Nghiên cứu sự tạo phức đơn đa phối tử của một số nguyên tố đất hiếm ( Ce, Sm, Eu, Gd ) với l – phenylalanin và axetyl axeton trong dung dịch bằng phương pháp chuẩn đo độ PH

Nghiên cứu sự tạo phức bằng phương pháp chuẩn độ đo pH để xác định hằng số bền của các dạng phức đơn phối tử và đa phối tử giữa Ce3+, Sm3+, Eu3+, Gd3+ với L-phenylalanine, và acetyl acetonate đã xác định được bằng phương pháp chuẩn độ điện thế trong dung dịch ở (30 ±10C; I = 0,1). Các phức chất theo tỉ lệ 1:2 có dạng LnPhe2+, LnAcAc2+, Ln(AcAc)2 + ; tỉ lệ 1:2:2; 1:2:4 có dạng LnAcAcPhe+ , Ln(AcAc)2Phe – Các phức đa phối tử bền hơn các phức đơn phối tử.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu sự tạo phức đơn đa phối tử của một số nguyên tố đất hiếm ( Ce, Sm, Eu, Gd ) với l – phenylalanin và axetyl axeton trong dung dịch bằng phương pháp chuẩn đo độ PH52(4): 69 - 71Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ4 - 2009NGHIÊN CỨU SỰ TẠO PHỨC ĐƠN, ĐA PHỐI TỬ CỦA MỘT SỐ NGUYÊN TỐ ĐẤTHIẾM (Ce, Sm, Eu, Gd) VỚI L-PHENYLALANIN VÀ AXETYL AXETON TRONG DUNGDỊCH BẰNG PHƢƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ ĐO PHLê Hữu Thiềng - Nguyễn Thị Thu Hương (Trường ĐH Sư phạm - ĐH Thái Nguyên)Tóm tắt:Nghiên cứu sự tạo phức bằng phương pháp chuẩn độ đo pH để xác định hằng số bền của các dạng phứcđơn phối tử và đa phối tử giữa Ce3+, Sm3+, Eu3+, Gd3+ với L-phenylalanine, và acetyl acetonate đã xácđịnh được bằng phương pháp chuẩn độ điện thế trong dung dịch ở (30 ±10C; I = 0,1).Các phức chất theo tỉ lệ 1:2 có dạng LnPhe2+, LnAcAc2+, Ln(AcAc)2+; tỉ lệ 1:2:2; 1:2:4LnAcAcPhe+, Ln(AcAc)2Phe – Các phức đa phối tử bền hơn các phức đơn phối tử.I. Mở đầuTrong tài liệu tham khảo [5], cũng như trongmột số công trình nghiên cứu trước đây của chúngtôi [3,4], các nguyên tố đất hiếm (NTĐH) có khảnăng tạo phức đơn, đa phối tử với một số aminoaxit và axetyl axeton trong dung dịch. Độ bền củacác phức chất tạo thành phụ thuộc đáng kể vào cấutrúc phân tử và cách phối trí của các phối tử vớicác các ion đất hiếm.Trong bài báo này, chúng tôi nghiên cứu sự tạophức đơn, đa phối tử của một số NTĐH (Ce, Sm,Eu, Gd) với L – Phenylalanin (HPhe) và axetylaxeton (HAcAc) trong dung dịch bằng phươngpháp chuẩn độ đo pH.II. Thực nghiệm và thảo luận kết quả1. Hóa chất và thiết bị- Các dung dịch Sm3+, Eu3+, Gd3+ được chuẩn bị từcác oxit đất hiếm tương ứng của hãng WaKo (NhậtBản), độ tinh khiết là 99,99%. Dung dịch Ce3+được chuẩn bị từ muối CeCl3.7H2O có độ tinhkhiết P.A.- Các dung dịch L-Phenylalanin, axetyl axeton tinhkhiết hóa học được xác định lại hằng số phân li ởđiều kiện thí nghiệm (30 ± 10C).- Dung dịch KOH dùng để chuẩn độ được loại bỏion CO32- bằng phương pháp sắc kí trao đổi ion.- Các hóa chất khác trong quá trình thí nghiệm cóđộ tinh khiết P.A.- Máy đo pH meter MD 220 (Anh).- Máy khuấy từ có điều chỉnh nhiệt độ.có dạng2. Nghiên cứu sự tạo phức đơn phối tử của Ce3+,Sm3+, Eu3+, Gd3+ với L-Phenylalanin và axetylaxetonChuẩn độ riêng rẽ 50ml dung dịch HPhe, HAcActrong môi trường axit khi không và có ionLn3+(Ln3+: Ce3+, Sm3+, Eu3+, Gd3+) lấy theo tỉ lệmol Ln3+: HX = 1:2 (HX: HPhe, HAcAc). Với cácnồng độ Ln3+ là 10-3M bằng dung dịch KOH 5.102M ở 30 ± 10C. Lực ion (I) trong các thí nghiệmbằng 0,1.Kết quả chuẩn độ cho thấy trong khoảng a =1÷2 (a là số đương lượng KOH kết hợp với 1 molHPhe hoặc HAcAc) đường cong chuẩn độ khi cóion đất hiếm nằm thấp hẳn xuống so với đườngcong chuẩn độ dung dịch HPhe hoặc HAcAc tựdo. Điều này chứng tỏ đã có sự tạo phức, giảiphóng ion H+ làm giảm pH của hệ. Sự tạo phứcxảy ra tốt trong khoảng pH từ 6÷8.* Với phối tử là L-Phenylalanin phản ứng tạophức xảy ra:Ln3+ + HPhe = LnPhe2+ + H+k012+++LnPhe + HPhe = Ln(Phe)2 + Hk02Vì khi pH = 8, trong hệ bắt đầu xuất hiện kết tủaLn(OH)3 nên chỉ xác định được hằng số bền bậc 1của phức chất (k01).* Với phối tử là axetyl axeton phản ứng tạo phứcxảy ra:Ln3+ + HAcAc = LnAcAc2+ + H+k102+++LnAcAc + HAcAc = Ln(AcAc)2 + H k20Tính toán tương tự như các bài báo [3,4], chúng tôithu được kết quả như bảng 1:1Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ52(4): 69 - 71Bảng 1. Các giá trị pK của L-Phenylalanin và axetylaxeton ở 30 ± 10C, I = 0,1Phối tửpK1pK2pKAL - Phenylalanin2.678.60-Axetyl axeton--9.43Bảng 2. Logarit hằng số bền của Ce3+, Sm3+, Eu3+, Gd3+với L-Phenylalanin và axetyl axeton ở 30 ± 10C, I = 0,1Ln3+Ce3+Sm3+Eu3+Gd3+Lgk014.184.564.714.68Lgk105.445.915.965.94Lgk208.579.679.969.81Kết quả ở bảng 2 cho thấy:Hằng số bền của các phức chất của Ce , Sm ,Eu3+, Gd3+ với HPhe và HAcAc tăng dần từ Ce3+đến Eu3+ hoàn toàn phù hợp quy luật.Hằng số bền của của các phức chất của Gd3+nhỏ hơn của Eu3+ (không theo quy luật) là do Gdcó cấu hình: [Xe] 4f75d16s2. Trạng thái năng lượngứng với cấu hình này là tương đối bền nên khảnăng phản ứng kém hơn.3. Nghiên cứu sự tạo phức đa phối tử của Ce3+,Sm3+, Eu3+, Gd3+ với L-Phenylalanin và Axetylaxeton.Chuẩn độ 50ml dung dịch hỗn hợp HPhe,HAcAc trong môi trường axit khi không và có ionLn3+ (Ln3+: Ce3+, Sm3+, Eu3+, Gd3+) lấy theo các tỉlệ mol Ln3+: HAcAc: HPhe = 1:2:2 và 1:4:2 vớinồng độ Ln3+ là 10-3M bằng dung dịch KOH 5.102M ở 30 ±10C. Lực ion (I) trong các thí nghiệmbằng 0,1.Kết quả chuẩn độ cho thấy trong khoảng a=1÷2 (a là số đương lượng KOH kết hợp với 1 molhỗn hợp HPhe và HAcAc) chứng tỏ đã có sự tạophức xảy ra. Sự tạo phức xảy ra tốt trong khoảngpH từ 7 ÷ 9.* Với tỉ lệ số mol Ln3+: HacAc : HPhe = 1:2:2,phản ứng tạo phức xảy ra như sau:Ln3+ + HPhe = LnPhe2+ + H+k01Ln3+ + HAcAc = LnAcAc2+ +k102++LnAcAc + HPhe =Ln(AcAcPhe) + H+LnAcAck1113+LnPhe2+ + HAcAc = Ln(AcAcPhe)+ + H+k111LnPheÁp ...