ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM
KHOA HÓA
--------------

NGUYỄN THỊ NI NA

NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH TỔNG HỢP PHỨC
KALI TRIOXALATOFERRAT (III) K3[Fe(C2O4)3]

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
SƯ PHẠM HÓA HỌC

Đà Nẵng, tháng 5/2014


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM
KHOA HÓA
--------------

NGHIÊN CỨU Q TRÌNH TỔNG HỢP PHỨC
KALI TRIOXALATOFERRAT (III) K3[Fe(C2O4)3]

KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP
SƯ PHẠM HÓA HỌC

Sinh viên thực hiện : Nguyễn Thị Ni Na
Lớp
: 10SHH
Giáo viên hướng dẫn : ThS. Ngô Thị Mỹ Bình

Đà Nẵng, tháng 5/ 2014


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨAVIỆT NAM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM
KHOA HÓA

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
*********

***

NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên: NGUYỄN THỊ NI NA
Lớp:

10SHH

1. Tên đề tài:
Nghiên cứu quá trình tổng hợp phức Kali trioxalatoferrat (III) K3[Fe(C2O4)3].
2. Nguyên liệu, hóa chất, dụng cụ và thiết bị:
* Nguyên liệu:
- Tinh thể muối sắt (III) clorua FeCl3.6H2O
- Tinh thể muối kalioxalat K2C2O4.H2O
- Rượu etylic C2H5OH đậm đặc 95%
- Nước cất

* Dụng cụ:
- Phễu lọc buchner
- Giấy lọc
- Đũa thủy tinh
- Bình định mức các loại 100ml, 250ml
- Pipet các loại 5ml, 10ml
- Cốc thủy tinh 100ml, 250ml
* Thiết bị:
- Máy đo phổ hồng ngoại IR
- Máy đo phổ hồng ngoại FTIR – 8400S hiệu Shimazu ( Nhật).
- Cân phân tích
- Tủ sấy
- Máy khuấy từ
3. Nội dung nghiên cứu:
- Khảo sát các điều kiện tối ưu cho quá trình tổng hợp phức kali trioxalatoferrat (III)


K3[Fe(C2O4)3]: nồng độ ion trung tâm, tỉ lệ thể tích giữa ion trung tâm và phối tử,
thể tích rượu etylic và thời gian phản ứng.
- Từ các điều kiện đã nghiên cứu đưa ra quy trình tổng hợp phức kali
trioxalatoferrat (III) K3[Fe(C2O4)3].
- Nghiên cứu xác định thành phần phức đã tổng hợp được bằng phương pháp hấp
thụ electron UV-VIS và phương pháp phổ hồng ngoại IR.
4. Giáo viên hướng dẫn: Th.S Ngơ Thị Mỹ Bình, cán bộ giảng dạy bộ mơn Hóa
vơ cơ- Khoa Hóa- trường Đại học Sư phạm Đà Nẵng.
5. Ngày giao đề tài: Ngày 1 tháng 11 năm 2013
6. Ngày hoàn thành: Ngày 15 tháng 5 năm 2014
Chủ Nhiệm Khoa

Giáo viên hướng dẫn


(Ký và ghi rõ họ tên)

(Ký và ghi rõ họ tên)

Sinh viên đã hoàn thành và nộp báo cáo cho Khoa ngày…tháng…năm 2014

Kết quả đánh giá:……………….
Ngày…tháng…năm 2014
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG
(Ký và ghi rõ họ tên)


Để hồn thành khóa luận tốt nghiệp này, lời đầu tiên em xin bày tỏ lòng biết
ơn chân thành và sâu sắc nhất tới cô giáo hướng dẫn: Thạc sĩ Ngơ Thị Mỹ Bình đã
tận tình hướng dẫn em trong suốt q trình nghiên cứu và thực hiện khóa luận tốt
nghiệp.
Em xin gửi lời cảm ơn đến các thầy cô giáo trong khoa Hóa, các thầy cơ giáo
trong trường Đại học Sư Phạm Đà Nẵng, đã trang bị cho em những kiến thức và
kinh nghiệm quý giá trong quá trình học tập tại trường và nhiệt tình giúp đỡ em
thực hiện đề tài này.
Em cũng xin cảm ơn gia đình và bạn bè đã luôn bên em, cổ vũ và động viên
em những lúc khó khăn để có thể vượt qua và hoàn thành tốt luận văn này.
Mặc dù đã có nhiều cố gắng, nhưng do thời gian có hạn, trình độ, kỹ năng của
bản thân cịn nhiều hạn chế nên chắc chắn đề tài khóa luận tốt nghiệp này của em
khơng tránh khỏi những hạn chế, thiếu sót. Rất mong được sự đóng góp, chỉ bảo, bổ
sung thêm của thầy cô và các bạn.
Em xin chân thành cảm ơn!

Đà Nẵng, tháng 5 năm 2014

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Thị Ni Na


MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU ............................................................................................................1
1. Lý do chọn đề tài .....................................................................................................1
2. Mục đích nghiên cứu:..............................................................................................2
3. Nhiệm vụ nghiên cứu: .............................................................................................2
4. Phương pháp nghiên cứu:........................................................................................2
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT ............................................................3
1.1. Giới thiệu phức chất ..........................................................................................3
1.1.1. Khái niệm ..........................................................................................................3
1.1.2. Cấu tạo phức chất ..............................................................................................3
1.1.2.1. Cầu nội, cầu ngoại phức chất .........................................................................3
1.1.2.2. Ion trung tâm, phối tử.....................................................................................4
1.1.2.3. Sự phối trí, số phối trí và dung lượng phối trí ...............................................4
1.1.2.4. Phối tử đơn càng, phối tử đa càng .................................................................4
1.1.3. Tên gọi phức chất .............................................................................................5
1.1.4. Phân loại phức chất ...........................................................................................5
1.1.4.1. Phân loại dựa vào phối tử tạo phức ................................................................5
1.1.4.2. Phân loại dựa vào loại hợp chất .....................................................................6
1.1.4.3. Phân loại dựa vào dấu điện tích của ion phức ...............................................6
1.1.5. Tính chất của phức ............................................................................................6
1.1.5.1. Sự điện ly của phức trong dung dịch nước ....................................................6
1.1.5.2. Tính oxi - hóa khử của phức chất...................................................................6
1.1.5.3. Tính axitbazơ của phức chất ........................................................................7
1.1.6. Ứng dụng của phức ...........................................................................................7
1.1.6.1. Phức chất trong hóa phân tích ........................................................................7

1.1.6.2. Phức chất trong cơng nghiệp- kĩ thuật ...........................................................8
1.1.6.3. Phức chất đối với sự sống của động, thực vật ................................................8
1.1.6.4. Phức chất trong y học .....................................................................................9
1.2. Giới thiệu về kim loại sắt và khả năng tạo phức của Fe3+ .............................9
1.2.1. Giới thiệu về kim loại sắt ..................................................................................9


1.2.1.1. Cấu tạo và tính chất vật lý ..............................................................................9
1.2.1.2. Tính chất hóa học .........................................................................................10
1.2.1.3. Trạng thái tự nhiên- Đồng vị ........................................................................11
1.2.1.4. Hợp kim của sắt và ứng dụng.......................................................................12
1.2.2. FeCl3 và khả năng tạo phức của nó .................................................................13
1.2.2.1. Giới thiệu về FeCl3 .......................................................................................13
1.2.2.2. Khả năng tạo phức của Fe3+ .........................................................................13
1.3. Giới thiệu về kali oxalate K2C2O4 ..................................................................13
1.4. Giới thiệu về phức kali oxalatoferat (III) K3[Fe(C2O4)3]..............................15
1.5. Các phương pháp nghiên cứu và xác định thành phần của phức chất
K3[Fe(C2O4)3] ..........................................................................................................16
1.5.1. Phương pháp trọng lượng................................................................................16
1.5.2. Phương pháp phổ hồng ngoại IR.....................................................................17
1.5.3. Phương pháp phổ hấp thụ electron UVVIS ..................................................19
CHƯƠNG 2: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..............21
2.1. Giới thiệu dụng cụ và hóa chất .......................................................................21
2.1.1. Hóa chất ..........................................................................................................21
2.1.2. Dụng cụ ..........................................................................................................21
2.1.3. Thiết bị máy móc ............................................................................................21
2.2. Pha các loại dung dịch .....................................................................................21
2.2.1. Dung dịch FeCl3 với các nồng độ khác nhau.................................................21
2.2.2. Dung dịch K2C2O4 bão hòa .............................................................................23
2.3. Khảo sát các điều kiện tối ưu của quá trình tổng hợp phức K3[Fe(C2O4)3]........23

2.3.1. Quy trình tổng hợp phức K3[Fe(C2O4)3] .........................................................23
2.3.2. Khảo sát nồng độ dung dịch FeCl3 .................................................................28
2.3.3. Khảo sát tỷ lệ thể tích FeCl3/ K2C2O4 .............................................................28
2.3.4. Khảo sát thể tích rượu etylic ...........................................................................28
2.3.5. Khảo sát thời gian tạo phức ............................................................................28
2.4. Tổng hợp phức .................................................................................................29
2.5. Đo phổ tử ngoại khả kiến UV-VIS .................................................................29
2.6. Đo phổ hồng ngoại IR ......................................................................................29


CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .........................................................31
3.1. Kết quả khảo sát các điều kiện tối ưu của quá trình tổng hợp phức ..........31
3.1.1. Kết quả khảo sát nồng độ dung dịch FeCl3 tối ưu ..........................................31
3.1.2. Kết quả khảo sát tỷ lệ thể tích FeCl3/K2C2O4 .................................................32
3.1.3. Kết quả khảo sát thể tích rượu êtylic...............................................................33
3.1.4. Kết quả khảo sát thời gian tạo phức................................................................34
3.2. Quy trình tổng hợp phức tối ưu .....................................................................35
3.3. Kết quả nghiên cứu thành phần phức K3[Fe(C2O4)3] bằng phổ hấp thụ
electron UV-VIS và phổ hồng ngoại IR ................................................................36
3.3.1. Kết quả nghiên cứu phức K3[Fe(C2O4)3] bằng phổ hấp thụ electron
UV-VIS .....................................................................................................................36
3.3.2. Phổ hồng ngoại IR của phức K3[Fe(C2O4)3] ...................................................37
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................39
1. KẾT LUẬN ...........................................................................................................39
2. KIẾN NGHỊ ..........................................................................................................39
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................40


DANH MỤC CÁC BẢNG


STT

NỘI DUNG

TRANG

2.1

Pha dung dịch FeCl3

23

3.1

Bảng kết quả khảo sát nồng độ dung dịch FeCl3 tối

32

ưu
3.2

Bảng kết quả khảo sát tỷ lệ thể tích FeCl3/K2C2O4

33

3.3

Bảng kết quả khảo sát thể tích rượu êtylic

34


3.4

Bảng kết quả khảo sát thời gian tạo phức

35

3.5

Bảng các tần số dao động đặc trưng của phức

39

K3[Fe(C2O4)3]


DANH MỤC CÁC HÌNH, ĐỒ THỊ

STT

NỘI DUNG

TRANG

1.1

Kim loại sắt

11


1.2

Quặng manhetit

12

1.3

Quặng hemantit

12

1.4

Quặng pirit

13

1.5

Quặng xiđerit

13

1.6

Tinh thể FeCl3.6H2O

14


1.7

Tinh thể K2C2O4.H2O

15

1.8

Cấu tạo phân tử K2C2O4

15

1.9

Cấu trúc không gian của ion C2O42-

16

1.10

Công thức cấu tạo phức K3[Fe(C2O4)3]

16

1.11

Cấu trúc không gian của ion phức phức [Fe(C2O4)3]3

17


1.12

Bức xạ hồng ngoại

18

1.13

Phổ đồ

19

1.14

Sơ đồ nguyên lý hoạt động của máy UV-VIS

20

2.1

Dung dịch muối FeCl3

23

2.2

Dung dịch K2C2O4 bão hòa

24


2.3

Dung dịch phức K3[Fe(C2O4)3]

25

2.4

Phức đang được khuấy trên máy khuấy từ

25

2.5

Tinh thể phức xuất hiện sau khi thêm rượu etylic

25

2.6

Phức được ngâm trong nước đá

26

2.7

Phức được lọc trên phễu Buchner

26


2.8

Phức sau khi lọc trên phễu Buchner

27

2.9

Sấy phức trong tủ sấy

27

2.10

Phức sau khi đã được sấy khô

28

2.11

Tinh thể phức được quan sát dưới kính hiển vi

28

2.12

Máy UV - VIS

30



2.13
3.1

3.2

Máy hồng ngoại FTIR - 8400S
Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của hiệu suất phản ứng vào
nồng độ FeCl3
Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của hiệu suất phản ứng vào

31
32

33

tỷ lệ thể tích FeCl3/K2C2O4
3.3

thị biểu diễn sự phụ thuộc của hiệu suất phản ứng vào thể

34

tích rượu êtylic
3.4

Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của hiệu suất phản ứng vào

35


thời gian tạo phức
3.5

Quy trình tổng hợp phức K3[Fe(C2O4)3].

36

3.6

Phổ UV-VIS của dung dịch muối FeCl3

37

3.7

Phổ UV-VIS của dung dịch phức K3[Fe(C2O4)3]

38

3.8

Phổ hồng ngoại IR của phức K3[Fe(C2O4)3]

38


1

LỜI MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài

Hoá học phức chất là lĩnh vực đang được quan tâm nghiên cứu rất nhiều, bởi
tính hấp dẫn của nó cả về mặt lý thuyết lẫn thực nghiệm. Tổng hợp và nghiên cứu
các hợp chất phức là một trong những hướng phát triển của hố học vơ cơ hiện đại.
Có thể nói rằng, hiện nay, hoá học phức chất đang phát triển rực rỡ và là nơi hội tụ
những thành tựu của hoá lí, hố phân tích như xác định định tính các chất, xác định
định lượng các ion kim loại, hòa tan kết tủa khó tan, tách các ion, che các ion cản
trở, sự phân hủy phức chất, hoá học hữu cơ, hố sinh, hố mơi trường, hố dược,
nơng nghiệp, điều tra…
Trong những năm gần đây, hoá học phức chất phát triển một cách mạnh mẽ,
điển hình như trong y học, thiếu máu là một dấu chứng thường gặp của nhiều bệnh
lý ở người. Bệnh thiếu máu do thiếu sắt (Iron Deficiency Anemia, IDA) là nguyên
nhân thường gặp nhất trong các nguyên nhân gây bệnh thiếu máu, đặc biệt ở các
nước đang phát triển. Thiếu máu do thiếu sắt gặp khoảng 90% các trường hợp thiếu
máu. Thuật ngữ “thiếu máu” là chỉ tình trạng máu của bạn có q ít hồng cầu so với
bình thường. Thiếu máu cũng có thể do hồng cầu khơng có đủ hemoglobin – một
protein giàu sắt có nhiệm vụ vận chuyển ôxy đến khắp cơ thể. Sắt là một chất
khoáng quan trọng và cần thiết để tạo hồng cầu.
Thiếu sắt gây ra nhiều triệu chứng, bao gồm mệt mỏi, cảm giác thở gấp, chóng
mặt, đau đầu, mạch nhanh, da nhợt nhạt, móng khơ, cảm giác ngứa tồn thân, rụng
tóc, đau họng, lở miệng, khó nuốt và mất cảm giác ngon miệng, thậm chí là đau thắt
ngực.
Để giải quyết vấn đề trên, ngoài việc cung cấp dinh dưỡng đầy đủ, cân đối cho
cơ thể bằng các thức ăn tự nhiên, xu hướng chung trên thế giới hiện nay là dùng
thực phẩm chức năng và các dược phẩm chứa các hợp chất của sắt. Các hợp chất
phức chứa sắt rất có triển vọng trong việc điều trị các bệnh thiếu máu do thiếu sắt.
Các hợp chất phức chứa sắt thường được sử dụng để điều trị bệnh thiếu máu là sắt
fumarat, sắt gluconat, sắt polysaccarit... Chẳng hạn, như ở Mỹ và châu Âu hợp chất
chứa sắt thường được sử dụng là sắt saccarozơ, sắt dextran. Tuy vậy, các yếu tố ảnh



2

hưởng tới quá trình tổng hợp các phức chất chứa sắt và trạng thái của sắt bao gồm
dạng hợp chất, sự phân bố, hình dạng và kích thước của nhân sắt trong phức chất
chưa được nghiên cứu đầy đủ. Vì vậy việc ứng dụng của phức chất sắt trong việc
điều trị thiếu máu để phục vụ nhu cầu trong nước rất được đánh giá cao.
Do đó việc nghiên cứu quá trình tổng hợp phức sắt và nghiên cứu các điều
kiện tối ưu là vấn đề cấp thiết hiện nay nên em đã chọn đề tài là: “Nghiên cứu quá
trình tổng hợp phức Kali trioxalatoferrat (III) K3[Fe(C2O4)3]”.
2. Mục đích nghiên cứu:
Nghiên cứu quá trình tổng hợp phức Kali trioxalatoferrat (III) K3[Fe(C2O4)3]
để đưa ra quy trình tổng hợp phức tối ưu.
3. Nhiệm vụ nghiên cứu:
 Nghiên cứu cơ sơ lý thuyết:
- Khái niệm, cấu tạo, phân loại, tính chất và ứng dụng của phức chất.
- Sắt và khả năng tạo phức của sắt.
- Các tính chất và ứng dụng của phức K3[Fe(C2O4)3]
- Các phương pháp xác định tính chất và thành phần của phức chất.
- Lựa chọn phương pháp nghiên cứu khảo sát các điều kiện tối ưu để tổng hợp
phức K3[Fe(C2O4)3].
 Thực nghiệm
4. Phương pháp nghiên cứu:
- Khảo sát các điều kiện tối ưu để tổng hợp phức:
+ Khảo sát nồng độ FeCl3
+ Khảo sát nồng độ K2C2O4
+ Khảo sát tỉ lệ thể tích FeCl3 và thể tích K2C2O4
+ Khảo sát thể tích rượu etylic C2H5OH cần dùng
+ Khảo sát thời gian tạo phức K3[Fe(C2O4)3].
- Từ các điều kiện đã nghiên cứu, đưa ra quy trình tổng hợp phức
K3[Fe(C2O4)3].

- Nghiên cứu xác định thành phần phức đã tổng hợp bằng phương pháp hấp
thụ electron UV-VIS và phương pháp phổ hồng ngoại IR.


3

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT
1.1. Giới thiệu phức chất ([1], [3], [8])
1.1.1. Khái niệm
Cho đến nay có rất nhiều tranh cãi về khái niệm phức chất. Theo định nghĩa
của A.Grinbe: “Phức chất là những hợp chất có phân tử xác định, khi kết hơp các
hợp phần của chúng lại thì tạo thành các ion phức tạp tích điện dương hay âm, có
khả năng tồn tại ở dạng tinh thể cũng như trong dung dịch. Trong trường hợp riêng,
điện tích của ion phức tạp đó có thể bằng khơng”.
Theo K. B. Iaximirxki thì “Phức chất là những hợp chất tạo được các nhóm
riêng biệt từ các nguyên tử, ion hoặc phân tử với những đặc trưng: a) có mặt sự phối
trí, b) khơng phân ly hồn tồn trong dung dịch (hoặc trong chân khơng), c) có
thành phần phức tạp (số phối trí và số hóa trị khơng trùng nhau)”.
1.1.2. Cấu tạo phức chất
- Công thức tổng quát của phức chất có dạng: [MLx]mXn
Trong đó:
M là ion trung tâm
L là phối tử
X là các nhóm liên kết trong phức.
- Một phân tử phức chất có thành phần quan trọng sau: cầu nội, cầu ngoại, ion
trung tâm, phối tử.
- Phân tử phức chất còn được đặc trưng bởi hai đại lượng là số phối trí và
dung lượng phối trí.
1.1.2.1. Cầu nội, cầu ngoại phức chất
- Cầu nội: tập hợp ion trung tâm và phối tử tạo nên cầu nội của phức chất.

Cầu nội thường được đặt trong dấu ngoặc vuông [ ]. Tổng điện tích các thành phần
trong cầu nội tạo nên điện tích của cầu nội phức chất.
- Cầu ngoại: các ion mang điện tích để trung hồ điện tích cầu nội được gọi là
cầu ngoại.


4

1.1.2.2. Ion trung tâm, phối tử
Ion trung tâm (hay chất tạo phức): là các nhóm nguyên tử, phân tử hay ion sắp
xếp một cách xác định xung quanh ion hay nguyên tử tạo phức.
Phối tử hay nhóm thế (ligan): là các nhóm ion hay phân tử sắp xếp một cách
xác định xung quanh ion trung tâm.
1.1.2.3. Sự phối trí, số phối trí và dung lượng phối trí
Sự phối trí: là sự hút của nguyên tử (hay ion) trung tâm với nguyên tử (hay
ion) trung tâm, hoặc một nhóm nguyên tử bao quanh nó.
Số phối trí: số ngun tử, phân tử hay ion liên kết trực tiếp với ion trung tâm,
không phân biệt hóa trị chính hay hóa trị phụ.
Số phối trí của ion trung tâm khơng phải ln ln là hằng số.
Dung lượng phối trí: Dung lượng phối trí của một phối tử là số chỗ mà nó có
thể chiếm đựơc bên cạnh ion trung tâm. Một phối tử, tuỳ thuộc vào bản chất của nó,
có thể liên kết với ion trung tâm qua 1, 2, 3 hay nhiều nguyên tử trong thành phần
của nó. Trong trường hợp đó, phối tử được gọi tương ứng là phối tử có dung lượng
phối trí là 1, 2, 3…
Chất tạo phức, về mặt lý thuyết phải có số phối trí khác nhau, do đó khơng nên
nói chung chung về số phối trí của platin hay cobalt mà phải nói số phối trí của
Pt(II), Pt(IV), Co(II), Co(III).
Phối tử có dung lượng phối trí lớn hơn 1 được gọi là phối tử chelat.
Ví dụ 1:
Ag(I): có số phối trí 2 trong [Ag(NH3)2]Cl

Ag(II): có số phối trí 4 trong [Ag(py)4]S2O8
Cu(II): có số phối trí 2, 4, 6 trong K[Cu(CN)2], K2[CuCl4], [Cu(py)6](NO3)2.
Trong đó, hợp chất ứng với số phối trí 6 của chúng kém bền.
1.1.2.4. Phối tử đơn càng, phối tử đa càng
Phối tử đơn càng là phối tử chỉ chiếm một vị trí phối trí của ion Mn+ như NH3,
các ion halogen X, CN, SCN, H2O, NO2-, OH-, CO, O2…
Ví dụ 2: [Co(NH3)6]3+, [Fe(SCN)6]3-, [MnCl5]2…
Phối tử đa càng là những phối tử chiếm hai hay nhiều vị trí phối trí của Mn+
như bipyridin (bidy), etylenđiamin tetraaxetato (EDTA), oxalate ion (C2O42-)…


5

Ví dụ 3: [Co(en)3]3+, [Cr(C2O4)3]3-, [Fe(NH3)4(o-phen)]3+ …
1.1.3. Tên gọi phức chất
Theo danh pháp IUPAC tên gọi chính thức của các phức chất như sau:
1. Đầu tiên gọi tên cation, sau đó đến tên anion.
2. Tên gọi của tất cả các phối tử là anion đều tận cùng bằng chữ “o” (cloro,
bromo, sunfato, oxalato…), trừ phối tử là các gốc (metyl-, phenyl-,…). Tên gọi các
phối tử trung hịa khơng có đi gì đặc trưng. Phối tử amoniac được gọi là ammin,
phối tử nước được gọi là aquơ hoặc aqua.
3. Số các nhóm phối trí cùng loại được chỉ rõ bằng các tiếp đầu ngữ: mono, đi,
tri, tetra v.v… Nếu có các phân tử hữu cơ phức tạp phối trí thì thêm các tiếp đầu
ngữ bis, tris, tetrakis,… để chỉ số lượng của chúng. Chữ mono thường được bỏ.
4. Để gọi tên ion phức, đầu tiên gọi tên các phối tử là anion, sau đó đến các
phối tử trung hịa, sau đó nữa là các phối tử cation, cuối cùng là tên gọi của của các
ion trung tâm. Công thức của ion phức được viết theo trình tự ngược lại. Ion phức
được đặt trong hai dấu móc vng [ ].
Hóa trị của ion trung tâm được kí hiệu bằng chữ số La Mã để trong dấu ngoặc
đơn sau tên ion trung tâm (nếu gọi tên cation phức hay phức chất không điện ly)

hoặc sau đuôi “at” (nếu hợp chất chứa anion phức). Nếu ngun tử trung tâm hóa trị
khơng thì hóa trị được biểu thị bằng số 0.
1.1.4. Phân loại phức chất
Có nhiều cách khác nhau để phân loại phức chất:
1.1.4.1. Phân loại dựa vào phối tử tạo phức
1. Phức hiđrat (hay phức aqua): phối tử là các phân tử H2O như ([Co(H2O)6]2+,
[Cu(H2O)4]2+.
2. Phức hiđoxo: phối tử có nhóm OH- như [Al(OH)6]3-, [Zn(OH)4]2-.
3. Phức aminat: phân tử là amin [Co(en)3]3+, [Co(pn)3]3+.
(en: - etylen điamin, pn: - propylen điamin)
4. Phức aminacat: phối tử là NH3 như ([Cr(NH3)6]3+, [Ni(NH3)6]2+.
5. Phức axiđo: phối tử là gốc axit như [CoF6]3-, [Fe(CN)6]4-+.
6. Phức vòng: là phức trong đó phối tử liên kết với kim loại thành vịng
7. Phức cacbonyl: phối tử là cacbon oxit CO như Fe(CO)5, Ni(CO)4...


6

8. Hợp chất nội phức: là phức vịng khơng điện ly hoặc điện ly rất ít.
9. Phức đa nhân: là phức trong cầu nội có một số nguyên tử kim loại kết hợp
với nhau nhờ các nhóm cầu nối như OH-, -NH2CO hoặc liên kết giữa hai nhóm M
với nhau.
10. Các izopoliaxit: là các hợp chất trong đó phân tử oxit axit liên kết với một
hay nhiều anhiđrit của nó như H2[CrO4(CrO3)], H2[CrO4(CrO3)2]...
11. Các phức chất cơ kim: phối tử là các gốc hiđrocacbon như [Zn(C2H5)3]-,
[Cr(C6H5)6]3-...
1.1.4.2. Phân loại dựa vào loại hợp chất
Axit phức: H2[SiF6], H[AuCl4]…
Bazơ phức: [Ag(NH3)2]OH, [CoEn3](OH)3…
Muối phức: K2[HgI4], [Cr(H2O)6]Cl3…

1.1.4.3. Phân loại dựa vào dấu điện tích của ion phức
Phức chất cation: [Co(NH3)6]Cl6, Zn[(NH3)4]Cl2…
Phức chất anion: Li[AlH4], Na[Be(OH)4]…
Phức chất trung hịa: [Pt(NH3)2Cl2]…
Ngồi ra, người ta cịn phân loại theo bản chất của liên kết để chia ra phức ion,
phức cộng hóa trị, hoặc phân loại theo cấu trúc electron của chúng.
1.1.5. Tính chất của phức
1.1.5.1. Sự điện ly của phức trong dung dịch nước
Trong nước, ion phức chất phân ly ra thành ion cầu nội và ion cầu ngoại. Sau
đó, ion phức điện ly yếu từng nấc ra các phối tử.
Đại lương đặc trưng cho sự điện ly của ion phức gọi là:
Hằng số bền tổng cộng nb và hằng số bền từng nấc Knb
AgCl(r) + 2NH3(l)  [Ag(NH3)2]+(l) + Cl(l)
 Ag+(l) + Cl(l)

AgCl(r)
Ag+(l)

+ 2NH3(l)  [Ag(NH3)2]+(l)

T = 1,8.10-11
2b =1,6.107

Với 2b = (K1K2)b
1.1.5.2. Tính oxi - hóa khử của phức chất
Các phản ứng hóa học trong đó có sự thay đổi số oxi hóa của một hay nhiều
nguyên tố được gọi là các phản ứng oxi hóa khử.


7


Trong quá trình tổng hợp và nghiên cứu phức chất, chẳng hạn các phức chất
của Co(II) , người ta thấy rằng với đa số phức của Co(III) bao giờ cũng được điều
chế từ Co(II). Ion Co2+ chỉ bền trong các hợp chất đơn giản. Như vậy do sự tạo
phức mà Co(II) đã bị oxi hóa thành Co(III) bền hơn.
Để xét khả năng oxi hóa khử của các chất, chiều diễn biến của q trình, phải
tính thế khử của q trình, dựa vào phương trình Nernst.
1.1.5.3. Tính axitbazơ của phức chất
Tính axitbazơ của phức chất được nghiên cứu có hệ thống bởi các cơng trình
của Phâyphơ. Đầu tiên là sự nghiên cứu cân bằng của phức [Cr(py)2(OH2)4]Cl3
trong dung dịch nước:
[Cr(py)2(OH2)4]Cl3 + 2NH3  [Cr(py)2(OH2)(OH)2]Cl  + 2NH4Cl

(1)

Ngược lại cho kết tủa trên tác dụng với HCl, thu được phức ban đầu:
[Cr(py)2(OH2)(OH)2]Cl  + 2HCl  [Cr(py)2(OH2)4]Cl3

(2)

Phản ứng (1) và (2) cho thấy phản ứng của dung dịch phức aqua có tính axit,
cịn phức hiđroxo có tính bazơ.
Những phức chất trong đó chứa phối tử có khả năng tách hay nhận H+, tùy
điều kiện có thể thể hiện tính axit hay tính bazơ.
Một cách tổng quát: Những dung dịch phức có nhóm RH (NH3, H2O,
CH3NH2, en, HC2O4…) sẽ có tính axit, cịn chứa nhóm R thì có tính bazơ.
1.1.6. Ứng dụng của phức
1.1.6.1. Phức chất trong hóa phân tích
- Phân tích định tính: có thể phát hiện Fe2+ bằng 2,2-đipyriđin; 1,10
phenantrolin do chúng tạo ra phức chất màu đỏ [Fe(dipy)3]2+, [Fe(phen)3].

FeCl2+ K3[Fe(CN)6]

→

(màu vàng)
FeCl3 + 3KSCN
(vàng nâu)

KFe[Fe(CN)6] + 2KCl
(xanh tuabin)

→

Fe(SCN)3 + 3KCl
(đỏ máu)

- Phân tích định lượng: phản ứng Ni2+ tạo phức màu đỏ đặc trưng với đimetyl
glyoxim trong dung dịch NH3 loãng, cho phép xác định một lượng rất nhỏ Ni2+
trong dung dịch (1 phần Ni2+ trong 400.000 phần H2O).
- Che các ion cản trở: chất “che” có khả năng tạo phức bền, không màu.


8

Tìm ion Cd2+ trong dung dịch chứa Cu2+, Co2+, Ni2+ bằng Na2S khơng xác định
được vì các ion này gây kết tủa màu đen không thể thấy kết tủa CdS màu vàng. Vì
vậy để che các ion này: KCN tạo ra phức bền khơng phản ứng với Na2S khi đó phức
[Cd(CN)4] 2 kém bền và phản ứng tạo kết tủa vàng.
- Hòa tan kết tủa, thu ion: Thu lại các ion trong dung dich nhiều ion, hoà tan
các kết tủa khó tan.

AgCl, Cu(OH)2 là kết tủa khó tan. Dùng NH3 hồ tan do có khả năng tạo phức
với NH3 tan.
1.1.6.2. Phức chất trong công nghiệp- kĩ thuật
Xúc tác phức chất đã làm thay đổi cơ bản qui trình sản xuất nhiều hoá chất cơ
bản như axetanđehit, axit axetic, và nhiều loại vật liệu như chất dẻo, cao su.
Những hạt nano phức chất chùm kim loại đang được nghiên cứu sử dụng làm
xúc tác cho ngành "hoá học xanh" sao cho nó được các q trình sản xuất khơng
gây độc hại cho môi trường, cũng như cho việc tạo lập các vật liệu vơ cơ mới với
những tính năng ưu việt so với các vật liệu truyền thống.
Ở Việt Nam, đã có một số cơng trình nghiên cứu sử dụng đất hiếm trong các
lĩnh vực: xúc tác, vật liệu gốm, vật liệu từ, vật liệu phát quang nơng nghiệp,….
Phức chất cịn đươc dùng làm chất màu. Chẳng hạn, chất xanh berlin (xanh
phổ) là phức chất Fe4[Fe(CN)6]3, một chất bột màu xanh đậm, được sử dụng trong
ngành in hay trong công nghệ sơn để chế ra các loại sơn xanh, lam tươi và lam đậm,
xanh da trời, xanh lục,…
1.1.6.3. Phức chất đối với sự sống của động, thực vật
Những quá trình quan trọng nhất của sự sống như sự quang hợp, sự vận
chuyển oxi và cacbon đioxit trong cơ thể đã dần được sáng tỏ nhờ xác định được
cấu trúc và vai trò của các phức chất đại phân tử.
Các phức chất đóng vai trị quan trọng trong đời sống động, thực vật vì những
chất quan trọng nhất về mặt sinh lí học đều là phức chất. Chẳng hạn chất clorophin
(diệp lục) tạo ra màu xanh thực vật, là hợp chất nội phức của Mg, còn hemoglobin
tạo nên màu đỏ của máu, là một phức chất có ion trung tâm là Fe,…


9

1.1.6.4. Phức chất trong y học
Phức chất có vai trị rất quan trọng trong y học. Trong cơ thể con người có
khoảng 60 nguyên tố hóa học, trong đó phần lớn là các kim loại. Theo quan điểm

của y học, hàm lượng mỗi kim loại trong cơ thể chỉ được dao động trong một giới
hạn nhất định. Sự thiếu hay thừa đều dẫn đến rối loạn hoạt động cơ thể, nghĩa là dẫn
đến bệnh tật, thậm chí có thể dẫn đến sự chết.
Ví dụ 4: Thiếu sắt dẫn đến bệnh thiếu máu, thiếu canxi dẫn đến bệnh loãng
xương… Dư sắt bệnh chàm da, dư caxi dẫn đến bệnh sỏi thận.
- Y học hiện đại người ta dùng các loại thuốc chứa những hoạt chất có khả
năng tạo phức với các kim loại. Những kim loại cần bổ sung thường được đưa vào
cơ thể dứoi dạng phức chất với các phối tử khơng gây độc cho cơ thể mà cịn có tác
dụng bổ ích như các amino axit, protein, đường, vitamin v.v…
- Phức chất trong hóa sinh được ứng dụng để sản xuất một số thuốc chống ung
thư, tiểu đường….
1.2. Giới thiệu về kim loại sắt và khả năng tạo phức của Fe3+ ([1], [8])
1.2.1. Giới thiệu về kim loại sắt
1.2.1.1. Cấu tạo và tính chất vật lý
- Sắt (Fe) là kim loại chuyển tiếp có số hiệu nguyên tử là 26, thuộc nhóm
VIIIB, chu kỳ 4, trong bảng hệ thống tuần hồn hóa học Mendeleep.
- Ngun tử khối của Fe: 55,8452
- Cấu hình electron của sắt: [Ar]3d64s2.
- Bán kính ngun tử Fe: 0,162 nm
- Năng lượng ion hóa I1, I2 và I3 : 762,5; 1561,9 và 2957 kJ/mol.
- Độ âm điện: 1,83
- Nhiệt độ nóng chảy: 15380oC
- Nhiệt độ sơi: 28620oC
- Khối lượng riêng: 7,9 g/cm3


10

Hình 1.1. Kim loại sắt
Sắt là kim loại màu trắng hơi xám, dẻo, dễ rèn. Sắt có tính dẫn điện, dẫn nhiệt

tốt, đăc biệt có tính nhiễm từ. Sắt tạo được rất nhiều hợp kim quan trọng đặc biệt là
với cacbon, tùy lượng cacbon có trong hợp kim mà người ta chia ra: Sắt mềm (< 0,2
%C), thép (0,2  1,7 %C), gang (1,7  5 %C)…
1.2.1.2. Tính chất hóa học
Sắt là kim loại có hoạt tính hóa học trung bình. Ở điều kiện thường khơng có
hơi ẩm, sắt khơng tác dụng với những nguyên tố phi kim điển hình như oxi, lưu
huỳnh, clo, brom vì có màng oxit bảo vệ. Khi đun nóng, sắt tác dụng với hầu hết
phi kim. Sắt tinh khiết bền trong khơng khí và trong nước. Ngược lại, sắt có chứa
tạp chất bị ăn mịn dưới tác dụng của hơi ẩm, khí cacbonic và oxi trong khơng khí
tạo nên gỉ sắt:
4Fe + 3O2 + nH2O → 2Fe2O3.nH2O
Sắt tạo thành hai dãy hợp chất Fe 2+ và Fe3+. Muối Fe2+ được tạo thành khi
hoà tan s ắt trong dung dịch axit loãng trừ axit nitric.
 Tác dụng với phi kim:
Fe + S  FeS
2Fe + 3Cl2  2FeCl3
 Tác dụng với các hợp chất:
Fe + 2HCl  FeCl2 + H2


11

Fe + H2SO4  FeSO4 + H2
Đối với các axit có tính oxi hóa mạnh như HNO3 hay H2SO4 đặc nóng thì sản
phẩm phản ứng sẽ là muối sắt với sắt có số oxi hóa +3 và các sản phẩm khử của N
như N2O, NO, NO2, NH4NO3 hoặc của S: S, SO2, H2S. Ở nhiệt độ thường, trong
HNO3 đặc và H2SO4 đặc, sắt tạo ra lớp oxit bảo vệ kim loại trở nên “thụ động”,
khơng bị hịa tan.
Fe + 4HNO3  Fe(NO3)3 + NO + 2H2O
2Fe + 6H2SO4đ  Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O

Sắt đẩy các kim loại yếu hơn ra khỏi dung dịch muối của chúng.
Fe + Cu(NO3)2  Fe(NO3)2 + Cu
1.2.1.3. Trạng thái tự nhiên- Đồng vị
Sắt là nguyên tố kim loại phổ biến, đứng thứ tư về hàm lượng trong vỏ trái đất.
Người ta cho rằng nhân của trái đất chủ yếu gồm sắt và niken. Sắt chiếm 1,5% về
khối lượng của vỏ trái đất. Trong tự nhiên, sắt có bốn đồng vị bền:

54

Fe(5,8%),

56

Fe(91,8%), 57Fe(2,15%), 58Fe(0,25%). Ngồi ra, sắt cịn có tám đồng vị phóng xạ:

51

Fe ( = 0,25 giây), 52Fe ( = 8,27 giờ), 53Fe ( = 258,8 ngày), 55Fe ( = 2,7 năm),

59

6
Fe ( = 44,6 ngày), 60Fe ( = 1,5.10 năm), 61Fe ( = 68 giây).

Những khoáng vật quan trọng của sắt là manhetit (Fe3O4) chứa đến 72,41%
sắt, hematit (Fe2O3) chứa 60% sắt, pirit (FeS2) chứa 46,67% sắt và xiđerit (FeCO3)
chứa 35% sắt.

Hình 1.2. Quặng manhetit


Hình 1.3. Quặng hemantit


12

Hình 1.4. Quặng pirit

Hình 1.5. Quặng xiđerit

Ngồi những mỏ lớn tập trung, sắt cịn ở phân tán trong khống vật của những
nguyên tố phổ biến như nhôm, titan, mangan... Sắt cịn có trong nước thiên nhiên,
trong các thiên thạch từ khơng gian vũ trụ rơi xuống trái đất. Trung bình trong 20
thiên thạch rơi xuống thì có một thiên thạch sắt (chứa 90% sắt).
Sắt có 4 dạng thù hình (dạng , , , ) bền ở những khoảng nhiệt độ xác định:
Ở điều kiện thường đến 7700C, tồn tại ở dạng  -Fe có mạng lập phương tâm
khối; trên 7700C chuyển thành dạng  -Fe, mạng tinh thể không thay đổi nhưng độ
dài giữa hai nguyên tử tăng lên; đến 9100C chuyển thành dạng  -Fe, mạng tinh thể
thay đổi thành mạng lập phương tâm diện; đến 13900C lại chuyển thành mạng lập
phương tâm khối là dạng  -Fe.
Nhiều nước trên thế giới có nhiều quặng sắt như: Thụy Điển, Nga, Pháp, Tây
Ban Nha, Trung Quốc, Mỹ, Canada, Cuba…
1.2.1.4. Hợp kim của sắt và ứng dụng
Sắt là kim loại được sử dụng nhiều nhất, chiếm khoảng 95% tổng khối lượng
kim loại sản xuất trên toàn thế giới. Sự kết hợp của giá thành thấp và các đặc tính
tốt về chịu lực, độ dẻo, độ cứng làm cho nó trở thành không thể thay thế được, đặc
biệt trong các ứng dụng như sản xuất ô tô, thân tàu thủy lớn, các bộ khung cho các
cơng trình xây dựng. Thép là hợp kim nổi tiếng nhất của sắt, ngồi ra cịn có một số
hình thức tồn tại khác của sắt như:gang thơ, gang đúc, thép non, thép cacbon…



13

1.2.2. FeCl3 và khả năng tạo phức của nó
1.2.2.1. Giới thiệu về FeCl3

Hình 1.6. Tinh thể FeCl3.6H2O
Sắt (III) clorua khan là chất dễ bị chảy. Nó hiếm khi được quan sát thấy ở
dạng tự nhiên. Khoáng sản molysite, được biết đến chủ yếu từ một số fumaroles.
FeCl3 tan trong nước, etanol, ete và glixerin. Điều chế FeCl3 bằng cách
cho clo tác dụng với FeSO4 hoặc FeCl2. FeCl3 được dùng làm tác nhân khắc axit
cho bản in khắc; chất cầm màu; chất xúc tác trong tổng hợp hữu cơ; chất làm sạch
nước; dùng trong nhiếp ảnh, y học,…
1.2.2.2. Khả năng tạo phức của Fe3+
Fe3+ có cấu hình [Ar]3d5 nên có khả năng tạo phức với nhiều phối tử khác
nhau ( cả vơ cơ lẫn hữu cơ). Ví dụ như tạo phức với SCN-, CN-, NH3, EDTA,…và
nhiều phối tử khác.
Ví dụ 5: [Fe(C2O4)3]3, [Fe(SCN)6]3, [Fe(EDTA)]…
1.3. Giới thiệu về kali oxalate K2C2O4 ([6], [8])
– Kali oxalat, là muối kali của axit oxalic có cơng thức phân tử là K2C2O4, là
những tinh thể hình thoi, màu trắng, trọng lượng riêng 2.08 g/cm3.
– K2C2O4 tan nhiều trong nước, độ hịa tan của nó ở 200C là 215g/100ml.


14

– Nồng độ bão hịa của K2C2O4 là 1.6M.

Hình 1.7. Tinh thể K2C2O4.H2O

Hình 1.8. Cấu tạo phân tử K2C2O4