Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống
1
/ 338 trang
THÔNG TIN TÀI LIỆU
Cấu trúc
Mở đầu
1.1 Lĩnh vực ứng dụng phân tích định lượng
1.2 Thực hành phân tích định lượng
1.2.1 Chọn mẫu
1.2.2 Chuẩn bị mẫu để phân tích
1.2.3 Đo mẫu
1.2.4 Hòa tan mẫu
1.2.5 Tách hỗn hợp cản trở
1.2.6 Giai đoạn kết thúc phép phân tích
1.2.7 Chọn phương pháp phân tích
Đánh giá độ tin cậy của những số liệu phân tích
2.1 Một số định nghĩa
2.1.1 Trung bình và trung vị
2.1.2 Độ lặp lại
2.1.3 Độ đúng
2.1.4 Độ lặp lại và độ đúng của những dữ kiện thực nghiệm
2.2 Phân loại sai số
2.2.1 Sai số hệ thống và sai số ngẫu nhiên
2.2.2 Các loại sai số hệ thống
2.2.3 Ảnh hưởng của sai số hệ thống đến kết quả phân tích
2.3 Biểu hiện của sai số hệ thống
2.3.1 Phát hiện sai số dụng cụ và sai số cá biệt
2.3.2 Phát hiện sai số phương pháp
2.4 Ảnh hưởng của sai số ngẫu nhiên
2.4.1 Xem xét ảnh hưởng của sai số ngẫu nhiên lên động tác chuẩn hoá pipet
2.4.2 Sự phân bố số liệu của những phép đo song song
2.4.3 Những khái niệm cơ bản của thống kê cổ điển
2.4.4 Ứng dụng những phương pháp thống kê
2.4.5 Sử dụng những phương pháp thống kê
2.4.6 Khoảng tin cậy
2.4.7 Những phương pháp thống kê kiểm tra giả thuyết
2.4.8 Loại trừ số liệu mang sai số thô bạo
2.1 Sự lan truyền sai số trên các phép tính
2.7.2 Phép cộng sai số hệ thống
2.5.1.1 Sai số của tổng hoặc hiệu
2.5.1.2 Sai số nhân hoặc chia
2.7.2 Cộng sai số ngẫu nhiên
2.7.2 Sự lan truyền sai số ở phép tính luỹ thừa
2.7.2 Sự lan truyền sai số ở phép LOGARIT và ANTI LOGARIT
2.2 Điều kiện có nghĩa của chữ số
2.3 Bảo hiểm chất lượng (QA) và biểu đồ kiểm tra
2.7.2 Sự cần thiết của bảo hiểm chất lượng
2.7.2 Ứng dụng biểu đồ kiểm tra
Biểu đồ kiểm tra để giám sát chức năng thực hiện của một thiết bị phân tích
Biểu đồ kiểm tra để đánh giá chất lượng một dược phẩm
Các phản ứng hóa học trong hóa học phân tích
Độ hoàn toàn của phản ứng
Những yêu cầu cụ thể về độ hoàn toàn của một phản ứng phân tích định lượng
Tốc độ phản ứng
Ý nghĩa của tốc độ phản ứng đối với hóa học
Phương pháp tính nồng độ các chất trong những dung dịch cân bằng đơn giản
4.1 Một số luận điểm cơ sở
4.1.1 Thành phần hoá học của dung dịch
4.1.1.1 Các chất điện li
4.1.1.2 Phân loại các chất điện li
4.1.1.3 Quá trình ion hoá của dung môi
4.1.2 Tính chất axit - bazơ trong các dung môi khác nhau
4.2 Phương pháp tính nồng độ các chất trong những dung dịch cân bằng đơn giản
4.2.1 Trạng thái cân bằng
4.2.2 Biểu thức hằng số cân bằng
4.2.3 Những phương pháp biểu thị hằng số cân bằng
4.2.3.1 Những giả thiết được chấp nhận khi rút ra biểu thức gần đúng cho hằng số cân bằng
4.2.3.2 Biểu thức gần đúng cho hằng số cân bằng
4.2.4 Biểu thức hằng số cân bằng của những phản ứng thường gặp nhất
4.2.4.1 Sự phân li của nước
4.2.4.2 Cân bằng trong dung dịch bão hòa chất điện li ít tan
4.2.4.3 Sự phân li của axit yếu và bazơ yếu
4.2.4.4 Sự tạo phức
4.2.4.5 Phản ứng oxi hoá khử
4.2.4.6 Sự phân bố chất giữa hai chất lỏng không hoà lẫn
4.2.4.7 Cân bằng từng nấc
Độ tan của kết tủa
5.1 Ảnh hưởng của cân bằng cạnh tranh đến độ tan của kết tủa
5.1.1 Mô tả cân bằng phức tạp
5.1.2 Sơ đồ giải bài tập bao gồm một số cân bằng
5.2 Ảnh hưởng của pH đến độ tan
5.2.1 Tính độ tan ở nồng độ ion hiđro đã biết
5.2.2 Tính độ tan ở những nồng độ ion hiđro khác nhau
5.2.3 Độ tan của hiđroxit kim loại trong nước
5.3 Ảnh hưởng của sự tạo phức đến độ tan
5.4 Ảnh hưởng của nồng độ chất điện li đến độ tan
5.5 Những yếu tố phụ ảnh hưởng đến độ tan của kết tủa
5.6 Phân chia các ion theo nồng độ chất kết tủa (kết tủa phân đoạn)
Chương 6
Quá trình tạo thành kết tủa
6.1 Nghiên cứu thực nghiệm quá trình tạo kết tủa
6.2 Lý thuyết cổ điển về sự tạo thành các trung tâm kết tinh
6.3 Lý thuyết về sự tạo thành các trung tâm kết tinh Becker - Doring
6.4 Lý thuyết tạo thành các trung tâm kết tinh Christiansen - Nielsen
Phân tích trọng lượng
7.1 Mở đầu
7.2 Tính kết quả theo dữ kiện phân tích trọng lượng
7.3 Tính chất của kết tủa và chất tạo kết tủa
7.5.1 Tính dễ lọc và độ tinh khiết của kết tủa
7.5.2 Kết tủa vô định hình
7.5.3 Những kết tủa tinh thể
7.5.4 Sai số do cộng kết
7.5.5 Kết tủa từ dung dịch đồng thể
7.5.6 Sấy và nung kết tủa
7.4 Về thiếu sót của phương pháp phân tích trọng lượng
7.5.1 Thời gian thực hiện phân tích trọng lượng
7.5.2 Lĩnh vực ứng dụng của phân tích trọng lượng
7.5 Ứng dụng phương pháp phân tích trọng lượng
7.5.1 Các chất tạo kết tủa vô cơ
7.5.2 Những thuốc thử có tính chất khử
7.5.3 Những chất tạo kết tủa hữu cơ
7.5.4 Xác định trọng lượng các nhóm chức hữu cơ
7.5.5 Những phương pháp trọng lượng xác định các hợp chất hữu cơ riêng lẻ
7.5.6 Phương pháp chưng cất
8.1 Những khái niệm cơ bản
8.2 Phản ứng và thuốc thử dùng trong phân tích chuẩn độ
8.2.1 Những chất chuẩn gốc
8.2.2 Dung dịch chuẩn
8.3 Điểm cuối trong các phương pháp chuẩn độ
Chương 9
Chuẩn độ kết tủa
9.1 Đường chuẩn độ kết tủa
9.2 Ý nghĩa của chữ số khi tính đường chuẩn độ
9.3 Những yếu tố ảnh hưởng đến tính rõ ràng của điểm cuối
9.4 Đường chuẩn độ hỗn hợp
9.5 Những chất chỉ thị hóa học của phương pháp chuẩn độ kết tủa
Lý thuyết chuẩn độ Axit – Bazơ đối với những hệ đơn giản
10.1 Thuốc thử chuẩn để chuẩn độ axit - bazơ
10.2 Chất chỉ thị để chuẩn độ axit - bazơ
10.2.1 Lý thuyết về tính chất của chất chỉ thị
10.2.2 Những loại chỉ thị axit - bazơ
10.2.3 Sai số chuẩn độ với các chỉ thị axit - bazơ
10.2.4 Những yếu tố ảnh hưởng tới tính chất của chỉ thị
10.3 Đường chuẩn độ axit mạnh hoặc bazơ mạnh
10.4.1 Chuẩn độ axit mạnh bằng bazơ mạnh
10.4.2 Chuẩn độ bazơ mạnh bằng axit mạnh
10.4 Đường chuẩn độ axit yếu hoặc bazơ yếu
10.4.1 Tính pH của dung dịch chứa một cặp axit - bazơ liên hợp
10.4.2 Ảnh hưởng của lực ion đến cân bằng axit - bazơ
10.4.3 Dung dịch đệm
10.4.4 Đường chuẩn độ axit yếu
10.4.5 Đường chuẩn độ bazơ yếu
Đường chuẩn độ những hệ Axit – Bazơ phức tạp
11.1 Đường chuẩn độ hỗn hợp axit mạnh và axit yếu hoặc hỗn hợp bazơ mạnh và bazơ yếu
11.2 Tính toán nồng độ cân bằng của các hệ đa axit - đa bazơ
11.2.1 Dung dịch muối loại NaHA
11.2.2 Dung dịch đa axit
11.2.3 Dung dịch đa bazơ
11.2.4 Dung dịch đệm của các hệ axit yếu và bazơ liên hợp với nó
11.3 Đường chuẩn độ đa axit
11.4 Đường chuẩn độ đa bazơ
11.5 Đường chuẩn độ chất điện li lưỡng tính
11.6 Thành phần của dung dịch đa axit là hàm số của pH
Chuẩn độ Axit – Bazơ trong môi trường không nước
12.1 Dung môi để chuẩn độ không nước
12.1.1 Phản ứng axit - bazơ trong dung môi lưỡng tính
12.1.2 Phản ứng axit - bazơ trong dung môi aproton và dung môi hỗn hợp
12.1.3 Phát hiện điểm cuối khi chuẩn độ trong dung môi hỗn hợp
12.2 Ứng dụng phương pháp chuẩn độ trong dung môi không nước
12.2.1 Chuẩn độ trong axit axetic băng
12.2.2 Chuẩn độ trong dung môi bazơ
12.2.3 Chuẩn độ trong dung môi aproton hoặc trung tính
Chuẩn độ tạo phức
13.1 Chuẩn độ bằng các thuốc thử vô cơ
13.2 Chuẩn độ bằng các axit aminopolicacboxilic
13.2.1 Thuốc thử
13.2.2 Phức của EDTA với các cation kim loại
13.2.3 Xây dựng đường chuẩn độ
13.2.3.1 Ảnh hưởng của pH
13.2.3.2 Ảnh hưởng của các thuốc thử tạo phức lạ đến phép chuẩn độ bằng EDTA
13.2.3.3 Điểm cuối trong chuẩn độ complexon
13.2.3.4 Những phương pháp chuẩn độ complexon
Chuẩn độ Oxi hóa khử
14.1 Những khái niệm cơ bản
14.1.1 Định nghĩa
14.1.2 Phương trình Nerst
14.2 Những yếu tố ảnh hưởng đến thế oxi hóa khử
14.2.1 Ảnh hưởng của độ axit
14.2.2 Ảnh hưởng của phản ứng tạo phức
14.2.3 Ảnh hưởng của phản ứng kết tủa
14.5 Hằng số cân bằng của phản ứng oxi hóa khử
14.5 Đường chuẩn độ oxi hóa khử
14.5 Các yếu tố ảnh hưởng lên đường chuẩn độ oxi hóa khử
14.2.1 Nồng độ chất phản ứng
14.2.2 Độ hoàn toàn của phản ứng
14.2.3 Tốc độ phản ứng và thế điện cực
14.7 Chuẩn độ hỗn hợp
14.7 Chất chỉ thị oxi hóa khử
14.7.1 Những chỉ thị oxi hóa khử thông thường
14.7.2 Chỉ thị đặc biệt
Phân hủy và hòa tan mẫu
15.1 Nguồn sai số trong phân hủy và hòa tan mẫu
15.1.1 Sự hòa tan không hoàn toàn các chất cần phân tích
15.1.2 Sự mất đi một phần chất cần phân tích do bay hơi
15.1.3 Đưa chất bẩn dung môi vào chất cần phân tích
15.1.4 Đưa chất bẩn từ phản ứng của dung môi với thành bình vào mẫu
15.2 Phân hủy mẫu bằng axit vô cơ trong bình mở
15.2.1 Axit clohiđric
15.2.2 Axit nitric
15.2.3 Axit sunfuric
15.2.4 Axit pecloric
15.2.5 Các hỗn hợp oxi hóa
15.2.6 Axit fluoric
15.3 Phân hủy bằng vi sóng
15.4.3 Bình phân hủy mẫu có điều chỉnh áp suất
15.4.3 Bình vi sóng áp suất cao
15.4.3 Lò vi sóng
15.4.3 Lò thiêu vi sóng
15.4.3 Sử dụng phân hủy vi sóng trong bình đóng kín
15.4 Phương pháp đốt cháy để phân hủy các mẫu hữu cơ
15.4.1 Đốt cháy trên ngọn lửa mở (tro hóa khô)
15.4.2 Phương pháp đốt trong ống
15.4.3 Thiêu nhiệt với oxi trong bình chứa đóng kín
15.5 Phân hủy các vật liệu vô cơ bằng chất nung chảy
15.5.1 Thực hành nung chảy
15.5.2 Các loại chất nung chảy
Loại bỏ các tác dụng cản trở
Bản chất của quá trình tách
Tách bằng kết tủa
16.2.1 Tách dựa trên sự kiểm tra độ axit
16.2.2 Tách bằng sunfua
16.2.3 Tách bằng các chất kết tủa vô cơ khác
16.2.4 Tách bằng các chất kết tủa hữu cơ
16.2.5 Tách các chất tồn tại ở dạng lượng vết bằng kết tủa
Tách bằng chiết
Lý thuyết
Các loại quy trình chiết
16.4 Ứng dụng các quy trình chiết
16.4.1 Chiết tách các ion kim loại ở dạng chelat
16.4.2 Chiết các phức clorua kim loại
16.4.3 Chiết các muối nitrat
16.5 Tách bằng trao đổi ion
16.5.1 Tách những ion cản trở có điện tích trái dấu với ion cần phân tích
16.5.2 Làm giàu vết của chất điện li
16.5.3 Chuyển hóa muối thành axit hoặc bazơ
16.6 Tách các hợp chất vô cơ bằng chưng cất
Nội dung
CƠ SỞ HÓA HỌC
PHÂN TÍCH
1
NXB Đại học quốc gia Hà Nội 2005.
Từ khoá: Cơsởhóaphân tích, Phântích định lượng, Chọn mẫu, đo mẫu, Phương pháp
phân tích.
Tài liệu trong Thư viện điện tử ĐH Khoa học Tự nhiên có thể được sử dụng cho mục
đích học tập và nghiên cứu cá nhân. Nghiêm cấm mọi hình thức sao chép, in ấn phục
vụ các mục đích khác nếu không được sự chấp thuận của nhà xuất bản và tác giả.
Mục lục
Chương 1 Mở đầu 8
1.1 Lĩnh vực ứng dụng phântích định lượng 8
1.2 Thực hành phântích định lượng 9
1.2.1 Chọn mẫu 9
1.2.2 Chuẩn bị mẫu để phântích 10
1.2.3 Đo mẫu 10
1.2.4 Hòa tan mẫu 10
1.2.5 Tách hỗn hợp cản trở 10
1.2.6 Giai đoạn kết thúc phép phântích 10
1.2.7 Chọn phương pháp phântích 11
Chương 2 Đánh giá độ tin cậy của những sốliệuphântích 12
2.1 Một số định nghĩa 12
2.1.1 Trung bình và trung vị 12
Cơ sởhóahọcphântích
Lâm Ngọc Thụ
2
2.1.2 Độ lặp lại 13
2.1.3 Độ đúng 14
2.1.4 Độ lặp lại và độ đúng của những dữ kiện thực nghiệm 15
2.2 Phân loại sai số 16
2.2.1 Sai số hệ thống và sai số ngẫu nhiên 16
2.2.2 Các loại sai số hệ thống 16
2.2.3 Ảnh hưởng của sai số hệ thống đến kết quả phântích 17
2.3 Biểu hiện của sai số hệ thống 18
2.3.1 Phát hiện sai số dụng cụ và sai số cá biệt 18
2.3.2 Phát hiện sai số phương pháp 18
2.4 Ảnh hưởng của sai số ngẫu nhiên 20
2.4.1 Xem xét ảnh hưởng của sai số ngẫu nhiên lên động tác chuẩn hoá pipet .21
2.4.2 Sự phân bố sốliệu của những phép đo song song 22
2.4.3 Những khái niệm cơ bản của thống kê cổ điển 25
2.4.4 Ứng dụng những phương pháp thống kê 27
2.4.5 Sử dụng những phương pháp thống kê 29
2.4.6 Khoảng tin cậy 30
2.4.7 Những phương pháp thống kê kiểm tra giả thuyết 36
2.4.8 Loại trừ sốliệu mang sai số thô bạo 40
2.1 Sự lan truyền sai số trên các phép tính 42
2.7.2 Phép cộng sai số hệ thống 42
2.7.2 Cộng sai số ngẫu nhiên 45
2.7.2 Sự lan truyền sai số ở phép tính luỹ thừa 47
2.7.2 Sự lan truyền sai số ở phép LOGARIT và ANTI LOGARIT 49
2.2 Điều kiện có nghĩa của chữ số 50
2.3 Bảo hiểm chất lượng (QA) và biểu đồ kiểm tra 52
2.7.2 Sự cần thiết của bảo hiểm chất lượng 53
2.7.2 Ứng dụng biểu đồ kiểm tra 54
Chương 3 Các phản ứng hóahọc trong hóa họcphântích 57
3.1 Độ hoàn toàn của phản ứng 57
3.2 Những yêu cầu cụ thể về độ hoàn toàn của một phản ứng phântích định
lượng 60
3.3 Tốc độ phản ứng 61
3.4 Ý nghĩa của tốc độ phản ứng đối với hóahọc 63
Chương 4 Phương pháp tính nồng độ các chất trong những dung dịch cân bằng
đơn giản 65
4.1 Một số luận điểm cơsở 65
4.1.1 Thành phầnhoáhọc của dung dịch 65
4.1.2 Tính chất axit - bazơ trong các dung môi khác nhau 67
4.2 Phương pháp tính nồng độ các chất trong những dung dịch cân bằng đơn
3
giản 69
4.2.1 Trạng thái cân bằng 69
4.2.2 Biểu thức hằng số cân bằng 70
4.2.3 Những phương pháp biểu thị hằng số cân bằng 70
4.2.4 Biểu thức hằng số cân bằng của những phản ứng thường gặp nhất 72
Chương 5 Độ tan của kết tủa 90
5.1 Ảnh hưởng của cân bằng cạnh tranh đến độ tan của kết tủa 90
5.1.1 Mô tả cân bằng phức tạp 91
5.1.2 Sơ đồ giải bài tập bao gồm một số cân bằng 92
5.2 Ảnh hưởng của pH đến độ tan 93
5.2.1 Tính độ tan ở nồng độ ion hiđro đã biết 94
5.2.2 Tính độ tan ở những nồng độ ion hiđro khác nhau 96
5.2.3 Độ tan của hiđroxit kim loại trong nước 103
5.3 Ảnh hưởng của sự tạo phức đến độ tan 105
5.4 Ảnh hưởng của nồng độ chất điện li đến độ tan 110
5.5 Những yếu tố phụ ảnh hưởng đến độ tan của kết tủa 118
5.6 Phân chia các ion theo nồng độ chất kết tủa (kết tủa phân đoạn) 119
Chương 6 Quá trình tạo thành kết tủa 123
6.1 Nghiên cứu thực nghiệm quá trình tạo kết tủa 123
6.2 Lý thuyết cổ điển về sự tạo thành các trung tâm kết tinh 126
6.3 Lý thuyết về sự tạo thành các trung tâm kết tinh Becker - Doring 127
6.4 Lý thuyết tạo thành các trung tâm kết tinh Christiansen - Nielsen 129
Chương 7 Phântích trọng lượng 131
7.1 Mở đầu 131
7.2 Tính kết quả theo dữ kiện phântích trọng lượng 131
7.3 Tính chất của kết tủa và chất tạo kết tủa 136
7.5.1 Tính dễ lọc và độ tinh khiết của kết tủa 136
7.5.2 Kết tủa vô định hình 139
7.5.3 Những kết tủa tinh thể 142
7.5.4 Sai số do cộng kết 143
7.5.5 Kết tủa từ dung dịch đồng thể 144
7.5.6 Sấy và nung kết tủa 144
7.4 Về thiếu sót của phương pháp phântích trọng lượng 146
7.5.1 Thời gian thực hiện phântích trọng lượng 146
7.5.2 Lĩnh vực ứng dụng của phântích trọng lượng 147
7.5 Ứng dụng phương pháp phântích trọng lượng 147
7.5.1 Các chất tạo kết tủa vô cơ 147
7.5.2 Những thuốc thử có tính chất khử 147
7.5.3 Những chất tạo kết tủa hữu cơ 147
7.5.4 Xác định trọng lượng các nhóm chức hữu cơ 151
4
7.5.5 Những phương pháp trọng lượng xác định các hợp chất hữu cơ
riêng lẻ 152
7.5.6 Phương pháp chưng cất 152
Chương 8 Mở đầu về phântích thể tích 154
8.1 Những khái niệm cơ bản 154
8.2 Phản ứng và thuốc thử dùng trong phântích chuẩn độ 155
8.2.1 Những chất chuẩn gốc 155
8.2.2 Dung dịch chuẩn 156
8.3 Điểm cuối trong các phương pháp chuẩn độ 156
Chương 9 Chuẩn độ kết tủa 161
9.1 Đường chuẩn độ kết tủa 161
9.2 Ý nghĩa của chữ số khi tính đường chuẩn độ 163
9.3 Những yếu tố ảnh hưởng đến tính rõ ràng của điểm cuối 163
9.4 Đường chuẩn độ hỗn hợp 166
9.5 Những chất chỉ thị hóahọc của phương pháp chuẩn độ kết tủa 169
Chương 10 Lý thuyết chuẩn độ Axit – Bazơ đối với những hệ đơn giản 177
10.1 Thuốc thử chuẩn để chuẩn độ axit - bazơ 177
10.2 Chất chỉ thị để chuẩn độ axit - bazơ 177
10.2.1 Lý thuyết về tính chất của chất chỉ thị 178
10.2.2 Những loại chỉ thị axit - bazơ 179
10.2.3 Sai số chuẩn độ với các chỉ thị axit - bazơ 183
10.2.4 Những yếu tố ảnh hưởng tới tính chất của chỉ thị 183
10.3 Đường chuẩn độ axit mạnh hoặc bazơ mạnh 183
10.4.1 Chuẩn độ axit mạnh bằng bazơ mạnh 183
10.4.2 Chuẩn độ bazơ mạnh bằng axit mạnh 187
10.4 Đường chuẩn độ axit yếu hoặc bazơ yếu 187
10.4.1 Tính pH của dung dịch chứa một cặp axit - bazơ liên hợp 187
10.4.2 Ảnh hưởng của lực ion đến cân bằng axit - bazơ 191
10.4.3 Dung dịch đệm 193
10.4.4 Đường chuẩn độ axit yếu 200
10.4.5 Đường chuẩn độ bazơ yếu 206
Chương 11 Đường chuẩn độ những hệ Axit – Bazơ phức tạp 208
11.1 Đường chuẩn độ hỗn hợp axit mạnh và axit yếu hoặc hỗn hợp bazơ mạnh
và bazơ yếu 208
11.2 Tính toán nồng độ cân bằng của các hệ đa axit - đa bazơ 211
11.2.1 Dung dịch muối loại NaHA 212
11.2.2 Dung dịch đa axit 215
11.2.3 Dung dịch đa bazơ 218
11.2.4 Dung dịch đệm của các hệ axit yếu và bazơ liên hợp với nó 219
5
11.3 Đường chuẩn độ đa axit 221
11.4 Đường chuẩn độ đa bazơ 227
11.5 Đường chuẩn độ chất điện li lưỡng tính 229
11.6 Thành phần của dung dịch đa axit là hàm số của pH 231
Chương 12 Chuẩn độ Axit – Bazơ trong môi trường không nước 234
12.1 Dung môi để chuẩn độ không nước 234
12.1.1 Phản ứng axit - bazơ trong dung môi lưỡng tính 235
12.1.2 Phản ứng axit - bazơ trong dung môi aproton và dung môi hỗn hợp 241
12.1.3 Phát hiện điểm cuối khi chuẩn độ trong dung môi hỗn hợp 241
12.2 Ứng dụng phương pháp chuẩn độ trong dung môi không nước 242
12.2.1 Chuẩn độ trong axit axetic băng 242
12.2.2 Chuẩn độ trong dung môi bazơ 244
12.2.3 Chuẩn độ trong dung môi aproton hoặc trung tính 245
Chương 13
Chuẩn độ tạo phức 246
13.1 Chuẩn độ bằng các thuốc thử vô cơ 248
13.2 Chuẩn độ bằng các axit aminopolicacboxilic 249
13.2.1 Thuốc thử 249
13.2.2 Phức của EDTA với các cation kim loại 251
13.2.3 Xây dựng đường chuẩn độ 253
Chương 14 Chuẩn độ Oxi hóa khử 265
14.1 Những khái niệm cơ bản 265
14.1.1 Định nghĩa 265
14.1.2 Phương trình Nerst 267
14.2 Những yếu tố ảnh hưởng đến thế oxi hóa khử 267
14.2.1 Ảnh hưởng của độ axit 267
14.2.2 Ảnh hưởng của phản ứng tạo phức 268
14.2.3 Ảnh hưởng của phản ứng kết tủa 269
14.5 Hằng số cân bằng của phản ứng oxi hóa khử 270
14.5 Đường chuẩn độ oxi hóa khử 272
14.5 Các yếu tố ảnh hưởng lên đường chuẩn độ oxi hóa khử 274
14.2.1 Nồng độ chất phản ứng 275
14.2.2 Độ hoàn toàn của phản ứng 275
14.2.3 Tốc độ phản ứng và thế điện cực 276
14.7 Chuẩn độ hỗn hợp 277
14.7 Chất chỉ thị oxi hóa khử 279
14.7.1 Những chỉ thị oxi hóa khử thông thường 279
14.7.2 Chỉ thị đặc biệt 283
Chương 15 Phân hủy và hòa tan mẫu 284
15.1 Nguồn sai số trong phân hủy và hòa tan mẫu 284
6
15.1.1 Sự hòa tan không hoàn toàn các chất cần phântích 285
15.1.2 Sự mất đi một phần chất cần phântích do bay hơi 285
15.1.3 Đưa chất bẩn dung môi vào chất cần phântích 285
15.1.4 Đưa chất bẩn từ phản ứng của dung môi với thành bình vào mẫu 285
15.2 Phân hủy mẫu bằng axit vô cơ trong bình mở 285
15.2.1 Axit clohiđric 286
15.2.2 Axit nitric 286
15.2.3 Axit sunfuric 286
15.2.4 Axit pecloric 286
15.2.5 Các hỗn hợp oxi hóa 287
15.2.6 Axit fluoric 287
15.3 Phân hủy bằng vi sóng 287
15.4.3 Bình phân hủy mẫu có điều chỉnh áp suất 289
15.4.3 Bình vi sóng áp suất cao 289
15.4.3 Lò vi sóng 290
15.4.3 Lò thiêu vi sóng 290
15.4.3 Sử dụng phân hủy vi sóng trong bình đóng kín 291
15.4 Phương pháp đốt cháy để phân hủy các mẫu hữu cơ 291
15.4.1 Đốt cháy trên ngọn lửa mở (tro hóa khô) 291
15.4.2 Phương pháp đốt trong ống 291
15.4.3 Thiêu nhiệt với oxi trong bình chứa đóng kín 292
15.5 Phân hủy các vật liệu vô cơ bằng chất nung chảy 293
15.5.1 Thực hành nung chảy 294
15.5.2 Các loại chất nung chảy 294
Chương 16 Loại bỏ các tác dụng cản trở 296
16.1 Bản chất của quá trình tách 296
16.2 Tách bằng kết tủa 297
16.2.1 Tách dựa trên sự kiểm tra độ axit 297
16.2.2 Tách bằng sunfua 298
16.2.3 Tách bằng các chất kết tủa vô cơ khác 299
16.2.4 Tách bằng các chất kết tủa hữu cơ 299
16.2.5 Tách các chất tồn tại ở dạng lượng vết bằng kết tủa 299
16.3 Tách bằng chiết 300
16.3.1 Lý thuyết 300
16.3.2 Các loại quy trình chiết 304
16.4 Ứng dụng các quy trình chiết 306
16.4.1 Chiết tách các ion kim loại ở dạng chelat 306
16.4.2 Chiết các phức clorua kim loại 310
16.4.3 Chiết các muối nitrat 311
16.5 Tách bằng trao đổi ion 311
16.5.1 Tách những ion cản trở có điện tích trái dấu với ion cần phântích 311
16.5.2 Làm giàu vết của chất điện li 311
7
16.5.3 Chuyển hóa muối thành axit hoặc bazơ 312
16.6 Tách các hợp chất vô cơ bằng chưng cất 312
Phụ lục 313
Tài liệu tham khảo 337
8
Chương 1
Mở đầu
Hóa họcphântích là khoa học của những phương pháp phát hiện và xác định những
lượng tương đối của một hoặc một số cấu tử trong mẫu của chất nghiên cứu. Quá trình phát
hiện các chất gọi là phântích định tính, quá trình xác định thành phần định lượng các chất gọi
là phântích định lượng. Trong cuốn sách này, chúng tôi chủ yếu đề cập vấn đề thứ hai.
Những kết quả phântích định lượng được diễn tả bằng những đại lượng tương đối như
phần trăm, phần nghìn, phần triệu hoặc phần tỷ chất cần xác định trong mẫu, lượng gam các
chất trong một mililit hoặc một lít dung dịch mẫu; lượng gam chất trong một tấn mẫu hoặc
mol phần của cấu tử cần xác định trong mẫu.
1.1 Lĩnh vực ứng dụng phântích định lượng
Những kết quả phân tíchhóahọc có ý nghĩa thực tế lớn. Chúng tôi trích dẫn một số ví dụ
chỉ rõ, những phép đo định lượng ảnh hưởng như thế nào đến cuộc sống của con người hiện
đại. Có những thông báo về phần trăm hàm lượng hiđrocacbon, oxit nitơ, cacbon oxit trong
khí thải ta có thể đánh giá chất lượng làm việc của các thiết bị trong ô tô. Xác định nồng độ
ion canxi trong huyết thanh máu là phương pháp quan trọng để chuẩn đoán bệnh bazơđô. Độ
dinh dưỡng của thực phẩm liên quan trực tiếp với hàm lượng nitơ của chúng. Phântích định
lượng theo chu kỳ trong quá trình luyện thép cho phép thu được vật liệucó độ bền, độ rắn,
tính dễ rèn hoặc tính chống ăn mòn định trước. Sự phântích liên tục các mecaptan trong
không khí bảo đảm phát hiện rò rỉ nguy hiểm trong hệ thống ống dẫn khí. Phântích hàm
lượng nitơ, phốt pho, lưu huỳnh và độ ẩm của đất trong thời vụ phát triển và chín của cây
trồng tạo cho ta khả năng phân bố phân bón và kế hoạch hóa sự tưới ruộng với hiệu quả cao
nhất, đồng thời làm giảm đáng kể những chi phí cho phân bón, nước và làm tăng năng suất.
Ngoài ý nghĩa ứng dụng, những kết quả phântích định lượng còn rất quan trọng trong các
lĩnh vực nghiên cứu hóa học, sinh hóa, sinh vật, địa chất và các khoa học khác. Chúng ta xem
xét một số ví dụ làm dẫn chứng: Khái niệm về cơ chế của phần lớn các phản ứng hóahọccó
được từ những dữ kiện động học là nhờ các phép xác định định lượng các cấu tử trong phản
ứng. Người ta biết rằng, cơ chế chuyển các xung động thần kinh ở động vật và sự co lại hoặc
làm yếu đi các cơ do sự chuyển ion natri và kali qua màng quyết định. Hiện tượng này được
phát hiện nhờ các phép đo nồng độ các ion này ở cả hai phía của màng. Sự nghiên cứu tính
chất của các chất bán dẫn đòi hỏi phải phát triển những phương pháp định lượng các tạp chất
trong silic và gecmani tinh khiết trong khoảng 10
–6
– 10
–10
%. Trong một số trường hợp, phép
phân tích định lượng các lớp bề mặt của đất cho phép các nhà địa chất phát hiện những vỉa
quặng ở tương đối sâu. Phântích định lượng những lượng rất nhỏ của các mẫu lấy từ các tác
9
phẩm nghệ thuật giúp các nhà sử học biết được nguyên liệu và kỹ thuật của những công trình
của những họa sỹ thời trước và cũng là phương pháp quan trọng để phát hiện sự giả mạo.
Thường khi nghiên cứu trong các lĩnh vực vừa hóa học, hoá sinh và cả trong một số mặt
của sinh học, phần lớn công việc trong phòng thí nghiệm là nhằm đạt tới những thông báo về
phân tích định lượng. Phântích là một trong những phương tiện quan trọng của các nhà hóa
học. Do đó, hiểu bản chất phântích định lượng, biết cách hoàn thành chính xác động tác phân
tích là những yêu cầu cần thiết cho công cuộc nghiên cứu trong nhiều lĩnh vực khoa học. Có
thể so sánh ý nghĩa của hóa họcphântích đối với quá trình hình thành một nhà hóahọc hoặc
một nhà sinh hóa với ý nghĩa của kỹ thuật tính và đại số tuyến tính đối với tất cả những ai
muốn có thành công trong lĩnh vực vật lý lý thuyết hoặc với ý nghĩa riêng của tiếng cổ Hy
Lạp và các ngôn ngữ cổ khác đối với nhà ngôn ngữ học.
1.2 Thực hành phântích định lượng
Thường những kết quả phântích định lượng bao gồm những dữ liệu của hai phép đo hoặc
đôi khi của hai dãy phép đo: lượng ban đầu của mẫu và lượng hợp phần cần xác định trong
mẫu. Ví dụ, có thể đo khối lượng, thể tích, cường độ sáng, độ hấp thụ ánh sáng, cường độ
phát huỳnh quang, điện lượng. Nhưng cũng cần phải nói rằng, những phép
đo đó chỉ là một
phần của phép định lượng thông thường. Hoàn toàn không kém phần quan trọng là những giai
đoạn chuẩn bị trước, những giai đoạn này nặng nhọc lâu dài hơn so với phép đo.
Những chương đầu của cuốn sách này chủ yếu đề cập tới các phép đo ở giai đoạn kết
thúc phép phân tích. Còn những vấn đề khác chỉ được đề cập tới một cách chi tiết ở cuối sách.
Do đó để hợp lý, ngay bây giờ cần hình dung toàn cảnh phép phân tích, tách ra từng giai đoạn
riêng biệt của quá trình phântích và đánh giá ý nghĩa của chúng.
1.2.1 Chọn mẫu
Để thu được kết quả phântích đúng đắn cần chọn mẫu có thành phầnphản ánh đúng
thành phần toàn bộ chất cần phân tích. Nếu chất không đồng nhất và có khối lượng lớn, việc
chọn mẫu đại diện đòi hỏi nhiều sức lực. Chúng ta xét một trường hợp như vậy. Một công-
ten-nơ chứa 25 tấn quặng bạc. Người mua và người giao hàng cần đi dến thỏa thuận về giá trị
tương đối của mặt hàng đó, trước hết được xác định bởi hàm lượng bạc. Quặng không đồng
nhất và gồm những cục nhỏ kích thước khác nhau, hàm lượng bạc khác nhau. Thực tế thì kết
quả phântích toàn bộ quặng có được là dựa trên cơsởphântích một khối lượng khoảng 1 g.
Thành phần của nó phải đại diện cho thành phần của 25 tấn quặng hoặc là khoảng 22.700.000
g quặng hàng hóa. Rõ ràng là, việc lựa chọn mẫu nhỏ như thế không thể là một động tác đơn
giản, một giai đoạn. Nói một cách ngắn gọn, để chọn mẫu khối lượng 1 g và đủ tin cậy là
thành phần của nó đại diện cho 23.000.000 g nguyên liệu từ đó nó được lấy ra, đòi hỏi phải xử
lý sơ bộ toàn bộ nguyên liệu.
Thường việc chọn mẫu không phức tạp như nói ở trên. Hơn nữa, nhà hóahọc không thể
bắt đầu phântích khi mà chưa có trong tay một phần mẫu phản ánh đúng thành phần toàn bộ
nguyên liệu.
.
CƠ SỞ HÓA HỌC
PHÂN TÍCH
1
NXB Đại học quốc gia Hà Nội 2005.
Từ khoá: Cơ sở hóa phân tích, Phân tích định lượng,. luận về
những cơ sở hóa học của những phương pháp đó.
11
1.2.7 Chọn phương pháp phân tích
Theo các nhà hóa học hoặc các nhà bác học quan tâm đến