Tải bản đầy đủ

Tổng hợp, nghiên cứu các phức chất của một số nguyên tố đất hiếm với hỗn hợp phối tử l aspatic, o phenantrolin và thăm dò hoạt tính sinh học của chúng

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

BẾ THỊ HỒNG LÊ

TỔNG HỢP, NGHIÊN CỨU CÁC PHỨC CHẤT CỦA MỘT
SỐ
NGUYÊN TỐ ĐẤT HIẾM VỚI HỖN HỢP PHỐI TỬ
L-ASPATIC, O-PHENANTROLIN VÀ THĂM DÒ
HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA CHÚNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC VẬT CHẤT

Nguyên,
năm 2015http://www.lrc-tnu.edu.vn/
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu –Thái
Đại học
Thái Nguyên


ĐẠI HỌC THÁ I NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

BẾ THỊ HỒNG LÊ

TỔNG HỢP, NGHIÊN CỨU CÁC PHỨC CHẤT CỦA MỘT SỐ
NGUYÊN TỐ ĐẤT HIẾM VỚI HỖN HỢP PHỐI TỬ
L-ASPATIC, O-PHENANTROLIN VÀ THĂM DÒ
HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA CHÚNG

Chuyên ngành: Hóa vô cơ
Mã số: 60 44 0113
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC VẬT CHẤT Người
hướng dẫn khoa học: PGS.TS. LÊ HỮU THIỀNG

Thái Nguyên, năm 2015


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các số liệu,
kết quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực và chưa có ai công bố
trong
một công trình nào khác.

i


Thái Nguyên, tháng 05 năm 2015
Xác nhận của giáo viên

Tác giả luận văn

hướng dẫn khoa học

Bế Thị Hồng Lê

PGS.TS. Lê Hữu Thiềng

Xác nhận của Trưởng khoa Hóa học

PGS.TS. Nguyễn Thị Hiền Lan



i


LỜI CẢM ƠN
Luận văn được hoàn thành tại Khoa Hoá học - Trường Đại học sư phạm
Thái Nguyên.
Với tấm lòng thành kính, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc của mình tới
thầy giáo PGS.TS. Lê Hữu Thiềng - Người hướng dẫn khoa học đã tận tình
giúp đỡ, hướng dẫn em trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn
thành luận văn.
Em xin trân trọng cảm ơn các thầy, cô giáo trong Khoa Hóa học, Phòng
Đào tạo - Trường Đại học sư phạm Thái Nguyên; Phòng máy quang phổ IR;
Phòng phân tch nhiệt; Phòng Hóa sinh ứng dụng Viện Hóa học - Viện Hàn lâm
Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho em trong
suốt quá trình học tập và nghiên cứu đề tài.
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Ban giám hiệu, bạn bè, đồng nghiệp
trường THPT Nà Giàng, Hà Quảng, Ban Giám đốc Sở GD&ĐT Cao Bằng,
cùng những người thân yêu trong gia đình đã luôn giúp đỡ, quan tâm,
động viên, chia sẻ và tạo mọi điều kiện giúp em hoàn thành tốt khóa học.
Thái Nguyên, tháng 05 năm 2015
Tác giả
Bế Thị Hồng Lê

ii


MỤC LỤC
Trang

iii


LỜI CAM ĐOAN........................................................................................ ii
LỜI CẢM ƠN ............................................................................................. ii
MỤC LỤC ................................................................................................. iii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT .................................iv DANH
MỤC CÁC BẢNG ...........................................................................v DANH
MỤC

CÁC

HÌNH............................................................................vi

MỞ

ĐẦU.....................................................................................................1
Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU .........................................................3
1.1. Sơ lược về các nguyên tố đất hiếm và khả năng tạo phức của chúng ........
3
1.1.1. Sơ lược về các nguyên tố đất hiếm và hợp chất của chúng.....................
3
1.1.2. Khả năng tạo phức của các NTĐH .......................................................... 9
1.2. Sơ lược về aminoaxit và axit L-aspatc .................................................... 13
1.2.1. Sơ lược về aminoaxit .............................................................................
13
1.2.2. Sơ lược về axit L-aspatic ....................................................................... 16
1.3. Sơ lược về o-phenantrolin ........................................................................
17
1.4. Phức chất của aminoaxit, axit L-aspatc, o-phenantrolin với nguyên
tố đất hiếm.......................................................................................................
18
1.5. Hoạt tính sinh học của phức chất đất hiếm với aminoaxxit, ophenantrrolin....................................................................................................
22
1.6. Một số phương pháp nghiên cứu phức rắn của NTĐH ............................
23
1.6.1. Phương pháp phổ hồng ngoại ................................................................
24
iii


1.6.2. Phương pháp phân tích nhiệt .................................................................
25
1.7. Giới thiệu về các chủng vi sinh vật kiểm định ......................................... 26
Chương 2: THỰC NGHIỆM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...... 28
2.1. Thiết bị và hoá chất .................................................................................. 28
2.1.1. Thiết bị ...................................................................................................
28

iii


2.1.2. Hóa chất ................................................................................................. 28
2.2. Chuẩn bị hóa chất ..................................................................................... 29
-3

2.2.1. Dung dịch DTPA 10 M........................................................................ 29
2.2.2. Dung dịch asenazo (III) 0,1%................................................................ 29
-2

2.2.3. Dung dịch LnCl3 10 M (Ln: Gd, Tb, Dy, Ho, Er)................................ 29
2.3. Tổng hợp các phức chất............................................................................ 29
2.4. Nghiên cứu các phức chất......................................................................... 30
2.4.1. Xác định thành phần của phức chất....................................................... 30
2.4.2. Xác định nhiệt độ nóng chảy, độ tan và độ dẫn điện mol của các
dung dịch phức chất ......................................................................................... 32
2.4.3. Nghiên cứu các phức chất bằng phương pháp phổ hấp thụ hồng
ngoại........ 33
2.4.4. Nghiên cứu các phức chất bằng phương pháp phân tích nhiệt..............
33
2.5. Thăm dò tính kháng khuẩn, kháng nấm của phối tử, phức chất .............. 33
Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................... 34
3.1. Kết quả xác định thành phần của các phức chất....................................... 34
3.2. Kết quả xác định nhiệt độ nóng chảy, độ tan và độ dẫn điện mol của
các dung dịch phức chất .................................................................................. 34
3.3. Kết quả nghiên cứu các phức chất bằng phương pháp phổ hấp thụ
hồng ngoại ....................................................................................................... 36
3.4. Kết quả nghiên cứu các phức chất bằng phương pháp phân tích nhiệt ....
42
3.5. Kết quả thăm dò tnh kháng khuẩn, kháng nấm của các phối tử,
phức chất .........................................................................................................
48
KẾT LUẬN .............................................................................................. 50

DANH MỤC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI
ĐÃ ĐƯỢC CÔNG BỐ ....................................................................................................51

TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................... 52
iv


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

STT

Chữ viết tắt

Chữ viết đầy đủ

1

Asp

2

DNA

3

DTA

4

DTPA

Đietylen triamin pentaaxetic

5

EDTA

Etylen điamin tetraaxetic

6

HEDTA

7

IMDA

8

IR

9

Leu

10

Ln

11

MIC

Nồng độ ức chế tối thiểu

12

NTA

Axit nitrylotriaxetic

13

NTĐH

Nguyên tố đất hiếm

14

Phen

O-phenantrolin

15

RNA

Axit Ribonucleic

16

TGA (TG)

17

XDTA

18

XRD

3+

L-aspatic
Axit Deoxinucleic
Differential thermal analysis (phân tch nhiệt vi
phân)

Axit hiđroxi etylenđiamintriaxetc
Iminođiaxetic
Infared radiaton (Phổ hấp thụ hồng ngoại)
L-lơxin
Ion lantanit

Thermo Gravimetric Analysis (phân tích trọng
lượng nhiệt)
Axit xyclohexan điamin tetraaxetic
Phổ X-Ray (phương pháp nhiễu xạ bột)

iv


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 3.1. Kết quả phân tích thành phần (%) các nguyên tố (Ln, Cl, N)

5

Trang


của các phức chất ........................................................................................34
Bảng 3.2. Nhiệt độ nóng chảy của các phức chất rắn ...................................35
Bảng 3.3. Độ tan của các phức chất .............................................................35
Bảng 3.4. Độ dẫn điện mol của các dung dịch phức chất .............................36
Bảng 3.5. Các số sóng hấp thụ đặc trưng trong phổ hấp thụ hồng ngoại
của phối tử và phức chất. .............................................................................40
Bảng 3.6. Kết quả phân tích nhiệt của các phức chất .................................. 45
Bảng 3.7. Hoạt tnh kháng khuẩn, kháng nấm của mẫu thử ........................ 48

6


DANH MỤC CÁC HÌNH
Trang

7


Hình 3.1. Phổ IR của o-phenantrolin .......................................................... 37
Hình 3.2. Phổ IR của L-aspatic ................................................................... 37
Hình 3.3. Phổ IR của phức Gd(Asp) 3PhenCl3.3H2O ................................... 38
Hình 3.4. Phổ IR của phức Tb(Asp) 3PhenCl3.3H2O .................................... 38
Hình 3.5. Phổ IR của phức Dy(Asp) 3PhenCl3.3H2O ................................... 39
Hình 3.6. Phổ IR của phức Ho(Asp) 3PhenCl3.3H2O ................................... 39
Hình 3.7. Phổ IR của phức Er(Asp) 3PhenCl3.3H2O .................................... 40
Hình 3.8. Giản đồ phân tích nhiệt của phức Gd(Asp) 3PhenCl3.3H2O.......... 43
Hình 3.9. Giản đồ phân tích nhiệt của phức Tb(Asp) 3PhenCl3.3H2O .......... 43
Hình 3.10. Giản đồ phân tích nhiệt của phức Dy(Asp)3PhenCl3.3H2O ........ 44
Hình 3.11. Giản đồ phân tích nhiệt của phức Ho(Asp) 3PhenCl3.3H2O ........ 44
Hình 3.12. Giản đồ phân tích nhiệt của phức Er(Asp) 3PhenCl3.3H2O ......... 45

8


MỞ ĐẦU
Đất hiếm là loại khoáng sản chiến lược, có giá trị đặc biệt không thể thay
thế và đóng vai trò cực kỳ quan trọng trong các lĩnh vực từ, điện tử, kĩ thuật
nguyên tử, chế tạo máy, công nghiệp hoá chất, đến lĩnh vực luyện kim, chăn
nuôi trồng trọt,…các nhà khoa học gọi đất hiếm là những nguyên tố của tương
lai. Nguyên tử của các nguyên tố đất hiếm (NTĐH) có nhiều obitan trống, độ
âm điện và điện tch lớn nên chúng có khả năng tạo phức hỗn hợp với nhiều
phối tử vô cơ và hữu cơ.
Các aminoaxit là loại phối tử hữu cơ tạp chức, chúng có khả năng tạo
phức với rất nhiều kim loại, trong đó có đất hiếm.
L-aspatic là một aminoaxit axit sinh protein có khả năng tạo phức với các
NTĐH. O-phenantrolin là một bazơ hữu cơ dị vòng tạo phức với NTĐH, rất
phong phú về số lượng, đa dạng về cấu trúc và tính chất. Nhiều phức chất đất
hiếm có hoạt tính sinh học cao.
Phức chất của NTĐH với hỗn hợp các phối tử đã được nghiên cứu từ lâu
nhưng hiện nay vẫn được nhiều tác giả trong và ngoài nước quan tâm bởi càng
ngày người ta càng tìm thấy thêm những ứng dụng mới trong các lĩnh vực khác
nhau.
Trong hoá học phân tch, phức chất của NTĐH với hỗn hợp các phối tử
được dùng để tách, phân chia nhóm các NTĐH và tách riêng các NTĐH. Trong
lĩnh vực Sinh học, một số phức chất đất hiếm dùng làm chất xúc tác cho quá
trình sinh tổng hợp protein, tách DNA và RNA. Trong y dược một số phức chất
đất hiếm là thành phần của thuốc dùng để điều trị bệnh thiếu máu, tểu
đường và các bệnh của người già. Còn trong lĩnh vực nông nghiệp khi dùng
phức chất của các NTĐH làm phân vi lượng bón cho cây trồng, làm thức ăn cho
gia súc, gia cầm đã kích thích sự phát triển, làm tăng năng suất, chất lượng
sản phẩm của cây trồng và vật nuôi.
1


Hiện nay, ở Việt Nam và thế giới nói chung số công trình nghiên cứu về
phức chất của NTĐH với hỗn hợp các phối tử hữu cơ còn ít, đặc biệt là hỗn hợp
phối tử aminoaxit và o-phenantrolin.
Trên các cơ sở đó cùng với điều kiện ở Việt Nam có nguồn tài nguyên đất
hiếm tương đối dồi dào, chúng tôi thực hiện đề tài:
“Tổng hợp, nghiên cứu các phức chất của một số nguyên tố đất hiếm
với hỗn hợp phối tử L-aspatic, o-phenantrolin và thăm dò hoạt tnh sinh học
của chúng”.

2


Chương 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Sơ lược về các nguyên tố đất hiếm và khả năng tạo phức của chúng
1.1.1. Sơ lược về các nguyên tố đất hiếm và hợp chất của chúng
Các nguyên tố đất hiếm bao gồm: 3 nguyên tố thuộc nhóm IIIB là scanđi
(Sc, Z=21), ytri (Y, Z=39), lantan (La, Z=57) và 14 nguyên tố thuộc họ lantanit
(Ln) là xeri (Ce, Z=58), parazeođim (Pr, Z=59), neođim (Nd, Z=60), prometi (Pm,
Z=61), samari (Sm, Z=62), europi (Eu, Z=63), gađolini (Gd, Z=64), tecbi (Tb,
Z=65), dysprosi (Dy, Z=66), honmi (Ho, Z=67), ecbi (Er, Z=68), tuli (Tm, Z=69),
ytecbi (Yb, Z=70) và lutexi (Lu, Z=71)
Tất cả các nguyên tố này đều có khả năng tồn tại trong tự nhiên, riêng
Pm mang tnh phóng xạ.
Cấu hình electron chung của nguyên tử các nguyên tố lantanit
là:
2

2

6

2

6

10

2

6

10

n

2

6

m

1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 5d 6s

2

n nhận các giá trị từ 0 ÷ 14
m chỉ nhận giá trị là 0 hoặc 1
Dựa vào cấu tạo và cách điền eletron vào phân lớp 4f, các nguyên
tố lantanit thường được chia thành 2 phân nhóm [10].
Phân nhóm xeri (nhóm đất hiếm nhẹ) gồm 7 nguyên tố sau La: Ce, Pr, Nd, Pm,
Sm, Eu và Gd.
Phân nhóm tecbi (nhóm đất hiếm nặng) gồm 7 nguyên tố tếp theo: Tb, Dy, Ho,
Er, Tm, Yb và Lu.
La
0

4f 5d
Phân nhóm xeri

Ce

Pr

2

4f

4f
Phân nhóm tecbi

Tb
4f

9

3

Dy
4f

10

Nd

Pm

4

4f

Ho

Er

4f
4f

3

11

4f

5

12

Sm

Eu

6

4f

Tm

Yb

4f
4f

13

4f

7

14

1

Gd
7

4f 5d

1

Lu
14

4f 5d

1


Các nguyên tố lantanit có phân lớp 4f đang được xây dựng và có số
2

electron lớp ngoài cùng như nhau (6s ). Năng lượng tương đối của các phân
lớp
4f và 5d rất gần nhau nên electron dễ được điền vào cả hai phân lớp này.
Trong dãy các nguyên tố từ La đến Lu, trừ (La, Gd, Lu) đều không có electron ở
phân lớp 5d. Khi bị kích thích một năng lượng nhỏ, một hoặc hai electron ở
phân lớp
4f (thường là một) nhảy sang phân lớp 5d, các electron còn lại bị các
electron
2

6

5s 5p chắn với tác dụng bên ngoài nên không có ảnh hưởng quan trọng
đến tính chất của đa số lantanit. Như vậy tnh chất của các lantanit được quyết
1

2

định chủ yếu bởi các electron ở phân lớp 5d 6s [10].
Sự khác nhau về cấu trúc nguyên tử của các nguyên tố trong họ chỉ thể
hiện ở lớp thứ ba từ ngoài vào, lớp này ít ảnh hưởng đến tính chất hóa học
của các nguyên tố nên tính chất hóa học của các nguyên tố lantanit rất giống
nhau. Tuy có tnh chất giống nhau nhưng do có sự khác nhau về số electron
trên phân lớp 4f nên ở mức độ nào đó các nguyên tố lantanit cũng có một số
tính chất không giống nhau.
Sự khác nhau về tnh chất của các lantanit có liên quan tới sự
nén lantanit và cách điền electron vào obitan 4f. Sự nén lantanit (còn gọi là sự
co lantanit) là sự giảm chậm bán kính nguyên tử của chúng theo chiều tăng
của điện tích hạt nhân.
Từ Ce đến Lu một số tính chất biến đổi đều đặn và một số tnh chất
biến đổi tuần hoàn. Số oxi hóa bền và đặc trưng của đa số các lantanit là +3.
2

0

Tuy nhiên, một số nguyên tố có số oxi hóa thay đổi như Ce (4f 5d ) ngoài
3

2

số oxi hóa +3 còn có số oxi hóa đặc trưng là +4; Pr (4f 6s ) có thể có số oxi
hóa +4
7

2

nhưng kém đặc trưng hơn; Eu (4f 6s ) ngoài số oxi hóa +3 còn có số oxi hóa +2
4


6

2

do mất hai electron ở phân lớp 6s; Sm (4f 6s ) cũng có số oxi hóa +2 nhưng
kém đặc trưng hơn. Điều tương tự cũng xảy ra trong phân nhóm tecbi: Tb, Dy
có thể có số oxi hóa +4, còn Yb, Tm có thể có số oxi hóa +2. Tuy nhiên, các

5


mức oxi hóa +4 và +2 của chúng đều kém bền và có xu hướng chuyển về mức
oxi hóa +3 [13].
Một số tính chất chung của các nguyên tố đất hiếm:
• Các lantanit là những kim loại màu trắng bạc, riêng Pr và Nd có màu
vàng rất nhạt. Khi tiếp xúc với không khí tạo ra các oxit.
• Là những kim loại tương đối mềm, độ cứng tăng theo số hiệu nguyên
tử.
• Các lantanit có độ dẫn điện tương đương thuỷ ngân.
3+

• Đi từ trái sang phải trong dãy, bán kính của các ion Ln giảm đều đặn,
điều này được giải thích bằng sự co lantanit.
• Có nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi cao.
• Các nguyên tố đất hiếm nói chung là những kim loại hoạt động,
chỉ kém kim loại kiềm và kiềm thổ. Phân nhóm xeri hoạt động hơn phân
nhóm tecbi.
Kim loại dạng tấm bền ở trong không khí khô. Trong không khí ẩm, kim
loại bị mờ đục nhanh chóng vì bị phủ màng cacbonat bazơ được tạo nên do tác
dụng với nước và khí cacbonic.
o

Ở 200-400 C, các lantanit cháy trong không khí tạo thành oxit và nitrua.
Ở dạng bột xeri và một vài lantanit khác có tính tự cháy.
Các lantanit tác dụng với halogen ở nhiệt độ không cao, tác dụng với N 2,
S, C, Si, P và H2 khi đun nóng.
Các lantanit tác dụng chậm với nước nguội và nhanh với nước nóng giải
phóng khí hiđro, tan dễ dàng trong các dung dịch axit trừ HF và H 3PO4. Các
lantanit không tan trong kiềm kể cả khi đun nóng.
Ở nhiệt độ cao, các lantanit có thể khử được oxit của nhiều kim loại ví
dụ như sắt, mangan, ... kim loại xeri ở nhiệt độ nóng đỏ có thể khử khí CO,
CO2 đến C.
6


3+

Trong dung dịch đa số các lantanit tồn tại dưới dạng các ion bền Ln .
2+

2+

2+

+

Các ion Eu , Yb và Sm khử ion H thành H2 trong các dung dịch nước.
Nhiều hợp chất của các nguyên tố đất hiếm phát huỳnh quang dưới tác
dụng của tia cực tím, hồng ngoại [13].
Các nguyên tố đất hiếm có một số hợp chất chính sau:
* Oxit của các nguyên tố đất hiếm (Ln2O3):
Oxit của các nguyên tố đất hiếm là những chất rắn vô định hình hay ở
dạng tnh thể, có màu gần giống như màu Ln

3+

trong dung dịch; oxit của các

nguyên tố đất hiếm rất bền thường tồn tại dưới dạng Ln 2O3. Tuy nhiên một số
oxit có dạng khác như: CeO2, Tb4O7, Pr6O11,... Oxit Ln2O3 giống với của kim
loại kiềm thổ, chúng bền với nhiệt và khó nóng chảy.
Ln2O3 là những oxit bazơ điển hình không tan trong nước nhưng tác
dụng với nước nóng (trừ La2O3 không cần đun nóng) tạo thành hiđroxit và phát
nhiệt. Chúng tan dễ dàng trong axit vô cơ tạo thành dung dịch chứa
3+

ion [Ln(H2O)n ] , trong đó n = 8 ÷ 9. Riêng CeO2 chỉ tan tốt trong axit đặc,
nóng. Người ta lợi dụng tính chất này tách riêng xeri ra khỏi tổng oxit đất hiếm.
Các oxit Ln2O3 không tan trong dung dịch kiềm nhưng tan trong kiềm
nóng chảy tạo muối
Ln2O3 được điều chế bằng cách nung nóng các hiđroxit hoặc các muối
(như cacbonat, oxalat, nitrat) của các nguyên tố đất hiếm [10].
* Hiđroxit của các nguyên tố đất hiếm Ln(OH)3:
Các hiđroxit của nguyên tố đất hiếm là chất dạng kết tủa vô định hình,
thực tế không tan trong nước, tan được trong các axit vô cơ và muối amoni.
Hiđroxit là những bazơ khá mạnh, tnh bazơ nằm giữa Mg(OH)2 và Al(OH)3 và
giảm dần từ Ce đến Lu. Do có thể hấp thụ khí CO2 trong không khí, các
hiđroxit thường chứa tạp chất cacbonat bazơ.
7


Các Ln(OH)3 không bền, ở nhiệt độ cao phân huỷ tạo thành Ln2O3. Độ
bền nhiệt của chúng giảm dần từ Ce đến Lu.
Tích số tan của các hiđroxit đất hiếm rất nhỏ, ví dụ: Ln(OH)3 là khoảng
-19

10 ; Lu(OH)3 là 2,5.10

-24

Một số hiđroxit có thể tan trong kiềm nóng chảy tạo thành những hợp
chất lantanoiđat, ví dụ như KNdO2, NaPr(OH)4,...
Các Ln(OH)3 kết tủa trong khoảng pH từ 6,8 ÷ 8,5 riêng Ce(OH)4 kết tủa
ở pH thấp từ 0,7 ÷ 3,0 dựa vào đặc điểm này người ta có thể tách riêng Ce ra
khỏi các NTĐH khác. Các Ln(OH)3 được điều chế bằng cách cho các dung
3+

dịch muối chứa Ln tác dụng với dung dịch kiềm hay dung dịch amoniac. Khi
để trong không khí, Ce(OH)3 chuyển dần thành Ce(OH)4 [13].
* Các muối của Ln(III)
Các muối của lantanit(III) giống nhiều với muối của canxi. Các muối
clorua, bromua, iodua, nitrat và sunfat tan tốt trong nước, còn các muối
florua, cacbonat, photphat và oxalat không tan. Các muối tan đều kết tinh
3+

ở dạng hiđrat. Các muối Ln bị thủy phân một phần trong dung dịch nước và
khả năng đó tăng lên từ Ce đến Lu. Đặc điểm nổi bật của Ln

3+

là dễ tạo các

muối kép. Chính vì thế trước kia người ta dùng muối kép để phân chia
lantanit. Cụ thể một số muối của lantanit:
• Muối clorua LnCl 3: ở dạng tnh thể có cấu tạo ion, khi kết tnh từ
dung dịch tạo thành muối ngậm nước. Các muối này được đ iều chế
bằng tác dụng của Ln 2O3 với dung dịch HCl; ngoài ra còn được điều chế
bằng tác
o

dụng của CCl 4 với Ln2O3 ở nhiệt độ 400 - 600 C hoặc của Cl 2 với hỗn hợp
Ln2O3 và than.
• Muối nitrat Ln(NO3)3: Dễ tan trong nước, độ tan giảm từ La đến Lu, khi
kết tinh từ dung dịch thì chúng thường ngậm nước. Những muối này có khả
8


năng tạo thành muối kép với các nitrat của kim loại kiềm hoặc amoni theo
kiểu

9


Ln(NO3)3.2MNO3 (M là amoni hoặc kim loại kiềm); Ln(NO3)3 không bền, ở
o

o

nhiệt độ khoảng 700 C - 800 C bị phân hủy tạo thành oxit.
(Riêng Ce(NO3)3 bị phân huỷ ở nhiệt độ thấp hơn, lợi dụng tính chất này để
tách riêng Ce).
Ln(NO3)3 được điều chế bằng cách hòa tan oxit, hiđroxit hay cacbonat
của các NTĐH trong dung dịch HNO3.
• Muối sunfat Ln2(SO4)3: Muối sunfat của NTĐH ít tan hơn muối clorua
và muối nitrat, chúng tan nhiều trong nước lạnh và cũng có khả năng tạo
thành muối sunfat kép với muối sunfat kim loại kiềm hay amoni, ví dụ như:
muối kép M2SO4.Ln2(SO4)3.nH2O. Trong đó: M là những kim loại kiềm hoặc
amoni, n thường là 8.
Muối Ln2(SO4)3 được điều chế bằng cách hòa tan oxit, hiđroxit hay
cacbonat của NTĐH trong dung dịch H2SO4 loãng.
• Muối oxalat Ln2(C2O4)3: Các oxalat đất hiếm có độ tan trong nước rất
nhỏ, có tch số tan từ 10

-25

-30

10 , ví dụ như: Ce2(C2O4)3 là 3.10

- 26

, Y2(C2O4)3 là

-29

5,34.10 .
Tích số tan của các muối oxalat NTĐH giảm từ La ÷ Lu, không tan trong
2-

10


nước và axit loãng. Trong môi trường axit mạnh khi có dư chất kết tinh
(C2O4
+

độ tan của oxalat đất hiếm tăng do tạo thành các phức tan: Ln(C2O4) ,
Ln(C2O4) ,

) thì
2

Ln(C2O4) 33 .
Ví dụ: Y(C2O4)

+

Y(C2O4) 2
Y(C2O4) 3 3

k1 = 3.10

-7

k2 = 8.10
k3 = 4.10

-11

-12

Các oxalat đất hiếm khi kết tinh thì ngậm nước Ln2(C2O4)3.nH2O
(n = 2 ÷ 10) và kém bền với nhiệt. Quá trình phân hủy ở nhiệt độ khác nhau
cho sản phẩm khác nhau.

11


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×