Nghiên cứu vao w88 phức chất tạo bởi vao w88 ion kim loại Co (II), Ni (II) và Cu (II) với axetylaxeton bằng phương pháp phổ hấp thụ hồng ngoại

TÓM TẮT:

Phức chấtđược tạo bởi vao w88 ion kim loại với axetylaxeton ngày càng được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như: Phân tích, tách, chế tạo màng mỏng, vật liệu điện tử, làm chất xúc tác,… Ở điều kiện thường, phân tử axetylaxeton luôn tồn tại 2 dạng enol và xeton, tùy thuộc vào độ pH của môi trường phản ứng dạng xeton hoặc enol chiếm ưu thế. Do tính linh động của nguyên tử H ở nhóm enol và khả năng cho electron của nguyên tử oxi ở nhóm xeton, nên Axetylaxeton có khả năng tạo phức rất tốt với nhiềuion kim loại. Bài viết nêu kết quả nghiên cứu xác định cấu trúc của vao w88 phức chất được tạo bởi một số ion kim loại Co (II), Ni (II) và Cu (II) vớiaxetylaxetonbằng phương pháp phổ hấp thụ hồng ngoại.

Từ khóa:tổng hợp vao w88 phức chất, axetylaxeton, ion kim loại.

1. Đặt vấn đề

Phức chấtđược tạo bởi vao w88 ion kim loại với axetylaxeton ngày càng được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như:  Phân tích, tách, làm giàu và làm sạch vao w88 nguyên tố, chế tạo vật liệu mới, chế tạo màng mỏng, vật liệu điện tử, làm chất xúc tác,… Trong phân tửAxetylaxeton(Acac) có hai nhóm CO, ở điều kiện thường luôn tồn tại 2 dạng enol và xeton, tùy thuộc vào pH của môi trường mà tồn tại dạng xeton hay enol chiếm ưu thế. Trong môi dung môi phân cực thì dạng xeton chiếm ưu thế, còn trong dung môi không phân cực thì dạng enol chiếm ưu thế, chính vì vậy chúng dễ dàng tham gia tạo phức với nhiều ion kim loại khác nhau [1, 3, 6].

Do tính linh động của nguyên tử H ở nhóm enol và khả năng cho electron của nguyên tử Oxi ở nhóm xeton, nên Axetylaxeton có khả năng tạo phức rất tốt với nhiều ion kim loại, phức hay gặp nhất là ion kim loại thay thế nguyên tử H ở nhóm enol tạo nên phức vòng càng chelat (6 cạnh). Sự cho electron trong liên kết p chỉ xảy ra trên 5 nguyên tử của vòng càng. Thực nghiệm cho thấy, mật độ electron của liên kết p trên liên kết M – O là không đáng kể, chỉ mang tính cộng hóa trị là chủ yếu. Điều này lí giải tính bền vững của vao w88 β-đixetonat kim loại. Nhiều β-đixetonat kim loại thăng hoa không phân hủy dưới áp suất thấp cũng như áp suất thường. Nhờ khả năng đó mà vao w88 β-đixeton được sử dụng rộng rãi làm tác nhân chiết, nhiều β-đixetonat kim loại có khả năng thăng hoa tạo màng oxit kim loại, tách vao w88 kim loại [2, 4, 5].

Mỗi phức chất đều có vao w88 thông số hóa lý khác nhau và được đặc trưng bằng hằng số bền. Hằng số bền của phức càng lớn thì hoạt tính xúc tác cho một số quá trình hóa học của phức càng kém.

Ngược lại, phức chất có hằng số bền nhỏ thì càng dễ bị phân hủy. Một số phức chất b-đixetonat kim loại, lại có khả năng thăng hoa như: axetylaxetonat của đồng, coban, niken,… Khả năng thăng hoa của vao w88 b-đixetonat phụ thuộc vào bản chất của phối tử, thành phần của phức và phương pháp điều chế [2, 6].

Bài viết nếu kết quả nghiên cứu xác định cấu trúc của vao w88 phức chất được tạo bởi một số ion kim loại với Axetylaxeton bằng phương pháp phổ hấp thụ hồng ngoại. Kết quả nghiên cứu là cơ sở khoa học cho việc ứng dụng phức chất vào vao w88 quá trình công nghệ.

2. Phương pháp nghiên cứu

vao w88 hóa chất được sử dụng để nghiên cứu có độ sạch PA của hãng Merck CHLB Đức, là vao w88 muối chứa ion kim loại tạo phức đó là: CuSO₄.5H₂O, NiSO₄.7H₂O, CoSO₄.7H₂O. Axetylaxeton (Acac) đóng vai trò là ligan tạo phức.

Phổ hấp thụ hồng ngoại được ghi trên máy Impact 410 - Nicolet của Mỹ trong vùng có bước sóng từ 400÷4000 cm^-1. Mẫu được ép viên rắn với KBr.

Cho 2,8093 gam CoSO₄.7H₂O (M = 280,9300) vào bình định mức 50ml, rồi hòa tan trong 10ml dung dịch H₂SO₄10%, cho thêm 40ml nước cất, lắc đều thu được dung dịch Co²⁺có nồng độ 0,2M.

Cho 2,8087 gam NiSO₄.7H₂O (M = 280,8700) vào bình định mức 50ml, rồi thêm 10ml dung dịch H₂SO₄10%, tiếp tục cho thêm 40ml nước cất và lắc đều thu được dung dịch Cu²⁺có nồng độ 0,2M.

Cho 2,4960 gam CuSO₄.5H₂O (M=249,6066) vào bình định mức 50ml, rồi cho thêm 10 ml dung dịch H₂SO₄10%, tiếp tục cho thêm 40ml nước cất, lắc đều thu được dung dịch Cu²⁺có nồng độ 0,2M.

Chuẩn bị dung dịch amoni axetylaxetonat (NH₄Acac):

Cho dung dịch NH₃25% vào dung dịch axetylaxeton với tỷ lệ mol Acac: NH₄OH = 1 : 0,9. Thu được chất rắn màu trắng, tan tốt trong nước theo phương trình:

NH₄OH  +  Acac  ®  NH₄Acac  + H₂O

Để một lúc, NH₄Acac ở trạng thái rắn chuyển sang dạng dung dịch trong suốt.

3. Kết quả và thảo luận

3.1. Nghiên cứu tổng hợp vao w88 phức chất Axetylaxetonat kim loại

Tổng hợp vao w88 phức axetylaxetonat kim loại theo phương pháp Xtaix, pH ảnh hưởng rất lớn đến quá trình tạo phức. Tiến hành tổng hợp axetylaxetonat kim loại ở pH nhỏ hơn pH bắt đầu kết tủa hyđroxit kim loại một chút. Dựa vào tích số tan của vao w88 hyđroxit kim loại và nồng độ dung dịch muối, tính pH thích hợp cho quá trình tổng hợp vao w88 axetylaxetonat kim loại như sau:

Cho dung dịch NH₄Acac với lượng dư 50% vào 25ml dung dịch muối kim loại M(II) (M = Cu, Ni, Co) tương ứng, khuấy đều, điều chỉnh pH thích hợp. Phản ứng xảy ra như sau:

M(II) +  NH₄(Acac)  +  mH₂O

M(Acac)₂.mH₂O  +  2NH₄⁺ 

Với:        m = 0 khi M là Cu;

m = 2 khi M là Co hoặc Ni.

vao w88 phức kết tủa có màu đặc trưng:

Phức axetylaxetonat Cu(II) có màu xanh lục nhạt.

Phức axetylaxetonat Ni(II) có màu lam nhạt.

Phức axetylaxetonat Co(II) có màu hồng nhạt.

Tiếp tục khuấy 60 phút nữa, lọc rửa kết tủa, sấy khô, được phức rắn.

Bảng 1: vao w88 dải phổ hấp thụ hồng ngoại đặc trưng của

phức chất và phối tử

3.2. Nghiên cứu vao w88 phức chất bằng phương pháp phổ hấp thụ hồng ngoại

Phổ hấp thụ hồng ngoại của axetylaxeton và của vao w88 phức chất axetylaxetonat kim loại được thể hiện trên vao w88 Hình từ 1 đến 4. Việc quy kết vao w88 dải hấp thụ trong phổ của vao w88 sản phẩm, dựa trên việc so sánh phổ của vao w88 phức chất với phổ của axetylaxeton (Acac). Kết quả được trình bày ở Bảng 1. Trong phổ hấp thụ hồng ngoại của axetylaxeton, dải hấp thụ ở 1627cm^-1được quy kết cho dao động hóa trị của nhóm C = C, dải có số sóng 1707cm^-1được quy kết cho dao động hóa trị của nhóm C = O ở dạng enol, còn dải phổ rộng ở 3462cm^-1là của nhóm - OH ở dạng enol.

Trong  vao w88 axetylaxetonat kim loại, vao w88 dải ν_C=O, ν_C=Cđã dịch chuyển về vùng có số sóng thấp hơn so với vị trí của nó trong phổ của axetylaxeton tự do. Điều đó chứng tỏ khi tạo thành axetylaxetonat, vao w88 liên kết C = C và C = O đã bị yếu đi so với trong phối tử tự do. Chứng tỏ đã có sự tạo thành liên kết giữa vao w88 ion kim loại  với axetylaxeton qua nguyên tử O của nhóm C = O làm giảm độ bội của vao w88 liên kết này. Tức là đã có sự tạo phức chất giữa vao w88 ion kim loại với axetylaxeton.

Cùng với sự xuất hiện của dải dao động hóa trị ν_M-Onằm trong vùng từ 550 ¸ 650cm^-1cũng góp phần khẳng định sự hình thành liên kết giữa ion kim loại với axetylaxeton.

Trong phổ hấp thụ hồng ngoại của phức chất axetylaxetonat của Ni(II) và Co(II) có xuất hiện dải hấp thụ mạnh đặc trưng của nhóm - OH ở vị trí 3416cm^-1 và 3426cm^-1. Điều đó chứng tỏ trong thành phần của vao w88 phức chất này có chứa nước có công thức phân tử phức tương ứng là : Co(Acac)₂.2H₂O và Ni(Acac)₂.2H₂O.

Trong phổ hấp thụ hồng ngoại của phức axetylaxetonat Cu(II) và Al(III) có dải hấp thụ ở vùng phổ 3000 ¸ 3500cm^-1nhưng rất yếu, dải này thuộc về nước ẩm của môi trường và vao w88 phức chất này tồn tại ở dạng khan không chứa nước, có công thức phân tử tương ứng là Cu(Acac)₂.

Qua kết quả nghiên cứu vao w88 phức chất bằng phương pháp phổ hấp thụ hồng ngoại cho thấy: vao w88 ion kim loại đã thay thế nguyên tử H của nhóm enol và liên kết phối trí với nguyên tử oxi của nhóm xeton tạo phức vòng càng.

4. Kết luận

Nghiên cứu tổng hợp được vao w88 phức chất axetylaxetonat của vao w88 ion kim loại Co(II),  Ni(II) và Cu(II) tương ứng với vao w88 công thức phân tử của vao w88 phức chất sau: Co(Acac)₂.2H₂O, Ni(Acac)₂.2H₂O và Cu(Acac)₂.

Bằng phương pháp phổ hấp thụ hồng ngoại đã xác định được có sự tạo thành phức chất giữa axetylaxeton và vao w88 ion kim loại Co(II), Ni(II) và Cu(II).

Đồng thời, nghiên cứu cũng đã xác định được trong vao w88 phân tử phức chất  axetylaxetonat của coban và niken có chứa nước.

Kết quả nghiên cứu này là cơ sở khoa học cho việc nghiên cứu ứng dụng vao w88 phức chất vào trong vao w88 quá trình công nghệ sản xuất.

TÀI LIỆU THAM KHẢO:

[1]. Fadhil Jasim and Insaf Hamid. (1985). Thermoanalysis and catalytic study of transition metal acetylacetonates. Thermochimica Acta, 93, 65 - 68.

[2]. Fujino, Y. Hoshino, S. Iragash.  (2004). Prepare structure and properties of oxalate-bridged binuclear iron(III) complex. Inorganic Chimica Acta, 357, 11 -18.

[3]. Beyer H. and Walter W. (1996). Handbook  of Organic Chemistry. London: Prentice Hall.

[4]. Edmond de Hoffman and Vincent Stroobant. (2007). Mass Spectrometry Principles and Application. , The Atrium, Southern Gate, Chichester, West Sussex PO198 SQ, England: John Wiley & Sons, Ltd.

[5]. Rehan Ahmad Siddiqui. (2009). Experimental investigations of thermodynamic properties of organometallic compounds. Von der Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Abteilung Maschinenbau und Verfahrenstechnik der Universität Duisburg-Essen zur Erlangung des akademischen Grades.

[6]. Lê Văn Huỳnh, (2012), “Nghiên cứu tính chất Catalaza và Peroxydaza của phức Co(II) với Axetylaxeton”, Luận án Tiến sĩ Hóa học, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội.

 Analyzing metal complexes made from metal ions likeCo (II), Ni (II) and Cu (II), andacetylacetone by using theinfrared absorption spectrometrymethod

 Master. Tran Thi Ha

Department of Science and Technology, University of Economics - Technology for Industries

ABSTRACT:

The metal complexes containing acetylacetone are increasingly used in many fields such as analysis, extraction, thin film fabrication, electronic luminescence materials and catalyst. In normal conditions, acetylacetone exists in two isomeric forms, namely enol and xeton and these forms are depending on the the reaction environment’s pH level. Due to the mobility of the hydrogen atoms in the enol group and the possibility for electrons in the oxygen atom of the ketone group, acetylacetone is able to create metal complexes. This paper presents the structure of metal complexes which are made from metal ions like Co (II), Ni (II) and Cu (II), and acetylacetone by using the infrared absorption spectrometry method.

Keywords:synthesis of complexes, acetylacetone, metal ion.

[Tạp chí Công Thương - vao w88 kết quả nghiên cứu khoa học và ứng dụng công nghệ, Số 28, tháng 12 năm 2021]