Giáo trình hóa phân tích (dùng cho sinh viên chuyên hóa)

TS HỒ THỊ YÊU LY TS PHAN THỊ ANH ĐÀO HĨA PHÂN TÍCH (Dùng cho sinh viên hệ khơng chun hóa) TS HỒ THỊ YÊU LY TS PHAN THỊ ANH ĐÀO HĨA PHÂN TÍCH (DÙNG CHO SINH VIÊN HỆ KHƠNG CHUYÊN HÓA) NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH LỜI NĨI ĐẦU Cuốn sách Hóa phân tích biên soạn với mục đích làm giáo trình giảng dạy cho sinh viên học mơn học Hóa phân tích thuộc ngành khơng chun hóa cơng nghệ Thực phẩm, Công nghệ Vật liệu, Công nghệ Môi trường Hóa học phân tích xác định diện chất (phân tích định tính), hàm lượng thành phần (phân tích định lượng) cấu trúc hóa học (phân tích cấu trúc) Dựa vào chất phương pháp phân tích, hóa học phân tích định lượng chia thành hai nhóm lớn (các phương pháp hóa học, phương pháp vật lý hóa lý) Nội dung giáo trình chủ yếu trình bày phương pháp định lượng hóa học Nội dung giáo trình Hóa phân tích gồm chương Các chương 1, trình bày vấn đề hóa phân tích, cách biểu thị tính tốn nồng độ dung dịch Các chương đến trình bày phương pháp định lượng hóa học phương pháp phân tích trọng lượng, phương pháp phân tích thể tích bao gồm phương pháp chuẩn độ acid-base, tạo phức, kết tủa oxy hóa khử Chương trình bày loại sai số, xử lý thống kê liệu thực nghiệm cách trình bày kết phân tích Cuối chương có phần tập Phần lớn tập có độ khó mức độ trung bình để giúp sinh viên làm sáng tỏ lý thuyết, suy luận kết nối kiến thức Trong chương trình đào tạo hệ đại học, hóa học phân tích quan trọng, khơng ngành Hóa học nói riêng mà cịn ngành khoa học khác như: Vật liệu, Y học, Nông nghiệp, Lâm nghiệp, Dược học, Môn học cung cấp cho sinh viên kiến thức cần thiết để học môn học chuyên ngành khác đồng thời trang bị cho sinh viên phương pháp phân tích phục vụ cho nghiên cứu khoa học làm đồ án tốt nghiệp Chúng tơi soạn giáo trình nhằm mục đích trang bị cho sinh viên ngành: Cơng nghệ Thực phẩm, Công nghệ Vật liệu, Công nghệ Môi trường, Kinh tế Gia đình có kiến thức Hóa phân tích, giúp cho sinh viên có vốn kiến thức trình học tập ghế nhà trường sau trường để bắt tay vào công việc chuyên môn họ, đủ điều kiện làm việc với công việc liên quan đến Hóa Phân tích Trong q trình biên soạn, nhóm tác giả có nhiều cố gắng, khó tránh khỏi thiếu sót chưa phù hợp Tác giả mong nhận dẫn, đóng góp đồng nghiệp em sinh viên để sách ngày có chất lượng cao Các tác giả MỤC LỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT 12 CHƯƠNG I: ĐẠI CƯƠNG VỀ HĨA PHÂN TÍCH 13 1.1 ĐỐI TƯỢNG CỦA HĨA PHÂN TÍCH 13 1.2 PHÂN LOẠI CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH ĐỊNH LƯỢNG 13 1.2.1 Phân loại theo chất phương pháp 14 1.2.2 Phân loại theo lượng mẫu phân tích hay kỹ thuật phân tích 15 1.3 CÁC BƯỚC THỰC HIỆN CỦA MỘT QUY TRÌNH PHÂN TÍCH 16 1.3.1 Xác định đối tượng – Mẫu thử 16 1.3.2 Lựa chọn phương pháp 16 1.3.3 Lấy mẫu thử bảo quản mẫu 16 1.3.4 Xử lý mẫu thử – Tiến hành đo chất phân tích 17 1.3.5 Tính tốn – xử lý kết phân tích 17 1.4 CHỮ SỐ CÓ NGHĨA VÀ LÀM TRÒN SỐ 17 1.4.1 Chữ số có nghĩa số đo trực tiếp 18 1.4.2 Chữ số có nghĩa số đo gián tiếp 20 1.4.3 Cách làm tròn số 22 CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP 23 CHƯƠNG II: NỒNG ĐỘ DUNG DỊCH 24 2.1 ĐỊNH NGHĨA DUNG DỊCH 24 2.2 CÁC CÁCH BIỂU DIỄN NỒNG ĐỘ 24 2.2.1 Nồng độ mol 25 2.2.2 Nồng độ phần trăm 26 2.2.3 Nồng độ phần triệu nồng độ phần tỷ 26 2.2.4 Nồng độ đương lượng 26 2.2.5 Độ chuẩn (titre) 31 2.3 TÍNH TỐN VỀ NỒNG ĐỘ DUNG DỊCH 33 2.3.1 Bài toán pha dung dịch 33 2.3.2 Bài toán chuyển đổi nồng độ 34 CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP 37 CHƯƠNG III: PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH KHỐI LƯỢNG 40 3.1 NGUYÊN TẮC CHUNG CỦA PHƯƠNG PHÁP 40 3.2 PHÂN LOẠI 41 3.2.1 Phương pháp tách 41 3.2.2 Phương pháp chưng cất 41 3.2.3 Phương pháp kết tủa 42 3.3 TÍNH TỐN TRONG PHÂN TÍCH KHỐI LƯỢNG 43 3.4 CÁC THAO TÁC CƠ BẢN CỦA PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH KHỐI LƯỢNG KẾT TỦA 45 3.3.1 Hịa tan mẫu phân tích 45 3.3.2 Kết tủa 46 3.3.3 Lọc kết tủa rửa kết tủa 49 3.3.4 Sấy nung kết tủa 50 3.3.5 Cân 51 3.5 PHẠM VI ỨNG DỤNG CỦA PHÂN TÍCH KHỐI LƯỢNG 51 CHƯƠNG IV: PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH THỂ TÍCH 54 4.1 NGUYÊN TẮC VÀ MỘT SỐ KHÁI NIỆM 54 4.1.1 Nguyên tắc 54 4.1.2 Các khái niệm 55 4.2 YÊU CẦU CỦA PHẢN ỨNG HÓA HỌC DÙNG TRONG CHUẨN ĐỘ 57 4.3 PHÂN LOẠI CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH THỂ TÍCH 58 4.3.1 Phương pháp acid base 58 4.3.2 Phương pháp oxy hóa khử 58 4.3.3 Phương pháp chuẩn độ tạo phức 58 4.3.4 Phương pháp chuẩn độ kết tủa 58 4.4 TÍNH KẾT QUẢ TRONG PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ 58 4.5 CÁCH PHA CHẾ DUNG DỊCH CHUẨN 60 4.6 HỆ SỐ HIỆU CHỈNH 61 4.7 KỸ THUẬT CHUẨN ĐỘ 63 4.7.1 Kỹ thuật chuẩn độ trực tiếp 63 4.7.2 Kỹ thuật chuẩn độ ngược hay chuẩn độ thừa trừ 63 4.7.3 Kỹ thuật chuẩn độ 64 CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP 66 CHƯƠNG V: PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ ACID - BASE 68 5.1 NGUUYÊN TẮC CỦA PHƯƠNG PHÁP TRUNG HÒA 68 5.2 CHỈ THỊ TRONG PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ ACID BASE 69 5.2.1 Khái niệm 69 5.2.2 Khoảng pH chuyển màu thị acid – base 69 5.2.3 Chỉ số chuẩn độ pT chất thị 71 5.2.4 Nguyên tắc chọn thị 72 5.3 CÁCH XÁC ĐỊNH ĐIỂM TƯƠNG ĐƯƠNG 73 5.4 NGUYÊN TẮC XÂY DỰNG ĐƯỜNG ĐỊNH PHÂN ACID- BASE 73 5.5 CÁC TRƯỜNG HỢP ĐỊNH PHÂN 74 5.5.1 Định phân dung dịch acid mạnh base mạnh hay ngược lại 74 5.5.2 Sai số chuẩn độ 82 5.5.3 Định phân acid yếu base mạnh hay ngược lại 83 5.5.4 Định phân base yếu acid mạnh hay ngược lại 90 5.5.5 Định lượng acid yếu base yếu hay ngược lại 94 5.5.6 Điều kiện định phân riêng biệt acid (hay base) hỗn hợp hai acid (hay base) 94 5.5.7 Định phân đa acid 95 5.5.8 Định lượng đa base 99 5.5.9 Chuẩn độ hỗn hợp đơn acid đơn base 102 5.6 DUNG DỊCH ĐỆM 103 5.6.1 Thành phần dung dịch đệm 104 5.6.2 Tính pH dung dịch đệm – phương trình Henderson – Hasselbalch 104 5.6.3 Đệm 106 5.6.4 Các yếu tố ảnh hưởng tới giá trị pH dung dịch đệm 107 5.6.5 Pha chế dung dịch đệm 107 5.7 ỨNG DỤNG CỦA PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ ACID BASE 108 5.7.1 Điều chế dung dịch tiêu chuẩn acid base 108 5.7.2 Xác định số nguyên tố 109 5.7.3 Định lượng hợp chất vô 110 5.7.4 Định lượng nhóm chức hữu 111 CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP 114 CHƯƠNG VI: PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ TẠO PHỨC 118 6.1 ĐẠI CƯƠNG VỀ PHỨC CHẤT 118 6.1.1 Định nghĩa 118 6.1.2 Hằng số cân tạo phức 119 6.2 PHỨC CHẤT CỦA KIM LOẠI VỚI COMPLEXON 121 6.2.1 Định nghĩa cấu tạo complexon 121 6.2.2 Phản ứng tạo phức ion kim loại với EDTA 122 6.2.3 Độ bền vững complexonat – Hằng số tạo thành 122 6.2.4 Ảnh hưởng pH đến cân tạo phức Hằng số cân biểu kiến 123 6.2.5 Sự cạnh tranh EDTA với phối tử tạo phức khác 128 6.3 ĐƯỜNG BIỂU DIỄN CHUẨN ĐỘ BẰNG EDTA 129 6.3.1 Dựng đường cong chuẩn độ 130 6.3.2 Đường cong chuẩn độ có mặt ammonia 134 6.3.3 Chất thị cho chuẩn độ EDTA 136 6.4 CÁC KỸ THUẬT CHUẨN ĐỘ BẰNG DUNG DỊCH EDTA 139 6.4.1 Phương pháp chuẩn độ trực tiếp 139 6.4.2 Chuẩn độ ngược 140 6.4.3 Chuẩn độ 140 6.4.4 Chuẩn độ gián tiếp 141 6.5 CÁC CÁCH CHUẨN ĐỘ KHÁC 141 6.5.1 Chuẩn độ với thị acid – base 141 6.5.2 Chuẩn độ thị oxy hóa khử 141 6.6 ỨNG DỤNG CỦA CHUẨN ĐỘ COMPLEXON 141 CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP 143 CHƯƠNG VII: PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ KẾT TỦA 145 7.1 ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ KẾT TỦA 145 7.2 ĐƯỜNG CHUẨN ĐỘ 147 7.2.1 Khảo sát biến đổi nồng độ Ag+ Cl- trình định lượng 147 7.2.2 Nhận xét 149 7.3 CHUẨN ĐỘ HỖN HỢP 151 7.4 CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH ĐIỂM TƯƠNG ĐƯƠNG 152 7.4.1 Phương pháp Mohr 152 7.4.2 Phương pháp Volhard 154 7.4.3 Phương pháp Fajans 156 CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP 159 CHƯƠNG VIII: CHUẨN ĐỘ OXY HÓA – KHỬ 161 8.1 KHÁI QUÁT VỀ PHẢN ỨNG OXY HÓA – KHỬ 161 8.1.1 Khái niệm phản ứng oxy hóa – khử 161 8.1.2 Ảnh hưởng nồng độ – phương trình Nernst 162 8.1.3 Ảnh hưởng pH đến oxy hóa – khử 164 8.2 CHUẨN ĐỘ OXY HÓA – KHỬ 166 8.2.1 Nguyên tắc 166 8.2.2 Xác định điểm tương đương 168 8.3 ĐƯỜNG CHUẨN ĐỘ CỦA PHƯƠNG PHÁP OXY HÓA – KHỬ 170 8.3.1 Trường hợp số electron trao đổi bán phản ứng oxy hóa khử 171 8.3.2 Trường hợp số electron trao đổi bán phản ứng oxy hóa khử khác 175 8.4 CHỈ THỊ SỬ DỤNG TRONG PHẢN ỨNG OXY HÓA – KHỬ 179 8.5 PHÂN LOẠI CÁC PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ OXY HÓA – KHỬ 182 8.5.1 Phương pháp pemanganate 182 8.5.2 Phương pháp iod 185 8.5.3 Phương pháp dicromate 188 CHƯƠNG IX: XỬ LÝ SỐ LIỆU THỰC NGHIỆM TRONG PHÂN TÍCH 194 9.1 MỘT SỐ ĐỊNH NGHĨA 194 9.1.1 Trung bình trung vị 194 9.1.2 Độ xác (precision) 195 9.1.3 Độ (acuracy) 196 10 TÀI LIỆU THAM KHẢO Daniel C Harris, Quantitative Chemical Analysis, W H Freeman and Company New York, Eighth Edition, 2010 Daniel C Harris, Solutions Manual for Quantitative Chemical Analysis, W H Freeman and Company New York, Eighth Edition, 2010 David Harvey, Modern analytical chemistry, Mc Graw Hill Internatioal Publichser, 2004 Douglas A Skoog, Donald M.West, F James Holler, Analytical Chemistry, Saunders College Publishing, Sixth Edition, 1994 F W Fifield, D Kealey, Principles and Practice of Analytical Chemistry, Blackwell Science Ltd, USA, 2000 John Kenkel, Analytical Chemistry for Technicians, CRC Press LLC, Printed in the United States of America, 2003 Lâm Ngọc Thụ, Cơ sở Hóa phân tích, NXB Giáo dục, Hà Nội – 2000 Nguyễn Thạc Cát, Đào Hữu Vinh, Từ Vọng Nghi, Cơ sở lý thuyết hóa học, NXB Đại học Trung học Chuyên nghiệp, Hà Nội, 1980 Nguyễn Tinh Dung, Hóa phân tích Phần 3, NXB Giáo dục, Hà Nội, 2003 10 Nguyễn Tinh Dung, Hóa học phân tích, phần I phần II, NXB Giáo dục, 1981 11 P P Konoxtelev, Nguyễn Trọng Biểu, Mai Hữu Đua, Nguyễn Viết Huệ, Lê Ngọc Khánh, Trần Thanh Sơn, Mai Văn Thanh dịch, Chuẩn bị dung dịch cho phân tích hóa học, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội, 1974 12 PGS.TS Nguyễn Văn Sức, Giáo trình Hóa phân tích mơi trường, NXB Đại học Quốc Gia, TP HCM, 2014 13 PGS.TS Võ Thị Bạch Huệ, Hóa phân tích, Tập 1, NXB Giáo dục Hà Nội, 2007 14 Pradyot Patnaik, Handbook of Environmental Analysis, CRC Press is an imprint of the Taylor & Francis Group, Boca Raton London New York, 2nd ed, 2010 15 Taylor & Francis Group, Handbook of Environmental Analysis, New York, 2010 16 V N Alecxeiep (người dịch Lê Thị Vinh), Phân tích định lượng, NXB Giáo dục, Hà Nội, 1971 233 PHỤ LỤC THẾ OXY HÓA  KHỬ TIÊU CHUẨN (Ở 250C) Nguyên tố Phản ứng E0 + Ag Al As Au B Ba Be Bi Ag + e ↔ Ag(s) Ag2C2O4(s) + 2e ↔ 2Ag(s) + C2O42AgBr(s) + e ↔ Ag(s) + BrAgI(s) + e ↔ Ag(s) + IAg2S(s) + H+ + 2e ↔ 2Ag(s) + SHAl3+ + 3e ↔ Al(s) AlF63- + 3e ↔ Al + 6FH3AsO3 + 3H+ + 3e ↔ As + 3H2O Au+ + e ↔ Au Au3+ + 2e ↔ Au+ B4O72- + 14H+ +12e ↔ 4B + 7H2O B(OH)3 + 3H+ + 3e ↔ B + 3H2O Ba2+ + Hg +2e ↔ Ba (trong Hg) Ba2+ + 2e ↔ Ba Be2+ + 2e ↔ Be Bi3+ + 3e ↔ Bi 2B + 6H+ + 6e ↔ B2H6 BrO4- + 2H+ +2e ↔ BrO3- +H2O Br 234 0,7993 0,465 0,071 -0,152 -0,272 -1,677 -2,069 0,2475 1,69 1,41 -0,792 -0,889 -1,717 -2,906 -1,968 0,308 -0,150 1,745 BrO3- + 6H+ + 5e ↔ Br2(l) + 3H2O 1,513 Br2(aq) + 2e ↔ 2BrBr3- + 2e ↔ 3BrBrO- + H2O +2e ↔ Br- +2OHBrO3- + 3H2O +6e ↔ Br- +6OHCH3OH + 2H+ +2e ↔ CH4 + H2O H2CO + 2H+ + 2e ↔ CH3OH HCO2H + 2H+ + 2e ↔ H2CO + H2O CO2 +2H+ +2e ↔ CO + H2O CO2 +2H+ +2e ↔ HCO2H 2CO2 +2H+ +2e ↔ H2C2O4 1,098 1,062 0,766 0,613 0,583 0,237 0,029 -0,1038 -0,114 -0,432 Ghi Ca Cd Ce E0 Phản ứng Nguyên tố 2+ Ca + 2e ↔ Ca Cd 2+ -2,868 + 2e ↔ Cd Cd(NH3)4 2+ -0,402 + 2e ↔ Cd + 4NH3 Ce4+ + e ↔ Ce3+ ClO3- + 6H+ + 5e ↔ 2Cl2 + 3H2O 1,458 Cl2(aq) +2e ↔ 2Cl- 1,396 Cl2(g) +2e ↔ 2Cl- + - + 1,360 - ClO4 + 2H + 2e ↔ ClO3 + H2O ClO3 + 2H + e ↔ ClO2 + H2O 3+ Co + e ↔ Co 0,37 Co(NH3)63+ + e ↔ Co(NH3)62+ 0,1 Co + 2+ + 2e ↔ Co Cr2O723+ + 3+ + 14H + 6e ↔ Cr + 7H2O Cr + e ↔ Cr + 3e ↔ Cu -0,74 Cr -0,89 + Cs + e ↔ Cs -3,026 Cu 0,518 Cu2+ + 2e ↔ Cu 2+ Cu + e ↔ 1,33 Cr Cr + 2e ↔ Cu + e ↔ -0,746 -0,42 2+ + 0,003 2+ Cr 3+ Cu NH4NO3 1M -0,282 Co(OH)2 +2e ↔ Co + 2OH- Cs 1,130 1,92 H2SO4 8M 1,817 HNO3 4M 1,850 2+ CoOH + H +2e ↔ Co H2O Cr 1,226 Co(NH3)5(H2O)3+ + e ↔ Co(NH3)5(H2O)2+ + HClO41M H2SO4 1M HNO3 1M HCL 1M -2,336 Co -0,613 1,70 1,44 1,61 1,47 Ce3+ + 3e ↔ Ce Cl Ghi 0,339 + CuCl + e ↔ Cu + Cl 0,161 - 0,137 235 Phản ứng Nguyên tố 3+ Eu F 2+ Eu + e ↔ Eu Eu3+ + 3e ↔ Eu Eu2+ + 2e ↔ Eu F2 + 2e ↔ 2FF2O + 2H+ + 4e ↔ F2- + H2O Fe(phenanthroline)33+ + e ↔ Fe(phenanthroline)32+ Fe(bipyridyl)33+ + e ↔ Fe(bipyridyl)32 FeOH2+ + H+ + e ↔ Fe2+ + H2O FeO42- + 3H2O + 3e ↔ FeOOH + 5OH- Fe Fe3+ + e ↔ Fe2+ Ga Ge Fe(CN)63- + e ↔ Fe(CN)64Fe(glutamate)3+ ↔ Fe(glutamate)2+ Fe2+ + 2e ↔ Fe(s) Ga3+ + 3e ↔ Ga Ge2+ + 2e ↔ Ge 2H+ + 2e ↔ H2 H2 + OH- H H2O + e ↔ Hg 2Hg2+ + 2e ↔ Hg22+ Hg2+ + 2e ↔ Hg(l) IO4- + 2H+ + 2e ↔ IO3- + H2O I 236 E0 Ghi -0,35 -1,991 -2,812 2,890 2,168 1,147 1,120 0,900 0,80 0,771 0,732 HCl 1M 0,767 HClO4 1M 0,746 HNO3 1M 0,68 H2SO4 1M 0,356 0,240 -0,44 -0,549 0,1 0,000 -0,828 0,908 0,796 1,589 IO3- + 6H+ + 5e ↔ 2I2 + 3H2O 1,210 IO3- + 5H+ + 4e ↔ HOI + 2H2O I2(aq) + 2e ↔ 2II2(s) + 2e ↔ 2II3 - + 2e ↔ 3IIO3- + 3H2O + 6e ↔ I- + 6OH- 1,154 0,620 0,535 0,535 0,269 Phản ứng Nguyên tố E0 Ghi 3+ In La Li Lu Mg Mn Mo N O Pb In + Hg + 3e ↔ In (in Hg) -0,313 3+ In + 3e ↔ In -0,338 3+ + In + 2e ↔ In -0,444 3+ La + 3e ↔ La(s) -2,379 + Li + e + Hg ↔ Li(in Hg) -2,195 + Li + e ↔ Li(s) -3,040 3+ Lu + 3e ↔ Lu(s) -2,28 2+ Mg + 2e ↔ Mg(s) -2,360 + MnO4 + 4H + 3e ↔ MnO2(s) + H2O 1,692 + 2+ MnO4 + 8H + 5e ↔ Mn + 4H2O 1,507 2MnO4 + e ↔ MnO4 0,56 2+ Mn + 2e ↔ Mn(s) -1,182 2MoO4 + 2H2O + 2e ↔ MoO2(s) + -0,818 4OHMoO42- + 4H2O + 6e ↔ Mo(s) + 8OH-0,926 MoO2(s) + 2H2O + 4e ↔ Mo(s) + 4OH -0,980 NH3 + 3H+ + 2e ↔ N2(g) + NH4+ 2,079 + NO3 + 2H + e ↔ ½ N2O4(g) + H2O 0,798 + ½ N2(g) + H + e ↔ NH3 -3,334 2+ Ni + 2e ↔ Ni(s) -0,236 22Ni(CN)4 + e ↔ Ni(CN)3 + CN -0,401 + OH + H + e ↔ H2O 2,56 + O(g) + 2H + 2e ↔ H2O 2,430 + O3(g) + 2H + 2e ↔ O2(g) + H2O 2,057 + H2O2 + 2H + 2e ↔ 2H2O 1,763 + HO2 + H + e ↔ H2O2 1,44 + ½ O2(g) + 2H + 2e ↔ H2O 1,229 + O2(g) + 2H + 2e ↔ H2O2 0,695 + O2(g) + H + e ↔ HO2 -0,05 4+ 2+ Pb + 2e ↔ Pb 1,69 HNO3 1M 2+ Pb + 2e ↔ Pb(s) -0,126 2PbSO4(s) + 2e ↔ Pb(s) + SO4 -0,355 237 Phản ứng Nguyên tố 2+ Pt Pu S Sb Si V Zn Th Tm 238 Pt + 2e ↔ Pt(s) PtO2(s) + 4H+ + 4e ↔ Pt(s) + 2H2O PtCl42- + 2e ↔ Pt(s) + 4ClPtCl62- + 2e ↔ PtCl42- + 2ClPuO2+ + e ↔ PuO2(s) PuO22+ + 4H+ + 2e ↔ Pu4+ + 2H2O Pu4+ + e ↔ Pu3+ Pu3+ + 3e ↔ Pu(s) S2O82- + 2e ↔ 2SO42S2O62- + 4H+ + 2e ↔ 2H2SO3 4SO2 + 4H+ + 6e ↔ S4O62- + 2H2O SO2 + 4H+ + 6e ↔ S(s) + 2H2O SbO+ +2H+ + 3e ↔ Sb + H2O Sb2O3 + 3H+ + 3e ↔ SbH3 Sb + 3H+ +3e ↔ SbH3 Si(s) + 4H+ + 4e ↔ SiH4(g) SiF62- + 4e ↔ Si(s) + 6FVO2+ + 2H+ + e ↔ VO2+ + H2O VO2+ + 2H+ + e ↔ V3+ + H2O V3+ + e ↔ V2+ V2+ + 2e ↔ V(s) Zn(OH)+ + H+ + 2e ↔ Zn(s) + H2O Zn2+ + 2e ↔ Zn(s) Zn(NH3)42+ + 2e ↔ Zn(s) + 4NH3 ZnCO3(s) + 2e ↔ Zn(s) + CO32Zn(OH)3- + 2e ↔ Zn(s) + 3OHZn(OH)42- + 2e ↔ Zn(s) + 4OHZn(OH)2(s) + 2e ↔ Zn(s) + 2OHZnO(s) + H2O + 2e ↔ Zn(s) + 2OHZnS(s) + 2e ↔ Zn(s) + S2Th4+ + 4e ↔ Th(s) Tm3+ + 3e ↔ Tm(s) E0 1,18 0,92 0,755 0,68 1,585 1,000 1,006 -1,978 2,01 0,57 0,539 0,450 0,208 0,147 -0,510 -0,147 -1,24 1,001 0,337 -0,255 -1,125 -0,497 -0,762 -1,04 -1,06 -1,183 -1,199 -1,249 -1,260 -1,405 -1,826 -2,319 Ghi Nguyên tố Tl Sn Ti U E0 Phản ứng Ghi 1,280 0,77 HCl 1M 1,22 H2SO4 1M 1,23 HNO31M 1,26 HClO4 1M 0,139 HCl 1M -0,141 0,1 -0,9 -1,076 -1,60 0,39 0,273 Tl3+ + 2e ↔ Tl+ Sn4+ + 2e ↔ Sn2+ Sn2+ + 2e ↔ Sn(s) TiO2+ + 2H+ + e ↔ Ti3+ + H2O Ti3+ + e ↔ Ti2+ TiO2 + 4H+ + 4e ↔ Ti(s) + 2H2O Ti2+ + 2e ↔ Ti(s) UO2+ + 4H+ + e ↔ U4+ + 2H2O UO22+ + 4H+ + 2e ↔ U4+ + 2H2O Ghi chú: Các kim loại kiềm đo thủy ngân Hằng số điện ly số acid 250C Acid Cơng thức hóa học K1 K2 K3 1,1.10-7 3,2.10-12 Acetic CH3COOH 1,75.10-5 Arsenic H3AsO4 5,8.10-3 Benzoic C6H5COOH 6,28.10-5 Boric H3BO3 5,81.10-10 Carbonic H2CO3 4,45.10-7 4,69.10-11 Cloracetic ClCH2COOH Citric Cyanhydric 1,36.10-3 CH2COOH-C(OH)COOH7,45.10-4 1,73.10-5 4,02.10-7 CH2COOH HCN 6,2.10-10 Formic HCOOH 1,80.10-4 Fumaric Trans- (CH2)2(COOH)2 Iodineic HIO3 8,85.10-4 3,21.10-5 1,7.10-1 239 Acid Cơng thức hóa học K1 K2 Lactic CH3 CH(OH)COOH Malic HOOCH2CH(OH)COOH 3,48.10-4 8,0.10-6 Maleic Cis-(CH2)2(COOH)2 1,23,10-2 4,66.10-7 Malonic HOOCCH2COOH 1,42.10-3 2,01.10-6 Oxalic H2C2O4 5,60.10-2 5,42.10-5 Phenic C6H5OH 1,05.10-10 Phosphoric H3PO4 O – phtalic C6H4(COOH)2 1,12.10-3 3,91.10-6 Salicylic C6H4(OH)COOH 1,07.10-3 1,8.10-14 Succinic HOOCCH2CH2COOH 6,21.10-5 2,31.10-6 Hydrosulfuri c acid H2S 1,0.10-7 1,3.10-13 Sulfurous H2SO3 1,2.10-2 6,6.10-8 Tartric 1,37.10 7,11.10-3 6,32.10-8 4,5.10-13 HOOCCH(OH)CH(OH)CO 9,2.10-4 4,31.10-5 OH Tricloracetic Cl3CCOOH 1,29.10-1 propanoic acid CH3CH2COOH 1,34.10–5 240 K3 -4 Hằng số điện ly số base Base Hằng số phân ly 250C Amoniac 1,76.10-5 Anilin 3,94.10-10 – Butylamin 4,0.10-4 Dimethylamin 5,9.10-4 Ethanolamin 3,18.10-5 Ethylamin 4,28.10-4 Ethylendiamin K1 = 8,5.10-5; Hydrazin 1,3.10-6 Hydroxylamin 1,07.10-8 Methylamin 4,8.10-4 Piperidin 1,3.10-3 Pyridin 1,7.10-9 Trimethylamin 6,25.10-5 K2 = 7,1.10-8 Hằng số tạo phức ion kim loại NH3 Ion Logβ1 Logβ2 Logβ3 Logβ4 Logβ5 Logβ6 Nhiệt Lực ion KL độ (oC) (μ,M) Ag+ 3,31 7,23 Cd 2+ 2,51 4,47 5,77 6,56 Co 2+ 1,99 3,50 4,43 5,07 Cu 2+ 3,99 7,33 10,06 2+ Hg 8,8 17,5 Ni2+ 2,67 Zn2+ 2,18 25 30 30 12,03 30 18,50 19,28 22 4,79 6,40 7,41 30 4,43 6,74 8,70 30 5,13 8,10 4,39 8,01 241 242 Chất thị Murexide Eriocrom đen T Bromopyrogallol đỏ (PBR) 2+ 2+ 10; chuẩn ngược muối Mn 2+ Ni2+ , Cd2+ , Co2+ Pb Bi 3+ Đất V 9; đệm amôn 5–6 - 3; HNO3 6–7 10; chuẩn ngược muối magie Tl 4+ 10; chuẩn ngược muối kẽm 3+ 10; thêm hydroxylamine Ni2+ , Pb2+ chuẩn ngược muối kẽm có pyridin 6,5-9,5; chuẩn ngược muối kẽm 9-10; thêm complexonat magie Mn2+ Hg2+ Ga3+ Fe3+, Ti4+ Zn2+, Cr3+ Cd , Co , Mg 3+ 10;NH3; chuẩn ngược muối Mn 9-10; chuẩn ngược muối kẽm 2+ Ba2+ , Ca2+ Bi3+ 10-11,5; NH3 ~8; NH3 >12; NaOH 7-8; chuẩn ngược muối kẽm có pyridin 10; có mặt complexonat magie; đệm amơn 2+ 2+ pH điều kiện Al , đất 3+ Ag2+ Cu , Ni , Co Ca 2+ Ion cần xác định Một số chất thị thường gặp chuẩn độ complexon TT Xanh → Đỏ nhỏ Xanh tím → Đỏ Đỏ → Vàng cam Xanh → Đỏ Đỏ nho → Xanh Đỏ → Xanh tím Da cam → Tím Đỏ → Tím Sự thay đổi màu 0,5% ethanol 50% 0,1% trộn với NaCl (KNO3) tinh thể 0,25% trộn với NaCl tinh thể Cách pha 243 Xylenol da cam Canxon Bromopyrogallol đỏ (PBR) Chất thị TT 3+ Cd2+ Mg2+ , Mn2+ , Zn2+ Ca2+ Al ,Fe ,Ga , Ni2+,Pb2+,Sn4+, U4+,VO2+ 3+ 3+ 10, đệm amôn 11,5 NH3 12,5-13; NaOH 14,5; NH3 Chuẩn ngược với muối Th4+ 5; đệm axetac 5-6; đệm axetac Zn2+ Pb 5-6; đệm urotropin Đất 2+ 5-6; đệm urotropin; 80 C 5-6; đệm urotropin Cd2+ , Fe2+ Co 4-5; đệm axtac Hg2+ , Tl3+ 2+ 3-3,5; đệm axetac 2,2-5 Zn2+ Se 2+ Zn HNO3 1M; 900C 1,7-3,5; HNO3 Th4+ 4+ 1-3 HNO3 Bi3+ pH điều kiện 10; đệm amôn ,chuẩn ngược muối chì bitmut 2+ Mg , Mn , Pd2+ , Tl3+ , Fe3+ , In3+ , Ga3+ 2+ Ion cần xác định Hồng → Xanh Xanh tím → Vàng Đỏ → Vàng Đỏ tím → Vàng Đỏ → Vàng Sự thay đổi màu Trộn với Na2SO4 tinh thể (1:100) 0,5% ethanol Cách pha 244 (Piridin - - azo) - naphatol - (PAN) Eriocrom xanh đen B Acid sunfosalixilic Chất thị TT 3-5; đệm acetat; ~800C 2,3 - 2,5; đệm acetic 4; metanol 25%; ~600C 2-3,5; HNO3 3+ 2+ Mg , Zn V4+ Zr4+ 2+ Ca2+, Cd2+ Fe3+ Al3+, Ca2+, Co2+, Fe3+, Hg2+, Ga3+, Mg2+, Mn2+, Mo5+, Ni+, Pb2+, đất In Ni2+ Th4+ Cu Xanh → Đỏ Xanh → Đỏ HCl 0,01-0,2M Đỏ → Xanh Đỏ → Xanh Đỏ → Vàng Đỏ → Vàng Đỏ → Vàng Tím → Vàng Tím → Vàng Hồng → Vàng xanh Đỏ → Vàng xanh Sự thay đổi màu HCl 0,01-0,5M; metanol 50% 2,3 - 2,5; đệm acetic 4; metanol 25%; ~600C 2-3,5; HNO3 3-5; đệm acetat; ~800C 5-6; đệm acetic 1-3; HNO3 5-6; đệm acetic Cd 2+ 1-3; HNO3 pH điều kiện 2+ Bi 3+ Ion cần xác định 0,4% methanol 5% nước 0,1% ethanol 96% Cách pha GIÁO TRÌNH HĨA PHÂN TÍCH (DÙNG CHO SINH VIÊN HỆ KHƠNG CHUN HĨA) TS HỒ THỊ YÊN LY TS PHAN THỊ ANH ĐÀO NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Khu phố 6, Phường Linh Trung, Quận Thủ Đức, TP Hồ Chí Minh Dãy C, số 10-12 Đinh Tiên Hồng, Phường Bến Nghé, Quận 1,TP Hồ Chí Minh ĐT: 028 6272 6361 – 028 6272 6390 E-mail: vnuhp@vnuhcm.edu.vn PHÒNG PHÁT HÀNH Nhà xuất ĐHQG-HCM tác giả/đối tác liên kết giữ quyền© Copyright © by VNU-HCM Press and author/ co-partnership All rights reserved Dãy C, số 10-12 Đinh Tiên Hồng, Phường Bến Nghé, Quận 1,TP Hồ Chí Minh ĐT: 028 6272 6361 – 028 6272 6390 Website: www.nxbdhqghcm.edu.vn TRUNG TÂM SÁCH ĐẠI HỌC Dãy C, số 10-12 Đinh Tiên Hồng, Phường Bến Nghé, Quận 1, TP Hồ Chí Minh ĐT: 028 6272 6350 - 028 6272 6353 Website: www.sachdaihoc.edu.vn Chịu trách nhiệm xuất Xuất năm 2018 ĐỖ VĂN BIÊN Chịu trách nhiệm nội dung NGUYỄN HOÀNG DŨNG Tổ chức thảo chịu trách nhiệm tác quyền TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM Website: www.hcmute.edu.vn Biên tập TRẦN THỊ ĐỨC LINH Sửa in ÁI NHẬT Số lượng 300 cuốn, Khổ 16 x 24 cm, ĐKKHXB số: 2131-2018/CXBIPH/ 09-115/ĐHQGTPHCM, Quyết định XB số 122/QĐ-ĐHQGTPHCM NXB ĐHQG-HCM cấp ngày 03-7-2018 In tại: Cơng ty TNHH In & bao bì Hưng Phú Đ/c: 162A/1 – KP1A – P An Phú – TX Thuận An – Bình Dương Nộp lưu chiểu: Quý III/2018 Trình bày bìa TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM ISBN: 978 – 604 – 73 – 6257 – GIÁO TRÌNH HĨA PHÂN TÍCH (DÙNG CHO SINH VIÊN HỆ KHƠNG CHUN HĨA) TS HỒ THỊ N LY TS PHAN THỊ ANH ĐÀO Bản tiếng Việt ©, TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM, NXB ĐHQG-HCM CÁC TÁC GIẢ Bản quyền tác phẩm bảo hộ Luật Xuất Luật Sở hữu trí tuệ Việt Nam Nghiêm cấm hình thức xuất bản, chụp, phát tán nội dung chưa có đồng ý tác giả Nhà xuất ĐỂ CÓ SÁCH HAY, CẦN CHUNG TAY BẢO VỆ TÁC QUYỀN! ISBN: 978-604-73-6257-8 786047 362578 ... HĨA PHÂN TÍCH (DÙNG CHO SINH VIÊN HỆ KHƠNG CHUN HÓA) NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH LỜI NĨI ĐẦU Cuốn sách Hóa phân tích biên soạn với mục đích làm giáo trình giảng dạy cho sinh viên. .. pháp cho phân tích hóa học gọi hóa học phân tích Phân tích chất mặt hóa học xác định chất có thành phần (định tính), hàm lượng thành phần (định lượng) cấu trúc hóa học nó, nội dung phân tích hóa. .. CƯƠNG VỀ HÓA PHÂN TÍCH MỤC TIÊU - Xác định đối tượng, nhiệm vụ hóa học phân tích - Nắm ngun tắc phân tích định lượng - Giải thích bước thực q trình phân tích 1.1 ĐỐI TƯỢNG CỦA HĨA PHÂN TÍCH Mơn