nghiên cứu phản ứng tạo phức giữa niken và dimethyl glyoxime. so sánh khả năng...

8/18/2019 Nghiên cứu phản ứng tạo phức giữa Niken và Dimethyl Glyoxime. So sánh khả năng định lượng Niken bằng phươ…

http://slidepdf.com/reader/full/nghien-cuu-phan-ung-tao-phuc-giua-niken-va-dimethyl-glyoxime 1/68

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠOTRƯỜ NG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN

BỘ MÔN HÓA HỌC------

LU Ậ N V Ă N T ỐT NGHI Ệ P ĐẠ I H ỌC

NGHIÊN CỨ U PHẢN Ứ NG TẠO PHỨ CGIỮ A NIKEN VÀ DIMETHYLGLYOXIME.

SO SÁNH KHẢ NĂNG ĐỊNH LƯỢ NG NIKENBẰNG PHƯƠ NG PHÁP TRẮC QUANG VÀ

PHƯƠ NG PHÁP KHỐI LƯỢ NG

SVTH: Nguyễn Thị Thanh Tuyền

MSSV: 2082157Lớ p: Cử Nhân Hóa K34

GVHD:ThS. Lâm Phướ c Điền

Cần Thơ – 05/2012

W.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUY

WWW.BOIDUONGHOAHOCQUYNHON.BLOGSPOng góp PDF bở i GV. Nguy ễ n Thanh Tú



LỜ I C Ả M Ơ N Luận vă n t ố t nghiệ p

Nguyễ n Thị Thanh Tuyền

MSSV : 2082157 i

LỜ I CẢM Ơ N

Suốt bốn năm học tập và hơ n ba tháng thự c hiện luận văn tốt nghiệp đã giúp tôi

có đượ c nhữ ng kinh nghiệm và kỹ năng bổ ích, thiết thự c cho công việc sau này. Để

đạt đượ c nhữ ng kết quả trên, tôi xin gử i lờ i cảm ơ n chân thành đến:

- Thầy Lâm Phướ c Điền, Phó tr ưở ng bộ môn Hóa - Khoa Khoa H ọc T ự Nhiên,

khoảng thờ i gian đượ c làm việc dướ i sự hướ ng dẫn của thầy đã giúp tôi nhận thấy

nhữ ng khoảng trống kiến thứ c cần phải củng cố, đồng thờ i thầy còn cho tôi nhữ ng chỉ

dẫn quý báu để luận văn có thể hoàn thành theo đúng mục tiêu và tiến độ đặt ra ban

đầu.

- Thầy Phạm Quốc Nhiên, Bộ môn Hóa - Tr ưở ng phòng thí nghiệm Hóa sinh –

Khoa Khoa H ọc T ự Nhiên, đã tạo điều kiện thuận lợ i cho tôi tiến hành thí nghiệm để

hoàn thành luận văn này.

- Tôi cũng xin chân thành gử i lờ i cảm ơ n đến cô Nguyễn Thị Diệp Chi - C ố vấ n

học t ậ p lớ p Hóa học K34, cùng t ấ t cả thầ y cô trong Bộ môn Hóa–Khoa Khoa H ọc T ự

Nhiên – Tr ườ ng Đại H ọc C ần Thơ đã nhiệt tình giúp đỡ , truyền đạt nhữ ng kiến thứ c và

kinh nghiệm quý báu cho tôi trong suốt bốn năm học vừ a qua, cũng như sẵn sàng tạo

mọi điều kiện tốt nhất để tôi hoàn thành tốt bài luận văn của mình.

Cuối cùng, xin cảm ơ n gia đ ình, các anh chị và bạn bè đã hỗ trợ cho tôi cả về

tinh thần lẫn vật chất trong suốt thờ i gian vừ a qua.

Xin chân thành cảm ơ n!





BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜ NG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN

Năm học: 2011-2012

NGHIÊN CỨ U PHẢN Ứ NG TẠO PHỨ C GIỮ A NIKENVÀ DIMETHYLGLYOXIME. SO SÁNH KHẢ NĂNG ĐỊNH LƯỢ NG NIKENBẰNG PHƯƠ NG PHÁP TRẮC QUANG VÀ PHƯƠ NG PHÁP KHỐI LƯỢ NG

LỜ I CAM ĐOANTôi tên là: Nguyễn Thị Thanh Tuyền, tác giả của Luận văn xin xác nhận Luận văn đã

chỉnh sử a hoàn chỉnh theo nhữ ng ý kiến và góp ý của các Phản biện và các thành viênHội đồng chấm chấm Bảo vệ.

Cần Thơ , ngày 09 tháng 6 năm 2012

Nguyễn Thị Thanh Tuyền

Luận văn đại học ngành: Hóa Học

Mã số: TN338

Đã bảo vệ và đượ c duyệt

Hiệu trưở ng:.............................................................

Trưở ng khoa:..............................................................

Trưở ng Chuyên ngành Cán bộ hướ ng dẫn

.................................................

................................................. Lâm Phướ c Điền





TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAMKHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

BỘ MÔN HÓA ----

Cần Thơ , ngày 25 tháng 05 năm 2012

PHIẾU ĐỀ NGHỊ ĐỀ TÀI LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

NĂM HỌC : 2011 – 2012

1. Họ và tên cán bộ hướ ng dẫn: ThS. LÂM PHƯỚC ĐIỀN

2. Tên đề tài : Nghiên C ứ u Phả n Ứ ng T ạ o Phứ c Giữ a Niken Và

Dimethylglyoxime. So Sánh Khả N ă ng Đị nh Lượ ng Niken Bằ ng Phươ ng

Pháp Trắ c Quang Và Phươ ng Pháp Khố i Lượ ng.

3. Địa điểm thự c hiện: Phòng thí nghiệm Hoá sinh-Bộ môn Hoá Học - Khoa Khoa

Học Tự Nhiên -Trườ ng Đại Học Cần Thơ .

4. Sinh viên thự c hiện: NGUYỄN THỊ THANH TUYỀN MSSV: 2082157

5. Mục đích của đề tài:

+ Khảo sát điều kiện tối ư u cho sự tạo phứ c giữ a Ni3+ và thuốc thử

dimethylglyoxime.

+ So sánh khả năng định lượ ng niken bằng phươ ng pháp trắc quang và

phươ ng pháp khối lượ ng. Góp phần nghiên cứ u tìm ra phươ ng pháp phân

tích có độ chọn lọc và độ nhạy cao đối vớ i niken.

6. Các nội dung chính và giớ i hạn của đề tài:

+ Khảo sát khả năng tạo phứ c của Ni3+ và dimethylglyoxime.

+ Khảo sát điều kiện tạo phứ c tối ư u: thờ i gian, pH.

+ Xác định thành phần phứ c bằng 2 phươ ng pháp: tỷ số mol, dãy đồng

phân tử .





+ Xác định thông số định lượ ng của phứ c: Hằng số bền điều kiện, hệ số

hấp thu phân tử và khoảng tuân theo định luật Bouguer – Lambert –

Beer.

+ Khảo sát khả năng định lượ ng niken bằng phươ ng pháp trắc quang và

phươ ng pháp khối lượ ng. So sánh rút ra phươ ng pháp phân tích niken tốtnhất.

7. Các yêu cầu hỗ trợ : yêu cầu hỗ trợ về kinh phí, hoá chất và dụng cụ thí nghiệm

8. Kinh phí dự trù cho việc thự c hiện đề tài (dự trù chi tiết đính kèm): 700.000

đồng.

DUYỆT CỦA BỘ MÔN ĐỀ NGHỊ

DUYỆT CỦA HỘI ĐỒNG THI & XÉT TỐT NGHIỆP






BỘ MÔN HÓA --

--

NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ HƯỚ NG DẪN

1. Họ và tên cán bộ hướ ng dẫn: ThS. LÂM PHƯỚC ĐIỀN


Dimethylglyoxime. So Sánh Khả N ă ng Đị nh Lượ ng Niken Bằ ng Phươ ng Pháp Trắ c Quang Và Phươ ng Pháp Khố i Lượ ng.

3. Sinh viên thự c hiện: NGUYỄN THỊ THANH TUYỀN MSSV: 2082157

Lớ p: Cử nhân hóa học-Khóa 34

4. Nội dung nhận xét:

a. Nhận xét về hình thứ c LVTN:

..................................................................................................................................

..................................................................................................................................

..................................................................................................................................

b. Nhận xét về nội dung của LVTN (đề nghị ghi chi tiết và đầy đủ):

Đánh giá nội dung thự c hiện của đề tài:

..................................................................................................................................

..................................................................................................................................

..................................................................................................................................

Nhữ ng vấn đề còn hạn chế:

..................................................................................................................................





..................................................................................................................................

..................................................................................................................................

Nhận xét đối vớ i từ ng sinh viên tham gia thự c hiện đề tài (ghi rõ từ ng nội dung

chính do sinh viên nào chịu trách nhiệm thự c hiện nếu có):

..................................................................................................................................

..................................................................................................................................

..................................................................................................................................

c. Kết luận, đề nghị và điểm:

..................................................................................................................................

..................................................................................................................................

..................................................................................................................................

Cần Thơ , tháng 05 năm 2012

Cán bộ hướ ng dẫn






BỘ MÔN HÓA ----

NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN

1. Cán bộ chấm phản biện: ....................................................................


Dimethylglyoxime. So Sánh Khả N ă ng Đị nh Lượ ng Niken Bằ ng Phươ ng

Pháp Trắ c Quang Và Phươ ng Pháp Khố i Lượ ng.

Sinh viên thự c hiện: NGUYỄN THỊ THANH TUYỀN MSSV: 2082157

Lớ p: Cử nhân hóa học-Khóa 34

4. Nội dung nhận xét:

a. Nhận xét về hình thứ c LVTN:

..................................................................................................................................

..................................................................................................................................

..................................................................................................................................

b. Nhận xét về nội dung của LVTN (đề nghị ghi chi tiết và đầy đủ):

Đánh giá nội dung thự c hiện của đề tài:

..................................................................................................................................

..................................................................................................................................

..................................................................................................................................

Nhữ ng vấn đề còn hạn chế:..................................................................................................................................

..................................................................................................................................

..................................................................................................................................





c. Nhận xét đối vớ i từ ng sinh viên tham gia thự c hiện đề tài (ghi rõ từ ng nội dung

chính do sinh viên nào chịu trách nhiệm thự c hiện nếu có):

..................................................................................................................................

..................................................................................................................................

..................................................................................................................................

d. Kết luận, đề nghị và điểm:

..................................................................................................................................

Cần Thơ , tháng 05 năm 2012.





LỜ I M Ở ĐẦ U Luận vă n t ố t nghiệ p


MSSV : 2082157 ii

LỜ I MỞ ĐẦU

Niken là nguyên tố có nhiều ứ ng dụng quan trọng trong khoa học, kỹ thuật. Vớ i

nhữ ng đặc tính quý báu như :cứ ng như ng lại dẻo, dễ rèn, dễ cán mỏng, nhiệt độ nóngchảy cao, niken đượ c sử dụng rộng rãi trong công nghiệp chế tạo máy, kỹ thuật hàng

không, tên lử a cũng như nhiều ngành công nghiệp khác.

Tuy nhiên, sự có mặt một lượ ng lớ n của niken trong môi trườ ng là là nguồn gây

ô nhiễm nguy hiểm vớ i con ngườ i, nó là nguyên nhân gây nên các bệnh viêm da, bệnh

về đườ ng hô hấp...

Về mặt hóa học phân tích, một trong nhữ ng vấn đề đặt ra là tìm ra phươ ng pháp

phân tích nhanh, chính xác như ng ít tốn kém phát hiện cũng như xác định hàm lượ ng

của niken trong môi trườ ng. Một trong nhữ ng hướ ng giải quyết các yêu cầu trên là

nghiên cứ u phứ c màu của niken để ứ ng dụng trong phân tích trắc quang.

Dimethylglyoxime là một trong nhữ ng thuốc thử hữ u cơ chọn lọc đầu tiên đượ c

sử dụng trong phân tích. Dimethylglyoxime đượ c sử dụng rộng rãi như một thuốc thử

kết tủa chọn lọc, thuốc thử xác định và thuốc thử đo quang cho các kim loại Ni, Pd, Pt

và một số kim loại khác.

Trướ c đây khi phân tích niken ngườ i ta thườ ng sử dụng phươ ng pháp khối

lượ ng. Sử dụng thuốc thử dimethylglyoxime thự c hiện phản ứ ng kết tủa niken, sau đó

tiến hành lọc, rử a, sấy khô và cân sản phẩm thu đượ c. Phươ ng pháp tuy đơ n giản

như ng đòi hỏi mất nhiều thờ i gian và dễ gây sai số, không chính xác khi xác định hàm

lượ ng vi lượ ng của niken.

Hiện nay, một trong nhữ ng phươ ng pháp phổ biến để phân tích niken đượ c sử

dụng là nghiên cứ u phứ c màu của nó. Có rất nhiều công trình nghiên cứ u về phứ c màu

của niken vớ i các thuốc thử khác nhau như ng thuốc thử cho độ nhạy nhất là

dimethylglyoxime, tạo phứ c vớ i niken ngay cả vớ i hàm lượ ng vi lượ ng.





LỜ I M Ở ĐẦ U Luận vă n t ố t nghiệ p


MSSV : 2082157 iii

Vớ i mong muốn góp phần tìm ra phươ ng pháp phân tích nhanh chóng, chính xác

hàm lượ ng vi lượ ng của nguyên tố niken trong điều kiện hạn chế về thờ i gian, luận văn

tiến hành nghiên cứ u phản ứ ng tạo phứ c của niken và dimethylglyoxime, đồng thờ i

tiến hành định lượ ng niken bằng hai phươ ng pháp: phươ ng pháp trắc quang và phươ ng

pháp khối lượ ng. Từ đó rút ra phươ ng pháp có tối ư u nhất cho phép định lượ ng niken.





PH Ầ N TÓM LƯỢ C Luận vă n t ố t nghiệ p


MSSV : 2082157iv

PHẦN TÓM LƯỢ C

Vớ i đề tài: “ Nghiên C ứ u Phả n Ứ ng T ạ o Phứ c Giữ a Niken Và

Dimethylglyoxime. So Sánh Khả N ă ng Đị nh Lượ ng Niken Bằ ng Phươ ng Pháp Trắ c

Quang Và Phươ ng Pháp Khố i Lượ ng”, luận văn sẽ tiến hành thự c nghiệm khảo sát

phản ứ ng tạo phứ c giữ a Ni3+ và dimethylglyoxime, khảo sát khả năng định lượ ng Ni2+

bằng hai phươ ng pháp: phươ ng pháp trắc quang và phươ ng pháp khối lượ ng.

Phần I: Lượ c khảo tài liệu.

Phần II: Thự c nghiệm.

Phần III: Ứ ng dụng.

Phần IV: Kết quả và thảo luận.

Phần V: Kết luận và khiến nghị.





M Ụ C LỤ C Luận vă n t ố t nghiệ p


MSSV : 2082157v

MỤC LỤC

***

LỜI CẢM ƠN ..............................................................................................................i PHIẾU ĐỀ NGHỊ ĐỀ TÀI LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN LỜI MỞ ĐẦU .............................................................................................................ii PHẦN TÓM LƯỢC ................................................................................................... iv MỤC LỤC...................................................................................................................v DANH MỤC HÌNH...................................................................................................vii DANH MỤC BẢNG ................................................................................................viii BẢNG LIỆT KÊ TỪ VIẾT TẮT ................................................................................ ix Phần I LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU ................................................................................1

I Sơ lượ c về niken và thuốc thử dimethylglyoxime ..................................................1 1 Niken và một số hợ p chất của niken..................................................................1

1.1 Giớ i thiệu về niken.....................................................................................1 1.1.1 Tính chất vật lý, hoá học và trạng thái thiên nhiên...............................1 1.1.2 Ứ ng dụng ............................................................................................3 1.1.3 Độc tính..............................................................................................4

1.2 Hợ p chất của niken.....................................................................................4 1.2.1 Hợ p chất của Ni(0) ..............................................................................4 1.2.2 Hợ p chất của Ni(II)..............................................................................5 1.2.3 Hợ p chất Ni(III)...................................................................................6

2 Khả năng tạo phứ c của niken ............................................................................6 3 Giớ i thiệu về thuốc thử dimethylglyoxime và một số tính chất của nó...............7

II Các phươ ng pháp phân tích Niken........................................................................8

1 Phươ ng pháp phân tích khối lượ ng....................................................................8 2 Phươ ng pháp trắc quang...................................................................................9

2.1 Các bướ c nghiên cứ u phứ c màu dùng trong phân tích trắc quang .............10 2.1.1 Nghiên cứ u hiệu ứ ng tạo phứ c ...........................................................10 2.1.2 Nghiên cứ u các điều kiện tạo phứ c tối ư u. .........................................11 2.1.3 Các phươ ng pháp xác định thành phần phứ c......................................12

2.1.3.1 Phươ ng pháp tỷ số mol ...............................................................13 2.1.3.2 Phươ ng pháp dãy đồng phân tử gam...........................................14

2.1.4 Các phươ ng pháp xác định thông số định lượ ng của phứ c .................15 2.1.4.1 Phươ ng pháp xác định hệ số hấp thu phân tử theo phươ ng phápKomar .................................................................................................... 15

2.1.4.2 Tính hằng số bền điều kiện của phứ c dự a trên đườ ng cong bãohòa. ........................................................................................................ 17

Phần II PHẦN THỰ C NGHIỆM ...............................................................................18 I Hóa chất, dụng cụ, phươ ng pháp nghiên cứ u .......................................................18

1 Hóa chất..........................................................................................................18 1.1 Dung dịch Ni2+ 10-3M...............................................................................18 1.2 Dung dịch dimethylglyoxime (DMG) 10-3M ............................................18





M Ụ C LỤ C Luận vă n t ố t nghiệ p


MSSV : 2082157vi

1.3 Dung dịch NaOH 0,1M ............................................................................ 18 1.4 Dung dịch K2S2O8 0,01M.........................................................................18 1.5 Dung dịch KCl 0,1M................................................................................19

2 Máy móc.........................................................................................................19 3 Phươ ng pháp nghiên cứ u phứ c chất.................................................................19

II Nghiên cứ u hiệu ứ ng tạo phứ c và điều kiện tạo phứ c tối ư u................................19 1 Nghiên cứ u hiệu ứ ng tạo phứ c.........................................................................19

1.1Khảo sát phổ của Ni2+ ...............................................................................19 1.2 Khảo sát phổ của DMG............................................................................20 1.3 Khảo sát phổ của hệ Ni3+_dimethylglyoxime............................................20 1.4 Thảo luận kết quả .....................................................................................22

2 Nghiên cứ u điều kiện tạo phứ c tối ư u..............................................................23 2.1 Nghiên cứ u sự phụ thuộc của độ hấp thụ vào thờ i gian.............................23 2.2 Nghiên cứ u ảnh hưở ng của pH đến sự tạo phứ c........................................24

III Xác định thành phần phứ c Ni3+ vớ i dimethylglyoxime......................................25 1 Phươ ng pháp tỷ số mol....................................................................................25

1.1 Thí nghiệm...............................................................................................25

1.2 Thảo luận kết quả .....................................................................................28 2 Phươ ng pháp dãy đồng phân tử gam ...............................................................28 2.1 Thí nghiệm...............................................................................................28 2.2 Thảo luận kết quả .....................................................................................30

3 Kết luận chung về thành phần phứ c.................................................................31 IV Xác định các thông số định lượ ng của phứ c ......................................................32

1 Xác định hằng số bền điều kiện.......................................................................32 2 Xác định khoảng tuân theo định luật Bouguer – Lambert – Beer.................... 33 3 Xác định hệ số hấp thu phân tử của phứ c ........................................................35 4 Thảo luận kết quả về phứ c của Ni3+ và DMG ..................................................36

Phần III SO SÁNH KHẢ NĂNG ĐỊNH LƯỢNG NIKEN BẰNG PHƯƠNG PHÁP

TRẮC QUANG VÀ PHƯƠNG PHÁP KHỐI LƯỢNG.............................................37 I Chuẩn bị mẫu ......................................................................................................37 II Định lượ ng niken bằng phươ ng pháp trắc quang ................................................38

1 Xây dự ng đườ ng chuẩn...................................................................................38 2 Đo mẫu ...........................................................................................................39 3. Kết quả ..........................................................................................................39

III Định lượ ng niken bằng phươ ng pháp khối lượ ng ..............................................42 Phần IV KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN......................................................................45

I Thảo luận về phứ c của Ni và DMG .....................................................................45 II Thảo luận về khả năng định lượ ng Ni bằng phươ ng pháp trắc quang và phươ ngpháp khối lượ ng.....................................................................................................46

Phần V KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .......................................................................47 I Kết luận...............................................................................................................47 II Kiến nghị ...........................................................................................................48

TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................49





DANH M Ụ C HÌNH Luận vă n t ố t nghiệ p


MSSV : 2082157vii

DANH MỤC HÌNH

***

Phần I

Hình 1.1: Hiệu ứ ng tạo phứ c đơ n và đaligan..............................................................10 Hình 1.2: Sự thay đổi mật độ quang của phứ c theo thờ i gian. ....................................11 Hình 1. 3: Sự phụ thuộc mật độ quang của dung dịch phứ c đơ n hoặc đaligan vào pH...................................................................................................................................12 Hình 1.4: Đồ thị xác định thành phần phứ c MmRn bằng phươ ng pháp tỷ số mol.........13 Hình 1.5: Đồ thị xác định thành phần phứ c theo phươ ng pháp dãy đồng phân tử gam14

Phần II

Hình 2.1: : Phổ hấp thụ điện tử của thuốc thử , các dung dịch và phứ c........................22 Hình 2.2: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của độ hấp thụ A theo thờ i gian...................23 Hình 2.3: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của độ hấp thụ vào pH.................................24

Hình 2.4: Đồ thị xác định thành phần phứ c theo phươ ng pháp tỷ số mol....................27 Hình 2.5: Đồ thị xác định thành phần phứ c theo phươ ng pháp dãy đồng phân tử gam30 Hình 2.6: Đồ thị biểu diễn khoảng tuân theo định luật luật Bouguer – Lambert – Beercủa phứ c ....................................................................................................................35

Phần III

Hình 3.1: Đồ thị sự phụ thuộc của độ hấp thụ vào nồng độ Ni3+.................................38





DANH M Ụ C B Ả NG Luận vă n t ố t nghiệ p


MSSV : 2082157viii

DANH MỤC BẢNG

***

Phần I

Bảng 1.1: Một số đặc điểm của nguyên tố niken..........................................................1 Bảng 1.2: Một số hằng số vật lý quan trọng của niken .................................................1

Phần II

Bảng 2.1: Phổ hấp thụ điện tử của thuốc thử , các dung dịch và của phứ c Ni3+ và DMG..................................................................................................................................21 Bảng 2.2: Sự phụ thuộc của độ hấp thụ theo thờ i gian ở bướ c sóng 468 nm...............23 Bảng 2.3: Sự phụ thuộc của độ hấp thụ của phứ c vào pH...........................................24

Bảng 2.4 Sự phụ thuộc của độ hấp thụ vào+3 Ni

DMG

C

C khi CNi

3+ = const .........................26

Bảng 2.5: Sự phụ thuộc của độ hấp thụ vào tỷ số +

+ 3 Ni DMG

DMG

C C C khi CDMG + CNi3+ =

const..........................................................................................................................29 Bảng 2.6: Giá trị hằng số bền điều kiện của phứ c ......................................................33 Bảng 2. 7: Khoảng độ hấp thụ của phứ c tuân theo định luật Bouguer – Lambert – Beer..................................................................................................................................34 Bảng 2. 8: Hệ số hấp thụ phân tử của phứ c ................................................................36

Phần III

Bảng 3.1: Sự phụ thuộc của độ hấp thụ vào nồng độ Ni2+ ..........................................38

Bảng 3.2: Kết quả định lươ ng niken trong mẫu 1 bằng phươ ng pháp trắc quang.......39 Bảng 3.3: Kết quả định lươ ng niken trong mẫu 2 bằng phươ ng pháp trắc quang.......40 Bảng 3.4: Kết quả định lươ ng niken trong mẫu 3 bằng phươ ng pháp trắc quang.......40 Bảng 3.5: Kết quả định lươ ng niken trong mẫu 4 bằng phươ ng pháp trắc quang.......41 Bảng 3.6: Kết quả định lươ ng niken trong mẫu 5 bằng phươ ng pháp trắc quang.......41 Bảng 3.7: Kết quả định lươ ng niken trong mẫu 1 bằng phươ ng pháp khối lượ ng.......42 Bảng 3.8: Kết quả định lươ ng niken trong mẫu 2 bằng phươ ng pháp khối lượ ng.......42 Bảng 3.9: Kết quả định lươ ng niken trong mẫu 3 bằng phươ ng pháp khối lượ ng.......43 Bảng 3.10: Kết quả định lươ ng niken trong mẫu 4 bằng phươ ng pháp khối lượ ng.....43 Bảng 3.11: Kết quả định lươ ng niken trong mẫu 5 bằng phươ ng pháp khối lượ ng.....44

Phần V

Bảng 5.1: Bảng các tham số dặc trư ng của phứ c ........................................................47 Bảng 5.2: Bảng so sánh các giá trị thống kê...............................................................47





B Ả NG LI Ệ T KÊ T Ừ VI Ế T T Ắ T Luận vă n t ố t nghiệ p


MSSV : 2082157ix

BẢNG LIỆT KÊ TỪ VIẾT TẮT

***

- DMG: Dimethylglyoxime

- m0 : khối lượ ng giấy lọc

- m1: khối lượ ng giấy lọc + tủa

- m: khối lượ ng kết tủa





Phần I: LƯỢ C KH Ả O TÀI LI Ệ U Luận vă n t ố t nghiệ p


MSSV : 20821571

Phần ILƯỢ C KHẢO TÀI LIỆU

I Sơ lượ c về niken và thuốc thử dimethylglyoxime

1 Niken và một số hợ p chất của niken

1.1 Giớ i thiệ u về niken

1.1.1 Tính chấ t vật lý, hoá học và tr ạng thái thiên nhiên

- Tính chấ t vậ t lí

Niken là một kim loại thuộc nhóm VIIIB của bảng tuần hoàn.

Bảng 1.1: Một số đặc điểm của nguyên tố niken

Số thứ tự Cấu hình electron hóa trị Bán kính nguyên tử Khối lượ ng nguyên tử

28 (Ar)3d84s2 1,24 Ao 58,71 đvC

Trạng thái oxi hóa đặc trư ng của niken là +2 và +3.

Niken là kim loại có ánh kim, có màu trắng bạc.

Trong thiên nhiên có 5 đồng vị bền: 58Ni (67,7%); 60Ni; 61Ni; 62Ni ; 64Ni.

Niken dễ rèn và dễ dát mỏng. Dướ i đây là một số hằng số vật lí của niken.

Bảng 1.2: Một số hằng số vật lý quan trọng của niken

Nhiệt độ nóng chảy

oC

Nhiệt độ sôioC

Nhiệt thănghoa

kJ/molTỉ khối

Độ cứ ng(thangMoxơ )

Độ dẫn điện(Hg = 1)

1453 3185 424 8,90 5 14

Niken có 2 dạng thù hình: Ni α lục phươ ng bền ở < 250ºC và Ni β lập

phươ ng tâm diện bền ở > 250ºC.

Khác vớ i hầu hết kim loại khác, Ni có tính từ , bị nam châm hút và dướ i tác dụng

của dòng điện trở thành nam châm từ .







MSSV : 20821572

- Tính chấ t hóa họ c

Niken là kim loại có tính hoạt động trung bình. Ở điều kiện thườ ng không có hơ i

ẩm, không tác dụng rõ rệt vớ i nhữ ng nguyên tố phi kim điển hình như O2, S, Cl2, Br2

vì có màng oxit bảo vệ. Như ng khi đun nóng, phản ứ ng xảy ra mãnh liệt, nhất là khi

niken ở trạng thái chia nhỏ. Ở trạng thái này, nó là chất tự cháy (cháy trong không khíngay ở nhiệt độ thườ ng). Nguyên nhân là do tổng bề mặt tiếp xúc rất lớ n giữ a các hạt

kim loại Ni vớ i không khí và sự sai lệch mạng lướ i tinh thể của hạt so vớ i kiến trúc

bền của Ni. Ở trên 500°C, Ni bắt đầu tác dụng vớ i O2 tạo nên NiO:

2Ni + O2 → > C o500

2NiO

Ni bền vớ i khí F2 ở nhiệt độ cao. Ở nhiệt độ nóng đỏ, Ni không bị khí F2 phá

hủy, vì thế mà nhữ ng thiết bị làm việc trong khí quyển F2 đượ c làm bằng Ni.

Ở nhiệt độ không cao lắm, Ni tác dụng vớ i N2 tạo nitrua kim loại:

Ni + N2 = NiN2

Ni tác dụng vớ i S khi đun nóng nhẹ tạo thành nhữ ng hợ p chất không hợ p thứ c có

thành phần gần vớ i MS (M = Fe, Co, Ni)

Ni + S = NiS

Ni tác dụng trự c tiếp vớ i khí CO tạo thành cacbonyl kim loại:

Ni + 4CO = Ni(CO)4

Ni bền vớ i kiềm ở các trạng thái dung dịch và nóng chảy vì oxit của Ni hầu như

không thể hiện tính lưỡ ng tính. Vì vậy trong phòng thí nghiệm ngườ i ta dùng chén

nung bằng Ni để nấu chảy kiềm.

Ni tan trong dung dịch axit giải phóng khí H2 và tạo nên muối Ni2+. Phản ứ ng

không sinh ra muối Ni3+ vì Ni và hidro mớ i sinh đều khử đượ c chúng về Ni2+:

Ni + 2H+ = Ni2+ + H2

Ni tinh khiết rất bền vớ i không khí và nướ c.







MSSV : 20821573

- Trạ ng thái thiên nhiên

Niken là nguyên tố ít phổ biến hơ n so vớ i sắt và coban, trữ lượ ng của niken trong

vỏ Trái đất là 0,03% tổng số nguyên tử . Khoáng vật của niken thườ ng lẫn vớ i các

khoáng vật của đồng, sắt và kẽm. Tên gọi niken đượ c lấy từ tên của khoáng vật

Kupfernickel, kupfer có ngh ĩ a là đồng và nickel là tên của con quỷ lùn Nick ở trongtruyền thuyết của nhữ ng ngườ i thợ mỏ. Khoáng vật đó đã đượ c biết từ thế kỷ XVII và

đượ c gọi như vậy là vì nhữ ng ngườ i thợ mỏ tưở ng nhầm nó là quặng đồng và đã tốn

nhiều công sứ c để luyện đồng từ quặng đó và tất nhiên không thành công. Ngày nay

khoáng vật đó đượ c gọi là nikelin(NiAs), ngoài ra Ni còn có trong các quặng limonite,

garneirite (NiSiO3.MgSiO3), milerit (NiS), penladit ((Fe,Ni)9S8).

1.1.2 Ứ ng d ụng

Niken có nhiều tính năng đặc biệt. Niken cứ ng như ng lại dẻo, dễ cán kéo và rèn

nên dễ gia công thành nhiều dạng khác nhau: tấm mỏng, băng, ống. Niken có nhiệt độ

nóng chảy cao, vì vậy đượ c dùng rộng rãi trong kỹ thuật nhiệt độ cao. Độ bền chống

ăn mòn và độ bền cơ của niken cao hơ n các kim loại màu khác. Niken tạo thành hợ p

kim vớ i nhiều tính chất quý: bền, dẻo, chịu axit, chịu nóng, điện trở cao. Niken đượ c

sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp: chế tạo máy, hàng không, kỹ thuật tên lử a,

chế tạo ôtô, máy hoá, kỹ thuật điện, chế tạo dụng cụ, công nghiệp hoá học, dệt và thự c

phẩm.

Thép không rỉ thườ ng chứ a 6 – 12% Ni dùng làm vật liệu chống ăn mòn và

chống axit trong công nghiệp đóng tàu, thiết bị hoá học. Hợ p kim chịu nóng niken vớ i

crôm (niken là thành phần chủ yếu) là vật liệu vô cùng quan trọng. Hợ p kim này dùng

để chế tạo cánh động cơ phản lự c, ống chịu nóng và nhiều chi tiết của máy bay phản

lự c và tua bin khí. Hợ p kim nicrôm chứ a 75 – 85%Ni, 10 – 20% Cr và Fe đượ c dùng

làm dây nung. Hợ p kim này có điện trở cao và không bị oxi hóa ở nhiệt độ cao. Hợ p

kim pecmaloi là hợ p kim Ni vớ i Fe có độ thẩm từ lớ n, đượ c dùng trong kỹ thuật điện.Niken còn đượ c dùng để bảo vệ các kim loại màu khác khỏi bị ăn mòn bằng cách mạ.

Một số lượ ng lớ n niken dùng để chế tạo acquy kiềm có dung lượ ng cao và bền vữ ng.

Ngoài ra niken còn đượ c dùng làm chất xúc tác thay cho platin.







MSSV : 20821574

1.1.3 Độc tính

Nồng độ niken trong nướ c uống thườ ng dướ i 0,02 mg/l. Trong một số trườ ng

hợ p đặc biệt, lượ ng niken xâm nhiễm từ các nguồn thiên nhiên hoặc do các chất cặn

lắng trong các nguồn thải công nghiệp vào đất, khi đó nồng độ có thể tăng lên cao hơ n

nữ a. Lượ ng niken đi vào cơ thể hằng ngày trung bình khoảng 0,1-0,3 mg.

Niken có thể gây các bệnh về da, tăng khả năng mắc bệnh ư ng thư đườ ng hô

hấp…khi bị nhiễm độc niken, các enzym mất hoạt tính, cản trở quá trình tổng hợ p

protein của cơ thể. Cơ thể bị nhiễm niken chủ yếu qua đườ ng hô hấp, gây các chịu

chứ ng khó chịu, buồn nôn, đau đầu, nếu tiếp xúc nhiều sẽ ảnh hưở ng đến phổi, hệ thần

kinh trung ươ ng, gan, thận và có thể gây ra các chứ ng bệnh kinh niên. Nếu da tiếp xúc

lâu dài vớ i niken sẽ gây hiện tượ ng viêm da, xuất hiện dị ứ ng ở một số ngườ i.

1.2 H ợ p chấ t củ a niken

1.2.1 H ợ p chấ t của Ni(0)

Niken tetracacbonyl Ni(CO)4 là chất lỏng không màu, rất dễ bay hơ i và hết sứ c

độc. Đây là hợ p chất cacbonyl kim loại đơ n giản nhất. Phân tử có cấu hình tứ diện đều

vớ i nguyên tử Ni ở trung tâm và 4 phân tử CO ở 4 đỉnh. Dướ i đây là CTCT của niken

tetracacbonyl:

Ni

C

C

C

O

O

O

C

O

Phân tử có tính nghịch từ , nguyên tử Ni ở trong phân tử có cấu hình 3d10 và ở

trạng thái lai hóa sp3. Nhữ ng obitan lai hóa trống nhận nhữ ng cặp electron từ MO liên

kết của CO tạo thành liên kết cho nhận. Ni(CO)4 hóa rắn ở -23°C và sôi ở 43°C. Dướ i

tác dụng của tia tử ngoại hoặc khi đun nóng ở 180 - 200°C, nó phân hủy hoàn toànthành kim loại và cacbon monooxit (có thể gây nổ). Nó không tan trong nướ c như ng

tan trong ete, clorofom, benzen. Trong không khí, nó bị oxi hóa dần thành NiO và O2.

Hỗn hợ p của không khí và hơ i của nó có thể gây nổ. Nó dễ tác dụng vớ i halogen tạo

thành niken dihalogenua:







MSSV : 20821575

Ni + Cl2 = NiCl2

Ni(CO)4 không tác dụng vớ i axit loãng và kiềm như ng tác dụng mạnh vớ i axit

sunfuric đặc (có thể gây nổ) và vớ i axit nitric tạo thành muối Ni(II):

Ni(CO)4 + H2SO4 = NiSO4 + 4CO + H2

Khi đun nóng vớ i NO tạo nên Ni(NO)2 là chất bột màu xanh không tan trong

nướ c như ng tan trong clorofom, ở 90°C phân hủy và phát sáng mạnh.

1.2.2 H ợ p chấ t của Ni(II)

Niken(II) oxit là chất rắn dạng tinh thể lập phươ ng kiểu NaCl, có màu lục, nóng

chảy ở 1990°C. Khi đun nóng, NiO dễ bị khử thành kim loại bở i H2, CO, C, Al…

NiO + CO = Ni + CO2

NiO không tan trong nướ c, tan dễ dàng trong dung dịch axit. NiO thườ ng đượ c

dùng làm chất xúc tác, bột màu trong sản xuất thủy tinh và gốm. NiO đượ c điều chế

trự c tiếp từ các đơ n chất hoặc bằng nhiệt phân các muối cacbonat, nitrat, oxalat hay

nhiệt phân hidroxit:

Ni(OH)2 = NiO + H2O

Niken(II) hidroxit: Ni(OH)2 là kết tủa không nhầy, không tan trong nướ c, có kiến

trúc lớ p, có màu lục, bền vớ i không khí và chỉ biến đổi khi tác dụng vớ i nhữ ng chất

oxi hóa mạnh:

2Ni(OH)2 + Br2 + 2KOH = 2Ni(OH)3 + 2KBr

Ni(OH)2 tan dễ dàng trong dung dịch axit như ng không tan trong dung dịch kiềm

Ni(OH)2 tan trong dung dịch đặc của muối amoni: tan đượ c trong dung dịch NH3 tạo

thành phứ c chất:

Ni(OH)2 + 6NH3 = [Ni(NH3)6](OH)2

Bở i vậy các muối của Ni2+ dễ tác dụng vớ i dung dịch NH3 tạo nên nhữ ng phứ c

chất amoniacat .

Muối Ni(II): có vớ i hầu hết nhữ ng anion bền, muối khan có màu khác vớ i muối

ở dạng tinh thể hidrat (NiSO4 màu vàng như ng NiSO4.7H2O màu lục). Khi tan trong







MSSV : 20821576

nướ c, muối Ni(II) cho ion bát diện [Ni(H2O)6]2+ có màu lục. Trong nướ c, ion này bị

thủy phân một phần làm cho dung dịch có phản ứ ng axit yếu.

Niken dihalogenua NiX2: khi kết tinh từ dung dịch nướ c, muối này thườ ng ở

dạng tinh thể hidrat NiX2.6H2O (trừ florua). Ở dạng khan, màu của muối phụ thuộc

vào bản chất của anion. VD: NiF2 màu lục, NiCl2 màu vàng, NiBr2 nâu sẫm, NiI2 đen.Các NiX2 có tº nóng chảy và tº sôi khá cao (NiF2 nóng chảy ở 1027ºC và sôi ở

1627ºC). CoCl2.H2O tan trong aceton như ng NiCl2.H2O không tan, ngườ i ta dự a vào

tính chất này để phân chia Co và Ni.

NiSO4 có dạng tinh thể màu vàng chanh, tươ ng đối bền vớ i nhiệt, hút ẩm và dễ

tan trong nướ c.

1.2.3 H ợ p chấ t Ni(III)

Ni2O3 là chất bột không tan trong nướ c.

Ni(OH)3 là kết tủa màu đen, bền trong không khí, không tan trong nướ c và trong

dung dịch NH3. Khi đun nóng nhẹ, nó mất bớ t nướ c biến thành Ni2O3.H2O, ở nhiệt độ

cao hơ n bị biến thành NiO:

4Ni(OH)3 = 4NiO + O2 + 6H2O

Ni(OH)3 là chất oxi hóa mạnh, tan trong dung dịch HCl giải phóng khí Cl2, trong

axit khác giải phóng khí O2 và tạo thành muối Ni(II) tươ ng ứ ng:

2Ni(OH)3 + 6HCl = 2NiCl2 + Cl2 + 6H2O

2 Khả năng tạo phứ c của niken

- Ni2+ tạo nên nhiều phứ c chất bát diện vớ i số phối trí 6

+ Muối Ni2+ khan kết hợ p vớ i khí NH3 tạo nên muối phứ c amoniacat chứ a ion

bát diện [Ni(NH3)6]2+. Amoniacat Ni(II) bền đượ c tạo nên cả trong dung dịch. Cation

[Ni(NH3)6]2+

có màu tím. Muối [Ni(NH3)6](ClO4) có độ tan rất bé nên có thể dùng để định lượ ng niken.

+ Các muối phứ c Ni(II) khi tác dụng vớ i dung dịch xianua kim loại kiềm, mớ i

đầu tạo nên kết tủa Ni(CN)2 màu lục, sau đó kết tủa tan trong xianua dư tạo nên ion

phứ c hình vuông [Ni(CN)4]2-.







MSSV : 20821577

- Phứ c chất hình vuông của Ni(II)

+ Trong nhữ ng phứ c chất vớ i số phối trí 4 của Ni, số ít đượ c tạo nên vớ i phối tử

trườ ng yếu có cấu hình tứ diện ([NiCl4]2-) và số nhiều hơ n vớ i phối tử trườ ng mạnh có

cấu hình hình vuông [Ni(CN)4]2-.

+ Tất cả phứ c chất hình vuông của Ni(II) đều nghịch từ và có các màu đỏ, vàng

hay nâu. Ion [Ni(CN)4]2- là anion phứ c bền nhất của Ni(II), trong đó ion Ni2+ có cấu

hình electron 3d8. Một phứ c chất hình vuông rất quen thuộc của Ni(II) là niken

dimethylglyoximat đượ c tạo nên giữ a Ni2+ và dimethylglyoxime trong dung dịch kiềm

loãng. Phản ứ ng tạo thành phứ c chất này đượ c dùng để định tính và định lượ ng ion

Ni2+ trong dung dịch.

3 Giớ i thiệu về thuốc thử dimethylglyoxime và một số tính chất của nó

Dimethylglyoxime (2,3-butandionedioxime) có công thứ c phân tử là C4H8N2O2

(M= 116,12).

Công thứ c cấ u tạ o:

C C

N N OO

HH

Tính chấ t:

Dimethylglyoxime ( DMG) là một tinh thể hình kim, không màu, nhiệt độ nóng

chảy từ 238-240ºC (có sự phân hủy), tan rất ít trong nướ c (0,632 g/L 25ºC) và trong

CHCl4 (0,052 g/L 25ºC), hầu như có thể hòa tan trong C2H5OH 96% (16,3 g/L 25ºC)

và dễ dàng tan trong dung dịch kiềm và trong dung dịch acid.

Phả n ứ ng:

Diethylglyoxime tác dụng vớ i niken tạo thành chelate nâu hay đỏ trong môi

trườ ng kiềm yếu khi có sự hiện diện của tác nhân oxi hóa như : bromine hay persulfate.

Cấu trúc của chelate tạo thành không phụ thuộc vào tác nhân oxi hóa trong tự nhiên

mà phụ thuộc vào môi trườ ng. Một phứ c trung tính kém bền sẽ đượ c tạo thành trong

dung dịch ammoniac, và một chelate anion bền sẽ tạo thành trong dung dịch NaOH

hay KOH.







MSSV : 20821578

Ứ ng d ụ ng:

- Dùng như thuốc thử định tính: dimethylglyoxime tạo thành kết tủa màu hay

phứ c màu vớ i một số ion kim loại nhờ vậy mà nó đượ c sử dụng cho quá trình xác định

nhữ ng ion kim loại.

- Dùng như tác nhân tách chiết các ion kim loại: phứ c chelate của DMG vớ i Ni,

Pd, Pt và một vài kim loại khác không tan trong nướ c và có thể chiết ra bằng dung

môi hữ u cơ chúng ta có thể tách nhữ ng ion kim loại này từ hỗn hợ p nhiều kim loại

bằng phản ứ ng kết tủa hoặc chiết bằng dung môi hữ u cơ .

- Dùng như thuốc thử đo quang: trong môi trườ ng kiềm, có mặt của tác nhân oxi

hóa sau một thờ i gian phản ứ ng tạo ra màu vì vậy có thể dùng để phát hiện đượ c kim

loại, đo cườ ng độ hấp thụ ta có thể định lượ ng đượ c hàm lượ ng kim loại.

II Các phươ ng pháp phân tích Niken

1 Phươ ng pháp phân tích khối lượ ng

Phươ ng pháp phân tích khối lượ ng là phươ ng pháp phân tích định lượ ng hóa học

dự a vào việc cân khối lượ ng sản phẩm đượ c tách ra bằng phản ứ ng kết tủa để tìm đượ c

hàm lượ ng của chất cần phân tích hay cần định lượ ng.

Đây là phươ ng pháp có phạm vi ứ ng dụng rộng rãi; xác định đượ c nhiều chất,

nhiều nguyên tố như ng phươ ng pháp này đòi hỏi thờ i gian tiến hành phân tích lâu (vài

giờ cho tớ i vài ngày).

Nói chung một quy trình phân tích thườ ng đượ c tiến hành qua các giai đoạn:

- Xử lí mẫu phân tích, đư a mẫu vào dạng dung dịch.

- Tạo kết tủa: thự c hiện phản ứ ng tạo ra kết tủa.

- Tách kết tủa ra khỏi dung dịch (gạn, lọc, ly tâm…).

- Làm sạch kết tủa.

- Sấy, nung, cân kết tủa thu đượ c.

Đặc điểm của phươ ng pháp này là ảnh hưở ng của một số ion kim loại có thể gây

nhiễm bẩn, gây sai số đáng kể. Ngày nay phươ ng pháp phân tích trọng lượ ng ít đượ c







MSSV : 20821579

sử dụng, nó đượ c thay thể bằng các phươ ng pháp công cụ cho độ chính xác cao và đơ n

giản hơ n.

Phươ ng pháp phổ biến để xác định hàm lượ ng niken đó là sử dụng thuốc thử

dimethylglyoxime để kết tủa chọn lọc niken tại pH = 10 trong đệm amoniac.

CH3 C

CCH3

N

N

OH

OH

CH3 C

CCH3

N

N

OH

O

Ni

N

OH

C CH3

N C

O

CH3

Ni2+ 2H+2

Ni2+ + 2C4H8O2N2 + 2NH4OH → Ni(C4H7O2N2)2 + 2H2O + 2NH4+

Tiến hành lọc, rử a kết tủa bằng nướ c cất tớ i khi hết ion Cl-. Tro hóa giấy lọc rồi

sấy kết tủa đến khối lượ ng không đổi ở 110o

C - 120o

C.

2 Phươ ng pháp trắc quang

Phươ ng pháp phân tích đo quang là phươ ng pháp phân tích công cụ dự a trên việc

đo nhữ ng tín hiệu bứ c xạ điện từ và tươ ng tác của bứ c xạ điện từ vớ i chất nghiên cứ u.

Phươ ng pháp có ư u điểm là tiến hành nhanh, thuận lợ i. Có độ nhạy cao, độ chính

xác đượ c tớ i 10-6

mol/l. Tuỳ thuộc vào hàm lượ ng chất cần xác định mà có độ chính

xác từ 0,2 tớ i 20%.- Xác định Ni2+ bằng dimethylglyoxime

Phươ ng pháp này dự a trên phép đo quang của phứ c màu nâu đỏ đượ c tạo ra khi

cho dimethylglyoxime (thuốc thử Trugaep) tác dụng vớ i Ni2+ ở môi trườ ng kiềm khi

trong dung dịch có chất oxy hóa (I2, Br2, S2O82-, H2O2…). ở đây Ni2+

bị oxy hóa thành

Ni3+

:

2Ni2+ + S2O82- → 2Ni3+ + 2SO4

2-

Hợ p chất phứ c này có thành phần Ni3+ : DMG = 1: 3. Phản ứ ng tạo phứ c rất

nhạy như ng bị nhiều ion như Fe3+, Cu2+, Al3+ … cản trở . Tuy nhiên trong thự c tế xác

định Ni2+ nếu dùng các chất che như tatrat, citrat … có thể loại trừ đượ c một số các ion

gây cản trở phép xác định.







MSSV : 208215710

2.1 Các bướ c nghiên cứ u phứ c màu dùng trong phân tích trắ c quang

2.1.1 Nghiên cứ u hiệu ứ ng t ạo phứ c

Giả sử hiệu ứ ng tạo phứ c đơ n và đaligan xảy ra theo phươ ng trình sau: (để đơ n

giản ta bỏ qua điện tích).

M + qHR ↔ MRq + qH, Kcb (1)

M + qHR + pHR’ ↔ MRqR’p + (p + q)H, Kcb (2)

Ở đây HR và HR’ là các ligan.

Để nghiên cứ u hiệu ứ ng tạo phứ c đơ n và đaligan ngườ i ta thườ ng lấy một nồng

độ cố định của ion kim loại (CM) nồng độ dư của các thuốc thử (tuỳ thuộc độ bền của

phứ c, phứ c bền thì lấy dư thuốc thử từ 2 - 5 lần nồng độ của ion kim loại, phứ c càng ít

bền thì lượ ng dư thuốc thử càng nhiều). Giữ giá trị pH hằng định (thườ ng là pH tối ư ucho quá trình tạo phứ c, lự c ion hằng định bằng muối trơ như NaClO4 hoặc KCl …).

Sau đó ngườ i ta tiến hành chụp phổ hấp thụ phân tử (từ 250nm đến 800nm) của

thuốc thử , của phứ c MRq và MRqR’p. Thườ ng thì phổ hấp thụ electron của phứ c MRq

và MRqR’p đượ c chuyển về vùng sóng dài hơ n so vớ i phổ của thuốc thử HR và HR’

(chuyển dịch batthocrom), cũng có trườ ng hợ p phổ của phứ c chuyển dịch về vùng

sóng ngắn hơ n thậm chí không có sự thay đổi bướ c sóng như ng có sự thay đổi mật độ

quang đáng kể tại λ HRmax . Trong trườ ng hợ p có sự dịch chuyển bướ c sóng đến vùngdài hơ n thì bứ c tranh tạo phứ c có dạng (hình 1.1).

Hình 1.1: Hiệu ứ ng tạo phứ c đơ n và đaligan







MSSV : 208215711

Qua phổ hấp thụ của thuốc thử và phứ c ta có thể kết luận có sự tạo phứ c đơ n

ligan và đaligan.

2.1.2 Nghiên cứ u các đ iều kiện t ạo phứ c t ố i ư u.

Xác đị nh khoả ng thờ i gian tố i ư u

Khoảng thờ i gian tối ư u là khoảng thờ i gian có mật độ quang của phứ c đaligan

hằng định và cự c đại. Có thể có nhiều cách thay đổi mật độ quang của phứ c đaligan

theo các đườ ng cong (1,2,3) theo thờ i gian (hình 1.2).

Hình 1.2: Sự thay đổi mật độ quang của phứ c theo thờ i gian.

Trườ ng hợ p (1) là tốt nhất song thự c tế ta hay gặp trườ ng hợ p (2) và (3) hơ n.

Xác đị nh pH tố i ư u

Đại lượ ng pH tối ư u có thể đượ c tính toán theo lý thuyết nếu biết hằng số thủy

phân của ion kim loại, hằng số phân ly axit của thuốc thử v.v…Để xác định pH tối ư u

bằng thự c nghiệm ta làm như sau:

Lấy một nồng độ ion kim loại, nồng độ thuốc thử (nếu phứ c bền lấy thừ a 2 - 4

lần so vớ i ion kim loại) hằng định, dùng dung dịch HCl đậm đặc hay NaOH loãng để điều chỉnh pH từ thấp đến cao. Xây dự ng đồ thị mật độ quang vào pH ở bướ c sóng

λ max của phứ c đơ n hay phứ c đaligan (hình 1.3).Nếu trong hệ tạo phứ c có một vùng pH

tối ư u ở đấy mật độ quang đạt cự c đại (đườ ng 1), nếu trong hệ tạo ra hai loại phứ c thì

có hai vùng pH tối ư u (đườ ng 2).







MSSV : 208215712

Hình 1. 3: Sự phụ thuộc mật độ quang của dung dịch phứ c đơ n hoặc đaligan vàopH.

2.1.3 Các phươ ng pháp xác định thành phần phứ c

Khi nghiên cứ u các phứ c đơ n ligan cũng như các phứ c đaligan, ngườ i ta thườ ng

nghiên cứ u sự phụ thuộc tính chất vào nồng độ của một trong các cấu tử , giữ nguyên

nồng độ của các cấu tử khác, nồng độ axit và các điều kiện thự c nghiệm khác hằng

định. Nếu các phươ ng pháp khác nhau, ở các nồng độ khác nhau cho ta cùng một kết

quả M:R hay M:R:R’ thì kết quả này mớ i đượ c xem là thành phần của phứ c xác định.

Trong phân tích có nhiều phươ ng pháp xác định thành phần của phứ c trong dung

dịch:

- Phươ ng pháp tỷ số mol (phươ ng pháp đườ ng cong bão hoà).

- Phươ ng pháp hệ đồng phân tử mol (phươ ng pháp biến đổi liên tục).

- Phươ ng pháp Staric-Bacbanel (phươ ng pháp hiệu suất tươ ng đối).

- Phươ ng pháp chuyển dịch cân bằng.

- Phươ ng pháp Komar

Trong luận văn này chúng tôi sử dụng 2 phươ ng pháp: tỷ số mol và dãy đồng

phân tử gam.







MSSV : 208215713

2.1.3.1 Phươ ng pháp tỷ số mol

Nguyên tắ c củ a phươ ng pháp:

Xây dự ng đồ thị sự phụ thuộc mật độ quang của dung dịch A (∆A) vào sự biến

thiên nồng độ của một trong hai cấu tử khi nồng độ cấu tử kia không đổi. Điểm cắt

nhau của hai đườ ng tiếp tuyến của đườ ng cong trên đồ thị ứ ng vớ i tỷ số các hệ số tỷ

lượ ng của phứ c, tỷ số này bằng tỷ số nồng độ các cấu tử tác dụng (CM /CR hoặc CR /CM).

Nếu điểm cắt nhau trên đườ ng cong bão hòa quan sát không đượ c rõ thì ngườ i ta xác

định nó bằng cách ngoại suy bằng cách kéo dài hai nhánh của đườ ng cong cắt nhau tại

một điểm (hình 1.4).

Hình 1.4: Đồ thị xác định thành phần phứ c MmRn bằng phươ ng pháp tỷ số mol

Cách tiế n hành: Phươ ng pháp này có thể tiến hành theo hai trườ ng hợ p:

Trườ ng hợ p 1: CM = const; CR biến thiên, khi đó xét sự phụ thuộc mật độ quang

của phứ c vào tỷ số CR /CM.

Trườ ng hợ p 2: CR = const; CM biến thiên, khi đó xét sự phụ thuộc mật độ quang

của phứ c vào tỷ số CM /CR.







MSSV : 208215715

+ CM)) tươ ng ứ ng vớ i hiệu xuất cự c đại của phứ c tạo thành MmRn ta suy ra đượ c tỷ số

tỷ lượ ng các chất tác dụng.

Từ đồ thị ta rút ra một số nhận xét:

- Nếu như cự c đại hấp thụ trên đườ ng cong đồng phân tử không rõ thì ngườ i ta

xác định vị trí của nó bằng cách ngoại suy: Qua các điểm của hai nhánh đườ ng cong

ngườ i ta vẽ các đườ ng thẳng cho đến khi chúng cắt nhau.

Điểm ngoại suy cắt nhau của các đườ ng thẳng tươ ng ứ ng vớ i cự c đại trên đườ ng

cong đồng phân tử .

- Nếu trên đồ thị tại các tổng nồng độ khác nhau có các vị trí cự c đại khác nhau,

như ng hoành độ trùng nhau thì điều đó chứ ng minh cho sự hằng định của thành phần

phứ c chất. Ngượ c lại, ở các tổng nồng độ khác mà hoành độ không trùng nhau thì

thành phần của phứ c bị biến đổi, trong hệ có thể tạo ra một số phứ c (có sự tạo phứ c

từ ng nấc).

2.1.4 Các phươ ng pháp xác định thông số định lượ ng của phứ c

2.1.4.1 Phươ ng pháp xác định hệ số hấp thu phân tử theo phươ ng pháp Komar

Phươ ng pháp này đượ c dùng phổ biến, cho phép xác định hệ số hấp thụ phân tử

gam của phứ c và hằng số cân bằng của phản ứ ng tạo phứ c. Cơ sở của phươ ng pháp là

giải phươ ng trình của định luật tác dụng khối lượ ng vớ i hai đại lượ ng chư a biết đối vớ ihai thí nghiệm (có thể nhiều hơ n). Phươ ng pháp Komar đòi hỏi phải biết trướ c dạng

của phươ ng trình phản ứ ng hoặc thành phần của phứ c. Phứ c dùng để nghiên cứ u phứ c

có dạng sau:

Mn+ + nHR ↔ MRn + nH+ (a)

Mn+ + nR- ↔ MRn (b)

Theo phươ ng pháp Komar εK và hằng số cân bằng của phản ứ ng tạo phứ c Kp cóthể xác định bằng phươ ng pháp tính hoặc đồ thị. Ở đây luận văn xin trình bày phươ ng

pháp tính:

Áp dụng định luật tác dung khối lượ ng cho phản ứ ng (a):







MSSV : 208215716

nnK M

K n

H p

nC C

C C K

1)( +

−

=

+

(1)

Nếu ở λ đã chọn ngoài MRn còn có HR hấp thụ nữ a thì:

( ) lC lC C n A K K K M R ε ε +−= . (2)

Từ phươ ng trình ta tính đượ c CK:

lln

AlC nC

K K

M K K

ε ε

ε

−

−

= (3)

Thay (3) vào (1) và áp dụng (1) cho hai thí nghiệm ở điều kiện CH = const,

nC

C

C

C

M

R

M

R==

"

"

'

'

, độ hấp thụ ở bướ c sóng đã chọn để có A’ và A” tươ ng ứ ng và sau khi

rút gọn ta sẽ đượ c phươ ng trình (4):

1

1

""

''

""

''+

−

−=

−

− n

M R

M R

K M

K M

lC n A

lC n A

AlC

AlC

ε

ε

ε

ε

(4)

Ký hiệu: bC

C

M

M =

"

'

và BlC n A

lC n A n

M R

M R =

−

− +1

1

"

''

ε

ε

Giải phươ ng trình (4) ta có công thứ c εK như sau:

−

−+=

)(

1'

"'

'

'

BbC

bA A B

C

A

l M M

K ε (5)

Nếu ở bướ c sóng đã chọn mà ở đó ngoài MRn ra không còn cấu tử nào hấp thụ

ánh sáng thì biểu thứ c B sẽ đơ n giản và có dạng:

1

1

"

'+

=

n

A

A B

Sau khi đã tính đượ c K ε , thay vào (3) để tính K C , thay giá trị của K C vào (1) để

tính pK .

Để tiến hành xác định K ε và pK theo phươ ng pháp tính ta phải pha hai dung

dịch vớ i giá trị M C và RC khác nhau như ng giữ nguyên tỷ số tỷ lượ ng







MSSV : 208215717

=== const n

C

C

C

C

M

R

M

R"

"

'

'

và các điều kiện khác phải giống nhau, sau đó đo độ hấp thụ ở

λ đã chọn để có ' A và " A tươ ng ứ ng. Thay các số liệu thự c nghiệm của 2 thí nghiệm

trên vào công thứ c để tính K ε rồi từ K ε ta tính đượ c K C , sau dó thay K C vào công

thứ c để tính pK .

Phươ ng pháp này cho kết quả tốt nếu phứ c kém bền, khi HR cũng hấp thụ ở λ

khảo sát thì nên chọn pH<<pKHR.

2.1.4.2 Tính hằng số bền điều kiện của phứ c dự a trên đườ ng cong bão hòa.

Nếu thành phần của phứ c là MmRn và độ hấp thụ giớ i hạn gh A∆ có thể xác định

trự c tiếp bằng đườ ng cong bão hòa thì theo nhữ ng số liệu này có thể tính đượ c giá trị

hệ số hấp thụ phân tử và hằng số bền điều kiện của phứ c:

R

ghK C l

An

.

.∆=ε (6)

CR là nồng độ thuốc thử ứ ng vớ i giá trị gh A∆ khi CM = const. Nồng độ của phứ c

đượ c tính từ biểu thứ c:( ) Rn M mK C C l

AC

ε ε ε −−

∆= (7)

Nếu ở bướ c sóng khảo sát tất cả các cấu tử đều hấp thụ ánh sáng. Trên cơ sở

nhữ ng số liệu nhận đượ c, ta tính đượ c:

( ) ( )nK R

mK M

K

nC C mC C

C

−−

='

β (8)

Tính giá trị ứ ng vớ i nhiều nồng độ của thuốc thử và kim loại khác nhau. Xử lý

thống kê các giá trị thu đượ c, ta sẽ có đượ c kết quả cuối cùng.





Phần II: PH Ầ N TH Ự C NGHI Ệ M Luận vă n t ố t nghiệ p


MSSV : 208215718

Phần IIPHẦN THỰ C NGHIỆM

I Hóa chất, dụng cụ, phươ ng pháp nghiên cứ u

1 Hóa chất

1.1 Dung d ị ch Ni 2+

10-3 M

Dung dịch Ni2+ đượ c chuẩn bị từ muối NiCl2.6H2O (M = 237,73) của Trung

Quốc.

Cân chính xác 0,2377 g muối NiCl2.6H2O vào cốc thủy tinh. Hòa tan bằng nướ c

cất, cho vào bình định mứ c 1000 ml, định mứ c đến vạch bằng nướ c cất.

Chuẩn độ lại bằng EDTA vớ i chỉ thị là Murexide.

1.2 Dung d ị ch dimethylglyoxime (DMG) 10-3 M

Dung dịch DMG đượ c chuẩn bị từ muối C4H6N2Na2O2.8H2O (M = 304,21) của

Merk.

Cân chính xác 0,1521g vào cốc thủy tinh. Hòa tan bằng nướ c cất, cho vào bình

định mứ c 500 ml, định mứ c đến vạch bằng nướ c cất.

1.3 Dung d ị ch NaOH 0,1M

Dung dịch NaOH đượ c chuẩn bị từ NaOH khan (M = 40) của Trung Quốc.

Cân chính xác 0,4 g NaOH vào cốc thủy tinh. Hòa tan bằng nướ c cất, cho vào

bình định mứ c 100 ml, định mứ c đến vạch bằng nướ c cất.

Chuẩn độ lại dung dịch thu đượ c bằng acid oxalic (0,1N) vớ i chỉ thị

phenolphtalein.

1.4 Dung d ị ch K 2S 2O8 0,01M

Dung dịch K2S2O8 đượ c chuẩn bị từ K2S2O8 khan (M = 270,32) của Trung Quốc.

Cân chính xác 2,7032 g muối K2S2O8 vào cốc thủy tinh. Hòa tan bằng nướ c cất,

cho vào bình định mứ c 1000 ml, định mứ c đến vạch bằng nướ c cất.







MSSV : 208215719

1.5 Dung d ị ch KCl 0,1M

Dung dịch KCl đượ c chuẩn bị từ muối KCl khan (M = 74,55) của Trung Quốc.

Cân chính xác 7,455 g muối KCl vào cốc thủy tinh. Hòa tan bằng nướ c cất, cho

vào bình định mứ c 1000 ml, định mứ c đến vạch bằng nướ c cất.

2 Máy móc

Phổ của phứ c đượ c chụp trên máy Jenway Model 6800 từ bướ c sóng 400 đến

600 nm. Bề dày cuvet là 1 cm.

Giá trị độ hấp thụ của các dung dịch nghiên cứ u đượ c đọc trên máy Jenway

Model 6800 ở bướ c sóng 468 nm. Bề dày cuvet là 1 cm.

pH của dung dịch đượ c đo bằng máy đo pH Hanna.

3 Phươ ng pháp nghiên cứ u phứ c chất

Giá trị pH của các dung dịch nghiên cứ u đượ c thiết lập bằng dung dịch NaOH

0,1M và dung dịch HCl 0,1M. Sau đó đượ c do bằng máy đo pH Hanna.

Thứ tự chuẩn bị một dung dịch nghiên cứ u như sau:

Cho vào bình định mứ c 25 ml: dung dịch Ni2+ + dung dịch K2S2O8, tiếp theo cho

vào bình dung dịch DMG + NaOH hoặc HCl đã đượ c xác định trướ c. Định mứ c đến

25 ml bằng dung dịch KCl 0,1M.

Lắc đều, đo pH của dung dịch thu đượ c vớ i máy đo pH Hanna. Tiến hành đo độ

hấp thụ hoặc chụp phổ.

II Nghiên cứ u hiệu ứ ng tạo phứ c và điều kiện tạo phứ c tối ư u

1 Nghiên cứ u hiệu ứ ng tạo phứ c

1.1Khả o sát phổ củ a Ni 2+

Cho vào bình định mứ c 2 ml dung dịch Ni2+ 10-3M, định mứ c đến 25 ml bằng

dung dịch KCl 0,1M. Chụp phổ dung dịch thu đượ c trên máy Jenway Model 6800.

Mẫu trắng là dung dịch KCl 0,1M. Giá trị độ hấp thụ tại các bướ c sóng từ 400 – 600

nm đượ c trình bày ở bảng 2.1 (A1), phổ hấp thụ trình bày ở hình 2.1.







MSSV : 208215720

1.2 Khả o sát phổ củ a DMG

Cho vào bình định mứ c 2 ml dung dịch DMG 10-3M, định mứ c đến 25 ml bằng

dung dịch KCl 0,1M. Chụp phổ dung dịch thu đượ c trên máy Jenvay Model 6800.

Mẫu trắng là dung dịch KCl 0,1M. Giá trị độ hấp thụ tại các bướ c sóng từ 400 – 600

nm đượ c trình bày ở bảng 1 (A2), phổ hấp thụ trình bày ở hình 1.

Tươ ng tự ta chụp phổ của dung dịch K2S2O8 0,01M (A3), dung dịch KCl 0,1M

(A4) dung dịch NaOH 0,1M(A5) và hỗn hợ p Ni2+ 10-3M + K2S2O8 0,01M (A6).

1.3 Khả o sát phổ củ a hệ Ni 3+

_dimethylglyoxime

Cho vào bình định mứ c 1 ml dung dịch Ni2+ 10-3M + 2 ml dung dịch K2S2O8

0,01M + 5 ml dung dịch DMG 10-3M + 1 ml NaOH 0,1M. Định mứ c đến 25 ml bằng

dung dịch KCl 0,1M. Chụp phổ dung dịch thu đượ c trên máy Jenway Model 6800.

Mẫu trắng là dung dịch KCl. Giá trị độ hấp thụ tại các bướ c sóng từ 400 – 600 nm

đượ c trình bày ở bảng 2.1 (A7), phổ hấp thụ trình bày ở hình 2.1.







MSSV : 208215721

Bảng 2.1: Phổ hấp thụ điện tử của thuốc thử , các dung dịch và của phứ c Ni3+ vàDMG

λ A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 400 0,0090 0,0096 0,0079 0,0085 0,0494 0,0080 0,2520410 0,0096 0,0101 0,0087 0,0094 0,0502 0,0087 0,2537

420 0,0107 0,0113 0,0099 0,0104 0,0507 0,0098 0,2786430 0.0116 0,0123 0,0108 0,0114 0,0516 0,0107 0,3212440 0,0121 0,0130 0,0115 0,0121 0,0516 0,0113 0,3606450 0,0128 0,0138 0,0121 0,0128 0,0522 0,0119 0,3836460 0,0133 0,0141 0,0126 0,0131 0,0524 0,0125 0,3905470 0,0142 0,0149 0,0135 0,0141 0,0526 0,0133 0,3906480 0,0146 0,0153 0,0139 0,0145 0,0533 0,0137 0,3859490 0,0162 0,0167 0,0155 0,0161 0,0536 0,0153 0,3753500 0, 0158 0,0163 0,0151 0,0156 0,0534 0,0149 0,3533510 0,0167 0,0171 0,0161 0,0166 0,0539 0,0158 0,3255520 0,0180 0,0184 0,0173 0,0180 0,0541 0,0171 0,2957

530 0,0145 0,0149 0,0139 0,0144 0,0534 0,0137 0,2692540 0,0152 0,0155 0,0147 0,0151 0,0539 0,0144 0,2323550 0,0156 0,0158 0,0150 0,0154 0,0542 0,0147 0,2062560 0,0157 0,0158 0,0151 0,0155 0,0542 0,0149 0,1814570 0,0161 0,0161 0,0154 0,0159 0,0546 0,0154 0,1583580 0,0155 0,0155 0,0148 0,0153 0,0550 0,0147 0,1359590 0,0166 0,0165 0,0161 0,0164 0,0544 0,0160 0,1173600 0,0175 0,0176 0,0171 0,0173 0,0552 0,0168 0,1013







MSSV : 208215722

ABS

nm

Smooth: 0 Deri.: 0

400 410 420 430 440 450 460 470 480 490 500 510 520 530 540 550 560 570 580 590 600

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

0.35

0.40

0.45

0.50

Hình 2.1: : Phổ hấp thụ điện tử của thuốc thử , các dung dịch và phứ c

1.4 Thả o luậ n kế t quả

Từ đồ thị ta thấy bướ c sóng cự c đại của thuốc thử DMG là 529 nm vớ i A =

0,0193, phứ c của niken vớ i DMG có cự c đại hấp thụ ở 468 nm vớ i A = 0,3906. Trong

môi trườ ng kiềm, cự c đại hấp thụ của thuốc thử là 529 nm bị chuyển về vùng sóng

ngắn 468 nm và cườ ng độ hấp thụ tăng lên nhiều ( 0,0193 lên 0,3906) điều này chứ ng

tỏ có xảy ra hiệu ứ ng tạo phứ c giữ a Ni3+ và DMG trong môi trườ ng kiềm.

Cự c đại hấp thụ chỉ xuất hiện tại bướ c sóng λmax = 468 nm. Điều này cho phép

tiên đoán chỉ có một phứ c duy nhất đượ c tạo thành.

Ở bướ c sóng hấp thụ cự c đại của phứ c λmax = 468 nm, thuốc thử và các dung

dịch phân tích hấp thụ không đáng kể điều này tạo điều kiện thuận lợ i cho việc nghiên

cứ u phứ c bằng phươ ng pháp trắc quang.

Tóm lại qua phổ hấp thụ của thuốc thử , các dung dịch phân tích và của phứ c ta

có thể kết luận có hiện tượ ng tạo phứ c đơ n ligan trong dung dịch.

Ph caphc

Ph cann







MSSV : 208215723

2 Nghiên cứ u điều kiện tạo phứ c tối ư u

2.1 Nghiên cứ u sự phụ thuộ c củ a độ hấ p thụ vào thờ i gian

Chuẩn bị dung dịch nghiên cứ u như sau:

Cho vào bình định mứ c 1 ml dung dịch Ni2+ 10-3M + 2 ml dung dịch K2S2O8

0,01M + 5 ml dung dịch DMG 10-3M + 1 ml NaOH 0,1M. Sau đó định mứ c đến 25 ml

bằng dung dịch KCl 0,1M. Đo độ hấp thụ của dung dịch trên tại bướ c sóng hấp thụ cự c

đại tươ ng ứ ng λmax = 468 nm sau các khoảng thờ i gian khác nhau. Kết quả sự phụ

thuộc của độ hấp thụ của dung dịch trên theo thờ i gian đượ c trình bày ở bảng 2.2, hình

2.2.

Bảng 2.2: Sự phụ thuộc của độ hấp thụ theo thờ i gian ở bướ c sóng 468 nm

T(phút) 0 5 10 15 20 25 30A 0,2805 0,4012 0,4155 0,4242 0,4256 0,4294 0,4307

T(phút) 35 40 45 50 55 60A 0,4139 0,403 0,3943 0,3848 0,3754 0,3658

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0.4

0.45

0.5

0 10 20 30 40 50 60 70

T(phut)

A

Hình 2.2: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của độ hấp thụ A theo thờ i gian

Độ hấp thụ của dung dịch nhanh chóng đạt cự c đại và ổn định trong khoảng 30

phút. Vớ i kết quả thu đượ c tôi nhận thấy thờ i gian tối ư u cho sự tạo phứ c là 30 phút.

Các thí nghiệm tiếp theo chọn thờ i gian cho sự tạo phứ c là 30 phút.







MSSV : 208215724

2.2 Nghiên cứ u ả nh hưở ng củ a pH đế n sự tạ o phứ c

Để tiến hành nghiên cứ u ảnh hưở ng của pH đến sự tạo phứ c của Ni3+ vớ i DMG.

Chuẩn bị dãy dung dịch có pH thay đổi như sau: cho vào bình định mứ c các dung dịch

theo thứ tự : 1 ml dung dịch Ni2+ 10-3M + 2 ml dung dịch K2S2O8 0,01M + 5 ml dung

dịch DMG 10-3

M. Để có các giá trị pH khác nhau, dùng dung dịch HCl và NaOH0,1M điều chỉnh pH từ thấp tớ i cao. Định mứ c đến 25 ml bằng dung dịch KCl 0,1M.

Đo pH bằng máy đo pH Hanna. Tiến hành đo độ hấp thu của dung dịch trên máy

Jenway Model 6800 tại bướ c sóng 468 nm, mẫu trắng là dung dịch KCl. Kết quả thu

đượ c trình bày ở bảng 2.3, hình 2.3.

Bảng 2.3: Sự phụ thuộc của độ hấp thụ của phứ c vào pH

pH 1 2 3 4 5 6

A 0,0339 0,0343 0,0399 0,0592 0,1683 0,2683pH 7 8 9 10 11 12A 0,3142 0,3321 0,3397 0,3475 0,3623 0,3684

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0.4

0 2 4 6 8 10 12 14

A

pH

Hình 2.3: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của độ hấp thụ vào pH







MSSV : 208215725

Thảo luận kết quả:

Kết quả cho thấy độ hấp thụ ổn định trong khoảng pH từ 7 – 12. Điều này chứ ng

tỏ chỉ có một phứ c duy nhất đượ c tạo thành. Kết quả này phù hợ p vớ i sự xuất hiện của

một cự c đại hấp thụ trên phổ của phứ c Ni3+ và DMG trong môi trườ ng kiềm.

Từ các nghiên cứ u trên có thể kết luận đượ c rằng:

+ Phứ c đượ c hình thành trong môi trườ ng kiềm.

+ Tại pH bằng 11 và 12 cườ ng độ hấp thụ tăng nhẹ, tuy nhiên ta không chọn giá

trị pH này cho các nghiên cứ u tiếp theo do nồng độ lớ n ion OH- trong dung dịch có thể

xảy ra hiện tượ ng cạnh tranh sự tạo thành phứ c hydroxy của ion trung tâm vớ i phối tử

tạo phứ c.

III Xác định thành phần phứ c Ni3+

vớ i dimethylglyoxime1 Phươ ng pháp t ỷ số mol

1.1 Thí nghiệ m

Từ kết quả khảo sát ảnh hưở ng của pH đến sự tạo phứ c, nhận thấy độ hấp thụ

của phứ c ổn định trong khoảng pH từ 7 – 12 (môi trườ ng kiềm) nên để tiến hành xác

định thành phần phứ c Ni3+ vớ i DMG chọn dung dịch NaOH (pH = 10) làm môi

trườ ng pH cho phản ứ ng tạo phứ c. Đo độ hấp thụ trên máy Jenway Model 6800 ở bướ c sóng 468 nm, cuvet dày 1 cm.

- Lập 2 dãy dung dịch có nồng độ Ni3+ khác nhau và cố định trong mỗi dãy.

Dãy 1: Giữ nồng độ Ni3+ = 4.10-5M= const . Thay đổi nồng độ DMG từ 3,6.10-5M

đến 1,68. 10-4M. Do đó tỷ số nồng độ +3 Ni

DMG

C

C có giá trị tươ ng ứ ng trong khoảng 0,9 –

4,2. Xây dự ng đồ thị sự phụ thuộc của độ hấp thụ vào+3 Ni

DMG

C

C . Kết quả thu đượ c trình

bày ở bảng 2.4, hình 2.4 ( đườ ng số 1).

Dãy 2: Giữ nồng độ Ni3+ = 6.10-5 = const . Thay đổi nồng độ DMG từ 5,4.10-5M

đến 2,52.10-4M. Do đó tỷ số nồng độ +3 Ni

DMG

C

C có giá trị trong khoảng 0,9 – 4,2.







MSSV : 208215726

Xây dự ng đồ thị sự phụ thuộc của độ hấp thụ vào+3 Ni

DMG

C

C . Kết quả thu đượ c trình

bày ở bảng 2.4, hình 2.4 ( đườ ng số 2).

Bảng 2.4 Sự phụ thuộc của độ hấp thụ vào+3 Ni

DMG

C

C khi CNi

3+ = const

STTVNi

2+ 10-3M (ml)

V K2S2O8

10-2 (ml)VDMG

10-3 (ml)NaOH

0,1M (ml)A

+3 Ni

DMG

C

C

Mẫu

Trắng

0,0

0 0,01 0,9 0,0296 0,92 1,2 0,0712 1,23 1,5 0,1354 1,54 1,8 0,1965 1,85 2,1 0,2569 2,16 2,4 0,3049 2,47 2,7 0,3733 2,78 3,0 0,4285 3,09 3,3 0,4382 3,310 3,6 0,4327 3,611 3,9 0,4306 3,912

1 2

4,2

1

0.4293 4,2







MSSV : 208215727

STTVNi

2+ 10-3M (ml)

VK2S2O8

10-2 (ml)VDMG

10-3 (ml)NaOH

0,1M (ml)A

+3 Ni

DMG

C

C

MẫuTrắng

0,00 0 0,0

1 1,35 0,0543 0,92 1,80 0,1081 1,23 2,25 0,1903 1,54 2,70 0,2814 1,85 3,15 0,3674 2,16 3,60 0,4622 2,47 4,05 0,5358 2,78 4,50 0,6263 3,09 4,95 0,6492 3,310 5,40 0,6481 3,611 5,85 0,6453 3,912

1,5 2

6,30

1

0,6357 4,2

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0 1 2 3 4 5

C

A

Hình 2.4: Đồ thị xác định thành phần phứ c theo phươ ng pháp tỷ số mol

Dãy 1

Dãy 2







MSSV : 208215728


Tại khoảng pH khảo sát đồ thị biểu diễn trong cả 2 trườ ng hợ p đều có hình dạng

như nhau và điểm cắt của 2 đườ ng tiếp tuyến vớ i hai nhánh của đườ ng cong trong cả 2

trườ ng hợ p đều nằm tại vị trí+3

Ni

DMG

C

C ≈ 3. Điều này chứ ng tỏ có sự tạo thành phứ c giữ a

Ni3+ và DMG vớ i tỷ lệ thành phần là Ni3+ : DMG = 1: 3.

2 Phươ ng pháp dãy đồng phân tử gam

2.1 Thí nghiệ m

Để đảm bảo về tỷ lệ thành phần của các cấu tử trong phứ c, ta tiến hành xác định

lại thành phần phứ c bằng phươ ng pháp khác – phươ ng pháp dãy đồng phân tử gam.

Trong điều kiện giá trị pH tối ư u đã chọn, lập 2 dãy dung dịch thí nghiệm có tổng thể

tích Ni3+ và DMG khác nhau và như nhau trong mỗi dãy.

Dãy 1: Thiết lập dung dịch có tổng thể tích Ni2+ và DMG bằng 3 ml bằng cách

lấy giảm dần thể tích của Ni2+ và thể tích DMG tươ ng ứ ng là (3 - VNi2+), ( ở đây Ni2+

bị K2S2O8 oxi hóa thành Ni3+). Dùng dung dịch NaOH để đư a pH dung dịch về giá trị

tối ư u. Đo độ hấp thụ và xây dự ng đồ thị sự phụ thuộc của độ hấp thụ vào tỷ số

++ 3 Ni DMG

DMG

C C

C . Kết quả trình bày ở bảng 5, hình số 5 (đườ ng số 1).

Dãy 2: Thiết lập dung dịch có tổng thể tích Ni2+ và DMG bằng 5 ml bằng cách

lấy tăng dần thể tích của Ni2+ và thể tích DMG tươ ng ứ ng là (5 - VNi2+), ( ở đây Ni2+ bị

K2S2O8 oxi hóa thành Ni3+). Dùng dung dịch NaOH để đư a pH dung dịch về giá trị tối

ư u. Đo độ hấp thụ và và xây dự ng đồ thị sự phụ thuộc của độ hấp thụ vào tỷ số

++ 3 Ni DMG

DMG

C C

C . Kết quả trình bày ở bảng 2.5, hình số 2.5 (đườ ng số 2).







MSSV : 208215729

Bảng 2.5: Sự phụ thuộc của độ hấp thụ vào tỷ số +

+ 3 Ni DMG

DMG

C C

C khi CDMG + CNi

3+ =

const

STT VNi2+ VK2S2O8 VDMG NaOH A+

+ 3 Ni DMG

DMG

C C

C

1 3,00 0,00 0,0000 0,002 1,50 1,50 0,0493 0,50

3 1,35 1,65 0,0867 0,554 1,20 1,80 0,1397 0,605 1,05 1,95 0,1875 0,656 0,90 2,10 0,2491 0,707 0,75 2,25 0,2786 0,758 0,60 2,40 0,2485 0,809 0,45 2,55 0,1824 0,85

10 0,30 2,70 0,1097 0,9011 0,15 2,85 0,0562 0,9512 0,00

2

3,00

1

0,0016 1,00







MSSV : 208215730

STT VNi2+

VK2S2O8 VDMG NaOH A ++ 3 Ni DMG

DMG

C C

C

1 5,00 0,00 0,0000 0,002 2,50 2,50 0,0704 0,503 2,25 2,75 0,1323 0,554 2,00 3,00 0,2016 0,605 1,75 3,25 0,2829 0,656 1,50 3,50 0,3734 0,707 1,25 3,75 0,4364 0,758 1,00 4,00 0,4182 0,809 0,75 4,25 0,3516 0,85

10 0,50 4,50 0,2124 0,9011 0,25 4,75 0,0956 0,9512 0,00

2

5,00

1

0,0041 1,00

0

0.05

0.1

0.15

0.20.25

0.3

0.35

0.4

0.45

0.5

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2

Cdmg/(Cdmg + CNi2+)

A

Hình 2.5: Đồ thị xác định thành phần phứ c theo phươ ng pháp dãy đồng phân tử gam


Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc độ hấp thụ vào tỷ số +

+ 3 Ni DMG

DMG

C C

C thu đượ c là

đườ ng cong có cự c đại. Đườ ng thẳng nối 2 tiếp tuyến của đườ ng cong cắt nhau tại một

Dãy 2

Dãy 1







MSSV : 208215731

điểm. Đườ ng thẳng hạ thẳng gốc từ điểm cắt nhau của 2 tiếp tuyến xuống trục hoành

cắt trục hoành tại giá trị +

+ 3 Ni DMG

DMG

C C

C = 0,73. Xử lý kết quả chứ ng tỏ phứ c tạo thành có

thành phần là Ni3+ : DMG = 1: 3.

3 Kết luận chung về thành phần phứ cBằng 2 phươ ng pháp độc lập khác nhau đề tài đã tiến hành xác định thành phần

phứ c của Ni3+ : DMG, tất cả đều cho cùng một kết quả là tỷ lệ Ni3+ : DMG = 1: 3.

Căn cứ dạng tồn tại của thuốc thử có thể đề nghị phươ ng trình phản ứ ng tạo phứ c

là:

Ni3++

C

C

H3C

H3C

N

N

OH

OH

CH3 C

CCH3

N

N

O

O

H3C

C

C

H3C

N

N

O

O

H3C

C

C

H3C

N

N

O

O

Ni

H

H

H

3

3+

Để có nhữ ng kết luận xa hơ n về khả năng ứ ng dụng của phứ c trong phân tích

trắc quang, ta tiến hành bướ c khảo sát tiếp theo là xác định hằng số bền điều kiện, hệ

số hấp thụ phân tử và khoảng tuân theo định luật Bouguer – Lambert – Beer của phứ c.







MSSV : 208215732

IV Xác định các thông số định lượ ng của phứ c

1 Xác định hằng số bền điều kiện

Tiến hành xác định hằng số bền điều kiện của phứ c [Ni(DMG)3]3+ dự a trên cơ sở

xử lý các điểm trên đoạn tuyến tính của đườ ng cong bảo hòa trong phép xác định

thành phần phứ c theo phươ ng pháp tỷ số mol.

Giá trị hằng số bền điều kiện của phứ c [Ni(DMG)3]3+ đượ c tính theo công thứ c:

β ′

K =CK

[(CNi2+− m.CK)m(CDMG − n.CK)n ]

hay: lgβ ′

= lgCK

[(CNi2+− m.CK)m(CDMG − n.CK)n ]

Vớ i Ck = ∆A[l(εK− mεM − nεR )]

Và εK =n.∆Agh

l.CR

Từ đó suy ra CK =∆A∆Agh

.CR

n

Ta có thể viết lại công thứ c:( )

−−

=′

+

3

.

lglg

2

n

C C C C

C K

DMGK Ni

K β

Trong đó:

∆A là độ hấp thụ của dung dịch có nồng độ CNi3+, CDMG ( điểm trên đoạn tuyến

tính của đườ ng cong bảo hòa).

∆Agh là độ hấp thụ của dung dịch có nồng độ C là dung dịch ứ ng vớ i tỷ số nồng

độ của Ni3+ : DMG = 1:3 trên đườ ng cong bảo hòa.

Kết quả xử lý trình bày trong bảng 2.6







MSSV : 208215733

Bảng 2.6: Giá trị hằng số bền điều kiện của phứ c

STT lgβ′ 1 17,212 15,313 14,93

4 14,235 13,63

Xử lý thống kê các số liệu thu đượ c, ta nhận đượ c kết quả:

lgβ′ = (15,06± 1,89)

Qua kết quả ta thấy phứ c của Ni3+ và DMG tươ ng đối bền và do vậy có giá trị về

mặt phân tích trắc quang.

2 Xác định khoảng tuân theo định luật Bouguer – Lambert – Beer

Khoảng tuân theo định luật Bouguer – Lambert – Beer của phứ c đượ c xác định

trong các điều kiện như sau: nồng độ thuốc thử DMG luôn đượ c giữ gấp 3 lần nồng độ

Ni3+ trong dung dịch nghiên cứ u, pH của dung dịch đượ c duy trì bằng NaOH. Mẫu

trắng là dung dịch KCl 0,1M. Độ hấp thụ đượ c đo tại bướ c sóng 468 nm.

Kết quả và đồ thị đượ c trình bày ở bảng 2.7, hình 2.6.







MSSV : 208215734

Bảng 2. 7: Khoảng độ hấp thụ của phứ c tuân theo định luật Bouguer – Lambert– Beer

STT Abs C (mol/l)Mẫu

trắng 0 01 0,1881 202 0,3811 403 0,5708 604 0,7515 805 0,9377 1006 1,1034 1207 1,2749 1408 1,4801 1609 1,6289 18010 1,8239 200

11 2,0506 22012 2,2218 24013 2,4559 26014 2,6197 28015 2,6989 300

16 2,7212 32017 2,7447 340







MSSV : 208215735

Hình 2.6: Đồ thị biểu diễn khoảng tuân theo định luật luật Bouguer – Lambert –Beer của phứ c

Thả o luậ n kế t quả

Kết quả xây dự ng đườ ng chuẩn của phứ c cho thấy: khoảng tuân theo định luật

Bouguer – Lambert – Beer của phứ c [Ni(DMG)]3+ là nồng độ của Ni3+ trong khoảng

(2- 24).10-5 mol/l.

3 Xác định hệ số hấp thu phân tử của phứ c

Hệ số hấp thu phân tử của phứ c đượ c xác định theo phươ ng pháp Komar: chuẩn

bị dãy dung dịch pH hằng định, và tỷ số tỷ lượ ng của các cấu tử tác dụng+

3 Ni

DMG

C

C = n.

Đo độ hấp thu của dung dịch thu đượ c ở bướ c sóng λmax = 468 nm.

Do dãy thí nghiệm xây dự ng đườ ng chuẩn của phứ c đáp ứ ng đúng yêu cầu của

phươ ng pháp Komar nên sử dụng các số liệu của thí nghiệm này để xác định hệ số hấp

thu phân tử của phứ c.

A B S

mmo l/ L

0 5 0 1 0 0 1 5 0 2 0 0 2 5 0 3 0 0 3 5 0

0 .0

0 .5

1 .0

1 .5

2 .0

2 .5

3 .0

S td . Ca l . Pa ra m e te rs

K 1 :

K 0 :

R :

R 2 :

1 1 4 . 1 1 2 1

-5 .3 0 9 2

0 . 9 9 5 1

0 . 9 9 0 3







MSSV : 208215736

Áp dụng công thứ c:

−

−+=

)(.

1

BbC

bA A

C

A

l i M

ji

i M

ik β

Trong đó

b = j

M

i M

C

C và B =

1

1

+

−

− n

j M R j

i M Ri

lC n A

lC n A

ε

ε

Để xác định hệ số hấp thu phân tử của phứ c [Ni(DMG)]3+ ta tiến hành xác định

hệ số hấp thu phân tử của thuốc thử ở điều kiện tạo phứ c tối ư u theo phươ ng pháp

đườ ng chuẩn và thu đượ c kết quả là εR = 0 do thuốc thử không màu.

Áp dụng phươ ng trình Komar để tính hệ số hấp thu phân tử của phứ c. Kết quả

trình bày ở bảng 2.8

Bảng 2. 8: Hệ số hấp thụ phân tử của phứ c

STT ε.104

1 0,95242 0,94913 0,93914 0,93535 0,9185

6 0,91197 0,92338 1,02429 1,022310 1,0106

Xử lý thống kê các số liệu thu đượ c kết quả như sau:

εk =(0, 96 ±0,02)104

4 Thảo luận kết quả về phứ c của Ni3+ và DMG

Kết quả khảo sát các thông số định lượ ng của phứ c [Ni(DMG)]3+ cho ta thấy

phứ c có hệ số hấp thu phân tử , độ bền cũng như khoảng tuân theo định luật Bouguer –

Lambert – Beer cao. Điều này chứ ng tỏ phứ c có độ chọn lọc cao do đó có thể dùng để

xác định Ni2+ khi có sự hiện diện các kim loại khác.





Phần III: Ứ NG DỤ NG Luận vă n t ố t nghiệ p


MSSV : 208215738

II Định lượ ng niken bằng phươ ng pháp trắc quang

1 Xây dự ng đườ ng chuẩn

Cho vào bình định mứ c 25 ml theo thứ tự các dung dịch sau: dung dịch Ni2+

10-3M , dung dịch K2S2O8, dung dịch DMG 10-3M , dung dịch NaOH. Định mứ c đến

25 ml bằng dung dịch KCl 0,1M, đo độ hấp thụ ở bướ c sóng λmax = 468 nm.

Kết quả trình bày trong bảng 3.1 và hình 3.1.

Bảng 3.1: Sự phụ thuộc của độ hấp thụ vào nồng độ Ni2+

STT VNi2+ VK2S2O8 VDMG NaOH A CNi2+.10-6 1 0,5 1,5 0,1887 202 1,0 3,0 0,3836 403 1,5 4,5 0,5728 60

4 2 6,0 0,7587 805 2,5

2

7,5

1

0,9321 100

Hình 3.1: Đồ thị sự phụ thuộc của độ hấp thụ vào nồng độ Ni3+

A B S

mmo l / L

0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 9 0 1 0 0 1 1 0

0 .0

0 .1

0 .2

0 .3

0 .4

0 .5

0 .6

0 .7

0 .8

0 .9

1 .0

S t d . C a l . P a ra m e t e rs

K 1 :

K 0 :

R :

R 2 :

1 0 6 . 6 7 8 4

- 0 . 4 2 1 5

0 . 9 9 9 8

0 . 9 9 9 7







MSSV : 208215739

2 Đo mẫu

Cho vào bình định mứ c 25 ml lần lượ c các dung dịch sau: 2 ml dung dịch mẫu +

2 ml dung dịch K2S2O8 0,01M + 6 ml dung dịch DMG 10-3M và 1 ml dung dịch

NaOH 0,1M. Định mứ c đến 25 ml bằng dung dịch KCl 0,1M, đo độ hấp thụ ở bướ c

sóng λmax = 468 nm. Mỗi mẫu thự c hiện 3 lần đo.

3. Kết quả

Mẫu 1:

Bảng 3.2: Kết quả định lượ ng niken trong mẫu 1 bằng phươ ng pháp trắc quang

MẫuKhố lượ ng

mẫu(gam)

Độ hấp thụ (A)

CNi2+.10-6 M

mNi2+.10-5

(gam)

1 0,3752 39,6041 5,8132 0,374 39,4761 5,7943

5,871.10-5

0,3695 39,0068 5,725

Giá trị thống kê mNi2+ trong mẫu 1

Giớ i hạn tin cậy (p=95%),

±

n

S t X f P, (5,777 ± 0,114).10-5

Độ lệch chuẩn 0,046.10-5

Hệ số biến động 0,79%







MSSV : 208215740

Mẫu 2:



mẫu(gam)


CNi2+.10-6

MmNi

2+.10-5

(gam)

1 0,4659 49,2799 7,2552 0,4650 49,1839 7,2193

7,339.10-5

0,4685 49,5572 7,274



±

n

S t X f P, (7,249 ± 0,069) .10-5



Mẫu 3:



mẫu(gam)


CNi2+.10-6

MmNi

2+.10-5

(gam)

1 0,5608 59,4036 8,7192 0,5681 60,1824 8,8333

8,807.10-5

0,5606 59,3823 8,716



±

n

S t X f P, (8,576 ± 0,173).10-5

Độ lệch chuẩn 0,067.10-5 Hệ số biến động 0,78%







MSSV : 208215741

Mẫu 4:



mẫu(gam)


CNi2+.10-6

MmNi

2+.10-5

(gam)

1 0.6528 69.2181 10,162 0.6511 69.0367 10,133

10,27.10-5

0.6619 70.1888 10,30



±

n

S t X f P, (10,196 ± 0,223).10-5



Mẫu 5:



mẫu(gam)


CNi2+.10-6

MmNi

2+.10-5

(gam)

1 0.7505 79.6405 11,692 0.7466 79.2245 11,633

11,742.10-5

0.7535 79.9606 11,74



±

n

S t X f P, (11,686 ± 0,149).10-5








MSSV : 208215742

III Định lượ ng niken bằng phươ ng pháp khối lượ ng

Hút 10 ml dung dịch mẫu có nồng độ CM cho vào ống nghiệm, thêm tiếp 1 ml

dung dịch NH4OH và 3 ml dung dịch DMG có nồng độ 10.CM. Để một thờ i gian cho

kết tủa hoàn toàn. Đem lọc qua giấy lọc trong bình hút chân không, rử a kết tủa bằng

dung dịch NH3 loãng, sau đó rử a lại vài lần bằng nướ c cất , sấy khô ở 120ºC và cân

khối lượ ng kết tủa thu đượ c. Kết quả như sau:

Mẫu 1:

Bảng 3.7: Kết quả định lượ ng niken trong mẫu 1 bằng phươ ng pháp khối lượ ng

STT mmẫ u m0 m1 m mNi2+.10-4

1 0,8045 0,8053 0,0008 3,25362 0,8087 0,8094 0,0007 2,8469

3

2,9355.10-4

0,8050 0,8057 0,0007 3,2536



±

n

S t X f P, (3,118 ± 0,583) .10-4



Mẫu 2:



1 0,8018 0,8027 0,0009 3,66042 0,8015 0,8025 0,0010 4,06713

3,6694.10-4

0,8094 0,8104 0,0010 4,0671



±

n

S t X f P, (3,9315 ± 0,583) .10-4








MSSV : 208215743

Mẫu 3:



1 0,8036 0,8049 0,0013 5,2871

2 0,8067 0,8077 0,0010 4,067134,4033.10-4

0,8072 0,8084 0,0012 4,8805



±

n

S t X f P, (4,7449 ± 1,54) .10-4


Mẫu 4:



1 0,8021 0,8034 0,0013 5,28712 0,8030 0,8044 0,0014 5,69393

5,1371.10-4

0,8051 0,8065 0,0014 5,6939



±

n

S t X f P, (5,5583 ± 0,583).10-4








MSSV : 208215744

Mẫu 5:



1 0,8086 0,8101 0,0015 6,101

2 0,8097 0,8111 0,0014 5,693935,8710.10-4

0,8032 0,8047 0,0015 6,101



±

n

S t X f P, (5,9653 ± 0,583).10-4






Phần IV: K Ế T QU Ả VÀ TH Ả O LU Ậ N Luận vă n t ố t nghiệ p


MSSV : 208215745

Phần IVKẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

I Thảo luận về phứ c của Ni2+ và DMG

Từ các kết quả thự c nghiệm đượ c trình bày trên các bảng và hình vẽ cho thấy:

- Có hiệu ứ ng tạo phứ c giữ a Ni và DMG thể hiện ở sự gia tăng cườ ng độ hấp thụ

tại bướ c sóng 468 nm của phứ c Ni_DMG so vớ i thuốc thử ban đầu.

- Từ đồ thị ảnh hưở ng của pH đến sự tạo phứ c cho thấy phứ c hình thành trong

môi trườ ng base (pH = 7-12). Sự xuất hiện một cự c đại hấp thụ ở bướ c sóng 468 nm,

kết hợ p vớ i sự ổn định của độ hấp thụ trong khoảng pH = 7 – 12 cho phép khẳng định

chỉ có một phứ c đơ n phối tử đượ c hình thành và đây là khoảng pH tối ư u cho sự tạo

phứ c đó.+ Ở môi trườ ng acid không có sự tạo phứ c do có sự proton hóa nguyên tử N

trong phân tử DMG làm mất khả năng tạo liên kết cho nhận của nguyên tử N và do

vậy làm hạn chế khả năng tạo phứ c của DMG.

+ Tại pH > 10 có sự tăng nhẹ độ hấp thụ, tuy nhiên ta không chọn giá trị pH này

cho các nghiên cứ u tiếp theo do ở nồng độ lớ n ion OH- trong dung dịch có thể xảy ra

hiện tượ ng cạnh tranh sự tạo thành phứ c hydroxy của ion trung tâm vớ i phối tử tạo

phứ c.

- Ở nhiệt độ phòng thí nghiệm, phứ c Ni_DMG hình thành nhanh (sau 5 phút) và

ổn định trong thờ i gian dài tạo điều kiện thuận lợ i cho việc nghiên cứ u định lượ ng.

- Bằng các phươ ng pháp độc lập khác nhau, luận văn đã xác định đượ c tỷ lệ

thành phần của phứ c là Ni3+ : DMG = 1:3. Kết quả này phù hợ p vớ i nhận định ban

đầu (phứ c có màu nâu đỏ và có bướ c sóng hấp thụ cự c đại là 470 nm).

- Qua kết quả xác định các tham số định lượ ng của phứ c : hằng số bền điều kiện,

hệ số hấp thu phân tử , khoảng tuân theo định luật Bouguer – Lambert – Beer cho thấy

phứ c có độ bền và độ nhạy rất cao. Có thể giải thích do sự kết hợ p thêm ba hệ phân tử

DMG làm gia tăng số vòng khiến phứ c bền, cũng như có sự mở rộng hệ thống liên hợ p

làm cho phứ c có hệ số hấp thu phân tử tứ c độ nhạy cao.





Phần IV: K Ế T QU Ả VÀ TH Ả O LU Ậ N Luận vă n t ố t nghiệ p


MSSV : 208215746

- Trên cơ sở xác định thành phần phứ c, số phối trí xác suất của ion trung tâm,

dạng tồn tại của thuốc thử DMG và phứ c Ni_DMG, có thể kết luận cấu trúc của phứ c

như sau:

CH3 C

CCH3

N

N

O

O

H3C

C

C

H3C

N

N

O

O

H3C

C

C

H3C

N

N

O

O

Ni

H

H

H

II Thảo luận về khả năng định lượ ng Ni2+ bằng phươ ng pháp

trắc quang và phươ ng pháp khối lượ ng

Qua kết quả khảo sát khả năng định lượ ng Ni trên các mẫu giả bằng 2 phươ ng

pháp nhận thấy định lượ ng Ni bằng phươ ng pháp trắc quang có độ lệch chuẩn và hệ số

biến động thấp hơ n so vớ i phươ ng pháp khối lượ ng nên có độ chính xác và độ tin cậy

cao.

Phép định lượ ng Ni bằng phươ ng pháp trắc quang cho kết quả chính xác hơ n

phươ ng pháp khối lượ ng, đặc biệt khi xác định hàm lượ ng vi lượ ng nguyên tố niken.

Phép định lượ ng bằng phươ ng pháp khối lượ ng dễ gây sai số do ảnh hưở ng của

ion lạ trong dung dịch, quá trình lọc, sấy và cân sản phẩm.





Phần V: K Ế T LU Ậ N VÀ KI Ế N NGH Ị Luận vă n t ố t nghiệ p


MSSV : 208215748

II Kiến nghị

Do giớ i hạn về thờ i gian và vật chất nên luận văn chỉ tiến hành so sánh khả năng

định lượ ng Ni bằng 2 phươ ng pháp là trắc quang và phươ ng pháp khối lượ ng. Nếu tiếp

tục nghiên cứ u ta có thể khảo sát khả năng định lượ ng Ni bằng các phươ ng pháp khác

như : phươ ng pháp thể tích, phươ ng pháp phổ phát xạ nguyên tử , phươ ng pháp phổ hấp

thu phân tử ,…

Đồng thờ i để nâng cao độ nhạy, độ chọn lọc của phứ c Ni_DMG ta có thể nghiên

cứ u khả năng chiết phứ c bằng dung môi hữ u cơ nhằm tăng khả năng ứ ng dụng của

phứ c giữ a Ni và DMG.





TÀI LI Ệ U THAM KH Ả O Luận vă n t ố t nghiệ p


MSSV : 208215749

TÀI LIỆU THAM KHẢO

***

(1) Lâm Phướ c Điền (2007) Giáo trình phân tích tr ắ c quang, Đại học Cần Thơ .

(2) Lâm Ngọc Thụ (2005) C ơ sở hóa học phân tích, NXB Đại học Quốc gia HàNội.

(3) Trần Tứ Hiếu (2003) Phân tích tr ắ c quang phổ hấ p thụ UV – VIS, NXB Đại

học Quốc gia Hà Nội.

(4) Trần Tứ Hiếu, Từ Vọng Nghi, Nguyễn Xuân Trung, Nguyên Văn Ri (2003)

Các phươ ng pháp phân tích công cụ, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội.

(5) Lê Thị Mùi (2009) Bài giảng thuố c thử hữ u cơ trong phân tích, trườ ng Đại học

sư phạm Đà Nẵng.

(6) Hồ Viết Quý (2000) Phứ c chấ t trong hóa học, NXB khoa học và kỹ thuật.

(7) Hoàng Nhâm (2004) Hóa học các nguyên t ố (t ậ p II), NXB Đại học Quốc gia

Hà Nội.

(8) Hoàng Nhâm (2002) Hóa vô cơ t ậ p hai, NXB Giáo dục Hà Nội.

(9) Nguyễn Thanh Nga, Phân tích d ạng kim loại niken, đồng, k ẽ m trong tr ầm tích

sông Nhuệ - Đáy bằ ng phươ ng pháp quang phổ hấ p thụ nguyên t ử , Đại họcQuốc gia Hà Nội.

(10) Lê Xuân Thứ (2009) Nghiên cứ u chiế t – tr ắ c quang phứ c đ aligan trong hệ 1-

(2-pyridilazơ )-2-naphtol(PAN) – Pb(II) – CCl3COOH và ứ ng d ụng phân tích,

trườ ng Đại học Sư Phạm Thái Nguyên.

(11) Trươ ng Thị Hiên (2008) Xác định Coban, Niken trong nướ c bằ ng phươ ng

pháp phổ F-AAS sau khi làm giàu trên than hoạt tính mang thuố c thử PAR,

Khoá luận tốt nghiệp, Khoa Hóa học, Trườ ng ĐHKHTN – ĐHQGHN.

(12) Nguyễn Vu Lan, Trần Thị Kim Thoa (2008) Nghiên cứ u phản ứ ng t ạo phứ c

của Fe2+ vớ i o-phenanthrolin trong nướ c, đ ánh giá khả nă ng chiế t phứ c màu

bằ ng dung môi hữ u cơ và ứ ng d ụng. Luận văn tốt nghiệp, khoa Khoa học,

trườ ng Đại học Cần Thơ .





TÀI LI Ệ U THAM KH Ả O Luận vă n t ố t nghiệ p

(13) Modise Rammika, Godfred Darko and Nelson Torto, Incorporation of Ni(II)-

dimethylglyoxime ion-imprinted polymer into electrospun polysulphone

nanofibre for the determination ò Ni(II) ions from aqueous samples.

(14) http://scripts.iucr.ogr/cgi-bin/paper?a00923

(15) http://resources.metapress.com/pdf-

(16) http://d.violet.vn/uploads/resources/243/283783/preview.swf

(17) Http://tailieu.vn

(18) http://en.wikipedia.org/wiki/Dimethylglyoxime


nghiên cứu phản ứng tạo phức giữa niken và dimethyl glyoxime. so sánh khả năng...

Documents