T¹p chÝ Hãa häc, T. 44 (1), Tr. 40 - 43, 2006<br />
<br />
<br />
Nghiªn cøu ®éng häc qu¸ tr×nh xóc t¸c oxi hãa<br />
Lumomagnezon (Lm) trong hÖ: H2O-Mn2+-Lm-HCO-3-H2O2<br />
§Õn Tßa so¹n 18-1-2005<br />
Vò ThÞ Kim Loan1, Ng« Kim §Þnh2, NguyÔn V¨n XuyÕn3<br />
1<br />
Tr êng §¹i häc Y H¶i Phßng<br />
2<br />
Tr êng §¹i häc H'ng H¶i ViÖt Nam<br />
3<br />
Tr êng §¹i häc B¸ch Khoa H' Néi<br />
<br />
<br />
summary<br />
This article presents the study result on Kinematics of oxidizing catalysis of lumomagnezon in<br />
the system: H2O-Mn2+-Lm-HCO3-H2O2 (1). The reaction speed of the process happening in the<br />
system depends strongly on the conditions for the reaction to be carried out. The study reasults<br />
has allowed to contruct a Kinematics experimental model of oxidizing catalysis the system.<br />
<br />
<br />
I - §Æt vÊn ®Ò ®é tinh khiÕt PA. Tèc ®é ph¶n øng ® îc x¸c<br />
®Þnh b»ng biÕn thiªn mËt ®é quang D t ¬ng<br />
Trong b i b¸o [1] chóng t«i ® s¬ bé chøng øng víi biÕn thiªn theo thêi gian t t¹i b íc<br />
minh ® îc r»ng phøc chÊt [Mn(HL)]+ cã ho¹t sãng = 495 nm l b íc sãng hÊp thô cùc ®¹i<br />
tÝnh xóc t¸c rÊt thÊp, cßn phøc chÊt [Mn (HL) cña Lm [1].<br />
HCO3-] cã ho¹t tÝnh cao ®èi víi qu¸ tr×nh ph©n Tèc ®é ph¶n øng xóc t¸c oxi hãa c¬ chÊt<br />
hñy H2O2 v oxi hãa Lm. B i b o n y tr×nh b y (WLm) ® îc tÝnh theo c«ng thøc [2, 3]:<br />
nh÷ng kÕt qu¶ nghiªn cøu ®éng häc cña qu¸ D (M-1.l-1.s-1)<br />
WLm = (2)<br />
tr×nh peroxydaza trong hÖ: H2O - Mn2+ - Lm - .d. t<br />
HCO3- - H2O2 (1).<br />
Trong ®ã: D l sù biÕn thiªn mËt ®é quang cña<br />
C¸c kÕt qu¶ nghiªn cøu ¶nh h ëng cña c¸c Lm trong kho¶ng thêi gian t (gi©y); =<br />
yÕu tè nång ®é ®Çu cña Mn2+, HCO3- hoÆc = 2,47.104 (M-1.l.cm-1) l hÖ sè hÊp thô mol ph©n<br />
[ HCO 3 0 ] tö cña Lm; d = 1 cm l ®é d y cña cuvet.<br />
[Mn 2 + ]0<br />
, [H2O2]0, [Lm]0 v pH ®Õn qu¸ tr×nh<br />
Sau khi x¸c ®Þnh ® îc WLm, tiÕn h nh x©y<br />
perocydaza ® cho phÐp thiÕt lËp quy luËt ®éng dùng ®å thÞ - lgWLm phô thuéc v o - lgCio ( C oi l<br />
häc thùc nghiÖm ph¶n øng x¶y ra trong hÖ (1). nång ®é ®Çu cña chÊt ph¶n øng i) ®Ó x¸c ®Þnh bËc<br />
ph¶n øng theo C0i.<br />
II - Thùc nghiÖm v) ph+¬ng ph¸p<br />
tÝnh to¸n III - KÕt qu¶ v) th¶o luËn<br />
1. Sù phô thuéc cña WLm v o<br />
C¸c thùc nghiÖm ® îc tiÕn h nh t ¬ng tù<br />
nh ë t i liÖu [1] víi c¸c hãa chÊt nh MnSO4, Tõ kÕt qu¶ thùc nghiÖm nhËn ® îc trªn h×nh<br />
Lumomagnezon (H2L), H2O2, NaHCO3 ®Òu cã 1 v c«ng thøc (2) ta thiÕt lËp mèi quan hÖ phô<br />
<br />
40<br />
thuéc gi÷a tèc ®é ®Çu WLm cña qu¸ tr×nh oxi t¸c ho¹t tÝnh cao ®ã chÝnh l phøc chÊt cã th nh<br />
hãa Lm v o v sù phô thuéc -lgWLm- phÇn [MnHLHCO3].<br />
-<br />
(-lg[HCO3 ]) kÕt qu¶ thu ® îc nh sau: Lm<br />
- Khi = 0, Wlm cã gi¸ trÞ rÊt nhá chøng tá D495<br />
phøc [MnHL]+ cã ho¹t tÝnh xóc t¸c thÊp.<br />
1.5<br />
[ HCO3 ] 0<br />
[ ]<br />
- Trong kho¶ng = =<br />
Mn 2+ 0 1.2 1<br />
<br />
(0,5÷1).106 tèc ®é qu¸ tr×nh xóc t¸c oxi hãa Lm 0.9<br />
2<br />
3<br />
t¨ng nhanh theo chiÒu t¨ng cña . Tõ ®ã ® x¸c<br />
®Þnh ® îc bËc ph¶n øng theo [HCO-3] l n1 = 0.6<br />
4<br />
0,75 v n2 = 0,28. 5<br />
0.3 6<br />
C¸c kÕt qu¶ trªn cho phÐp gi¶ thiÕt ho¹t tÝnh<br />
xóc t¸c cao nh vËy thuéc vÒ phøc hçn hîp<br />
0.0<br />
Ligan [MnHLHCO-3]. Gi¶ thiÕt n y® îc l m 0 15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 165 180<br />
s¸ng tá khi nghiªn cøu sù phô thuéc WLm v o<br />
[Mn2+]0. t, s<br />
2+ -8<br />
Lm a. [Mn ]0 = [ 0,1; 0,3; 0,5; 0,8; 1,2; 2]. 10 t ¬ng<br />
D495 øng víi c¸c ® êng tõ 1, 2, 3, 4, 5, 6<br />
Lm<br />
1.5<br />
D495<br />
1.2 1<br />
1.5<br />
2<br />
0.9<br />
3 1.2<br />
4<br />
0.6 0.9 1<br />
5<br />
6 2<br />
0.3 0.6<br />
7<br />
3<br />
t, s 0.3 4<br />
0.0 5<br />
0 30 60 90 120 150 180 0.0 6<br />
0 30 60 90 120 150 180<br />
= [0; 0,3; 0,5; 0,7; 1; 2; 4].106 t ¬ng øng víi c¸c<br />
® êng (1), (2), (3), (4), (5), (6), (7)<br />
t, s<br />
b. [Mn2+]0 = [0,5; 0,7; 0,8; 1,2; 2; 4].10-7 t ¬ng øng<br />
H×nh 1: Sù phô thuéc cña D495 v o víi c¸c ® êng 1, 2, 3, 4, 5,6<br />
= [HCO3-]0/[Mn2+]0<br />
H×nh 2: Sù phô thuéc cña D495 v o [Mn2+]0<br />
2. Sù phô thuéc cña WLm v o [Mn2+]0<br />
3. ¶nh h ëng cña pH ®Õn WLm<br />
Tõ kÕt qu¶ thùc nghiÖm biÓu diÔn trªn h×nh<br />
2(a); 2(b) v c«ng thøc (2) ta thiÕt lËp mèi quan Tõ kÕt qu¶ thùc nghiÖm thu ® îc ë h×nh 3 v<br />
hÖ phô thuéc gi÷a tèc ®é ®Çu WLm v o [Mn2+]0 c«ng thøc (2) ta thiÕt lËp mèi quan hÖ phô thuéc<br />
v mèi quan hÖ gi÷a -lgWLm-(-lg[Mn2+]0). KÕt tèc ®é ®Çu WLm v o pH v mèi quan hÖ gi÷a -<br />
qu¶ thu ® îc nh sau: lgWLm-(-lg[H+]0) kÕt qu¶ thu ® îc nh sau:<br />
- Tèc ®é qu¸ tr×nh WLm phô thuéc nhiÒu v o - pH ¶nh h ëng râ rÖt ®Õn WLm. Vïng pH <<br />
[Mn2+]0 v t¨ng theo sù t¨ng [Mn2+]0. 7 oxi hãa Lm x¶y ra rÊt chËm. Trong vïng pH =<br />
- BËc ph¶n øng theo [Mn2+]0 l : n1 = 0,51; n2 7,5 ÷ 9 thuËn lîi cho viÖc oxi hãa Lm.<br />
= 0,87. - BËc ph¶n øng theo [H+] l : n1 = -0,62 v n2<br />
KÕt qu¶ trªn mét lÇn n÷a cho thÊy chÊt xóc = -0,0875. §iÒu n y chøng tá r»ng WLm tû lÖ<br />
41<br />
nghÞch víi [H+]0 cña dung dÞch ph¶n øng.<br />
Lm<br />
D495<br />
1.8<br />
<br />
1.6<br />
<br />
1.4<br />
<br />
1.2<br />
<br />
1.0<br />
<br />
0.8<br />
<br />
0.6<br />
<br />
0.4<br />
<br />
0.2<br />
<br />
0.0<br />
0 15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 165 180<br />
t, s<br />
1 2 3 4 5 6<br />
7 8<br />
<br />
<br />
pH = [9,5; 9; 8,5; 8; 7,75; 7,5; 7; 6] t ¬ng øng víi c¸c ® êng 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8<br />
H×nh 3: Sù phô thuéc cña D495 v o pH<br />
<br />
4. ¶nh h ëng cña [H2O2]0 ®Õn WLm Lm<br />
D495<br />
Tõ kÕt qu¶ thùc nghiÖm thu ® îc ë h×nh 4 v 1.5<br />
c«ng thøc (2) ta thiÕt lËp mèi quan hÖ phô thuéc<br />
gi÷a tèc ®é ®Çu -lgWLm víi [H2O2]0 v mèi quan 1.2<br />
1<br />
hÖ gi÷a -lgWLm-(-lg[H2O2]0) kÕt qu¶ thu ® îc 0.9<br />
nh sau: 2<br />
0.6 3<br />
- Sù phô thuéc cña WLm v o [H2O2]0 l sù<br />
4<br />
phô thuéc tuyÕn tÝnh WLm t¨ng theo sù t¨ng 0.3 5<br />
nång ®é H2O2. 6<br />
0.0 7<br />
- BËc ph¶n øng theo [H2O2] l n = 0,54.<br />
0 30 60 90 120 150 180 t, s<br />
5. Sù phô thuéc cña WLm v o [Lm]0<br />
-1<br />
[H2O2]0 = [0,03; 0,1; 0,2; 0,4; 1; 2; 5].10 t ¬ng øng<br />
B»ng c¸ch l m t ¬ng tù nh trªn, chóng t«i víi c¸c ® êng 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7<br />
thu kÕt qu¶ nh sau:<br />
H×nh 4: Sù phô thuéc D495 v o [H2O2]0<br />
- WLm t¨ng khi t¨ng nång ®é Lm. Tuy nhiªn<br />
Lm<br />
W t¨ng chËm dÇn khi t¨ng nång ®é Lm lªn<br />
cao.<br />
W(Lm<br />
tn ) =<br />
[M ] 2 + 0,51÷ 0,87<br />
n 0 .[H2O2 ]0 .[Lm ]0 HCO3<br />
0,54 0,65<br />
[ ]<br />
0,28÷ 0,75<br />
0<br />
- BËc ph¶n øng theo Lm l n = 0,625.<br />
[H ] + 0, 0875÷ 0, 62<br />
0<br />
<br />
<br />
Tõ c¸c kÕt qu¶ nghiªn cøu thùc nghiÖm trªn (3)<br />
chóng t«i ® thiÕt lËp ® îc biÓu thøc ®éng häc Trong ®ã: l h»ng sè tèc ®é hiÖu dông cña<br />
thùc nghiÖm vÒ WLm nh sau: ph¶n øng oxi hãa Lm.<br />
42<br />
IV - KÕt luËn C«ng tr×nh ® îc sù hç trî cña ch ¬ng tr×nh<br />
nghiªn cøu c¬ b¶n Nh' n íc.<br />
Trong hÖ (1), WLm phô thuéc nhiÒu v o ®iÒu<br />
kiÖn thùc hiÖn qu¸ tr×nh. Tõ kÕt qu¶ nghiªn cøu, T)i liÖu tham kh¶o<br />
cã thÓ rót ra mét sè kÕt luËn sau:<br />
1. § nghiªn cøu mét c¸ch chi tiÕt ¶nh 1. Vò ThÞ Kim Loan, Ng« Kim §Þnh, NguyÔn<br />
h ëng cña nhiÒu yÕu tè kh¸c nhau nh nång ®é V¨n XuyÕn. T¹p chÝ Hãa häc, T. 43, sè 2,<br />
ban ®Çu cña c¸c chÊt, pH cña m«i tr êng,... ®Õn Tr. 215 - 218 (2005).<br />
qu¸ tr×nh xóc t¸c oxi hãa lumomagnezon (Lm) 2. TrÇn V¨n Nh©n. Hãa Lý. Nxb. Gi¸o dôc, H<br />
trong hÖ (1). Néi (1998).<br />
2. X¸c ®Þnh ® îc c¸c d¹ng phøc ®ãng vai trß<br />
3. NguyÔn V¨n XuyÕn. LuËn ¸n TiÕn sÜ khoa<br />
chÊt xóc t¸c l [MnHL]+ v [MnHLHCO3]. Phøc<br />
häc, H Néi (1994).<br />
cã ho¹t tÝnh xóc t¸c m¹nh l [MnHLHCO3].<br />
3. § thiÕt lËp biÓu thøc tèc ®é WLm ph¶n 4. Wndy Knapp pogozeiski, Timothy J Me<br />
¸nh qui luËt ®éng häc cña qu¸ tr×nh xóc t¸c oxi nesse and Thomas D. Tullius. J. Am. Chem.<br />
ho¸ Lm trong hÖ ® cho. Soc., 117, 6428 (1995).<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
43<br />
Thêm vào BST
Báo xấu
Download
Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ
