CHƯƠNG 2 THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
2.4. Xác định thành phần các phức chất
2.4.1. Xác định hàm lượng (%)Ln trong các phức chất
Xác định hàm lượng %Ln trong các phức chất theo tài liệu [2, tr. 150].
Các bước tiến hành:
Cân một lượng xác định phức chất, đem nung ở 900oC ÷ 10000C trong khoảng 2 giờ. Ở nhiệt độ này phức chất bị phân hủy và chuyển về dạng oxit tương ứng (Ln2O3). Hòa tan oxit Ln2O3 bằng dung dịch axit HCl loãng, cô cạn trên bếp cách thủy để đuổi hết axit dư và định mức đến thể tích xác định.
Sử dụng phương pháp chuẩn độ complexon: dung dịch chuẩn DTPA, dung dịch đệm pH = 3,8 và chỉ thị asenazo(III) 0,1 %.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN 26 http://www.lrc.tnu.edu.vn
Hàm lượng (%) đất hiếm được tính theo công thức sau:
1
2
. . .
% .100%
.
DTPA DTPA Ln
V C V M
Ln V a Trong đó:
%Ln: Phần trăm khối lượng của NTĐH, hỗn hợp NTĐH trong phức chất V1: Thể tích dung dịch muối LnCl3 đã định mức (ml)
V2: Thể tích dung dịch muối LnCl3 đem chuẩn độ (ml) a: Khối lượng phức chất đem nung (g)
CDTPA: Nồng độ của dung dịch chuẩn DTPA (M) VDTPA: Thể tích của DTPA đã chuẩn độ (ml)
MLn: Khối lượng mol nguyên tử của NTĐH tương ứng
2.4.2. Xác định hàm lượng(%) đất hiếm trong các phức hỗn hợp đất hiếm.
Hàm lượng từng nguyên tố đất hiếm trong phức hỗn hợp đất hiếm được xác định bằng phương pháp phân tích phổ khối plasma cảm ứng tại phòng vật liệu Vô cơ, Viện Vật liệu - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.
2.4.3. Xác định hàm lượng( %)N trong các phức chất Các bước tiến hành:
Vô cơ hóa mẫu: Cân chính xác khối lượng phức chất và cho vào bình Kenđan [17]. Thêm vào đó vài giọt nước cất 2 lần đủ thấm ướt phức và 10 ml dung dịch H2SO4 đặc, lắc nhẹ. Cho vào hỗn hợp xúc tác K2SO4/CuSO4 (tỉ lệ 4:1 về khối lượng), đậy kín bình khoảng 30 phút. Thay nút bình bằng phễu thủy tinh để khí độc SO2 và CO2 thoát ra ngoài từ từ. Tiến hành đun trong khoảng 6
÷ 8 giờ, dung dịch chuyển từ màu nâu sẫm sang màu nâu cánh dán, đến màu vàng nhạt, cuối cùng thu được dung dịch trong suốt.
Chưng cất nitơ (đẩy amoniac khỏi muối amoni sunfat): Cho dung dịch NaOH 30 % tác dụng với amoni sunfat sẽ giải phóng NH3.
Quá trình chưng cất nitơ được thực hiện trên máy UDK 139 Semi - Automatic Distillation Unit (khoa Hóa học - Trường ĐHSP Thái Nguyên).
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN 27 http://www.lrc.tnu.edu.vn
Chuẩn độ: Định lượng NH3 bằng dung dịch chuẩn H2SO4; với hỗn hợp chỉ thị metyl đỏ, metyl xanh trong ancol (tỉ lệ 2:1 về thể tích).
Ở điểm tương đương, dung dịch chuyển từ màu vàng xanh sang hồng tím [2].
Tiến hành tương tự như vậy với mẫu trắng (không có phức).
Hàm lượng (%) nitơ được tính theo công thức:
%N=(V1 V .N2) H SO2 4.0,014 100. % m
Trong đó:
V1: Thể tích dung dịch H2SO4 0,01N dùng chuẩn mẫu phức (ml) V2: Thể tích dung dịch H2SO4 0,01N dùng chuẩn mẫu trắng (ml)
2 4
NH SO : Nồng độ của dung dịch chuẩn H2SO4 0,014: mili đương lượng gam của nitơ (g)
m: Khối lượng phức chất tương ứng với thể tích đem chưng cất (g) 2.4.4. Xác định hàm lượng (%)Cl trong các phức chất
Hàm lượng %Cl trong các phức chất được xác định theo tài liệu [15, tr. 33-34].
Cách tiến hành:
Cân chính xác một lượng phức chất, hòa tan hoàn toàn trong nước cất 2 lần và định mức đến thể tích xác định.
Tiến hành chuẩn độ bằng phương pháp Mohr: dung dịch chuẩn AgNO3
và chỉ thị K2CrO4 5 %. Tại điểm tương đương, dung dịch chuyển từ màu vàng nhạt sang màu đỏ.
Hàm lượng (%) clo được tính theo công thức:
%Cl =
.b V
% . .M .V .C
VAgNO AgNO Cl
2
1 100
3 3
Trong đó:
AgNO3
C : Nồng độ của dung dịch chuẩn AgNO3 (0,01 M)
AgNO3
V : Thể tích của AgNO3 đã chuẩn độ (ml)
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN 28 http://www.lrc.tnu.edu.vn
V1: Thể tích dung dịch phức chất đã định mức (ml) V2: Thể tích dung dịch phức chất đem chuẩn độ (ml) b: Khối lượng phức chất (g)
Kết quả phân tích hàm lượng % (Ln, N, Cl), hàm lượng % (Y, Eu) và hàm lượng % (Y, Tb) trong các phức chất được trình bày ở bảng 2.1 và 2.2
Bảng 2.1. Hàm lượng % (Ln, N, Cl) trong các phức chất
Công thức giả định
%Ln %N %Cl
LT TN LT TN LT TN
Y(Phe)3Phen.3HCl.3H2O 9,44 9,19 7,43 7,18 11,30 11,12 Eu(Phe)3Phen.3HCl.3H2O 15,12 14,82 6,91 6,78 10,59 10,35 Tb(Phe)3Phen.3HCl.3H2O 15,70 15,45 6,96 6,73 10,52 10,41 Y0.25Eu0.75(Phe)3Phen.3HCl.3H2O 13,76 13,49 7,07 6,72 10,76 10,21 Y0.25Tb0.75(Phe)3Phen.3HCl.3H2O 14,21 13,98 7,04 6,76 10,70 10,35
(Ln: Y, Eu, Tb, LT: lí thuyết; TN: thực nghiệm)
Bảng 2.2. Hàm lượng(%) đất hiếm trong các phức hỗn hợp đất hiếm
Công thức giả định
%Y %Eu %Tb
LT TN LT TN LT TN
Y0.25Eu0.75(Phe)3Phen.3HCl.3H2O 25 24,92 75 75,08 - -
Y0.25Tb0.75(Phe)3Phen.3HCl.3H2O 25 25,02 - - 75 74,98
(-) không xác định
Trong công thức giả định của các phức chất số phân tử H2O được xác định theo phương pháp phân tích nhiệt ở phần sau.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN 29 http://www.lrc.tnu.edu.vn
Kết quả ở bảng 2.1 cho thấy hàm lượng % (Ln, N, Cl ) và hàm lượng % các đất hiếm trong bảng 2.2 được xác định bằng thực nghiệm tương đối phù hợp với công thức giả định đưa ra.