Trong vài chục năm gần đây, hóa học phức chất của các nguyên tố đất hiếm (NTĐH) với các amino axit đang được phát triển mạnh mẽ. Các amino axit là những hợp chất hữu cơ tạp chức, trong phân tử có ít nhất 2 nhóm chức: nhóm amin và nhóm cacboxyl, do đó chúng có khả năng tạo phức chất với rất nhiều ion kim loại, trong đó có các ion nguyên tố đất hiếm. Phức chất của amino axit và nguyên tố đất hiếm từ lâu đã được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khoa học, kĩ thuật và đời sống. Việc nghiên cứu hằng số bền, quy luật biến đổi độ bền của các hợp chất phức của dãy các nguyên tố đất hiếm với các amino axit có ý nghĩa lớn đối với ngành hóa học nói chung và hóa học phân tích nói riêng, nhằm xác định chính xác thành phần định tính, định lượng chúng trong các hợp chất. Nắm được quy luật cũng như hằng số bền của phức sẽ giúp các nhà khoa học lựa chọn được phương pháp phân tích có độ chọn lọc, độ nhạy cao khi xác định các nguyên tố đất hiếm.Đã có nhiều công trình nghiên cứu về phức chất đơn phối tử của nguyên tố đất hiếm với aminoaxit như L - histidin, L - lơxin, L – tryptophan, L – glutamic, L– phenylalanin, và phức chất đa phối tử của nguyên tố đất hiếm với các aminoaxit – axetyl axeton. Tuy nhiên số công trình nghiên cứu về phức đơn phối tử, đa phối tử của các nguyên tố đất hiếm với L – tyrosin và axetyl axeton trong dung dịch còn rất ít đặc biệt là đối với các nguyên tố đất hiếm nặng. Trên cơ sở đó chúng tôi thực hiện đề tài: “Nghiên cứu sự tạo phức đơn, đa phối tử của các nguyên tố đất hiếm nặng với L–tyrosin và axetyl axeton trong dung dịch bằng phương pháp chuẩn độ đo pH”
82 trang |
Chia sẻ: Việt Cường | Ngày: 15/04/2025 | Lượt xem: 18 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Luận văn Nghiên cứu sự tạo phức đơn, đa phối tử của các nguyên tố đất hiếm nặng với L–tyrosin và axetyl axeton trong dung dịch bằng phương pháp chuẩn độ đo pH, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM
NGUYỄN THU HIỀN
NGHIÊN CỨU SỰ TẠO PHỨC ĐƠN, ĐA PHỐI TỬ
CỦA CÁC NGUYÊN TỐ ĐẤT HIẾM NẶNG VỚI
L – TYROSIN VÀ AXETYL AXETON BẰNG
PHƢƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ ĐO pH
LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC
Thái Nguyên - 2013
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM
NGUYỄN THU HIỀN
NGHIÊN CỨU SỰ TẠO PHỨC ĐƠN, ĐA PHỐI TỬ
CỦA CÁC NGUYÊN TỐ ĐẤT HIẾM NẶNG VỚI
L – TYROSIN VÀ AXETYL AXETON BẰNG
PHƢƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ ĐO pH
Chuyên ngành : Hóa phân tích
Mã số : 66.44.01.18
LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC
Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS Lê Hữu Thiềng
Thái Nguyên - 2013
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
LỜI CAM ĐOAN
Tên tôi là Nguyễn Thu Hiền, tôi được công nhận là học viên cao học khóa 19
(2011-2013) của trường Đại học Sư phạm - Đại học Thái Nguyên.
Sau thời gian học tập và thực hiện đề tài nghiên cứu, đến nay tôi đã hoàn
thành chương trình học tập theo quy định và hoàn thành luận văn Thạc sĩ. Tôi
xin cam đoan luận văn thạc sĩ với đề tài mang tên: “Nghiên cứu sự tạo phức
đơn, đa phối tử của các nguyên tố đất hiếm nặng với L–tyrosin và axetyl
axeton trong dung dịch bằng phƣơng pháp chuẩn độ đo pH” là công trình
nghiên cứu của riêng tôi, số liệu nghiên cứu thu được từ thực nghiệm và
không sao chép.
Xác nhận của Xác nhận của Học viên
Giảng viên hƣớng dẫn BCN Khoa Hóa học
Nguyễn Thu Hiền
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
LỜI CẢM ƠN
Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Lê Hữu Thiềng - người thầy
đã tận tình chu đáo và giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn
thành luận văn.
Xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu, Phòng quản lí đào tạo sau Đại học,
Khoa Hóa học trường Đại học Sư phạm – Đại học Thái Nguyên đã tạo điều kiện
thuận lợi cho em trong suốt quá tình học tập và nghiên cứu đề tài.
Xin chân thành cảm ơn các Thầy, Cô giáo và các cán bộ phòng thí nghiệm
Khoa Hóa học trường Đại học Sư phạm – Đại học Thái Nguyên và các bạn bè đồng
nghiệp đã giúp đỡ, tạo điều kiện cho em trong suốt quá trình thực nghiệm.
Cùng với sự biết ơn sâu sắc tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu, tổ
Hóa – Sinh Trường THPT Chuyên Thái Nguyên đã giúp đỡ và động viên tôi trong
quá trình học tập và hoàn thành luận văn này.
Thái Nguyên, tháng 8 năm 2013
Tác giả
Nguyễn Thu Hiền
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
i
MỤC LỤC
Trang
Trang phụ bìa
Lời cam đoan
Lời cảm ơn
Mục lục ............................................................................................................... i
Danh mục các kí hiệu, các chữ viết tắt............................................................. iii
Danh mục bảng biểu ......................................................................................... iv
Danh mục các hình ........................................................................................... vi
MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1
Chƣơng 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ...................................................................... 3
1.1. Sơ lược về các nguyên tố đất hiếm .................................................................. 3
1.1.1. Đặc điểm chung của các nguyên tố đất hiếm ........................................... 3
1.1.2. Sơ lược về một số hợp chất chính của NTĐH ở trạng thái hoá trị III ............ 5
1.2. Sơ lược về L-tyrosin, axetyl axeton ................................................................. 7
1.2.1. Sơ lược về L-tyrosin ................................................................................. 7
1.2.2. Sơ lược về axetyl axeton .......................................................................... 8
1.3. Khả năng tạo phức của NTĐH với amino axit ................................................ 9
1.3.1. Đặc điểm chung ........................................................................................ 9
1.3.2. Khả năng tạo phức của các NTĐH với L-tyrosin ................................... 13
1.4. Một số phương pháp nghiên cứu phức chất trong dung dịch ........................ 14
1.4.1. Phương pháp trắc quang UV-Vis ........................................................... 14
1.4.2. Phương pháp chuẩn độ đo pH ................................................................ 14
Chƣơng 2. THỰC NGHIỆM .................................................................................. 19
2.1. Hoá chất và thiết bị ........................................................................................ 19
2.1.1. Chuẩn bị hoá chất ................................................................................... 19
2.1.2. Thiết bị .................................................................................................... 20
2.2. Nghiên cứu sự tạo phức đơn phối tử của các ion đất hiếm nặng
(Tb3+, Dy3+, Ho3+, Er3+, Tm3+, Yb3+, Lu3+) với L – tyrosin .................................. 20
2.2.1. Xác định hằng số phân li của L – tyrosin ............................................... 20
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
ii
2.2.2. Xác định hằng số phân li của axetyl axeton .......................................... 23
2.2.3. Ảnh hưởng của tỉ lệ mol các cấu tử đến sự tạo phức đơn phối tử
của honmi với L – tyrosin ................................................................................. 25
2.2.4. Ảnh hưởng của lực ion đến sự tạo phức đơn phối tử của honmi
với L– tyrosin .................................................................................................... 27
2.2.5. Xác định hằng số bền của phức đơn phối tử của các ion đất hiếm
nặng (Tb3+, Dy3+, Ho3+, Er3+, Tm3+, Yb3+, Lu3+) với L – tyrosin ..................... 30
2.3. Nghiên cứu sự tạo phức đơn phối tử của các ion đất hiếm nặng (Tb3+,
Dy3+, Ho3+, Er3+, Tm3+, Yb3+, Lu3+) với axetyl axeton ......................................... 37
2.3.1. Ảnh hưởng của tỉ lệ mol các cấu tử đến sự tạo phức đơn phối tử
của honmi với axetyl axeton ............................................................................. 37
2.3.2. Ảnh hưởng của lực ion đến sự tạo phức đơn phối tử của honmi
với axetyl axeton ............................................................................................. 39
2.3.3. Xác định hằng số bền của phức đơn phối tử của các ion đất hiếm
nặng (Tb3+, Dy3+, Ho3+, Er3+, Tm3+, Yb3+, Lu3+) với axetyl axeton ................. 42
2.4. Nghiên cứu sự tạo phức đa phối tử của các ion đất hiếm nặng
(Tb3+, Dy3+, Ho3+, Er3+, Tm3+, Yb3+, Lu3+) với l – tyrosin và axetyl axeton ........ 45
2.4.1. Ảnh hưởng của tỉ lệ mol các cấu tử đến sự tạo phức đa phối tử của
honmi với L – tyrosin và axetyl axeton ............................................................ 45
2.4.2. Ảnh hưởng của lực ion đến sự tạo phức đa phối tử của honmi với
3+ +
L – tyrosin và axetyl axeton với tỉ lệ mol Ho : H2Tyr : HAcAc = 1: 2: 2 .... 48
2.4.3. Xác định hằng số bền các phức đa phối tử của các ion đất hiếm nặng
(Tb3+, Dy3+, Ho3+, Er3+, Tm3+, Yb3+, Lu3+) với L – tyrosin và axetyl axeton .......... 51
KẾT LUẬN .............................................................................................................. 64
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................... 66
PHỤ LỤC ................................................................................................................. 69
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
iii
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT, KÍ HIỆU
STT Chữ viết tắt, kí hiệu Chữ viết đầy đủ
1 DTPA Dietylentriamin pentaaxetic
2 HAcAc Axetyl axeton
3 HTyr Tyrosin
4 Ln Lantanit
5 Ln3+ Ion lantanit
6 NTĐH Nguyên tố đất hiếm
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
iv
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Trang
+ -3
Bảng 2.1 Kết quả chuẩn độ dung dịch H2Tyr 2.10 M bằng dung dịch
-2 0
KOH 5.10 M ở 30 ±1 C; I = 0,10 ......................................................... 20
Bảng 2.2 Kết quả chuẩn độ dung dịch HAcAc 2.10-3M bằng dung dịch
-2 0
KOH 5.10 M ở 30 ±1 C; I = 0,10 .......................................................... 23
0
Bảng 2.3 Các giá trị pK của L – tyrosin và axetyl axeton ở 30 ± 1 C, I = 0,10 ....... 25
3+ +
Bảng 2.4 Kết quả chuẩn độ các hệ Ho : H2Tyr theo các tỉ lệ mol 1:1, 1:2, 1:3
-2 0
bằng dung dịch KOH 5.10 M ở 30 ± 1 C, I = 0,10 ............................... 26
3+ +
Bảng 2.5 Kết quả chuẩn độ hệ Ho : H2Tyr = 1:2 bằng dung dịch
-2 0
KOH 5.10 M ở 30 ± 1 C với các giá trị lực ion khác nhau ................... 28
Bảng 2.6 Logarit hằng số bền của phức chất HoTyr2+ ở 30 ± 10C với các
giá trị lực ion khác nhau .......................................................................... 29
+ 3+ +
Bảng 2.7 Kết quả chuẩn độ H2Tyr và các hệ Ln : H2Tyr = 1:2 bằng
-2 0
dung dịch KOH 5.10 M ở 30 ± 1 C; I = 0,10 ........................................ 31
Bảng 2.8 Logarit hằng số bền của các phức chất LnTyr2+ (Ln: Tb, Dy, Ho, Er,
0
Tm, Yb, Lu) ở 30 ± 1 C; I = 0,10 ........................................................... 35
Bảng 2.9 Kết quả chuẩn độ các hệ Ho3+:HAcAc theo các tỉ lệ mol 1:1, 1:2, 1:3
-2 0
bằng dung dịch KOH 5.10 M ở 30 ± 1 C, I = 0,10 ............................... 37
Bảng 2.10 Kết quả chuẩn độ hệ Ho3+: HAcAc = 1:2 bằng dung dịch
-2 0
KOH 5.10 M ở 30 ± 1 C với các giá trị lực ion khác nhau ................... 39
2+ +
Bảng 2.11 Logarit hằng số bền của phức chất HoAcAc và Ho(AcAc) 2
0
ở 30 ± 1 C với các giá trị lực ion khác nhau ........................................... 40
Bảng 2.12 Kết quả chuẩn độ HAcAc và các hệ Ln3+ : HAcAc = 1: 2 bằng
-2 0
dung dịch KOH 5.10 M ở 30 ± 1 C; I = 0,10 ........................................ 42
2+ +
Bảng 2.13 Logarit hằng số bền của các phức chất LnAcAc và Ln(AcAc) 2
0
(Ln: Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu) ở 30 ± 1 C; I = 0,10 ......................... 44
3+ +
Bảng 2.14 Kết quả chuẩn độ hệ Ho :H2Tyr : HAcAc = 1:1:1, 1:1:2, 1:1:3,
1:2:1, 1:2:2, 1:2:3, 1:2:4 bằng dung dịch KOH 5.10-2M ở 30 ± 10C,
I = 0,10 .................................................................................................... 46
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
v
3+ +
Bảng 2.15 Kết quả chuẩn độ hệ Ho : H2Tyr : HAcAc = 1: 2: 2 bằng dung
-2 0
dịch KOH 5.10 M ở 30 ± 1 C với các giá trị lực ion khác nhau ........... 49
Bảng 2.16 Logarit hằng số bền của phức chất HoAcAcTyr+ ở 30 ± 10C với các
giá trị lực ion khác nhau .......................................................................... 50
3+ +
Bảng 2.17 Kết quả chuẩn độ các hệ Ln : H2Tyr : HAcAc = 1: 2: 2 bằng
-2 0
dung dịch KOH 5.10 M ở 30 ± 1 C, I = 0,10 ........................................ 52
Bảng 2.18 Logarit hằng số bền của các phức chất LnAcAcTyr+ (Ln: Tb, Dy,
0
Ho, Er, Tm, Yb, Lu) ở 30 ± 1 C, I = 0,10 ............................................... 56
3+ +
Bảng 2.19 Kết quả chuẩn độ các hệ Ln : H2Tyr : HAcAc = 1: 2: 4 bằng
-2 0
dung dịch KOH 5.10 M ở 30 ± 1 C, I = 0,10 ........................................ 58
Bảng 2.20 Logarit hằng số bền của các phức chất Ln(AcAc)2Tyr (Ln: Tb, Dy,
0
Ho, Er, Tm, Yb, Lu) ở 30 ± 1 C, I = 0,10 ............................................... 62
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
vi
DANH MỤC CÁC HÌNH
Trang
+ -3
Hình 2.1 Đường cong chuẩn độ dung dịch H2Tyr 2.10 M bằng dung dịch
-2 0
KOH 5.10 M ở 30 ±1 C; I= 0,10 ........................................................... 21
Hình 2.2 Đường cong chuẩn độ dung dịch HAcAc 2.10-3M bằng dung dịch
-2 0
KOH 5.10 M ở 30 ±1 C; I= 0,10 ........................................................... 24
3+ +
Hình 2.3 Đường cong chuẩn độ các hệ Ho :H2Tyr theo các tỉ lệ mol 1:1, 1:2,
-2 0
1:3 bằng dung dịch KOH 5.10 M ở 30 ± 1 C, I = 0,10 ......................... 27
3+ +
Hình 2.4 Đường cong chuẩn độ hệ Ho : H2Tyr = 1: 2 bằng dung dịch
-2 0
KOH 5.10 M ở 30 ± 1 C với các giá trị lực ion khác nhau ................... 29
Hình 2.5 Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của logarit hằng số bền vào lực ion của
2+ 0
phức HoTyr ở 30 ± 1 C ........................................................................ 30
+ 3+ +
Hình 2.6 Đường cong chuẩn độ hệ H2Tyr và các hệ Ln : H2Tyr = 1: 2 bằng
-2 0
dung dịch KOH 5.10 M ở 30 ± 1 C; I = 0,10 ........................................ 32
2+
Hình 2.7 Sự phụ thuộc lgk01 của các phức chất LnTyr (Ln: Tb, Dy, Ho, Er,
Tm, Yb, Lu) vào số thứ tự nguyên tố. .................................................... 36
Hình 2.8 Đường cong chuẩn độ các hệ Ho3+:HAcAc theo các tỉ lệ mol 1:1, 1:2,
-2 0
1:3 bằng dung dịch KOH 5.10 M ở 30 ± 1 C, I = 0,10 ......................... 38
Hình 2.9 Đường cong chuẩn độ hệ Ho3+ : HAcAc = 1: 2 bằng dung dịch
-2 0
KOH 5.10 M ở 30 ± 1 C với các giá trị lực ion khác nhau ................... 40
Hình 2.10 Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của lgk10 vào lực ion của phức
0
ở 30 ± 1 C ............................................................................................... 41
Hình 2.11 Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của lgk20 vào lực ion của phức
0
ở 30 ± 1 C ............................................................................................... 41
Hình 2.12 Đường cong chuẩn độ hệ HAcAc và các hệ Ln3+ : HAcAc = 1: 2
-2 0
bằng dung dịch KOH 5.10 M ở 30 ± 1 C; I = 0,10. .............................. 43
2+
Hình 2.13 Sự phụ thuộc lgk10 của các phức chất LnAcAc (Ln: Tb, Dy, Ho,
Er, Tm, Yb, Lu) vào số thứ tự nguyên tố ................................................ 44
+
Hình 2.14 Sự phụ thuộc lgk20 của các phức chất Ln(AcAc) 2 (Ln: Tb, Dy, Ho,
Er, Tm, Yb, Lu) vào số thứ tự nguyên tố ................................................ 45
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên