Trường ĐHSP Hà Nội Khoa hoá học TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI KHOA HÓA HỌC  DƯƠNG THỊ OANH NGHIÊN CỨU SỰ TẠO PHỨC CỦA Zn2+ VỚI 4-(2- PYRIDINAZO)REZOCXIN (PAR) BẰNG PHƯƠNG PHÁP TRẮC QUANG KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên ngành: Hóa phân tích Người hướng dẫn khoa học ThS NGUYỄN THỊ HUYỀN HÀ NỘI – 2012 Khoá luận tốt nghiệp Dương Thị Oanh – K34C Hoá Trường ĐHSP Hà Nội Khoa hoá học MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƢƠNG I: TỔNG QUAN I.1 Kẽm hợp chất kẽm: I.1.1.Kẽm I.1.2 Một số hợp chất kẽm 13 I.1.3 Một số phƣơng pháp xác định kẽm: 14 I.2 Thuốc thử 4-(2-pyridinazo)-rezocxin (PAR) 16 I.2.1 Cấu tạo tính chất PAR 16 Bảng 1.2 Hằng số phân ly PAR 18 I.2.2 Khả tạo phức PAR 18 I.3.Các bƣớc nghiên cứu phức màu theo phƣơng pháp trắc quang [1] [2] [3] 19 I.3.1 Nghiên cứu hiệu ứng tạo phức 20 I.3.2.Nghiên cứu điều kiện tạo phức tối ƣu 20 I.3.3 Xác định thành phần phức 21 I.4 Các phƣơng pháp xác định tham số định lƣợng phức 25 I.4.1 Theo phƣơng pháp Komar 25 I.4.2 Phƣơng pháp đƣờng chuẩn 27 I.4.3 Phƣơng pháp thực nghiệm 27 CHƢƠNG II: KĨ THUẬT THỰC NGHIỆM 28 II.1 Các hoá chất sử dụng: 28 II.1.1 Dung dịch Zn2+ 10-3M 28 II.1.3 Dung dịch hoá chất khác: 28 II.2 Dụng cụ thiết bị đo 28 II.2.1 Dụng cụ đo: 28 Khoá luận tốt nghiệp Dương Thị Oanh – K34C Hoá Trường ĐHSP Hà Nội Khoa hoá học II.2.2 Các thiết bị đo: 28 II.3 Cách tiến hành thí nghiệm: 29 II.3.1 Dung dịch so sánh: 29 II.3.2 Dung dịch phức Zn – PAR 29 II.3.3 Phƣơng pháp nghiên cứu: 29 CHƢƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 30 III.1.Nghiên cứu sơ trình tạo phức: 30 III.1.1 Chụp phổ thuốc thử PAR 30 III.1.2 Chụp phổ phức Zn2+ - PAR 30 III.2 Nghiên cứu ảnh hƣởng pH đến tạo phức 31 III.3 Nghiên cứu ảnh hƣởng thời gian đến trình tạo phức 32 III.4 Ảnh hƣởng lƣợng dƣ thuốc thử PAR dung dịch phức 33 III.5 Xác định thành phần phức Zn2+ - PAR 34 III.5.1 Phƣơng pháp hệ đồng phân tử gam 34 III.5.2 Phƣơng pháp tỉ số mol 36 III.5 Xác định khoảng nồng độ tuân theo định luật Beer 38 III.6.Xác định tham số định lƣợng phức 39 III.6.1 Xác định hệ số hấp thụ gam phân tử phức 39 III.6.2 Xác định số bền phức Zn2+ - PAR 43 KẾT LUẬN 44 TÀI LIỆU THAM KHẢO 45 Khoá luận tốt nghiệp Dương Thị Oanh – K34C Hoá Trường ĐHSP Hà Nội Khoa hoá học LỜI CẢM ƠN Khóa luận hoàn thành phòng thí nghiệm phân tích khoa Hóa học Trường ĐHSP Hà Nội Em xin chân thành cảm ơn Ths Nguyễn Thị Huyền, ngƣời tận tình bảo giúp đỡ em suốt trình em làm khóa luận trƣờng Em xin cảm ơn thầy cô giáo khoa Hóa Học, trƣờng ĐHSP Hà Nội 2, truyền thụ kiến thức bổ ích để em vân dụng hoàn thiện đƣợc khóa luận Em chân thành cảm ơn thầy cô phòng khoa học công nghệ trƣờng ĐHSP Hà Nội giúp đỡ em nhiều để em hoàn thành tốt khóa luận Cuối em xin cảm ơn bố mẹ, bạn bè luôn động viên tạo điều kiện tốt cho em thời gian em làm khóa luận Em xin chân thành cảm ơn Xuân Hòa, tháng năm 2012 Sinh viên Dương Thị Oanh Khoá luận tốt nghiệp Dương Thị Oanh – K34C Hoá Trường ĐHSP Hà Nội Khoa hoá học DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Một số tham số định lƣợng thuốc thử PAR Bảng 1.2 Các số phân li axit thuốc thử PAR Bảng 3.1 Sự phụ thuộc mật độ quang A vào pH phức Zn2+ - PAR Bảng 3.2 Sự phụ thuộc mật độ quang A vào thời gian phức Zn2+ - PAR Bảng 3.3 Số liệu xác định thành phần phức theo phƣơng pháp hệ đồng phân tử gam Bảng 3.4 Số liệu xác định thành phần phức phƣơng pháp tỉ số mol Bảng 3.5 Sự phụ thuộc mật độ quang phức vào nồng độ Zn2+ Bảng 3.6 Xử lý thống kê tìm đƣờng chuẩn phức Zn2+ - PAR Bảng 3.7 Xác định Zn - PAR phƣơng pháp Komar (εPAR = 1,57.104) Bảng 3.8 Kết tính hệ số hấp thụ phân tử theo phƣơng pháp thực nghiệm Bảng 3.9 Kết tính Kcb lg Khoá luận tốt nghiệp phức Zn2+ pH = Dương Thị Oanh – K34C Hoá Trường ĐHSP Hà Nội Khoa hoá học DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Đồ thị phức theo phƣơng pháp tỉ số mol Hình 1.2 Đồ thị phức theo phƣơng pháp hệ đồng phân tử gam Hình 1.3 Đồ thị xác định thành phần phức theo phƣơng pháp tỉ số mol Hình 1.4 Đồ thị xác định thành phần phức theo phƣơng pháp tỉ số mol Hình 1.5 Sự phụ thuộc mật độ quang vào nồng độ Hình 3.1 Phổ hấp thụ dung dịch PAR Hình 3.2 Phổ hấp thụ dung dịch phức Zn2+ - PAR Hình 3.3 Sự phụ thuộc mật độ quang A vào pH phức Zn2+ - PAR Hình 3.4 Sự phụ thuộc giá trị mật độ quang A vào thời gian phức Hình 3.5 Sự phụ thuộc mật độ quang phức vào lƣợng dƣ thuốc thử đem so sánh với mẫu trắng nƣớc cất hai lần Hình 3.6 Đồ thị xác định thành phần phức Zn2+ - PAR theo phƣơng pháp hệ đồng phân tử gam Hình 3.7 Xác định thành phần phức phƣơng pháp tỉ số mol Khoá luận tốt nghiệp Dương Thị Oanh – K34C Hoá Trường ĐHSP Hà Nội Khoa hoá học MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Hoá học đại liên quan mật thiết tới sống Để ứng dụng đƣợc thành tựu hóa học phục vụ cho ngƣời đòi hỏi ngành Hoá học phân tích phải phát triển hoàn thiện nhiều phƣơng pháp để có độ nhạy, độ xác độ chọn lọc cao Hiện có nhiều phƣơng pháp phân tích đại nhƣ: quang phổ hấp thụ nguyên tử, quang phổ phát xạ plasma, phổ phát xạ Rơnghen, sắc ký lỏng cao áp, sắc ký trao đổi ion, …nhƣng phƣơng pháp phân tích trắc quang phƣơng pháp đƣợc sử dụng rộng rãi với độ xác độ nhạy cao Trong phƣơng pháp phản ứng hoá học tạo hợp chất màu đóng vai trò quan trọng Trong phạm vi khoá luận tốt nghiệp thời gian có hạn nên chọn phản ứng tạo phức Zn2+ với thuốc thử hữu PAR Kẽm hợp chất đƣợc ứng dụng nhiều lĩnh vực khác [4] [6] nhƣ mạ kim loại, điều chế hợp kim, sản xuất pin khô…Một số hợp chất kẽm đƣợc dùng y khoa nhƣ ZnO dùng làm thuốc gây nôn, thuốc sát trùng, dung dịch 0,1 – 0,5% làm thuốc nhỏ mắt chữa đau kết mạc… Ngoài kẽm nguyên tố vi lƣợng đóng vai trò quan trọng thể động thực vật Kẽm có enzim cacbanhiđrazơ [5] chất xúc tác cho trình phân huỷ hidrocacbon máu, đảm bảo tốc độ cần thiết trình hô hấp trao đổi khí Kẽm có nhiều insulin hoocmon có vai trò điều chỉnh hàm lƣợng đƣờng máu Vì việc nghiên cứu xác định kẽm không mang ý nghĩa khoa học mà mang ý nghĩa thực tế Đã có nhiều công trình nghiên cứu xác định kẽm phƣơng pháp khác đối tƣợng phân tích nhƣ mỹ dƣợc phẩm, thực phẩm, nƣớc, insulin [6] [10] [21] Khoá luận tốt nghiệp Dương Thị Oanh – K34C Hoá Trường ĐHSP Hà Nội Khoa hoá học Hiện ngƣời ta sử dụng nhiều phƣơng pháp để xác định kẽm, tuỳ thuộc vào loại mẫu mà ngƣời ta sử dụng phƣơng pháp phân tích khác Những mẫu phân tích có hàm lƣợng kẽm cao phƣơng pháp phân tích thể tích đƣợc sử dụng nhiều Phƣơng pháp phân tích trắc quang đƣợc sử dụng nnhiều phân tích chất với hàm lƣợng nhỏ Do phƣơng pháp có ƣu điểm bật nhƣ độ lặp phép đo cao, độ nhạy, độ xác cao, không đòi hỏi máy móc phức tạp Qua trình nghiên cứu tài liệu công bố thấy chƣa có thống kết nghiên cứu phức Zn Riêng Việt Nam chƣa có công trình nghiên cứu tạo phức Zn với thuốc thử PAR cách hệ thống Xuất phát từ tình hình thực tế chọn đề tài: “ Nghiên cứu tạo phức kẽm (Zn) với thuốc thử 4- (- pyriđinlazo) – rezocxin (PAR) phương pháp trắc quang” Nhiệm vụ đề tài Trong khuôn khổ khoá luận tốt nghiệp, nhiệm vụ đƣợc đặt cho việc nghiên cứu đề tài là: nghiên cứu cách có hệ thống hình thành phức hệ Zn – PAR nhƣ: điều kiện tạo phức tối ƣu, thành phần tham số định lƣợng phức Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Để xác định nguyên tố nguyên tố đất vấn đề cần tập trung nghiên cứu nhiều Một hƣớng giải tốt nhiệm vụ sử dụng phức chất Nó giúp ta phát ion kim loại chúng tồn nồng độ nhỏ Ngày việc sử dụng phƣơng pháp trắc quang phân tích hóa học phổ biến Đề tài nghiên cứu tạo phức Zn(II) với thuốc thử PAR nhƣng cần thiết để xác định Zn(II) tiến hành nghiên cứu tƣơng tự với nguyên tố khác Giúp có hội tiếp cận với phƣơng pháp hóa lí đại Khoá luận tốt nghiệp Dương Thị Oanh – K34C Hoá Trường ĐHSP Hà Nội Khoa hoá học CHƢƠNG I: TỔNG QUAN I.1 Kẽm hợp chất kẽm: I.1.1.Kẽm I.1.1.1 Đặc điểm nguyên tử kẽm: [4] [5] [6] Kí hiệu: Zn Số thứ tự: 30 Cấu hình electron: [Ar]3d104s2 Thế điện cực tiêu chuẩn: -0,763 Độ âm điện (theo Pauling): 1,8 Năng lƣợng ion hoá (eV): I1 = 9,391; I2 = 17,96; I3 = 39,9 Bán kính ion: 1,39 Số oxi hoá chủ yếu: +2 I.1.1.2 Tính chất vật lý: - Kim loại kẽm có màu trắng bạc, nhƣng không khí ẩm chúng bị bao phủ màng oxit nên ánh kim - Khối lƣợng riêng lớn (d = 7,14g/cm3), có nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi thấp so với kim loại nặng khác (do tƣơng tác yếu nguyên tử kim loại) nên có nhiệt độ bay thấp t0nc = 419,50C ; t0s = 9070C - Ở điều kiện thƣờng kẽm giòn nên kéo dài đƣợc Khi đun nóng đến 1000C – 1500C lại dẻo dai, đến 2000C tán thành bột - Dễ tạo hợp kim với nguyên tố khác - Về độc tính, kẽm trạng thái rắn không độc, nhƣng ZnO lại độc, hợp chất khác kẽm lại không độc I.1.1.3 Tính chất hoá học: Zn kim loại hoạt động trung bình a Tác dụng với đơn chất: Khoá luận tốt nghiệp Dương Thị Oanh – K34C Hoá Trường ĐHSP Hà Nội Khoa hoá học - Tác dụng với oxi + Trong không khí ẩm khô, kẽm bền nhiệt độ thƣờng có màng oxit bảo vệ + Ở nhiệt độ cao, kẽm cháy mãnh liệt tạo thành oxit, cho lửa màu sáng chói Zn + O2 t0 ZnO Zn + S t0 ZnS - Tác dụng với lƣu huỳnh - Tác dụng với halogen Kẽm tác dụng trực tiếp với halogen tạo thành halogenua màu trắng Zn + X2 t0 ZnX X: F, Cl, Br, I - Tác dụng với photpho Khi đun nóng kẽm phản ứng với photpho ampun chân không 3Zn + 2P 400 4500 C Zn3P2 - Cacbon hoà tan Zn nóng chảy, để nguội cacbon thoát dạng than chì b Tác dụng với hợp chất: - Tác dụng với nƣớc: + E0zn2+/ Zn = -0,763V nên Zn có khả đẩy hiđro khỏi nƣớc Thực tế, Zn không đẩy hidro khỏi nƣớc bề mặt kẽm bao phủ màng oxit + Khi nung Zn luồng nƣớc tạo oxit kẽm: t0 Zn + H2O ZnO + H2 + Trong không khí ẩm: 2Zn + O2 + 2H2O 2Zn(OH)2 + Trong không khí ẩm, có khí CO2: Zn + H2O + CO2 + O2 Khoá luận tốt nghiệp ZnCO3.Zn(OH)2 10 Dương Thị Oanh – K34C Hoá Trường ĐHSP Hà Nội Khoa hoá học 0.8 0.79 0.78 0.77 0.76 A 0.75 0.74 0.73 0.72 0.71 0.7 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 t ( phút) Hình 3.4 Sự phụ thuộc giá trị mật độ quang A vào thời gian phức Qua bảng 3.2 hình 3.4 ta thấy: phức ổn định 35 phút đầu Vì phép đo sau đƣợc thực khoảng thời gian 35 phút đầu sau lúc pha chế ▪ Kết luận: Điều kiện tối ƣu để nghiên cứu trình tạo phức Zn2+ - PAR: pH = 7,5 – 8,5; = 492nm; t = - 35phút III.4 Ảnh hƣởng lƣợng dƣ thuốc thử PAR dung dịch phức Do dung dịch thuốc thử PAR có màu phải tiến hành kiểm tra ảnh hƣởng lƣợng dƣ thuốc thử PAR đến mật độ quang phức, đƣợc tiến hành nhƣ sau: Chuẩn bị dung dịch PAR có nồng độ định (CPAR = 4.10-5M), nồng độ Zn2+ thay đổi (CZn = 0,4.10-5 – 2.10-5M), lực ion định ( = 0,1), trì pH = đo mật độ quang max = 492 nm dung dịch phức so với nƣớc so với mẫu trắng Kết thu đƣợc ghi bảng 3.3 hình 3.5 Khoá luận tốt nghiệp 33 Dương Thị Oanh – K34C Hoá Trường ĐHSP Hà Nội Khoa hoá học Bảng 3.3: Sự phụ thuộc mật độ quang phức vào lƣợng dƣ thuốc thử CZn 0,2 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 105M Ai 0,082 0,247 0,330 0,410 0,488 0,573 0,648 0,712 0,792 Aj 0,161 0,292 0,389 0,474 0,533 0,612 0,662 0,733 0,793 Ai 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 (1) (2) CZn 105M 0.2 0.4 0.6 0.8 1.2 1.4 1.6 1.8 2.2 ` Hình 3.5: Sự phụ thuộc mật độ quang phức vào lƣợng dƣ thuốc thử, đem so sánh với mẫu trắng nƣớc cất hai lần (1): So với nƣớc cất (2): So với mẫu trắng Với lƣợng dƣ thuốc thử khác mật độ quang phức Zn2+ - PAR tuyến tính nồng độ Zn2+ thay đổi Song với dung dịch so sánh nƣớc cất hai lần mật độ quang lớn so với mẫu trắng Vậy thí nghiệm đo mật độ quang phức sau so với mẫu trắng III.5 Xác định thành phần phức Zn2+ - PAR III.5.1 Phƣơng pháp hệ đồng phân tử gam - Dung dịch nghiên cứu: chuẩn bị dãy dung dịch có tổng nồng độ cố định C C Zn -5 C PAR = 20.10 M Khoá luận tốt nghiệp 34 Dương Thị Oanh – K34C Hoá Trường ĐHSP Hà Nội Khoa hoá học - Hút lần lƣợt vào bình theo thứ tự: 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1; 1,2; 1,4; 1,6; 1,8 ml dung dịch Zn2+ 10-3M Thể tích dung dịch PAR 10-3M lấy ngƣợc lại: 1,8; 1,6; 1,4; 1,2; 1; 0,8; 0,6; 0,4; 0,2ml Thêm 2,5ml dung dịch KCl 1M, điều chỉnh pH = Định mức đến vạch 10ml - Dung dịch so sánh chuẩn bị tƣơng tự nhƣ nhƣng Zn2+ Tiến hành đo mật độ quang máy quang phổ UV – VIS max = 492nm Kết đƣợc thể bảng 3.4 hình 3.6 Bảng 3.4 Số liệu xác định thành phần phức theo phƣơng pháp hệ đồng phân tử gam VPAR.10 M VZn2 C 10-3 M A 0,2 1,8 20.10-5 0,168 0,4 1,6 20.10-5 0,332 0,6 1,4 20.10-5 0,481 0,8 1,2 20.10-5 0,636 1 20.10-5 0,793 1,2 0,8 20.10-5 0,886 1,4 0,6 20.10-5 0,98 1,6 0,4 20.10-5 0,688 1,8 0,2 20.10-5 0,4 Khoá luận tốt nghiệp 35 Dương Thị Oanh – K34C Hoá Trường ĐHSP Hà Nội Khoa hoá học 1.2 0.8 A 0.6 0.4 0.2 1/9 1/4 3/7 2/3 1/1 3/2 7/3 4/1 9/1 CPAR/CZn Hình 3.6 Đồ thị xác định thành phần phức Zn2+ - PAR theo phƣơng pháp hệ đồng phân tử gam Nhìn vào đồ thị ta thấy thành phần phức là: Zn2+ : PAR = : III.5.2 Phƣơng pháp tỉ số mol - Dung dịch nghiên cứu: Có nồng độ kim loại 5.10-5M Hút lần lƣợt vào bình theo thứ tự từ: 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1; 1,2; 1,4; 1,6; 1,8; ml dung dịch PAR 10-3M; 0,5 ml dung dịch Zn2+ 10-3M 2,5 ml dung dịch KCl 1M Điều chỉnh pH = 8, định mức 10ml - Dung dịch so sánh: Đƣợc chuẩn bị nhƣ dung dịch nghiên cứu nhƣng ion kim loại Tiến hành đo mật độ quang dung dịch phức max = 492nm Kết đƣợc ghi bảng 3.5 hình 3.6 Khoá luận tốt nghiệp 36 Dương Thị Oanh – K34C Hoá Trường ĐHSP Hà Nội Khoa hoá học Bảng 3.5 Số liệu xác định thành phần phức phƣơng pháp tỉ số mol CZn /CPAR VPAR.10 M VZn2 0,2 0,5 5/2 0,327 0,4 0,5 5/4 0,398 0,6 0,5 5/6 0,5 0,8 0,5 5/8 0,64 0,5 5/10 0,716 1,2 0,5 5/12 0,793 1,4 0,5 5/14 0,8 1,6 0,5 5/16 0,816 1,8 0,5 5/18 0,828 0,5 5/20 0,839 10 M Ai 0.9 0.8 0.7 0.6 A 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 5/2 5/4 5/6 5/8 5/10 5/12 5/14 5/16 5/18 5/20 C Zn2 / C PAR Hình 3.6 Xác định thành phần phức phƣơng pháp tỉ số mol Khoá luận tốt nghiệp 37 Dương Thị Oanh – K34C Hoá Trường ĐHSP Hà Nội Khoa hoá học Qua thực nghiệm ta xác định đƣợc thành phần phức là: Zn2+ : PAR = 1: ▪ Kết luận: Bằng phƣơng pháp hệ đồng phân tử gam phƣơng pháp tỉ số mol cho tỉ lệ phức Zn2+ - PAR : III.5 Xác định khoảng nồng độ tuân theo định luật Beer Để nghiên cứu khoảng nồng độ tuân theo định luật Beer, khảo sát phụ thuộc mật độ quang phức vào nồng độ phức Các dung dịch đƣợc chuẩn bị với CPAR = C Zn nhƣng với nồng độ khác Đo mật độ quang điều kiện tối ƣu Sự phụ thuộc mật độ quang phức vào nồng độ Zn2+ đƣợc trình bày bảng 3.5 hình 3.7 Bảng 3.5 Sự phụ thuộc mật độ quang phức vào nồng độ Zn2+ ThÝ nghiÖm CZn 105M 0,2 0,083 0,6 0,241 0,8 0,325 1,0 0,400 1,4 0,562 1,8 0,713 2,2 0,891 2,5 1,024 3,0 1,234 10 3,5 1,444 11 4,0 1,547 12 4,5 1,624 Khoá luận tốt nghiệp Ai 38 Dương Thị Oanh – K34C Hoá Trường ĐHSP Hà Nội 2 1.8 1.6 1.4 1.2 0.8 0.6 0.4 0.2 Khoa hoá học Ai 0.5 1.5 2.5 3.5 CZn 105 4.5 Hình 3.7: Đồ thị biểu diễn phụ thuộc mật độ quang vào nồng độ phức Từ kết kết luận: khoảng nồng độ phức Zn2+ - PAR tuân theo định luật Beer 0,2.10-5 – 3,5.10-5.Khi nồng độ lớn xảy tƣợng lệch âm khỏi định luật Beer III.6.Xác định tham số định lƣợng phức III.6.1 Xác định hệ số hấp thụ gam phân tử phức III.6.1.1 Theo phƣơng pháp Komar III.6.1.1.1 Xác định hệ số hấp thụ phân tử thuốc thử PAR Muốn xác định hệ số hấp thụ phân tử phức theo phƣơng pháp Komar phải biết đƣợc hệ số hấp thụ phân tử thuốc thử PAR bƣớc sóng hấp thụ tối ƣu phức Chuẩn bị dung dịch thuốc thử PAR có nồng độ khác nhau, tiến hành đo mật độ quang dung dịch = 492nm Từ kết thu đƣợc bảng 3.6, tính đƣợc hệ số hấp thụ phân tử thuốc thử theo định luật Bouguer – Lambert- Beer: Khoá luận tốt nghiệp A = C.l 39 Dương Thị Oanh – K34C Hoá Trường ĐHSP Hà Nội Trong đó: Khoa hoá học : hệ số hấp thụ phân tử PAR C: nồng độ dung dịch PAR (mol/l) l: chiều dày cuvet (cm) Bảng 3.6.Kết tính PAR theo định luật Bouguer – Lambert- Beer: Với l =1,001 cm; pH= 8; = 492 nm Thí nghiệm CPAR.105M Ai 103 1,6 0,047 2,956 2,0 0,059 2,953 2,4 0,070 2,941 3,2 0,094 2,958 4,0 0,117 2,945 Xử lý số liệu bảng 3.6 thu đƣợc kết nhƣ sau: PAR=(2,95 0,01).103 III.6.1.1.2 Tính hệ số hấp thụ phân tử phức theo phƣơng pháp Komar Để xác định hệ số hấp thụ phân tử phức Zn(R)22- theo phƣơng pháp Komar, chuẩn bị dung dịch phức có nồng độ CPAR= CZn Sau đo mật độ quang dung dịch phức tính hệ số hấp thụ phân tử phức theo phƣơng pháp Komar, theo công thức: n.( Ai - B Ak) = l.Ci(n - B) với q = 2; PAR B = Ai q.l PAR Ci Ak q.l .C k q = 2,95.103; n = Ci/Ck Từ tính hệ số hấp thụ phân tử phức, kết đƣợc trình bày bảng 3.7: Khoá luận tốt nghiệp 40 Dương Thị Oanh – K34C Hoá Trường ĐHSP Hà Nội Khoa hoá học Bảng 3.7: Kết xác định phức Zn2+ - PAR phƣơng pháp Komar Cặp 5 C Zn 10 M A Ci = 0,4 Ai =0,164 Ck = 0,6 Ak=0,248 Ci = 0,6 Ai=0,248 Ck = 0,8 Ak=0,328 Ci = 0,8 Ai=0,328 Ck = Ak=0,409 Ci = 1,0 Ai=0,409 Ck = 1,2 Ak=0,489 Ck = 1,2 Ak=0,489 Ci = 1,4 Ai=0,572 P.10 N B 0,667 0,871 4,251 0,750 0,911 4,064 0,800 0,928 4,100 0,857 0,943 4,102 0,833 0,949 4,178 Xử lý số liệu bảng 3.7 thu đƣợc kết nhƣ sau: phức=(4,13 0,04).104 III.6.1.2 Theo phƣơng pháp thực nghiệm Theo định luật Bouguer – Lambert- Beer, ta có: A = C.l Trong đó: : hệ số hấp thụ phân tử PAR C: nồng độ dung dịch PAR (mol/l) l: chiều dày cuvet (cm) Khoá luận tốt nghiệp 41 Dương Thị Oanh – K34C Hoá Trường ĐHSP Hà Nội Khoa hoá học Bảng 3.8 Kết tính hệ số hấp thụ phân tử theo phƣơng pháp thực nghiệm STT Ci.105 0,2 0,083 4,15 0,6 0,248 4,13 0,8 0,328 4,1 1,2 0,489 4,075 1,4 0,572 4,09 1,8 0,713 3,96 2,2 0,891 4,05 2,5 1,024 4,1 3,0 1,234 4,12 10 3,5 1,444 4,13 Ai P 104 Phƣơng trình đƣờng chuẩn có dạng: Ai = a + b.Ci Ci2 a n b n Ai Ci Ai Ci2 Ci Ai Ci n Ci2 Ai Ci Ci Ci = - 0,01 = 4,13.104 Từ khoảng nồng độ tuân theo định luật Beer, tiến hành xử lý đƣờng chuẩn phƣơng pháp thống kê thu đƣợc đƣờng chuẩn có dạng: Ai = 4,13.104.Ci – 0,01 Theo phƣơng trình đƣờng chuẩn, ta xác định đƣợc hệ số hấp thụ phân tử gam phức Zn2+ - PAR 4,128.104 Sau xử lý thống kê, kết xác định theo phƣơng pháp đƣờng chuẩn phù hợp với kết xác định phƣơng pháp Komar Khoá luận tốt nghiệp 42 Dương Thị Oanh – K34C Hoá Trường ĐHSP Hà Nội Khoa hoá học III.6.2 Xác định số bền phức Zn2+ - PAR Theo phƣơng pháp Korma số bền phức Zn2+ - PAR: β = K cb q K HR Trong đó: KHR = 10-11,9 (hằng số phân li thuốc thử PAR); q = 2; h = 10-8 = MeRq h q M HR PAR = MR q xi h q = (Ci xi ) (Ci xi ).q q với = Ai q.l HR C i q HR l MRq l 2,95.103 (l.mol-1.cm-1) : Hệ số hấp thụ phân tử gam phức Zn2+ - PAR Ci : Nồng độ Zn2+ Bảng 3.9.Kết tính Kcb lg Cặp C Zn 105M A 2 Ci = 0,4 Ai =0,164 Ck = 0,6 Ak=0,248 Ci = 0,6 Ai=0,248 Ck = 0,8 Ak=0,328 Ci = 0,8 Ai=0,328 Ck = Ak=0,409 Ci = 1,0 Ai=0,409 Ck = 1,2 Ak=0,489 Ck = 1,2 Ak=0,489 Ci = 1,4 phức Zn2+ pH = P.10 x.106 Kcb Lg 4,251 3,397 2,54 24,2 4,064 5,996 3,794 24,379 4,100 7,932 6,3 24,59 4,102 9,965 6,245 24,59 4,178 11,65 3,16 24,3 Ai=0,572 Xử lý số liệu bảng 3.9 thu đƣợc kết nhƣ sau: lg = 24,412 Khoá luận tốt nghiệp 43 0,178 Dương Thị Oanh – K34C Hoá Trường ĐHSP Hà Nội Khoa hoá học KẾT LUẬN Từ kết nghiên cứu, thực nghiệm rút kết luận sau: Có tạo phức Zn2+ thuốc thử PAR, phức bền ổn định Đã xác định đƣợc điều kiện tối ƣu cho tạo phức xác định đƣợc tham số định lƣợng phức hệ Zn2+-PAR: Các điều kiện tối ƣu để tạo phức: ttƣ = 30 phút, pHtƣ = 8, tƣ =492nm Bằng hai phƣơng pháp độc lập: phƣơng pháp tỷ số mol, phƣơng pháp hệ đồng phân tử, xác định đƣợc thành phần phức: Zn2+ - PAR = 1: Khoảng nồng độ phức tuân theo định luật Beer là: 0,2.10 -5 - 3,5.10-5M Xác định tham số định lƣợng phức Zn2+-PAR theo phƣơng pháp Komar: phức = (4,13 0,04).104, lg = 24,412 0,178 Kết xác định hệ số hấp thụ phân tử theo phƣơng pháp Komar phù hợp với phƣơng pháp đƣờng chuẩn Khoá luận tốt nghiệp 44 Dương Thị Oanh – K34C Hoá Trường ĐHSP Hà Nội Khoa hoá học TÀI LIỆU THAM KHẢO I TÀI LIỆU TIẾNG VIỆT F COTTON – GWILKINSON – Cơ sở hoá học vô cơ, 1976 Tập II, NXBĐH THCN, 1984 Nguyễn Tinh Dung – Hoá học phân tích, phần III - Các phƣơng pháp định lƣợng hoá học , NXBGD, 2000 DOEFFFL – Thống kê hoá học phân tích, NXBĐH THCN HN, 1983 Trần Thị Đà, Nguyễn Thế Ngôn – Hoá học vô cơ, tập NXB Giáo dục, Hà Nội, 2000 Hoàng Nhâm – Hoá học vô , tập 3.NXB Giáo dục, Hà Nội, 2000 Nguyễn Đức Vận - Hoá học vô cơ, tập 2: Các kim loại điển hình NXB KH KT Hà Nội, 1999 II TÀI LIỆU TIẾNG ANH Al-Howaiday, ibraheem H; Mohammed, Monzer A – An atomic absỏption spectrophometric method for the determination of amousnt of zinc and iron canned and bottled soft drinks Int.J.Chem.8(1), 31 -36 Chem Abs Vol 128, 294070,1998 Benamor, M.; Belhamel, K.;Draa,M.T.- Usea of xylenol orange and cetyl pyridinium of zinc in pharmaceutical products J.Pharm Biomed.Anal.,23(6), 1033-1038.Chem.Abs.Vol 134, 61671,2001 Ge, Xuanning; Chen, Jiangou;Wang, Songqing – Spectrophotometric determination of microamount zinc with concentration with soluble – meberance filtẻ Fenxi Kexue Xuebao, 14(3), 219-221 Chem Abs Vol 128, 117192,1998 Khoá luận tốt nghiệp 45 Dương Thị Oanh – K34C Hoá Trường ĐHSP Hà Nội Khoa hoá học 10 Chen, Jianrong; Teo, Khay Chuan - Determination of cadimium, copper, lead and zinc in water samples by flame atomic absortion spectrometry after cloud poin etraction Analytica Chimica Acta, 450(1-2), 215- 222 Chem.Abs.Vol 136,188936,2002 11.Hu, Hao; Yuan, Yong - Spectrophotometric determination of zinc with 2,3,7- trihydroxyl -9 -dibromohydroxylphenylfluorone Yankuang Céhi, 17(2), 159-160 Chem.Abs.Vol 129,89577,1998 12 Joseph, Abraham; Narayana, B – complexometric determination of zinc (II) using 2,2’ – bipyridyl as selective masking agent Mikrochim Acta, 134 (1-2), 33-35 Chem.Abs.Vol 133,129242,2000 13 Korn, Maria das Gracas Andrade; Ferreira, Adriana Costa; Teixeira, Leonardo Sena Gomes; Costa, Antonio Celso Spinola- Spectrophotometric determination of zinc using 7-(4- nitrophenylazo) – 8hydroxylquinoline- 5- sunfonic acid J Braz Chem Soc.,10(1), 46 -50 Chem Abs Vol 131, 67331, 2000 14 Liang, Xiuli; Wang, Aiping; Liu, Lijun; Wang, Qinghai- Determination of industrial zinc sulfide content by oxidation-reduction titration Huaxue Fenxi Jiliang, 10(6), 6-7 Chem Abs Vol 136, 177157, 2002 15 Reng, Yiyeng- Rapid determination of zinc in manganeses brass Lihua Jianyan, Huaxue Fence, 35 (7), 328-330.Chem Abs Vol 131, 266247, 2000 16 Saran, R; Baishya, N.K - Spectrophotometric determination of submicrogram amount of zinc with 5-(2- carbomethoxyphenyl) azo- 8quinolino in the anionic micellar of sodium dodecylsulface J Indian Chem Soc., 76(8), 416-417.Chem Abs Vol 131, 193428, 2000 Khoá luận tốt nghiệp 46 Dương Thị Oanh – K34C Hoá Trường ĐHSP Hà Nội Khoa hoá học 17 Shao, Qian; Ge, Shengsong; Chen, Liping – DW spectrophotometric determination of micro zinc by standard ađition method Lihua Jianyan, Huaxue Fence, 34(10), 451- 454.Chem Abs Vol 130, 89743, 2000 18 Tang, Bing; Zhu, Youchun - Cotinuous determination of Fe2+, Fe3+, and Zn2+ by oxidation-reduction complexonmetric titration Zhongguo Jishui Paishui, 17(4), 51-61.Chem Abs Vol 135, 235492, 2001 19 Winkler, Wanda; Arenhoven – Pacula, Agata - Spectrophotometric determination of zinc with phenylfluorone in the presence of Triton X100 and cetylpyridinium choloride Chem Anal.,44(4), 725-730 Chem Abs Vol 131, 161727, 2000 20 Yang, Yuedong –Chitosan colum preconcentration of trace Ni, Zn and Cu in seawater and determination by ion – pair HPLC Yejin Fenxi, 18(2), 13.Chem Abs Vol 130, 7171, 2000 21 Zhang, Zhijun; Zhu, Shunping; Xu, Jinghua; Wang, Wuzhen; Ou, Zepei; Liang, Runqiu – Study on FIA –photometric titration of zinc in zinc purifying solution Lihua Jianyan, Huaxue Fence, 34(6), 266-267 Chem Abs Vol 129, 325413, 1998 22 Zhao, Shulin; Chen, Meiji; Meng, Lizhen; Li, Xueyun; wei, xuihuaSimultaneous determination of Cu and Zn by K- factor dual –wavelength standart addtion method Guangxi Shifapj Daxue Xuebao, Ziran Kexueba, 17(1), 63-68 Chem Abs Vol 131, 294815, 2000 23 Zhong, Chao- hong; Liang, Yi- Chang; Zheng, Meng – yun; Zhu, Guang – yi; Tang, Wei- xue-Successive determination of Pb, Zn and Fe in lead concentrate Fenxi, Shiyanshi, 18(6), 88-89 Chem Abs Vol 132, 131399, 2000 Khoá luận tốt nghiệp 47 Dương Thị Oanh – K34C Hoá [...]... - PAR (2) : Phức Zn2+ - PAR (1) : Thuốc thử PAR Kết quả cho thấy ở pH =8 có sự hình thành phức giũa ion Zn2+ với PAR Phổ hấp thụ của phức có max=80 max = 49 2 nm, hiệu max của phức và thuốc thử Điều này cho thấy thuốc thử PAR có thể sử dụng để nghiên cứu sự tạo phức với Zn2+ Các phép đo mật độ quang của phức sau này đƣợc thực hiện ở bƣớc sóng = 49 2 nm III.2 Nghiên cứu ảnh hƣởng của pH đến sự tạo phức. .. quang bằng máy quang phổ UV – VIS III.1.1 Chụp phổ của thuốc thử PAR Hút 1,5ml dung dịch PAR 10-3M, 2,5ml dung dịch KCl 1M, điều chỉnh pH = 8, định mức 10ml Đo mật độ quang bằng máy quang phổ UV – VIS Kết quả đƣợc thể hiện ở hình 3.1 A 1.1 1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0 .4 0.3 0.2 0.1 0 310 325 340 355 370 385 40 0 41 5 43 0 44 5 46 0 47 5 49 0 505 520 Hình 3.1 Phổ hấp thụ của dung dịch PAR III.1.2 Chụp phổ của phức. .. dụng với dung dịch axit: + Axit không có tính oxi hoá: HCl, H2SO4 2Zn + H2SO4 đặc nóng H3O+ + 2H2O [Zn(H2O )4 ]2+ + H2 Zn + H3PO4 đặc ZnHPO4 + H2 + Axit có tính oxi hoá mạnh: HNO3, H2SO4 đặc Zn + 2H2SO4 đặc nóng ZnSO4 + SO2 + H2O 4Zn + 5H2SO4 đặc nguội 4ZnSO4 + H2S + 4H2O 4Zn + 10HNO3 loãng, nóng 4Zn(NO3)2 + N2O + 5H2O Ngoài ra, Zn còn khử đƣợc NO3- trong NH3: 4Zn + NO3- + 7OH- + 6H2O 4[ Zn(OH )4] 2-... cao hơn phức đơn phối tử tƣơng ứng pH tối ƣu của sự tạo phức đa phối tử chuyển về vùng thấp hơn, điều này sẽ có tác dụng làm nâng cao độ nhạy, độ chọn lọc của việc xác định các nguyên tố này I.3.Các bƣớc nghiên cứu một phức màu theo phƣơng pháp trắc quang [1] [2] [3] Để nghiên cứu một phức màu theo phƣơng pháp trắc quang ta thực hiện các bƣớc sau: Khoá luận tốt nghiệp 19 Dương Thị Oanh – K34C Hoá Trường... 105M Ai 0,082 0, 247 0,330 0 ,41 0 0 ,48 8 0,573 0, 648 0,712 0,792 Aj 0,161 0,292 0,389 0 ,47 4 0,533 0,612 0,662 0,733 0,793 Ai 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0 .4 0.3 0.2 0.1 0 (1) (2) CZn 2 105M 0 0.2 0 .4 0.6 0.8 1 1.2 1 .4 1.6 1.8 2 2.2 ` Hình 3.5: Sự phụ thuộc mật độ quang của phức vào lƣợng dƣ thuốc thử, khi đem so sánh với mẫu trắng và nƣớc cất hai lần (1): So với nƣớc cất (2) : So với mẫu trắng Với lƣợng dƣ thuốc... dƣ thuốc thử khác nhau mật độ quang của phức Zn2+ - PAR vẫn tuyến tính khi nồng độ của Zn2+ thay đổi Song với dung dịch so sánh là nƣớc cất hai lần thì mật độ quang lớn hơn khi so với mẫu trắng Vậy các thí nghiệm đo mật độ quang của phức sau này đều so với mẫu trắng III.5 Xác định thành phần của phức Zn2+ - PAR III.5.1 Phƣơng pháp hệ đồng phân tử gam - Dung dịch nghiên cứu: chuẩn bị một dãy dung dịch... dịch H2SO4 loãng, hoặc nung ZnS trong không khí Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2 ZnS + 2O2 → ZnSO4 I.1.3 Một số phƣơng pháp xác định kẽm: I.1.3.1 Phƣơng pháp chuẩn độ trắc quang: Phƣơng pháp chuẩn độ trắc quang là phƣơng pháp khá phổ biến để xác định Zn (II) Khoá luận tốt nghiệp 14 Dương Thị Oanh – K34C Hoá Trường ĐHSP Hà Nội 2 Khoa hoá học Phƣơng pháp chuẩn độ trắc quang xác định Zn(II) thƣờng dùng EDTA với chỉ... hấp thụ cực đại max = 565nm Phức Zn2+ - 5 -(2 - cacbometoxylphenyl)azo – 8 – quinolinol [16] trong môi trƣờng mixen của natri dodexylsunfat ở pH = 4 - 4, 8 Phức có màu đỏ da cam, bền trong khoảng 4 giờ, khoảng tuân theo định luật Bia 0 – 0 ,42 mg Zn2+/ ml, bƣớc sóng hấp thụ cực đại max = 48 8nm, hệ số hấp thụ mol phân tử 4, 14. 1 04 l.mol-1 cm-1 * Xilen da cam (XDC) Kẽm tạo phức với XDC trong môi trƣờng có... là pH tối ƣu cho quá trình tạo phức) , lực ion đựoc giữ hằng định bằng muối trơ Sau đó chụp phổ hấp thụ electron (từ 250nm – 800nm) của thuốc thử và phức Thƣờng thì phổ của phức chuyển về vùng sóng dài hơn so với phổ của thuốc thử Nếu có sự tăng hay giảm mật độ quang đáng kể tại bƣớc sóng max thuocthu thì kết luận có hiện tƣợng tạo phức I.3.2 .Nghiên cứu các điều kiện tạo phức tối ƣu Tìm các giá trị... 0,779 0, 74 0,61 0 ,47 3 Dương Thị Oanh – K34C Hoá Trường ĐHSP Hà Nội 2 0.9 0.8 0.7 0.6 A 0.5 0 .4 0.3 0.2 0.1 0 5 6 Khoa hoá học 7 7.5 8 8.5 9 pH 10 11 Hình 3.3 Sự phụ thuộc của mật độ quang A vào pH của phức Zn2+ - PAR Qua bảng 3.1 và hình 3.3 ta thấy khoảng pH tối ƣu của sự tạo phức là từ 7,5 8,5 và đạt cực đại ở pH = 8 Vì vậy các phép đo sau này đƣợc duy trì ở pH = 8 III.3 Nghiên cứu ảnh hƣởng của thời ... phƣơng pháp thực nghiệm STT Ci.105 0,2 0,083 4, 15 0,6 0, 248 4, 13 0,8 0,328 4, 1 1,2 0 ,48 9 4, 075 1 ,4 0,572 4, 09 1,8 0,713 3,96 2,2 0,891 4, 05 2,5 1,0 24 4,1 3,0 1,2 34 4,12 10 3,5 1 ,44 4 4, 13 Ai P 1 04. .. phần phức: Zn2+ - PAR = 1: Khoảng nồng độ phức tuân theo định luật Beer là: 0,2.10 -5 - 3,5.1 0-5 M Xác định tham số định lƣợng phức Zn2 +- PAR theo phƣơng pháp Komar: phức = (4, 13 0, 04) .1 04, lg = 24, 412... 0 .4 0.3 0.2 0.1 310 325 340 355 370 385 40 0 41 5 43 0 44 5 46 0 47 5 49 0 505 520 Hình 3.1 Phổ hấp thụ dung dịch PAR III.1.2 Chụp phổ phức Zn2+ - PAR Hút 1,5ml dung dịch PAR 1 0-3 M; 0,5ml dung dịch Zn2+;