ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM

PHẠM THỊ HỒNG VÂN

TỔNG HỢP, NGHIÊN CỨU
TÍNH CHẤT PHỨC CHẤT PICOLINAT CỦA
MỘT SỐ NGUYÊN TỐ ĐẤT HIẾM

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC VẬT CHẤT

THÁI NGUYÊN, NĂM 2014

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu

http://www.lrc-tnu.edu.vn/


ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM

PHẠM THỊ HỒNG VÂN

TỔNG HỢP, NGHIÊN CỨU
TÍNH CHẤT PHỨC CHẤT PICOLINAT CỦA
MỘT SỐ NGUYÊN TỐ ĐẤT HIẾM
Chuyên ngành: Hóa vô cơ
Mã số: 60 44 01 13

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC VẬT CHẤT


khoa Hóa Học, khoa Sau đại học - Trường Đại học Sư phạm Thái Nguyên đã
tạo mọi điều kiện thuận lợi cho chúng em hoàn thành bản luận văn này
Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới BGH, bạn bè, đồng nghiệp trường
Cao đẳng nghề Cơ Điện Luyện kim Thái nguyên, cùng những người thân yêu
trong gia đình đã luôn giúp đỡ, quan tâm, động viên, chia sẻ và tạo mọi điều
kiện giúp tôi hoàn thành tốt khóa học.
Thái Nguyên, tháng 04 năm 2014
Tác giả

Phạm Thị Hồng Vân

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu

ii

http://www.lrc-tnu.edu.vn/


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN
LỜI CẢM ƠN
MỤC LỤC ............................................................................................................ i
CÁC KÍ HIỆU VIẾT TẮT .................................................................................. ii
DANH MỤC CÁC BẢNG .................................................................................iii
DANH MỤC CÁC HÌNH .................................................................................. iv
MỞ ĐẦU ............................................................................................................. 1
Chƣơng 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ............................................................... 2
1.1. Giới thiệu chung về các nguyên tố đất hiếm và khả năng tạo phức
của chúng ...................................................................................................... 2
1.1.1. Đặc điểm chung của các nguyên tố đất hiếm (NTĐH) ...................... 2

3.2.1. Dung dịch LnCl3 .............................................................................. 25
3.2.2. Dung dịch EDTA 10-2M .................................................................. 25
3.2.3. Dung dịch đệm axetat có pH ≈ 5 ..................................................... 25
3.2.4. Dung dịch Asenazo III ~ 0,1% ........................................................ 26
3.2.5. Dung dịch NaOH 1M ...................................................................... 26
3.3. Tổng hợp các phức chất picolinat đất hiếm ................................................ 26
3.4. Phân tích hàm lượng của ion đất hiếm trong phức chất ............................. 27
3.5. Nghiên cứu các phức chất bằng phương pháp phổ hấp thụ hồng ngoại .......... 27
3.6. Nghiên cứu các phức chất bằng phương pháp phân tích nhiệt................... 32
3.7. Nghiên cứu các phức chất bằng phương pháp phổ khối lượng .................. 35
3.8. Nghiên cứu khả năng phát huỳnh quang của các phức chất ...................... 39
KẾT LUẬN....................................................................................................... 44
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................... 46

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu

ii

http://www.lrc-tnu.edu.vn/


CÁC KÍ HIỆU VIẾT TẮT
HPic

:

Axit picolinic

Ln


ii

http://www.lrc-tnu.edu.vn/


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 3.1.

Hàm lượng ion kim loại trong các phức chất picolinat đất hiếm............ 27

Bảng 3.2. Các số sóng hấp thụ đặc trưng trong phổ hấp thụ hồng ngoại
của phối tử và phức chất picolinat đất hiếm (cm-1) ......................... 30
Bảng 3.3. Kết quả phân tích nhiệt của các phức chất picolinat đất hiếm ........ 34
Bảng 3.4. Các mảnh ion giả thiết trong phổ khối lượng của các phức chất
picolinat đất hiếm ............................................................................ 38

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu

iii

http://www.lrc-tnu.edu.vn/


DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 3.1.

Phổ hấp thụ hồng ngoại của axit HPic .......................................... 28

Hình 3.2.


Hình 3.10. Phổ khối lượng của phức chất Na[Nd(Pic)4] ................................ 36
Hình 3.11. Phổ khối lượng của phức chất Na[Sm(Pic)4] ................................ 36
Hình 3.12. Phổ khối lượng của phức chất Na[Eu(Pic)4] ................................. 37
Hình 3.13. Phổ khối lượng của phức chất Na[Gd(Pic)4] ................................ 37
3.14.

Na[Nd(Pic)4] ................ 40

3.15.

[Sm(Pic)4] ................ 41

3.16.

[Eu(Pic)4] ................ 42

3.17.

[Gd(Pic)4] ............... 42

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu

iv

http://www.lrc-tnu.edu.vn/


MỞ ĐẦU
Hơn hai mươi năm trở lại đây, hóa học phức chất của các cacboxylat phát

của chúng
1.1.1. Đặc điểm chung của các nguyên tố đất hiếm (NTĐH)
Các nguyên tố đất hiếm (NTĐH) bao gồm: 3 nguyên tố thuộc nhóm
IIIB là scandi (Sc, Z=21), ytri (Y, Z=39), lantan (La, Z=57) và các nguyên
tố họ lantanit. Họ lantanit (Ln) gồm 14 nguyên tố 4f có số thứ tự từ 58 đến
71 trong bảng tuần hoàn Menđêlêep [1]: Xeri ( 58 Ce), prazeodim ( 59 Pr),
neodim ( 60 Nd), prometi ( 61Pm), samari ( 62Sm), europi ( 63 Eu), gadolini
( 64 Gd), tecbi ( 65 Tb), disprozi ( 66 Dy), honmi ( 67 Ho), ecbi ( 68Er), tuli ( 69 Tu),
ytecbi ( 70Yb) và lutexi ( 71 Lu). Như vậy các nguyên tố đất hiếm thuộc
nhóm IIIB và chu kỳ 6 của bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học.
Cấu hình electron của các nguyên tố đất hiếm có thể biểu diễn bằng
công thức chung: 1s 22s22p63s23p63d104s24p64d104fn5s25p65dm6s2.
Trong đó: n có giá trị từ 0÷14
m nhận giá trị 0 hoặc 1
Dựa vào đặc điểm xây dựng electron trên phân lớp 4f mà các lantanit
được chia thành hai phân nhóm [6]:
Phân nhóm nhẹ (phân nhóm xeri) gồm 7 nguyên tố, từ Ce đến Gd:
Ce

Pr

Nd

Pm

Sm

Eu

Gd

4f7+2

4f7+3

4f7+4

4f7+5

4f7+6

4f7+7

4f7+75d1

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu

2

http://www.lrc-tnu.edu.vn/


Các nguyên tố lantanit có phân lớp 4f đang được xây dựng và có số
electron lớp ngoài cùng như nhau (6s 2). Theo các dữ kiện hóa học và quang
phổ, phân lớp 4f và 5d có mức năng lượng gần nhau, nhưng phân lớp 4f
thuận lợi hơn về mặt năng lượng. Vì vậy, trong nguyên tử của các lantanit,
các electron ở phân lớp 5d dễ chuyển sang phân lớp 4f. 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
tính chất giống nhau nhưng do có sự khác nhau về số electron trên phân lớp