàng vì tạo thành(BiO)OH:
Bi3+ +3OH- =Bi(OH)3
Bi(OH)3 = (BiO)OH +H2O
1.2.5. Tác dụng víi Na2CO3, K2CO3 , (NH4)2CO3.
Khi t¸c dơng víi c¸c dung dịch này đều tạo đợc kết tủa oxicacbonatbimut:
2Bi3+ + 3CO32- +2H2O =2Bi(OH)CO3 + H2CO3
1.2.6. Tác dụng với dung dịch KI.
KI đẩy đợc từ các dung dịch đặc đà axit hoá của Bimut ra một kết tủa đen là BiI 3 .
Khi d KI thì kết tủa tan tạo thành dung dịch có màu da cam đậm.
Bi3+ + 3I- = BiI3
BiI3 +I- = BiI4Khi pha lo·ng võa b»ng níc th× kÕt tủa lại tách ra:

Chuyên nghành Hoá Phân Tích

4


Hoàng Văn T

Khoá luận tốt nghiệp đại học

BiI4- =I- + BiI3
Khi pha loÃng mạnh ta sẽ đợc kết tủa BiOI màu da cam:
BiI4- + H2O =BiOI +3I- +2H+ .
1.2.7. Tác dụng với K2CrO4 và K2Cr2O7.

Các cromát và bicromat đều đẩy đợc các dung dịch axit của Bi(III) tạo ra một kÕt
tđa bét mµu vµng lµ (BiO)2Cr2O7 .
2Bi3+ + Cr2O72- + 2H2O = (BiO)2Cr2O7 + 2H+
kÕt tđa nµy dƠ tan trong HNO3(l), nhng khã tan trong kiỊm ngi.
1.2.8. T¸c dơng víi Na2HPO4 .
Na2HPO4 tạo đợc một kết tủa trắng BiPO4 không tan trong HNO3(l) nhng tan trong
HNO3 đặc:
Bi3+ + HPO42- = BiPO4 + H+
1.2.9. Tác dụng với KCN.
KCN đẩy đợc từ các dung dịch muối Bitmut ra một kết tủa hyđrôxit màu trắng:
CN- + H2O = HCN + OHBi3+ + 3OH- = Bi(OH)3
nhng trong dung dÞch khi cã lÉn axit tactric, axit limonic thì không có kết tủa do nó
có khả năng tạo phức bền với Bi(III).

1.3. Các phản ứng tạo phức của Bitmut.
1.3.1. Tạo phức với KSCN.
Dung dịch KSCN đều tạo đợc với muối Bi(III) có màu từ vàng đến đỏ nâu do tạo
phức [Bi(SCN)4]- :
Bi3+ + 4SCN- = [Bi(SCN)4]1.3.2. Tạo phức với Xinchonin-iođua(C9H6N.CHOH.C7H11NCHCH2KI).
Thêm một ít muối Bi(III) vào dung dịch xinchonin thì kết tủa màu vàng da cam xuất
hiện. Do sự tạo phức của Bi3+ với xinchonin mà phản ứng này đợc dùng để tìm lợng
nhỏ của Bi.
1.3.3. Tạo phức với Cuferon.
Cuferon đẩy đợc từ các dung dịch axit cđa mi Bitmut ra mét mi néi phøc khã
tan lµ Cuferonat Bitmut, nó có cấu tạo là :

Chuyên nghành Hoá Ph©n TÝch

5

Hoàng Văn T

Khoá luận tốt nghiệp đại học

N=O

C6H5

N

Bi/3
O

1.3.4. Tạo phức với Thiourê (SC(NH2)2).
Khi cho tác dụng dung dịch axit nitric của thiourê với dung dịch muối của Bitmut
sẽ thấy có màu vàng xuất hiện do có sự tạo thành phức sau:
3+

NH2

S=C

Bi
3

NH2

1.3.5. Tạo phức với Tionalit C10H7NHCOCH2SH.
Tionalit tạo đợc với muối clorua; sunphat; nitrat của Bi một phức màu đen:

NH

CO

CH2

S
Bi/3

1.3.6. Tạo phức với Đithizon C6H5NHNCS NNC6H5.
Đithizon tạo đợc phức màu vàng da cam víi Bi(III), cÊu t¹o cđa phøc cã
d¹ng:
C6H5

NH

N
C=S

C6H5

N

Bi/3

N

1.3.7. T¹o phức với 4-(2-pyridilazo)-rezocxin (PAR)[13],[14].
PAR tạo đợc với Bi(III) phức màu đỏ, cấu tạo của phức có dạng:

Chuyên nghành Hoá Phân TÝch

6


Hoàng Văn T

Khoá luận tốt nghiệp đại học

N=N

OH

N
O

Bi/2

Ngoài ra còn có các phản ứng tạo phức của Bi 3+ với các thuốc thử hữu cơ để tạo
muối nội phức nh pyrocatesintím, ôctoquinolin, -naphtolquinolin
Trong đề tài này chúng tôi sẽ tiến hành nghiên cứu sự tạo phức giữa Bi(III) với 1-(2pyridilazo)-2-naphtol(PAN).

1.4. Đặc điểm của thuốc thử 1-(2-pyridilazo)-2-naphtol(PAN) [16],[19].
Công thức phân tử C15H11ON3, khối lợng phân tử M bằng 249, cấu tạo của PAN có
dạng :

N=N
N
HO

PAN là 1 thuốc thử hữu cơ dạng bột màu đỏ , tan tốt trong axeton nhng lại rất ít tan
trong nớc vì đặc điểm này mà ngời ta thờng chọn axeton làm dung môi để pha PAN.
Khi hoà tan trong axeton thì tạo đợc một dung dịch có màu da vàng cam.
PAN là một dẫn xuất cđa pyridil nã thc nhãm thc thư mµu azo, cÊu tạo của nó
gồm hai vòng đợc liên kết với nhau qua cầu N=N- , một vòng là pyridil, vòng bên
kia là vòng naphthol ngng tụ.
Theo[17] PAN là một thuốc thử đơn bazơ tam phối vị , các phức tạo đợc với nó có
khả năng chiết và làm giàu trong dung môi hữu cơ nh CCl4, CHCl3, và izoamylic
các phức này thờng bền và nhuộm màu mạnh rất thuận lợi cho phơng pháp trắc quang
ở vùng khả kiến. Có thể mô tả dạng phức của nó với kim loại nh sau:

Chuyên nghành Hoá Phân Tích

7


Hoàng Văn T

Khoá luận tốt nghiệp đại học

N=N
N
O

Me/n

Bảng1: Giá trị logarit h»ng sè bỊn cđa mét sè phøc víi PAN[7].
Phøc của PAN(HIn) Logarit hằng số bền(lg)
với kim loại
CoIn+

12,0
CuIn+
16,0
MnIn+
8,5
NiIn+
12,7
ZnIn+
11,2
Tuỳ thuộc vào pH khác nhau mà PAN tồn tại ba dạng khác nhau là: H2In+ ; HIn; Invà có các hằng số phân li tơng ứng là: PK1=1,9; PK2=12,2.
Chúng ta có thể mô tả các dạng tồn tại của PAN qua các cân bằng sau[6]:

N=N

PK1=1,9

+

N H
HO

N=N

N
OH
PK2=12,2

N

N=N

-

O

Ngoài ra PAN còn là một thuốc thử màu tốt dùng cho phơng pháp chuẩn độ
complexon. Ngày nay cùng với sự phát triển của các phơng pháp phân tích hiện đại

Chuyên nghành Hoá Phân Tích

8


Hoàng Văn T

Khoá luận tốt nghiệp đại học

thì PAN đà và đang cố nhiều ứng dụng rộng rÃi, đặc biệt là trong các phơng pháp trắc
quang và chiết trắc quang.
Các phức với PAN đợc ứng dụng để xác định lợng vết của các kim loại là rất hiệu
quả nh xác định lợng vết của đồng;urani; chì ;coban; niken; bitmútXu hớng hiện
nay ngời ta nghiên cứu ứng dụng các phức đa phối tử giữa PAN, iôn kim loại và một
phối tử khác, do các phức đa phối tử có nhiều u ®iĨm nh: cã ®é bỊn cao h¬n, hƯ sè hÊp
thơ phân tử gam lớn, dễ chiết và làm giàu hơn các phức đơn phối tử tơng ứng.

2. Các phơng pháp nghiên cứu phức màu[15],[11].
2.1. Phơng pháp trắc quang.
Phơng pháp trắc quang thuộc nhóm các phơng pháp phân tích quang học, phơng
pháp này dựa vào sự chuyển chất phân tích thành một hợp chất bền có khả năng hấp
thụ ánh sáng để có thể biết đợc hàm lợng chất cần xác định.
Phân tích trắc quang hợp chất màu gồm có 3 nhóm phơng pháp: phơng pháp so màu

bằng mắt, phơng pháp phân tích đo màu quang điệnvà phơng pháp quang phổ hấp thụ.
Cơ sở của phơng pháp trắc quang là định luật Bughe-Lambe-Beer về sự hấp thụ ánh
sáng của phức màu trong dungdịch,định luật này đợc rút ra từ thực nghiệm.
Bughe-Lambe đà chiếu một chùm sáng đơn sắc qua dung dịch phức màu với cờng
độ Io và tia ló ra với cờng độ Il, các ông đà rút ra đợc một số kết luận sau:
+ Khi thay đổi lớp bề dày dung dịch thì cờng độ dòng sáng ló ra thay đổi tuyến tính
với bề dày dung dịch.
+ Cờng độ dòng sáng do dung dịch màu hấp thụ không phụ thuộc vào cờng độ dòng
sáng chiếu vào dung dịch.
+ Trong các điều kiện nh nhau thì tỉ lệ hấp thụ ánh sáng phụ thuộc vào bề dày của
lớp dung dịch màu.
Sự phụ thuộc này đợc 2 ông biểu thị qua biểu thức Il=Io.10-kl (*) với k là hệ số đặc trng cho sự hấp thụ ánh sáng, l là chiều dày dung dÞch .
Il

Il

Io

. Tõ biĨu thøc (*) ta cã I =10-kl lg I =kl đặt A=lg I
o
o

l

trong đó A là độ hấp thụ ánh sáng của dung dịch nghiên cứu.
Khác với Bughe-Lambe, Beer đà nghiên cứu sự phụ thuộc của mật độ quang vào
nồng độ phức màu và ông cũng tìm thấy ở đó có sự phụ thuộc A vào C, sự phụ thuộc
này đợc biểu thị bằng biểu thức A=k.C.

Chuyên nghành Hoá Phân Tích

9


Hoàng Văn T

Khoá luận tốt nghiệp đại học
Io

Kết hợp 2 biểu thức này thu đựơc A=lC=lg I biểu thức này đợc gọi là biểu thức của
l

định luật hợp nhất Bughe-Lambe-Beer và là cơ sở của phơng pháp phân tích trắc
quang.

2.2. Phơng pháp chiết- trắc quang.
Việc chiết các phức chất bằng dung môi hữu cơ là một trong các phơng pháp phổ
biến nhất để phân chia các nguyên tố phân tích và đợc ứng dụng rộng rÃi trong phơng
pháp chiết-trắc quang để xác định các chất trực tiếp trong pha hữu cơ.
Trong nhiều trờng hợp, chiết cho phép tăng đáng kể độ nhạy cho phép xác định trắc
quang vì chiết có khả năng cô đặc một lợng nhỏ chất trong pha hữu cơ . Mặt khác các
phức trong pha hữu cơ có độ bền cao, ít bị phân li do dung môi hữu cơ ít bị phân cực
hơn và có hằng số điện môi bé hơn so với nớc . Thông thờng phức chiết đợc vào dung
môi hữu cơ có hệ số hấp thụ phân tử gam lớn hơn đáng kể so với đại lợng này trong
dung môi là nớc.
Cũng tơng tự nh trong pha nớc thì để có thể áp dụng một phức trong pha hữu cơ vào
phép xác định chiết-trắc quang ta cũng phải nghiên cứu các điều kiƯn tèi u nh : bíc
sãng tèi u, thêi gian tèi u, pH tèi u, nhiƯt ®é tèi u, nång độ thuốc thử và nồng độ ion
kim loại tối u, ¶nh hëng cña lùc ion, ¶nh hëng cña ion c¶n, khoảng nồng độ tuân theo
định luật Beer và xây dựng đờng chuẩn để có thể xác định hàm lợng nguyên tố trong

mẫu nhân tạo và mẫu thật .
Trong chiết-trắc quang thì việc chọn dung môi chiết có ý nghĩa quyết định đến sự
thành công của phơng pháp .Việc lựa chọn nµy thêng dùa vµo cÊu tróc cđa thc thư
vµ cđa phức màu.
Nh vậy tuỳ thuộc vào từng đối tợng phân tích mà chúng ta có thể lựa chọn phơng
pháp trắc quang hay triết-trắc quang.

Chuyên nghành Hoá Phân Tích

10


Hoàng Văn T

Khoá luận tốt nghiệp đại học

3. Các bớc nghiên cứu phức màu dùng trong phân
tích trắc quang[15],[11].
3.1. Nghiên cứu hiệu ứng tạo phức đơn và đa phối tử.
Giả sử phản ứng tạo phức đơn và đa phối xảy ra theo phơng trình sau:
(để đơn giản ở đây bỏ qua điện tích ).
M + qHR
MRq + qH (1)
Kcb


và
M + qHR + pHR
MRqR p + (p+q)H (2) Kcb
ở đây HR và HR là các phối tử.

Để nghiên cứu hiệu ứng tạo phức đơn và đa phối tử ngời ta lấy một nồng độ cố định
của iôn kim loại(CM) nồng độ d của các thuốc thử( tuỳ thuộc vào độ bền của phức,
phức bền thì lấy lợng d thuốc thử là 2-5 lần nồng độ của iôn kim loại, phức càng ít
bền thì lợng d thuốc thử càng nhiều)
Ngời ta giữ giá trị pH hằng định (thờng là pH tối u cho quá trình tạo phức, lực ion
hằng định bằng muối trơ nh NaClO4) sau đó ngời ta tiến hành chụp phỉ hÊp thơ
electron (bíc sãng tõ 250nm ®Õn 800nm) cđa thuốc thử, phức MRqvà MRqRp. Thờng
thì phổ hấp thụ electron của phức MRq và MRqRp đợc chuyển về vùng sóng dài hơn
so với phổ của thuốc thử HR và HR(dịch chun batthocrom) , cịng cã trêng hỵp
phỉ cđa phøc chun dịch về vùng sóng ngắn hơn thậm chí không có sù thay ®ỉi bíc
sãng nhng cã sù thay ®ỉi mËt độ quang đáng kể tại HRmax.Trong trờng hợp có sự dịch
chuyển bớc sóng đến vùng sóng dài hơn thì bức tranh tạo phức sẽ là:
A
MRqRp
MRq
HR
(nm)

Hình 1: Hiệu ứng tạo phức đơn và đa phối tử
Qua phổ hấp thụ của thuốc thư vµ phøc ta cã thĨ kÕt ln cã sù tạo phức đơn và đa
phối tử .

Chuyên nghành Hoá Phân TÝch

11


Hoàng Văn T

Khoá luận tốt nghiệp đại học

3.2. Nghiên cứu các điều kiện tạo phức tối u[14],[11].
3.2.1. Nghiên cứu khoảng thời gian tối u.
Khoảng thời gian tối u là khoảng thời gian có mật độ quang của phức là hằng định
và cực đại. Có thể có nhiều quan hệ phụ thc mËt ®é quang cđa phøc theo theo thêi
gian; sù phụ thuộc đó biểu thị ở hình 2:
A
(3)
(1)
(2)
30

60

90

120

150

t (phút)

Hình 2: Sù thay ®ỉi mËt ®é quang cđa phøc theo thêi gian.
Trờng hợp(1) là tốt nhất nhng trong thực tế ta thờng hay gặp trờng hợp (3).
3.2.2. Xác định pH tối u.
Đại lợng pH tối u có thể đựơc tính toán theo lý thut nÕu biÕt h»ng sè thủ ph©n
cđa kim loại, hằng số phân li axit của thuốc thử, nồng độ ion kim loại, nồng độ thuốc
thử , thành phần của phức
Để xác định pH tối u bằng thực nghiệm ta làm nh sau:
lấy nồng độ ion kim loại và nồng độ thuốc thử hằng định sau đó dùng dung dịch

HClO4 hay NH3(l) để điều chỉnh pH từ thấp đến cao. Xây dựng đồ thị phụ thuộc mật
độ quang vào pH ở bớc sóng max của phức đơn hay đa li gan, đồ thị sự phụ thuộc đó
đợc mô tả ở hình 3. Nếu trong hệ tạo phức một phức, có một vùng pH tối u tại đó mật
độ quang ®¹t cùc ®¹i (®êng 1). NÕu hƯ t¹o hai phøc thì có hai vùng pH tối u(đờng2).

Chuyên nghành Hoá Phân TÝch

12


Hoàng Văn T

Khoá luận tốt nghiệp đại học
A
E

F
(2)

C
A

D
B (1)
pH

Hình 3: Sự phụ thuộc mật độ quang của dung dịch phức đơn và đa phối tử vào pH.
3.2.3. Nồng độ thuốc thử và ion kim loại tối u.
- Nồng độ ion kim loại:
Thờng ngời ta lấy nồng độ ion kim loại trong khoảng nồng độ phức màu tuân theo

định luật Beer. Đối với các ion điện tích cao có khả năng tạo các dạng polime hay
phức đa nhân phức tạp qua cầu oxi (ví dụ:Ti 4+;V5+;Zr4+) ta nên lấy nồng độ ion kim
loại cỡ n.10-5đến 10-4 iong/l, ở nồng độ cao hơn hay tạo phức đa nhân .

- Nồng độ thuốc thử:
Nồng độ thuốc thử tối u là nồng độ tại đó mật độ quang đạt giá trị cực đại. Để tìm
nồng độ thuốc thử tối u ta cần căn cứ cấu trúc thuốc thử và cấu trúc của phức để lấy lợng thuốc thử thích hợp . Đối với phức chelat bền thì lợng thuốc thử d 2 đến 5 lần
nồng độ iôn kim loại đối với các phức kém bền thì lợng thuốc thử lớn hơn từ 10 đến
1000 lần so với nồng độ ion kim loại. Các phức bền đờng cong phụ thuộc mật độ
quang vào tỉ số nồng độ thuốc thử và iôn kim loại thờng
có hai dạng cắt nhau (đờng 1 hình 4), đối với các phức kém bền thì đờng cong
A =f(Cthuốc thử) có dạng biến đổi từ từ ( đờng 2 hình 4).
A
(1)
(2)

Cthuốc thử/Cion kim loai

Hình 4: Đờng cong phụ thuộc mật độ quang vào nồng độ thuốc thử.

Chuyên nghành Hoá Phân Tích

13


Hoàng Văn T

Khoá luận tốt nghiệp đại học

3.2.4. Nhiệt độ tối u.

Các phức đợc chia làm hai loại phụ thuộc vào tốc độ trao đổi phối tử khi tạo phức.
Các phøc linh ®éng cã tèc ®é trao ®ỉi phèi tư nhanh khi tạo phức, các phức trơ có tốc
độ trao đổi phối tử chậm. Các phức linh động thờng tạo ra ở nhiệt độ thờng, các phức
trơ thờng tạo phức khi phải đun nóng thậm chí phải đun sôi. Do đó khi nghiên cứu
một phức màu cho phép trắc quang ta cần phải khảo sát cả yếu tố nhiệt độ ®Ĩ t×m
nhiƯt ®é tèi u.
3.2.5. Lùc ion tèi u.
Trong khi nghiên cứu định lợng về phức ta thuờng phải tiến hành ở một lực ion hằng
định, để làm đợc điều này ta dùng các muối trơ mà anion không tạo phức hoặc tạo
phức yếu với ion phân tích và với c¸c ion kh¸c ( NaClO4 , KCl,NaNO3…). Khi lùc ion
cđa dung dịch thay đổi mật độ quang cũng thay đổi mặc dầu sự thay đổi này là không
đáng kể.
Các tham số định lợng xác định nh hằng số cân bằng, hằng số bền của phức đều đợc
công bố ở một lực ion hằng định.

3.3. Nghiên cứu áp dụng phức màu cho phép xác định định lợng .
Để áp dụng phức màu cho phép phân tích định lợng trắc quang, sau khi đà tìm đợc
các điều kiện tạo phức tối u trớc hết ta phải khảo sát tìm khoảng nồng độ ion kim loại
tuân theo định luật Beer . Khoảng nồng độ tuân theo định luật Beer, sẽ đợc áp dụng để
xác định nồng độ chất phân tích trong mẫu thật, nhng trớc khi áp dụng ta phải tiến
hành nghiên cứu ảnh hởng cản trở của các ion, ta làm nh sau:
Lấy một nồng độ cố định của ion kim loại cần xác định sau đó giữ các điều kiện
thực nghiệm tèi u vỊ bíc sãng , thêi gian, nhiƯt ®é, nồng độ thuốc thử ,lực ion hằng
định Tăng dần nồng ®é ion c¶n cho ®Õn khi cã sù thay ®ỉi mật độ quang của dung
dịch phức màu lúc đó ta tìm đợc các tỉ số nồng độ(Cioncản/Cion cần xác định ) giới hạn mà ở
đó mật độ quang hằng định so với ban đầu.
Giữ nguyên tất cả các điền kiện tạo phức tối u và giá trị không cản để xây dựng lại đờng chuẩn A=f(Cion cần xác đinh), xử lý thống kê số liệu thực nghiệm thu đợc phơng trình
đờng chuẩn có dạng nh sau:
A= (aa)Ci + (b b )
Phơng trình đờng chuẩn này sẽ đợc dùng để xác định nồng độ của nguyên tố cần

xác định trong mẫu thật. Nhng để khẳng định tính đúng đắn của qui trình vào phơng
trình đờng chuẩn ta xác định hàm lợng nguyên tố phân tích trong mẫu nhân tạo.

Chuyên nghành Hoá Phân Tích

14


Hoàng Văn T

Khoá luận tốt nghiệp đại học

Để xác định hàm lợng nguyên tố cần phân tích trong mẫu nhân tạo ta làm nh sau:
Lấy một nồng độ đà biết của nguyên tố cần xác định (C0 ) sau đó tiến hành tạo phức
ở điều kiện tối u và đo mật độ quang đợc giá trị A0, thay giá trị này vào phơng trình đờng chuẩn ta đợc C0x
Ta tính sai số tơng đối của phép xác định hàm lợng chất phân tích trong mẫu nhân
tạo theo công thức sau :
C x0 − C 0
C0

* 100 = q% .

NÕu q% < 5% thì có thể áp dụng kết quả nghiên cứu để xác định hàm lợng nguyên
tố trong mẫu thật.

4. Các phơng pháp xác định thành phần phức[11],[15].
4.1. Phơng pháp hệ đồng phân tử gam (phơng pháp biến đổi liên tục).
Phơng pháp này do I.Ostromuslenco đề xớng năm 1910 sau ®ã P.Job ®· chÝnh x¸c
ho¸ c¸c kÕt ln cđa Ostromuslenco, còn Vosberg và Kuper đà lặp lại kết luận của
P.Job cho trờng hợp đơn giản nhất.

M+R

MR

Phơng pháp này dựa trên việc xác định tỉ số các nồng độ đồng phân tử các chất tác
dụng tơng ứng với hiệu suất cực đại của phức tạo ra MmRn. Đờng cong phụ thuộc hiệu
suất của phức vào thành phầnn của dung dịch đợc đặc trng bằng một điểm cực trị, mô
tả ở hình 5.

Chuyên nghành Hoá Phân Tích

15


Hoàng Văn T

Khoá luận tốt nghiệp đại học
A

CR

x= C + C
R

M

Hình 5: Sự phụ thuộc mật độ quang của phức vào thành phần của
dung dịch đồng phân tử
Điểm này tơng ứng với nồng độ cực đại có thể có của phức MmRn tạo ra theo phản
ứng:

mM + nR

MmRn

Tại trục x vị trí của nó chỉ ra một cách xác định liên quan với các hệ số tỉ lợng m và n:
C

n

R
xmax= C + C = n + m
R
M

ở đây Cm và Cn là nồng độ ban đầu của các cấu tử tơng tác M và R. Để thực hiện phơng pháp này ngời ta chuẩn bị các dung dịch cả 2 cấu tử có nồng độ phân tử giống
nhau và trén chóng theo tØ lƯ ngỵc nhau sao cho tỉng nồng độ và tổng thể tích của kim
loại và thuốc thử hằng định. Ngời ta tiến hành đo mật độ quang ở các giá trị hằng định
của lực ion và pH của dung dịch. Dung dịch đệm để giữ pH hằng định phải sao cho
giữa các cấu tử của dÃy đồng phân tử gam và hệ đệm không có sự tạo phức.
Tiến hành đo quang của các dung dịch trong dÃy đồng phân tử gam và xây dựng đồ
thị phụ thuộc mật độ quang vào các tỉ số nồng độ hay thĨ tÝch cđa d·y.
CR

A=f( CR/ CM); A=f(VR/ VM) hay A =f( C + C
R

) và xác định vị trí cực đại hấp thụ
M

trên đờng cong hệ đồng phân tử gam. Dung dịch có mật độ quang cực đại ứng với

hàm lợng của phức màu tạo đợc là lớn nhất, vì vậy mà tỉ số về thể tích các cấu tử của
dÃy đồng phân tử tơng ứng với cực đại hÊp thơ phï hỵp víi tØ sè hƯ sè tØ lợng của các
chất tơng tác. Nếu cực đại của nó không rõ thì ngời ta xác định bằng cách ngoại suy
qua các điểm đầu của 2 nhánh đờng cong ta vẽ tiếp tuyến cho đến khi chúng cắt nhau
và điểm ngoại suy này tơng ứng với điểm cực trị trên đờng cong hệ đồng phân tử gam.

Chuyên nghành Hoá Phân TÝch

16


Hoàng Văn T

Khoá luận tốt nghiệp đại học

Nếu khi đà chän bíc sãng λ mµ ngoµi phøc mµu hÊp thơ còn có các cấu tử khác
cũng hấp thụ thì ngời ta xây dựng đồ thị phụ thuộc giữa độ lệch mật độ quang so với
cộng tính (A= Ahh-AM-AR) vào thành phần của hệ đồng phân tử gam. Phơng pháp hệ
đồng phân tử gam chỉ áp dụng tốt cho các điều kiện sau:
1. Phản ứng hoá học xảy ra giữa các chất theo đúng phơng trình đà biết và không
bị tạo phức bởi các quá trình phụ.
2. Trong hệ chỉ tạo ra một phức
3. Lực ion của các dung dịch dợc giữ hằng định.

4.2. Phơng pháp tỉ số mol (đờng bÃo hoà).
Bản chất của phơng pháp là thiết lập sự phụ thuộc mật độ quang vào nồng độ của
một trong các cấu tử ở nồng độ hằng định của một trong các cấu tử kia và ngợc lại.
Nếu nh thành phần phức là MmNR và mật độ quang A có thể xác định trực tiếp từ đờng cong có thể tính k và k theo các dữ kiện này
nAgh

k= lC

trong đó n là hệ số tỉ lợng với CR( nồng độ cấu tử R tơng ứng với giá

R

trị giới hạn Agh ở CM=const), l là chiều dày của lớp dung dịch phức.
Nồng độ của dạng phức Ck đợc tính theo biểu thøc.
∆A

Ck= l ( ε − mε − nε ) .
k

m

R

5. Phơng pháp thống kê Xử lý số liệu thực
nghiệm [5],[12].

.

Để thu đợc kết quả có độ chính xác cao thì ngoài việc chọn các điều kiện tối u và
phơng pháp thực hiện thì việc xử lý các kết quả cũng cã mét ý nghÜa hÕt søc quan
träng . §Ĩ xư lý các số liệu thông thờng ngời ta dùng toán học thống kê.

5.1. Phơng pháp xử lý các kết quả phân tích.
Các kết quả phân tích phải đợc xử lý ®Ĩ ®¸nh gi¸ ®é tin cËy cđa phÐp ®o mn thế
phải xác định khoảng linh động của kết quả đo.
=t(p,k)ì S X

ở đây t(p,k) là hàm phân bố student với xác suất p, k bậc tự do ;
chuẩn trung bình của kết quả trung bình X

SX

là độ lệch

Bảng 2: Giá trị phân bố t ứng với xác suất p và k bậc tự do

Chuyên nghành Hoá Phân Tích

17


Hoàng Văn T

Khoá luận tốt nghiệp đại học

k=n-1

p

0,9
0,95
0,99
1
6,31
12,7
63,7
2

2,62
4,30
9,90
3
2,35
3,18
5,84
4
2,13
2,78
4,09
5
2,01
2,57
4,03
6
1,94
2,45
3,71
7
1,89
2,35
3,50
8
1,86
2,31
3,36
9
1,83
2,26

3,25
10
1,81
2,23
3,17
15
1,75
2,13
2,95
Nếu X1; X2...Xn là kết quả thu đợc sau lần đo thứ 1;2...n ta chọn giá trị gần đúng
C=X2 chẳng hạn rồi tính hiệu yi=Xi-C theo bảng 3:

Bảng 3: Bảng dùng để tính S2 vµ
i
1
2
3
.
.
n

Xi
X1
X2
X3
.
.
Xn

n

i =1

i =1

n

∑ yi .10 a ; ∑ yi .10b ; yi
2

2

.

yi.10a

a,b là những số tự nhiên sao cho yi.10a;
n

SX

yi2.10b

yi2.10b là một số nguyên. Ta tính

sau đó ta tính giá trị trung bình :

i =1

yi

i=
1 n
phơng sai cho phép xác định kết quả X là S2 :
n

X

= C +
n

y
S2 =
i =1

2
i

; (k=n-1)

k

Chuyên nghành Hoá Phân Tích

18


Hoàng Văn T

Khoá luận tốt nghiệp đại học

độ lệch chuẩn trung bình

(SX

) là:

SX

S2
; =tp,k. S X
n

=

Vậy khoảng xác định mà kết quả cho phép di chuyển là :
- à X +.

X

Sai số tơng đối của phép đo là:

q% =


X

ì100.

5.2. Phơng pháp xử lý thống kê đờng chuẩn.
Để xác định hàm lợng chất phân tích trong mẫu phải dựa vào đờng chuẩn. Để xây

dựng đờng chuẩn ta tiến hành nh sau:
Giả sử : yi là giá trị đo đợc của mật độ quang.
xi là giá trị tính đợc từ biểu thức : Yi=a+bxi
(yi-Yi) là sai số của giá trị đo.
Sự trùng nhau của giá trị đo đợc và tính đợc là tốt nhất nếu :
2

( y Y ) = ∑ ( y − a − bx )
n

+

+

(

i= i

i

i

n

i =1

∂ ∑ ( yi − a − bxi )

(

n

2

i−1

∂a

∂ ∑ ( yi − a − bxi )
n

i=1

∂b

2

i

) = −2

i

2

lµ bé nhất điều đó có nghĩa là:

( y a − bx ) = 0

) = −2

n

i

i=1

i

n

∑ ( y − a − bx ) x = 0
i

i=1

i

i


 ∑ ( y − a − bx ) = 0
 ∑ yi = na + b∑ xi
i
i
 i= 1
i= 1
 i= 1



⇔

n
n
n
n
2
 ∑−i 1 ( yi − a − bxi ) .xi = 0  ∑ xi yi = a∑ xi + b xi Ã

i= 1
i= 1
i= 1

n

n

n

Giải hệ này theo định thức ta đợc:

Chuyên nghành Hoá Phân Tích

19


Hoàng Văn T

Khoá luận tốt nghiệp đại học
n

n

A = n ∑xi − (∑xi ) 2
2

i=
1

i=
1

n

n

n

n

A1 = ∑ yi ( ∑xi ) − ∑xi ∑xi yi
i=
1

2

i=
1

i=

1

n

n

i=
1

i=
1

i=
1

n

i=
1

A2 = n ∑xi yi − xi yi

Từ đó suy ra:
a=

A1
;
A

b=

A2
A

Sau khi tính đợc a, b cần đánh giá độ chính xác của a và b:
2

n

n

S y = ∑ ( yi − Yi ) / k = ∑ ( yi − Yi ) 2 / n − 1
2

i =1

i =1

n

S a = S y ∑ xi / A
2

2

2

i =1

S b = S y .n / A

2

Độ chính xác của a và b là :

2

a=t(p,k).Sa ; b=t(p,k).Sb

Độ tin cậy của a và của b là: a= a a = a t(p,k).Sa
b= b b=
và phơng trình đờng chuẩn sau khi xử lý là:

b

t(p,k).Sb

y=(a a)+(b b).x = (a t(p,k).Sa) +(b t(p,k).Sb).x

Phần II-Thực nghiệm và thảo luận kếtquả
1. Hoá chất, dụng cụ và máy móc thiết bị.
1.1.Hoá chất.
Các hoá chất sử dụng trong luận văn đều thuộc loại tinh khiết hoá học(tkhh) hay tinh
khiết phân tích(tkpt), nớc cất hai 2 lần, các hoá chất đợc ghi cụ thể trong từng thí
nghiệm đà dùng.

1.2. Máy móc thiết bị.
-Dụng cụ thuỷ tinh: bình định mức các loại, buret, microburet, pipet , micropipet,
bình tam giác, cốc các loại làm bằng thuỷ tinh chịu nhiệt.
-Cân phân tích Trung Quốc sai số ( 0,1mg).
-Máy so màu Clorimeter -257; máy đo pH 420A-ORION.

2. Pha chế dung dịch[2].
Chuyên nghành Hoá Phân Tích

20


Hoàng Văn T

Khoá luận tốt nghiệp đại học

2.1. Pha chế dung dịch Bi(III) 0,01M và dung dịch PAN 4.10-3M.
2.1.1. Pha chế dung dịch Bi(III) 0,01M.
Cân chính xác 2,0900g Bi(tkpt) hoà tan trong 30ml HNO3(1:1) , sau đó làm bay hơi
toàn bộ HNO3d bằng cách đun trên đèn cồn cho đến khi đợc dung dịch trong suốt sau
đó định mức trong bình 1 lít đến vạch bằng HNO3 (1:9) ta đợc Bi(III) có nồng độ
0,01M . Các dung dịch Bi(III) có nồng độ bé hơn đợc pha từ dung dich này.
2.1.2. Pha chế dung dịch PAN 4.10-3M.
Cân chính xác 0,2490g PAN hoà tan trong bình định mức 250ml bằng axeton,lắc tan
hết định mức đến vạch ta đợc dung dịch PAN có nồng độ 4.10-3M.
Các dung dịch có nồng độ bé hơn đợc pha từ dung dịch này.

2.2. Pha chế dung dịch đệm.
2.2.1. Pha chế dung dịch đệm axetat có pH=3.
Cân chính xác 0,2000g CH3COONa hoà tan vào 2,02ml dung dịch axit CH3COOH
99% (d=1,05g/ml) sau đó chuyển vào bình định mức 250ml và định mức bằng nớc cất
hai lần đến vạch ta đợc dung dịch đệm axetat có pH=3
2.2.2. Pha chế đệm axetat có pH=6,2.
Cân chính xác 23,0000g CH3COONa hoà tan bằng nớc cất hai lần sau đó cho tiếp
0,58ml dung dịch axit CH3COOH 99% (d=1,05g/ml) và chuyển dung dịch này vào

bình ®Þnh møc 250ml, ®em ®Þnh møc b»ng níc cÊt hai lần đến vạch ta đợc dung dịch
đệm axetat có pH=6,2.

Chuyên nghành Hoá Phân Tích

21


Hoàng Văn T

Khoá luận tốt nghiệp đại học

2.3. Pha chế dung dịch điều chỉnh lực ion và pH.
- Pha NaNO3 2M : Cân chíng xác 85,0000g NaNO3 đem hoà tan trong bình định
mức 500ml bằng nớc cất hai lần đến vạch định mức ta thu đựơc dung dịch NaNO3 có
nồng độ 2M. Các nồng độ bé hơn đợc pha từ dung dịch này.
- Pha NaOH 0,2M : Cân chính xác 4,0000g NaOH hoà tan bằng nớc cất hai lần
trong bình định mức 500ml ta thu đợc dung dịch NaOH 0,2M. Các dung dịch có
nồng độ bé hơn đợc pha từ dung dịch này.

2.4. Pha chế dung dịch các ion cản.
2.4.1. Pha chế dung dịch CuSO4 0,01M
Cân chính xác 1,2480 g CuSO4.5H2O (đà đợc kết tinh lại ) sau đó đem hoà tan
trong bình định mức 500ml bằng nớc cất hai lần đà axit hoá bằng H 2SO4(l) và định
mức đến vạch đợc dung dịch CuSO40,01M. Các dung dịch có nồng độ bé hơn đợc
pha từ dung dịch này.
2.4.2. Pha chế dung dịch ZnSO40,01M.
Cân chính xác 1,4377g ZnSO4.7H2O đem hoà tan trong bình định mức 500ml ta đợc dung dịch ZnSO4 0,01M.
2.4.3. Pha chế dung dịch Cd(NO3)2 0,5M.
Cân chính xác 6,4205g CdO đem hoà tan bằng axit HNO3(1:5) sau đó đun cho bay

hơi hết, phần kết tinh đem hoà tan trong bình định mức 100ml bằng nớc cất hai lần,
định mức đến vạch ta thu đợc dung dịch Cd(NO3)2 0,5M.
2.4.4. Pha chế dung dịch Pb(NO3)20,01M.
Cân chính xác 1,6560g Pb(NO3)2 sau đó đem hoà tan trong bình định mức 500ml
bằng nớc cất hai lần đà đợc axit hoá bằng axit HNO3( l) định mức đến vạch ta thu đợc dung dịch Pb(NO3)2có nồng độ 0,01M.

3. Các bớc tiến hành nghiên cứu.
3.1. Nghiên cứu các điều kiện tối u cho sự tạo phức Bi(III)-PAN.
3.1.1. Nghiên cứu hiệu ứng tạo phức đơn phối tử Bi-PAN.
Nguyên tắc: Lấy dung dịch Bi(III) và dung dịch PAN có nồng độ cố định giữ pH,
lực ion không đổi sau đó đo mật độ quang của dung dịch thu đợc tại các bớc sóng
khác nhau ta đợc phổ của phức.Tơng tự đo mật độ quang của thuốc thử PAN ở các bớc
sóng khác nhau ta cũng thu đợc phổ của thuốc thử.
Cách tiến hành: + Lấy 8ml dung dịch PAN 5.10-4M vào bình định mức 25ml rồi
thêm nớc cất tới vạch định mức, lắc đều, sau đó đo mật độ quang ở các bớc sóng khác
nhau. Kết quả thu đợc ở bảng 4 và hình 6.

Chuyên nghành Hoá Ph©n TÝch

22


Hoàng Văn T

Khoá luận tốt nghiệp đại học

+ Lấy 0,20ml dung dịch Bi(III) 0,01M cho vào bình định mức 25mlvà thêm tiếp 8ml
dung dịch PAN5.10-4M +1,40ml dung dịch NaOH 0,2M +2,00ml dung dịch NaNO3
2M + 0,20ml dung dịch đệm axetat pH=3, định mức bằng nớc cất hai lần đến vạch
định mức, đo mật độ quang của dung dịch thu đợc ở các bớc sóng khác nhau ta đợc

phổ của phức ở pH=3. kết quả thu đợc ở bảng 4 hình 6.
+ Lấy 0,20ml dung dịch Bi(III) 0,01M cho vào bình định mức 25ml và thêm tiếp
8,00ml dung dịch PAN 5.10-4M +1,5ml dung dÞch NaOH 0,2M +2,00ml dung dÞch
NaNO32M+0,20ml dung dÞch ®Ưm pH=6,2 sau ®ã ®em ®Þnh møc b»ng níc cÊt hai lần
đến vạch định mức và tiến hành đo mật độ quang ở các bớc sóng khác nhau ta đợc
phổ của phức ở pH=6,2. kết quả thu đợc qua
bảng 4 và hình 6.
Bảng 4: Mật độ quang của thuốc thử PAN và các phức Bi(III)-PAN ở
pH=3 và pH=6,2.
(nm)

410

430

Athuốc
thử
Aphức
pH=3
Aphức
pH=6,2

0,734

0,834 0,655 0,520 0,225 0,044 0,025 0,021 0,015

0,060

0,100 0,430 0,580 0,670 0,601 0,550 0,080 0,001

0,093

0,109 0,688 0,691 0,869 1,112 0,644 0,180 0,015

∆A
1,112
0,834
0,670

470

490

520

540

580

600

710

(3)
(1)
(2)

430

470 490 520 540 580 600 710

λ(nm)

H×nh6: Phỉ hÊp thơ cđa thc thử (PAN) và của phức Bi(III)-PAN ở các pH=3
và pH=6,2.
(1): Phỉ hÊp thơ cđa thc thư PAN (dung dÞch so sánh là nớc cất hai lần).

Chuyên nghành Hoá Phân Tích

23


Hoàng Văn T

Khoá luận tốt nghiệp đại học

(2): Phổ hấp thụ của phức Bi(III)-PAN tại pH=3 (dung dịch so sánh lµ thc thư
PAN 5.10-4M).
(3): Phỉ hÊp thơ cđa phøc Bi(III)-PAN tại pH=6,2 (dung dịch so sánh là thuốc thử
PAN 5.10-4M).
Từ kết quả thực nghiệm chúng tôi rút ra một số kÕt ln nh sau:
+ dung dÞch PAN cã phỉ hÊp thụ cực đại ở bớc sóng 430nm.
+ dung dịch phức Bi(III)-PAN ở pH=3 có phổ hấp thụ cực đại ở bíc sãng λ=520nm.
+ Dung dÞch phøc Bi(III)-PAN cã phỉ hÊp thụ cực đại ở bớc sóng =540nm.
+ Các phức Bi(III)-PAN đều có màu đỏ, dung dịch thuốc thử có màu vàng.
Nh vậy khi thêm dung dịch Bi(III) vào dung dịch thuốc thử PAN thì đà có hiệu ứng
tạo phức làm dịch chuyển bớc sóng cực đại từ 430nm đến 520nm và 540nm. điều này
cho thấy các phức có thành phần khác nhau ở pH khác nhau.
3.1.2. Nghiên cứu thời gian tạo phức tối u.
Các dung dịch phức đợc chuẩn bị tơng tự nh trên và mật độ quang đợc đo ở những

khoảng thời gian khác nhau, kết quả đợc trình bày trong bảng 5 và hình 7.

Bảng5: sự phụ thuộc mật độ quang của phức vào thời gian.
thời gian
(phút)
10
15
30
60
90
120
150
180
240

Ai(pH=3)
(=520nm, l=1cm)
0,670
0,670
0,670
0,670
0,670
0,670
0,670
0,670
0,660

Chuyên nghành Hoá Phân Tích

Ai(pH=6,3)

(=540nm, l=1cm)
1,110
1,111
1,110
1,110
1,101
1,084
1,004
1,000
0,986

24


Hoàng Văn T

Khoá luận tốt nghiệp đại học

A
1,101

(2)

0,670

(1)

100
200
t (phút)

Hình 7: Sự phụ thuộc mật độ quang của phức vào thời gian.
(1): ë pH=3
(2): ë pH=6,2.
NhËn xÐt: Ta nhËn thÊy phøc ë pH=3 bỊn trong kho¶ng thêi gian 180 phót kĨ từ khi
tạo phức và phức ở pH=6,2 bền trong khoảng thời gian 90 phút kể từ khi tạo phức.
3.1.3. Nghiên cứu pH tối u cho sự tạo phức Bi(III)-PAN.
Dung dịch phức đợc chuẩn bị nh trên và đợc đo mật độ quang ở các giá trị pH khác
nhau bằng cách thay đổi lợng NaOH 0,2M cho vào bình định mức. Kết quả thực
nghiệm đợc trình bày qua bảng 6 và hình 8.

Bảng6: Sự phụ thuộc mật độ quang của phức vào pH
(=520nm, l=1cm).
pH

Mật độ

1,85
2,00
2,20
2,60
2,80
3,00
3,50

quang(A)
0,250
0,300
0,400
0,670
0,670

0,670
0,671

.

pH
3,80
4,00
4,60
5,00
5,70
6,00
6,20

Mật độ
quang(A)
0,69
0,710
0,780
0,800
0,890
0,894
0,900

.

pH
6,50
7,00
7,50

8,00
9,00

Mật.độ
quang(A)
0,896
0,803
0,650
0,500
0,453

A

Chuyên nghành Hoá Phân Tích

25