ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM
----------------------------

NGUYỄN THỊ LAN ANH

NGHIÊN CỨU SỰ TẠO PHỨC CỦA MỘT SỐ NGUYÊN TỐ
ĐẤT HIẾM (Pr, Nd, Sm) VỚI L_GLYXIN

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HÓA HỌC

Thái Nguyên, năm 2011
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM
------------------------------

NGUYỄN THỊ LAN ANH

NGHIÊN CỨU SỰ TẠO PHỨC CỦA MỘT SỐ NGUYÊN TỐ
ĐẤT HIẾM (Pr, Nd, Sm) VỚI L_GLYXIN

Chuyên ngành: Hóa học vô cơ
Mã số: 60.44.25

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HÓA HỌC





2
MỤC TI ÊU NGHIÊN CỨU
- Xác định hằng số bền của một số ion đất hiếm ( Pr3+, Nd3+, Sm3+ ) với
L-glyxin tỉ lệ mol theo các cấu tử tương ứng là 1:2.
- Tổng hợp nghiên cứu phức rắn của một số NTĐH (Pr, Nd, Sm) với
L-glyxin.
NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
Phương pháp chuẩn độ đo pH
- Xác định hằng số phân li của L- glyxin ở nhiệt độ phòng.
- Nghiên cứu sự tạo phức giữa các ion đất hiếm ( Pr3+, Nd3+, Sm3+ ) với
L- glyxin theo tỉ lệ mol 1: 2 ở nhiệt độ phòng.
Phương pháp phổ IR, phân tích nhiệt, phương pháp đo độ dẫn điện.
- Tổng hợp phức rắn theo tỉ lệ mol Ln3+ ( Pr3+, Nd3+, Sm3+ ) : Gly = 1:2.
- Xác định thành phần của phức chất: kim loại đất hiếm, nitơ, cacbon, hàm
lượng nước.
- Xác định phức rắn tổng hợp được là chất điện ly hay không điện ly.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




3

Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Giới thiệu về các nguyên tố đất hiếm
1.1.1. Sơ lược về nguyên tố đất hiếm

4f2

4f3

4f4

4f5

4f6

4f7

4f75d1

Phân nhóm tecbi (phân nhóm nặng):
Tb

Dy

Ho

Er

Tm

Yb

Lu

4f7+2

Lu một số tính chất biến đổi đều đặn và một số tính chất biến đổi tuần hoàn.
Sự khác nhau về tính chất của lantanit có liên quan đến sự “ co lantanit “ và
cách điền electron vào phân lớp 4f. Sự biến đổi đều đặn các tính chất được giải
thích bằng sự co lantanit tức sự giảm bán kính nguyên tử của các ion Ln3+ từ
La3+ đến Lu3+. Sự biến đổi tuần hoàn tính chất của các lantanit và hợp chất
được giải thích bằng việc điền electron vào obitan 4f [8].
1.1.2. Tính chất vật lý của các NTĐH
Kim loại đất hiếm có màu trắng bạc, riêng Pr và Nd có màu vàng
rất nhạt. Ở trạng thái bột, chúng có màu từ xám đến đen. Đa số kim loại
kết tinh ở dạng tinh thể lập phương. Tất cả kim loại đều khó nóng chảy
và khó sôi. Bán kính nguyên tử và bán kính ion của các nguyên tố là
yếu tố quan trọng nhất xác định tính chất vật lý quan trọng như tỉ khối,
nhiệt độ sôi, nhiệt độ nóng chảy,....
Thể tích nguyên tử giảm theo chiều tăng số thứ các nguyên tố .

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




5

Bảng 1.1: Một số thông số của các NTĐH nhẹ.

Nguyên
tố

Nguyên tử

Thể tích

thăng hoa
(kJ.mol-1)

La

138,91

22,602

920 3464

6,146

1,877

431,0

Ce

140,12

20,696

804 3470

6,770

1,825

422,6


(144,91)

20,24

1080 3000

7,264

-

(348)

Sm

150,35

20,000

1072 1670

7,520

1,802

206,7

Eu

151,96

theo độ bền tương đối của trạng thái 4f. Các ion lantanit có cấu hình [Xe] 4f0,
[Xe] 4f7 và [Xe] 4f14 cũng như [Xe] 4f1 và [Xe] 4f13 (4f1 gần 4f0, 4f13 gần 4f14)
đều không màu còn lại là có màu. Các NTĐH nhẹ cũng tuân theo quy luật này

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




6

La3+ (4f0) không màu.

Pm3+ (4f4) hồng.

Ce3+ (4f1) gần như không màu.

Sm3+ (4f5) vàng.

Pr3+ (4f2) lục vàng.

Eu3+ (4f6) vàng nhạt.

Nd3+ (4f3) tím hồng.

Gd3+ (4f7) không màu.

Ở trạng thái rắn cũng như trong dung dịch các Ln3+ ( trừ La3+) có phổ hấp
thụ ứng với các dải hấp thụ đặc trưng trong vùng hồng ngoại, khả kiến và tử ngoại
[16].

Riêng với C cần nhiệt độ tương đối lớn
10000C

Ce + C

CeC.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




7
Tác dụng chậm với nước nguội, nhanh với nước nóng tạo hiđroxit và
giải phóng H2, tan dễ dàng trong dung dịch các axit, trừ HF và H3PO4 vì tạo
muối LnF; LnPO4 ít tan, không tan trong kiềm kể cả khi đun nóng.
Ở nhiệt độ cao các lantanit có thể khử được nhiều oxit kim loại. Đặc
biệt Ce ở nhiệt độ nóng đỏ có thể khử CO, CO2 thành C.
1.1.4. Một số hợp chất chính của NTĐH.
* Các oxit của NTĐH thường có dạng Ln2O3. Các oxit đất hiếm có màu
gần giống màu ion của nó trong dung dịch. Chúng thường có nhiệt độ nóng
chảy cao, bền với nhiệt. Ln2O3 là oxit bazơ điển hình không tan trong nước
nhưng tác dụng với nước nóng (trừ La 2O3 không cần đun nóng) tạo thành
hiđroxit và có tích số tan nhỏ, tác dụng với các axit vô cơ như: HCl, H 2SO4,
HNO3…, tác dụng với muối amoni theo phản ứng:
Ln2O3

+ 6 NH4Cl

2 LnCl3



8
* Muối đất hiếm: Các muối đất hiếm có nhiều loại như: các muối
clorua (LnCl3),muối nitrat (Ln(NO3)3) và sunfat (Ln2(SO4)3) tan trong nước
còn muối florua (LnF3), photphat (LnPO4) và oxalat (Ln2(C2O4)3) không tan.
Muối nitrat, muối sunfat của NTĐH tạo muối kép với amoni hoặc kim loại
kiềm dưới dạng Na2SO4.Ln2(SO4)3.nH2O hoặc dạng Ln(NO3)3.2MNO3 (M là
amoni hoặc kim loại kiềm). Muối clorua đất hiếm bị phân huỷ tạo ra LnOCl,
còn muối nitrat thì tạo thành Ln2O3.
1.1.5. Sơ lược về các nguyên tố prazeođim, neođim, samari.
1.1.5.1. Nguyên tố Prazeođim (Pr)
Nguyên tố prazeođim thuộc nhóm xeri (phân nhóm nhẹ) có STT là 59
Cấu hình electron : 1s22s22p63s23p63d104s24p64d104f35s25p65d06s2.
Số oxi hoá đặc trưng là +3, tương ứng với các electron hoá trị 5d 16s2.
Có cấu hình này là do prazeođim có phân lớp 4f và 5d có năng lượng rất gần
nhau, nên khi bị kích thích thì 1 electron ở phân lớp 4f sẽ chuyển lên phân lớp
5d tạo ra cấu hình 5d16s2 để tham gia tạo liên kết. Ngoài ra Pr còn có mức oxi
hoá +4 (khi có 2 electron ở phân lớp 4f chuyển lên phân lớp 5d) nhưng kém
đặc trưng hơn.
Oxit của Pr có nhiều dạng như: Pr2O3, Pr6O11, PrO2. Pr2O3 là chất rắn
màu lục - vàng, khó nóng chảy, không tan trong H2O và dung dịch kiềm
nhưng tác dụng với H2O tạo hiđroxit phát nhiệt, tan trong kiềm nóng chảy và
axit vô cơ.
Pr2O3 + 3H2O = 2Pr(OH)3
Pr2O3 + Na2CO3= 2NaPrO2 + CO2
Pr2O3 + 3H+ + 2nH2O = 2[Pr(H2O)n]3+ + 3H2O
Pr2O3 được dùng làm bột màu.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




data error !!! can't not
read....


data error !!! can't not
read....


data error !!! can't not
read....


data error !!! can't not
read....

data error !!! can't not
read....


data error !!! can't not
read....

data error !!! can't not
read....


data error !!! can't not
read....