Nghiên cứu điều chế phức chất lantan với axit xitric và ứng dụng lantan xitrat làm phân bón vi lượng cho cây cà chua

MỞ ĐẦU 

Các nguyên tố đất hiếm (NTĐH) có những tính chất hết sức đặc biệt, do đó chúng 

được ứng dụng trong hầu hết các lĩnh vực khoa học kỹ thuật như làm vật liệu từ, công 

nghiệp thủy tinh màu và thủy tinh quang học, làm chất xúc tác trong công nghiệp hóa dầu, 

tổng hợp hữu cơ, làm nguyên liệu và phụ gia trong công nghệ hạt nhân, luyện kim, chế tạo 

gốm, vật liệu composit, chế tạo vật liệu phát quang, chế tạo thiết bị laze… Trong thời 

gian gần đây, hóa học phức chất các NTĐH thông qua các ứng dụng rộng rãi của nó đã 

ngày càng phát triển và khẳng định vai trò quan trọng trong khoa học và đời sống. Các 

NTĐH có khả năng tạo phức với nhiều phối tử vô cơ lẫn hữu cơ. Nhiều phối tử hữu cơ 

có khả năng tạo phức tốt với các NTĐH đã được nghiên cứu như hợp chất màu azo, 

các hợp chất hữu cơ chứa photpho, các hợp chất hữu cơ đa chức… Một trong những 

phối tử hữu cơ đáng chú ý là các amino axit. Các công trình khoa học mới đây về phức 

chất của NTĐH với các amino axit đã chỉ ra những hoạt tính sinh học đặc biệt của 

chúng như khả năng ức chế sự phát triển của các loại vi trùng của Aspartat đất hiếm, 

ảnh hưởng của các Glutamat Europi đến sinh tổng hợp Protein và enzim ở chủng nấm 

mốc, khả năng kích thích tăng trưởng của các NTĐH với cây trồng [17], [18], [19], 

[22], 24. 

Trong lĩnh vực nông nghiệp các nguyên tố đất hiếm (NTĐH) là một trong những 

nguyên tố vi lượng rất cần thiết cho một số loại cây trồng [4], [5], [10], [15], [20]. Các 

NTĐH tồn tại rất ít ỏi trong đất mới được khai phá lần đầu tiên để trồng trọt, do đó khi 

trồng trọt trên loại đất này thì cây phát triển tốt, chất lượng đặc biệt trong những vụ 

đầu tiên. Nhưng trãi qua vài, ba vụ gieo trồng các NTĐH và các chất dinh dưỡng đa 

lượng cũng như vi lượng bị hao hụt dần qua quá trình sử dụng của thực vật và bị rửa 

trôi bởi mưa, lũ. Khi đó cần thiết phải bổ sung các loại phân bón thì cây trồng phát 

triển tốt [1], [6], [8]. Sở dĩ các NTĐH có thể gây nên những ảnh hưởng nhất định đến 

dinh dưỡng và năng suất cây trồng là vì chúng tham gia vào thành phần nhiều loại 

enzim, có khả năng thúc đẩy sự hoạt động của các loại enzim đó, như khả năng tăng 

hàm lượng diệp lục, tăng quá trình quang hoá, tăng sự hấp thu các chất dinh dưỡng đa 

lượng, tăng khả năng chống chịu điều kiện thời tiết, môi trường...[10], [12], [21], [23]. 

Vì vậy các NTĐH đều rất cần thiết cho cây trồng, tuy chỉ chiếm một tỷ lệ rất thấp. 

Nồng độ các NTĐH trong dung dịch đất thấp quá hoặc cao quá, so với nhu cầu dinh 

1

dưỡng của các loại cây trồng, đều có ảnh hưởng rất mạnh đến sự sinh trưởng và phát 

triển của cây. 

Do đó, việc cung cấp và bổ sung các NTĐH từ phức chất của NTĐH cho cây 

trồng là một yêu cầu bức thiết đang được đặt ra. Các công trình trước đây [10], [11], 

[12], [13] các tác giả đã nghiên cứu tổng hợp một số phức chất của các NTĐH với 

phối tử hữu cơ là axit glutamic… và đã ứng dụng làm phân bón vi lượng cho cây 

thanh trà, cam, chè, cà phê… và đã cho năng suất thu hoạch đáng kể. 

Xuất phát từ những lí do trên, chúng tôi chọn đề tài nghiên cứu khoa học cấp 

trường là: “Nghiên cứu điều chế phức chất lantan với axit xitric và ứng dụng 

lantan xitrat làm phân bón vi lƣợng cho cây cà chua” 

Nội dung đề tài tập trung vào các phần sau: 

1) Khảo sát ảnh hưởng của các điều kiện: thời gian phản ứng tạo phức, nhiệt độ phản 

ứng, pH của môi trường phản ứng, tỉ lệ lantan (III)/ axit xitric đến hiệu suất phản 

ứng tạo phức lantan xitrat. Từ đó, tìm ra những điều kiện tối ưu cho phản ứng điều 

chế phức chất lantan xitrat. 

2) Sử dụng các phương pháp vật lý hiện đại là phổ hồng ngoại, phân tích nhiệt để 

đánh giá sự tạo thành phức chất lantan xitrat. 

3) Tiến hành thử nghiệm dung dịch phức chất lantan xitrat ở nồng độ ppm làm phân 

bón vi lượng cho cây cà chua trồng tại phường Thủy Dương, thị xã Hương Thủy, 

tỉnh Thừa Thiên Huế. 

2

CHƢƠNG 1 

TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 

1.1. MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM CỦA CÁC NTĐH VÀ LANTAN 

1.1.1. Lịch sử phát triển của nguyên tố đất hiếm 

Tên đất hiếm đã đưa vào ngành hóa học hơn 100 năm nay. Gọi là “đất” vì trước 

đây người ta gọi các oxit kim loại là các đất. Đặt tên đất hiếm cho các kim loại (chiếm 

vị trí 57 đến 71 và Y (vị trí 39), Sc (vị trí 21)) này thực ra không đúng, không phù hợp vì 

có một số nguyên tố họ này không hiếm lắm, thậm chí còn phổ biến hơn cả kẽm, thiếc 

hay chì. 

Khởi đầu sự khám phá ra dãy các nguyên tố đất hiếm là sự phát hiện rất tình cờ 

một mẫu quặng đen chưa biết vào năm 1787 do viên trung úy quân đội Thụy Điển – 

Arrhenius tại vùng mỏ Ytecbi, một vùng dân cư nhỏ bé ở gần Stockholm. Năm 1794, 

Johan Gadolin, một nhà hóa học Phần Lan (Học viện Hoàng gia Abo) tách ra từ mẫu 

thí nghiệm lấy ở quặng này một “đất” mới chưa ai biết (với danh pháp hiện nay là 

oxit) làm tiền đề cho một chuỗi những sự kiện nghiên cứu kéo dài cho đến nay. Nhà 

nghiên cứu A. G. Ekeberg ở Uppsala đề nghị đặt tên cho quặng trên là Gadolinit và 

“đất” mới do Gadolin tách được là Yttria vào năm 1797. Sau đó năm 1803, M. H. 

Klaproth, nhà nghiên cứu người Đức và Berzelius, nhà hóa học Thụy Điển cùng cộng 

tác viên của ông là Wilhelm Hisinger độc lập tách ra từ mẫu quặng tìm thấy lần đầu 

tiên ở vùng mỏ Bastnas – Thụy Điển một “đất” nữa tương tự nhưng khác chút ít về 

tính chất. Đất này được đặt tên là Ceria, sau khi đã phát hiện ra thiên thể Ceres và 

quặng có chứa Ceria gọi là quặng Cerit. 

Vào thời kỳ ấy, người ta tin rằng hai đất yttria và ceria có nguồn gốc từ các 

nguyên tố thuần túy, nhưng những nghiên cứu sau này cho thấy mỗi đất là một phức 

hợp các oxit. Việc tách ra toàn bộ các nguyên tố của hai hỗn hợp trên đòi hỏi sự cố 

gắng của nhiều người trong hơn một thế kỉ. Một sĩ quan quân y kiêm nhà hóa học và 

khoáng vật học Thụy Điển C. G. Mosander có thời gian làm trợ giáo cho Berzelius, 

sau nhiều năm nghiên cứu tách các chất này đã cho những bằng chứng rõ ràng về sự 

phức hợp của hai đất ceria và yttria. Trong thời gian từ 1839 – 1841, ông đã tách được 

một đất mới, ông đặt tên là lantan theo tiếng Hi Lạp lanthanein là “dấu mặt” và sau đó 

3

một đất mới khác nữa đặt tên didymia là “ghép đôi chặt chẽ” (với lantan). Vào năm 

1843 Mosander tách ra được ba oxit từ nguồn gốc yttria (mà Gadolin phát hiện năm 

1794) đã đặt tên là ytri, tebi và eribi. Cả ba tên nguyên tố đều lấy gốc tên của vùng 

Yterbi đã tìm thấy quặng Gadolinit. Tên Ytecby được tách làm hai phần ytri và tecbi. 

Năm 1878 nhà nghiên cứu Pháp J. C. G. De Marignac phát hiện ra một nguyên tố mới 

và đặt tên là ytecbi (tên vùng Ytecbi). Như vậy, tên vùng Ytecbi được đặt tên cho bốn 

nguyên tố. Năm 1879, L. F. Nilson phát hiện ra nghiên tố Scandi, cùng thời gian giáo 

sư đại học Uppsala là P. T. Cleve đã dùng dung dịch chiết scandi của Nilson để nghiên 

cứu và tìm ra hai nguyên tố mới. Ông đặt tên một nguyên tố là tuli (lấy tên cổ của 

vùng Scandinavi ở Bắc Âu và Thule) còn nguyên tố kia đặt tên là Honmi (tên cổ của 

thành phố Stockholm). Cũng trong năm 1878, M. Delafontaine đã chứng minh được 

hỗn hợp oxit trong “đất” didymia mà Mosander đã tách được trong quặng năm 1839 – 

1841 gồm bốn nguyên tố tạo oxit là samari, gadolini, neodim và prazeodim (một cách 

định tính). Năm 1879, L. de Boisbaudraw đã tìm ra samari và đã chứng minh được 

nguyên tố này có trong quặng samarskit. J. C. G. de Marignac tìm thấy một nguyên tố 

nữa bên cạnh samari và sáu năm sau ông đặt tên nguyên tố là gadolini để tưởng nhớ 

nhà hóa học Phần Lan (Gadolin) đã phát hiện ra đất yteria trong việc nghiên cứu các 

nguyên tố đất hiếm. Nhà nghiên cứu người Áo Carl Auer von Welsbach năm 1885 đã 

dùng phương pháp kết tinh phân đoạn tách được nguyên tố neodim và prazeodim cùng 

với lantan trong didymia (tiếng Hi Lạp Prazeodim là “lục tươi”). Năm 1886, L. de 

Boisbaudraw đã tách được một nguyên tố mới khỏi đất Honmi sau 100 lần kết tủa 

phân đoạn. Vì nguyên tố này khó tách nên ông đặt tên nguyên tố là điprozi (khó tiếp 

cận). Sau hàng năm nghiên cứu công phu, kết tinh phân đoạn hàng nghìn lần, năm 

1901 nhà khoa học Pháp Eugene – Anatole Demaay đã phát hiện đất hiếm mới và đặt 

tên là Europi mà ông đã tiên đoán từ năm 1896 là nguyên tố đứng cạnh nguyên tố 

Samari. Sau 5 năm làm việc kiên trì bằng các phương pháp phức tạp, C. A. Von 

Welsbach đã tách được một nguyên tố mới ra khỏi ytecbia đặt tên là Cassiopeium. 

Cùng thời gian đó, năm 1905 nhà hóa học Pháp G. Urbain và Lacombe cũng tách được 

nguyên tố này và là nguyên tố cuối cùng của dãy đất hiếm và để kỉ niệm thành phố 

Pari, ông đặt tên là Lutexi (tên cũ của Pari là Lutetia), năm 1949 thì thống nhất gọi là 

Luteti [10]. 

4

1.1.2. Đặc điểm của các NTĐH 

Các NTĐH chiếm vị trí 57 đến 71 trong bảng hệ thống tuần hoàn bao gồm các 

nguyên tố Lantan (La), Xeri (Ce), Praseodim (Pr), Neodym (Nd), Prometi (Pm), 

Samari (Sm), Europi (Eu), Gadolini (Gd), Terbi (Tb), Dysprosi (Dy), Holmi (Ho), Erbi 

(Er), Thuli (Tm), Yterbi (Yb), Lutexi (Lu). Hai nguyên tố Ytri (Y) - vị trí 39 và Scandi 

(Sc) - vị trí 21 có tính chất tương tự nên cũng được xếp vào họ NTĐH. 

Trong lĩnh vực xử lí quặng, các nguyên tố đất hiếm thường chia thành hai hoặc 

ba nhóm (Bảng 1.1) 

Bảng 1.1: Các phân nhóm của nguyên tố đất hiếm 

57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 

La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Y 

NTĐH nhẹ( Phân nhóm Xeri) NTĐH nặng( Phân nhóm Ytri) 

NTĐH nhẹ NTĐH trung NTĐH nặng 

- Cấu tạo điện tử 

Các nguyên tử của NTĐH có cấu hình electron hóa trị là 4f 0-12 5d 0-2 6s 2 , lớp 4f là lớp 

thứ ba kể từ ngoài vào. Năng lượng tương đối của các obitan 4f và 5d rất giống nhau và 

nhạy cảm nên electron dễ chiếm cả 2 obitan này. Cấu hình electron của các cation REE 3+ : 

[Xe] 4f n 5d 0 6s 0 rất đều đặn (REE: Rare Earth Elements). Do tính chất hóa học của các 

nguyên tố hóa học được quyết định bởi các electron phân lớp ngoài nên các NTĐH có 

tính chất rất giống nhau và giống tính chất các nguyên tố nhóm IIIB (Sc, Y, La, Ac). 

- Tính chất chung 

Do sự “co lantanoit” và cấu hình lớp ngoài cùng của các NTĐH giống nhau nên 

các NTĐH cũng có khác nhau và biến đổi tuần hoàn hoặc tuần tự trong dãy các 

NTĐH. Các tính chất biển đổi tuần hoàn trong dãy các NTĐH là do qui luật tuần hoàn 

trong quá trình sắp xếp điện tử vào các obitan 4f, đầu tiên là 1 và sau đó là 2. Các tính 

chất biến đổi tuần hoàn trong dãy các NTĐH là mức oxi hóa, tính chất từ, màu sắc của 

các ion Ln 3+ (Ln: lantanoit) và một số thông số vật lý như: khối lượng riêng, nhiệt độ 

sôi, nhiệt độ nóng chảy… 

- Mức oxi hóa 

Mức oxi hóa đặc trưng của các nguyên tố nhóm IIIB là +3. 

5

Mức oxi hóa +3 cũng phổ biến và nói chung bền ở các NTĐH. Ngoài ra, một số 

NTĐH khác còn có các mức oxi hóa là +2 hoặc +4. 

Ở nhóm nhẹ, khả năng tồn tại mức oxi hóa thường là +2 hoặc +4 là dễ hơn với 

các NTĐH nhóm nặng do sự kích thích electron độc thân đòi hỏi ít năng lượng hơn so 

với kích thích electron đã ghép đôi. Trong dung dịch nước, thực tế chỉ có các ion Eu 2+ , 

Ce 4+ là bền, các ion Yb 2+ , Sm 2+ , Tb 4+ , Pr 4+ kém bền. 

- Tính chất từ 

Các NTĐH đều có từ tính và sự biến đổi từ tính là do các electron độc thân ở các 

lớp vỏ ngoài cùng, đặc biệt là electron ở lớp 4f. Nguyên tố có từ tính nhỏ nhất là 4f 0 và 

4f 14 , có từ tính yếu là các nguyên tố mà phân lớp 4f điền gần đầy electron. 

- Màu sắc 

Màu sắc các phức chất aqua của các NTĐH biến đổi một cách có qui luật theo độ 

bền tương đối của trạng thái 4f. Nguyên nhân của sự biến đổi màu là sự nhảy electron 

trong obitan 4f. 

- Tính chất vật lý của các NTĐH 

Bảng 1.2: Hằng số vật lý của một số NTĐH 

Sc Y La Ce Pr Nd Pm Sm 

D (g/cm 3 ) 3 4,47 6,12 6,77 6,77 7,01 - 7,54 

T nc ; o C 1539 1525 920 804 936 1024 1080 1072 

T s ; o C 2700 3025 3470 3470 3017 3210 - 1670 

Các đơn chất đất hiếm là các kim loại khó nóng chảy, có màu xám trắng (trừ Pr 

và Nd có màu hơi vàng nhạt). Các NTĐH dễ rèn, có độ cứng tương đối không cao, dẫn 

điện gần như thủy ngân. Khi chuyển từ Ce đến Lu, khối lượng riêng, nhiệt độ nóng 

chảy, nhiệt độ sôi thể hiện tính tuần hoàn nội (sự bất thường thể hiện rõ ở Eu và Yb). 

- Tính chất hóa học 

Các NTĐH hoạt động hóa học chỉ kém kim loại kiềm và kim loại kiềm thổ. 

Các kim loại đất hiếm ở dạng khối rắn bền với không khí khô nhưng trong 

không khí ẩm thì bị mờ dần đi. Ở nhiệt độ 200-400 o C các kim loại đất hiếm bị bốc 

cháy ngoài không khí tạo hỗn hợp oxit và nitrua. Các nguyên tố đất hiếm tác dụng 

với các halogen ở nhiệt độ thường và khi đốt nóng thì chúng tác dụng với N 2 , C, S, 

P, H 2 … Chúng tạo được hợp kim với đa số các kim loại như Al, Cu, Mg, Co, Fe… 

Trong dãy điện thế, các NTĐH đứng xa trước hidro. Giá trị thế E o = -2,4 V đến - 

2,1 V nên các kim loại đất hiếm bị nước, đặc biệt là nước nóng oxi hóa, chúng tác 

6

dụng mãnh liệt với các axit. Các NTĐH bền trong HF và H 3 PO 4 do tạo thành màng 

muối không tan bao bọc bảo vệ. Các NTĐH không tan trong kiềm [10]. 

1.1.3. Một số hợp chất của các nguyên tố đất hiếm 

1.1.3.1. Oxit 

Các oxit đất hiếm Ln 2 O 3 được điều chế bằng cách nung đỏ các hidroxit đất hiếm 

Ln(OH) 3 , cacbonat đất hiếm Ln 2 (CO 3 ) 3 hoặc oxalat Ln 2 (C 2 O 4 ) 3 ở 800-1200 o C. Các 

oxit tan nhiều trong dung dịch HNO 3 hay HCl nhưng khi nung đỏ thì mất hoạt tính 

hóa học, là hợp chất bền, khó nóng chảy (như La 2 O 3 nóng chảy ở trên 2000 o C). 

1.1.3.2. Hidroxit đất hiếm 

Là kết tủa vô định hình, được tạo ra khi cho Ln 3+ tác dụng với dung dịch amoniac 

hoặc kiềm. Bảng 1.3 cho thấy giá trị pH bắt đầu kết tủa Ln(OH) 3 từ 6 - 8,5. 

Bảng 1.3: Giá trị pH bắt đầu kết tủa Ln(OH) 3 

NTĐH La Ce Pr & Nd Sm Gd Dy Yb Lu 

pH 

(kết tủa ) 

7,3-8,4 7,1-7,4 7,0-7,4 6,8 6,2 7 6,2-7,1 6 

Các ion Ln 3+ không bị dung dịch amoniac làm kết tủa từ các dung dịch chứa các 

hidroxit axit hữu cơ (như axit tactric, xitric…). Các Ln(OH) 3 hấp thụ CO 2 trong không 

khí, chúng đều là bazơ và về lực thì nằm giữa Al(OH) 3 và Mg(OH) 2 . 

1.1.4. Phức chất của NTĐH 

Các ion NTĐH có bán kính nhỏ, điện tích lớn, các obitan d và f còn trống nên có 

khả năng tạo phức mạnh với phối tử vô cơ và hữu cơ. Các phối tử vô cơ tạo phức 

mạnh với các ion NTĐH là halogenua, cacbonat, sunfat… Các ion NTĐH tạo phức 

bền với nhiều phối tử hữu cơ khác như các axit: axetic, xitric, tactric, etylenđiamintetra 

axetic (EDTA)… Độ bền của phức nói chung tăng lên khi số thứ tự NTĐH tăng. 

Các ion Ln 3+ và Ln 4+ có khả năng tạo phức mạnh với các phối tử là các hợp chất 

hữu cơ photpho trung tính và axit. Các hợp chất điển hình cho loại này là TBP (tri- n- 

butylphotphat) và HDEHP (axit di - 2 – etylhexylphotphoric). Đối với TBP, phức chất 

được tạo thành là các hợp chất sonvat trong đó phân tử TBP thay thế cho các phân tử 

nước trong cầu phối trí hoặc ở lớp vỏ hidrat hóa thứ cấp. Ở vùng nồng độ axit thấp, 

phức chất tạo thành đối với các NTĐH(III) có dạng LnX 3 . 3TBP. Ở vùng nồng độ axit 

cao là H x LnX 3+x . nTBP (n từ 1-3). Trong môi trường anion là ClO - , SCN - thì phức chất 

có dạng Ln(ClO) 3 .6TBP, Ln(ClO) 3 .4TBP và Ln(SCN) 3 .4TBP. 

7

1.1.5. Số phối trí 

Trong các hợp chất của NTĐH thì số phối trí thường là 6-12. 

Trước đây, người ta cho rằng trong dung dịch, số phối trí 6 là đặc trưng nhất 

nhưng sau này thì người ta đã chứng minh được các NTĐH có thể có số phối trí lớn 

hơn 6. Trong các tinh thể hợp chất NTĐH, người ta quan sát số phối trí 7 (trong các 

Ln(đixet) 2 . H 2 O. Các phức chất hidrat của một số NTĐH chứa 8-9 phân tử nước. 

Trong các tinh thể các NTĐH thì số phối trí 9 là đặc trưng nhất. Số phối trí 9 tồn tại 

trong phức bromua, sunfat, etylsunfat và trong các halogenua khan của các NTĐH 

[10]. 

1.1.6. Giới thiệu về lantan (La) 

1.1.6.1. Trạng thái tự nhiên và phƣơng pháp điều chế 

Lantan thuộc nhóm nguyên tố phân tán rất nhiều trong tự nhiên. Trữ lượng của 

lantan có trong vỏ Trái Đất là 2.5.10 -4 % tổng số nguyên tử. Lantan không tạo nên 

khoáng vật riêng mà ở lẫn trong khoáng vật đa kim của kim loại đất hiếm như 

monazit, bastnezit, xenotim, gadolini, fergusonit.... 

Năm 1839, Mozande tách được từ “đất xeri” một oxit màu vàng của xeri và 

“đất lantan”. Năm 1841, từ “đất lantan”, ông tách ra được oxit màu trắng của lantan. 

Sau đó, Mozande lần đầu tiên điều chế lantan kim loại theo phương pháp Vole. Tên 

gọi Lantan xuất phát từ chữ Latos, tiếng Hi lạp có nghĩa là giấu giếm vì khó phát hiện. 

Quá trình tách các NTĐH từ quặng rất phức tạp: tuyển khoáng, chế hóa tinh 

quặng bằng phương pháp hóa học khác nhau như: phương pháp axit, kiềm...để được 

tổng các NTĐH; sau đó tách riêng lantan hoặc các NTĐH khác bằng phương pháp 

chiết với dung môi hữu cơ, trao đổi ion. 

Để điều chế lantan, người ta điện phân muối LaCl 3 trong bình điện phân làm 

bằng kim loại titan (bền với kim loại đất hiếm nóng chảy và khí quyển argon) hay 

dùng kim loại canxi, magie hay kali để khử muối LaCl 3 , La 2 O 3 ở nhiệt độ cao. 

2LaCl 3 đp 2La (catot) + 3Cl 2(anot) 

2LaCl 3 + 3Ca 2La + 3CaCl 2 

La 2 O 3 + 3Mg 2La + 3MgO 

1.1.6.2. Vị trí và tính chất vật lí của lantan 

Lantan nằm ở ô 57 của bảng hệ thống tuần hoàn, là nguyên tố đầu tiên trong 14 

nguyên tố của họ Lantanoit (không kể đến Y và Sc), có nguyên tử lượng là 138,91 

8

đvC. Lantan là kim loại màu trắng bạc, mềm dẻo, tương đối khó nóng chảy và khá 

giòn, dẫn điện và dẫn nhiệt tương đối kém, kết tinh ở dạng tinh thể lập phương [10]. 

Một số đặc điểm của lantan được trình bày ở bảng 1.2. 

Bảng 1.4: Một số đặc điểm của lantan 

Khối lượng riêng (g/cm 3 ) 6,16 Độ dẫn điện (Hg =1) 1,54 

Nhiệt độ nóng chảy ( 0 C) 920 Ái lực electron (eV) 0,55 

Nhiệt độ sôi ( 0 C) 3470 Thế khử chuẩn (V) -2,522 

Nhiệt dung riêng ( 0 C/kg) 27,6 Thế ion hóa I 1 , I 2 , I 3 5,577; 11,06; 19,11 

Entanpi 6,7 Bán kính La, La 3+ , La 4+ 0,187; 0,104; 0,090 

1.1.6.3. Tính chất hóa học của Lantan 

Lantan có cấu hình electron: [Xe] 5d 1 6s 2 , là kim loại họat động về mặt hóa học, 

trong nhiều hợp chất có tính chất giống với Mg và Ca. 

Khi để trong không khí ẩm, La nhanh chóng bị mờ đục do tạo thành lớp 

hidroxit ở bề mặt. Khi cọ xát hay va đập, nó bốc cháy trong không khí. 

La tác dụng với halogen ở nhiệt độ thường. Khi đốt nóng nó tác dụng với đa số 

các phi kim như oxi, hidro, lưu huỳnh, nitơ, cacbon, silic tạo thành La 2 O 3 , LaH 3 , 

La 2 S 3 , La 4 C 3 , LaSi 2 . 

La tạo hợp kim với nhiều kim loại đặc biệt là kim loại chuyển tiếp (ví dụ LaNi 5 ) 

sẽ có đặc tính là có thể hấp thụ ở điều kiện thường một lượng khí hidro gấp đôi lượng 

hidro có trong cùng một thể tích của hidro lỏng hay hidro rắn. Khi được đun nhẹ, hợp 

kim lại giải phóng hidro. Bởi vậy, hợp kim chứa LaNi 5 dùng làm bình tích trữ chứa khí 

hidro dùng cho pin nhiên liệu hidro-oxi. 

Lantan tác dụng chậm với nước nguội, nhanh với nước nóng giải phóng hidro, 

dễ tan trong axit trừ dung dịch HF, H 3 PO 4 vì tạo muối không tan ngăn cản phản ứng 

tiếp tục xảy ra. Kim loại này không tan trong kiềm kể cả khi đun nóng. 

2La + 6H 2 0 2La(OH) 3 + 3H 2 

2La + nH 2 2LaH n 

2La + 2NH 3 2LaN + 3H 2 

La + 6NO 2 150 0 C La(NO 3 ) 3 + 3NO 

9

1.1.6.4 Đặc điểm tạo phức của lantan 

- Số phối trí 

Trong các hợp chất, La thường có số phối trí lớn và biến thiên, có thể thay đổi 

từ 6 – 12. 

Trước đây, người ta cho rằng trong dung dịch, La có số phối trí 6 là đặc trưng 

nhất. Tuy nhiên, sau này người ta chứng minh được rằng La có thể có số phối trí lớn 

hơn 6. Trong các tinh thể hợp chất của lantan, người ta quan sát thấy số phối trí 7 trong 

La(đixet) 2 .H 2 O; số phối trí 8 tồn tại trong các phức [La(C 2 O 4 ) 4 ] 5- , [La(NTA) 2 ] 3- và 

trong các phức hóa học. Trong các tinh thể, La có số phối trí 9 là đặc trưng nhất trong 

các bromua, sunfat, etylsunfat và trong halogenua khan. Người ta cũng tìm thấy số 

phối trí 10 trong hợp chất HLaEDTA.4H 2 O và số phối trí 12 trong tinh thể 

La 2 (SO 4 ) 3 .9H 2 O [10]. 

- Một số đặc điểm về phức chất của lantan 

Lantan có điện tích lớn, bán kính nhỏ, các ocbitan d, f còn trống nên có khả 

năng tạo phức tốt với các phối tử vô cơ và hữu cơ. Các phối tử vô cơ tạo phức mạnh 

với La là các halogen, cacbonat và sunfat. 

Ion La(III) tạo phức bền với nhiều phối tử hữu cơ khác nhau như: các axit 

axetic, axit tactric, etylendiamintetraxetic (EDTA), dietyltriaminpentaaxetic (DTPA), 

nitroaxetic (NTA), asenazo(III), amino - oxyizobutirat (HIBA)… Các phối tử hữu 

cơ này thường được dùng làm dung dịch để rửa tách các NTĐH bằng sắc kí trao đổi 

ion, dùng trong phân tích so màu hoặc chuẩn độ tạo phức xác định nồng độ các 

NTĐH. Gần đây, chúng được dùng trong các quá trình chiết phân chia các NTĐH. 

Ion La(III) có khả năng tạo phức với các phối tử hữu cơ photpho trung tính và 

axit. Các hợp chất điển hình cho hai loại này là tri- n- butylphotphat (TBP) và axit di - 

2 – etylhexylphotphoric (HDEHP). Ngoài ra, La(III) còn có khả năng tạo phức mạnh 

với axit humic [4], [5], [10]. 

1.1.6.5. Một số thuốc thử quan trọng của lantan 

- Antipirin C (C 32 H 28 N 8 O 10 S 2 ) 

Thuốc thử này dùng để xác định La bằng phương pháp so màu. Phản ứng với 

La ở pH = 2,5 tạo thành hợp chất nội phức, phổ hấp thụ có 2 cực đại ở 735nm và 660 

nm trong đó 735 = 10 5 . 

- Axit dietyltriaminpentaaxetic (DTPA) (C 23 H 15 N 5 O 12 S 2 ) 

10

Hợp chất tan tốt trong nước và có cực đại phổ hấp thụ ở 550 – 660 nm. Người 

ta ứng dụng thuốc thử này để xác định La, Ce. 

1.1.6.6. Các hợp chất của La 

- Oxit La 2 O 3 

Là chất rắn màu trắng, khó nóng chảy, bền nhiệt, có dạng tinh thể lập phương, 

tỉ trọng d = 6,51 g/cm 3 ; t 0 nc = 2208 o C ; G 0 tt = -1600 kJ/mol. 

La 2 O 3 tác dụng với nước tạo thành hidroxit và phát nhiệt. Tan dễ trong axit tạo 

thành dung dịch chứa ion [La(H 2 O) n ] 3+ , nhưng sau khi nung sẽ mất hoạt tính hóa học. 

La 2 O 3 không tác dụng với dung dịch kiềm nhưng tan trong kiềm nóng chảy tạo 

ra lantanat NaLaO 2 rất bền nhiệt và bền hóa học. 

Người ta điều chế La 2 O 3 bằng cách nhiệt phân hidroxit, oxalat của La ở 800 0 C – 

1200 0 C trong không khí. 

- Lantan(III) hidroxit(La(OH) 3 ) 

Là chất kết tủa vô định hình, phân hủy khi đun nóng, không tan trong nước có tính 

bazơ khá mạnh, tính bazơ nằm giữa Mg(OH) 2 và Al(OH) 3 . Giá trị pH bắt đầu kết tủa 

La(OH) 3 nằm trong khoảng 7,3 - 8,4. 

La(OH) 3 tan trong kiềm nóng chảy tạo hợp chất lantanat. 

- Các muối của lantan 

Muối của La giống nhiều với muối Ca. Các muối clorua, nitrat, sunfat tan 

trong nước; các muối florua, cacbonat, photphat, oxalat không tan. Các muối tan khi 

kết tinh đều ở dạng hidrat như LaBr 3 . 6H 2 O, La(NO 3 ) 3 . 6H 2 O; các muối này bị thủy 

phân một phần trong dung dịch nước. 

+ Lantan halogenua LaX 3 

Là những chất ở dạng tinh thể có cấu tạo ion. Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi 

đều cao và giảm xuống từ bromua đến iodua. LaF 3 khan không tan trong nước còn các 

halogenua khác hút ẩm và chảy rửa khi để trong không khí ẩm. Được nghiên cứu 

nhiều hơn cả là triclorua và triflorua. 

LaCl 3 khan có khả năng hấp thụ khí NH 3 tạo nên amoniacat. 

+ Lantan sunfat La 2 (SO 4 ) 3 

Tan trong nước, khi kết tinh từ dung dịch ở dạng hidrat La 2 (SO 4 ) 3. 8H 2 O. Khi 

đun nóng ở 600 – 650 0 C, các hidrat mất nước biến thành muối khan. 

11

La 2 (SO 4 ) 3 dễ tạo muối kép với muối sunfat kim loại kiềm hay amoni. Các muối 

kép này không tan trong dung dịch bão hòa muối sunfat kim loại kiềm hay amoni, 

khác với muối sunfat kép của đất hiếm nhóm ytri tan nhiều. Sự khác nhau về độ tan 

của muối sunfat kép được dùng để phân chia sơ bộ đất hiếm thành hai nhóm. 

+ Lantan nitrat La(NO 3 ) 3 

Dễ tan trong nước khi kết tinh từ dung dịch ở dạng hidrat. Nhưng hidrat này hút 

ẩm và dễ chảy rửa trong không khí. Khi đun nóng chậm trong không khí, hidrat mất 

nước biến thành muối bazơ không tan trong nước và cuối cùng biến thành oxit. 

La(NO 3 ) 3 được điều chế bằng cách hòa tan oxit, hidroxit hay cacbonat của La 

trong dung dịch HNO 3 . 

+ Lantan cacbonat La 2 (CO 3 ) 3 

Là chất ở dạng kết tủa, thực tế không tan trong nước nguội nhg khi đun nóng 

nó chuyển thành cacbonat bazơ: La 2 (CO 3 ) 3 + H 2 O 2La(OH)CO 3 + CO 2 

La 2 (CO 3 ) 3 được dùng làm chất đầu dể điều chế các oxit hay hợp chất khác 

nhau của La [10]. 

1.2. ỨNG DỤNG CỦA CÁC NGUYÊN TỐ ĐẤT HIẾM 

1.2.1. Trong công nghiệp 

Các NTĐH có rất nhiều ứng dụng trong hầu hết các lĩnh vực khoa học kỹ thuật 

và vai trò của nó trong công nghệ chế tạo vật liệu là không thể thay thế được. 

Các NTĐH được dùng làm xúc tác crackinh dầu mỏ, xúc tác trong quá trình tổng 

hợp amoniac, xilen và nhiều hợp chất hữu cơ khác. NTĐH còn dùng làm xúc tác để 

làm sạch khí thải ô tô, xúc tác trong lò đốt rác y tế. So với các xúc tác cùng loại chứa 

nguyên tố quý (Pt), xúc tác chứa NTĐH bền nhiệt, bền hóa học, có hoạt tính cao hơn 

và điều quan trọng là giá thành rẻ hơn. Sau khi sử dụng một thời gian, xúc tác đất hiếm 

được phục hồi lại bằng cách rửa bằng HCl loãng. 

Trong công nghiệp thủy tinh, các NTĐH được sử dụng khá nhiều để khử màu và 

tạo màu cho thủy tinh như: Nd 2 O 3 (tím hồng), CeO 2 (vàng chanh), Pr 6 O 11 (xanh lá 

cây), Er 2 O 3 (hồng nhạt). Nd 2 O 3 còn được dùng trong quang học laze và dùng làm tụ 

điện gốm. 

Trong công nghiệp luyện kim, các NTĐH được dùng để cho thêm vào một số 

hợp kim. Thí dụ như để sản xuất gang biến tính người ta cho thêm các NTĐH. Do tác 

dụng của các NTĐH, không những một số tạp chất có hại trong gang bị loại ra mà cấu 

12

trúc của cacbon trong gang cũng biến đổi làm giảm tính giòn của gang và gang biến 

tính đó có thể thay thế thép. 

Trong lĩnh vực vật liệu từ, các NTĐH cũng đóng vai trò quan trọng. Các vật 

liệu từ chứa đất hiếm có độ phản từ và mật độ năng lượng từ cao, giá thành rẻ và 

được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực chế tạo động cơ điện, máy gia tốc proton, máy 

tính. Đó là các hợp kim NdFeB, SmCo 6 , SmFeCu có từ tính mạnh gấp nhiều lần so 

với nam châm làm bằng sắt và như vậy, các hợp kim trên cho phép thu nhỏ động cơ 

điện. Chẳng hạn một nam châm bằng sắt nặng 40kg có thể thay thế bằng một nam 

châm làm bằng hợp kim của Samari và Coban chỉ nặng 2,45kg với giá thành giảm 

50%. 

Các nguyên tố đất hiếm còn được sử dụng trong việc chế tạo vật liệu phát 

quang có hiệu suất cao và ít tốn năng lượng. 

Khoảng những năm 1950, người ta bắt đầu dùng halophotphat canxi để chế tạo 

đèn ống. Từ những năm 1979, đèn ba màu xuất hiện trên thị trường. Vật liệu huỳnh 

quang dùng chế tạo đèn ba màu là hỗn hợp chứa đất hiếm sau: BaMg 2 Al 6 O 27 (Eu 2+ ): 

xanh da trời, CeMgAl 11 O 19 (Tb 3+ ): xanh lá cây, Y 2 O 3 (Eu 3+ ): đỏ. 

Hỗn hợp của ba loại bột huỳnh quang nói trên phát ra ánh sáng trắng. So với 

đèn ống dùng halophotphat canxi, đèn ba màu phát ra ánh sáng trắng gần ánh sáng tự 

nhiên hơn và cho phép tiết kiệm năng lượng điện. 

Trong các máy chụp Rơnghen có một chi tiết quan trọng – tấm tăng quang đặt 

trước phim chụp. Nó biến tia Rơnghen thành ánh sáng ở vùng nhìn thấy để có thể tác 

dụng lên phim ảnh. Các loại bột huỳnh quang chứa đất hiếm dùng để chế tạo tấm tăng 

quang có công thức như sau: BaFCl(Eu 3+ ); LaOBr(Tm 3+ ); LaOBr(Tb 3+ ).Gd 2 O 2 S(Th 3+ ). 

Từ năm 1988, Viện Vật Lý thuộc Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã 

tiến hành chế tạo tấm tăng quang chứa LaOBr(Tb 3+ ). Kết quả thử nghiệm đã cho thấy 

tấm tăng quang có chứa đất hiếm tự chế có độ nhạy cao hơn hẳn so với tấm tăng quang 

thường dùng CaWO 4 , giảm được thời gian chụp Rơnghen, cho phép giảm liều lượng 

chiếu xạ đối với bệnh nhân [4], [5], [10], [20], [21], [23]. 

1.2.2. Trong nông nghiệp 

Việc ứng dụng các NTĐH trong nông nghiệp được tiến hành từ năm 1972 ở 

Trung Quốc. Kết quả thu được cho thấy đất hiếm có ảnh hưởng tới hơn 20 loại cây 

trồng [21]. Trong quá trình khảo sát đã xác định hàm lượng đất hiếm phù hợp dùng 

13

cho các loại cây khác nhau. Trung bình 1g đất hiếm đủ để pha dung dịch ngâm 10 kg 

hạt giống, tăng năng suất 10%. Kết quả nghiên cứu về vai trò sinh lí của đất hiếm cho 

thấy đất hiếm có khả năng tăng hàm lượng chlorophyl, thúc đẩy quá trình quang hợp 

và làm tăng khả năng kháng bệnh của cây trồng, bảo vệ được môi trường (không làm 

cho các loài vật sống chung bị tiêu diệt, không thoái hóa chất độc như các loại thuốc 

trừ sâu). Phân bón loại này rất nhỏ (cỡ % 0 ,% 00 ) có tác dụng làm tăng hàm lượng chất 

diệp lục của cây, tăng sự hấp thụ các chất dinh dưỡng đa lượng và vi lượng, tăng khả 

năng chống chịu điều kiện thời tiết hết sức khắc nghiệt. Đó là một trong những nguyên 

nhân chính làm tăng năng suất và chất lượng sản phẩm thu hoạch [22], [23]. 

Song với việc nghiên cứu ứng dụng các nguyên tố vi lượng và các NTĐH trong 

nông nghiệp, các nhà khoa học đã nghiên cứu ảnh hưởng của đất hiếm đối với cơ thể 

sống bằng cách trộn đất hiếm vào thức ăn của khỉ. Kết quả nghiên cứu cho thấy, ở một 

giới hạn nhất định, đất hiếm hoàn toàn không độc đối với cơ thể sống [23]. 

Về mặt sinh thái, đất hiếm có tác dụng rõ rệt tới sự phát triển của lá và rễ, đặc 

biệt rõ rệt nhất đối với cây họ đậu [4], [5], [20]. 

Phương pháp sử dụng đất hiếm trong nông nghiệp thay đổi tùy theo từng loại 

cây, loại đất và điều kiện thời tiết. Đối với cây thời vụ, nồng độ 0,01 – 0,03% là thích 

hợp nhất. Ngược lại cây ăn quả đòi hỏi nồng độ cao hơn 0,05 – 0,1%. 

Hiệu quả kinh tế của việc sử dụng đất hiếm trong nông nghiệp: hơn 90% cây 

trồng trong đó có ngũ cốc, rau, cây ăn quả được xử lí bằng đất hiếm cho năng suất tăng 

từ 5 – 10% hoặc cao hơn. 

Ở nước ta, Viện Thổ nhưỡng và Nông hóa (Bộ Nông Nghiệp và Lương thực 

Thực phẩm) đã phối hợp với Viện Vật Lý (Viện Khoa Học Việt Nam) nghiên cứu ảnh 

hưởng của đất hiếm đến tốc độ sinh trưởng của cây đậu tương, cây lạc và cây chè. Kết 

quả sơ bộ cho thấy, dung dịch đất hiếm làm tăng sinh khối khoảng 15% [4], [5], [15]. 

Gần đây các nghiên cứu thử nghiệm phân bón vi lượng đất hiếm của trường Đại học 

Sư phạm thuộc Đại học Huế trên các loại cây trồng lâu năm như: Thanh trà, cam, cà 

phê và một số loại cây nông nghiệp ngắn ngày khác đều cho năng suất tăng từ 8-15% 

[10], [11], [12], [13]. 

Hiện nay các thí nghiệm sử dụng đất hiếm trong nông nghiệp còn đang được tiến hành. 

14

1.3. AXIT XITRIC 

1.3.1. Giới thiệu về axit xitric 

Axit xitric còn gọi là axit limonic, là một axit hữu cơ yếu và là một axit ba lần 

axit. Nó là một chất bảo quản tự nhiên và cũng được sử dụng để bổ sung vị chua cho 

thực phẩm hay các loại nước ngọt. Trong hóa sinh học, axit xitric là tác nhân trung 

gian quan trọng trong chu trình trao đổi chất của hầu hết các loại sinh vật. Nó cũng 

được coi là tác nhân làm sạch tốt về mặt môi trường và đóng vai trò của chất chống oxi 

hóa. 

Axit xitric tồn tại trong các loại rau quả, chủ yếu là các loại quả của chi Citrus. 

Các loài chanh có hàm lượng cao axit xitric; có thể tới 8% khối lượng khô trong quả 

của chúng. Hàm lượng của axit xitric trong quả cam, chanh nằm trong khoảng từ 0,005 

mol/l đối với các loài cam và bưởi chùm tới 0,030 mol/l. Các giá trị này cũng phụ 

thuộc vào các điều kiện đất đai và môi trường gieo trồng. 

1.3.2. Tính chất của axit xitric 

Ở nhiệt độ phòng, axit xitric là chất bột kết tinh màu trắng. Nó có thể tồn tại 

dưới dạng khan (không chứa nước) hay dưới dạng ngậm một phân tử nước 

(monohidrat). Dạng khan kết tinh từ nước nóng, trong khi dạng monohidrat hình thành 

khi axit xitric kết tinh từ nước lạnh. Dạng monohidrat có thể chuyển hóa thành dạng 

khan khi nung nóng tới trên 74 0 C. Axit xitric cũng hòa tan trong etanol khan tuyệt đối 

(76 phần axit xitric trên mỗi 100 phần etanol) ở 15 0 C. 

Về cấu trúc hóa học, axit xitric chia sẻ các tính chất của các axit cacboxylic 

khác. Khi bị nung nóng trên 175 0 C, nó bị phân hủy để giải phóng dioxit cacbon và 

nước. 

Bảng 1.5: Một số tính chất vật lí của axit xitric 

Công thức phân tử axit xitric C 6 H 8 O 7 

Danh pháp IUPAC Axit 2-hidroxypropan-1,2,3-tricacboxylic 

Tên khác 

Axit 3-hidroxypentandioic axit 3-cacboxylic 

Phân tử gam 

192,123 g/mol (khan); 

210,14 g/mol (monohidrat) 

Hình dạng bên ngoài 

Chất rắn kết tinh màu trắng 

Tỷ trọng 1,665 g/cm 3 

15

Điểm nóng chảy 

153 0 C 

Điểm sôi 

Phân hủy ở 175 0 C 

Độ hòa tan trong nước 133 g/100 ml (20 0 C) 

Độ axit (pK a ) pK a1 =3,15 pK a2 =4,77 pK a3 =6,40 

Nguy hiểm chính 

Kích ứng da và mắt 

Điểm bắt lửa 

174 0 C 

1.3.3. Ứng dụng của axit xitric 

Năm 2007, tổng sản lượng sản xuất axit xitric trên khắp thế giới là khoảng 

1.700.000 tấn. Trên 50% sản lượng này được sản xuất tại Trung Quốc. Trên 50% được 

sử dụng như là chất tạo độ chua trong các loại đồ uống và khoảng 20% trong các ứng 

dụng thực phẩm khác, 20% cho các ứng dụng chất tẩy rửa và 10% cho các ứng dụng 

phi thực phẩm khác như hóa mỹ phẩm và công nghiệp hóa chất. 

Trong vai trò của một phụ gia thực phẩm, axit xitric được sử dụng như là chất 

tạo hương vị và chất bảo quản trong thực phẩm và đồ uống, đặc biệt là các loại đồ 

uống nhẹ. Nó được ký hiệu là E330. Các muối xitrat của các kim loại khác nhau được 

sử dụng để tổng hợp các khoáng chất vi lượng ở dạng có thể sử dụng được về mặt sinh 

học, làm các chất bổ sung dinh dưỡng. Tính chất đệm của các xitrat được sử dụng để 

kiểm soát pH trong các chất tẩy rửa dùng trong gia đình và trong dược phẩm. Tại Hoa 

Kỳ, độ tinh khiết của axit xitric cần thiết để làm phụ gia thực phẩm được định nghĩa 

bởi Food Chemical Codex (FCC), được công bố trong Dược điển Hoa Kỳ (USP). 

Khả năng của axit xitric trong chelat các kim loại làm cho nó trở thành hữu ích 

trong xà phòng và các loại bột giặt. Bằng sự chelat hóa các kim loại trong nước cứng, 

nó làm cho các chất tẩy rửa này tạo bọt và làm việc tốt hơn mà không cần phải làm 

mềm nước. Theo kiểu tương tự, axit xitric được dùng để tái sinh các vật liệu trao đổi 

ion dùng trong các chất làm mềm nước bởi nó kết tủa các ion kim loại đã tích lũy như 

là các phức chất xitrat. 

Axit xitric được sử dụng trong công nghệ sinh học và công nghiệp dược phẩm 

để thụ động hóa các hệ thống ống dẫn cần độ tinh khiết cao (thay cho việc sử dụng axit 

nitric. Vì axit nitric bị coi là nguy hiểm và khó xử lý khi sử dụng cho mục đích này, 

trong khi axit xitric thì không) 

16

Axit xitric là thành phần hoạt hóa trong một số dung dịch tẩy rửa vệ sinh nhà 

bếp và phòng tắm. Dung dịch với hàm lượng 6% axit xitric sẽ loại bỏ các vết bẩn do 

nước cứng từ thủy tinh mà không cần phải lau chùi. Trong công nghiệp nó được dùng 

để đánh tan lớp gỉ trên bề mặt thép. 

Axit xitric cũng có thể thêm vào kem để giữ cho các giọt mỡ nhỏ tách biệt nhau 

cũng như thêm vào các công thức chế biến nước chanh tươi tại chỗ. Axit xitric cũng 

được dùng cùng bicacbonat natri trong một loạt các công thức tạo bong bóng (bọt) khí, 

cho cả các dạng thực phẩm (chẳng hạn làm xốp các loại bánh bột) và cũng được sử 

dụng để làm sạch dầu mỡ bám chặt trên các dụng cụ. 

Axit xitric cũng dùng nhiều trong sản xuất rượu vang như là chất thay thế hay 

bổ sung khi các loại quả chứa ít hay không có độ chua tự nhiên. Nó có thể được sử 

dụng trong một số loại dầu gội đầu để rửa sạch các chất sáp và thuốc nhuộm từ tóc. 

Axit xitric cũng được sử dụng như là nước rửa lần hai (sau nước hiện hình) 

trong xử lý phim chụp ảnh trước khi dùng nước định hình. Nước rửa đầu tiên thường 

hơi kiềm nên nước rửa có tính axit nhẹ sẽ trung hòa nó, làm tăng hiệu quả của việc rửa 

ảnh so với dùng nước thường. 

Axit xitric cũng được dùng như là một trong các thành phần hoạt hóa trong sản 

xuất các mô kháng virus. 

Axit xitric cũng được sử dụng như là tác nhân chính để làm chín trong các công 

đoạn đầu tiên của quá trình sản xuất phomat mozzarella. 

Axit xitric được hầu hết các quốc gia và tổ chức quốc tế công nhận là an toàn để 

sử dụng trong thực phẩm. Nó hiện diện tự nhiên trong gần như mọi dạng của sự sống, 

các lượng axit xitric dư thừa dễ dàng trao đổi và bài tiết ra khỏi cơ thể. Tuy nhiên, việc 

tiếp xúc với axit xitric khô hay đậm đặc có thể gây ra kích ứng da và mắt, vì thế bảo 

hộ lao động nên được sử dụng khi tiếp xúc với axit xitric. Việc sử dụng quá nhiều axit 

xitric cũng dễ làm tổn hại men răng. Tiếp xúc gần với mắt có thể gây bỏng và làm mờ 

thị giác. 

1.4. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU PHỨC CHẤT 

Có nhiều phương pháp nghiên cứu phức chất NTĐH. Ở đây, chúng tôi chỉ nêu 

một số phương pháp vật lý hiện đại được sử dụng trong đề tài này để nghiên cứu đặc 

17

trưng của phức chất đã tổng hợp được là phương pháp phổ hồng ngoại, phương pháp 

phân tích nhiệt. 

1.4.1. Phƣơng pháp phổ hồng ngoại 

Phổ hồng ngoại là phương pháp vật lí hiện đại có thể cho nhiều thông tin quan 

trong về thành phần và cấu tạo của phức chất. Dưới tác dụng của điện trường của ion 

trung tâm và sự tạo thành liên kết phối trí khi tạo phức, cấu hình hình học của phối tử 

và lớp vỏ eletron của ion trung tâm bị biến đổi, gây ra sự thay đổi mật độ eletron trên 

các mối liên kết, thay đổi độ phân cực của liên kết, kiểu lai hóa của các nguyên tử 

trong phối tử… Những biến đổi đó có thể được phản ánh trực tiếp trong phổ hấp thụ 

hồng ngoại của phức chất . 

Theo quan niệm dao động nhóm, những nhóm nguyên tử giống nhau trong các 

phân tử có cấu tạo khác nhau sẽ có những dao động định vị thể hiện ở những tần số 

giống nhau. Những tần số ứng với những dao động nhóm rất có ích trong việc nhận ra 

các nhóm nguyên tử giống nhau trong phân tử, vì vậy được gọi là tần số đặc trưng 

nhóm. Bảng 1.6 trích ra tần số đặc trưng nhóm của một số nhóm nguyên tử, ở đó 

cường độ vân phổ được viết tắt như sau: m (mạnh), tb (trung bình), y (yếu), bđ (biến 

đổi). 

Bảng 1.6: Tần số đặc trưng nhóm của một số nhóm nguyên tử 

Nhóm Tần số (cm -1 ) Nhóm Tần số (cm -1 ) 

O – H 3650 – 3200 (bđ) C = O 1850 – 1650 (m) 

N – H 3500 – 2900 (tb) C = C 1650 (tb – y) 

C – H 3300 – 2700 (m - tb) NO 2 1550 (m) và 1350 (m) 

S - H 2550 (tb - y) SO 2 1330 (m) và 1150 (m) 

Tần số đặc trưng nhóm phụ thuộc vào mối liên kết giữa các nguyên tử trong 

nhóm tức phụ thuộc vào độ bền vững của liên kết và khối lượng của các nguyên tử 

tham gia liên kết, phần còn lại của phân tử gây ảnh hưởng đến tần số đặc trưng nhóm 

thông qua các hiệu ứng electron, hiệu ứng không gian và liên kết hidro nội phân tử. 

Tần số tỉ lệ nghịch với khối lượng rút gọn tức cũng tỉ lệ nghịch với khối lượng các 

nguyên tử tham gia liên kết. Khi thay nguyên tử bằng một nguyên tử đồng vị khác, bản 

18

chất của liên kết hóa học không thay đổi nhưng tần số sẽ biến đổi. Do đó, việc thế 

đồng vị có thể dùng để kiểm tra sự quy kết các vân phổ hồng ngoại. Bảng 2.2: dẫn ra 

chi tiết tần số hấp thụ của một số liên kết thường gặp 

Bảng 1.7: Tần số hấp thụ của một số liên kết thường gặp 

Nhóm Tần số (cm -1 ) Kí hiệu Ghi chú 

-CH 3 

>CH 2 2960 – 2850 (m) CH Thường 2 hoặc 3 vân 

-CH 2890 – 2880 (y) CH 

-CH 3 

>CH 2 1470 – 1430 CH 

Dao động biến dạng 

-OH tự do 3650 – 3590 (bđ) OH Thường nhon 

-OH liên kết hidro 3600 – 3200 OH Thường tù 

-OH liên kết hidro nội 

phân tử 

3200 – 2500 (bđ) OH 

OH của axit cũng ở vùng 

này 

H 2 O kết tinh (mẫu rắn) 

1640 – 1615 (y) 

OH 

Vết nước trong KBr gây ra 

H 2 O ẩm 

3500 – 3450 

OH 

một vân rộng ở 3450 cm -1 

-NH 2 3490 (tb) NH kđx 

Thường có 2 vân 

>NH 3450 – 3300 NH 

Ở amin thơm cao hơn 

amin béo 

-NH 2 , >NH liên kết 

hidro 

-NH + 3 (aminoaxit) 

-NH + 3 (muối của amin) 

3300 – 3000 NH 

3130 - 3030 (tb) 

3000 NH 

+ 

Khi liên kết hidro liên 

phân tử, vân hấp thụ 

mạnh và phức tạp 

Đo ở thể rắn (có thể 

có vài vân rộng ở 

19

Nhóm Tần số (cm -1 ) Kí hiệu Ghi chú 

2500 – 2000 cm -1 ) 

NH 2 + , -NH + , =NH + 2700 – 2250 (tb) NH 

+ 

Đo ở thể rắn 

-COOH 3300 - 2500 

Vân OH liên kết hidro thể hiện ở 

3300 – 2500 cm -1 thường có cực đại ở 

vùng 3000 cm -1 và xen phủ vào vùng 

C=O tự do ở 1780 cm -1 nhưng không 

quan sát thấy 

Sự tạo thành mối liên hệ kim loại – phối tử làm xuất hiện trong phổ dải hấp thụ 

ứng với dao động hóa trị của chúng. Do khối lượng nguyên tử của kim loại tương đối 

lớn và độ bền phối trí của các NTĐH khá nhỏ nên nói chung dải hấp thụ của dao động 

hóa trị kim loại – phối tử phải xuất hiện ở vùng tần số thấp, thường nằm trong khoảng 

300 – 600 cm -1 đối với các liên kết Ln – O, Ln – N. Khi có mặt đồng thời các mối liên 

kết Ln – O và Ln – N trong một phức chất, việc quy gán các dải hấp thụ cho các dao 

động hóa trị của chúng trở nên phức tạp bởi vì với mỗi phối tử có cấu trúc khác nhau, 

tần số dao dộng của các liên kết đó bị thay đổi khá nhiều. 

Phổ hồng ngoại cũng có thể cho khả năng phân biệt sự khác nhau về vai trò của 

các nhóm chức đối với sự tạo phức. Chẳng hạn, người ta quan sát được dải hấp thụ ở 

1670 cm -1 xuất hiện trong phổ của phức dipivaloylmetanat của các NTĐH từ Gd – Er, 

chứng tỏ trong chúng có mặt các nhóm C=O không phối trí, bởi dải này không xuất 

hiện trong phổ các phức tương tự của các NTĐH từ Nd – Eu. Từ đó có thể suy luận 

rằng cấu tạo của các phức dipivaloylmetanat thuộc hai nhóm này là khác nhau [7], [9], 

[14], [16], [25]. 

1.4.2. Phƣơng pháp phân tích nhiệt 

Phương pháp phân tích nhiệt là phương pháp phân tích vật lý thuận lợi để 

nghiên cứu các phức chất rắn. Các hiệu ứng kèm theo các quá trình biến đổi lý học 

hay hóa học của mẫu thể hiện các pic trên đường DTA. Nghiên cứu các phức chất 

bằng phương pháp phân tích nhiệt có thể cho phép kết luận về số lượng và đặc điểm 

phối trí của các phân tử nước hay của các phối tử trung hòa trong thành phần phức 

chất. 

20

Có nhiều kĩ thuật khác nhau trong phương pháp phân tích nhiệt, trong đó hai 

kỹ thuật thường được sử dụng là khảo sát sự thay đổi trọng lượng theo nhiệt độ (TGA) 

và phân tích nhiệt vi sai (DTA). 

Nguyên lí của TGA là khảo sát sự thay đổi trọng lượng của mẫu khi thực 

hiện chương trình nhiệt độ. Sự thay đổi bao gồm cả tăng và giảm trọng lượng. Yêu 

cầu có thể áp dụng kĩ thuật TGA là quá trình cần khảo sát phải gồm quá trình giải 

phóng hoặc hấp thụ khí do những nguyên nhân lý hóa nào đó khi thực hiện chương 

trình nhiệt độ. Để nhận biết một số đặc trưng của giản đồ TGA, người ta thường 

nhận giản đồ dưới dạng vi sai (DTA). Điều này thật sự thuận tiện khi cần phân tích 

các quá trình gồm nhiều quá trình con chồng chập lên nhau. Trên giản đồ DTA, dễ 

nhận ra các thành phần chồng phủ nhau hơn so với trên giản đồ TGA. Dù vậy 

không nên hiểu DTA như là một kỹ thuật khác với TGA hay là giàu thông tin hơn 

TGA mà chỉ nên hiểu đó là một dạng thức của giản đồ TGA. 

Nguyên lí kỹ thuật của DTA là phát hiện sự chênh lệch nhiệt độ của mẫu trong 

quá trình thực hiện chương trình nhiệt độ bằng cách so sánh nhiệt độ. Kỹ thuật này liên 

quan tới hiện tượng thu hay tỏa nhiệt khi xảy ra quá trình biến đổi. Nói cách khác nhờ 

kỹ thuật DTA có thể nghiên cứu các quá trình xảy ra có kèm theo hiệu ứng tỏa nhiệt 

hay thu nhiệt. 

Từ đặc điểm của giản đồ thường TGA hoặc DTA có thể xác định định tính và 

định lượng các hiệu ứng khối lượng mẫu trong những khoảng nhiệt độ nhất định. 

Những hiệu ứng này tương ứng với những quá trình thoát khí, thăng hoa hay bay hơi 

do sự phân hủy nhiệt của mẫu. Các hiệu ứng thu nhiệt hay tỏa nhiệt kèm theo các quá 

trình biến đổi lý học hoặc hóa học của mẫu thể hiện ở các pic trên đường DTA: pic có 

cực đại ứng với hiệu ứng tỏa nhiệt, pic có cực tiểu ứng với hiệu ứng thu nhiệt. Không 

phải tất cả các biến đổi năng lượng trên giản đồ DTA đều đi kèm với các biến đổi khối 

lượng trên đường TGA hay DTA. Dựa vào sự khác nhau này có thể phân biệt những 

biến đổi vật lý với các biến đổi hóa học của mẫu xảy ra nhờ nhiệt độ [14], [15]. 

1.5. GIỚI THIỆU VỀ CÂY CÀ CHUA 

Cà chua là cây trồng thuộc họ cà (Solannaceae), có tên khoa học là 

Lycopersicon, esculentum Mill, cà chua con có nhiều tên gọi khác nhau như: 

Lycopersicum, S.lycopersicon, L.kort… Có nguồn gốc từ Nam Mỹ, là loại rau ăn quả. 

21

Cà chua là cây dài ngày, tự thụ phấn. Quả cà chua mọng có chứa nhiều vitamin C nên 

có vị chua, khi chín có màu vàng hoặc đỏ, có nhiều hình dạng: tròn, dẹt, có cạnh, có 

múi… 

Cà chua được dùng trong chế biến thực phẩm, tạo vị ngon và màu sắc hấp dẫn. 

Ngoài ra cà chua còn có tác dụng khá tốt trong việc chăm sóc và bảo vệ sức khỏe. Lá 

cà chua có nơi dùng chữa bệnh về huyết áp và các bệnh ngoài da [2], 3. 

1.5.1. Đặc điểm thực vật học 

1.5.1.1. Hệ rễ 

Rễ cây cà chua thuộc loại rễ chùm, có khả năng ăn sâu trong đất. Rễ phụ cấp 2 

phân bố dày đặc trong đất ở thời kỳ cây sinh trưởng mạnh. Khi gieo thẳng rễ cà chua 

có thể ăn sâu tới 1,5m, nhưng ở độ sâu dưới 1m rễ ít, khả năng hút nước và chất dinh 

dưỡng ở tầng đất 0,5m yếu. Hệ rễ phân bố chủ yếu ở tầng đất 0-30cm. Khả năng tái 

sinh của hệ rễ cà chua mạnh, khi rễ chính bị đứt, rễ phụ phát triển mạnh. Trong quá 

trình sinh trưởng hệ rễ chịu ảnh hưởng lớn của điều kiện môi trường như nhiệt độ đất 

và ẩm độ đất v.v… [3] 

1.5.1.2. Thân 

Đặc tính của cây cà chua là bò lan ra xung quanh hoặc mọc thành bụi. Căn cứ 

vào đặc điểm sinh trưởng chiều cao cây có thể phân thành 3 loại: 

+ Loại lùn: Cây thấp, chiều cao cây dưới 65 cm, cây lùn mập, khoảng cách giữa 

các lóng ngắn, loại này trong sản xuất ít phải tạo hình, hạn chế việc tỉa cành, số cành 

từ 3-4, tùy theo tình hình sinh trưởng của cây, không phải làm giàn, tăng mật độ hợp lý 

để tăng năng suất trên đơn vị diện tích. Loại này thích hợp cho thu hoạch bằng máy 

3. 

+ Loại cao: Cây cao trên 120 cm đến 200 cm như cà chua Múi Hà Nội, cà chua 

Phổ Yên (Thái Nguyên), P375, Red Grow 250, thân lá sinh trưởng mạnh 3. 

+ Loại cao trung bình: Một số tác giả D.H. Van Sloten (1975), Tạ Thu Cúc 

(2004) v.v… cho rằng giữa 2 loại thấp cây và cao cây còn có loại trung gian. 

Loại này có chiều cao 65 cm đến dưới 120 cm, thân lá sinh trưởng mạnh. Loại 

này thích hợp cho nhiều vùng sinh thái, đặc biệt là cà chua xuân hè và cà chua thời vụ 

(trồng sau mùa sớm ở vùng đồng bằng sông Hồng). Sự phân loại này cũng chỉ là tương 

đối vì chiều cao cây còn phụ thuộc vào kỹ thuật trồng trọt 3. 

22

1.5.1.3. Lá 

Lá cà chua là đặc trưng hình thái để phân biệt giống này với giống khác. Lá cà 

chua thuộc lá kép lông chim lẻ, mỗi lá hoàn chỉnh gồm 3-4 đôi lá chét tùy theo giống 

ngọn lá có một phiến lá riêng biệt gọi là lá đỉnh. Ở giữa các đôi lá chét còn có lá giữa, 

trên gốc lá chét có những phiến lá nhỏ gọi là lá bên. Bộ lá có ý nghĩa quan trọng đối 

với năng suất, số lá trên cây ít, khi lá bị bệnh hại sẽ ảnh hưởng lớn đến năng suất quả 

3. 

1.5.1.4. Hoa 

Hoa cà chua thuộc loại hoa hoàn chỉnh (gồm lá đài, cánh hoa, nhị và nhụy). Cà 

chua tự thụ phấn là chủ yếu, do đặc điểm cấu tạo của hoa. Các bao phấn bao quanh 

nhụy, thông thường vị trí của nhụy thấp hơn nhị. Núm nhụy thường thành thục sớm 

hơn phấn hoa. Hoa cà chua nhỏ, màu sắc không sặc sỡ, không có mùi thơm, nên không 

hấp dẫn côn trùng. Tỷ lệ thụ phấn chéo cao hay thấp phụ thuộc vào cấu tạo của hoa, 

giống và thời vụ gieo trồng 3. 

Màu sắc của cánh hoa thay đổi theo quá trình phát triển từ vàng xanh, vàng tươi rồi 

đến vàng úa. Căn cứ vào đặc điểm ra hoa của cà chua có thể phân thành 3 loại: 

- Loại hình sinh trưởng hữu hạn: Cây thấp, chiều cao cây dưới 65 cm, thân cây 

mập, chồi nách phát triển mạnh, cây có dạng bụi. Vị trí chùm hoa thứ nhất thấp, khi 

trên thân chính có từ 7-8 lá thì xuất hiện chùm hoa thứ nhất. 

- Loại hình sinh trưởng bán hữu hạn: Cây cao trung bình trên 65 cm đến dưới 

120 cm, thân lá sinh trưởng tốt. Vị trí chùm hoa thứ nhất thấp, khi trên thân chính có 

7-8 lá (có trường hợp 9-10 lá) thì xuất hiện chùm hoa thứ nhất, sau đó cách 1-2 lá (có 

trường hợp 2-3 lá) thì có chùm hoa tiếp theo, khi trên thân chính có 7-8 chùm, cây 

ngừng sinh trưởng chiều cao. Loại hình sinh trưởng này thích hợp cho nhiều mùa vụ 

và nhiều vùng sinh thái, năng suất cao, chất lượng tốt. 

- Loại hình sinh trưởng vô hạn: Cây cao trên 120 cm, thân lá sinh trưởng tốt, xum 

xuê, có những giống cao trên 200 cm (P375, Múi Hà Nội), chồi nách phát triển mạnh, 

đặc biệt trong điều kiện nhiệt độ cao và độ ẩm không khí cao. Vị trí chùm hoa thứ nhất 

cao, khoảng cách giữa các lóng dài. Khi trên thân chính có từ 9-10 lá (có trường hợp 

10-12 lá) thì xuất hiện chùm hoa thứ nhất, sau đó cách 2-3 lá có chùm hoa tiếp theo 

cho đến khi cây già và chết. Loại hình này cho năng suất cao, chất lượng quả tốt. 

Nhược điểm của chúng là thời gian sinh trưởng dài 135-140 ngày nên ảnh hưởng đến 

bố trí thời vụ cây trồng tiếp theo. 

23

1.5.1.5. Quả 

Quả cà chua chín thuộc loại quả mọng bao gồm: vỏ, thịt quả,vách ngăn, giá noãn. 

Quả cà chua cấu tạo từ 2 ngăn đến nhiều ngăn. Hầu hết các giống trồng trọt, loại quả 

trung bình trở lên có trên 3 ngăn. 

Số quả trên cây của loài cà chua trồng trọt thay đổi rất lớn từ 4-5 quả đến vài 

chục quả, những giống có tỷ lệ đậu cao có thể đạt tới hàng trăm quả. Cà chua trồng lưu 

niên có tới hàng vạn quả. 

Khối lượng quả có sự chênh lệch đáng kể giữa loài và trong loài cà chua trồng trọt 

từ 2-3 g đến 200-300 g. Căn cứ vào khối lượng quả có thể phân loại thành 3 cấp: quả nhỏ 

có khối lượng dưới 50 g, quả trung bình có khối lượng 50-100 g, quả to có khối lượng 100 

g. 

Số lượng quả trên cây tương quan rất chặt với năng suất, khối lượng quả cũng là 

tính trạng quan trọng ảnh hưởng đến năng suất cá thể. Khi chọn tạo giống các nhà chọn 

tạo giống thường quan tâm nhiều đến những tính trạng trên cây. Nếu số quả trên cây trên 

25 quả, khối lượng quả trên 80 g thì năng suất trên đơn vị diện tích sẽ cao 3. 

1.5.2. Giá trị dinh dƣỡng và ý nghĩa kinh tế 

Cà chua là loại rau ăn quả có giá trị dinh dưỡng cao, trong quả chín có nhiều 

đường, chủ yếu là đường glucoza, có nhiều vitamin: caroten, B 1 , B 2 , C; axit amin và 

các chất khoáng quan trọng: Ca, P, Fe.... 

Trong 100 g cà chua chín, phần ăn được có thành phần hóa học như sau: 

Muối khoáng và vitamin (mg%) 

Nước : 94,0 (g%) Ca : 12 B1 : 0,06 

Protein : 0,6 P : 26 B2 : 0,04 

Gluxit : 4,2 Fe : 1.4 C : 10,0 

Xenluloz : 0,8 Caritet : 2,0 

Tro : 0,4 PP : 0,5 

(Nguồn: Bảng thành phần hóa học thức ăn Việt Nam, 1992) 

Theo Edawrd C.Tegchelaar(1989) thì thành phần hóa học của cà chua như sau: 

Nước : 94-95% 

Chất khô : 5-6% 

Trong chất khô gồm có các chất chủ yếu sau: 

- Đường (glucaza, fructoza, sucroza): 55% 

24

- Chất không hòa tan trong rượu (protein, xenlulo, pectin, polysacarit): 12% 

- Chất vô cơ: 7% 

- Các chất khác (cartenoit, ascorbic, chất dễ bay hơi, amino axit, ...): 5% 

- Chất khô: 4,3-6,4% 

- Đường tổng số: 2,6-3,5% 

- Hàm lượng các chất tan: 3,4-6,2% 

- Axit tổng số: 0,22-0,72%. 

- Vitamin C: 17,1-38,81 mg% (Tạ Thu Cúc, 2004). 

Do có thành phần dinh dưỡng phong phú nên cà chua đã trở thành món ăn thông 

dụng của nhiều nước trên 150 năm nay và là cây rau ăn quả được trồng rộng rãi khắp 

các châu lục. Cà chua cũng là loại rau có nhiều cách sử dụng: có thể dùng để ăn như 

quả tươi, trộn salat, nấu canh, xào, nấu sốt vang và chế biến thành các sản phẩm như: 

cà chua cô đặc, tương cà chua, nước sốt nấm, cà chua nguyên quả và nước quả.... 

Theo FAO (1999), hiện nay có tới 158 nước trồng cà chua. Diện tích, năng suất 

và sản lượng cà chua trên thế giới như sau: 

Diện tích (1000 ha): 3.254 

Năng suất (tấn/ha) : 27,77 

Sản lượng (1000 tấn): 90.360 

Diện tích, năng suất và sản lượng cà chua của các châu lục: 

Tên châu 

Diện tích Năng suất Sản lượng 

(1000 ha) (tấn/ha) (1000 tấn) 

Châu Phi 558 19,21 10,728 

Châu Mỹ 300 44,66 13,419 

Châu Á 1,565 25,27 40,001 

Châu Âu 461 66,40 19,538 

Châu Đại Dương 10 41,18 411 

Những nước có diện tích cà chua trên 100.000 ha : 

Trung Quốc 

539 (1000 ha) 

Ấn Độ 350 

25

Ai Cập 170 

Mỹ 168 

Thổ Nhĩ Kỳ 158 

Nga 138 

Italia 114 

Những nước có năng suất cà chua cao (tấn/ha): 

Hà Lan 425,00 

Thụy Sỹ 383,33 

Thụy Điển 327,86 

Na Uy 291,00 

Ailen 201,00 

Đức 150,57 

Israel 102,88 

Áo 101,43 

Pháp 100,48 

(Nguồn: FAO OBS – Vol.12, N o 3, 4/1999) 

Cà chua là loại rau cho hiệu quả kinh tế cao và là mặt hàng xuất khẩu quan trọng 

của nhiều nước. 

Ở Đài Loan hàng năm xuất khẩu cà chua tươi với tổng giá trị là 925.000 USD và 

40.800 USD cà chua chế biến. Lượng cà chua trao đổi trên thị trường thế giới năm 

1999 là 36,7 triệu tấn, trong đó cà chua được dùng ở dạng quả tươi chỉ từ 

5-7%. Qua đó cho thấy, trên thế giới cà chua được sử dụng chủ yếu là các loại sản 

phẩm đã qua chế biến. Ở Mỹ (1997) tổng giá trị sản xuất 1 ha cà chua cao hơn 4 lần so 

với lúa nước, 20 lần so với lúa mì. 

Ở Việt Nam, cà chua được trồng khoảng trên 100 năm nay, diện tích trồng hàng 

năm biến động từ 12-13 ngàn ha. Cà chua là cây rau quan trọng của nhiều vùng 

chuyên canh, là cây trồng sau lúa mùa sớm cho hiệu quả kinh tế cao. Tùy theo đặc 

điểm của từng vùng sinh thái, thời vụ và kinh nghiệm sản xuất của nhà vườn mà có thể 

thu trên 1 đến 2-3 triệu đồng/sào ở Bắc bộ. 

26

Ở vùng Gia Lâm (Hà Nội) tổng giá trị sản xuất thu từ cà chua là 27.409.000 đ/ha, 

lãi 15.087.000 đ/ha (Bùi Thị Gia, 2000). Cà chua được trồng chủ yếu ở vùng đồng 

bằng sông Hồng và trung du Bắc bộ. Ở miền Nam có Đà Lạt (Lâm Đồng) nơi sản xuất 

cà chua cho năng suất cao ... song trong cả nước chưa có vùng sản xuất lớn. Cà chua 

đang được trồng rải rác ở nhiều nơi, đây cũng là khó khăn trong việc quy hoạch vùng 

sản xuất cà chua cho mục đích xuất khẩu và chế biến. 

Nước ta đã xây dựng và đưa vào khai thác một nhà máy chế biến cà chua cô đặc 

theo dây chuyền sản xuất hiện đại tại Hải Phòng với công suất 10 tấn nguyên liệu/giờ. Vì 

vậy việc quy vùng sản xuất cà chua để cung cấp nguyên liệu cho nhà máy đang trở nên 

cấp thiết. Nhiều tỉnh và thành phố như: Hà Nội, Hưng Yên, Hải Dương, Hải Phòng và 

Thái Bình sẽ là những vùng sản xuất cà chua quan trọng cho nhà máy chế biến 3. 

27

Chƣơng 2 

KỸ THUẬT THỰC NGHIỆM 

2.1. Thiết bị và dụng cụ 

Các thiết bị và dụng cụ cần thiết để tiến hành nghiên cứu, khảo sát quá trình điều 

chế phức lantan với axit xitric bao gồm: pH mét, máy khuấy từ gia nhiệt, máy ly tâm, 

cân phân tích, kính hiển vi, máy chụp ảnh, bình tam giác dung tích từ 100 ml đến 500 

ml, các loại cốc thủy tinh, các pipet, micropipet.... 

Phổ hồng ngoại được đo trên máy quang phổ kế hồng ngoại FTIR IMPACT 4010 

(CHLB Đức), phổ phân tích nhiệt được đo trên máy Shimadzu DTA-50, Shimadzu 

50H tại Khoa Hóa học ĐHKHTN ĐHQG- Hà Nội. 

2.2. Hóa chất 

- Các hóa chất sử dụng dạng P.A. như axit xitric, LaCl 3 , dung dịch amoniac, HCl, 

asenazo (III).... 

- Dung dịch chuẩn DTPA dùng để chuẩn độ La 3+ có khối lượng phân tử 393 đvC, 

độ sạch P.A. được pha chế như sau: cân 3,93 g DTPA, thêm 2ml dung dịch amoniac 

đậm đặc, thêm nước cất vào lắc đều, sau đó thêm dần nước cất vào đến vạch 1000 ml 

(pha trong bình định mức 1000 ml), ta được dung dịch chuẩn DTPA = 10 -2 M, chuẩn 

độ lại DTPA bằng dung dịch chuẩn Zn 2+ 10 -2 M. 

- Dung dịch đệm axetat 2 M, pH = 4,2: cân 80g NaOH, cho vào bình định mức 

1000 ml, thêm nước cất vào, hòa tan, để nguội. Sau đó, thêm dần 560 ml CH 3 COOH 

đậm đặc, khuấy đều rồi thêm nước cất đến vạch. 

2.3. Thực nghiệm 

Quá trình điều chế phức lantan xitrat được thực hiện như sau: Hút một thể tích 

chính xác dung dịch LaCl 3 có nồng độ đã biết cho vào ống ly tâm, kết tủa hidroxit 

La(OH) 3 bằng dung dịch amoniac với lượng hơi dư để kết tủa hết La 3+ . Nhỏ từ từ từng 

giọt dung dịch amoniac và dùng đũa thủy tinh khuấy để tạo kết tủa bông (sau khi 

khuấy ly tâm loại phần nước trong). Dùng nước cất để rửa sạch kết tủa bằng phương 

pháp gạn có ly tâm. Rửa cho đến khi nước rửa có pH khoảng bằng 7. Axit hóa nước 

28

ửa, định mức và chuẩn độ lượng La 3+ bị kéo theo bằng dung dịch DTPA với chỉ thị 

asenazo III trong dung dịch đệm axetat pH = 4,2. 

Lấy giá trị La 3+ ban đầu trừ đi lượng La 3+ bị kéo theo trong quá trình li tâm, sẽ 

tính được lượng La 3+ tạo kết tủa La(OH) 3 . Tính toán lượng axit xitric cần thiết để tác 

dụng ngay với La(OH) 3 mới sinh.Thêm một ít nước cất vào hỗn hợp La(OH) 3 và axit 

xitric, tiến hành khuấy và đun trên máy khuấy từ gia nhiệt ở nhiệt độ nhất định cho đến 

khi kết tủa tan hoàn toàn. 

Cô dung dịch trên bếp điều nhiệt ở nhiệt độ 55 – 60 0 C cho đến khi xuất hiện váng 

trên bề mặt, để nguội, cho vào bình hút ẩm trong vòng 2 ngày, thì thu được phức rắn 

có màu trắng. Lọc hút, thu phức và dung dịch lọc. 

Tiến hành chuẩn độ lượng La 3+ còn lại trong dung dịch lọc bằng dung dịch 

DTPA, chỉ thị asenazo III đệm axetat pH = 4,2 từ đó tính được lượng La 3+ đã tham gia 

tạo phức. 

Hiệu suất của phản ứng tạo phức được tính theo công thức sau: 

Trong đó: n 3 

: số mol La 3+ trong dung dịch ban đầu 

La bd 

n 

La 

3 

du 

: số mol La 3+ còn lại 

2.4. Thử nghiệm bón vi lƣợng lantan xitrat cho cây cà chua 

Thử nghiệm dung dịch phức lantan xitrat làm phân bón vi lượng cho cây cà chua 

ở phường Thủy Dương, thị xã Hương Thủy, Thừa Thiên Huế được tiến hành qua hai 

giai đoạn. Giai đoạn thứ nhất là tiến hành nghiên cứu thử nghiệm phun dung dịch phức 

lantan xitrat làm phân bón vi lượng cho cây cà chua non. Giai đoạn thứ hai là nghiên 

cứu thử nghiệm phun dung dịch phức lantan xitrat làm phân bón vi lượng cho cây cà 

chua trưởng thành. 

n 

3 

3 

La 

H% = 

bd Ladu 

.100% 

3 

Labd 

+ Nghiên cứu thử nghiệm phun dung dịch phức lantan xitrat làm phân bón vi 

lượng cho cây cà chua non (thử nghiệm ở giai đoạn 1): 

n 

n 

Đất ruộng được cày bừa cẩn thận, phơi ải, đánh vụn, chia làm 8 lô (mỗi lô có 

diện tích 10m 2 và phân riêng ra 7 lô để phun dung dịch phức lantan xitrat các nồng độ 

50; 100; 150; 200; 250; 300; 350 ppm và 1 lô đối chứng) để khảo sát khả năng phát 

triển của cây cà chua non khi phun các dung dịch phức lantan xitrat ở các nồng độ nói 

29

trên. Dung dịch phức lantan xitrat được phun lên lá cây cà chua 3 lần, cách nhau 7 

ngày một lần (thử nghiệm ở giai đoạn 1, khoảng 20 ngày). 

Sau khi thử nghiệm ở giai đoạn 1 xong, cây cà chua non phát triển thêm được 20 

ngày tuổi thì nghiên cứu chọn khoảng nồng độ của dung dịch phức lantan xitrat thích 

hợp cho sự phát triển tiếp theo cho cây cà chua đã trưởng thành này. 

+ Nghiên cứu thử nghiệm phun dung dịch phức lantan xitrat làm phân bón vi 

lượng cho cây cà chua trưởng thành (thử nghiệm ở giai đoạn 2): 

Tương tự đất trồng cà chua non, đất ruộng trồng cà chua lấy quả, được phân 

thành 4 lô (diện tích mỗi lô là 100 m 2 ), các lô đất được lên luống và trồng cà chua với 

mật độ là 60 cm x 45 cm x cây. Sử dụng 3 lô để thử nghiệm phun dung dịch phức 

lantan xitrat làm phân bón vi lượng cho cây cà chua trưởng thành (còn 1 lô dành để đối 

chứng). Các chế độ chăm bón khác cho cây cà chua vẫn thực hiện như cũ và không 

thay đổi gì. 

Tiến hành phun lên lá khi trời nắng dung dịch phức lantan xitrat ở các nồng độ 

thích hợp (các nồng độ đã chọn được trong quá trình khảo sát ở cây cà chua non ở giai 

đoạn 1) để làm phân bón vi lượng cho cây cà chua trưởng thành. Dung dịch phức 

lantan xitrat cũng được phun một lần trong một tuần, phun cho đến khi cà chua có trái 

thì dừng phun. Khi trái chín thì thu hoạch và cân để tính năng suất. 

2.5. Đánh giá kết quả thực nghiệm 

Để kiểm nghiệm tính hiệu quả của các dung dịch phức lantan xitrat đã có ảnh 

hưởng như thế nào đến năng suất cà chua, chúng tôi đã xử lý số liệu thực nghiệm bằng 

bài toán ANOVA (analysis of variance) một chiều. Các kết quả thí nghiệm này chịu 

tác động của hai nguồn sai số: do bản thân phương pháp đo (ta có phương sai 1) và do 

ảnh hưởng của yếu tố khảo sát (phương sai 2). 

Xét phương sai 1 và phương sai 2 

- Nếu phương sai 2 phương sai 1, thì yếu tố khảo sát không ảnh hưởng đến kết 

quả thí nghiệm. 

- Nếu phương sai 2 phương sai 1, thì yếu tố khảo sát ảnh hưởng đến kết quả thí 

nghiệm. 

Vấn đề đặt ra là yếu tố khảo sát ảnh hưởng như thế nào đến kết quả thí nghiệm. 

Các vấn đề này đều giải quyết được bằng phân tích phương sai ANOVA như sau: 

30

Bố trí thí nghiệm: Khảo sát yếu tố nồng độ dung dịch phức lantan xitrat thay đổi 

từ 0 đến 350 ppm đến quá trình sinh trưởng của cây cà chua non. Thí nghiệm được lặp 

lại ba lần và được trình bày như bảng 2.1. 

Bảng 2.1. Bố trí thí nghiệm theo ANOVA một chiều 

Số lần thí 

nghiệm 

Nồng độ vi lượng lantan xitrat (ppm) 

0 50 100 150 200 250 300 350 

1 X 11 X 12 X 13 X 14 X 15 X 16 X 17 X 18 

2 X 21 X 22 X 23 X 24 X 25 X 26 X 27 X 28 

3 X 31 X 32 X 33 X 34 X 35 X 36 X 37 X 38 

x x 

1 

x 

2 

x 

3 x 

4 

x 

5 

x 

6 

x 

7 

x 

8 

Nguồn phương sai 

Giữa các nguồn của 

2 

yếu tố khảo sát ( S ) 

Trong nội bộ giữa 

các mức của yếu tố 

khảo sát (ss của bản 

thân pp đo ( S ) 

Tổng cộng 

2 

TN 

Giả thiết H o : 

A 

S 

phát triển của cà chua 

2 2 

TN A 

Bảng 2.2. Bảng phân tích phương sai 

Tổng bình phương 

( (...) 2 ) 

n 

k 

8 

i1 

k 

 

8 n3 

i1 

j1 

 

k 

 

8 n3 

i1 

j1 

x j 

x 

 

2 

Bậc tự do 

(f) 

k – 1 

2 

( x ) k(n – 1) 

ij 

x j 

S 

Phương sai (S 2 ) 

S 

2 

A 

2 

TN 

 

 

 

n 

 

 

(...) 

f 

k 

 

i1 

8 

( 

k 8 3 

 

n 

i1 

j1 

k 8 3 

 

n 

i1 

j1 

2 

 

 

 

x x) 

i 

k 1 

( x 

ij 

x 

k( 

n 1) 

2 

2 

( xij 

x 

j 

) 

( x 

ij 

x j 

) nk-1 

2 

S 

nk 1 

S Tức là nồng độ dung dịch phức không ảnh hưởng đến sự 

Kiểm tra giả thiết H o : dùng chuẩn F (chuẩn Fisher) 

j 

2 

) 

2 

Tính F tính = 

S 

S 

2 

A 

2 

TN 

so sánh F( p; f ; f ) 

A 

TN 

Nếu F tính = 

S 

S 

2 

A 

2 

TN 

2 2 

< F( p; f ; f ). Tức là chấp nhận giả thiết H o : S S 

A 

TN 

TN 

A 

Do đó yếu tố nồng độ dung dịch phức không ảnh hưởng đến sự phát triển của cây cà 

chua 

Nếu F tính = 

S 

S 

2 

A 

2 

TN 

> F( p; f ; f ) thì bác bỏ giả thiết H o . 

A 

TN 

S 

S 

2 2 

TN A 

Tức là yếu tố nồng độ dung dịch phức có ảnh hưởng đến sự phát triển của cây cà chua. 

31

CHƢƠNG 3 

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 

3.1. NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP LANTAN XITRAT 

Các thí nghiệm nghiên cứu tổng hợp lantan xitrat được tiến hành trong các bình 

cầu dung tích 100 ml với các thành phần của axit xitric và LaCl 3 khác nhau, ở các 

khoảng thời gian phản ứng tạo phức, nhiệt độ phản ứng, pH môi trường khác nhau với 

mục đích khảo sát ảnh hưởng của các yếu tố này đến hiệu suất tạo thành phức chất 

lantan xitrat. 

3.1.1. Ảnh hƣởng của thời gian phản ứng đến hiệu suất tạo phức 

Các thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian phản ứng đến hiệu suất tạo 

phức lantan xitrat được tiến hành trong cùng điều kiện: tỉ lệ mol La 3+ : H 3 Cit là 1:1, nhiệt 

độ phản ứng được cố định ở 60 o C, giá trị pH = 7. 

Nhưng thời gian phản ứng tạo phức được thay đổi từ 1 giờ đến 7 giờ. 

Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thời gian phản ứng đến hiệu suất tạo phức 

lantan xitrat được trình bày ở bảng 3.1 và hình 3.1 dưới đây: 

Bảng 3.1: Ảnh hưởng của thời gian phản ứng đến hiệu suất tạo phức lantan xitrat 

Thời gian, (giờ) 1 2 3 4 5 6 7 

Nồng độ La 3+ ban đầu, 

(10 -3 mol) 

Nồng độ La 3+ còn lại, 

(10 -3 mol) 

Nồng độ La 3+ đã phản ứng, 

(10 -3 mol) 

Hiệu suất, (%) 

5,002 5,002 5,002 5,002 5,002 5,002 5,002 

1,773 1,575 1,420 1,212 1,045 1,212 1,299 

3,229 3,426 3,582 3,790 3,957 3,790 3,703 

64,55 68,49 71,61 75,77 79,10 75,77 74,03 

32

Hình 3.1: Ảnh hưởng của thời gian phản ứng đến hiệu suất tạo phức lantan xitrat 

Từ kết quả thu được ở bảng 3.1 và hình 3.1, có thể nhận thấy trong cùng điều kiện 

về tỉ lệ mol La 3+ : H 3 Cit là 1:1, nhiệt độ phản ứng 60 o C và pH = 7; khi thời gian phản 

ứng tăng từ 1 giờ trở lên thì hiệu suất phản ứng tăng do quá trình hình thành tinh thể 

phức phát triển mạnh. Nhưng khi thời gian tăng quá 5 giờ thì hiệu suất tạo phức không 

tăng được nữa. 

Vì vậy thời gian thích hợp nhất để phản ứng tạo phức lantan xitrat có hiệu suất 

cao là 5 giờ. 

3.1.2. Ảnh hƣởng của pH đến hiệu suất tạo phức 

Các thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian phản ứng đến hiệu suất tạo 

phức lantan xitrat được tiến hành trong cùng điều kiện: tỉ lệ mol La 3+ : H 3 Cit là 

1:1(mol/mol), nhiệt độ phản ứng 60 o C, thời gian phản ứng tạo phức là 5 giờ (theo kết 

quả của khảo sát trên). 

Nhưng giá trị pH của môi trường được thay đổi từ 6 đến 9. 

33

Kết quả thực nghiệm khảo sát ảnh hưởng của pH đến hiệu suất tạo phức lantan 

xitrat được trình bày ở bảng 3.2 và hình 3.2 dưới đây: 

Bảng 3.2: Ảnh hưởng của pH đến hiệu suất tạo phức lantan xitrat 

pH 6 7 8 9 


(10 -3 mol) 


(10 -3 mol) 

Nồng độ La 3+ đã phản ứng, 

(10 -3 mol) 

5,142 5,142 5,142 5,142 

1,540 1,074 1,489 1,841 

3,602 4,068 3,653 3,301 

Hiệu suất, (%) 70,05 79,11 71,04 64,19 

Hình 3.2: Ảnh hưởng của pH đến hiệu suất tạo phức lantan xitrat 

Từ các kết quả nghiên cứu được ở bảng 3.2 và hình 3.2, có thể thấy pH từ 6 trở 

34

lên thì hiệu suất phản ứng tạo phức tăng nhưng khi pH lớn hơn 7 thì hiệu suất tạo phức 

không tăng nữa. 

Do đó, pH thích hợp nhất cho hiệu suất tạo phức lantan xitrat tối ưu là pH= 7. 

3.1.3. Ảnh hƣởng của nhiệt độ phản ứng đến hiệu suất tạo phức 

Các thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ phản ứng đến hiệu suất tạo 

phức lantan xitrat được tiến hành trong cùng điều kiện: tỉ lệ La 3+ : H 3 Cit là 1:1 

(mol/mol), giá trị pH = 7 (theo kết quả của khảo sát trên), thời gian phản ứng là 5 giờ 

(theo kết quả của khảo sát trên). 

Nhưng nhiệt độ phản ứng được thay đổi từ 40 o C đến 90 o C. 

Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu suất tạo phức lantan xitrat 

được trình bày ở bảng 3.3 và hình 3.3 dưới đây: 

Bảng 3.3: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu suất tạo phức lantan xitrat 

Nhiệt độ phản ứng, ( 0 C) 40 50 60 70 80 90 


(10 -3 mol) 


(10 -3 mol) 

Nồng độ La 3+ đã phản ứng , 

(10 -3 mol) 

5,220 5,220 5,220 5,220 5,220 5,220 

1,331 1,211 1,091 1,347 1,555 1,738 

3,889 4,009 4,129 3,873 3,665 3,482 

Hiệu suất, (%) 74,50 76,80 79,10 74,20 70,21 66,70 

35

Hình 3.3: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu suất tạo phức lantan xitrat 

Từ kết quả nghiên cứu được ở bảng 3.3 và hình 3.3, có thể thấy khi tăng nhiệt 

độ từ 40 0 C đến 90 0 C thì hiệu suất phản ứng tạo phức lantan xitrat có biến động tăng và 

giảm. Từ 40 0 C đến 60 0 C thì hiệu suất phản ứng tăng lên. Nhưng khi nhiệt độ tăng lên 

quá 60 o C, thì hiệu suất tạo phức giảm do có sự phân huỷ phức tạo thành. 

Vì vậy nhiệt độ thích hợp nhất cho phản ứng tạo phức lantan xitrat là 60 0 C. 

3.1.4. Ảnh hƣởng của tỉ lệ chất phản ứng đến hiệu suất tạo phức 

Các thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của tỉ lệ mol La 3+ : H 3 Cit đến hiệu suất 

tạo phức lantan xitrat được tiến hành trong cùng điều kiện: giá trị pH = 7 (theo kết quả 

của khảo sát trên), nhiệt độ 60 o C (theo kết quả của khảo sát trên), thời gian phản ứng 5 

giờ (theo kết quả của khảo sát trên). 

Nhưng tỉ lệ mol La 3+ : H 3 Cit đến hiệu suất tạo phức Lantan xitrat được thay đổi 

từ 1,50:1,00; 1,25:1,00; 1,00:1,00; 1,00:1,25; đến 1,0:1,5 (mol/mol). 

Kết quả thực nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ các chất tham gia phản 

ứng đến hiệu suất tạo phức được trình bày ở bảng 3.4 và hình 3.4 dưới đây: 

36

Bảng 3.4: Ảnh hưởng của tỉ lệ mol La 3+ : H 3 Cit đến hiệu suất tạo phức lantan xitrat 

Tỉ lệ La 3+ : H 3 Cit, 

(mol/mol) 

Nồng độ La 3+ ban 

đầu, (10 -3 mol) 


(10 -3 mol) 

Nồng độ La 3+ đã phản 

ứng , (10 -3 mol) 

1,50:1,00 1,25:1,00 1,00:1,00 1,00:1,25 1,00:1,50 

5,152 5,152 5,152 5,152 5,152 

1,324 1,211 1,076 1,286 1,537 

3,828 3,941 4,076 3,866 3,615 

Hiệu suất, (%) 74,30 76,50 79,11 75,03 70,16 

Hình 3.4: Ảnh hưởng của tỉ lệ mol La 3+ : H 3 Cit 

đến hiệu suất tạo phức lantan xitrat 

37

Từ kết quả nghiên cứu được ở bảng 3.4 và hình 3.4, có thể thấy ở điều kiện 

nhiệt độ phản ứng được cố định là 60 o C, thời gian là 5 giờ, pH = 7 với tỉ lệ La 3+ :H 3 Cit 

là 1:1 thì phản ứng đã cho hiệu suất tạo phức lantan xitrat cao nhất. 

Vì vậy có thể chọn điều kiện tỉ lệ mol La 3+ : H 3 Cit là 1:1 là tối ưu để nghiên cứu 

tổng hợp phức chất lantan xitrat. 

3.2. XÁC ĐỊNH PHỨC LANTAN XITRAT 

Từ các điều kiện thích hợp đã nghiên cứu được ở trên, chúng tôi đã tổng hợp 

được phức lantan xitrat. Kết quả tinh thể lantan xitrat được chụp trên kính hiển vi với 

độ phóng đại 400 lần, trình bày trên hình 3.5. 

Hình 3.5: Ảnh tinh thể lantan xitrat chụp trên kính hiển vi 

3.2.1. Phổ hồng ngoại của phức lantan xitrat 

Tinh thể phức chất lantan xitrat được chụp phổ hồng ngoại và phân tích nhiệt 

dưới đây, để đánh giá quá trình tạo liên kết giữa La 3+ với phối tử axit xitric. 

Chúng tôi tiến hành đo phổ hồng ngoại của phối tử axit xitric và phức lantan 

xitrat trên máy quang phổ kế hồng ngoại FTIR IMPACT 4010 (CHLB Đức ), phổ 

phân tích nhiệt được đo trên máy Shimadzu DTA-50, Shimadzu 50H tại Khoa Hóa 

học, trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc Gia Hà Nội. 

3.7. 

Phổ hồng ngoại của axit xitric và phức lantan xitrat được trình bày ở hình 3.6 và 

38

Mon Jan 10 14:45:10 2011 

Hình 3.6: Phổ hồng ngoại của phối tử axit xitric (H 3 Cit) 

Mon Jan 10 14:55:10 2011 

Hình 3.7: Phổ hồng ngoại của phức chất lantan xitrat 

39

Từ hình 3.6 và 3.7, có thể rút ra một số nhận xét sau: 

- Phổ hồng ngoại của phối tử axit xitric có nhóm -COOH xuất hiện với số 

sóng 1640,85 cm -1 nhưng trong phổ của phức số sóng này giảm, chỉ còn 1633,64 cm -1 

và chỉ xuất hiện với cường độ rất yếu, chứng tỏ nhóm -COOH đã tham gia liên kết với 

La 3+ là hoàn toàn phù hợp. 

- Ngoài ra, trong phổ của phức chất lantan xitrat còn xuất hiện thêm số sóng 

1553,91 cm -1 đến 1633,64 cm -1 , chứng tỏ có phân tử H 2 O kết tinh trong mẫu của phức 

chất lantan xitrat. 

- Mặt khác, nhóm chức –OH ứng với số sóng từ 3200 – 3325,75 cm -1 vẫn còn 

trong phổ, chứng tỏ chúng đã không tham gia liên kết với phức chất lantan xitrat. 

Từ những dữ kiện đã phân tích trên, chúng tôi kết luận rằng: La 3+ đã tạo 

phức với axit xitric. 

3.2.2. Phân tích nhiệt phức chất lantan xitrat 

Phức lantan xitrat được phân tích trọng lượng nhiệt vi phân DTG hoặc DTGA 

(Differential thermogravimetry analysis) và phân tích trọng lượng nhiệt TG hoặc TGA 

(Thermogravimetry or Thermogravimetry analysis) với kết quả được trình bày bằng 

giản đồ ở hình 3.8. 

40

Figure: 

Experiment: Citrat Lantan 

Crucible: PT 100 µl 

Atmosphere: Air 

Labsys TG 

12/01/2011 Procedure: RT ----> 1000C (10C.min-1) (Zone 2) 

Mass (mg): 39.54 

TG/% 

Peak :132.44 °C 

HeatFlow/µV 

300 

Exo 

d TG/%/min 

60 

200 

Peak :215.97 °C 

100 

-50 

30 

Peak :281.19 °C 

0 

0 

Mass variation: -12.24 % 

-100 

-100 

-30 

-200 

Mass variation: -68.61 % 

-300 

-150 

-60 

-400 

0 100 200 300 400 500 600 700 800 

Furnace temperature /°C 

Hình 3.8: Giản đồ phân tích nhiệt DTG và DTGA của phức chất lantan xitrat 

- Trên giản đồ DTG cho thấy, khi nung từ khoảng 50 o C 1000 o C, phức chất 

lantan xitrat trải qua hai quá trình: 

+ Quá trình thu nhiệt ở 132,44 o C ứng với sự mất nước trong phân tử của phức 

chất lantan xitrat. 

+ Quá trình toả nhiệt ở 215,97 o C và 281,19 o C ứng với quá trình phân huỷ và 

đốt cháy phức chất lantan xitrat. 

- Trên giản đồ DTGA cho thấy: 

+ Từ 50 o C đến 132,44 o C, khối lượng mẫu giảm 4,840 mg, chiếm 12,24 % 

tương ứng với 2 phân tử H 2 O, tương ứng với sự mất nước của phức chất lantan xitrat. 

+ Từ 200 O C đến 900 O C, khối lượng mẫu giảm 27,13 mg, chiếm 68,61 %, tương 

ứng với sự phân huỷ và đốt cháy phức chất lantan xitrat trong không khí. 

Phần cặn còn lại sau khi nung chiếm: 

m còn lại = 39,54 - 4,840 - 27,13 = 7,57 (mg) 

41

%m còn lại = 100% - 12,24 % - 68,61% = 19,15 % là La 2 O 3 không cháy. 

Như vậy La 3+ đã liên kết với axit xitric tạo thành phức chất lantan xitrat là hoàn 

toàn chính xác. 

Dựa trên các kết quả phân tích phức chất lantan xitrat ở trên có thể dự đoán cấu 

trúc của phức chất lantan xitrat bao gồm 1 ion trung tâm La 3+ với 3 phối tử xitrat 

chung quanh. 

3.3. ỨNG DỤNG PHỨC CHẤT LANTAN XITRAT LÀM PHÂN BÓN VI 

LƢỢNG CHO CÂY CÀ CHUA 

Gieo hạt cà chua trên mặt đất khô đã bón tro bếp (có nhiều K) rồi phủ rơm cho 

ấm lúc trời nắng khô ráo độ 5-7 ngày cây sẽ mọc gọi là cây non. Khi cây non được 

khoảng 20 ngày (nghĩa là cho được khoảng 25–27 ngày tuổi) thì mới phun phức đất 

hiếm để thử nghiệm ở giai đoạn 1. Giai đoạn 1 này được thử nghiệm trong khoảng 20 

ngày (tức đến khi cây được khoảng 45–47 ngày tuổi và được gọi là cây cà chua trưởng 

thành). Tiếp tục thử nghiệm giai đoạn 2 trong khoảng 50 ngày (nghĩa là cho đến khi 

cây được khoảng 95–97 ngày tuổi). 

Để ứng dụng phức lantan xitrat đã điều chế được cho cây cà chua trồng tại 

phường Thủy Dương, thị xã Hương Thủy, tỉnh Thừa Thiên Huế. Các thí nghiệm được 

tiến hành bằng cách phun dung dịch phức lantan xitrat ở các khoảng nồng độ thích hợp 

lên cà chua trồng trên đồng ruộng ở hai giai đoạn đã nêu ở trên. 

3.3.1. Ảnh hƣởng của nồng độ phức lantan xitrat đến sự sinh trƣởng của cà chua 

ở giai đoạn 1 

Các nghiên cứu thử nghiệm phun dung dịch phức lantan xitrat làm phân bón vi 

lượng cho cây cà chua non được tiến hành bằng cách phun dung dịch phức lantan 

xitrat các nồng độ 0; 50; 100; 150; 200; 250; 300; 350 ppm. Phun 3 lần, mỗi lần cách 

nhau 7 ngày, phun lên lá cây cà chua với mục đích khảo sát khả năng phát triển trọng 

lượng (tươi) của cây cà chua non. 

Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nồng độ phức lantan xitrat đến sự sinh trưởng 

của cà chua sau khi phun dung dịch phức lantan xitrat ở giai đoạn 1 được trình bày ở 

bảng 3.9 và tiến hành phân tích phương sai được kết quả như bảng 3.10. 

42

Bảng 3.9: Bố trí thí nghiệm theo ANOVA một chiều 

Số lần thí 

nghiệm 

Nồng độ vi lượng lantan xitrat (ppm) 

0 50 100 150 200 250 300 350 

1 22,13 24,34 24.92 26,01 27,27 27,14 26,77 26,55 

2 21,59 24,26 25,10 26,09 27,23 27,00 26,32 26,44 

3 22,48 23,90 25,15 25,89 27,19 26,83 26,88 26,35 

x (g/cây) 22,07 24,17 25,06 26,00 27,23 26,99 26,66 26,45 

Nguồn phương sai 

Bảng 3.10: Bảng phân tích phương sai 

Tổng bình phương 

( (...) 2 ) 

Bậc tự do 

(f) 

Phương sai (S 2 ) 

2 

(...) 

 

 

f 

Giữa các nguồn của 

2 

yếu tố khảo sát ( S ) 

A 

64,23 

7 

9,18 

Trong nội bộ giữa 

các mức của yếu tố 

khảo sát (ss của bản 

thân pp đo ( S ) 

2 

TN 

0,81 16 0,05 

Tổng cộng 

65,04 23 2,83 

Tính F tính = 

S 

S 

2 

A 

2 

TN 

=181,47 > F lý thuyết (0,05; 7; 16) = 2,657 

Vậy 

S 

S do đó yếu tố nồng độ dung dịch phức có ảnh hưởng đến sự phát 

2 2 

TN A 

triển của cây cà chua. 

Sự phụ thuộc khối lượng trung bình cây cà chua vào nồng độ phức được trình 

bày ở hình 3.9. 

43

Hình 3.9: Ảnh hưởng của nồng độ phức lantan xitrat đến trọng lượng tươi 

của cây cà chua sau khi phun dung dịch phức lantan xitrat cuối giai đoạn 1 

Từ kết quả nghiên cứu ở hình 3.9, có thể thấy rằng: Khi phun dung dịch phức 

lantan xitrat làm phân bón vi lượng cho cây cà chua ở giai đoạn 1, nếu tăng nồng độ 

dung dịch phức lantan xitrat từ 50 ppm cho đến 200 ppm khả năng sinh trưởng của cây 

cà chua tăng lên đáng kể, nhưng khi tăng nồng độ dung dịch phức lantan xitrat lên 

thêm nữa thì khả năng phát triển của cây cà chua chẳng những không tăng mà bị ức 

chế làm giảm trọng lượng xuống. 

Như vậy độ tăng trưởng của cây cà chua mạnh nhất là khi phun dung dịch phức 

lantan xitrat ở nồng độ bằng 200 ppm. 

Vì vậy, chúng tôi chọn khoảng nồng độ dung dịch phức lantan xitrat từ 150 ppm 

đến 250 ppm để nghiên cứu phun vi lượng cho cây cà chua trưởng thành (thí nghiệm 

tiếp ở giai đoạn 2). 

3.3.2. Ảnh hưởng của phức lantan xitrat đến năng suất của cà chua ở giai đoạn 2 

Các nghiên cứu thử nghiệm phun dung dịch phức lantan xitrat làm phân bón vi 

lượng cho cây cà chua trưởng thành ở giai đoạn 2 được tiến hành trên 3 lô thử nghiệm 

phun dung dịch phức lantan xitrat làm phân bón vi lượng cho cây cà chua trưởng thành 

và 1 lô đối chứng, các chế độ chăm bón khác cho cây cà chua vẫn thực hiện như cũ và 

không thay đổi gì cho các lô thử nghiệm và đối chứng. Ở 3 lô thử nghiệm được phun 

dung dịch phức lantan xitrat làm phân bón vi lượng cho cây cà chua trưởng thành lên 

44

lá khi trời nắng ở các nồng độ 150 ppm, 200 ppm, 250 ppm. Ở lô đối chứng chỉ phun 

nước. Số lần phun cũng được thực hiện là một lần trong một tuần cho đến khi cà chua 

bắt đầu có trái thì dừng phun. Khi trái chín thì thu hoạch và cân để tính sản lượng và 

năng suất cà chua. 

Kết quả thử nghiệm phun dung dịch phức lantan xitrat trên cây cà chua, cho 

thấy phức chất này đã có ảnh hưởng tốt đến sự phát triển của cây cà chua. Năng suất 

thu hoạch cà chua tính cho 100 m 2 ruộng đã được thử nghiệm dung dịch phức lantan xitrat 

trình bày ở bảng 3.5. 

Chỉ tiêu 

Năng suất 

(kg/100 m 2 ) 

Tăng năng suất 

(%) 

Bảng 3.11: Năng suất cà chua thu hoạch khi đã thử nghiệm 

dung dịch phức lantan xitrat (kg/100 m 2 ) 

Đối chứng 

Phun dung dịch phức lantan xitrat ở nồng độ, 

(ppm) 

150 200 250 

222,504,57 245,014,26 256,324,62 252,544,52 

- 10,12 15,20 13,50 

Hình ảnh trái cà chua đã được thử nghiệm dung dịch phức lantan xitrat bắt đầu 

chín và sắp thu hoạch, trình bày trên hình 3.10 dưới đây. 

Hình 3.10: Cà chua đã được thử nghiệm dung dịch phức lantan xitrat ở giai đoạn 2 

Từ kết quả nghiên cứu ở bảng 3.11, cho thấy kết quả thử nghiệm khi bón vi 

lượng dung dịch phức lantan xitrat thì cà chua phát triển tốt và bước đầu năng suất tăng 

lên khoảng 15,20% khi phun dung dịch phức lantan xitrat ở nồng độ vi lượng 200 

ppm. 

45

Sau khi thu hoạch trái cà chua, đã lấy 1kg trái chín đem cắt lát nhỏ, sấy khô rồi 

nung ở 800 o C thành dạng bột có màu đen. Cho axit nitric vào, thử dư lượng đất hiếm 

lantan bằng thuốc thử Arsenazo III không thấy xuất hiện màu xanh chàm. Điều đó 

chứng tỏ lantan không có trong sản phẩm trái cà chua. 

KẾT LUẬN 

Qua quá trình nghiên cứu điều chế phức chất lantan với axit xitric và ứng dụng 

lantan xitrat làm phân bón vi lượng cho cây cà chua, chúng tôi đã thu được một số kết 

quả sau đây: 

1. Bằng thực nghiệm đã tìm được các điều kiện thích hợp về thời gian, nhiệt độ, 

pH, tỉ lệ các chất tham gia phản ứng để tổng hợp phức chất của axit xitric và lantan 

clorua : 

Thời gian 

: 5 giờ 

Nhiệt độ 

: 60 o C 

pH : 7 

Tỉ lệ axit xitric : La 3+ (mol/mol) : 1:1 

2. Bằng phổ hồng ngoại và phân tích nhiệt, đã chứng minh được phức chất lantan 

xitrat đã tạo thành. 

3. Đã thử nghiệm dung dịch phức lantan xitrat làm phân bón vi lượng cho cây cà 

chua, kết quả cho thấy dung dịch phức lantan xitrat đã có ảnh hưởng rõ rệt đến quá 

trình phát triển của cà chua và làm tăng năng suất lên đến 15,20% ở nồng độ 200 ppm. 

46

TÀI LIỆU THAM KHẢO 

A. Tiếng Việt 

1. Nguyễn Văn Bộ (2007), Bón phân cân đối và hợp lý cho cây trồng, NXB Nông 

nghiệp, Hà Nội. 

2. Võ Văn Chi (2003), Từ điển thực vật thông dụng, Tập 1, NXB Khoa học và kỹ 

thuật, tr.470. 

3. Tạ Thị Cúc (2004), Kỹ thuật trồng Cà chua, NXB Nông nghiệp, Hà Nội. 

4. Lưu Minh Đại, Đặng Vũ Minh (1999), Một số kết quả ứng dụng vi lượng đất 

hiếm trong nông nghiệp, Báo cáo tổng kết đề tài Trung tâm Khoa học Tự nhiên 

và Công nghệ Quốc Gia, Hà Nội. 

5. Lưu Minh Đại, Đặng Vũ Minh (1999), Nghiên cứu thử nghiệm vi lượng đất 

hiếm cho cây lúa, Báo cáo tổng kết đề tài thuộc chương trình vật liệu mới KC 

05, Trung tâm Khoa học Tự nhiên và Công nghệ Quốc gia, Hà Nội. 

6. Dương Văn Đàn (1994), Nguyên tố vi lượng và phân vi lượng, NXB Khoa học 

và Kỹ thuật, Hà Nội. 

7. Nguyễn Hữu Đỉnh, Trần Thị Đà (1999), Ứng dụng một số phương pháp nghiên 

cứu cấu trúc phân tử, NXB Giáo dục, Hà Nội. 

8. Nguyễn Thanh Hùng (1999), Một số loại phân bón và cách sử dụng, NXB Tp. 

Hồ Chí Minh. 

9. Hồ Viết Quý (1999), Phức chất trong hóa học, NXB Khoa học và Kỹ thuật, 

Hà Nội. 

10. Võ Văn Tân, Võ Quang Mai... (2008), Nghiên cứu tổng hợp và khảo nghiệm 

phân bón vi lượng và đất hiếm làm tăng năng suất, chất lượng một số cây ăn 

quả có giá trị kinh tế cao ở Thừa Thiên Huế, Báo cáo tổng kết đề tài khoa học 

công nghệ cấp Bộ, mã số B 2006-DHH 03-06, Trường Đại học Sư phạm - Đại 

học Huế. 

47

11. Võ Văn Tân (2008), Nghiên cứu tổng hợp glutamat kẽm và ứng dụng làm phân 

bón vi lượng cho cây ăn quả ở Thừa Thiên Huế. Tạp chí Hóa học, T46 (2A), 

trang 271-276. 

12. Võ Văn Tân, Trần Thị Khánh Vân (2008), Nghiên cứu tổng hợp glutamat 

lantan và ứng dụng làm phân bón vi lượng cho cây Thanh Trà ở thành phố 

Huế. Tạp chí Hóa học và Ứng dụng. Số 5 (77), trang 35-38. 

13. Võ Văn Tân, Nguyễn Thị Phương Trang (2011), Nghiên cứu tổng hợp 

glutamat neodym làm phân bón vi lượng. Tạp chí Hóa học và Ứng dụng. Số 1 

(5)/2011, trang 39-44. 

14. Đào Đình Thức (2007), Một số phương pháp phổ ứng dụng trong hóa học, 

NXB Đại học Quốc gia Hà Nội. 

15. Nguyễn Bá Tiến, Nguyễn Yên Ninh, Nguyễn Minh Phượng, Mai Chí Thuần, 

Nguyễn Quang Anh, Đinh Thị Liên (2003). Sản xuất phân bón vi lượng đất 

hiếm và kết quả ứng dụng trên cây chè. Tuyển tập báo cáo Hội nghị Hóa học 

toàn quốc lần thứ IV, symposium hóa học phục vụ nông lâm thuỷ sản, tr. 9-13. 

16. Nguyễn Đình Triệu (2005), Các phương pháp phân tích vật lý và hóa lý 

(tập 1,2). NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội. 

17. Nguyễn Trọng Uyển, Đào Văn Chung, Lê Hữu Thiềng, Nguyễn Văn Tý 

(1998). Tổng hợp phức chất rắn của một số nguyên tố đất hiếm với axit L- 

Glutamic và bước đầu thăm dò hoạt tính sinh học của chúng. Tuyển tập báo 

cáo Hội nghị Hóa học toàn quốc lần thứ 3, tập 2, trang 612-615. 

18. Nguyễn Trọng Uyển, Nguyễn Quốc Thắng (1998), “Nghiên cứu sự tạo phức 

của một số NTĐH với axit Glutamic và bước đầu thăm dò hoạt tính sinh học 

của chúng”, Tuyển tập báo cáo Hội nghị Hóa học toàn quốc lần thứ 3, Hà Nội. 

19. Nguyễn Văn Uyển (1999), Phân bón lá và các chất kích thích sinh trưởng, 

NXB Tp. Hồ Chí Minh. 

48

B. Tiếng Anh 

20. Guo Bosueng et al (1998), Rare earth elements in Agriculture, China Agri. Sci- 

Tech, Press, Beijing. 

21. Guo Bosheng (1987). A new application field for Rare earth – Agriculture; 

Inorganica Chimica Acta, 140. 

22. T.H. David Singh, C.H. Sumitra, N. Rajmuhon Singh and M. Indira Devi 

(2004), “Spectral study of the complexation of Nd (III) with glutathione 

reduced (GSH) in the presence and absence of Zn (II) in aquated organic 

solvents”,Indian Academy of Sciences. J. Chem. Sci, pp. 303- 309. 

23. Tang Xike (1989), “Rare earth elements and Plant”, China Agri, Sci Tech, 

Press, Beijing. 

24. Wu Yang, Jinzhang Gao, Jingwan Kang and Weidong Yang (1997), “Acid 

Complexation and Electronic Spectra of Neodymium(III) – Amino - 1, 10- 

Phenanthroline Systems in Aqueous Solution”, Plenum Publishing 

Corporation. Journal of Solution pp.105-112. 

25. Pavia, Lampman, Kriz, and Vyvyan (2010), Introduction to Spectroscopy, 

Prentice. Hall. NewYork. 

49

Nghiên cứu điều chế phức chất lantan với axit xitric và ứng dụng lantan xitrat làm phân bón vi lượng cho cây cà chua

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?