CÁC MUỐI AMONI BẬC 4 1. Các Lưu ý Chung - Tài Liệu Text - 123doc

1. Trang chủ >
2. Khoa Học Tự Nhiên >
3. Hóa học - Dầu khí >

CÁC MUỐI AMONI BẬC 4 1. Các lưu ý chung

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.8 MB, 290 trang )

http:www.ebook.edu.vn254 0,02.

XI.4. CÁC MUỐI AMONI BẬC 4 1. Các lưu ý chung

Các muối amoni bậc 4 có một hay nhiều nhóm alkyl mạch dài đóng vai trò quan trọng như là một thuốc thử phân tích.Các ứng dụng phân tích dựa trên 2 chức năng của các ion amoni bậc 4. Một là dùng như một thuốc thử dạng cation trong sự chiết cặp ion của các kim loại như các phứcanion. Thứ hai là dùng như thuốc thử dạng micelle cation trong phép xác định bằng đo quang hàm lượng các kim loại.Như trong trường hợp các alkylamin mạch dài, nhiều loại muối amoni bậc 4 khác nhau đang còn được sử dụng như là các thuốc thử dạng cation trong việc tách các kimloại. Các ion kim loại được chiết như các phức anion của các phối tử vô cơ Cl-, NO3 -, SCN-, CN-, ... hay các phối tử anion vô cơ. Ngược lại đối với các alkylamin mạch dài, việc chiết kim loại có thể được thực hiện ở ngay cả mơi trường trung tính hoặc kiềm,tới một chừng mức mà phức anion tránh được sự thuỷ phân, vì ion amoni bậc 4 khơng cần proton để tách anion. Cân bằng chiết với ion amoni bậc 4 có thể được viết như sau:m n m n4 n4 nm nm n R N Cl MLR N MLm n Cl− −− −−− ++ +−Trong đó MLn m-nlà phức anion của ion kim loại Mm+với phối tử L-. Khả năng chiết ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố như trong trường hợp chiết alkylaminmạch dài. Bảng XII.4.1 thể hiện ảnh hưởng của các dung môi và các ion amoni bậc 4 lên khả năng chiết phức sắtIII–pyrocatechol–4–sulfonate. Acid pyrocatechol–4–sulfonic H3L có dạng một chất chelate anion tan màu đỏ với FeIII FeHL3 3-; λmax= 480nm có thể được chiết với ion amoni bậc 4. Quá trình chiết dễ dàng hơn nếu tăng các nhóm alkyl mạch dài của các ion amoni và tăng hằng số điện môi của các dungmơi chiết. Q trình chiết sẽ hiệu quả hơn với các ion amoni bậc 4 có mạch alkyl dài hơn. Các dung môi sau được xếp theo chiều giảm dần trong quá trình chiết phức Sn–Pyrocatechol Violet:C16H33CH3 3NBr C4H9 4NBr C2H5 4NBr Các ion amoni bậc 4 có 1 hay 2 nhóm alkyl mạch dài hồ tan tốt trong nước vàđược xem như là chất hoạt động bề mặt, trong khi các ion amoni có 3 nhóm alkyl mạch dài hầu như không tan trong nước nhưng tan trong các dung môi hữu cơ phân cực haykhông phân cực và chúng được xem như là chất lỏng trao đổi anion.Về việc lựa chọn quá trình chiết các anion hay các phức anion, q trình chiết nói chung sẽ dễ dàng khi gia tăng kích thước và giảm điện tích. Tuy nhiên vẫn xảy ranhiều trường hợp ngoại lệ. Ví dụ trong phép chiết dung dịch dichloroethane của trioctylmethylamoni chloride, khi lựa chọn phức EDTA thì FeYOH2 3-FeYOH2-FeY-và VO2Y3-VO2HY2-. Irving cũng đã tìm ra các cách lựa chọn để chiết phức anion cyano như sau với tetrahexylamoni erdmanate trong MIBK:MCN2ClO4 -MCN4 2-FeCN6 3-trong khi việc chọn FeCN6 3-là cao hơn ClO4 -trong quá trình chiết trioctylmethylamoni chloride–chlorobenzene.http:www.ebook.edu.vn255 Bảng XII.4.1: ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC DUNG MÔI VÀ CÁC ION AMONI BẬC 4LÊN KHẢ NĂNG CHIẾT CỦA PHỨC Fe-PYROCATECHOL-4-SULFONATE Hấp thu ở 480nmDung môiHằng số điệnmôi Trimetylbenzylamoni chloride Tetradecyldimethylbenzylamoni chlorideDialkylmonomethyl benzylamoniCCl42,23 –– 0,623CHCl34,80 –0,475 0,628C2H4Cl210,36 –0,655 0,625C6H62,28 –0,242 6,250C6H4Cl29,93 –0,632 0,630C6H5NO234,82 –0,585 –Ghi chú: pH: 9,9 – 10,1; FeIII: 1,00.10-4M; Pyrocatechol–4–sulfonate: 1,50.10-3M; muối amoni bậc 4: 0,010M; KCl: 0,10M.Do đó, nhiều kết quả thực nghiệm cần có được kết luận trên sự lựa chọn quá trình chiết trao đổi ion với muối amoni bậc 4. Tuy nhiên gần như là khả năng chiết phụthuộc phần lớn vào loại muối amoni bậc 4 và loại dung môi được sử dụng. Như nhận xét đã được nêu trên, các muối amoni bậc 4 có một hay hai nhóm alkylmạch dài được xem như là chất hoạt động bề mặt, có dạng là một micell dương ở nồng độ vừa trên CMC nồng độ micel tới hạn. Các phản ứng tạo phức trên bề mặt của cácmicel dương thì hoàn toàn khác với khi chúng xảy trong dung dịch nước đơn giản, tạo thành một chất chelate với tỉ lệ phối tử so với kim loại cao hơn là trong hệ nước. Ảnhhưởng này thường cho kết quả là chuyển đổi hướng hồng và sự gia tăng khả năng thu hút phân tử gam của các phức chelate kim loại có màu. Các ví dụ sẽ được trình bàytrong những mục sau. 2. Tầm quan trọng của các muối amoni bậc 4 trong phân tíchCác muối amoni bậc 4 thường được sử dụng như là thuốc thử phân tích như: ⎯ Tetradecyldimethylbenzylammonium chloride Zephiramine.⎯ Cetyltrimethylammonium chloride CTMAC và bromine CTMAB. ⎯ Hydroxydodecyltrimethylammonium bromide HDTMB.⎯ Dialkylmonomethylbenzylammonium bromide AMBB và chloride AMBC ⎯ Dodecyloctylmethylbenzylammonium chloride DOMBC.⎯ Trioctylmethylammonium chloride Aliquat 336S. + Tetradecyldimethylbenzylammonium chloride Myristyldimethylbenzylammoniumchloride, benzalkonium chloridehttp:www.ebook.edu.vn256 Có giá trị thương mại, Zephiramine là một cấp độ phân tích của loại vật liệu này.Nó là một chất bột thơm màu vàng nhạt hay khơng màu, có vị rất đắng và chứa một lượng nhỏ nước. Nó hút ẩm và tan nhiều trong nước, cồn và aceton, tan ít trongbenzene và cũng hầu như là không tan trong ether. Dung dịch nước là chất kiềm yếu và sủi nhiều bọt khi lắc. CMC 3,7.10-4M hay 1,5.10-3M. D dung môi hữu cơnước: 0,09 benzene, toluene, 2,4 1,2–dichloroethane, 11chloroform, 0,10 carbontetrachloride, và 0,53 MIBK. Muối amoni bậc 4 có thể được phân tích bằng phương pháp chiết trắc quang cặpion bằng cách sử dụng tetrabromophenolphthalein ethylester trong 1,2–dichloroethane pH 7,5;λmax= 610nm; ε = 7,3.104. + CTMAC Cetyltrimethylammonium chloride và CTMAB BromideLà một chất bột hút ẩm khơng màu có giá trị thương mại, dễ tan trong nước, cồn và aceton. Dung dịch nước sủi bọt mạnh khi lắc. Nó cũng là chất hoạt động bề mặt tươngtự như tetradecyldimethylbenzylammonium chloride và thuốc thử chiết cặp ion, CMC 1.10-4M. + Trioctylmethylammonium chloride Tricaprylmethylammonium chlorideCó giá trị thương mại như Aliquat 336S hay Capriquat chứa nhiều phần nhỏ đồng phân C10 và có khối lượng mol trung bình 442. Nó là một chất dầu nhớt màu nâuvàng, chứa lượng nhỏ nước và hầu như không tan trong nước nhưng dễ tan trong các dung môi hữu cơ thông thường như kerosene 100g100ml, 0 – 60oC; DC6H5ClH2O≈10 [Cl-] = 10-3M. Hằng số chiết trao đổi anion Kex QCl= [QCl]org.[X-][QX]org.[Cl-] được cho trên hệ nước–chlorobenzene; log KexQCl = 1,34 đối với Br-, 1,81 đối với NO3 -, 3,32 đối với I-C25H54NCl KLPT = 404,16CH2 7CH3CH2 7CH3Cl-CH3-N-CH2 7CH3CTMAC X = Cl. CTPT: C19H42NCl. KLPT = 320,00.CTMAB X = Br. CTPT: C19H42NBr KLPT = 364,45.CH3CH2 15N+CH3CH3CH3X-C23H42NCl KLPT =368,04CH3CH2 15N+CH2CH3CH3Cl-http:www.ebook.edu.vn257 , 3,80 đối với PAR-, 4,47 đối với ClO4 -và 10,41 đối với FeCN6 3-. Khi các ion kim loại được chiết như các phức anion, khả năng chiết phụ thuộcnhiều vào nồng độ của acid. Hình 1 minh họa phần phụ thuộc acid của phương pháp chiết kim loại với Aliquat 336S.Thuốc thử có giá trị thương mại có thể được làm cho tinh khiết bằng các bước sau: Hoà tan 50g thuốc thử vào 100ml chloroform. Lắc đều dung dịch với 200ml dungdịch xút 20 trong 10 phút và sau đó là với 200ml dung dịch natri clorua 20 trong 10 phút. Rửa dung dịch cân bằng với lượng nhỏ nước và lọc qua giấy lọc khơ.3. Các ứng dụng phân tích Sử dụng như thuốc thử chiết cặp ion.⎯ Các phức anion có màu cao có thể được chiết như một cặp ion với ion amoni bậc 4 để chuyển về dung môi hữu cơ trong phương pháp trắc quang sau đó. Các phươngpháp chiết các phức anion hữu cơ và vô cơ khác nhau đang được thực hiện và một số ví dụ thành cơng được tóm tắt trong bảng XII.4.2Sử dụng như một chất cation hoạt động bề mặt.Như phần trình bày ở trên, quá trình tạo phức trên mặt phân cách của micel dương cho kết quả là làm tăng độ nhạy phương pháp trắc quang, do sự hình thành của cácHình 2 Hình 1http:www.ebook.edu.vn258 phức chelate kim loại với tỉ lệ phối tử đối với kim loại cao hơn. Hình 2 minh hoạ phổhấp thu của Eriochrome Cyanine R và các phức chelate Be của nó với sự có mặt hay khơng có mặt chất cation hoạt động bề mặt Zephiramine. Trong khi phổ hấp thu củathuốc thử tự do không bị ảnh hưởng nhiều bởi sự có mặt của chất hoạt động bề mặt, phức chelate Be đó cho thấy một sự chuyển đổi hướng hồng nổi bật kèm theo sự giatăng cường độ hấp thu. Kết quả là độ nhạy cao hơn với ít thuốc thử mẫu trắng có thể thực hiện được bằng cách sử dụng chất hoạt động bề mặt cation. Một thể tích lớn cóthể được thực hiện trong lĩnh vực này, và một vài ví dụ được tóm tắt trong bảng XII.4.3.

XI.5. TETRAPHENYLASEN CHLORIDE TPAC VÀ CÁC MUỐI ONIUM KHÁC

Xem Thêm

Tài liệu liên quan

• Bài giảng Thuốc thử hữu cơ trong phân tích
  • 290
  • 2,243
  • 13

Tải bản đầy đủ (.pdf) (290 trang)

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

(2.8 MB) - Bài giảng Thuốc thử hữu cơ trong phân tích-290 (trang) Tải bản đầy đủ ngay ×