Kho¸ luËn tèt nghiÖp
Trêng §¹i häc Vinh Khoa ho¸ häc ========
NguyÔn Kh©m KH«i
Kho¸ luËn tèt nghiÖp ®¹i häc
Ph©n tÝch vµ thu håi c¸c kim lo¹i vµng b¹c trong phÕ liÖu cña c«ng nghiÖp ®iÖn tö
Chuyªn ngµnh: Ho¸ ph©n tÝch
====Vinh, 2006===
SVTH: NguyÔn Kh©m Kh«i
Chuyªn ngµnh ho¸ ph©n tÝch
1
Kho¸ luËn tèt nghiÖp
Trêng §¹i häc Vinh Khoa ho¸ häc ========
Ph©n tÝch vµ thu håi c¸c kim lo¹i vµng b¹c trong phÕ liÖu cña c«ng nghiÖp ®iÖn tö
Kho¸ luËn tèt nghiÖp ®¹i häc Chuyªn ngµnh: Ho¸ ph©n tÝch
Gi¸o viªn híng dÉn: Th.s. NguyÔn Quang TuÖ
Sinh viªn thùc hiÖn: NguyÔn Kh©m Kh«i
====Vinh, 2006===
SVTH: NguyÔn Kh©m Kh«i
Chuyªn ngµnh ho¸ ph©n tÝch
2
Kho¸ luËn tèt nghiÖp
Lêi c¶m ¬n
Trong qu¸ tr×nh su tÇm vµ tiÕn hµnh nghiªn cøu ®Ò tµi,
T«i xin ch©n thµnh c¶m ¬n thÇy gi¸o, th¹c sü NguyÔn Quang
TuÖ, gi¶ng viªn Khoa ho¸ häc Trêng §¹i häc Vinh cïng toµn thÓ
c¸c thÇy, c« gi¸o, c¸n bé phßng thÝ nghiÖm khoa Ho¸ häc ®· h-
íng dÉn vµ gióp ®ì t«i hoµn thµnh tèt kho¸ luËn nµy.
T«i xin ch©n thµnh c¶m ¬n sù ®éng viªn, gióp ®ì cña gia
®×nh vµ b¹n bÌ trong qu¸ tr×nh t«i lµm kho¸ luËn.
MÆc dï ®· cã nhiÒu cè g¾ng, nhng do h¹n chÕ vÒ tr×nh
®é vµ kinh nghiÖm nghiªn cøu nªn ®Ò tµi nµy ch¾c ch¾n
kh«ng tr¸nh khái nhiÒu thiÕu sãt. RÊt mong ®îc thÇy, c« vµ c¸c
b¹n gãp ý vµ gióp ®ì, ®Ó b¶n th©n tiÕn bé vµ lµm tèt h¬n ë
SVTH: NguyÔn Kh©m Kh«i
Chuyªn ngµnh ho¸ ph©n tÝch
nh÷ng c«ng tr×nh sau.
3
Kho¸ luËn tèt nghiÖp
môc lôc
Më ®Çu................................................................................................2
PhÇn I: Tæng quan.............................................................................3
I.1. Ho¸ häc cña B¹c vµ mét sè hîp chÊt cña B¹c .................................3
I.1.1. Giíi thiÖu chung vÒ B¹c..........................................................3
I.1.2. Ho¸ häc c¸c hîp chÊt B¹c(I).....................................................5
I.1.2.1. QuÆng Agentit Ag2S.....................................................5
I.1.2.2. B¹c oxit Ag2O.................................................................5
I.1.2.3. B¹c hi®roxit AgOH.........................................................6
I.1.2.4. B¹c nitrat AgNO3............................................................6
I.1.2.5. B¹c halogenua AgX........................................................7
I.1.3. B¹c(II) C¸c B¹c(III). hîp vµ
chÊt .............................................................................................................
11
I.1.4. Kh¶ n¨ng t¹o phøc cña B¹c(I) vµ cña AgX.
.............................................................................................................
12
I.1.4.1. Kh¶ n¨ng t¹o phøc cña B¹c(I).
.............................................................................................................
2-, CN-.
13
I.1.4.2. Kh¶ n¨ng t¹o phøc víi phèi tö NH3, S2O3 .............................................................................................................
14
I.1.4.3. Kh¶ n¨ng t¹o phøc cña AgX trong dung dÞch
Halogenua Baz¬.
Hi®rohalogenua vµ muèi .........................................................................................
16
SVTH: NguyÔn Kh©m Kh«i
Chuyªn ngµnh ho¸ ph©n tÝch
I.2. Giíi thiÖu chung vÒ Vµng vµ hîp chÊt cña Vµng
4
Kho¸ luËn tèt nghiÖp
.............................................................................................................
16
I.2.1. cña Vµng. Ho¸
häc c¸c hîp chÊt .............................................................................................................
18
I.2.2. Vµng oxit.
.............................................................................................................
18
I.2.3. Hîp chÊt cña Vµng(I) halogenua vµ Vµng(I) xianua.
.............................................................................................................
19
I.2.4. chÊt Vµng(III). C¸c
hîp .............................................................................................................
20
Thùc nghiÖm. II:
PhÇn .............................................................................................................
22
Mét tr×nh ®iÒu chÕ kim sè qui lo¹i quÝ.
II.1. .............................................................................................................
22
II.1.1. Qui tr×nh nhiÖt luyÖn.
.............................................................................................................
22
II.1.2. Qui tr×nh thuû luyÖn.
.............................................................................................................
22
II.1.3. Qui tr×nh ®iÖn ph©n.
.............................................................................................................
23
II.1.4. Qui tr×nh thæi ch×.
.............................................................................................................
SVTH: NguyÔn Kh©m Kh«i
Chuyªn ngµnh ho¸ ph©n tÝch
23
5
Kho¸ luËn tèt nghiÖp
II.1.5. Ph¬ng ph¸p quang phæ hÊp thô nguyªn tö.
.............................................................................................................
23
II.2. Mét sè qui tr×nh t¸ch Vµng, Bac tõ muèi vµ hîp kim cña chóng. .............................................................................................................
24
II.2.1. §i tõ hîp kim cã chøa ®ång.
.............................................................................................................
24
II.2.2. T¸ch Vµng, B¹c tõ hîp kim cã chøa Au, Ag, Cu, Zn, Pb, Sn…
.............................................................................................................
25
II.2.3. §i tõ c¸c muèi B¹c halogenua.
.............................................................................................................
25
II.2.4. muèi B¹c tõ §i nitrat.
.............................................................................................................
26
II.2.5. chÊt hîp Xianua. tõ §i
.............................................................................................................
26
II.2.6. T¸ch B¹c tõ níc th¶i c«ng nghiÖp phim ¶nh.
.............................................................................................................
27
II.2.7. Tinh chÕ Vµng.
.............................................................................................................
28
Hãa chÊt, dông cô vµ bÞ. thiÕt
II.3. .............................................................................................................
30
SVTH: NguyÔn Kh©m Kh«i
Chuyªn ngµnh ho¸ ph©n tÝch
II.3.1. Ho¸ chÊt.
6
Kho¸ luËn tèt nghiÖp
.............................................................................................................
30
II.3.2. Pha chÕ ho¸ chÊt.
.............................................................................................................
30
II.3.3. Dông cô vµ thiÕt bÞ.
.............................................................................................................
31
§Þnh trong hîp kim. tÝnh Au, Cu
II.4. Ag, .............................................................................................................
31
®Þnh trong hîp kim. lîng Au, Cu
Ag, II.5. .............................................................................................................
35
II.5.1. lµm ch©n ®iÖn T¸ch B¹c tö.
tõ hîp kim .............................................................................................................
35
II.5.2. T¸ch Vµng tõ lîng chÊt r¾n.
.............................................................................................................
39
II.5.3. Kh¶ n¨ng t¸ch.
.............................................................................................................
40
KÕt th¶o III: vµ luËn.
qu¶ PhÇn .............................................................................................................
41
KÕt qu¶.
III.1. .............................................................................................................
41
III.1.1. KÕt qu¶ thu ®îc khi t¸ch b¹c tõ hîp kim lµm ch©n ®iÖn tö.
.............................................................................................................
SVTH: NguyÔn Kh©m Kh«i
Chuyªn ngµnh ho¸ ph©n tÝch
41
7
Kho¸ luËn tèt nghiÖp
III.1.2. KÕt qu¶ thu ®îc khi t¸ch b¹c, vµng tõ hîp kim lµm ch©n chÝp
tÝnh.
m¸y vi ...................................................................................................
42
luËn.
III.2. Th¶o .............................................................................................................
42
Tæng IV: kÕt.
PhÇn .............................................................................................................
43
tham liÖu kh¶o.
Tµi .............................................................................................................
SVTH: NguyÔn Kh©m Kh«i
Chuyªn ngµnh ho¸ ph©n tÝch
44
8
Kho¸ luËn tèt nghiÖp
Më ®Çu
Cïng víi nguyªn tè platin, vµng, b¹c lµ c¸c kim lo¹i quý hiÕm nhê
tÝnh bÒn v÷ng, kh«ng bÞ ph¸ hñy trong nhiÒu m«i trêng cña nã,
chóng gi÷ ®îc mµu s¾c s¸ng bãng l©u dµi, chÝnh v× vËy tõ xa xa,
chóng ®· ®îc loµi ngêi dïng lµm ®å trang søc, mü nghÖ, lµm vËt trao
®æi cã gi¸ trÞ cao. Trong ®êi sèng c¸c quèc gia trªn thÕ giíi, dïng
vµng, b¹c b¶o ®¶m tiÒn tÖ quèc gia…
Ngµy nay cïng víi sù ph¸t triÓn kh«ng ngõng cña c¸c ngµnh khoa
häc kü thuËt ®ßi hái tÝnh bÒn v÷ng, l©u dµi nªn ngoµi viÖc sö dông
vµng b¹c lµm ®å trang søc, mü nghÖ… th× vµng b¹c cßn ®îc sö dông
réng r·i trong c¸c ngµnh c«ng nghÖ hiÖn ®¹i, nhÊt lµ nh÷ng ngµnh cã
thiÕt bÞ ®ßi hái ®é chÝnh x¸c cao, ®é tin cËy, ®é bÒn v÷ng, ®é an
toµn cao. Mét trong sè ®ã lµ ngµnh kü thuËt ®iÖn, ®iÖn tö, vi ®iÖn
tö, ®iÖn hãa…
Trong nh÷ng n¨m gÇn ®©y víi sù ph¸t triÓn kh«ng ngõng vµ cã
tÝnh nh¶y vät cña c¸c ngµnh ®iÖn tö, v× vËy hµng n¨m trªn thÕ giíi
tiªu thô mét lîng vµng, b¹c rÊt ®¸ng kÓ cho kû thuËt ®iÖn tö, vi ®iÖn
tö lµm cho tr÷ lîng vµng trªn thÕ giíi gi¶m ®i, do ®ã viÖc thu håi vµng,
b¹c tõ phÕ liÖu ®iÖn tö lµ viÖc lµm cÇn thiÕt vµ ®îc nhiÒu ngêi quan
t©m. Kh«ng ph¶i v× tÝnh thiÕt thùc vÒ kinh tÕ cña nã mµ cßn víi môc
®Ých b¶o vÖ m«i trêng vµ chèng l¹i sù l·ng phÝ.
Trong ph¹m vi ®Ò tµi, v× ®iÒu kiÖn cã h¹n nªn chóng t«i sö
dông mét sè ph¬ng ph¸p thÝch hîp ®Ó thu håi vµng, b¹c tõ phÕ liÖu
®iÖn tö nh m¸y tÝnh, tivi, ®µi radio…
Sù ph¸t triÓn m¹nh mÏ cña c¸c ngµnh nh th«ng tin, ®iÖn tö, vi
SVTH: NguyÔn Kh©m Kh«i
Chuyªn ngµnh ho¸ ph©n tÝch
®iÖn tö th× nhu cÇu sö dông vµng, b¹c trong kû thuËt s¶n xuÊt ®ang
9
Kho¸ luËn tèt nghiÖp
cao, nªn sù thu håi vµng, b¹c tõ phÕ liÖu ®iÖn tö cµng cÇn thiÕt, thiÕt
SVTH: NguyÔn Kh©m Kh«i
Chuyªn ngµnh ho¸ ph©n tÝch
thùc.
10
Kho¸ luËn tèt nghiÖp
PhÇn I: Tæng quan
I.1. Hãa häc cña b¹c vµ mét sè hîp chÊt cña nã
I.1.1. Giíi thiÖu chung vÒ b¹c
- Tªn gäi theo latinh: Argentum
- Ký hiÖu hãa häc: Ag
- CÊu h×nh electron hãa trÞ: [Kr]4d105s1 (Z = 47)
- Khèi lîng nguyªn tö: 107,868
B¹c lµ nguyªn tè thuéc chu kú 5, ph©n nhãm phô nhãm I (Nhãm
IB)
B¹c lµ mét trong nh÷ng kim lo¹i quý ®îc biÕt ®Õn tõ thêi thîng
cæ (c¸ch ®©y h¬n 6000 n¨m). B¹c tinh khiÕt cã mµu tr¾ng b¹c, t¬ng
®èi mÒm, dÔ d¸t máng vµ kÐo sîi, cã kh¶ n¨ng ph¶n x¹ ¸nh s¸ng tèt,
kÕt tinh d¹ng h×nh lËp ph¬ng vµ h×nh t¸m mÆt, khèi lîng riªng lµ
10,49 g/cm3, nhiÖt nãng ch¶y kho¶ng 960,5 0C, nhiÖt ®é s«i 2152 0C.
B¹c hoµn toµn tr¬ ®èi víi níc, khi nãng ch¶y b¹c hÊp thô «xi trong
kh«ng khÝ, khi ®Ó nguéi «xi sÏ tho¸t ra. NÕu ®Ó trong m«i trêng cã
H2S th× Ag sÏ bÞ phñ bëi mét líp Ag2S mÊt ®é s¸ng tr¾ng. B¹c dÉn
®iÖn vµ dÉn nhiÖt tèt.
Trong tù nhiªn b¹c chiÕm kho¶ng 2.10-6 % khèi lîng vá tr¸i ®Êt,
cã thÓ tån t¹i d¹ng tù do, trong thùc tÕ ta thêng gÆp d¹ng Ag2S
(Kho¸ng chÊt Agentit) lÉn víi quÆng Sunfua cña ch× (PbS); Hµm lîng
Ag trong Ag2S kho¶ng 87,1%, ngoµi ra nã cßn cã trong c¸c lo¹i quÆng
kh¸c nhng víi hµm lîng Ag thÊp h¬n nh haumatit (Ag2Se); Prustit
(Ag2AsS3). Trªn thÕ giíi, b¹c ®îc s¶n xuÊt nhiÒu ë c¸c níc Mehico, Mü,
Peru, ¤xtraylia, Canada…
B¹c lµ kim lo¹i kÐm ho¹t ®éng, nã kh«ng ph¶n øng víi ¤xi ngay c¶
SVTH: NguyÔn Kh©m Kh«i
Chuyªn ngµnh ho¸ ph©n tÝch
trong nhiÖt ®é cao nhng l¹i bÞ xØn ®en trong kh«ng khÝ cã chøa H2S.
11
Kho¸ luËn tèt nghiÖp
4Ag + 2H2S + O2 = 2Ag2S (cid:0) + 2H2O
§©y lµ nguyªn nh©n lµm cho c¸c dông cô b»ng b¹c x¸m ®en sau
mét thêi gian bÞ xØn ®en.
B¹c kh«ng t¸c dông víi c¸c axit kh«ng cã tÝnh ¤xi hãa nh HCl,
H2SO4 lo·ng, CH3COOH…. (trõ HCOOH). Kh«ng ph¶n øng víi kiÒm
ngay c¶ khi nung ch¶y kiÒm ë nhiÖt ®é cao.
§èi víi c¸c axit cã tÝnh ¤xi hãa m¹nh nh HNO3, H2SO4 ®Æc,
nãng, níc cêng thñy (hçn hîp cña HCl + HNO 3 theo tû lÖ 3:1) th× b¹c
t¹o thµnh AgCl. §Ó hßa tan b¹c tèt nhÊt lµ dïng HNO3 chuyÓn b¹c
thµnh muèi B¹c Nitrat (AgNO3) Ag + 2HNO3 (cid:0) AgNO3 + NO2(cid:0) + H2O
B¹c cã bËc ¤xi hãa +1; +2; +3 trong ®ã bËc ¤xi hãa +1 lµ bÒn vµ
®Æc trng nhÊt ®èi víi b¹c, ®iÒu nµy ®îc gi¶i thÝch b»ng n¨ng lîng ion
hãa thø I cña b¹c t¬ng ®èi bÐ (I1 = 7,57 eV) vµ mét phÇn liªn quan
®Õn ®é bÒn t¬ng ®èi cña cÊu h×nh electron 4d10 v× cÊu tróc nµy ®·
®îc h×nh thµnh tõ nguyªn tè ®øng tríc nã trong b¶ng hÖ thèng tuÇn
hoµn (cña Mendeleep) lµ nguyªn tè Pd (4d105S0).
B¹c ®îc øng dông rÊt réng r·i trong ®êi sèng, tríc ®©y b¹c chØ
®îc dïng lµm ®å trang søc, mü nghÖ, lµm vËt trao ®æi, mua b¸n, dïng
lµm dông cô ¨n uèng(cho vua chóa, tÇng líp quý téc). Ngµy nay ngoµi
nh÷ng øng dông trªn, b¹c cßn ®îc øng dông vµo mét sè ngµnh khoa
häc kü thuËt, y tÕ.
Trong kü thuËt: B¹c thêng ®îc dïng ®Ó m¹ lªn c¸c vËt dông kim
lo¹i, c¸c dông cô phßng thÝ nghiÖm, y khoa, nha khoa, c¸c linh kiÖn
®iÖn tö, c¬ ®iÖn, hµng kh«ng…cÇn ®é chÝnh x¸c cao.
B¹c thêng ®îc dïng ®Ó m·, b¶o vÖ c¸c m¹ch dÉn, hay c¸c ch©n
SVTH: NguyÔn Kh©m Kh«i
Chuyªn ngµnh ho¸ ph©n tÝch
®iÖn tö, bëi Ag kÐm ho¹t ®éng kh«ng bÞ oxi hãa bëi «xi, kh«ng tan
12
Kho¸ luËn tèt nghiÖp
trong c¸c axit kh«ng cã tÝnh oxi hãa, dÉn ®iÖn tèt, chÞu nhiÖt tèt nªn
cã ®é chÝnh x¸c cao, bÒn, l©u dµi.
Trong ®êi sèng: B¹c ph¶n quang rÊt tèt nªn c¸c hîp chÊt cña b¹c
®ãng vai trß quan träng trong c¸c vËt liÖu c¶m quang, ph¶n kim, dïng
tr¸ng g¬ng, ®îc øng dông trong phßng thÝ nghiÖm. Hîp chÊt AgNO 3 lµ
mét thuèc thñ quan träng trong phßng thÝ nghiÖm. Trong y khoa víi
liÒu lîng thÝch hîp nã ®îc dïng ®Ó lµm thuèc tra m¾t, thuèn viªm
häng, bÖnh co th¾t.
Trªn thÕ giíi hµng n¨m sö dông ®Õn hµng ngµn tÊn Ag cho c¸c
ngµnh kü thuËt ®iÖn tö, phim ¶nh, lµm cho tr÷ lîng Ag trªn thÕ giíi
ngµy cµng gi¶m sót nªn ngêi ta ®ang t×m c¸ch thay thÕ Ag trong c¸c
ngµnh kü thuËt. Ngoµi ra cßn t×m ph¬ng ph¸p thu håi vµ t¸i sö dông l¹i
c¸c nguyªn tè ®ã.
I.1.2. Ho¸ häc c¸c hîp chÊt Ag (I)
Nh ®· nãi ë trªn tr¹ng th¸i oxi hãa +1 lµ ®Æc trng nhÊt ®èi víi Ag
trong tù nhiªn Ag(I) tån t¹i trong quÆng hoÆc muèi nh Ag2S, Ag2O,
AgNO3, AgX (X lµ halozen nh : Cl, Br, I); AgOH.
I.1.2.1. QuÆng Agentit (Ag2S)
Trong tù nhiªn tån t¹i díi d¹ng Agentit Ag2S cã mµu ®en, cã tÝch
sè tan rÊt bÐ T Ag2S = 6,3.10-50; Tnc = 825 0C. Ag2S ®îc t¹o thµnh khi
cho H2S t¸c dông víi Ag cã h¬i Èm vµ kh«ng khÝ hay cho H2S hoÆc
dung dÞch Na2S t¸c dông víi dung dÞch muèi b¹c (I)
4Ag + 2H2S + O2 = 2Ag2S (cid:0) + H2O
2AgNO3 + Na2S = Ag2S (cid:0) + 2NaNO3
Khi nung nãng trong kh«ng khÝ t¹o ra Ag vµ SO 2, khi t¸c dông víi
Ag
Ag tinh khiÕt
AgCl (cid:0)
+ Na O B 7 4 2 Nung ë t0 cao
HNO3 t¹o ra AgNO3
+ Zn 2Ag (cid:0) + SO2 (cid:0) H+, t0
Dung dÞch A
3 ®
Dung dÞch D
HNO t0
Chuyªn ngµnh ho¸ ph©n tÝch
Hîp kim (Au, Ag)
Níc cêng
dd FeSO 4
Dung dÞch B 13 thuû Dung dÞch C
SVTH: NguyÔn Kh©m Kh«i R¾n kh«ng tan
ChÊt r¾n
Au tk
+ Na O B 7 4 2 Nung ë t0 cao
Ag2S + O2 =
Kho¸ luËn tèt nghiÖp
3Ag2S + 8HNO3 = 6AgNO3 + 2NO (cid:0) + 3S (cid:0) + 4H2O
I.1.2.2. B¹c «xit (Ag2O)
Lµ chÊt r¾n mµu n©u ®en cã kiÕn tróc lËp ph¬ng t©m khèi.
B¹c «xit ®îc t¹o thµnh khi nung nãng Ag ë 300 0C díi ¸p suÊt cao
cña khÝ quyÓn «xi theo ph¬ng tr×nh ph¶n øng:
4Ag + O2 = 2Ag2O
B¹c «xit (Ag2O) ph©n hñy thµnh nguyªn tè ë 200 0C. Trong thùc
tÕ nã ®îc ®iÒu chÕ b»ng c¸ch cho dung dÞch kiÒm t¸c dông víi dung
dÞch muèi AgNO3:
2AgNO3 + 2 NaOH = Ag2O (cid:0) + 2NaNO3 + H2O
Díi 100 0C th× Ag2O bÒn (nªn cã thÓ sÊy kh« ë 80 0C). Trong
dung dÞch NH3 th× Ag2O tan tèt nhê sù t¹o thµnh phøc:
Ag2O + 4NH3 + H2O = 2[Ag(NH3)]OH
I.1.2.3. B¹c Hi®r«xit (AgOH)
AgOH lµ Hi®r«xit kh«ng bÒn, kh«ng t¸ch ra ®îc ë d¹ng tù do v×
ngay khi ®îc t¹o thµnh ®· ph©n hñy. Trong níc tuy Ag2O Ýt tan nhng
cã t¸c dông mét phÇn víi níc lµm cho dung dÞch cã tÝnh kiÒm.
Ag2O + H2O ⇌ 2AgOH ⇌ 2Ag+ + OH-
Thùc tÕ muèi AgNO3 kh«ng bÞ thñy ph©n ®iÒu ®ã chøng tá
AgOH lµ chÊt kiÒm m¹nh. Ngêi ta sö dông tÝnh chÊt nµy ®Ó ®iÒu
chÕ H®r«xit cña kim lo¹i b»ng c¸ch t¸c dông cña huyÒn phï Ag2O trong
níc víi Clorua kim lo¹i.
Ag2O + H2O + 2RbCl = 2RbOH + 2AgCl (cid:0)
I.1.2.4. Muèi b¹c Nitrat (AgNO3)
AgNO3 lµ muèi b¹c (I) th«ng dông nhÊt, kÕt tinh d¹ng tinh thÓ
lËp ph¬ng kh«ng mµu nãng ch¶y ë 209,7 0C. §îc ®iÒu chÕ b»ng c¸ch
SVTH: NguyÔn Kh©m Kh«i
Chuyªn ngµnh ho¸ ph©n tÝch
hßa tan Ag kim lo¹i trong HNO3 vµ kÕt tinh tõ dung dÞch níc.
14
Kho¸ luËn tèt nghiÖp
Ag + 2HNO3 = AgNO3 + NO2(cid:0) + H2O
AgNO3 ph©n hñy nhiÖt ë kho¶ng gÇn 300 0C ë ¸p suÊt cao.
AgNO3 (cid:0) Ag + 1/2O2(cid:0) + NO2(cid:0)
Díi t¸c dông cña ¸nh s¸ng ë ®iÒu kiÖn thêng nÕu cã mÆt cña
hîp chÊt h÷u c¬ (hay chÊt khö kh¸c) th× AgNO3 bÞ ph©n hñy thµnh Ag
v× vËy nÕu AgNO3 d©y ra tay, quÇn ¸o sÏ ®Ó l¹i c¸c vÕt ®en. V× vËy
®Ó b¶o qu¶n AgNO3 ngêi ta sö dông b×nh cã mµu sÉm vµ cã nót mµu
nh¸m.
§Æc trng cña AgNO3 lµ ph¶n øng víi Halozen (X) t¹o thµnh c¸c
kÕt tña AgX Ýt tan:
AgNO3 + NaCl = AgCl (cid:0) + NaNO3
Ph¶n øng nµy ®îc sö dông trong hãa häc nh»m ®Þnh tÝnh vµ
®Þnh lîng b¹c trong c¸c dung dÞch chøa b¹c.
Ion Ag+ cã tÝnh diÖt trïng m¹nh do ®ã AgNO3 ®îc dïng trong y
khoa lµm thuèc s¸t trïng trong mét sè trêng hîp vµ víi lîng hîp lý rÊt
nhá.
B¹c chØ tan trong HNO3 d¹ng lo¶ng nªn muèi AgNO3 lµ thuèc thö
vµ lµ chÊt ®Çu ®Ó ®iÒu chÕ c¸c hîp chÊt cña Ag.
I.1.2.5. B¹c Halozenua (AgX : X = F, Cl, Br, I)
TÊt c¶ muèi b¹c halozenua d¹ng AgX ®Òu ë d¹ng khan, Ýt tan
trõ AgF.2H2O. Sau ®©y lµ mét sè tÝnh chÊt vËt lý cña muèi b¹c
halozenua.
TÝnh chÊt CÊu tróc tinh
AgF LËp ph¬ng
AgCl LËp ph¬ng
AgBr LËp ph¬ng
AgI LËp ph¬ng
kiÓu NaCl Tr¾ng
kiÓu NaCl Tr¾ng
kiÓu NaCl Vµng nh¹t
kiÓu ZnS Vµng
thÓ Mµu NhiÖt nãng
435
435
432
554
ch¶y: 0C NhiÖt ®é s«i:
Ph©n hñy
1550
Ph©n hñy ë
Ph©n hñy ë
SVTH: NguyÔn Kh©m Kh«i
Chuyªn ngµnh ho¸ ph©n tÝch
15
Kho¸ luËn tèt nghiÖp
0C TÝch sè tan TT
DÔ tan
1,8.10-10
750 5.10-16
554 8,3.10-17
Sù t¨ng mµu vµ gi¶m ®é tan cña b¹c halozenua tõ AgF ®Õn AgI
lµ do anion X- cã b¸n kÝnh cµng lín cµng dÔ bÞ cùc hãa bëi t¸c dông
cña cation Ag+, v× vËy chóng lµm gi¶m ®é bÒn nhiÖt cña c¸c kÕt tña
b¹c halozenua. Tuy nhiªn ë nhiÖt ®é thêng díi t¸c dông cña ¸nh s¸ng
c¸c halozenua khã tan cña b¹c ph©n hñy thµnh Ag kim lo¹i vµ
halogenua tù do.
2AgX (cid:0) 2Ag + X2 (X = Cl, Br, I)
Sù ph©n hñy nµy g©y nªn bëi c¸c tia vµng chµm tÝm cña ¸nh
s¸ng tr«ng thÊy, ph¶n øng nµy ®îc øng dông nhiÒu trong ngµnh phim
¶nh
* Muèi b¹c Clorua: AgCl
Trong tù nhiªn AgCl tån t¹i d¹ng kho¸ng chÊt keragirit ®îc ®iÒu
chÕ b»ng nhiÒu ph¶n øng kh¸c nhau:
AgNO3 + HCl = AgCl(cid:0) + HNO3
AgNO3 + NaCl = AgCl(cid:0) + NaN O3
4Ag + 4HCl + O2 = 4 AgCl(cid:0) + H2O
AgCl lµ chÊt nghÞch tõ (®é liªn kÕt N = 2). Tinh thÓ kiÓu lËp
ph¬ng t©m mÆt, cã mµu tr¾ng, nhiÖt ®é nãng ch¶y lµ 455 0C, Ýt tan
trong níc (TAgCl= 1,8.10-10) tan ®îc trong muèi Clorua ®Æc (NaCl,
KCl, NH4Cl, CaCl2). Ngoµi ra cßn tan ®îc trong c¸c dung dÞch xianua,
thiosunfat, vµ dung dÞch NH3 nhê t¹o thµnh c¸c phøc chÊt t¬ng øng.
AgCl + Cl-- (cid:0) [AgCl2] —
AgCl + NH3 = Ag[NH3] Cl—
2- = [Ag(S2O3)2]3- + Cl—
AgCl + 2S2O3
Díi t¸c dông cña ¸nh s¸ng AgCl bÞ ph©n hñy(t¹o thµnh mµu tÝm
SVTH: NguyÔn Kh©m Kh«i
Chuyªn ngµnh ho¸ ph©n tÝch
sau ®ã lµ mµu ®en) gi¶i phãng ra Ag vµ Clo.
16
Kho¸ luËn tèt nghiÖp
2AgCl (cid:0) 2Ag + Cl2
Khi nung ch¸y AgCl víi Na2CO3, KNO3 th× t¹o thµnh Ag kim lo¹i
4AgCl + 2Na2CO3 (cid:0) 4Ag + 4NaCl + 2CO2 + O2
Ph¶n øng nµy lµ c¬ së cña ph¬ng ph¸p nhiÖt luyÖn t¸ch Ag tõ
muèi b¹c Clorua (AgCl)
MÆt kh¸c Ag lµ kim lo¹i kÐm ho¹t ®éng nªn AgCl còng dÔ bÞ
khö thµnh Ag khi t¸c dông víi c¸c kim lo¹i nh Zn, Pb…
Zn + 2AgCl = ZnCl2 + 2Ag(cid:0)
C¸c ph¶n øng nµy lµ c¬ së cho ph¬ng ph¸p t¸ch Ag tõ AgCl khi
kÕt tña nã tõ dung dÞch níc.
AgCl tinh thÓ cßn ®îc dïng lµm thÊu kÝnh cho c¸c dông cô
quang häc lµm viÖc trong vïng phæ hång ngo¹i, mµn ¶nh ra®a, dïng
lµm chÊt s¸t trïng trong y khoa, AgCl còng ®îc dïng trong c«ng nghÖ
phim ¶nh nhng Ýt v× AgCl kÐm nh¹y ®èi víi AgBr hoÆc AgI (AgI qu¸
nh¹y).
* Muèi b¹c Bromua: AgBr
AgBr cã tªn latinh lµ Agentom-Bromatam, khèi lîng ph©n tö lµ
187,796. trong tù nhiªn tån t¹i d¹ng kho¸ng chÊt Bromarit, trong phßng
thÝ nghiÖm cã thÓ ®iÒu chÕ AgBr trong bãng tèi b»ng nhiÒu ph¸n
øng kh¸c nhau, ch¼ng h¹n chÕ hãa dung dÞch AgNO3 víi HBr hay
NaBr hoÆc cho Ag t¬ng t¸c trùc tiÕp víi Br2
AgBr lµ chÊt nghÞch tõ, cã thÓ tån t¹i ë d¹ng keo, hoÆc d¹ng
tinh thÓ lËp ph¬ng t©m mÆt, cã mµu vµng nh¹t. d = 6,47 g/cm3. NhiÖt
2-). Xianua
nãng ch¶y lµ 4340C. NhiÖt ®é s«i: 1573 0C. Kh«ng tan trong níc(T
AgBr = 6.10-13) tan trong c¸c dung dÞch NH3, thiosunfat(S2O3
(CN-) nhê t¹o thµnh nh÷ng phøc chÊt cña Ag(I) bÒn h¬n.
So víi AgCl vµ AgI th× AgBr cã ®é nh¹y ®èi víi ¸nh s¸ng trung
SVTH: NguyÔn Kh©m Kh«i
Chuyªn ngµnh ho¸ ph©n tÝch
b×nh nªn AgBr ®îc øng dông nhiÒu trong c«ng nghÖ ph¶n kim.
17
Kho¸ luËn tèt nghiÖp
2AgBr (cid:0) 2Ag(cid:0) + Br2
Còng t¬ng tù nh AgCl, AgBr còng bÞ khö trong m«i trêng axit bëi
c¸c kim lo¹i ho¹t ®éng h¬n t¹o thµnh Ag kim lo¹i hoÆc cã thÓ b»ng
c¸ch nung ch¶y víi Na2CO3
2AgBr + Zn = ZnBr2 + 2Ag(cid:0)
4AgBr + 2Na2CO3 = 4NaBr +O2 + 4Ag +CO2
AgBr ngoµi øng dông trong c«ng nghÖ phim ¶nh, gi÷ vai trß lµ
chÊt nh¹y s¸ng cßn ®îc dïng lµm xóc t¸c ®iÒu chÕ c¸c axit bÐo ®¬n
chøc, c¸c olefin theo c¸c ph¶n øng víi thuèc thö grinha.
AgBr vµ øng dông trong c«ng nghÖ phim ¶nh.
C¬ së hãa häc cña kû thuËt phim ¶nh dùa trªn tÝnh nh¹y cña b¹c
halozenua ®èi víi ¸nh s¸ng. Ngêi ta thêng dïng lµ AgBr vµ mét Ýt AgCl
v× AgCl kÐm nh¹y, cßn AgI th× l¹i qu¸ nh¹y. Phim ¶nh vµ giÊy ¶nh gåm
chñ yÕu mét líp máng kho¶ng 20(cid:0) m huyÒn phñ AgBr ®îc ph©n t¸n
trong gelatin tr¸ng trªn nÒn chÊt dÎo trong suèt lµm b»ng xenluloit
hoÆc giÊy tr¾ng vµ ®îc gi÷ trong bãng tèi.
Kü thuËt nhiÕp ¶nh gåm 3 qu¸ tr×nh chÝnh.
- Ph©n hñy AgBr díi t¸c dông cña ¸nh s¸ng gi¶i phãng Ag
- Qu¸ tr×nh hiÖn h×nh ¶nh
- Qu¸ tr×nh ®Þnh h×nh ¶nh (h·m ¶nh)
Díi t¸c dông cña ¸nh s¸ng AgBr ph©n hñy thµnh Ag vµ Br2
2AgBr (cid:0) 2Ag (cid:0) + Br2
Br«m t¹o thµnh hãa hîp víi gelatin cßn Ag ®îc t¹o thµnh tinh thÓ
mÇm rÊt bÐ. Nh÷ng tinh thÓ nµy cµng nhiÒu t¹i nh÷ng chç ®îc chiÕu
s¸ng cµng m¹nh. Sau khi ®îc chiÕu s¸ng tuy bÒ ngoµi phim ¶nh kh«ng
cã g× thay ®æi nhng bªn trong ®· cã h×nh ¶nh Èn cña vËt ®îc chôp.
§Ó chuyÓn h×nh ¶nh Èn thµnh h×nh nh×n thÊy ®îc ngêi ta ph¶i
SVTH: NguyÔn Kh©m Kh«i
Chuyªn ngµnh ho¸ ph©n tÝch
lµm hiÖn ¶nh chóng b»ng c¸ch khö tiÕp AgBr thµnh Ag ë d¹ng h¹t rÊt
18
Kho¸ luËn tèt nghiÖp
nhá cã mµu ®en bëi c¸c chÊt hiÖn ¶nh. Sù khö AgBr nµy x¶y ra xung
quanh nh÷ng mÇm Ag ®· cã trong ¶nh Èn. C¸c chÊt hiÖn h×nh ¶nh th-
êng dïng: Hi®r«quinon, paraaminoquynon, metylpara amino phenol
OH
O
(metol), glyxin…
O Quinon
OH Hi®r«quinon
+ 2HBr + 2AgBr (cid:0) 2Ag +
Ngoµi ra trong c¸c thµnh phÇn dung dÞch hiÖn ¶nh ngêi ta cßn
dïng mét sè chÊt kh¸c nh»m môc ®Ých b¶o vÖ(nh Na2CO3 , NaHSO3)
vµ chÊt thóc ®Èy qu¸ tr×nh (nh : Na2CO3, K2CO3…) c¸c chÊt b¶o vÖ
gi÷ cho c¸c chÊt hiÖn ¶nh khái bÞ «xi hãa bëi «xi kh«ng khÝ tan trong
níc, hay Na2SO3 còng gãp phÇn vµo qu¸ tr×nh hiÖn ¶nh.
2HOC6H4OH + O2 (cid:0) 2OC4H4CO + H2O
OC4H4CO + Na2SO3 (cid:0) HOC6H3(SO3Na)OH
C¸c chÊt thóc ®Èy lµm nhiÖm vô trung hßa HX míi t¹o thµnh vµ
gi÷ cho dung dÞch mét PH cÇn thiÕt.
Sau khi röa ¶nh ®Ó h×nh ¶nh thÊy ®îc trë nªn râ nÐt ngêi ta
tiÕn hµnh ®Þnh h×nh ¶nh ®Ó cho nã mÊt tÝnh nh¹y víi ¸nh s¸ng. Ngêi
ta nhóng b¶n phim vµo nh÷ng muèi dÔ hßa tan AgBr t¹o thµnh phøc
chÊt tan trong níc. ChÊt thêng dïng lµ Na2S2O3
AgBr + Na2S2O3 = Na3[Ag(S2O3)2] + 3NaBr
* B¹c Iodua: AgI
Tªn latinh lµ: Argentumjodatum, trong tù nhiªn tån t¹i ë d¹ng
kho¶ng chÊt iodargirit. Trong phßng thÝ nghiÖm cã thÓ ®iÒu chÕ nã
SVTH: NguyÔn Kh©m Kh«i
Chuyªn ngµnh ho¸ ph©n tÝch
b»ng ph¶n øng gi÷a AgNO3 vµ HI hoÆc NaI, KI trong bãng tèi.
19
Kho¸ luËn tèt nghiÖp
-
AgNO3 + I-- = AgI (cid:0) + NO3
AgI tinh thÓ d¹ng trong suèt hoÆc keo, lµ chÊt nghÞch tõ cã
16g/cm3) tan trong dung dÞch HI ®Æc hoÆc muèi iodat (MI) ®Æc vµ
mµu vµng ®Ëm h¬n mµu AgBr. Kh«ng tan trong níc(T AgI = 1,5.10-
trong HgI2 t¹o ra phøc chÊt.
AgI + HI = H[AgI2]
2-)
2AgI + HgI2 = Ag2[HgI4]
AgI còng tan trong dung dÞch xianua (CN-), thiosunfat (S2O3
nhê sù t¹o thµnh c¸c phøc bÒn cña Ag(I)
AgI rÊt nh¹y víi ¸nh s¸ng nªn Ýt ®îc dïng vµo kü thuËt phim ¶nh.
I.1.3. C¸c hîp chÊt B¹c(II) vµ B¹c(III)
Nh ta ®· nãi ë trªn Ag cã sè oxi hãa ®Æc trng lµ +1. Cãn cã rÊt
Ýt hîp chÊt vÒ Ag(II) vµ Ag(III) do cÊu h×nh bªn trong cña Ag lµ
4d105s1 nªn ®Ó thÓ hiÖn sè oxi hãa +2, +3 th× cÊu h×nh e cña Ag 2+ lµ
4d95s2 hay Ag3+ lµ 4d85s25p1 ®iÒu nµy rÊt khã v× n¨ng lîng t¸ch e rÊt
SVTH: NguyÔn Kh©m Kh«i
Chuyªn ngµnh ho¸ ph©n tÝch
lín vµ thêng t¹o thµnh hîp chÊt kÐm bÒn.
20
Kho¸ luËn tèt nghiÖp
* B¹c ¤xit: AgO
Lµ chÊt d¹ng tinh thÓ lËp ph¬ng mµu ®en, kh«ng tan trong níc,
bÒn ë nhiÖt ®é thêng, ph©n hñy thµnh nguyªn tè ë 180 0C vµ ph©n
hñy në ë 110 0C.
AgO lµ chÊt nghÞch tõ, trong ®ã Ag tån t¹i cÊu h×nh 4d105s1 vµ
cÊu h×nh 4d85s25p1 b»ng ph¬ng ph¸p nhiÔu x· n¬tron ngêi ta x¸c
®Þnh ®îc trong tinh thÓ AgO cã hai lo¹i nguyªn tö Ag. Nh vËy AgO lµ
¤xit b¹c (I) vµ ¤xit b¹c (III). C«ng thøc Ag+1 Ag+3O2
B¹c (II) «xit tan trong axit gi¶i phãng khÝ «xi vµ t¹o ra ion Ag2+
trong dung dÞch. AgO lµ mét chÊt oxi hãa m¹nh: E0 Ag+2/Ag1+ =
1,89 V trong dung dÞch Ag2+ chØ tån t¹i trong phøc chÊt víi phèi tö
h÷u c¬ nh pyridin, dipyridin, phenaltrolin, víi cÇu ngo¹i lµ pesunfat
[Ag(Py)4]S2O8 , [Ag(diPy)4]S2O8 vµ [Ag(Phen)2]S2O8
Do cã tÝnh oxi hãa m¹nh nªn AgO ®îc øng dông nhiÒu trong kü
thuËt s¶n xuÊt ¾cquy kiÒm, gän nhÑ vµ øng dông trong kû thuËt
hµng kh«ng vò trô.
AgO + Zn = Ag + ZnO
AgO ®îc ®iÒu chÕ b»ng c¸ch ®un s«i Ag2O víi pesunfat trong
dung dÞch kiÒm. Ag(II) chØ thÓ hiÖn duy nhÊt víi flo lµ chÊt tinh thÓ
mµu n©u nãng ch¶y ë 690 0C vµ bÞ níc ph©n hñy.
6AgF2 + 3H2O = 6AgF + 6HF + O3
AgF2 ®îc ®iÒu chÕ b»ng c¸ch sau. Nung nãng Ag tinh khiÕt víi
F2 hoÆc AgF víi F2 ë kho¶ng 250 0C.
Ag + F2 = AgF2
AgF + 1/2F2 = AgF2
SVTH: NguyÔn Kh©m Kh«i
Chuyªn ngµnh ho¸ ph©n tÝch
I.1.4. Kh¶ n¨ng t¹o phøc cña Ag(I) vµ cña AgX
21
Kho¸ luËn tèt nghiÖp
2-,
B¹c cã kh¶ n¨ng t¹o phøc rÊt tèt víi c¸c phèi tö nh NH3, S2O3
2-.
CN-. Sau ®©y ta cã b¶ng vÒ h»ng sè bÒn cña c¸c phÇn tö Ag(I) víi c¸c
phÇn tö NH3, CN-, S2O3
Phøc chÊt H»ng sè bÒn Kb [Ag(NH3)2]+ 1,0.108 [Ag(S2O3)2]3- 2,8.1013 [Ag(CN)2]- 7,08.1019
I.1.4.1. Kh¶ n¨ng t¹o phøc cña Ag(I)
XÐt b¸n ph¶n øng
2-, CN-
Ag+ + e = Ag(1) E0 Ag+/Ag = 0,80V
NÕu ta cho lÇn lît c¸c phèi tö t¹o phøc víi Ag+ lµ NH3, S2O3
th× x¶y ra c¸c qu¸ tr×nh ph¶n øng t¹o phøc nh sau:
2- (cid:0)
Ag+ + 2NH3 (cid:0) [Ag(NH3)2]+
Ag+ + 2S2O3 [Ag(S2O3)2]3-
Ag+ + CN- (cid:0) [Ag(CN)2]-
§Ó ®¸nh gi¸ kh¶ n¨ng, khö c¸c Ag+ thµnh Ag ta tÝnh thÕ ®iÖn
cùc chuÈn cña c¸c cÆp oxi hãa - khö trªn:
§èi víi phÇn tö lµ NH3:
Ag + 2 NH3 = [Ag(NH3)2]+ Kb = [Ag(NH3)2]+/ [Ag+][(NH3)]2 = 108 (1)
[Ag(NH3)2]+ + e = Ag + 2NH3
(2)
E0 [Ag(NH3)2]+/Ag
¸p dông ph¬ng tr×nh nerst cho ph¬ng tr×nh (2) ta cã:
E[Ag(NH3)2]+/Ag = E0[Ag(NH3)2]+/Ag + 0,059 lg( [Ag(NH3)2]+/[NH3]2)
MÆt kh¸c theo (1) ta cã;
E Ag+/Ag = E0 Ag+/Ag + 0,059 lg[Ag+]
NÕu xÐt ë ®iÒu kiÖn tiªu chuÈn cña hÖ, tøc lµ [Ag(NH3)2]+ =
[NH3] = 1 mol/l
(cid:0) E0[Ag(S2O3)2]3-/Ag + 0,059lg (1/Kb) = E0 Ag+/Ag – 0,059lg
Kb
SVTH: NguyÔn Kh©m Kh«i
Chuyªn ngµnh ho¸ ph©n tÝch
= 0,8 – 0,059 lg 108 = 0,8 – 0,059.8 = 0,328 (V)
22
Kho¸ luËn tèt nghiÖp
2- vµ CN- ta
T¬ng tù ®èi víi sù t¹o phøc cña Ag+ víi ph¬i tö lµ S2O3
cã:
E0[Ag(S2O3)2]3-/Ag = E0Ag+/Ag – 0,059 lg Kb = 0,8 – 0,059 lg(2,8.1013)
=0,007 (V)
E0[Ag(CN)2] /Ag = E0 Ag+/Ag – 0,059 lg Kb = 0,8 – 0,059
lg(7,08.1019)=0,37(V)
2-, CN- . Sù t¹o phøc lµm gi¶m thÓ ®iÖn cùc vµ ®é bÒn t¨ng dÇn
Nh vËy: ion Ag+ cã kh¶ n¨ng t¹o phøc bÒn víi c¸c phèi tö NH3,
S2O3
tõ NH3 -> CN-, Còng cã nghÜa lµ khã khö ®îc Ag+ -> Ag
2-,
I.1.4.2. Kh¶ n¨ng t¹o phøc cña AgX víi phèi tö NH3, S2O3
CN-
§èi víi phèi tö lµ NH3
Ta cã:
Ag+ + X- T AgX AgX(r) (cid:0)
Ag+ + 2NH3 (cid:0) [Ag(NH3)]+; Kb = 108
AgXr + NH3 (cid:0) [Ag(NH3)]+ + X- : Kcb
Ta cã:
Kcb = [Ag(NH3)2]+[X-]/[NH3]2 = [Ag+][X-]([Ag(NH3)2]+/[Ag+][NH3]2) = T
AgX.Kb
Thay gi¸ trÞ Kb vµ TAgX vµo ta cã: X = Cl (cid:0) Kcb = TAgCl . Kb = 1,8.10-10.10-8 = 1,8.10-2
X = Br (cid:0) Kcb = TAgBr . Kb = 5.10-13.108 = 5.10-5
X = I (cid:0) Kcb = TAgI . Kb = 8,3.10-17.108 = 8,3.10-9
Gi¶ sö ta hßa tan AgX trong dung dÞch NH3 1M. Gäi S lµ ®é tan
cña kÕt tña díc d¹ng phøc (S = mol/lit) ta cã:
AgXr + 2NH3 d2 ⇌ [Ag(NH3)2]+ + X- Kcb
C0 (mol/lit) 1 0 0
SVTH: NguyÔn Kh©m Kh«i
Chuyªn ngµnh ho¸ ph©n tÝch
C (mol/lit) 1-2S S S
23
Kho¸ luËn tèt nghiÖp
Ta cã:
=> S = 0,1 Kcb = [Ag(NH3)2]+ [X-]/[NH3]2 = S.S/(1-2S)2 = 0,134
Nh vËy: [Ag(NH3)2]+ = 0,1 (mol/lit)
- AgCl tan ®¸ng kÓ trong dung dÞch NH3
Ta cã:
S / (1-2S) = 7.10-3 X = Br Kcb = 5.10-5 (cid:0)
VËy AgBr tan mét phÇn trong NH3
Khi X = I. Ta cã:
Kcb = 8,3.10-9 S/(1-2S)
2- ta cã:
Thùc tÕ AgI kh«ng tan trong NH3.
Víi phèi tö lµ S2O3
T AgX AgXr ⇌ Ag+ + X-
2- ⇌ [Ag(S2O3)]3-
Ag+ + 2S2O3 Kb = 2,8.10-13
2- ⇌ [Ag(S2O3)]3- + X-.Kcb
AgX(r) + 2S2O3
T¬ng tù nh trªn ta cã: Kcb = TAgX.Kb
Víi: X = Cl (cid:0) Kcb = 1,8.10-10.2,8.1013 = 3,04.103
X = Br (cid:0) Kcb = 5.10-13.2,8.1013 = 14
X = I (cid:0) Kcb = 8,3.10-17.2,8.1013 = 2,324.10-3
Víi phèi tö lµ CN-
Ta cã: AgX(r) ⇌ Ag+ + X- TAgX
+ X-
Ag+ + CN- ⇌ Ag(CN)2]- Kb = 7,08.1019
Kcb AgX(r) + CN- ⇌ [Ag(CN)2]-
T¬ng tù trªn ta cã: Kcb = TAgX.Kb
Víi:
X = Cl (cid:0) Kcb = 1,8.10-10.7,08.1019 = 12,74.109
SVTH: NguyÔn Kh©m Kh«i
Chuyªn ngµnh ho¸ ph©n tÝch
X = Br (cid:0) Kcb = 5.10-13.7,08.1019 = 3,54.107
24
Kho¸ luËn tèt nghiÖp
X = I (cid:0) Kcb = 8,3.10-17.7,08.1019 = 5,876.103
Nh vËy, h»ng sè c©n b»ng (Kcb) cña ph¶n øng phô thuéc vµo
tÝch sè tan cña chÊt vµ h»ng sè bÒn cña phøc chÊt t¹o thµnh sau
ph¶n øng.
Mét chÊt Ýt tan chØ tan sau khi ph¶n øng t¹o thµnh phøc chÊt
2- vµ tan dÔ dµng trong dung dÞch CN- v×
bÒn, vÝ dô nh kÕt tña AgI kh«ng tan trong dung dich NH3. Nhng tan
®îc trong dung dÞch S2O3
sau ph¶n øng t¹o thµnh c¸c phøc chÊt [Ag(S2O3)]3- vµ [Ag(CN)2]- bÒn
h¬n nhiÒu lÇn so víi [Ag(NH3)2]+.
Dùa trªn ®iÒu nµy mµ ngêi ta thêng dïng Na2S2O3 trong kü thuËt
nhiÕp ¶nh. Cßn (CN-) qu¸ ®éc ®èi víi con ngêi nªn thêng kh«ng sö
dông, Ph¶n øng x¶y ra nh sau:
AgBr + 2NaS2O3 ⇌ Na3[Ag(S2O3)2] + NaBr
§Ó thu håi l¹i Na2S2O3 vµ Ag+ díi d¹ng kÕt tña ngêi ta thêng cã
khuynh híng kÕt tña Ag d¹ng AgS v× AgS cã tÝch sè tan rÊt bÐ . TAgS
= 10-51
Na3[Ag(S2O3)2] + Na2S ⇌ 4Na2S2O3 + AgS (cid:0)
Na3[Ag(S2O3)2] + H2S ⇌ 3Na2S2O3 + AgS (cid:0)
I.1.4.3. Kh¶ n¨ng t¹o phøc cña AgX trong dung dÞch
Hi®rohalozenua vµ muèi halozenuabaz¬
C¸c AgX kh«ng tan trong níc nhng tan nhiÒu (®un nãng) trong
c¸c dung dÞch HX vµ KX. Ph¬ng tr×nh:
AgCl + HCl® (cid:0) H[AgCl2]
AgI + KI® (cid:0) K[AgI2]
I.2. Giíi thiÖu chung vÒ vµng (Au)
Vµng cã tªn latinh lµ Aurum, ký hiÖu hãa häc lµ Au, cÊu h×nh
SVTH: NguyÔn Kh©m Kh«i
Chuyªn ngµnh ho¸ ph©n tÝch
electron hãa trÞ lµ [Xe]4f145d106s1, khèi lîng nguyªn tö lµ 197,2, cã
25
Kho¸ luËn tèt nghiÖp
tæng sè e Z = 79. Thuéc chu kú 6 ph©n nhãm IB, ph©n nhãm phô vµ
ë « sè 79 trong b¶ng hÖ thèng tuÇn hoµn cña Mendeleep.
Vµng lµ mét trong nh÷ng kim lo¹i quý hiÕm ®· ®îc biÕt tõ thêi
tthîng cæ (c¸ch ®©y kho¶ng 4.500 n¨m). Cã mµu vµng ®Æc trng s¸ng
chãi l©u dµi, rÊt mÒm, dÎo, dÔ d¸t máng vµ dÔ kÐo sîi. Vµng cã thÓ
d¸t máng tíi møc ®é dµy kho¶ng 3 (cid:0) m vµ cã thÓ cho ¸nh s¸ng xuyªn
qua. Khèi lîng riªng cña vµng lµ 19,32 g/cm3, nhiÖt ®é nãng ch¶y lµ
1063,4 0C. NhiÖt ®é s«i lµ 2880 0C. Khi kÕt tinh vµng cho tinh thÓ
d¹ng lËp ph¬ng t©m diÖn, dÉn ®iÖn vµ dÉn nhiÖt rÊt tèt.
TÝnh dÎo cña vµng còng lµ kÕt qu¶ cña cÊu t¹o electron ®Æc
biÖt cña Au. Do cÊu h×nh 5d106s1 vµ 5d96s2 cã n¨ng lîng gÇn nhau nªn
electron cã thÓ nh¶y dÔ dµng tõ obital nµy sang obital kh¸c lµm cho
hÖ kim lo¹i trë nªn linh ®éng, ®©y lµ nguyªn nh©n lµm nªn tÝnh dÎo
®Æc biÖt cña vµng ®¬n chÊt.
Trong tù nhiªn vµng chiÕm hµm lîng kho¶ng 5.10-8 khèi lîng vá
tr¸i ®Êt, vµng tån t¹i ë tr¹ng th¸i tù do. Ngoµi ra vµng cßn ë d¹ng hîp
chÊt (rÊt hiÕm) nh AuTr2. Thêng gÆp vµng tù do n»m xen trong ®¸
th¹ch anh(quÆng vµng gèc). Trong quÆng vµng sa kho¸ng, quÆng
vµng biÓu sinh, quÆng vµng céng sinh, ngoµi ra cßn cã lÉn trong
quÆng ®ång. Nh÷ng níc s¶n xuÊt vµng chñ yÕu trªn thÕ giíi lµ Nam
Phi, Mü, Autraylia, Trung Quèc vµ Nga.
Vµng lµ kim lo¹i kÐm ho¹t ®éng (yÕu h¬n c¶ Ag) v× vËy nã lµ
kim lo¹i quý. Nã kh«ng t¸c dông víi ¤xi ngay c¶ ë nhiÖt ®é cao. Kh«ng
ph¶n øng víi Axit, ngay c¶ c¸c axit cã tÝnh oxi hãa m¹nh nh HNO3,
H2SO4 ®Ëm ®Æc vµ ®un nãng, kh«ng ph¶n øng víi kiÒm nung ch¸y.
Nãi chung vµng lµ nguyªn tè tr¬ vÒ ho¹t ®éng hãa häc. Vµng tan dÔ
dµng trong hçn hîp axit HCl vµ HNO3 (víi tû lÖ 3:1) gäi lµ níc cêng
SVTH: NguyÔn Kh©m Kh«i
Chuyªn ngµnh ho¸ ph©n tÝch
thñy.
26
Kho¸ luËn tèt nghiÖp
Au + 3HCl + HNO3 (cid:0) NO (cid:0) + AuCl3 + 2H2O
HoÆc vµng tan chËm trong dung dÞch (CN-) cã mÆt oxi kh«ng
khÝ, ph¬ng tr×nh ph¸n øng:
4Au + 8CN- + O2 + H2O (cid:0) 4[Au(CN-)2]- + OH-
Vµng tan trong Hg láng t¹o nªn hçn hèng, nhng khi hµm lîng Au
chiÕm 15% th× trë nªn r¾n.
Vµng tan ®îc trong dung dÞch Cl2 ë nhiÖt ®é 150 0C
2Au + 3Cl2 (cid:0) 2AuCl3
Trong c¸c hîp chÊt th× vµng cã sè «xi hãa lµ +1 vµ +3. Trong ®ã
sè «xi hãa +3 lµ bÒn vµ ®Æc trng nhÊt. §iÒu nµy phï hîp víi tæng
n¨ng lîng ion hãa thø nhÊt, thø 2, thø 3 cña vµng bÐ Ýt nhÊt so víi c¸c
nguyªn tè trong nhãm, ngoµi ra cßn cã liªn quan ®Õn cÊu h×nh
electron cña vµng 5d106s1 cã møc n¨ng lîng gÇn nhau nªn c¸c e cã thÓ
nh¶y sang obital kh¸c dÔ dµng.
Vµng lµ kim lo¹i quý, hiÕm, gi¸ thµnh cao nªn Ýt ®îc sö dông
trong s¶n xuÊt vµ ®êi sèng(mÆc dï kÐm ho¹t ®éng h¬n B¹c). Tríc
®©y thêng dïng vµng(d¹ng hîp kim) ®Ó ®óc tiÒn, lµm ®¬n vÞ mua
b¸n, trao ®æi, lµm ®å trang søc vµ vËt b¶o tr× quèc gia. Ngµy nay
ngoµi viÖc dïng vµng lµm ®å trang søc th× nã cßn ®îc øng dông vµo
mét sè ngµnh khoa häc vµ ®êi sèng kh¸c.
Trong kû thuËt:
Vµng thêng dïng ®Ó m¹ lªn ®å trang søc, dông cô thÝ nghiÖm,
dông cô y khoa, nha khoa, dông cô kü thuËt chÝnh x¸c, m¹ ®ång hå,
gäng kÝnh, m¹ lªn c¸c tiÕp ®iÓm ®iÖn, m¹ch in, ch©n Transitor, d©y
dÉn trong kü thuËt ®iÖn tö.
Trong ®êi sèng:
Dïng lµm ®å trang søc, vËt trao ®æi vµ lµ nguån dù tr÷ ngo¹i tÖ
SVTH: NguyÔn Kh©m Kh«i
Chuyªn ngµnh ho¸ ph©n tÝch
trong nÒn kinh tÕ quèc gia.
27
Kho¸ luËn tèt nghiÖp
C¸c vËt liÖu lµm b»ng hîp kim cña vµng ®ãng vai trß rÊt quan
träng trong ngµnh kü thuËt ®iÖn tö, hµng kh«ng, vò trô, trong thiÕt bÞ
®ßi hái ®é chÝnh x¸c cao vµ bÒn víi m«i trêng. HiÖn nay hµng n¨m
ngêi ta sö dông mét lîng vµng ®¸ng kÓ trong c«ng nghiÖp ®iÖn tö vµ
hµng kh«ng lµm cho tr÷ lîng vµng trªn thÕ giíi ngµy cµng gi¶m sót. Ng-
êi ta ®ang t×m c¸ch thay thÕ vµng b»ng nh÷ng nguyªn tè kh¸c nh÷ng
chç cã thÓ ®îc. §Æc biÖt trong ngµnh ®iÖn tö v× víi tèc ®é ph¸t triÓn
mét c¸ch chãng mÆt vµ nhu cÇu cña toµn d©n, nªn ngêi ta muèn gi¶m
gi¸ thµnh cña s¶n phÈm vµ còng v× vËy nªn thu håi Au tõ phÕ liÖu
®iÖn tö lµ mét ®iÒu cÇn thiÕt.
I.2.1. Hãa häc c¸c hîp chÊt Vµng
I.2.1.1. Vµng ¤xit
Mét sè vµng ¤xit tån t¹i trong thùc tÕ lµ:
0C:
Au2O lµ chÊt bét mµu x¸m tÝm bÞ ph©n hñy thµnh vµng kim lo¹i ë 200
Au+ + 1e (cid:0) Au
Au2O3 lµ chÊt bét mµu n©u ®en, khi cho t¸c dông víi dßng khÝ
CO (hay H) ë nhiÖt ®é cao(nung nhÑ) th× ta thu ®îc vµng kim lo¹i
theo ph¶n øng:
Au2O3 + CO (cid:0) Au + CO2
Au2O3 + H2 (cid:0) Au + H2O
C¸c «xit cña vµng khi t¸c dông víi kiÒm dÔ t¹o thµnh vµng
hi®r«xit nh Au(OH) tan trong níc cã tÝnh kiÒm.
Nh÷ng hy®r«xit vµng còng nh «xit vµng thêng kh«ng æn ®Þnh
rÊt dÔ t¹o ra ion phøc hoÆc hçn hîp næ.
Au(OH)3 + OH-- = [Au(OH)4]—
SVTH: NguyÔn Kh©m Kh«i
Chuyªn ngµnh ho¸ ph©n tÝch
Au(OH)3 + 2OH-- = [Au(OH)5]—
28
Kho¸ luËn tèt nghiÖp
0C
Phøc cña vµng víi Amoniac rÊt dÔ næ khi nhiÖt ®é kho¶ng 145
I.2.1.2. Hîp chÊt vµng(I) halogenua vµ vµng (I) xianua.
Trong thùc tÕ ngêi ta chØ t×m thÊy vµng(I) ë 2 d¹ng chÝnh lµ
vµng halozenua vµ vµng xianua. Quan träng nhÊt trong c¸c hîp chÊt
®ã lµ AuCl vµ AuCN. Ngoµi ra cßn cã AuBr, AuI vµ AuF tån t¹i ë tr¹ng
th¸i khÝ.
§Ó thu ®îc c¸c hîp chÊt vµng(I) nh trªn, thùc tÕ lµ thu ®îc khi
thñy ph©n vµng(III) trong ®iÒu kiÖn nhiÖt ®é kh«ng cao kho¶ng tõ
150 – 200 0C ngay c¶ khi ë nhiÖt ®é thêng ta vÉn thu ®îc vµng(I).
* Vµng(I) Clorua (AuCl)
§îc ®iÒu chÕ b»ng c¸ch nung nãng AuCl3 ë 180 0C trong luång
khÝ CO2
AuCl3 AuCl + Cl2(cid:0)
2AuCl 2Au + Cl2(cid:0)
AuCl khi thñy ph©n cho ta AuCl3 vµ Au:
3AuCl = AuCl3 + 2Au.
AuCl tan trong HCl ®Æc hoÆc trong dung dÞch muèi Clorua
kiÒm ®Ó t¹o ra ion phøc [AuCl2]--. Nhng ion nµy kh«ng bÒn do cã sù
ph©n hãa nhanh ®Ó t¹o thµnh ion phøc cña vµng(III) vµ ®ång thêi gi¶i
phãng mét phÇn Au ra khái phøc.
3AuCl + Cl-- = [AuCl4]-- + 2Au(cid:0)
* Vµng (I) xianua (AuCN)
§îc ®iÒu chÕ b»ng c¸ch ®un nãng Na[Au(CN)2] víi HCl ë kho¶ng
500C theo ph¬ng tr×nh ph¶n øng:
SVTH: NguyÔn Kh©m Kh«i
Chuyªn ngµnh ho¸ ph©n tÝch
AuCN + HCN + NaCl Na[Au(CN)2] + HCl (cid:0)
29
Kho¸ luËn tèt nghiÖp
AuCN thu ®îc díi d¹ng tinh thÓ mµu vµng, kh«ng tan trong níc
nhng tan trong c¸c dung dÞch xianua kiÒm t¹o ra phøc chÊt vµng I
theo ph¬ng tr×nh ph¶n øng:
AuCN + KCN = K[Au(CN)2]
Nh vËy: Hîp chÊt halozenua cña vµng(I) kÐm æn ®Þnh, kh«ng
t¹o ra phøc vµng(I). Do ®ã ®èi víi Au(I) chØ bÒn v÷ng víi xianua vµ cã
thÓ t¹o ra phøc bÒn cña vµng(I) víi phèi tö lµ xianua [Au(CN)2]-
I.2.1.3. Hãa häc c¸c hîp chÊt vµng (III)
Ngêi ta biÕt ®îc râ «xit, c¸c halozen vµ xianua cña vµng (III)
®Æc biÖt lµ: Au2O3 , Au(OH)3 ®· xÐt ë môc (2.1.2). XÐt vÒ hãa trÞ
Au(III) cña vµng ta thÊy. Khi cho mét dung dÞch baz¬ vµo dung dÞch
AuCl3 thÊy t¸ch ra mét kÕt tña mµu vµng n©u ®ã lµ do sù t¹o thµnh
vµng (III) hy®r«xit Au(OH)3. §un nãng cÈn thËn dung dÞch tíi 140 0C
th× ta thu ®îc Au2O tiÕp tôc n©ng nhiÖt ®é lªn tíi 160 0C ta thu ®îc Au
+ O2.
Au(OH)3 = Au + O2(cid:0) + H2O
Vµng (III) hy®r«xit (Au(OH)3) cã tÝnh lìng tÝnh, nhng tÝnh chÊt
chñ yÕu cña nã vÉn lµ axit, cã kh¶ n¨ng t¹o ra muèi Aurat nh:
K2[Au2O4].3H2O
C¸c halozen thêng gÆp lµ AuF3, AuCl3, AuBr3, AuI3, trong ®ã:
Vµng(III) Florua : AuF3 lµ chÊt bét cã mµu vµng chanh dÔ bÞ
ph©n hñy trong níc, trong dung dÞch HF cã nång ®é 40% vÒ thÓ tÝch
ë nhiÖt ®é 500 0C th× AuF3 dÔ bÞ ph©n hñy t¹o thµnh vµng kim lo¹i.
Vµng(III) Clorua: AuCl3 ë d¹ng tinh thÓ, AuCl3 cã mµu vµng ®á,
tinh thÓ cã d¹ng h×nh kim, tû träng cña AuCl3 lµ 4,67 g/cm3, nhiÖt ®é
nãng ch¶y lµ 288 0C, ®é hßa tan trong níc lµ 60g/100g níc, AuCl3 khi
hßa tan trong níc t¹o thµnh dung dÞch mµu ®á hung.
§Ó ®iÒu chÕ ®îc AuCl3 khan, ngêi ta cho dßng khÝ Clo t¸c dông
SVTH: NguyÔn Kh©m Kh«i
Chuyªn ngµnh ho¸ ph©n tÝch
víi l¸ vµng (hoÆc bét vµng) ë nhiÖt ®é kho¶ng 210 0C. Khi ®ã AuCl3 sÏ
30
Kho¸ luËn tèt nghiÖp
th¨ng hoa theo dßng khÝ Cl2 råi kÕt l¾ng díi d¹ng mµu ®á, do sù t¹o
nªn axit phøc H2[AuOCl3]
AuCl3 + H2O (cid:0) H2[AuOCl3]
Axit phøc nµy t¸c dông trùc tiÕp víi HCl th× dung dÞch chuyÓn
tõ ®á sang mµu vµng chanh do sù t¹o thµnh axit tetra Cloroauric
H[AuCl4]
H2[AuOCl3] + HCl (cid:0) H[AuCl4] + H2O
®á vµng chanh
H[AuCl4] kÕt tinh díi d¹ng nh÷ng kim dµi mµu vµng nh¹t, ch¶y r÷a
trong kh«ng khÝ Èm ngËm 4 ph©n tö níc cã c«ng thøc lµ:
H[AuCl4].4H2O nã tan ®îc trong rîu, ete vµ kÕt tinh khan tõ dung dÞch
rîu.
H2[AuOCl3] cã kh¶ n¨ng t¹o ®îc muèi b¹c Au2[AuOCl3] mµu vµng
khã tan.
H2[AuOCl3] + 2Ag+ (cid:0) Ag2[AuOCl3] + 2H+
Quan träng nhÊt trong tÊt c¶ c¸c hîp chÊt cña vµng lµ
H[AuCl4].4H2O thêng gÆp trªn thÞ trêng c¸c hãa chÊt, nã ®îc ®îc
®iÒu chÕ b»ng c¸ch hßa tan Au trong dung dÞch cêng thñy (3HCl :
1HNO3) råi ®em lµm bay h¬i dung dÞch cã d HCl.
Axit H[AuCl4] lµ mét axit m¹nh, lµm kÕt tinh ®îc nhiÒu muèi tetra
Cloroaurat. M*[AuCl4] trong ®ã quan träng nhÊt lµ muèi natri
Na[AuCl4].2H2O
* Vµng(III) Br«mua AuBr3
ë d¹ng bét AuBr3 cã mµu n©u sÉm hßa tan tèt trong níc vµ trong
dung dÞch cån.
Khi nhiÖt ®é lín h¬n 265 0C th× AuBr3 bèc h¬i rÊt m¹nh, u ®iÓm
nµy ®· ®îc øng dông ®Ó tiÕn hµnh vµ ®iÒu chØnh khèng chÕ qu¸
tr×nh nhiÖt Clo hãa cho quÆng vµng ®Ó thu håi vµng.
SVTH: NguyÔn Kh©m Kh«i
Chuyªn ngµnh ho¸ ph©n tÝch
* Vµng(III) Iodua AuI3
31
Kho¸ luËn tèt nghiÖp
AuI3 lµ chÊt bét cã mµu vµng ®Ëm, ®«i khi cã mµu ®en, kh«ng
tan trong níc, bÞ ph©n hñy ë nhiÖt ®é thêng t¹o thµnh AuI.
AuI3 ®îc ®iÒu chÕ theo ph¶n øng sau:
SVTH: NguyÔn Kh©m Kh«i
Chuyªn ngµnh ho¸ ph©n tÝch
3KI + AuCl3 = AuI3 + 3 KCl
32
Kho¸ luËn tèt nghiÖp
PhÇn II: THùC NGHIÖM
II.1. Mét sè qui tr×nh ®iÒu chÕ kim lo¹i quý (Au, Ag)
II.1.1. Qui tr×nh nhiÖt luyÖn
Nguyªn t¾c: Sö dông c¸c chÊt «xi hãa vµ khö thÝch hîp ®Ó gi¶i
phãng kim lo¹i quý ra khái hîp chÊt khi tiÕn hµnh ë nhiÖt ®é cao.
Tõ c¸c hîpc chÊt cña Au, Ag ta hßa tan mÉu b»ng HNO 3 ®Æc
nãng ta sÏ thu ®îc vµng kh«ng tan l¾ng xuèng ®¸y b×nh.
Cßn b¹c hßa tan, chuyÓn thµnh c¸c muèi AgCl, Ag2S lµ nh÷ng
muèi kÕt tña kh«ng tan, t¸ch chóng ra khái dung dÞch muèi. C¸c muèi
b¹c kh«ng tan nµy cã thÓ sö dông ph¬ng ph¸p nhiÖt luyÖn ®Ó thu ®îc
Ag. B»ng c¸ch ta trén mét lîng t¬ng ®¬ng Na2CO3 víi AgCl ®em nung
ch¶y trùc tiÕp trªn nåi ®Êt chÞu nhiÖt sÏ thu ®îc b¹c nguyªn chÊt.
4AgCl + 2Na2CO3 (cid:0) 4Ag (cid:0) + O2(cid:0) + 2CO2(cid:0) + 4Na
HoÆc cã thÓ trén AgCl(hoÆc Ag2S) víi muèi diªm tiªu KNO3
(hoÆc NaNO3) víi mét lîng t¬ng ®¬ng nhau, nung ch¶y trªn nåi ®Êt
chÞu nhiÖt:
2KNO3 + 2Ag2S (cid:0) N2O + K2O + 2SO2 + 4Ag(cid:0)
Ph¬ng ph¸p nµy ®îc sö dông ®Ó thu håi Ag tõ qu¸ tr×nh ph©n
tÝch Ag hîp kim, tõ qu¸ tr×nh ph©n tÝch vµng, tõ níc th¶i phßng thÝ
nghiÖm vµ tõ qu¸ tr×nh xö lý níc röa phim ¶nh b»ng axit Clohy®ric
(HCl)
II.1.2. Qui tr×nh thñy luyÖn
Nguyªn t¾c: Ph¬ng ph¸p nµy sö dông mét chÊt khö thÝch hîp
®Ó gi¶i phãng kim lo¹i quý ra khái hîp chÊt cña chóng ®· ®îc hßa tan
trong níc.
C¸c chÊt khö phæ biÕn ®îc dïng trong ph©n tÝch lµ: §ång ®á(Cu),
SVTH: NguyÔn Kh©m Kh«i
Chuyªn ngµnh ho¸ ph©n tÝch
s¾t non(Fe), KÏm(Zn), s¾t sunfat(FeSO4), Sunfit Natri (Na2CO3)
33
Kho¸ luËn tèt nghiÖp
VÝ dô: §Ó t¸ch Au tõ dung dÞch muèi AuCl3 ta cã thÓ dïng chÊt
khö lµ FeSO4
SVTH: NguyÔn Kh©m Kh«i
Chuyªn ngµnh ho¸ ph©n tÝch
AuCl3 + FeSO4 = Fe2(SO4)3 + FeCl + Au(cid:0)
34
Kho¸ luËn tèt nghiÖp
II.1.3. Qui tr×nh ®iÖn ph©n
Nguyªn t¾c: Dïng dßng ®iÖn mét chiÒu ®Ó gi¶i phãng kim
lo¹i quý ra khái hîp chÊt cña chóng ®· ®îc hßa tan thµnh dung dÞch.
Ph¬ng ph¸p nµy cã thÓ ®¹t ®Õn hiÖu suÊt 99,99%
II.1.4. Ph¬ng ph¸p thæi ch×
Nguyªn t¾c: Dùa vµo nhiÖt ®é nãng ch¶y vµ nhiÖt ®é s«i
cña Pb lµ 11700C hßa tan ®îc Au vµ Ag trong hîp kim, sau ®ã ch× khö
Au, Ag vÒ d¹ng kim lo¹i. Au, Ag kh«ng bay h¬i nªn ta thu ®îc vµng, b¹c
hiÖu suÊt rÊt cao cã thÓ ®¹t ®Õn 99,9%
Ph¬ng ph¸p nµy th× Pb cã thÓ bay h¬i nªn rÊt ®éc, cã thÓ g©y
nhiÔm ®éc Pb cho ngêi tiÕn hµnh thÝ nghiÖm vµ m«i trêng.
TiÕn hµnh:
Hîp kim ®îc sÊy kh«.
Pb c¾t nhá cho vµo lß nung ch¶y ®Õn s«i ta cho hîp kim chøa
vµng, b¹c vµo.
PhÇn vµng(nhiÖt nãng ch¶y:1063 0C) vµ b¹c(nhiÖt nãng
ch¶y:960 0C) tan trong Pb s«i(1170 0C) cßn c¸c kim lo¹i kh¸c, c¸c t¹p
chÊt kh«ng tan trong Pb bÞ «xi hãa t¹o thµnh c¸c «xit d¹t ra ngoµi
thµnh mét phÇn l¾ng xuèng ®¸y. Ta dïng phanh in«c g¾p ra.
Vµng, b¹c tan trong Pb bÞ ch× khö vÒ ®Õn kim lo¹i nguyªn chÊt
kh«ng bay h¬i nªn ta thu ®îc hîp kim Au-Ag
II.1.5. Ph¬ng ph¸p quang phæ hÊp thô nguyÓn tö vµng – b¹c
Nguyªn t¾c: Dùa vµo sù kh¸c biÖt cña c¸c nguyªn tè, mçi nguyªn
tè hÊp thô mét tia s¸ng ®¬n s¾c cã bíc sãng (cid:0) x¸c ®Þnh. øng ®óng víi
v¹ch phæ ph¸t ra. B»ng m¸y quang phæ ngêi ta thu nhËn toµn bé chïm
s¸ng ph©n ly vµ chän v¹ch phæ cña nguyªn tè cÇn ph©n tÝch ®Ó ®o
cêng ®é. Vµ cêng ®é cña nã phô thuéc vµo nång ®é chÊt cÇn ph©n
SVTH: NguyÔn Kh©m Kh«i
Chuyªn ngµnh ho¸ ph©n tÝch
tÝch. Sau ®ã sö dông biÓu thøc.
35
Kho¸ luËn tèt nghiÖp
A(cid:0) = a.Cb
§Ó x¸c ®Þnh hµm lîng nguyªn tè ®ã trong mÉu ph©n tÝch.
Ph¬ng ph¸p nµy rÊt phøc t¹p, ®ßi hái mäi ®iÒu kiÖn vµ sö dông
c¸c ph¬ng ph¸p hîp lý, chÝnh x¸c, lo¹i bá ®îc c¸c ®iÒu kiÖn c¶n trë,
kh«ng t¸ch ®îc ë d¹ng tù do(trong hîp kim).
Ph¬ng ph¸p nµy thùc hiÖn rÊt nhanh chãng, ®é t×m thÊy rÊt
cao cã thÓ t×m thÊy ë d¹ng vÕt cì 10-6(g), tiªu tèn Ýt mÉu.
Trong giíi h¹n ®Ò tµi nµy, v× ®iÒu kiÖn thêi gian vµ ®èi tîng
nghiªn cøu lµ ch©n ®iÖn tö nªn chóng t«i chØ sö dông ph¬ng ph¸p
thñy luyÖn ®Ó thu håi vµng, b¹c trong phßng thÝ nghiÖm.
II.2. Mét sè ph¬ng ph¸p t¸ch vµng – b¹c tõ muèi vµ hîp kim cña chóng
II.2.1. §i tõ c¸c hîp kim cã chøa Cu
AgNO3 + NH4OH = [Ag(NH3)2]NO3 + 2H2O 2[Ag(NH3)2]NO3 + (NH4)2SO3 + 3H2O = 2Ag(cid:0) + (NH4)2SO4 + NH4NO3 +
NH4OH
Hßa tan hîp kim trong HNO3 lo·ng ®un s«i, lµm bay h¬i dung
dÞch ®Õn kh« råi lµm nãng ch¶y khèi r¾n cßn l¹i. Sau khi ®Ó nguéi
®em hßa tan khèi ®· nãng ch¶y trong mét lîng d NH4OH(1-2%) ®Ó
yªn dung dÞch trong vßng 2 ngµy, ®em läc dung dÞch chøa Ag+ vµ
Cu2+ qua giÊy läc råi pha lo·ng dung dÞch(lîng Ag kh«ng qu¸ 2%) sau
®ã khö dung dÞch thu ®îc b»ng (NH4)2SO3 ®îc ®iÒu chÕ b»ng c¸ch
cho SO2 ®i qua NH3 trong m«i trêng kiÒm yÕu vµ ®Ó nguéi
SO2 + NH3 + H2O (cid:0) (NH4)2SO3
§Ó x¸c ®Þnh lîng (NH4)2SO3 cÇn thiÕt ngêi ta lÊy mét thÓ tÝch
x¸c ®Þnh (NH4)2SO3 ®un s«i råi lÊy mét lîng dung dÞch Ag, Cu x¸c
®Þnh ®ñ ®Ó lµm mÊt mµu dung dÞch (NH4)2SO3 ®· tÝnh tríc råi ®Ó
yªn hçn hîp trong 48h trong mét b×nh thñy tinh nót chÆt, khi ®ã
SVTH: NguyÔn Kh©m Kh«i
Chuyªn ngµnh ho¸ ph©n tÝch
kho¶ng 1/3 lîng Ag sÏ tho¸t ra d¹ng tinh thÓ mµu h¬i x¸m ãng ¸nh, gam
36
Kho¸ luËn tèt nghiÖp
kÕt tña, råi kÕt tña lîng Ag cßn l¹i(trong dung dÞch) b»ng c¸ch ®un
nãng dung dÞch ®Õn kho¶ng 60 – 70 0C. Sau ®ã röa b»ng níc
NH4OH 2% råi ®un nãng lîng Ag(cid:0) víi NH4OH trong vµi ngµy råi röa cÈn
thËn b»ng dung dÞch níc
II.2.2. T¸ch Ag, Au tõ hîp kim chøa Au, Ag, Cu, Sn, Pb, Zn…
* Hßa tan hîp kim b»ng HNO3 lo·ng 13-16%, pha lo·ng dung
dÞch víi níc cÊt, khi ®ã sÏ cã kÕt tña Au, SnO2 l¾ng xuèng ®¸y, läc
t¸ch kÕt tña vµ dung dÞch.
Cho HCL vµo kÕt tña ®ã, th× SnO sÏ tan cßn Ag kh«ng tan, läc
t¸ch kÕt qña ta thu ®îc Au.
SnO + 2HCl (cid:0) SnCl2 + H2O
Dung dÞch cßn l¹i sau khi läc cho vµo mét cèc lín sau ®ã cho
dung dÞch HCl vµo(khèi lîng riªng 1,12) lÊy d (kh«ng dïng NaCl v×
ngoµi kÕt tña AgCl cßn cã thÓ cã c¶ PbCl2, BiOCl2, SbOCl). §un nãng
kÕt tña khi ®ã kim lo¹i sÏ tan trong níc cêng thñy míi t¹o thµnh.
Läc AgCl võa kÕt tña, ®un s«i l¹i víi HCl 10%(KLPT) sau ®ã g¹n
röa b»ng níc nãng ®Õn hÕt ph¶n øng axit vµ ®Õn khi trong níc röa
kh«ng cßn ph¶n øng ®èi víi K4[Fe(CN)6](kh«ng cho kÕt tña n©u ®á)
sau ®ã khö AgCl võa thu ®îc theo ph¬ng ph¸p sau ®©y:
* Muèn ®iÒu chÕ ®îc Ag thËt tinh khiÕt ®Ó x¸c ®Þnh träng lîng
nguyªn tö ngêi ta ®i tõ Ag ®· ®îc tinh luyÖn, lµm giµu chuyÓn thµnh
muèi AgNO3, thùc hiÖn kho¶ng 5 lÇn råi khö b»ng dung dÞch
HCOONH4 cho ®Õn Ag kim lo¹i röa cÈn thËn, sÊy kh« råi nung nãng
ch¶y trong thuyÒn b»ng CaO. Trong qu¸ tr×nh ®iÖn ph©n tiÕp sau ®ã
ngêi ta lÊy nh÷ng giät Ag lín võa ®iÒu chÕ ®îc lµm cùc (+) vµ tiÕn
hµnh ®iÖn ph©n víi ®iÖn thÕ 1,34V. Nung ch¶y kÕt tña ë cùc ©m
trong dßng khÝ H2 trªn nh÷ng thuyÒn lµm b»ng CaO röa Ag thu ®îc
b»ng HNO3 lo·ng, sau ®ã röa b»ng níc vµ sÊy trong ch©n kh«ng vµ ë
kho¶ng 400 0C ta sÏ thu ®îc Ag tinh khiÕt.
SVTH: NguyÔn Kh©m Kh«i
Chuyªn ngµnh ho¸ ph©n tÝch
II.2.3. §i tõ c¸c b¹c halozenua (AgX: X = Cl, Br, I)
37
Kho¸ luËn tèt nghiÖp
§Ó t¸i sinh ®îc b¹c tõ AgCl, AgBr, AgI ngêi ta chÕ hãa chóng víi
HNO3 13 – 16% trong vßng 1 ngµy ®ªm sua ®ã röa chóng b»ng níc
cÊt, trén lÉn kÕt tña víi níc, axit hãa huyÒn phï b»ng H2SO4 lo·ng cho
®Õn khi cã ph¶n øng axit yÕu trªn giÊy congo råi thªm kÏm h¹t vµo víi
lîng
235g / 1kg AgCl
175g / 1kg AgBr
140g / 1kg AgI
§un nãng vµ khuÊy ®Òu lóc ®ã bét Ag sÏ l¾ng xuèng ®¸y cßn
mét phÇn kÏm tan ®i, läc kÕt tña vµ röa cÈn thËn b»ng níc nãng, ®em
kÕt tña sÊy ë kho¶ng 80 – 100 0C ta thu ®îc Ag tinh khiÕt. Zn + 2AgCl (cid:0) ZnCl2 + 2Ag(cid:0)
AgCl ®îc kÕt tña tõ dung dÞch muèi Ag cã thÓ lÉn c¸c t¹p chÊt,
ta cho HCl (1:1) hoÆc H2SO4 (1:3) ®Õn ngËp kÕt tña vµ ®un nãng
sau ®ã röa kü b»ng níc nãng ®em trén kÕt tña víi lîng t¬ng ®¬ng
x«®a khan (Na2Co3) nung hçn hîp trong chÐn sø chÞu nhiÖt ë nhiÖt
®é cao ta thu ®îc Ag tinh khiÕt(Ph¬ng ph¸p nhiÖt luyÖn)
II.2.4. §i tõ muèi B¹c Nitrat (AgNO3)
Muèn ®iÒu chÕ kim lo¹i tinh khiÕt ngêi ta ®iÖn ph©n dung dÞch
AgNO3 ë 25 0C. AgNO3 nµy ®· ®îc kÕt tña l¹i 3 lÇn, khi tiÕn hµnh
®iÖn ph©n ngêi ta dïng c¸c ®iÖn cùc than ®· ®îc ®¸nh s¹ch vµ ®Æt
c¸ch nhau 2cm. Trong nh÷ng bao lµm b»ng v¶i th«, ®iÖn thÕ trªn c¸c
cùc ®iÖn ph©n lµ 3V, mËt ®é dßng ®iÖn lµ 0,006 A/cm2, lÊy kÕt tña
Ag ra khái cùc ©m vµ nung nãng trong b¸t sø.
II.2.5. §i tõ hîp chÊt xianua (AgCN)
AgCN lµ mét chÊt bét mµu tr¾ng, khèi lîng riªng d = 3,69(g)/cm3,
tan trong NH4OH, Na2S2O3 vµ K4[Fe(CN)6], hÇu nh kh«ng tan trong n-
SVTH: NguyÔn Kh©m Kh«i
Chuyªn ngµnh ho¸ ph©n tÝch
íc, tÝch sè tan TAgCN = 2,2.10-12 (g/cm3) ë 25 0C hãa n©u ngoµi ¸nh
38
Kho¸ luËn tèt nghiÖp
s¸ng, nãng ch¶y ë 235 0C, khi hãa r¾n t¹o ra khèi mµu x¸m, ®em nung
ta thu ®îc Ag tinh khiÕt tan trong H2SO4 lo·ng tû lÖ 2:1
AgCN + H2SO4 = Ag2SO4 + 2HCN
§Ó ®iÒu chÕ AgCN lµm thuèc thö ngêi ta thªm dung dÞch KCN
vµo dung dÞch AgNO3(kh«ng d KCN). Trong KCN ®em dïng cã thÓ
chøa KCNO, K2CO3 khi tinh chÕ ta vÉn thu ®îc khi ta chÕ hãa
AgCNO, Ag2CO3 víi HNO3 lo·ng.
Chó ý: Trong KCN kh«ng ®îc chøa ion Cl-, [Fe(CN)6]4- v× sau khi
sÊy c¸c ion nµy vÉn tån t¹i trong c¸c thµnh phÇn ¶nh hëng ®Õn hiÖu
qu¶ cña phÐp ph©n tÝch.
0C, nÕu ë nhiÖt ®é cao h¬n th× nã sÏ hãa n©u.
§em AgCN thu ®îc sÊy kh« trong tñ sÊy ë nhiÖt ®é kho¶ng 126
II.2.6. T¸ch Ag tõ níc th¶i c«ng nghÖ phim ¶nh
Trong thµnh phÇn cña níc th¶i röa ¶nh cã chøa Ag tån t¹i díi d¹ng
phøc chÊt Na2[Ag(S2O3)3] tan. Trong thùc tÕ cã mét sè ph¬ng ph¸p
t¸ch Ag tõ lo¹i nµy, nhng nh÷ng ph¬ng ph¸p thêng dïng ®Òu kÕt tña
ion Ag díi d¹ng Ag2S sau ®ã chuyÓn Ag2S thµnh muèi tan AgNO3 tõ
muèi tan nµy, ngêi ta l¹i kÕt tña Ag+ díi d¹ng AgCl råi thu Ag theo c¸c
ph¬ng ph¸p t¸ch Ag tõ muèi halozen ®· nãi ë phÇn trªn.
Dïng dung dÞch Na2S hoÆc (NH4)2S b·o hßa, cho tõ tõ vµo níc
th¶i ®Ó kÕt tña b¹c díi d¹ng Ag2S(mµu ®en), cho ®Õn khi thÊy kh«ng
cßn xuÊt hiÖn thªm kÕt tña lóc ®ã ®em toµn bé lîng Ag trong dung
dÞch ®îc kÕt tña thµnh Ag2S:
2Na3[Ag(S2O3)2] + Na2S (cid:0) Ag2S (cid:0) + 4Na2S2O3
§Ó yªn mét thêi gian ®Ó l¾ng toµn bé Ag2S, g¹n bá lîng níc trong
bªn trªn röa s¹ch kÕt tña nhiÒu lÇn b»ng níc nãng läc kÕt tña vµ xö lý
SVTH: NguyÔn Kh©m Kh«i
Chuyªn ngµnh ho¸ ph©n tÝch
b»ng mét trong c¸c c¸ch sau:
39
Kho¸ luËn tèt nghiÖp
Trén kÕt tña kh« víi lîng t¬ng ®¬ng KNO3 nung trong chÐn sø
chÞu nhiÖt ë nhiÖt ®é cao.
2Ag2S + 2KNO3 = 4Ag + N2O + 2SO2 + K2O
Dïng HNO3 ®Ó hßa tan Ag2S
3Ag2S + 8HNO3 = 6AgNO3 + 2NO + 3S + H2O
Sau ®ã kÕt tña Ag+ tõ dung dÞch AgNO3 thµnh AgCl vµ t¸ch Ag
tõ kÕt tña AgCl theo môc 4.3
Dïng dung dÞch HCl ®Æc (37%) nhá tõ tõ vµo níc th¶i ®Õn khi
thÊy kh«ng cßn sñi bät khi ®ã ph¶n øng x¶y ra.
Na3[Ag(S2O3)2] + 4HCl = AgCl(cid:0) + 2S(cid:0) + 2SO2(cid:0) + 2H2O + 3NaCl
KÕt tña l¾ng xuèng ®¸y cã mµu tr¾ng ®ôc gåm cã AgCl vµ S ®-
îc röa nhiÒu lÇn, sÊy kh« råi nung hçn hîp ë nhiÖt ®é cao cho ch¸y
hÕt lu huúnh, thùc hiÖn t¸ch Ag tõ AgCl b»ng c¸c c¸ch ®· nªu ë môc
4.3
II.2.7. Tinh chÕ vµng
Cho HCl ®Ëm ®Æc vµo b×nh ®ùng nh÷ng m¶nh vµng ®·
nghiÒn nhá ®un nãng trªn bÕp c¸ch c¸t vµ cho thªm tõng giät HNO 3
®Æc. Sau khi hßa tan hÕt vµng ®un nãng cÈn thËn ®Õn khi mÇu
dung dÞch lÊy ra thö sÏ ®«ng cøng l¹i khi ®Ó nguéi, thªm nhiÒu níc
vµo chÊt láng mµu n©u ®á, läc kÕt tña AgCl ®un nãng dung dÞch víi
FeCl2(hoÆc FeSO4) d ®Ó kÕt tña vµng, röa g¹n bét Au ®· l¾ng xuèng
vµ ®un s«i vµi lÇn víi HCl lo·ng råi g¹n ®Õn khi dung dÞch cã mµu
vµng(mµu lµ do Fe3+) läc kÕt tña vµ nÊu l¹i víi bor¨c khan, ®em c©n
thÊy khèi lîng kh«ng ®æi.
Au + 3HCl + HNO3 = AuCl3 + NO + 2H2O
HAuCl4 + 3FeCl2 = Au + 3FeCl3 + HCl
Muèn thu håi vµng trong b×nh m· ®iÖn ®· dïng, ngêi ta lÊy mét
SVTH: NguyÔn Kh©m Kh«i
Chuyªn ngµnh ho¸ ph©n tÝch
èng nghiÖm(cèc tïy theo thÓ tÝch dung dÞch ®em ph©n tÝch) b»ng
40
Kho¸ luËn tèt nghiÖp
sø hoÆc ®Êt sÐt ®ùng dung dÞch NaCl b·o hßa, nhóng ®Õn 2/3
thanh Cu vµo dung dÞch cã chøa Au, nhóng vµo èng nghiÖm(hoÆc
cèc) mét thanh kÏm, nèi víi nhau b»ng mét d©y ®ång. Khi thanh ®ång
nµy bÞ ¨n mßn hÕt th× thay thanh Cu kh¸c sau ®ã ®Ó yªn trong vßng
3 – 4 tuÇn lÔ vµng sÏ l¾ng xuèng ®¸y läc lÊy kÕt tña vµ tinh chÕ theo
ph¬ng ph¸p trªn.
Muèn thu håi Au trong nhiÕp ¶nh(c«ng nghÖ hiÖn h×nh trªn
phim ¶nh) ngêi ta cho thªm Na2CO3 vµo dung dÞch ®ã vµ trén víi dung
dÞch rîu anilin(4-5g anilin/ag vµng) ®Ó yªn hçn hîp trong 8 giê ngoµi
¸nh s¸ng mÆt trêi. Vµng sÏ l¾ng xuèng ®¸y, läc vµ tinh chÕ vµng theo
ph¬ng ph¸p trªn.
Chó ý: Trong c¸c qu¸ tr×nh ph©n tÝch, thu håi, ph©n kim, hßa tan
vµng, b¹c tõ hîp kim cña chóng, chóng ta thêng sö dông c¸c axit m¹nh
nh HNO3(65-68%), H2SO4(98%), HCl(37%), HCN, Hg, Pb…nh÷ng chÊt
nµy rÊt ®éc ®èi víi ngêi tiÕn hµnh thÝ nghiÖm, víi m«i trêng, cã thÓ
g©y ngç ®éc trùc tiÕp nªn ngêi lµm thÝ nghiÖm ph¶i cÈn thËn, ph¶i
thu håi l¹i ®îc khÝ tho¸t ra (NO, NO2, SO2).
Trong ®Ò tµi nµy chóng t«i sö dông ph¬ng ph¸p hßa tan b»ng
axit HNO3(65-68%), HCl(37%) ®Ó h¹n chÕ lîng khÝ tho¸t ra chóng t«i
SVTH: NguyÔn Kh©m Kh«i
Chuyªn ngµnh ho¸ ph©n tÝch
®· l¾p ®Æt hÖ thèng hßa tan theo s¬ ®å sau:
41
Kho¸ luËn tèt nghiÖp
Chó thÝch: 1: Gi¸ ®ì. 2: §Ìn cån. 3: B×nh cÇu cã nh¸nh. 4: PhÓu chiÕt. 5: B×nh tam gi¸c. 6: B×nh tam gi¸c cã chøa dung dÞch NaOH
H×nh 1:
II.3. Ho¸ chÊt vµ dông cô thiÕt bÞ
II.3.1. Hãa chÊt
- Dung dÞch HCl 35 - 37%
- Dung dÞch HNO3 63 - 65%
95 - 98% - Dung dÞch H2SO4
- Dung dÞch NH3,, NH4OH,
- Tinh thÓ Na2CO3 khan,
- FeSO4 khan
- Tinh thÓ Na2B4O7, K4[Fe(CN)6]
- KÏm h¹t, d©y Cu t¸ch ra tõ lái d©y ®iÖn
II.3.2. Pha chÕ hãa chÊt
+ Pha chÕ dung dÞch HNO3 tõ 63% thµnh HNO3 15%
C©n 100 gam dung dÞch HNO3 63% råi hßa tan vµo 320 ml níc
cÊt 2 lÇn thu ®îc HNO3 15%.
SVTH: NguyÔn Kh©m Kh«i
Chuyªn ngµnh ho¸ ph©n tÝch
+ Pha chÕ dung dÞch HCl tõ 37% thµnh HCl 20%.
42
Kho¸ luËn tèt nghiÖp
C©n 54,05 g dung dÞch HCl 37% råi hßa tan vµo 270ml níc cÊt hai
lÇn t¹o ra dung dÞch HCl 20%.
+ Pha chÕ dung dÞch cêng thñy.
LÊy 30ml HNO3 63% cho vµo b×nh tam gi¸c sau ®ã thªm tiÕp
90ml HCl 37% ta ®îc dung dÞch hçn hîp axit cã mµu n©u ®á.
+ ChuÈn bÞ mÉu hîp kim.
* §Ó t¸ch ®îc ch©n ®iÖn tö ra khái main m¸y tÝnh mét c¸ch hoµn
toµn ta dïng ngän löa tËp trung hoÆc má hµn cã nhiÖt ®é tõ 150 -
2000C nung trong kho¶ng 1 ®Õn 2 phót ta sÏ lÊy ®îc ch©n ®iÖn tö ra
mét c¸ch dÔ dµng.
* §Ó t¸ch ®îc ch©n ®iÖn tö tõ chip m¸y tÝnh ta dïng ngän löa tËp
trung cã nhiÖt ®é kho¶ng tõ 250 ®Õn 300 0C nung trong kho¶ng thêi
gian 2 phót th× phÇn mói hµn ch©n chip ®ã sÏ bÞ ch¶y ra. Ta dïng
panh kÑp vµ lÊy ch©n ®iÖn tö ra khái chip.
II.3.3. Dông cô vµ thiÕt bÞ
+ Dông cô:
Buret, Pipet, èng ®ong h×nh trô, b×nh cÇu ®¸y b»ng, b×nh tam
gi¸c cã nót nh¸m, cèc thñy tinh, ®ôa thñy tinh, b×nh cÇu cã nh¸nh,
phÓu chiÕt, phÓu läc, giÊy läc ®Þnh tÝnh, ®Þnh lîng, b×nh ®Þnh
møc, chÐn sø cã n¾p, èng thñy tinh.
410
(cid:0) + ThiÕt bÞ: C©n ph©n tÝch ®iÖn tö cã ®é chÝnh x¸c lµ g, tñ sÊy, lß (cid:0)
SVTH: NguyÔn Kh©m Kh«i
Chuyªn ngµnh ho¸ ph©n tÝch
nung(tõ 13000C ®Õn 15000C)
43
Kho¸ luËn tèt nghiÖp
II.4. ®Þnh tÝnh vµng b¹c trong hçn hîp hîp kim
C©n 10 gam hçn hîp hîp kim ch©n ®iÖn tö cho vµo b×nh cÇu cã
nh¸nh (l¾p ®Æt hÖ thèng nh h×nh vÏ). Sau ®ã cho vµo phÓu chiÕt
kho¶ng 40ml HNO3 ®Æc (63 - 65%). Më kho¸ cho HNO3 xuèng tõ tõ,
lËp tøc thÊy trong b×nh cã khÝ mµu n©u bay lªn. TiÕp tôc cho HNO 3
xuèng ®Õn khi thÊy lîng khÝ mµu n©u bay lªn Ýt ta b¾t ®Çu dïng
ngän löa ®Ìn cån ®un nhÑ ( kh«ng ®Ó s«i) ®Õn khi thÊy hçn hîp hîp
kim tan hÕt th× dõng l¹i. Dung dÞch trong b×nh cã mµu xanh vµ mét
Ýt chÊt r¾n mµu tr¾ng s÷a kh«ng tan. §em dung dÞch cho vµo cèc
vµ ®un nãng b»ng ®Ìn cån trong kho¶ng 5 - 10 phót, ®Ó ®uæi bít lîng
HNO3 cßn d trong dung dÞch. Sau ®ã ®Ó nguéi vµ pha lo·ng dung
dÞch ®ã b»ng níc cÊt hai lÇn, råi läc ta thu ®îc dung dÞch mµu xanh
vµ kÕt tña mµu tr¾ng s÷a.
Chó thÝch: 1: Gi¸ ®ì. 2: §Ìn cån. 3: B×nh cÇu cã nh¸nh. 4: PhÓu chiÕt. 5: B×nh tam gi¸c. 6: B×nh tam gi¸c cã chøa dung dÞch NaOH
Läc bá phÇn kÕt tña kh«ng tan ®em dung dÞch mµu xanh chia
lµm hai phÇn:
* PhÇn I: §ªm c« c¹n dung dÞch ®Õn h¬i nh·o ta cho mét
khoanh d©y ®ång (®· ®îc c¹o s¹ch líp OxÝt bªn ngoµi vµ ®îc axit ho¸
SVTH: NguyÔn Kh©m Kh«i
Chuyªn ngµnh ho¸ ph©n tÝch
b»ng H2SO4 ®Æc. §em nhóng ngËp trong dung dÞch ®ã råi thªm 1ml
44
Kho¸ luËn tèt nghiÖp
dung dÞch H2SO4 98%. §Ó yªn dung dÞch trong kho¶ng mét ngµy
®ªm . Sau ®ã ®em d©y ®ång ra thÊy trªn bÒ mÆt cña thanh ®ång cã
mét líp kÕt tña b¸m vµo. Cho vµo cèc ®ùng níc cÊt hai lÇn khuÊy nhÑ
®Ó lîng kÕt tña b¸m trªn d©y ®ång t¸ch ra. Läc vµ r÷a s¹ch kÕt tña
b»ng níc Êm, ®em sÊy kh« råi cho vµo mét cèc nhá thªm kho¶ng 2ml
HNO3 ®Æc (63 - 65%) ®un nhÑ, th× thÊy cã khÝ mµu n©u bay ra
dung dÞch trong cèc kh«ng mµu. Pha lo·ng vµ thªm tõ tõ dung dÞch
HCl 20%, thÊy trong cèc cã kÕt tña tr¾ng t¹o thµnh chøng tá trong
0t
hçn hîp hîp kim cã b¹c.
Ag + 2HNO3 AgNO3 + NO2(cid:0) + H2O (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)
Cu + 2AgNO3 (cid:0) 2Ag + Cu(NO3)2
AgNO3 + HCl (cid:0) AgCl(cid:0) + HNO3
* PhÇn II: Cho tõ tõ dung dÞch NaOH vµo. Ban ®Çu ta thÊy cã
kÕt tña mµu xanh t¹o thµnh rÊt nhiÒu, tiÕp tôc cho NaOH vµo ®Õn d
th× thÊy lîng kÕt tña gi¶m dÇn. TiÕp tôc cho NaOH vµo ®Õn khi thÊy
lîng kÕt tña kh«ng ®æi dõng l¹i, pha lo·ng dung dÞch b»ng níc cÊt hai
lÇn råi läc b»ng giÊy läc. Thu ®îc níc läc gäi lµ läc 1 (L1) vµ kÕt tña
gäi lµ kÕt tña 1 (Kt1).
- §em níc L1 cho tõ Na2S vµo thÊy cã kÕt tña tr¾ng t¹o thµnh
dangj keo l¬ löng vµ mét phÇn kÕt tña ®en l¾ng xuèng ®¸y. TiÕp tôc
cho Na2S vµo ®Õn khi kh«ng cßn thÊy kÕt tña t¹o thµnh thi dõng l¹i.
Sau ®ã cho tõ tõ dung dÞch NaOH vµo thÊy kÕt tña tr¾ng võa t¹o
thµnh l¹i tan cßn kÕt tña ®en kh«ng tan. Chøng tá trong dung dÞch cã
ion Pb2+.
Pb(NO3)2 + Na2S (cid:0) PbS(cid:0) + 2NaNO3
- Läc t¸ch kÕt tña mµu ®en, ®em dung dÞch cßn l¹i cho vµo cèc
thªm tõ tõ dung dÞch NH4Cl vµo th× thÊy cã kÕt tña tr¾ng d¹ng keo
SVTH: NguyÔn Kh©m Kh«i
Chuyªn ngµnh ho¸ ph©n tÝch
t¹o thµnh chøng tá trong dung dÞch cã chøa ion Al3+
45
Kho¸ luËn tèt nghiÖp
Al(NO3) + 3NaOH (cid:0) Al(OH)(cid:0) + 3NaNO3
Al(OH)3 + NaOH (cid:0) NaAlO2 + 2H2O
NaAlO2 + NH4Cl + H2O (cid:0) Al(OH)3(cid:0) + NaCl + NH3
- §em kÕt tña (Kt1) hoµ tan b»ng dung dÞch NH3 d ta thÊy cã
mét lîng kÕt tña kh«ng tan l¾ng xuèng ®¸y. Läc t¸ch ta ®îc kÕt tña 2
(Kt2) vµ dung dÞch níc läc 2 (L2).
§em kÕt tña 2 r÷a s¹ch, sÊy kh« råi cho vµo cèc. Sau ®ã cho
kho¶ng 3ml dung dÞch HNO3 ®Æc (63 - 65%) ®un nhÑ th× thÊy lîng
kÕt tña tan hÕt. Sau ®ã cho thªm 1ml dung dÞch Na 2S vµo l¾c kü,
®Ó yªn quan s¸t thÊy cã kÕt tña mµu n©u h¬i ®en t¹o thµnh. Chøng tá
trong hçn hîp ban ®µu cã chøa thiÕc Sn2+ + 4OH- (cid:0) Sn(OH)4
Sn(OH)4 + 4H+ (cid:0) Sn4+ + 4H2O
Sn4+ + 2S2- (cid:0) SnS2(cid:0)
- Dung dÞch L2 c« c¹n trong kho¶ng 10 phót (®Ó ®uæi bít níc)
råi cho thªm kho¶ng 2 - 3ml dung dÞch CH3COOH vµo l¾c ®Òu. Sau
®ã thªm 1ml dung dÞch K4[Fe(CN)6] ta thÊy cã kÕt tña mµu ®á g¹ch
t¹o thµnh rÊt nhiÒu. Chøng tá trong hçn hîp hîp kim cã ch÷a hµm lîng
®ång rÊt lín.
2Cu2+ + K4[Fe(CN)6] (cid:0) Cu2[Fe(CN)6](cid:0) + 4K+
* C©n 3,0762 gam hîp kim lµm ch©n chÝp cho vµo b×nh cÇu cã
nh¸nh (l¾p hÖ thèng nh h×nh 1). Më kho¸ cho tõ tõ dung dÞch HNO3
®Æc (63 - 65%) vµo thÊy cã khÝ mµu n©u bay ra vµ dung dÞch cã
mµu xanh lam; chøng tá trong hîp kim cã ®ång. §un nãng dung dÞch
trong kho¶ng 5 phót ®Õn khi kh«ng cßn thÊy khÝ mµu n©u bay ra n÷a
th× dõng l¹i. §em ra vµ ®Ó nguéi råi pha lo·ng b»ng níc cÊt hai lÇn.
Sau ®ã tiÕn hµnh läc t¸ch riªng phÇn dung dÞch vµ phÇn hîp kim
SVTH: NguyÔn Kh©m Kh«i
Chuyªn ngµnh ho¸ ph©n tÝch
kh«ng tan. Hîp kim kh«ng tan ®îc lÊy ra vµ r÷a s¹ch b»ng níc cÊt.
46
Kho¸ luËn tèt nghiÖp
§em phÇn níc läc ë trªn c« c¹n ®Õn dung dÞch nh·o, sau ®ã cho
d©y ®ång vµo vµ thùc hiÖn nh phÇn trªn ta thÊy trong hçn hîp hîp kim
nµy còng chøa B¹c.
PhÇn hîp kim kh«ng tan ta cho tõ tõ dung dÞch níc c¬ng thuû
vµo th× thÊy cã khi kh«ng mµu bay lªn vµ ho¸ n©u trong kh«ng khÝ.
TiÕp tôc cho dung dÞch níc cêng thuû vµo ®Õn khi hîp kim tan hÕt
(kh«ng cã khÝ tho¸t ra) th× dõng l¹i. §em ®un nãng dung dÞch ®Ó
®uæi bít HNO3 d. Sau ®ã pha lo·ng dung dÞch b»ng níc cÊt hai lÇn
råi thªm vµo kho¶ng 1gam FeSO4 vµo l¾c kü cho ®Õn khi FeSO4 tan
hÕt. Quan s¸t ta thÊy cã kÕt tña mµu x¸c cµ phª t¹o thµnh. Läc, t¸ch
riªng phÇn dung dÞch vµ kÕt tña. KÕt tña ®îc r÷a s¹ch b»ng níc cÊt
råi ®em nung ë 10000C ta ®îc mét kim lo¹i mµu vµng. §em kim lo¹i nµy
cho vµo dung dÞch HNO3 ®Æc nãng th× thÊy kh«ng tan nhng l¹i tan
trong dung dÞch cêng thuû cho ta dung dÞch mµu vµng chanh. Chøng
tá trong hçn hîp hîp kim cã chøa vµng.
* Qua ph¬ng ph¸p ®Þnh tÝnh ta thÊy trong hîp kim lµm ch©n
®iÖn tö cã thµnh phÇn chÝnh bao gåm c¸c nguyªn tè: Cu, Al, Sn, Pb,
Ag. Vµ trong hçn hîp hîp kim lµm ch©n chÝp chñ yÕu chøa: Cu, Ag,
Au, Al, Sn.
Qua ®©y chóng t«i thÊy Cu cã trong hîp kim lµm ch©n ®iÖn tö
vµ ch©n chÝp cã hµm lîng lín. Do Cu lµ nguyªn tè ®îc øng dông réng
r·i trong khoa häc - kû thuËt nªn chóng t«i ®Ò nghÞ cã qui tr×nh thu
håi Cu tõ phÕ liÖu ®iÖn tö nh»m tiÕt kiÖm nguyªn liÖu, b¶o vÖ m«i
trêng vµ cã lîi Ých kinh tÕ.
II.5. ®Þnh lîng Vµng (Au), B¹c (Ag) trong hçn hîp hîp kim
+ Trong qu¸ tr×nh ph©n tÝch ®Þnh tÝnh chóng t«i thÊy
Vµng(Au) chØ cã trong hçn hîp hîp kim lµm ch©n ®iÖn tö t¸ch ra tõ
SVTH: NguyÔn Kh©m Kh«i
Chuyªn ngµnh ho¸ ph©n tÝch
chip m¸y vi tÝnh vµ B¹c(Ag) cã trong ch©n ®iÖn tö cña m¸y Vi tÝnh.
47
Kho¸ luËn tèt nghiÖp
Chóng t«i thÊy hµm lîng Au trong ch©n ®iÖn tö chØ ë d¹ng vÕt nªn
kh«ng thu håi ®îc theo ph¬ng ph¸p khèi lîng.
V× vËy trong qu¸ tr×nh tiÕn hµnh thÝ nghiÖm chóng t«i ®· t¸ch
riªng thµnh hai qu¸ tr×nh lµ t¸ch Ag tõ hîp kim lµm ch©n ®iÖn tö vµ
t¸ch Au, Ag tõ hîp kim lµm ch©n chÝp cña m¸y Vi tÝnh
II.5.1. T¸ch b¹c tõ hîp kim lµm chÊt ®iÖn tö
1. Nguyªn t¾c chung.
§Ó tiÕn hµnh ®Þnh lîng b¹c cã trong hçn hîp hîp kim th× ta hßa
tan hîp kim hoµn toµn b»ng HNO3 ®Æc tõ 63 - 65%, ®un nãng ta ®îc
dung dÞch. Sau ®ã ta tiÕn hµnh kÕt tña ion Ag+ cã trong dung dÞch
b»ng mét sè ph¬ng ph¸p kh¸c nhau cïng víi c¸c ®iÒn kiÖn kh¸c nhau.
Do ®iÒu kiÖn phßng thÝ nghiÖm nªn chóng t«i chØ thùc hiÖn
qui tr×nh t¸ch b¹c cã trong dung dÞch b»ng mét sè ph¬ng ph¸p nh sau:
a. Ph¬ng ph¸p kÕt tña ion Ag+ b»ng An®ehit.
- C¬ së lÝ thuyÕt cña ph¬ng ph¸p: do b¹c cã kh¶ n¨ng ph¶n øng
víi An®ehit trong m«i trêng Amoni¨c t¹o kÕt tña b¹c b¸m ë thµnh èng
nghiÖm nªn ta thêng gäi ®©y lµ ph¶n øng tr¸ng g¬ng.
AgCl + NH3 + CH3CHO + O2 (cid:0) CH3COONH4 + NH4Cl + Ag(cid:0)
b. Ph¬ng ph¸p t¸ch b¹c b»ng kÏm.
- B¶n ch©t cña ph¬ng ph¸p nµy lµ ph¬ng ph¸p thñy luyÖn, ta
dïng kÏm hoÆc s¾t non lµ nh÷ng kim lo¹i ho¹t ®éng h¬n Ag, nã ®øng
tríc Ag trong d·y ®iÖn hãa nªn cã kh¶ n¨ng ®Èy Ag ra khái muè cña
nã.
2Ag+ + Zn (cid:0) 2Ag + Zn2+
c. Ph¬ng ph¸p t¸ch Ag b»ng Cu.
- C¬ së lÝ thuyÕt: t¬ng tù c¬ së lÝ thuyÕt cña ph¬ng ph¸p t¸ch
SVTH: NguyÔn Kh©m Kh«i
Chuyªn ngµnh ho¸ ph©n tÝch
Ag b»ng Zn nhng ë ph¬ng ph¸p nµy chóng ta sö dông chÊt khö lµ Cu.
48
Kho¸ luËn tèt nghiÖp
nã yÕu h¬n nhiÒu so víi Zn vµ ë ph¬ng ph¸p nµy chóng ta kh«ng cÇn
kÕt tña Ag+.
d. Ph¬ng ph¸p t¸ch Ag b»ng x«-®a.
- Sau khi kÕt tña Ag+ díi d¹ng AgCl läc röa s¹ch råi trén víi
Na2CO3 ®em nung ë nhiÖt ®é kho¶ng 1000 - 1050 0C ®Ó nguéi ta ®îc
Ag.
Co
1000
Ag+ + Cl- (cid:0) AgCl.
1 2
AgCl + Na2CO3 Ag + CO2(cid:0) + NaCl + O2 (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)
2. TiÕn hµnh.
C©n chÝnh x¸c 60g hîp kim cho vµo b×nh cÇu cã nh¸nh, sau ®ã
l¾p vµo hÖ thèng (h×nh 1). Cho HNO3 ®Æc 63% nhá tõ tõ vµo phÓu
chiÕt lËp tøc khÝ mµu n©u bay lªn. TiÕp tôc cho HNO 3 ®Æc tõ 63%
vµo ®Õn khi nµo thÊy lîng khÝ mµu n©u bay lªn Ýt th× dõng l¹i (®ãng
khãa). Ta dïng ®Ìn cån ®un nãng trong kho¶ng 10 ohót, thÊy ch©n
®iÖn tö cha tan hÕt ta tiÕp tôc më khãa ®Ó HNO3 xuèng tõng giät vµ
tiÕp tôc ®un ®Õn khi thÊy khÝ kh«ng cßn tho¸t ra n÷a th× dõng l¹i.
Dung dÞch chuyÓn thµnh mµu xanh. C« c¹n dung dÞch trong b×nh
®uæi hÕt lîng axit d cßn kho¶ng 200ml. Pha lo·ng dung dÞch b»ng
100ml níc cÊt råi läc bá phÇn kÕt tña vµ kh«ng tan ta ®îc dung dÞch
mµu xanh. Cho toµn bé lîng dung dÞch nµy vµo b×nh ®Þnh møc
1000ml råi thªm níc cÊt hai lÇn ®Õn v¹ch ®Þnh møc l¾c ®Òu ta ®îc
dung dÞch A dïng ®Þnh lîng b¹c.
a. T¸ch B¹c b»ng An®ehit.
- LÊy 250 dung dÞch A cho vµo cèc ®un nãng ®Õn khi thÓ tÝch
cßn l¹i 150ml th× dõng l¹i, ®Ó nguéi råi thªm tõ tõ HCl 21% vµo ®Õn
khi kh«ng cßn thÊy kÕt tña t¹o thµnh th× dõng l¹i
SVTH: NguyÔn Kh©m Kh«i
Chuyªn ngµnh ho¸ ph©n tÝch
Ag+ + Cl- (cid:0) AgCl(cid:0)
49
Kho¸ luËn tèt nghiÖp
- Läc kÕt tña vµ röa kü b»ng níc Êm (4-5 lÇn) ®em sÊy kh« sau
®ã cho AgCl vµo cèc, cho NH3 vµo tõ tõ vµ khuÊy ®Òu ®Õn khi thÊy
lîng kÕt tña ®· tan hÕt th× dõng l¹i.
- Cho thªm kho¶ng 10ml dung dÞch CH3-CHO råi ®un nãng
trong thêi gian kho¶ng 8 - 10 phót th× dõng l¹i. §Ó nguéi dung dÞch ta
thÊy phÇn trong cèc cã Ag b¸m vµo sÊy kh« råi ®em c©n ta ®îc
49,8350(g)
- Khèi lîng t¨ng lªn cña cèc chÝnh lµ khèi lîng cña Ag b¸m vµo
thµnh cèc.
AgCl + NH3 + CH4COONH4 + O2(cid:0) CH3COONH4 + NH4Cl + Ag(cid:0)
Hµm lîng Ag thu ®îc b»ng ph¬ng ph¸p nµy lµ 0,0450 g
-¦u ®iÓm: ph¬ng ph¸p nµy thùc hiÖn t¬ng ®èi dÔ dµng, lîng Ag
t¸ch ®îc cã thÓ ®¹t 99,9%
- Nhîc ®iÓm: ph¬ng ph¸p nµy chØ dïng trong qu¸ tr×nh lµm ph¶n
øng tr¸ng g¬ng, khã thu håi ®îc Ag. §Ó thu håi ®îc Ag ta l¹i hßa tan l-
îng Ag b¸m vµo trong thµnh cèc nµy vµ l¹i dung c¸c ph¬ng ph¸p ®· nªu
ë phÇn tæng quan nªn qu¸ tr×nh t¸ch dµi dïng nhiÒu hãa chÊt kh«ng
hiÖu qu¶ kinh tÕ.
b. Ph¬ng ph¸p t¸ch B¹c b»ng kÏm.
- LÊy 250ml dung dÞch A cho vµo cèc, c« c¹n dung dÞch ®Õn
150ml th× dõng l¹i. Thªm tõ tõ dung dÞch HCl 20% vµo thÊy kÕt tña
tr¾ng t¹o thµnh, ta tiÕp tôc cho HCl 20% vµo cho ®Õn khi kh«ng thÊy
kÕt tña t¹o thµnh th× dõng l¹i.
- Cho kÕt tña röa kû b»ng níc Êm 4 - 5 lÇn sÊy kh« råi cho vµo
cèc sau ®ã cho mét Ýt h¹t kÏm vµo níc cÊt hai lÇn vµo ®Õn ngËp lîng
chÊt r¾n nµy, sau ®ã ®un nãng ®Õn khi gÇn s«i (800C) ta cho 5 -
10ml dung dÞch HCl(1:1) ta thÊy bÒ mÆt hat kÏm sòi bät nhanh. TiÕp
SVTH: NguyÔn Kh©m Kh«i
Chuyªn ngµnh ho¸ ph©n tÝch
tôc ®un nãng trªn ngän löa ®Ìn cån vµ khuÊy liªn tôc sau mét thêi gian
50
Kho¸ luËn tèt nghiÖp
ta thÊy lîng kÕt tña tr¾ng tan hÕt vµ cã bét mµu x¸m nh xi m¨ng t¹o
thµnh th× ngõng ®un, khuÊy nhÑ röa s¹ch lîng kÏm cßn d vµ ®a ra
ngoµi. §Ó nguéi dung dÞch råi läc ta thu ®îc kÕt tña mµu x¸m nh xi
m¨ng ®ã lµ Ag:
Ag+ + Cl- (cid:0) AgCl(cid:0)
ot,H
(cid:0) 2AgCl + Zn ZnCl2 + 2Ag(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)
- LÊy chÐn nung vµ n¾p röa s¹ch råi sÊy kh« ®em c©n ta ®îc
51,01(g)
- Sau ®ã ®em giÊy läc vµ bét Ag thu ®îc cho vµo chÐn cµ cho
thªm kho¶ng 1g Na2B4O7 sau ®ã ®em nung ®Õn kho¶ng 9500C, ®Ó
nguéi ®em c©n ®îc 50,0514g lÊy ra ta thu ®îc Ag tinh khiÕt.
- ¦u ®iÓm: ph¬ng ph¸p nµy thùc hiÖn ®¬n gi¶n kh«ng phøc t¹p,
nguyªn liÖu vµ hãa chÊt phæ biÕn, cã hiÖu qu¶ kinh tÕ vµ ta thu ®îc
B¹c nguyªn chÊt d¹ng tinh thÓ.
- Nhîc ®iÓm: hiÖu suÊt ph¶n øng thu håi kÐm h¬n An®ehit.
c. Ph¬ng ph¸p t¸ch B¹c b»ng x«®a.
- LÊy 250ml dung dÞch A cho vµo cèc c« c¹n ®Õn 150ml th×
dõng l¹i, thªm tõ tõ dung dÞch HCl 20% vµ l¾c kû ta thÊy cã kÕt tña
tr¾ng t¹o thµnh tiÕp tôc thªm HCl 20% ®Õn khi thÊy kh«ng cßn kÕt
tña t¹o thµnh th× dõng l¹i (líp Ag+ ®· kÕt tña hÕt).
Ag+ + Cl- (cid:0) AgCl(cid:0)
- Läc kÕt tña, röa kû b»ng níc Êm 4 -5 lÇn råi sÊy kh« ®em cho
vµo chÐn nung, thªm mét lîng Na2CO3 b»ng lîng kÕt tña ®em nung ë
10000C, ®Ó nguéi ®em c©n ta ®îc m = 51,0459(g). Khèi lîng chÐn
t¨ng lªn b»ng khèi lîng B¹c, cho thªm 1 lîng Na2B4O7 vµo ®em nung ta
thu ®îc Ag tinh khiÕt.
- ¦u ®iÓm: ph¬ng ph¸p nµy nhanh, lîng hãa chÊt Ýt, cã hiÖu qu¶
SVTH: NguyÔn Kh©m Kh«i
Chuyªn ngµnh ho¸ ph©n tÝch
kinh tÕ.
51
Kho¸ luËn tèt nghiÖp
- Nhîc ®iÓm: ph¬ng ph¸p nµy dïng ë nhiÖt ®ä cao nªn g©y trë
ng¹i cho qu¸ tr×nh s¶n xuÊt, thêng Ag thu ®îc kh«ng hoµn toµn hiÖu
1000
Co
suÊt thÊp.
1 2
AgCl + NaCO3 Ag + CO2(cid:0) + NaCl(h¬i) + O2 (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)
d. Ph¬ng ph¸p t¸ch B¹c b»ng §ång.
- LÊy 250ml dung dÞch A cßn l¹i ®em c« c¹n ®îc dung dÞch
nh·o. Sau ®ã lÊy mét thanh ®ång c¹o s¹ch líp oxit bªn ngoµi vµ axit
hãa b»ng H2SO4 95 - 98% ®Ó yªn trong kho¶ng mét ngµy ®ªm. Sau
®ã dïng ®òa thñy tinh khuÊy nhÑ ®Ó t¸ch hÕt Ag b¸m trªn thanh
4SO2H
®ång, lÊy thanh ®ång ra rèi läc bá ta thu ®îc Ag
(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) Cu + 2Ag 2Ag + Cu2+
- Röa s¹ch kÕt tña b»ng níc Êm sau ®ã cho vµo chÐn thªm
kho¶ng 1g Na2B4O7 ®em nung ta thu ®îc Ag tinh khiÕt
- ¦u ®iÓm: ph¬ng ph¸p nµy ®¬n gi¶n, lîng hãa chÊt sö dông Ýt,
nguyªn liÖu th«ng dông.
- Nhîc ®iÓm: ph¬ng ph¸p nµy lîng Ag t¸ch ra kh«ng hoµn toµn,
hiÖu suÊt thÊp chØ dïng ph¬ng ph¸p ®Þnh tÝnh kh«ng dïng ®Ó ®Þnh
lîng v× lîng Ag t¸ch ra khi dïng ®òa thñy tinh khuÊy cã mét phÇn Cu
còng t¸ch ra nªn lîng Ag t¸ch ra kh«ng tinh khiÕt mÆt kh¸c Cu nguyªn
tè kh«ng bay h¬i nªn khi nung ta ®îc hçn hîp Ag-Cu.
II.5.2. T¸ch Vµng(Au) tõ lîng chÊt r¾n
- Hßa tan lîng chÊt r¾n trªn b»ng hçn hîp axit HCl vµ HNO 3 víi tØ
lÖ HCl : HNO3 = 1:3 (dung dÞch níc cêng thñy) ®Õn khi thÊy lîng r¾n
nµy tan hÕt, ta thu ®îc dung dÞch mµu vµng n©u. C« c¹n dung dÞch
cho ®Õn khi cßn kho¶ng 50ml th× dõng l¹i. §Ó nguéi dung dÞch råi
SVTH: NguyÔn Kh©m Kh«i
Chuyªn ngµnh ho¸ ph©n tÝch
cho thªm 10ml FeSO4 1M vµo vµ khuÊy ®Òu thÊy cã kÕt tña, cho vµo
52
Kho¸ luËn tèt nghiÖp
chÐn nung, thªm 1Ýt Na2B4O7 vµo vµ ®em nung ë t0 kho¶ng 11000C ta
thu ®îc Au tinh khiÕt
II.5.3. Kh¶ n¨ng t¸ch
Trªn ®©y chóng t«i ®· tiÕn hµnh mét sè thÝ nghiÖm s¬ bé vÒ
kh¶ n¨ng t¸ch Vµng, B¹c tõ hçn hîp hîp kim lµm ch©n ®iÖn tö, b»ng
c¸ch hoµ tan vµ kÕt tña díi d¹ng AgCl vµ HAuCl4, sau ®ã chuyÓn ho¸
kÕt tña AgCl víi kÏm h¹t ®Ó thu håi B¹c. Cßn HAuCl 4 th× dïng FeSO4
Ag
Ag tinh khiÕt
AgCl (cid:0)
O B + Na 7 4 2 Nung ë t0 cao
+ Zn H+, t0
Dung dÞch A
3 ®
Dung dÞch B
Dung dÞch D
HNO t0
Hîp kim (Au, Ag)
Níc cêng
dd FeSO 4
thuû Dung dÞch C
R¾n kh«ng tan
ChÊt r¾n
Au tk
O B + Na 7 4 2 Nung ë t0 cao C¸c thÝ nghiÖm cho thÊy cã thÓ t¸ch Bac, Vµng theo s¬ ®å trªn.
®Ó thu håi vµng cã thÓ m« t¶ b»ng s¬ ®å sau:
Tuy nhiªn v× ®iÒu kiÖn thÝ nghiÖm nªn chóng t«i cha nghiªn cøu ®Çy
®ñ ®iÒu kiÖn t¸ch vµ tinh chÕ s¶n phÈm t¸ch ra ®îc tõ hçn hîp hîp kim
SVTH: NguyÔn Kh©m Kh«i
Chuyªn ngµnh ho¸ ph©n tÝch
lµm ch©n ®iÖn tö.
53
Kho¸ luËn tèt nghiÖp
PhÇn III: KÕt qu¶ vµ th¶o luËn
III.1. kÕt qu¶
III.1.1. KÕt qu¶ thu ®îc khi t¸ch b¹c tõ hîp kim lµm ch©n ®iÖn
tö
1. Ph¬ng ph¸p t¸ch b¹c b»ng An®ehit.
- Khèi lîng b¹c thu ®îc lµ 0,450g.
- Lîng ho¸ chÊt ®· dïng lµ: 5ml dung dÞch CH3CHO
10ml dung dÞch HCl 20%
3ml dung dÞch NH3 25%.
2. Ph¬ng ph¸p t¸ch b¹c b»ng kÏm.
- Khèi lîng b¹c thu ®îc lµ 0,0414 gam.
- Lîng ho¸ chÊt ®· dïng: 10ml dung dÞch HCl 20%
1gam kÏm h¹t
3. Ph¬ng ph¸p t¸ch b¹c b»ng ®ång.
- Khèi lîng b¹c thu ®îc: 0,293 gam.
- Ho¸ chÊt ®· dïng: 5gam d©y ®ång, 1gam Na2B4O7
2ml dung dÞch H2SO4 98%
4. Ph¬ng ph¸p t¸ch b¹c b»ng Na2CO3.
- Khèi lîng b¹c thu ®îc lµ 0,0369gam.
- Ho¸ chÊt ®· dïng: 10ml dung dÞch HCl 20%
2gam Na2CO3, 1 gam Na2B4O7
TT Ph¬ng ph¸p t¸ch Khèi lîng b¹c thu ®îc (gam) Vdd ban
SVTH: NguyÔn Kh©m Kh«i
Chuyªn ngµnh ho¸ ph©n tÝch
®Çu 250ml 250ml 250ml 250ml 1 2 3 4 0,0450 0,0414 0,0293 0,0369 CH3CHO Zn Cu Na2CO3
54
Kho¸ luËn tèt nghiÖp
HiÖu qu¶ kinh tÕ: Sau khi ®· tiÕn hµnh t¸ch B¹c theo 4 qui
tr×nh kh¸c nhau, chóng t«i ®· tiÕn hµnh so s¸nh vÒ khèi lîng B¹c thu
®îc vµ lîng ho¸ chÊt ®· tiªu tèn ë c¸c qui tr×nh víi nhau th× thÊy: Qui
tr×nh t¸ch B¹c b»ng kÏm lµ mét qui tr×nh kh¸ ®¬n gi¶n, dÔ thùc hiÖn
vµ cã lîi vÒ mÆt kinh tÕ (%Ag t¸ch ra ®îc t¬ng ®èi cao).
Nh vËy tæng lîng b¹c thu ®îc ë 4 ph¬ng ph¸p lµ 0,1256gam
chiÕm 0,25% khèi lîng hîp kim. TÝnh to¸n tÊt c¶ lîng ho¸ chÊt ®· tiªu
tèn, chóng t«i thÊy r»ng viÖc t¸ch b¹c tõ ch©n ®iÖn tö lµ cÇn thiÕt cã
ý nghÜa vÒ mÆt kinh tÕ. Sè liÖu ®îc ®a ra ë b¶ng trªn.
III.1.2. KÕt qu¶ thu ®îc khi t¸ch b¹c, vµng tõ hîp kim lµm
ch©n chÝp m¸y vi tÝnh
- Khèi lîng b¹c thu ®îc lµ: 0,0312 gam.
- Khèi lîng vµng thu ®îc lµ: 0,0251 gam.
Lîng ho¸ chÊt ®· dïng lµ: 10 ml HNO3 63%.
8ml HCl 20%
15ml níc cêng thuû
1gam Na2B4O7, 2 gam tinh thÓ
FeSO4
Nh vËy, khèi lîng b¹c thu ®îc chiÕm 0,354% khèi lîng hîp kim
cßn khèi lîng vµng thu ®îc chiÕm 0,285% khèi lîng hîp kim.
HiÖu qu¶ kinh tÕ: Chóng t«i ®· tÝnh to¸n toµn bé lîng ho¸ chÊt
®· dïng vµ so s¸nh víi khèi lîng Vµng, B¹c thu ®îc th× thÊy ph¬ng ph¸p
nµy cã lîi vÒ mÆt kinh tÕ, thiÕt thùc.
III.2. Th¶o luËn
Sau khi nghiªn cøu vµ tiÕn hµnh thùc nghÞªm chóng t«i ®Ò
nghÞ híng thu håi B¹c tõ hîp kim lµm ch©n ®iÖn tö cña m¸y vi tÝnh
Ag tinh khiÕt
AgCl (cid:0)
dïng kÏm lµm chÊt khö; thu håi Vµng tõ hîp kim lµm ch©n chÝp m¸y vi
+ Zn H+, t0 Ag
3 ®
Dung dÞch A SVTH: NguyÔn Kh©m Kh«i
Chuyªn ngµnh ho¸ ph©n tÝch
tÝnh dïng tinh thÓ FeSO4 lµm chÊt khö theo s¬ ®å sau: O B + Na 2 7 4 Nung ë t0 cao
Dung dÞch D
HNO t0
Hîp kim (Au, Ag)
dd FeSO 4
Dung dÞch C
Níc cêng thuû
R¾n kh«ng tan
ChÊt r¾n
Au tk
+ Na O B 7 4 2 Nung ë t0 cao
55 Dung dÞch B
Kho¸ luËn tèt nghiÖp
PhÇn IV: Tæng kÕt
Trong ph¹m vi cña bµi khãa luËn nµy chóng t«i ®· thùc hiÖn ®îc
nh÷ng néi dung sau:
1. §· x¸c ®Þnh ®îc hµm lîng vµng, b¹c cã trong mÉu hîp kim ®îc
t¸ch tõ ch©n ®iÖn tõ vµ ch©n chÝp cña mªn m¸y vi tÝnh:
- B¹c chiÕm 0,25% khèi lîng hîp kim lµm ch©n ®iÖn tö vµ chiÕm
0,354% khèi lîng hîp kim lµm ch©n chÝp.
- Vµng chiÕm 0,285% khèi lîng hîp kim lµm ch©n chÝp.
- §ång chiÕm kho¶ng 20 - 25% khèi lîng c¸c hîp kim.
2. Nghiªn cøu qu¸ tr×nh t¸ch vµ thu håi vµng b¹c tõ ch©n ®iÖn tö
vµ ch©n chÝp cña mªn m¸y vi tÝnh. Thùc nghiÖm cho thÊy dïng chÊt
khö lµ kÏm kim lo¹i (PA) cho hiÖu suÊt thu håi b¹c vµ tèc ®é ph¶n ¸nh
nhanh h¬n so víi c¸c ph¬ng ph¸p kh¸c. MÆt kh¸c tÝnh vÒ hiÖu qu¶
kinh tÕ th× ph¬ng ph¸p t¸ch b¹c b»ng kÏm ®¹t hiÖu qu¶ cao h¬n so víi
SVTH: NguyÔn Kh©m Kh«i
Chuyªn ngµnh ho¸ ph©n tÝch
ph¬ng ph¸p kh¸c.
56
Kho¸ luËn tèt nghiÖp
tµi liÖu tham kh¶o
1. NguyÔn Tinh Dung. Ho¸ häc ph©n tÝch ®Þnh lîng. NXB GD, Hµ
Néi-1981.
2. TrÇn Tö HiÕu, L©m Ngäc Thô. Ph©n tÝch ®Þnh tÝnh. NXB §H vµ
THCN, Hµ Néi - 1990.
3. NguyÔn Kh¬ng. 30 ph¬ng ph¸p ph©n kim Vµng, B¹c, B¹ch kim. NXB
Tp HCM - 1992.
4. Hoµng Nh©m. Ho¸ häc v« c¬, tËp III. NXB Gi¸o dôc, Hµ Néi - 2000.
5. NguyÔn Tinh Dung. Ho¸ häc ph©n tÝch ®Þnh tÝnh. NXB Gi¸o dôc,
Hµ Néi - 1981.
6. NguyÔn Kh¾c NghÜa. ThÝ nghiÖm ph©n tÝch ®Þnh lîng. §HSP
Vinh - 1996.
7. TrÇn Ngäc Du. Vµng vµ c«ng nghÖ chÕ biÕn, trÝch li quÆng
Vµng. NXB KH&KT, Hµ Néi - 1999.
8. Iu,V. Kariatkin, I.I.Angelop. Ho¸ chÊt tinh khiÕt. NXB KH&KT, Hµ
SVTH: NguyÔn Kh©m Kh«i
Chuyªn ngµnh ho¸ ph©n tÝch
Néi - 1990.
57