Bài giảng Hóa phân tích 1 - Phức chất trong dung dịch

Slide 1 of 56 2HÓA PHÂN TÍCH 1 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM Tp HCM KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC MÃ HỌC PHẦN: 04200055 3GiỚI THIỆU MÔN HỌC Giảng viên: GVC.ThS. TRƯƠNG BÁCH CHIẾN Phone: 01686.151.042 Website: truongbachien.co.cc Email: truongbachien@yahoo.com 4Giới thiệu về nội dung môn học Stt Nội dung Số tiết 1 Chương 1: Cân bằng hóa học và hoạt độ 4 2 Chương 2: Axit và bazơ- phản ứng trao đổi proton 8 3 Chương 3: Phức chất trong dung dịch 6 4 Chương 4: Phản ứng kết tủa 6 5 Chương 5: Phản ứng oxihóa khử 6 5Tài liệu tham khảo
[1] Trần Tử Hiếu, Hóa học phân tích,
[2] Phạm Luận ,Các phương pháp phân tích phổ quang học , trường Đại học Tổng hợp Quốc Gia Hà Nội, 1999.
[3] Từ Văn Mặc, Các phương pháp phân tích hóa lý, Nhà xuất bản Khoa học Kỹ thuật, 1995
[4] Nguyễn Thị Thu Vân, Phân tích định lượng, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh
[5] V.N.Alexeev, Phân tích định lượng,.
[6] Modern Thin layer chromatography, Merck, 1993
[7] S.Suzanne Nielsen, Food Analysis Second Edition, Gaithersburg,Maryland, 1998.
[8] R.P. Bauman ,Absorption spectroscopy,Willey New York, 1962.
[9] A.P.Kreskov, Cơ sở lý thuyết phân tích định lượng, Nhà xuất bản Đại học và Giáo dục chuyên nghiệp Hà Nội. 6CHƯƠNG 3 PHỨC CHẤT TRONG DUNG DỊCH 3.1. Khái niệm 3.2. Hằng số bền- không bền 3.3. Tính nồng độ cân bằng 3.4. Các yếu tố ảnh hưởng 3.5. ứng dụng 7Ví dụ: H+ + NH3 NH4+ H+ + NH2- CH2 CH2 -NH3+ NH3+- CH2 CH2 - NH3+ Ag+ + NH3 [AgNH3 ]+ [AgNH3 ]+ + NH3 [Ag(NH3 )2]+ Cl- + Hg2+ Hg Cl+ Cl- + Hg Cl+ HgCl2 Cl- + HgCl2 HgCl3- Cl- + HgCl3- HgCl4-2 3.1. Khái niệm 8Khái niệm Là một hợp chất được hình thành giữa ion trung tâm với cấu tử có cặp electron tự do còn gọi là phối tử trên cơ sở hình thành liên kết phối trí 9Phân loại : gồm 2 loại cơ bản 10 Cấu tạo Ví dụ : Phản ứng tạo phức màu của Dimetyl Glyoxim với ion Ni 11 Phản ứng tạo phức màu của ion sắt với 1,10 phenaltrolein Cấu tạo 12 Danh pháp Quy định 1. Phần ion dương đọc trước, 2. Phần cầu nội đọc theo thứ tự: Số phối trí-tên phối tử-tên ion trung tâm-hóa trị ion trung tâm 13 K3[Co(NH3)6] [Co(NH3)4Cl2]NO3 K4[Fe(CN)6] Danh pháp 14 Ví dụ Fe4[Fe(CN)6]3 có tên là: a. Sắt hexa xyano ferat b. Sắt (4) hexa xyano fero (III) c. Sắt (III) hexaxianoferat (II) d. Tetra fero tri hexaxianoferat (II) 15 3.2. Hằng số bền – không bền Hằng Số Bền Không Bền Đơn phối Đa phối 16 M + L ML Chiều thuận Chiều nghịch 3.2. Hằng số bền – không bền 17 Ý nghĩa
HSB phụ thuộc vào nhiệt độ
HSB là đại lượng đặc trưng cho độ bền của phức
Giá trị β càng cao thi phức đó càng bền
Giá trị β của phức nào lớn hơn thì khả năng tham gia của phức đó lớn hơn 18 Bài tập 1. Công thức K3[Fe(CN)6] có tên là gì? a. Kali hexaxyanoferat b. kali hexaxyanofero c. Kali hexaxyanoferat(III) d. kali hexaxyanofero (III) 2. Natri hexa aminoferat (III) là chất nào? a.Na3[Fe(NH3)6] b. Na2[Fe(NH3)6] c. Na4[Fe(NH3)6] d. Na6[Fe(NH3)3] 3. Cloro tetraaquo Coban (III) sunfat a. [Co(H2O)4Cl]SO4 b. [Co(H2O)]4ClSO4 c. [Co(H2O)4SO4]Cl d.. [Co(H2O)Cl4]SO4 19 M + L ML1 β1 = ML1 + L ML2 β2 = ML2 + L ML3 β3 = ................... MLn-1 + L MLn βn = ]].[[ ][ LM ML ]].[[ ][ 1 LML ML ]].[[ ][ 1 2 LML ML ]].[[ ][ 1 LML ML n n − 3.2. Hằng số bền – không bền 20 Ví dụ ( )22 3 3Zn NH Zn NH ++  +  
( )( ) [ ] ( ) ( ) [ ] 2 3 1 2 3 2 3 2 2 2 3 3 Zn NH Zn NH Zn NH Zn NH NH β β + + + + =        =     ( ) ( ) 223 3 3 2Zn NH NH Zn NH ++  +    
Cộng theo vế : ( )22 3 3 22Zn NH Zn NH ++  +  
( ) [ ] 2 3 1,2 1 222 3 . Zn NH Zn NH β β β + ++     = =    21 Phương trình tổng quát M + nL MLn Thì: β = β1. β2. β3. β4..... βn. = = n n LM ML ]].[[ ][ n n n LMLMLMLMLM MLMLMLML ]].[]...[].[].[].[[ ]]...[].[].[[ 121 21 − 22 3.3. Tính nồng độ cân bằng M + L ML1 β1 ML1 + L ML2 β2 ML2 + L ML3 β3 ................... MLn-1 + L MLn βn 23 3.3. Tính nồng độ cân bằng Thì C(M) = [M] + [ML] + [ML2] + ... Mà: [ML] = β1 [M] [L] [ML2] = β2 [ML] [L] = β1 β2 [M][L]2. ... [MLn] = βn [MLn-1] [L] = β1 β2 ... βn [M][L]n = β1,n [M] [L]n Nên: C(M)= [M] (1 + β1 [L] + β1,2 [L]2 + … β1,n [L]n ) 24 3.3. Tính nồng độ cân bằng Do đó: Từ đó tính cho các cấu tử còn lại: ……………. n n M LLL CM ][...][][1][ ,1 2 2,11 βββ ++++ = [ ] [ ][ ] [ ] [ ] 1 2 1 1,2 1, . 1 ... M n n C L ML L L L β β β β= + + + [ ] [ ][ ] [ ] [ ] 1, 2 1 1,2 1, . 1 ... i i M i n n C L ML L L L β β β β= + + + 25 Ví dụ Tính nồng độ cân bằng các ion trong dung dịch gồm: AgNO3 10-3 M và NH3 (có nồng độ cân bằng là 10-3M). Biết phức của Ag+ với NH3 có hằng số bền từng nấc lần lượt là 103,32 và 103,92 26 3.4. Các yếu tố ảnh hưởng 3.4.1. pH 3.4.2. chất tạo phức phụ 27 3.4.1. Ảnh hưởng của pH Phản ứng tạo phức M + L → ML trong dung dịch nước có ion H+, OH- nên xuất hiện phản ứng: H + L → HL M + OH → MOH 28 Tổng quát với Mn+ và Lm- M + L → ML β Phản ứng với ion M M + nOH → M(OH)n Phản ứng với ion L: mH + L → HmL 29 Phản ứng với ion M M + nOH → M(OH)n Theo phương trình proton, tổng nồng độ ion M (đặt là [M’]) có trong dung dịch là: [M’] = [Mn+] + [MOHn - 1] + [M(OH)2n - 2] + … + [M(OH)in - i] 30 Phản ứng với ion L: mH + L → HmL (β) Theo phương trình proton, tổng nồng độ ion L (đặt là [L’]) có trong dung dịch là: [L’] = [Lm-] + [HLm-1] + [H2Lm-2] + [H3Lm-3]+…. + [HmY] 31 Đặt thừa số chung cho [L] ) ..... ][ ... .. ][ . ][][1]([]'[ 121 21 3 1 2 KKKK H KKK H KK H K HLL mmm m mmmmmm m −− + −− + − ++ − ++ +++= 32 Gọi là hệ số ảnh hưởng của ion OH đến ion kim loại M Tổng nồng độ ligan viết gọn là: n n M OHOHOH ββββββ α ....][.....][].[11 212121 −−− ++++= 1].[]'[ −−= MmMM α Đặt 33 thì giá trị pH sẽ đi vào giá trị β, thành hằng số bền điều kiện β’ ML ααββ ..'= Tổng quát với Mn+ và Lm- M + L → ML β Phương trình của Mn+ và Lm- M + L → ML β’ 34 1. làm tăng độ phân li của các phức này. 2. αL(H) sẽ giảm và αM(OH) biến thiên ngược nhau theo pH 3. độ bền của phức M chỉ còn phụ thuộc vào αL(H), αM(OH). ỨNG DỤNG CỦA β’ 35 Viết HẰNG SỐ BỀN ĐIỀU KIỆN cho acid EDTA Ví dụ 36 Ví dụ Ở pH = 10, phản ứng tạo phức: Mg + Y = MgY tại cân bằng có HSBDK là bao nhiêu, Biết: β(MgY)=10+8,7 - β(MgOH+)=10+2,58 - K1(H4Y)=10-2 – K2(H4Y)=10-2,67 - K3(H4Y)=10-6,27 - K4(H4Y)=10-10,95 37 3.4.2. chất tạo phức phụ (J) Trong dung dịch phức ML, nếu có ion J cũng có khả năng phản ứng với M thì phản ứng phụ xuất hiện sẽ tranh chấp với phản ứng chính: M + J = MJ 38 3.4.2. chất tạo phức phụ (J) Khi đó C(M)= [M] (1 + β(L)1 [L] + β(L)1,2 [L]2 + … β(L)1,n [L]n +…+ 1 + β(J)1 [J] + β(J)1,2 [J]2 + … β(J)1,n [J]n) Và giá trị β được tính theo hằng số bền điều kiện (β’) 39 Ví dụ Tính nồng độ cân bằng của các ion trong dung dịch tại pH =11, biết nồng độ ban đầu của Mg2+ là 0,01 M và EDTA là 0,02 M Biết: β(MgY)=10+8,7 - β(MgOH+)=10+2,58 - K1(H4Y)=10-2 – K2(H4Y)=10-2,67 - K3(H4Y)=10-6,27 - K4(H4Y)=10-10,95 40 3.5. ứng dụng Trong định tính Trong định lượng- chuẩn độ tạo phức Phương pháp đo quang Phương pháp che