TRƯỜNG ĐẠI HỌC su' PHẠM HÀ NỘI 2 KHOA HÓA HỌC

PHẠM THỊ THƠ

NGHIÊN CỨU Sự TẠO PHỨC
CỦA Ni 2+ YỚI MUREXIT (MUR) B ẰNG
PHƯƠNG PHÁP TRẮC QUANG

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
Chuyên ngành: Hóa học phân tích

Người hướng dẫn khoa học ThS.
NGUYỄN THỊ HUYỀN

Hà Nội-2015


LỜI CĂM ƠN
Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới ThS. Nguyễn Thị Huyền đã tận tình chỉ
bảo, hướng dẫn và động viên em trong suốt quá trình thực hiện đề tài khóa luận.
Em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô trung tâm Khoa học & Công nghệ
Trường Đại học sư phạm Hà Nội 2 đã tạo điều kiện thuận lợi cho em trong suốt quá
trình thực hiện đề tài.
Tôi xin gửi lời cảm ơn tới các bạn sinh viên trong cùng nhóm làm khóa luận đã
cùng trao đổi, đóng góp những ý kiến quý báu giúp tôi hoàn thành khóa luận này.
Hà Nội, ngày 08 thảng 5 năm 2015 Sinh viên
Phạm Thị Thơ


MỤC LỤC

MỤC LỤC BẢNG

MỤC LỤC HÌNH
Hình 1: Đồ thị xác định thành phần của phức theo phương pháp tỉ số mol. ..14 Hình
2: Đồ thị xác định thành phần phức theo phương pháp hệ đồng phân tử
16


MỞ ĐÀU
Niken có nhiều trong nước thải mạ điện, quặng, họp kim... và có nhiều ứng
dụng quan trọng đối với con người cũng như nhiều lĩnh vực kinh tế, môi trường, khoa
học, kỹ thuật, vũ trụ, sản xuất gốm sứ...
Niken dùng để sản xuất thép đặc biệt có tính chất ưu việt, độ bền cơ học cao,
chịu mài mòn, chịu nhiệt, bền với hóa chất, có từ tính... Một lượng lớn Ni được dùng
để mạ, sản xuất ắc quy kiềm.Ngoài ra Ni còn dùng làm chất xúc tác cho nhiều phản
ứng hóa học.Các loại thép niken và hợp kim niken bền nhiệt đóng vai trò quan trọng
trong ngành chế tạo máy bay và kỹ thuật vũ trụ. Các dụng cụ phẫu thuật, chi tiết của
các thiết bị hóa học, đồ dùng gia đình đã được sản xuất bằng thép crom - niken không
gỉ. Niken còn làm một nhiệm vụ quan trọng là tham gia vào việc chế tạo các hợp kim
đa dạng với các kim loại khác.
Đe xác định Niken người ta sử dụng nhiều phương pháp như trắc quang xúc tác,
chiết trắc quang, cực phổ, điện thế, sắc kí... đồng thời kết hợp các biện pháp tăng độ
chọn lọc, độ chính xác, độ nhạy.Với nồng độ niken vào khoảng 10 '5 M thì việc xác
định niken bằng phương pháp trắc quang là phương pháp tương đối dễ thực hiện, rẻ
tiền, cho độ chính xác cao.
Murexit là thuốc thử hữu cơ được dùng trong phép chuẩn độ complexon. Nó có
khả năng tạo phức tốt với nhiều cation kim loại như: Ni 2+, Cu2+, Zn2+, Cd2+, Ca2+... do
đó một ứng dụng quan trọng của Murexit là làm thuốc thử trong phép phân tích trắc
quang.
Xác định từng nguyên tố trong kim loại nặng là vấn đề cần tập trung nghiên cứu

nhiều. Một trong những hướng giải quyết tốt nhiệm vụ này là sử dụng phức chất. Nó
giúp ta phát hiện ra ion kim loại khi chúng tồn tại ở nồng độ nhỏ. Chính vì vậy, trong
khóa luận này tôi chọn đề tài: Nghiên cún sự tạo phức của Ni(II) vói Murexit bằng
phương pháp trắc quang.

4


Đe tiến hành đề tài, tôi nghiên cứu sự tạo phức của Ni(II) với thuốc thử Murexit
trong dung dịch nước, nhằm xác định: bước sóng tối ưu(^tư) của phức Ni(II)-MUR,
các yếu tố ảnh hưởng đến sự tạo phức (pH, các ion cản trở), khảo sát khoảng nồng độ
tuân theo định luật Beer, xác định thành phần và hệ số hấp thụ phân tử (s) của phức
Ni(II)-MUR.
Đe tài này chỉ nghiên cứu sự tạo phức của Ni(II) với
thuốc thử Murexit nhưng nó là rất cần thiết để xác định
Ni(II) và có thể nghiên cún tương tự với các nguyên tố
khác, giúp chúng ta có cơ hội tiếp cận với những phương
pháp hóa lý hiện đại.
CHƯƠNG 1. TỐNG QUAN
1.1.Niken
1.1.1.

Giói thiệu chung về Niken

Ngay từ đầu thế kỷ XIX, niken đã được coi là một kim loại quý. Việc khai thác
niken gặp những khó khăn lớn, và số niken ít ỏi sản xuất được đã lọt vào tay những
người thợ kim hoàn tân thời.
Con người đã biết đến niken từ nhiều thế kỷ truớc. Chẳng hạn, ngay từ thế kỷ
thứ II trước công nguyên, người Trung Hoa cổ đại đã nấu luyện được thứ họp kim của
niken với đồng và kẽm, gọi là “bạch đồng”, được nhiều nước ưa chuộng: Nó cũng

từng lọt đến Bactria - một quốc gia nằm ở địa phận các nước cộng hòa trung Á thuộc
Liên Xô ngày nay. Người Bactria đã dùng hợp kim này đế đúc tiền. Một đồng tiền
như vậy phát hành từ năm 235 trước công nguyên hiện đang được cất giữ tại viện bảo
tàng Anh quốc ở London.Khoáng vật Cupheniken (NiAs) đã được nhà khoáng vật
học Thụy Điển Hieene biết đến năm 1694. Năm 1726 nhà hóa học Đức I.Link đã
nghiên cún loại khoáng vật này nhưng ông cho là quặng Coban lẫn Cu. Mãi đến năm
1751, nhà hóa học kiêm luyện kim người Thụy Điển tên là Acxen Frederic Cronxtet
(Axel Frederic Cronseted) đã khám phá ra nó trong khoáng vật “cupfe niken”. Mãi
đến năm 1775, người đồng hương của ông là Torben Berman (Tobem Bergman) đã

5


công bố những kết quả nghiên cứu của mình, trong đó tác giả đã chứng minh một
cách chắc chắn rằng, niken không phải là hỗn hợp của vài nguyên tố như nhũng người
chống đối đã khắng định, mà nó là một kim loại độc lập. Đen đầu thế kỉ 19 nhà hóa
học J.Richtev mới nghiên cứu kĩ hơn tính chất của kim loại này.Năm 1804, ông đã
tách được niken rất tinh khiết, nhưng để đạt điều đó, ông đã phải cho niken sunfat kết
tinh lại 32 lần. Phải chờ hơn nửa thế kỷ nữa, trong cuốn “Cơ sở của hóa học” xuất bản
năm 1869 ở Petecbua, nhà tiên tri vĩ đại Đ. I. Menđelêep mới có thể khẳng định:
“Nếu như sau này phát hiện ra các mỏ niken giàu có, thì kim loại này nhất định sẽ
được sử dụng rộng rãi trong thực tiễn cả ở trạng thái tinh khiết lẫn ở dạng các hợp
kim”.
Cũng trong khoảng những năm đó, người ta còn phát hiện được một tính chất
quan trọng nữa của kim loại này: nó làm cho chất lượng của thép được nâng lên.
Cho đến nay người ta đã biết được 3000 họp kim có chứa Ni. Ưu điểm

CỦA

hợp


kim Ni là chịu được NƯỚC mặn và nhiệt độ đến 1000°c.
Trong bảng tuần hoàn của Mendeleev, Ni là nguyên tố d thuộc nhóm VIII B,
chu kì 4.
STT: 28
Khối lượng nguyên tử: 58,71
Cấu hình e hóa trị: 3d84s2 Bán
kính nguyên tử (A0): 1,24 BÁN
KÍNH ION

M2+ (A0): 0,74

Năng lượng ion hóa (eV): I| = 7,5; h = 16,4; I3 = 35,16 Thế
điện cực chuẩn: £(№2+/№) - -0,23
1.1.2.

Tính chất yật lý

Niken có hai dạng thù hình: Ni a lục phương bền ở <250°c và Ni (3 lập phương
tâm diện bền ở > 250°c. Niken là kim loại có ánh kim, màu trắng bạc, tương đối

6


mềm, dễ dát mỏng, dễ kéo sợi và có từ tính: Ni bị nam châm hút và dưới tác dụng của
dòng điện Ni trở thành nam châm (nguyên nhân của tính từ không phải là chỉ ở
nguyên tử hay ion mà chủ yếu ở mạng lưới tinh thế của chất).
Các hằng số vật lý của Ni:
Nhiệt độ nóng chảy (°C): 1453
Nhiệt độ sôi (°C): 3185

Nhiệt thăng hoa (KJ/mol): 424 Tỉ khối: 8,90 Độ cứng (thang Moxơ): 5 ĐỘ DẪN
ĐIỆN

1.1.3.

(HG=L): 14
Tính chất hóa học

Niken là kim loại có hoạt tính hóa học trung bình, trạng thái oxi hóa đặc trung
nhất của Ni là +2. Ở điều kiện thường nếu không có hơi ẩm, Ni không tác dụng rõ rệt
ngay với những nguyên tố không- kim loại điển hình như O 2, s, CỈ2, Bi'2, vì có màng
oxit bảo vệ. Nhưng khi đun nóng phản ứng xảy ra mãnh liệt, nhất là khi kim loại ở
trạng thái chia nhỏ. Ớ trạng thái chia rất nhỏ Ni là chất tự cháy, nghĩa là Ni có thể
cháy trong không khí ngay ở nhiệt độ thường.
Khi đun nóng trong không khí khô, Ni bắt đầu tác dụng ở trên 500°c tạo

NiO.
Florua của kim loại Ni không bay hơi (vì liên kết có tính chất ion) nên Ni bền
với khí F2 ở nhiệt độ cao. Ở nhiệt độ nóng đỏ, Ni không bị khí F2 phá hủy.
Với N2, Niken tác dụng ở nhiệt độ không cao lắm tạo nên NÌ3 N2 . Ớ nhiệt độ
cao hơn, NÌ3N2 phân hủy nhưng trong kim loại vẫn còn lại một lượng nitơ đáng kế ở
dạng dung dịch 1'ắn.
Ni tác dụng với s khi đun nóng nhẹ tạo nên những họp chất không hợp thức có
thành phần gần với NiS
Ni tác dụng trực tiếp với khí co tạo thành cacbonyl kim loại.

7


Ni bền với nước và kiềm, tan chậm trong các dung dịch axit HC1 và H 2- SO4 ,

tan nhanh trong HNO3 loãng.

1.1.4.

Trạng thái tự nhỉên

Trong tự nhiên khoáng vật quan trọng của Ni là: Nikenin-NiAs; Milerit- NiS;
Penlarit-(FeNi)9S8...và thường lẫn với những khoáng vật của Zn, Cu, Fe.
Các nước giàu quặng Niken là: Cuba, Nga, Indonexia, Canada, Philipin, Australia.
Trong vỏ trái đất, hàm lượng niken chưa đến một phần vạn.
Khác hẳn trái đất, nơi mà chỉ gặp niken cùng với các nguyên tố khác, trên nhiều
thiên thể lại có niken nguyên chất.Niken vũ trụ đã rơi xuống hành tinh chúng ta với số
lượng khá lớn. Theo ước tính của các nhà bác học, mỗi năm, cứ một kilômet vuông
trên đại dương có đến 250 gam niken rơi xuống ở dạng thiên thạch. Tưởng chừng như
vậy cũng không nhiều nhặn gì. Nhưng chính đại dương lại có diện tích rất lớn, nên
lượng niken tích lũy được cũng rất lớn. Những số liệu mới nhất do các vệ tinh nhân
tạo thu thập được đã cho biết rằng, khí quyển trái đất hàng năm thu hút hon một triệu
tấn bụi vũ trụ (ngoài ra, trong thời gian xảy ra các trận “mưa rào” thiên thạch, “lớp
bụi” này tăng lên hàng trăm lần), mà như chúng ta đều biết, hàm lượng niken trong
bụi đó rất cao.
Trong thiên thạch đá có 0,145% Ni (nguyên tử), trong thiên thạch sắt có 8,5%
Ni. Trong nước biển chứa 0,002mg Ni 2+/lit, trong mẫu đá ở mặt trăng có 2.10'4G/LG
mẫu đá...
1.1.5.

Một số họp chất quan trọng của Niken

1.1.5.1.

Niken oxit


NiO là chất rắn dạng tinh thể lập phương kiểu NaCl, màu xanh, được tạo ra khi
nhiệt phân Ni(OH)2, N1CO3, №(N03)2, không tan trong nước, dễ tan trong axit, t0„/c
=1990°c
NiO khi đun nóng dễ bị khử thành kim loại bởi H 2, co, c, Al, Mg...

8


1.1.5.2.

Niken hidroxit

Được điều chế qua phản ứng:
Ni2++ 20H —> Ni(OH)2

9


Ni(OH)2 là chất kết tủa không nhầy màu xanh quả táo, không tan trong nước, có
cấu trúc lớp.
Ni(OH)2 bền với không khí và chỉ biến đổi khi tác dụng với chất oxi hóa mạnh:
2Ni(OH) 2 + Br 2 + 2KOH -> 2Ni(OH) 3 + 'IKBr
Ket tủa Ni(OH)2 tan trong dung dịch NH3 tạo thành phức chất:
2Ni(OH) 2 +6NH Ĩ -+[Ni(NH 1 \](OH) ỉ

1.1.5.3.

Muối Niken


N1CI2: Ket tinh dạng N1CI2.6H2O dễ tan trong nước, rượu có màu hung vàng,
được điều chế trực tiếp từ các đơn chất.
NiS: Màu đen, dễ tan trong các axit vô cơ loãng.

N1 SO4 : Màu vàng chanh, bền với nhiệt, thủy phân ở 84°c dễ hút ẩm, dễ tan
trong nước. Ket tinh từ dung dịch nước dạng N 1SO4.7H2O màu lục bền trong không
khí, có khả năng tác dụng với kim loại kiềm và amoni tạo muối kép.
№(N03)2: Được điều chế bằng cách hòa tan Ni, N1 CO3 trong dung dịch HNO3.
Kết tinh Ni(NƠ3)2.6H20 màu lam ngọc bích. №(N 03)2 dễ chảy rũa trong không khí
ẩm bị phân hủy ở 300°c.
N1CO3: Ket tinh dạng Ni(C03)2.6H20 màu hồng nhạt, được điều chế bằng cách
cho NaHCƠ3tác dụng với N1CI2:

NiCỈ 2 + 2NaHC0 3 -> NiCO ì i +2NaCl + C0 2 T +H 2 0
Ni(CN)2i Ket tủa màu xanh sáng, điều chế bằng cách cho KCN tác dụng với
muối Ni2+, nếu dư KCN tạo phức chất màu vàng K 2[Ni(CN)4]2' chuyển thành màu đỏ
tạo [Ni(CN)6]4+:
K2[Ni(CN)J + 2KCN -> K4[Ni(CN)6]

1


[Nguyễn Tinh Dung, Hóa học phân tích (Phần II)- Các phản úng ion trong
dung dịch nước, trang 109-113].
1.1.6.

ứng dụng của Niken và họp chất của Niken

Khoảng 80% Ni được luyện từ quặng CuS-NiS, ngoài Cu, Ni còn có chứa Co,
Au, Pt...dùng để sản xuất thép đặc biệt có tính chất ưu việt, độ bền cơ học cao, chịu

mài mòn, chịu nhiệt, bền với hóa chất, có từ tính... Một lượng lớn Ni được dùng để
mạ, sản xuất ắc quy kiềm. Ngoài ra Ni còn dùng làm chất xúc tác cho nhiều phản ứng
hóa học.
Năm 1927 M.Raney tìm ra Niken Raney-Niken xốp (cho NaOH tác dụng với
hợp kim Ni-Al), là chất bột màu đen bão hòa H 2 dùng làm xúc tác đặc biệt trong phản
ứng hiđro hóa nhiệt độ thường.
Một số hợp chất của Ni được dùng đế sản xuất các loại tiền thay cho bạc .Ngoài
ra còn được ứng dụng trong kĩ thuật hàng không và vũ trụ.Chẳng hạn, các hợp kim
bền nhiệt nimonic và incomen là họ hàng khá gần gũi của thép không gỉ chứa crom niken, nhung trong đó có rất ít sắt : hầu như niken đã hoàn toàn “đuổi” hết sắt. Nhờ
vậy, các cánh quạt của tuabin khí và các chi tiết quan trọng khác của động cơ máy
bay chế tạo bằng hợp kim này vẫn làm việc rất tốt ngay ở 1000 độ c. Trong số đó
Nititrol (55%Ni + 45%Ti) được dùng làm ăng ten vệ tinh nhân tạo.
Đặc biệt hợp kim 50% Fe+24%Co +14%Ni còn lại là Al, Cu có từ tính mạnh.
Năm 1957 các bác sĩ ở một bệnh viện đã dùng thanh nam châm vĩnh cửu này để kéo
dài một chiếc đinh trong cuống phổi một em bé.
Niken còn làm một nhiệm vụ quan trọng là tham gia vào việc chế tạo các họp
kim đa dạng với các kim loại khác. Ngay từ hồi đầu thế kỷ XIX, “bệnh dịch” đi tìm
họp kim mới có khả năng thay thế bạc để làm bát đĩa và các bộ đồ ăn uống đã lan đến
các nhà luyện kim và các nhà hóa học.
Từ lâu, các nhà bác học đã chú ý đến những khả năng xúc tác của niken. Ngay
từ những năm 90 của thế kỷ trước, các nhà hóa học Pháp là Xabatio (Paul Sabatier)

1
1


và Xenđeren (Saint Derain) đã say mê vấn đề điều chế cái gọi là “mỡ đông cứng” từ
các loại dầu thực vật lỏng. Họ đã xác định được rằng, muốn làm được điều đó thì cần
phải liên kết thêm một lượng hiđro nhất định vào phân tử dầu thực vật. Lúc đầu, họ
chỉ đon giản cho hiđrô “lội” qua chất béo, nhưng chất này lại không chịu tương tác

với chất béo. Rồi họ lại thử pha thêm nhiều chất khác nữa, song đều vô hiệu. Chỉ đến
khi các nhà hóa học dùng bột niken rất mịn làm chất xúc tác thì mới đạt được mục
đích.Chất béo đông cứng điều chế bằng cách đó đã được sử dụng vào việc sản xuất
macgarin.Ngày nay, niken là một trong nhũng “nhà hoạt động” chủ yếu trong hóa học
xúc tác.
Trong số các hợp chất khác của niken, oxit của nó có một ý nghĩa công nghiệp
quan trọng.Chất này được sử dụng để sản xuất ăcquy kiềm sắt - niken mà nhà bác học
danh tiếng người Mỹ là Alva Edison phát minh ra.Loại ăcquy này tuy kém ăcquy chì
về sức điện động, nhưng lại nhẹ hơn, có tuổi thọ cao hơn và sử dụng đơn giản hơn.
NiO: Được dùng làm chất xúc tác, bột màu trong sản xuất thủy tinh và gốm (tạo
màu xanh).
Ni(S04)2: tạo muối kép (NÍỈ4)S04. N1SO4.6H2O màu xanh lục dùng làm chất mạ
niken.
№(N03)2: khi phân hủy ở 300°c tạo thành NÌ2O3 và NiO. NÌ2 O3 là chất bột
màu xám hoặc đen, do đó người ta dùng №(N 03)2 để tạo màu xám trong công nghiệp
đồ gốm.
1.1.7.

Khả năng tạo phức của Ni(II)

Ni(II) có khả năng tạo phức với nhiều chất ứng với số phối trí 4 và 6, tạo phức
kém bền với Cl\ CH3COO, F\ Tạo phức tương đối bền với NH3, oxalate, thioinat,
suníòxalixilat, pirophotphat... Tạo phức bền với CN\ EDTA....
Ni(II) tạo được các hợp chất có nội phức với nhiều thuốc thử hữu cơ như: 1,10phenatrolin, a-a dipiridin, dithizol, natri dithizol dithio cacbonat, PAN, PAR,
dimetylglioxin, nioxin, glixin naphtol, eriocrom đen T, Eriocrom đỏ B, murexit... có
màu đặc trung được dùng để xác định định tính và định lượng Ni 2+. Cụ thể là:

1
2



Phương pháp phân tích trọng lượng xác định Ni 2+ sử dụng thuốc thử hữu cơ như
axantranilin, dimetyl glioxin, 8-hidroxiquinolin...
Phương pháp đo màu sử dụng thuốc thửdietyldithio cacbonat natri, PAN,
dithizol, xilen da cam...
Một số phức chất của Ni(II) với thuốc thử hữu cơ đã được nghiên cứu bao gồm:
Phức đơn ligan, đa ligan và cả phức hỗn hợp được tổng kết ở bảng sau:
Phức dạng
(nm)
8.10-4
Ni(II)-Dithizonat

pH

3,4

Ni(II)-Alizarin

500

Ni(II)-Crom tím

14,9

PAR-Ni(II)

12,8(1:2)

Ni(II)-PAN


12,7(1:1)

[Ni(II)(phen)]BH

6,5

12,6(1:2)

(Dm
etylaxetat)
5
(Dm clorofom)
436

Ni(II)-Dietyl dithio cacbominat

3,9

Ni(II)-xilen da cam

0^6

La-Ni-Aliazin xanh da trời

550

Ni(II)-dimetyl glioxin

445


1,6

(Phen : Phenoltronilat, BH : Bengal hồng B)
Người ta cũng đã xác định trắc quang Ni trong phức dạng NiLaR .2 (Ralizarin),
Ni-dithizo-phenatrolin. Ngoài ra Ni(II) có khả năng tạo phức DẠNG: (NiR^EDTA.
Các phương pháp khác dùng để xác định Ni(II) là: phương pháp chuẩn độ phức,
phương pháp cực phổ, phương pháp điện hóa...

1
3


Đối với thuốc thử murexit, Ni tạo phức màu đỏ vàng (tùy theo nồng độ) rất rõ
rệt, tuy nhiên phức này ít được nghiên CÚ 01 bằng phương pháp trắc quang. Trong khi
đó phép đo điện lượng và phương pháp cực phổ được sử dụng nghiên cứu phức
Ni(II)-MUR trong dung dịch đệm photphat 0,1M ở pH =6 bằng phương pháp đo điện
lượng sóng vuông, phương pháp đo điện lượng tuần hoàn.. .quá trình tạo phức là
không thuận nghịch.
Sử dụng các phương pháp trên người ta xác định được Ni(II) trong bề mạ, chất
lỏng acquy, ferit, hợp kim với Niobi, evom, trong chất điện phân Niken...
Tóm lại, qua những vấn đề nếu trên tôi thấy rằng Ni(II) có khả năng tạo phức
với nhiều thuốc thử hũu cơ nói chung và murexit nói riêng, được xác định bằng nhiều
phương pháp khác nhau. Nhưng các thông số định lượng về phức của Ni(II)-MƯR
như thành phần, hệ số hấp thụ mol phân tử, Xmax, £, p...chưa được xác định một
cách đầy đủ bằng phương pháp trắc quang- phương pháp phổ biến trong các phòng thí
nghiệm ở nước ta.
[Nguyễn Tinh Dung, Hóa học phân tích (Phần II)-Các phản ứng ion trong
dung dịch nước, trang 109-113].
[Wikipedia .Niken. />1.2.Thuốc thử Murexit
1.2.1.


Cấu tạo và tính chất của Murexit

Công thức phân tử: C8H4O6H5.NH4

1
4


Công thức cấu tạo:

Murexit (MUR) có tên gọi là
amino purpurate,

amino axit purpurate. Khối lượng

phân tử : M=284,19

(đv.C)

MƯR là tinh thể

dạng bột màu đỏ tía, có màu xanh sáng

khi bị ánh sáng chiếu vào.

Nó không bị nóng chảy cũng như không

bị phá vỡ ở nhiệt độ dưới 300°c. Dung dịch với nước có màu đỏ tía, bị phai nhanh.
MUR tan trong nước lạnh và etylen glycol, tan nhiều trong nước nóng và không tan

trong ancol hay ete.
Phương trình phân ly:
H4In^ H3In2- +H+
Đỏ tím

pK2 = 9,2

tím
H3In2 ^ H2In3 +H+

pK3 = 10,9

Ở các pH khác nhau dung dịch MUR có màu khác nhau:
pH<9 : màu đỏ tím pH = 9 -r 11 : màu tím pH> 11 : màu
xanh tím
[Nguyễn Tinh Dung, Hóa học phân tích (phần III)- Các phương pháp định lượng
hóa học, trang 203].
1.2.2.
Khả năng tạo phức của Murexit
Trong dung dịch trung tính hoặc dung dịch kiềm ion
purpurate hình thành phức màu chelate với các ion kim
loại như: Ca2+, Cu2+, Co2+, Ni2+, Zn2+, Ag+...

\

0.

HN —ị

y—NH


0

M là ion kim loại.

■
0

NH4+

1
5


Màu của phức phụ thuộc vào pH

của dung dịch và bản chất ion kim loại.

Phức Ca2+ - MƯR , Ag+ - MUR :

màu đỏ

Phức Cu2+ - MƯR , Co2+ - MUR

, Ni2+ - MƯR ,

Zn2+ - MƯR

:


màu vàng.
1.2.3.

ứng dụng của Murexit

Murexit được dùng làm chỉ thị kim loại trong chuẩn độ EDTA:
Người ta chuẩn độ Ca2+ bằng EDTA, dùng MUR làm chỉ thị ở pH=12; quá trình
chuẩn độ kết thúc khi màu chuyển từ đỏ của phức Ca - MUR sang màu xanh tím của
chất chỉ thị MUR.
Chuẩn độ trục tiếp Ni2+ bằng EDTA, dùng MUR làm chỉ thị ở pH>10; quá trình
chuẩn độ kết thúc khi màu chuyển hẳn từ màu vàng của phức Ni - MUR sang màu
tím của chất chỉ thị MƯR.
Một ứng dụng quan trọng của Murexit là dùng làm thuốc thử trong phân tích
trắc quang, do có khả năng tạo phức với nhiều cation của các kim loại như: Ca, Zn,
Ni, Co, Cu, La, Tb...Phức Ca(II)-MUR có màu đỏ ở pH= 11,3 với bước sóng cực đại
là 506 nm.
1.3.Các phưong pháp xác định thành phần của phức trong dung dịch
1.3.1.

Phưo’ng pháp tỉ số mol

1
6


Phương pháp tỉ số mol còn được gọi là phương pháp bão hòa, thường được dùng
để xác định thành phần của phức bền hay phức tương đối bền. Bản chất của phương
pháp là xây dựng đồ thị phụ thuộc mật độ quang của phứcvào sự biến đổi nồng độ
của một trong hai cấu tử khi nồng độ của cấu tử kia không đổi.
Giả SỬ có phản ứng tạo phức: mM + nR —> MmRn

Đầu tiên ta chuẩn bị hai dãy dung dịch phức:
Dãy 1: CM = const, CR biến đổi
Dãy 2: CR = const, CM = biến đổi
Ta tiến hành đo mật độ quang của dung dịch phức trong hai dãy trên ở điều kiện
tối ưu. Sau đó xây dựng đồ thị phụ thuộc của mật độ quang vào tỉ số CIV[/CHOẶC
CR/CM.

Hình 1: Đồ thị xác định thành phần của phức theo phương pháp tỉ số mol.
(1) - phức bền
(2) -phức kém bền
Neu phức bền thì đồ thị thu được là hai đường thẳng cắt nhau (đường 1hình 1 ) tỉ số nồng độ Cm/Cr hoặc Cr/Cm tại điểm cắt chính là hệ số tỉ lượng của
các cấu tử tham gia phản ứng, trong đó Cm là nồng độ kim loại, Cr là nồng độ
thuốc thử. Neu phức kém bền thì đồ thị thu được là một đường cong (đường 2 -

1
7


hình 1 ) đế các định thành phần ta vẽ hai tiếp tuyến với hai nhánh của đường cong
cho cắt nhau. Điểm cắt nhau tương ứng với tỉ số mol trong phản ứng tạo phức.
[Nguyễn Tinh Dung, Hồ Viết Quý, Các phương pháp phân tích lý hóa, trang 6870].
1.3.2.

Phương pháp hệ đồng phân tử

Phương pháp hệ đồng phân tử còn được gọi là phương pháp biến đổi liên tục,
dựa trên việc xác định tỉ số nồng độ của các chất tác dụng tương ứng với hiệu suất
cực đại của phức. Giả sử có phản ứng tạo phức:
mM + nR —► MmRn thì một điếm cực trị xác định
được sẽ ứng với nồng độ cực đại có thể có của phức M mRn còn vị trí trục hoành của

nó có liên quan đến cách xác định các hệ số tỉ lượng m và n.
Đe tiến hành phép xác định người ta chuẩn bị dung dịch kim loại là thuốc thử có
nồng độ ban đầu như nhau C°M =C°R, sau đó trộn chúng theocác tỉ lệ khác nhau
nhưng vẫn giữ tổng nồng độ hoặc tổng thể tích không đổi, tức là c = CM+ CR = const
hoặc V = VM + VR = const. Đo mật độ quang của dãy dung dịch trong điều kiện lực
ion, pH hằng định và bước sóng tối ưu. Xây dựng đồ thị phụ thuộc của mật độ quang
vào tỉ số CR/CM hoặc VR/VM hoặc C- R/(CR+CM).

1
8


Hình 2: Đồ thị xác định thành phần phức theo phương pháp hệ đồng phân tử (1)phức bền (2)-phức kém bền (3)-phức rất kém bền Neu phức bền ta thu được đồ thị là
hai đường thẳng cắt nhau (đường 1- hình 2) giao điểm chính là điểm cực đại. Nếu
phức kém bền ta thu được đồ thị là một đường cong (đường 2- hình 2), điểm cực đại
được xác định bằng cách kẻ hai tiếp tuyến vói hai nhánh của đường cong, giao điểm
của hai tiếp tuyến chính là điểm cực đại. Điểm cực đại sẽ ứng với hệ số tỉ lượng của
phản ứng tạo phức.
Phương pháp này chỉ áp dụng trong trường hợp: hệ chỉ tạo một phức bền, các
cấu tử M, R không phân ly, không thủy phân và không tạo các hợp chất polime, kết
quả chính xác cho các phức có tỉ lệ 1:1, 1:2, 1:3. Với phức có tỉ lệ cao hơn cho kết
quả kém tin tưởng.
[Nguyễn Tinh Dung, Hồ Viết Ọuý, Các phương pháp phân tích lý hóa, trang 6166].
1.4.Các phưong pháp xác định hệ số hấp thụ phân tử của phức
1.4.1.

Phưong pháp Komar

1
9



Phương pháp này cho
hệ số hấp thụ phân tử s và hằng

phép các định chính xác
Y

<
? số cân bằng Kcb của phản
+'

ỵ
cb'

£

l-( MRq ~

ứng tạo phức, dựa trên cơ sở

giải phương trìnhcủa hai

ẩn số đối với hai hay nhiều thì

nghiệm. Phương pháp này

đòi hỏi phải biết chính xác dạng của phản ứng hay thành phần của phức được xác
định một cách độc lập.
Giả sử phức được tạo thành theo phương trình phản ứng sau:

Mn++ qHR ^MRq(n'q)+ + qH Kcb (1)
Nồng độ ban đầu c qC

0

0

Nồng độ cân bằng C-x q(C-x) X

h

Trong đó: h = [H+]
Cm = C; CHR = qC [MRq] = x; [M] = C; [HR] = q(C-x)
Tiến hành thí nghiệm với điều kiện ban đầu: nồng độ ban đầu của các
LOẠI VÀ PHỐI TỬ THAY ĐỔI NHƯNG TUÂN THEO TỈ LỆ

ION KIM

CHR = QCM. CÁC ĐIỀU kiện

khác như lực ion, pH, nhiệt độ và bề dày cuvet không đổi. Các thuốc thử HR và phức
MR đều có màu (tức là có khả năng hấp thụ ánh sáng ở bước

SÓNG ĐANG XÉT).

ĐỂ

ĐƠN GIẢN TA KHÔNG GHI ĐIỆN TÍCH.

Gọi 8HR và SMRQ lần lượt là hệ số hấp thụ phân tử của thuốc thử và phức. Với thí

nghiệm thứ 1, theo

K.,. =

định luật tác dụng khối lượng áp dụng cho phản ứng ( 1)

ta có:

MM

X■
=

xrhq
(C,. - x i ) . [ q . ( C ị -X,]"

í , , V'

<7+1

\hj
Theo định luật cơ sở của sự hấp thụ ánh sáng thì:
AA=SHR.1.[HR] + SMRq-l.[MRq]
AA=eHR.l.q(Ci-Xi) + SMRq.Ui

2
0


r


±

q

£

UJ

l-( S MRq ( Ỉ -^H R )~
x

£

MRq-l-Ck

^1

<7
+1

cb'

HR -l-Q-Cj

Chia phương trình (2) cho (3) ta được:
—£
£

MRq 'l'CịAAị

£
MRq-l-Ck ~

HR -i-Ọ'Cj
9+1

£

. HR -1-Q’Ck

Trong đó:

8HR, Ci,

AA;

Ck, AAi, AAk được
.l.q.Cị 9+

Đặt fí = .^■k ^HR-l-QCk

xác định từ thực nghiệm.

1

«.(AA, Ci
- B.AAk
= nCk
£ MRq


(*)

Ỉ.cr(n-B)

Các giá trị

8MRQ

tính được theo (*) là giá trị trung bình từ một số cặp thí nghiệm

ứng với nồng độ của kim loại Ci, Ck thay đổi.
[Nguyễn Tinh Dung, Hồ Viết Ọuý, Các phương pháp phân tích lý hóa, trang 7982].
1.4.2.

Phương pháp đường chuẩn

Phương pháp này xác định hệ số hấp thụ phân tử của phức

SMMRN

khi đã biết

chính xác tỉ lệ thành phần của các cấu tử tham gia tạo phức tức là xác định khoảng
nồng độ tuân theo định luật Buger-Lambert-Beer.
Người ta tiến hành xác định hệ số hấp thụ phân tử của phức theo công A
thức: 8 =
IC

2
1



Cách tiến hành như sau : Đo mật độ quang của dãy dung dịch nghiên cứu theo tỉ
lệ NỒNG độ ion trung tâm và thuốc thử tăng dần, nồng độ ban đầu của các cấu tử bằng
nhau, đo ở pH, thời gian và bước sóng tối iru.

2
2


CHƯƠNG 2. THỤC NGHIỆM

2.1.Hóa chất, dụng cụ và thiết bị nghiên cứu
2.1.1.

Hóa chất

Thuốc thử Murexit loại PA Muối NÌCI2.6H2O loại PA
Muối KNO3 Muối C11SO4.5H2O Muối C0SO4.7H2O
Muối Pb(N03)2
Dung dịch HNO3 , NaOH để điều chỉnh pH Muối
MgCl2.6H20 Nước cất hai lần
2.1.2.

Dụng cụ

Pipet: 0,5ml, 2ml, 5ml, lOml
Bình định mức: 25ml, 50ml, lOOml, 250ml
Đũa thủy tinh, cốc thủy tinh, quả bóp, bình cầu tia
2.1.3.


Thiết bị nghiên cứu.

Cân phân tích chính xác 0,01 mg Máy quang phổ UVVis 2450 Máy pH meter HM-5S Máy cất nước
HAMILTON
2.2.Kỹ thuật thực nghiệm
2.2.1.

Pha hóa chất

DUNG DỊCH NI2+0,1M: Cân chính xác 2,3769g N1CI2.6H2O hòa tan bằng NƯỚC
CẤT HAI LẦN VÀ ĐỊNH MỨC ĐẾN LOOML.

+ Pha dung dịch Ni2+1.10'3M từ dung dịch Ni2+ 0,IM: Hút 1ml dung dịch Ni2+ О,IM
cho vào bình định mức 100ml sau đó định mức bằng nước cất hai lần.
Dung dịch thuốc thử Murexit 0,1M: Cân chính xác 2,8419g MƯR hòa
tan bằng nước cất hai lần và định mức đến lOOml.
+ Pha dung dịch MUR1.10'3M từ dung dịch MUR 0,1M: Hút lml dung dịch MUR
0,1M cho vào bình định mức 100ml sau đó định mức bằng nước cất hai lần.

23


Dung dịch KNO3 IM: Cân chính xác 101,1 g KNO3 hòa tan bằng nước cất hai lần
và định mức đến 1000ml.
Dung dịch C11SO4 1.10'3M: Cân chính xác 0,0624g C11SO4.5H2O hòa TAN BẰNG
NƯỚC CẤT HAI LẦN VÀ ĐỊNH MỨC ĐẾN

250ML.


Dung dịch Co2+1.10‘3M: Cân chính xác 0,14055g C0SO4.7H2O hòa tan bằng nước
cất hai lần và định mức đến 500ml.
Dung dịch MgChl.lO'3M: Cân chính xác 0,0203g MgƠ 2.6H20 hòa tan bằng nước
cất hai lần và định mức đến 250ml.
Dung dịch РЬ(Ж)з)2 0,1M: Cân chính xác 3,3121g Pb(N 03)2 cho vào
MỨC

BÌNH ĐỊNH

100ML RỒI AXIT HÓA BẰNG DUNG DỊCH HNO3 0,0IM CHO TAN HẾT, sau đó định

mức đến vạch, ta được dung dịch Pb2+ ОДМ.
4- Pha 250ml dung dịch Pb2+1.103M từ dung dịch Pb2+ 0,1M: Hút 2,5ml dung dịch

Pb2+ ОДМ cho vào bình định mức 250ml sau đó định mức bằng dung dịch HNO 3 0,0IM.
2.2.2.

Cách tiến hành

Dung dịch Murexit
Dùng pipet hút chính xác một thể tích MUR 10' 3 cho vào cốc, thêm chính xác dung
dịch KNO3 IM, thêm nước cất hai lần. Đặt lên máy đo pH meter, dùng dung dịch HNO3
hoặc NaOH để điều chỉnh pH cần thiết. Chuyển vào bình định mức, thêm nước cất đã

chỉnh pH để tráng điện cực và định mức tới vạch, lắc đều.
Dung dịch phức
Dung dịch phức được chuẩn bị như sau: Hút một lượng chính xác dung dịch Ni 2+
10'3 vào cốc, thêm một lượng dung dịch MUR 10 '3 cần thiết vào cốc, thêm một lượng
dung dịch KNO3 IM để cố định lực ion. Thêm nước cất 2 lần, đưa lên máy đo pH chỉnh
tói pH cần thiết nhờ dung dịch HNO3 hoặc NaOH. Tráng điện cực và định mức đến

vạch bằng nước cất có cùng pH, lắc đều.
Tiến hành đo mật độ quang trên máy quang phổ UV-Vis 2450
để tìm được Xtnax* Từ đó tìm được điều kiện tối ưu cho sự

2
4


3. KÉT
THẢO
LUẬN
tạo phức (bướcCHƯƠNG
sóng tối
ưu,QUẢ
pH VÀ
tối
ưu),
các phép đo sau
được nghiên CÚ11 trong điều kiện tối ưu.
3.1.Nghiên cún các điều kiện tối ưu của sự tạo phức
3.1.1.

Khảo sát phổ hấp thụ của phức Ni2+- MUR

Để xác định bước sóng hấp thụ cực đại của phức Ni(II)-MUR tôi tiến hành như
sau: Lấy lml dung dịch Ni2+ 10'3M; 3ml dung dịch MUR 10'3M; 5ml dung dịch KNƠ3
IM, chỉnh đến pH = 9,5; định mức đến 50ml. Dung dịch so sánh được chuẩn bị như trên
nhưng không có Ni2+.
Sau đó đưa lên máy ƯV-Vis 2450 quét phổ và đo mật độ quang của dung dịch
phức và thuốc thử so với nước cất. Ket quả thu được như trên hình.

Đường (1): Phổ hấp thụ của MUR so với nước cất

Đường (2): Phổ hấp thụ của phức Ni(II)-MUR so với nước cất
Đường (3): Phổ hấp thụ của phức Ni(II)-MƯR so với MƯR.
Từ hình ta thấy:
Có sự tạo phức giữa Ni(II)-MUR. Bước sóng hấp thụ cực đại của Ni(II)- MƯR là
476nm.

2
5