Giáo trình về phân tích môi trường - Phần 1 - CHƯƠNG 6

Giáo trình về phân tích môi trường - Phần 1 - CHƯƠNG 6. Phức chất là những hợp chất được cấu tạo từ sự kết hợp giữa: - Ion trung tâm thường là ion kim loại mà phụ tần d còn trống (thường thuộc nhóm kim loại chuyển tiếp).
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình về phân tích môi trường - Phần 1 - CHƯƠNG 6 Chöông VI PHÖÔNG PHAÙP CHUAÅN ÑOÄ TAÏO PHÖÙC (COMPLEXON)VI.1. PHÖÙC CHAÁT Phöùc chaát laø nhöõng hôïp chaát ñöôïc caáu taïo töø söï keát hôïp giöõa: - Ion trung taâm thöôøng laø ion kim loaïi maø phuï taàn d coøn troáng (thöôøng thuoäcnhoùm kim loaïi chuyeån tieáp). - Ligand hay phoái töû laø nhöõng phaân töû hay ion cuûa nguyeân toá hay nhoùmnguyeân toá vôùi nguyeân toá coøn ñieän töû töï do n. Ion trung taâm vaø ligand noái vôùi nhau baèng lieân keát coäng hoùa trò hay lieân keátphoái trí. Phöùc chaát coù theå daïng ion hay phaân töû. Moãi hôïp chaát phöùc coù theå goàm moät(goïi laø phöùc ñôn nhaân) hay nhieàu ion kim loaïi trung taâm (goïi laø phöùc ña nhaân) keáthôïp vôùi moät ligand (goïi laø phöùc ñôn caøng) hoaëc nhieàu ligand (phöùc ña caøng).VI.2. NOÄI DUNG CUÛA PHÖÔNG PHAÙP CHUAÅN ÑOÄ TAÏO PHÖÙC Phöông phaùp chuaån ñoä taïo phöùc laø phöông phaùp phaân tích theå tích döïa vaøophaûn öùng taïo phöùc beàn. Phöông phaùp chuaån ñoä döïa treân caùc phaûn öùng töông taùcgiöõa caùc ion xaùc ñònh (ña soá laø ion kim loaïi) vôùi moät soá thuoác thöû höõu cô thuoäc loaïicaùc axit amino policacboxilic. Söï töông taùc naøy taïo thaønh caùc hôïp chaát khoâng tan, ítphaân ly vaø coù thaønh phaàn khoâng ñoåi.Yeâu caàu ñoái vôùi phaûn öùng taïo phöùc duøng trong phaân tích theå tích - Phaûn öùng xaûy ra phaûi coù toác ñoä lôùn vaø hoaøn toaøn. - Phaûn öùng xaûy ra phaûi theo ñuùng heä soá tyû löôïng. - Phaûi coù khaû naêng xaùc ñònh ñöôïc ñieåm töông - Haïn cheá ñeán möùc toái ña caùc quaù trình phuï Trong thöïc teá ngöôøi ta nhaän thaáy raèng: beân caïnh söï taïo phöùc chính (ion kimloaïi vôùi thuoác thöû EDTA chaúng haïn).Thöôøng coù söï keøm theo caùc quaù trình phuïkhaùc nhö: + Söï taïo phöùc hiñroxo cuûa ion kim loaïi. + Söï proton hoùa (quaù trình naøy daãn ñeán söï phaù huyû phöùc). + Söï taïo phöùc phuï (phöùc cuûa ion kim loaïi vôùi phoái töû laï naøo ñoù coù trongdung dòch chuaån ñoä). Vì phaûi thoaû maõn caùc yeâu caàu neâu treân neân chæ coù moät soá phöông phaùp sau.VI.2.1. Phöông Phaùp Thuyû Ngaân Döïa vaøo phaûn öùng taïo phöùc chaát giöõa Hg2+ vôùi caùc anim halogenua, CN-,SCN- v.v..vôùi chæ thò diphenylcacbazit hay diphenylcacbazon trong moâi tröôøng coùpH thích hôïp. 83 Ví duï: Hg2+ + Cl- = HgCl+ K1 = 5,5.106 Hg2+ + HgCl+ = HgCl2 K2 = 3,0.106 HgCl2 + Cl- = HgCl3- K3 = 7 HgCl3- + Cl- = HgCl42- K4 = 10 Hai phaûn öùng sau khoâng coù giaù trò ñònh löôïng vì yeáu maø thöïc teá chæ döïa vaøohai phaûn öùng ñaàuVI.2.2. Phöông Phaùp Xyanua Döïa vaøo söï ñònh phaân dung dòch xyanua baèng dung dòch AgNO3 taïo ra phöùcchaát Ag(CN)2-: 2CN- + Ag+ == Ag(CN)2- Neáu theâm nhieàu Ag+ hôn thì laïi taïo keát tuûa AgCN Ag(CN)2- + Ag+ == AgCN Nhö vaäy ta seõ keát thuùc ñònh phaân khi baét ñaàu thaáy dung dòch vaãn ñuïc keát tuûaAgCN. Coù theå duøng phöông phaùp naøy ñeå ñònh phaân giaùn tieáp moät soá ion kim loaïiñaëc bieät laø Ni2+, Co2+, Cu2+ vaø Zn2+ vì chuùng coù theå taïo ñöôïc vôùi CN- nhöõng phöùcchaát beàn hôn Ag(CN)2- vaø phaûn öùng xaûy ra theo moät quan heä tyû löôïng xaùc ñònh. Víduï neáu cho dö CN- vaøo dung dòch Ni2+ trong amoniac thì toaøn boä Ni2+ seõ ôû daïngphöùc chaát [Ni(CN)4]2- beàn hôn Ag(CN)2- do ñoù coù theå ñònh löôïng thöøa CN- baèngphöông phaùp treân.VI.2.3. Phöông Phaùp Complexon Döïa vaøo phaûn öùng taïo muoái noäi phöùc goïi laø complexonat xaûy ra giöõacomplexon vaø haàu heát caùc ion kim loaïi. Phöông phaùp naøy coù phaïm vi öùng duïngroäng raõi, coù ñoä nhaïy vaø ñoä chính xaùc raát cao, hieän nay noù laø phöông phaùp phoå bieánnhaát.VI.3. PHÖÔNG PHAÙP CHUAÅN ÑOÄ COMPLEXONVI.3.1. Khaùi nieäm veà complexonVI.3.1.1. Ñònh nghóa vaø caáu taïo cuûa complexon Ñoù laø nhöõng axit höõu cô hoaëc laø daãn xuaát cuûa caùc axit höõu cô aminopolycaùcbaxilic. Coù 3 complexon quan troïng thöôøng duøng laø: Complexon I: axit nitrolotriaxetic (NTA), kyù hieäu H3Y coøn goïi laø trilon A (M= 191,1) CH2 - COOH HOOC - CH2 – N CH2 – COOH Complexon II: laø axit etylen diamin tetraaxetic (EDTA) kyù hieäu laø H4Y (M =292,1) 84 HOOC - CH2 CH2 – COOH N–CH2– CH2 – N HOOC - CH2 CH2 – COOHComplexon III (Trilon B): laø muoái dinatri cuûa axit etylen diamin tetraaxetic kyù hieäulaø Na2H2Y, teân kyõ thuaät laø trilon B coù M = 336,2. HOOC - CH2 CH2 – COONa N–CH2–CH2 – N NaOOC - CH2 CH2 – COOH Trong phaân töû complexon ñeàu coù nhieàu nhoùm –COOH coù tính axit neân caùccomplexon laø caùc ña axit. Caùc haèng soá axit KA cuûa chuùng ôû naác ñaàu thöôøng lôùn vaøgaàn baèng nhau neân dung dòch cuûa chuùng coù tính axit maïnh. Coøn caùc KA cuûa caùc naácsau nhoû neân trong dung dòch thöôøng coù pH cao môùi toàn taïi ñöôïc caùc daïng ion hoùacuoái. Ví duï EDTA coù pK1 = 2,0; pK2 = 2,67; pK3 = 6,16 vaø pK4 = 10,26. ÔÛ pH = 2,2toàn taïi daïng H3Y-, pH = 4,3 – H2Y2-, pH = 8,3 – HY3-, pH = 12,4 – Y4-. Trong phaân töû complexon moät soá nhoùm chöùc coù khaû naêng ñoàng thôøi lieân keátvôùi nguyeân töû trung taâm baèng moät soá lieân keát phoái trí. Chuùng ñöôïc taïo thaønh baèngcon ñöôøng thay theá caùc n ...