Nghiên cứu xác định các thông số hóa lý của quá trình catalaza được xúc tác bởi phức [Co(Acac)]+

35

NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ HÓA LÝ CỦA QUÁ TRÌNH

CATALAZA ĐƯỢC XÚC TÁC BỞI PHỨC [Co(Acac)]+

Lê Văn Huỳnh1

, Nguyễn Văn Xuyến

2

, Nguyễn Minh Tuyển

3

1

Trường Đại học Kinh tế - Kỹ thuật Công nghiệp

2

Trường Đại học Bách khoa Hà Nội

3

Trường Đại học Xây dựng Hà Nội

Đến Tòa soạn 14-7-2011

Abstract

The reaction rate would be changed if the heat of reaction was provided. According to the Arrhenius equation, the reaction

rate depends on temperature. In homogeneous catalytic oxidation - reduction, H2O2 decomposition under the effect of catalyst

complex was characterized by the speed of emission of oxygen gas. This paper presented the research results that determined the

physicochemical parameters of the process under the effect of catalase catalytic complex [Co(Acac)]+

. The activation energy,

thermal effects, free energy of the process, entropy, and peroxo complex constant form have been identified as 8.855 kcal/mol,

8.253 kcal/mol, 20.79 kcal/mol, -41.39 cal/mol, and 3.106×10-13, respectively. The researched results would be the scientific basis

for further study catalytic complex application for practice.

Keywords: Catalaze process, homogeneous catalytic.

1. MỞ ĐẦU

Trong xúc tác đồng thể oxi hoá khử, sự tạo

thành phức chất xúc tác phụ thuộc vào nhiều yếu tố

khác nhau, như bản chất của các ion kim loại, ligan,

môi trường phản ứng, nhiệt độ,… Trong đó Ion kim

loại và ligand được xem là một trong những điều

kiện quan trọng nhất, nó quyết định đến hoạt tính

xúc tác của phức chất tạo thành. Một số ion kim loại

ở dạng tự do không có hoạt tính xúc tác, nhưng khi

chuyển sang dạng phức với ligan thích hợp, thì lại

thể hiện hoạt tính xúc tác. Tuy nhiên, không phải

phức chất nào cũng có khả năng xúc tác, các nghiên

cứu đã chỉ ra rằng: phần lớn các ion kim loại chuyển

tiếp, khi tạo phức với ligan thích hợp đều có hoạt

tính xúc tác, điều đó chứng tỏ do cấu tạo đặc biệt

của lớp vỏ nguyên tử của các ion kim loại chuyển

tiếp MZ+ [1, 3, 5, 6].

Ion kim loại chuyển tiếp có lớp vỏ electron cấu

tạo đặc biệt, nhất là phân lớp 3d còn nhiều vị trí phối

trí còn trống, chưa điền đầy electron, nên khả năng

lai hoá rất cao, nhờ các orbital lai hoá này, mà các

Ion kim loại chuyển tiếp MZ+ có khả năng tham gia

tạo phức với các ligand thích hợp, tạo điều kiện rất

thuận lợi cho các ligand dễ dàng thâm nhập vào nội

cầu của ion kim loại MZ+ phối trí tạo thành phức chất

có hoạt tính xúc tác, nên trong các phản ứng hoá học

có mặt của xúc tác phức, ion kim loại MZ+ có thể tồn

tại ở nhiều trạng thái hoá trị.

Tuỳ theo môi trường phản ứng mà chúng thể

hiện các trạng thái hoá trị khác nhau, nếu trong dung

dịch có mặt chất oxi hoá, thì các ion của chúng sẽ bị

khử lên trạng thái hoá trị cao hơn, mặt khác khi

trong môi trường có mặt chất khử thì các ion của

chúng sẽ bị khử về trạng thái hoá trị thấp hơn. Chính

vì vậy, trong phản ứng có sự tham gia của xúc tác

phức, thì luôn tồn tại một chu trình oxi hoá khử

thuận nghịch và phức chất xúc tác được phục hồi sau

phản ứng, do đó phức chất xúc tác luôn duy trì được

chức năng xúc tác của chúng trong hệ. Mức độ thuận

nghịch của mỗi chu trình oxi hoá khử còn phụ thuộc

vào nhiều yếu tố khác nhau như môi trường phản

ứng, bản chất của các ion kim loại tạo phức, ligand,

cũng như chất khử có trong môi trường phản ứng,

thành phần cấu tạo, độ bền, thế oxi hóa khử của các

phức chất được tạo thành [1, 2, 5, 7].

Như vậy dưới tác dụng của xúc tác phức, mà

phản ứng xảy ra dễ dàng hơn, ở điều kiện mềm hơn

khi không có xúc tác, vấn đề đặt ra là cần phải xác

định năng lượng hoạt hoá của phức chất đóng vai trò

xúc tác, bởi vì mỗi sự dịch chuyển hoặc định hướng

của các electron, đều kèm theo những mất mát năng

lượng nhất định. Một chất xúc tác được xem như có

hiệu quả cao, khi nó làm cho quá trình xảy ra với ít

giai đoạn trung gian nhất, giảm tối đa năng lượng

cho những chuyển động quay hay những sắp xếp

mới [1, 4, 6].

Bài báo này là kết quả nghiên cứu xác định các

thông số hóa lý * E ;

* ∆H ;

* ∆S ;

* ∆G và hằng số

TẠP CHÍ HÓA HỌC T. 50(1) 35-39 THÁNG 2 NĂM 2012