THỰC TẬP HÓA PHÂN TÍCH - ĐẠI HỌC KHTN (ĐHQGHN)

THỰC TẬP HÓA PHÂN TÍCH - ĐẠI HỌC KHTN (ĐHQGHN) Giáo trình dành cho các bạn sinh viên ngành Hóa nói chung. Tài liệu thiết thực và hữu ích cho các bạn sinh viên năm 2,3. Contact me at: http://www.change24h.net

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

- -

N g u y ễ n V ă n R i

Tạ thị thảo

Thực tập phân tích Hoá học

PHẦN 1 PHÂN TÍCH ĐỊNH LƯỢNG HOÁ HỌC

Hà nội  2006

MỤC LỤC

Phần 1 Phân tích định lượng hoá học cơ bản

Chương 1 Phương pháp chuẩn độ axit-bazơ 2

1.1.2 Vẽ đường cong hiệu chỉnh thể tích buret 3

1.2 Pha chế dung dịch chuẩn axit oxalic để xác định bazơ 3

1.3.1 Thiết lập nồng độ NaOH theo dung dịch gốc H2C2O4 3

1.3.5 Xác định hàm lượng NH4+ theo phương pháp foocmalin 5

2.1.2 Thiết lập nồng độ HCl theo natri tetraborat 6

3.1.2 Thiết lập nồng độ NaOH theo HCl đã chuẩn 9

3.2 Xác định đa bazơ bằng axit mạnh 10

3.2.1 Xác định nồng độ Na2CO3 và NaHCO3 trong hỗn hợp 10

3.2.2 Xác định hàm lượng Na2CO3 trong NaOH công nghiệp 10

4.2.1 Xác định Zn2+

, Mg2+, Pb2+, chất chỉ thị ETOO ở pH 10 13 4.2.2 Xác định Ni2+, Cu2+, Ca2+, chỉ thị Murexit 144.2.3 Xác định Fe3+, chỉ thị axít sunfosalixilic H2SSal 15

5.1 Chuẩn độ phân đoạn xác định Bi3+, Pb2+ 16

5.2 Chuẩn độ ngược xác định Pb2+bằng Zn2+ và EDTA 16

5.3 Chuẩn độ thay thế 17

5.3.2 Xác định Ba2+ khi có mặt Mg2+ hoặc MgY2- 17

5.4 Xác định Ni2+

11.2.2 Pha dung dịch I2 34

11.6 Xác định hàm lượng clo hoạt động trong nước javen 37

12.2 Xác định nồng độ dung dịch Sb3+ bằng phép đo bromat 38 12.3 Xác định hàm lượng Al3+

trong mẫu bằng phép đo bromat 39 12.4 Xác định nồng độ H+ bằng phép đo iođat 40

Bài 21 Xác định hàm lượng Al2O3, Fe2O3, CaO, MgO

Bài 22 Xác định hàm lượng P2O5 trong phân bón NPK 60

22.1 Nguyên tắc xác định photpho (quy về P2O5) 60

Bài 25 Xác định một số chỉ tiêu hoá học của nước và nước thải 63

25.1 Xác định hàm lượng oxi hoà tan (DO) trong nước 63

26.2.1 Xác định độ axit trong nước mắm (tính theo CH3COOH) 70

Bài 27 Phân tích hàm lượng các loại đường trong sữa đặc có đường 74

Bài 30 Xác định hàm lượng foocmandehit, phenol trong nướcuống

Xác định hàm lượng KIO3 trong muối iot 82

Phụ lục 6 Một số chỉ thị axit-bazơ quan trọng 95 Phụ lục 7 Một số chỉ thị sử dụng trong chuẩn độ complexon 96

Phụ lục 9 Các giá trị Y(H) để phức complexonat kim loại

Phụ lục 10 Hằng số bền của các complexonat kim loại 97 Phụ lục 11 Hằng số tạo thành của một số phức ở 25o

Phụ lục 12 Tích số tan của một số hợp chất khó tan ở 25o

Phụ lục 14 Nồng độ của một số axit-bazơ đặc bán trên thị trường 104

LỜI NÓI ĐẦU Phân tích định lượng được dùng để xác định quan hệ định lượng giữa các thành phần của chất nghiên cứu, trong đó chất phân tích đóng vai trò là trung tâm

Tuỳ thuộc vào yêu cầu và đặc trưng kỹ thuật sử dụng để xác định thành phần của chất phân tích, các phương pháp phân tích định lượng được chia thành 3 nhóm: các phương pháp phân tích hóa học, vật lý và hoá lý còn gọi là phương pháp phân tích công

cụ

Các phương pháp phân tích hoá học gồm phương pháp phân tích trọng lượng và phân tích thể tích (gồm phương pháp chuẩn độ thể tích, phương pháp thể tích khí, phương pháp thể tích lắng đọng)

Các phương pháp chuẩn độ thể tích dựa trên 4 loại phản ứng cơ bản gồm phản ứng axit- bazơ, phản ứng tạo phức, phản ứng kết tủa và phản ứng oxi hoá khử

Các phương pháp phân tích công cụ xác định các chất phân tích dựa vào các tính chất hoá lý của chúng, thí dụ tính chất dẫn điện, tính chất hấp thụ quang.v.v, liên quan trực tiếp tới nồng độ các chất phân tích Điểm khác biệt cơ bản giữa phương pháp phân tích hoá học và phương pháp phân tích công cụ ở chỗ để xác định chất, phương pháp phân tích hoá học dựa vào các phản ứng hoá học có thước đo là khối lượng chất, thể tích dung dịch, còn các phương pháp phân tích công cụ có thước đo là tín hiệu được ghi lại dưới dạng một vạch phổ, một xung điện v.v

Trang bị của một phòng thí nghiệm phân tích hoá học bao gồm các dụng cụ thuỷ tinh, như buret, pipet, ống đong, bình định mức v.v, để phân tích trọng lượng cần có các thiết bị nung, sấy, cân, các dụng cụ kèm theo để kết tủa chất, lọc rửa kết tủa v.v

Trang bị của một phòng thí nghiệm phân tích công cụ gồm các thiết bị hiện đại hơn, đắt tiền hơn, được chia làm 3 nhóm:

+ Nhóm các thiết bị phân tích quang học bao gồm: các máy đo phổ hấp thụ phân tử UV- VIS, máy đo phổ hấp thụ nguyên tử và máy đo phổ phát xạ nguyên tử

+ Nhóm các thiết bị phân tích điện hoá gồm: các máy đo thế và đo dòng điện liên quan tới nồng độ của chất phân tích trong dung dịch, đó là các máy cực phổ với hệ điện cực khác nhau, các máy đo thế v.v

+ Nhóm các thiết bị tách, bao gồm tách sắc ký và tách chiết Tách là một kỹ thuật phân chia riêng biệt các chất từ một hỗn hợp Kết hợp với phần nhận biết bằng quang học hoặc điện hoá, có thể định lượng chất phân tích ở giới hạn phát hiện thấp cỡ phần triệu (ppm), phần tỷ (ppb), đôi khi tới phần nghìn tỷ (ppt)

Một phòng thí nghiệm phân tích tuỳ theo nhiệm vụ mà trang bị các thiết bị cho phù hợp, tuy nhiên phải đảm bảo tính phổ thông, trang bị các thiết bị thông thường để chuẩn

bị mẫu và phân tích các chất đa lượng, vừa đảm bảo tính hiện đại, có các thiết bị tiên tiến

để phân tích được các chất có hàm lượng thấp, vết và siêu vết Sự kết hợp cả phần phân tích hoá học và phân tích công cụ là không thể thiếu

Trong xu thế của hội nhập khu vực và toàn cầu, chúng ta ngày càng phải nâng cao chất lượng của mọi loại hình sản phẩm trong đó không ít các sản phẩm có đóng góp của chuyên ngành Hoá học Phân tích Đó là phân tích nguyên liệu và sản phẩm của quá trình sản xuất trong nông nghiệp cũng như trong nông nghiệp, phân tích các mẫu trong nghiên cứu khoa học, phân tích lâm sàng, phân tích các mẫu phục vụ cho qúa trình điều tra phá

án, v.v Một khối lượng khổng lồ các mẫu phân tích như vậy không ít mẫu liên quan trực tiếp tới sự thành bại của một doanh nghiệp, sức khoẻ, và đặc biệt là sinh mạng chính trị của con người Điều đó nói lên nhu cầu thực tế đòi hỏi tính chính xác và tính đúng đắn của các kết quả phân tích

Để giúp sinh viên có những kiến thức cơ bản về thực hành Hoá phân tích, đáp ứng

cho công việc khi ra trường, chúng tôi đã biên soạn lại cuốn "Thực tập phân tích định

lượng, phần 1 các phương pháp phân tích hoá học" nhằm trang bị cho sinh viên những

kiến thức và những kỹ năng cơ bản về phân tích định lượng

Cuốn sách gồm hai phần: Phần 1 là các bài thực hành phân tích định lượng cơ bản Trước hết, các kỹ thuật làm việc với các dụng cụ dùng trong phân tích định lượng như cân phân tích, dụng cụ thuỷ tinh v.v., sao cho đáp ứng được các nhu cầu độ chính xác của phương pháp Bốn phản ứng cơ bản là axít-bazơ, tạo phức, kết tủa và oxi hoá khử đã được

cụ thể hoá thành các bài xác định nồng độ các chất Sau mỗi phần có các bài kiểm tra đánh giá kỹ năng thực hành của sinh viên bằng các mẫu của phòng thí nghiệm

Phần 2 là các bài phân tích các mẫu thực tế, bao gồm các quy trình đã được kiểm nghiệm được áp dụng phân tích các mẫu thực như mẫu thực phẩm, mẫu nước, hợp kim, phân bón v.v Trong phần này, sinh viên được trang bị các kiến thức liên quan đến mẫu thực tế, các tình huống phải xử lý để thu được kết quả phân tích chính xác

Để có được cuốn sách này, chúng tôi đã được sự góp ý rất quý báu của các Thầy,

Cô của bộ môn Hoá phân tích, khoa Hoá học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên cũng như của nhiều đồng nghiệp khác Nhân dịp này, chúng tôi xin chân thành cảm ơn các Thầy, Cô và các bạn đồng nghiệp Do thời gian có hạn, cuốn sách không khỏi có những thiếu sót, rất mong được sự góp ý của độc giả để cuốn sách ngày càng hoàn thiện hơn

Các tác giả

PHẦN 1 PHÂN TÍCH ĐỊNH LƯỢNG HOÁ HỌC CƠ BẢN

CHƯƠNG 1 PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ AXÍT - BAZƠ

BÀI 1: CHUẨN ĐỘ ĐƠN AXÍT, ĐƠN BAZƠ

1.1 HIỆU CHỈNH THỂ TÍCH BURET

1.1.1 Thực hành cân nước cất

(Các loại cân phân tích và cách sử dụng đã trình bày ở phụ lục 1 trang 87-88) Nguyên tắc: Thành trong của buret thường không thẳng đều, nhưng khi sản xuất người ta thường đánh dấu thể tích theo khoảng cách, điêù đó dẫn tới sai lệch thể tích của từng đoạn cũng như của cả buret Cân nước cất để tìm ra thể tích thực của từng đoạn sau đó biểu diễn sự sai lệch vào đồ thị và điều chỉnh trong quá trình phân tích sau này

Tiến hành: Rửa sạch buret, tráng nước cất hai lần, không cần sấy khô, lấy nước cất vào buret đến vạch ―0‖ Một cốc cân có nắp đạy đặt ở dưới buret, cân thể tích của từng đoạn, mỗi đoạn 5ml, cho tới hết thể tích buret (50ml hoặc 25 ml), sau đó lập bảng số liệu theo mẫu bảng 1 và vẽ đồ thị biểu diễn sai lệch thể tích, giả thiết phép đo được thực hiện ở

Hình 1: Đường cong hiệu chỉnh thể tích buret

1.2 PHA CHẾ DUNG DỊCH CHUẨN AXIT OXALIC ĐỂ XÁC ĐỊNH BAZƠ

Nguyên tắc: Người ta cân một lượng xác định chất gốc trên cân phân tích có độ chính xác 0,0001 hoặc 0,00001 g, hoà tan định lượng lượng cân trong bình định mức có dung tích thích hợp rồi pha loãng bằng nước tới vạch

Tiến hành : Cân, pha dung dịch chuẩn H2C2O4 0,025 M (M=126,066)

Cân chính xác 0,7879 gam H2C2O4.2H2O có độ tinh khiết phân tích trong cốc cân, chuyển axít qua phễu vào bình định mức 250ml (hình 2) Tráng cốc cân 3 lần bằng nước cất vào bình định mức Thêm khoảng 150ml nước cất nữa và lắc kĩ cho tan hết sau đó thêm nước cất đến vạch mức, lắc kĩ để trộn đều, ta có dung dịch chuẩn axit oxalic 0,025M

Hình 2 Pha dung dịch axít oxalic

1.3 XÁC ĐỊNH NỒNG ĐỘ CÁC DUNG DỊCH ĐƠN AXIT, ĐƠN BAZƠ

1.3.1 Thiết lập nồng độ dung dịch NaOH theo dung dịch gốc H 2 C 2 O 4

Nguyên tắc: phương pháp có cơ sở là phản ứng trung hoà

Nồng độ mol/l dung dịch NaOH được tính theo công thức

0

)

.(

2

V

V C

CNaOH  oxalic oxalic

Tiến hành: Lấy chính xác Vml (10ml) dung dịch HCl cần xác định nồng độ vào bình nón cỡ 250ml, thêm 2-3 giọt dung dịch chất chỉ thị Từ buret, nhỏ dung dịch NaOH đã biết nồng độ vào và lắc đều bình nón cho tới khi dung dịch có màu hồng bền trong khoảng 30 giây thì dừng chuẩn độ Ghi số ml dung dịch NaOH đã chuẩn độ - V0ml Làm

3 lần rồi lấy kết quả trung bình và tiến hành thí nghiệm với hai chất chỉ thị và so sánh kết quả, giải thích (khi dùng chất chỉ thị metyl da cam thì màu của dung dịch chuyển từ đỏ sang vàng) Nồng độ mol/l của HCl được xác định như sau:

HCl

NaOH HCl

V

V C



1.3.3 Xác định nồng độ dung dịch CH 3 COOH

Nguyên tắc: Cơ sở của phương pháp dựa vào phản ứng trung hoà:

CH3COOH + NaOH  CH3COONa + H2O

Tương tự như phép chuẩn độ axit oxalic, tại điểm tương đương chỉ có muối NaCH3COO, có pH  9 nên sử dụng chất chỉ thị phenolphtalein

Tiến hành: Lấy chính xác Vml (10ml) dung dịch axit axetic vào bình nón cỡ 250ml thêm 2-3 giọt chất chỉ thị phenolphtalein Từ buret, nhỏ dung dịch NaOH đã biết nồng độ vào, lắc đều cho tới khi dung dịch có màu hồng bền trong khoảng 30 giây thì dừng lại Ghi số

ml NaOH đã chuẩn độ - V0ml Làm 3 lần rồi lấy kết quả trung bình

HAc

NaOH HAc

V

V C

Tại điểm tương đương, muối NH4Cl, có pH  5 nên sử dụng chất chỉ thị metyl đỏ

Tiến hành: Dùng pipet lấy chính xác Vml (10ml) dung dịch NH3 cần xác định nồng độ vào bình nón cỡ 250ml Thêm 2-3 giọt dung dịch chất chỉ thị metyl đỏ rồi tiến hành chuẩn

độ bằng dung dịch HCl đã biết nồng độ Khi dung dịch chuyển từ màu vàng sang màu đỏ thì dừng chuẩn độ Ghi số ml HCl đã chuẩn độ - V0ml Làm 3 lần và lấy kết quả trung bình Nồng độ mol/l của NH3 được tính như sau:

3 3

0

.

NH

HCl NH

V

V C

C 

Tiến hành tương tự với chất chỉ thị phenolphtalein, so sánh các kết quả và giải thích

1.3.5 Xác định hàm lượng muối amoni theo phương pháp focmalin

Nguyên tắc: Muối amoni tác dụng với HCHO trong nước ( HCHO.H2O) tạo ra lượng axit tương ứng được xác định bằng NaOH

4 NH4+ + 6 CH2O (CH2)6N4 + 4 H+ + 6 H2O

Tiến hành: Dùng ống đong lấy 5 ml dung dịch focmalin vào bình nón 250 ml, pha loãng bằng nước cất đến 20 ml, thêm 2-3 giọt chỉ thị phenolphtalein và trung hoà lượng HCOOH có trong focmalin bằng dung dịch chuẩn NaOH đến màu hồng

Cân trên cân phân tích a g NH4Cl (khoảng 0,2-0,3 g), đổ vào dung dịch focmalin đã trung hoà ở trên Lắc cẩn thận hỗn hợp, để yên 3-5 phút và chuẩn độ lượng axit giải phóng ra bằng dung dịch chuẩn NaOH Ghi số ml NaOH tiêu tốn cho quá trình chuẩn độ Hàm lượng N-NH4+ trong muối NH4Cl được tính theo công thức:

.1000

M V

2.1.1 Pha chế dung dịch chuẩn từ fixanal

Nguyên tắc: Dùng những lượng chất chất rắn hay những thể tích chất lỏng tinh khiết hoá học đã được cân, đo chính xác đựng trong ống fixanal (hình 3)để pha các dung dịch

có độ chuẩn xác định

Fixanal là ống bằng thuỷ tinh có cấu tạo đặc biệt: có hai vị trí rất mỏng giúp người phân tích có thể dễ dàng dùng đũa thuỷ tinh để chọc thủng, sau đó chuyển toàn bộ chất ở trong fixanal vào bình định mức bằng tia nước cất sau đó hoà tan và định mức

2

1

Hình 3: Fixanal chứa chất chuẩn

(Các điểm 1, 2 trên hình vẽ là các điểm cần phải được chọc thủng bằng đũa thuỷ tinh

2.1.2 Thiết lập nồng độ dung dịch HCl theo natri tetraborat

Muối natri tetraborat kết tinh (Na2B4O7.10H2O) có khối lượng phân tử lớn (M=381,37), có thể dùng làm chất gốc

Trong dung dịch loãng, ion tetraborat phản ứng với H+

tạo thành axit boric:

B4O72- + 2H+ + 5 H2O  4 H3BO3

Axit boric là đa axit yếu, pK1=9,24 ; pK2=12,74 ; pK3 = 13,8 Do K1 ≫ K2 , K3 có thể xem như đơn axit yếu có pKA= pK1 Khi chuẩn độ dung dịch natri tetraborat bằng dung dịch HCl, tại điểm tương đương, hình thành axit boric, do đó tính pH tại điểm tương đương như một axít yếu:

pHtđ = 1/2 pK1 - 1/2 lg Ca = 4,62 + 0,5 = 5,12

Đối với pH này có thể dùng metyl đỏ để làm chất chỉ thị

Tiến hành: Cân chính xác 2,3835g Na2B4O7.10H2O cho vào bình định mức 250 ml, thêm khoảng 150 ml nước cất nóng, lắc kỹ cho tan hết, để nguội đến nhiệt độ phòng thêm nước cất tới vạch mức, đảo kỹ, ta có dung dịch nồng độ 0,025M

Lấy V1 ml (10 ml) dung dịch natritetraborat có nồng độ C1 vừa điều chế vào bình nón

250 ml, thêm vào mỗi bình 2-3 giọt dung dịch metyl đỏ (có khoảng đổi màu 4,4 - 6,2), dung dịch có màu vàng Từ buret nhỏ từng giọt dung dịch HCl cho tới khi dung dịch chuyển từ màu vàng sang màu da cam, hết V ml HCl Để phép chuẩn độ được chính xác cần dùng dung dịch đối chứng là dung dịch 100 ml axit boric loãng cỡ 1 % trong đệm có

pH = 5,1-5,2 có thêm 2-3 ml NaCl 1 M và 2-3 giọt dung dịch chất chỉ thị metyl đỏ, dung dịch có màu da cam Tiến hành chuẩn độ ba lần, lấy kết quả trung bình Nồng độ mol/l HCl được xác định như sau:

V

V C

CHCl  2 1 1

2.2 XÁC ĐỊNH NỒNG ĐỘ ĐA AXÍT VÀ MUỐI CỦA NÓ

2.2.1 Xác định nồng độ dung dịch H 3 PO 4 bằng dung dịch chuẩn NaOH

Nguyên tắc: Cơ sở của phương pháp dựa vào phản ứng trung hoà H3PO4 theo hai nấc: Nấc 1 : H3PO4 + NaOH  NaH2PO4 + H2O

H3PO4 có pK1 = 2,12 ; pK2 = 7,21, pK3 = 12,36 ;

Tại điểm tương đương 1 pH = 1/2pK1 + 1/2pK2 = 4,665, dùng metyl da cam có pT = 4 hoặc metyl đỏ có pT = 5 làm chất chỉ thị

Nấc 2 : NaH2PO4 + NaOH  Na2HPO4 + H2O;

Tại điểm tương đương 2, pH = 1/2pK2 + 1/2pK3 = 9,785, dùng phenolphtalein có pT=9 làm chất chỉ thị là phù hợp

Tiến hành: Dùng pipet lấy chính xác Vml (10ml) dung dịch H3PO4 cho vào bình nón cỡ 250ml Thêm 2-3 giọt dung dịch chất chỉ thị metyl da cam, dung dịch có màu đỏ Dùng dung dịch chuẩn NaOH chuẩn độ tới khi dung dịch từ màu đỏ chuyển sang màu vàng thì dừng lại Ghi số ml NaOH đã chuẩn độ - V1ml Thêm vào dung dịch chuẩn độ 2-3 giọt chất chỉ thị phenolphtalein, tiếp tục chuẩn độ (nấc thứ hai của axit H3PO4) bằng NaOH cho tới khi dung dịch có màu hồng bền trong 30 giây thì dừng lại, ghi số ml NaOH đã chuẩn độ - V2ml Làm 3 lần lấy kết quả trung bình

V

C V V

C V

Tiến hành: Lấy chính xác 10ml dung dịch hỗn hợp HCl và H3PO4 cần phân tích cho vào bình nón cỡ 250ml; thêm 2-3 giọt dung dịch metyl da cam, lắc đều và chuẩn độ bằng dung dịch NaOH có nồng độ C tới khi dung dịch chuyển sang màu vàng Ghi số ml NaOH đã chuẩn độ (V1) Thêm vào 3 giọt dung dịch phenolphtalein và tiếp tục chuẩn độ tới khi dung dịch chuyển sang màu hồng Ghi số ml NaOH đã chuẩn độ lần 2 (V2) Làm 3 lần rồi lấy kết quả trung bình Nồng độ mol/l của axit photphoric được tính như sau:

2

4 3

C V V C

C V

metyldacam (lúc này cả hai muối đều phản ứng) số milimol HCl chính là tổng milimol của hai loại Hiệu số milimol của HCl và KOH là số milimol của K2HPO4

- Cách 2: Chuẩn độ bằng HCl cho tới đổi màu chất chỉ thị metyl da cam để xác định K2HPO4, sau đó dùng KOH chuẩn độ dung dịch vừa nhận được cho tới chuyển màu phenolphtalein để xác định tổng số Hiệu số milimol của KOH và HCl chính là số milimol của KH2PO4

Tiến hành :(làm theo cách 1) Lấy vào bình nón 10 ml dung dịch mẫu phân tích, thêm 2 giọt dung dịch chất chỉ thị phenolphtalein Dùng dung dịch NaOH có nồng độ C1 chuẩn

độ tới xuất hiện màu hồng, hết V1ml Thêm vào dung dịch vừa chuẩn độ 3 giọt dung dịch metyl da cam, dùng dung dịch HCl có nồng độ C2 chuẩn độ cho tới khi dung dịch xuất hiện màu đỏ, hết V2

Tính kết quả: Nồng độ KH2PO4 và nồng độ K2HPO4 được tính theo công thức:

10

. 1

1

4 2

V C

V C V

C

CK HPO 

 -* -

BÀI 3 CHUẨN ĐỘ ĐA BAZƠ

3.1 CÁC DUNG DỊCH CHUẨN

3.1.1 Thiết lập nồng độ dung dịch HCl theo Na 2 CO 3

Natri cacbonat khan có M=105,99, là muối trung hoà của axit cacbonic (H2CO3) Muối Na2CO3 tinh khiết, khan cũng được dùng làm chất gốc được chuẩn bị bằng cách nung Na2CO3 loại tinh khiết phân tích tới khối lượng không đổi ở 270oC trong tủ sấy 1 giờ

Phản ứng giữa HCl và Na2CO3 0,1M có hai nấc như sau:

Na2CO3 + HCl  NaHCO3 + H2O

NaHCO3 + HCl  H2CO3 + NaCl

Axit cacbonic có K1 = 4,3.10-7; K2 = 5,61.10-11 hay pK1 và pK2 của nó tương ứng là 6,35 và 10,32 Tại điểm tương đương thứ nhất ta có:

Với pH này, ta dùng phenolphtalein làm chất chỉ thị

Tại điểm tương đương thứ hai, hình thành H2CO3 là đa axit yếu, tuy nhiên K1>>K2nên xem như một đơn axit yếu, Ca= 0,1M (bỏ qua pha loãng), pH được tính như sau:

685,35,0185,3log2

12

11

pH

Như vậy sử dụng chất chỉ thị metyl da cam làm chất chỉ thị là phù hợp

Tiến hành : Cân chính xác trên cân phân tích a gam Na2CO3 khan, p.a (khoảng 0,10g), cho vào bình nón 250ml, thêm nước cất, lắc đều đến tan hết Thêm 2 giọt dung dịch phenolphtalein, chuẩn độ bằng HCl cho đến khi dung dịch mất màu hồng, hết V1ml Thêm tiếp vài giọt dung dịch metyl da cam (hoặc bromocresol xanh) và chuẩn độ tiếp bằng HCl cho tới khi dung dịch có màu da cam (hoặc màu xanh lá cây), đun sôi để đuổi

H2CO3, để nguội, lúc này dung dịch có pH=8,3 Tiếp tục chuẩn độ tới khi dung dịch chuyển sang màu da cam hoặc màu xanh lá cây, hết tổng cộng V2ml

Nồng độ mol/l HCl được tính như sau:

99105

10002

2 ,

V

a

C HCl 

3.1.2 Thiết lập nồng độ NaOH theo HCl đã chuẩn

(Xác lập nồng độ NaOH theo HCl được tiến hành giống mục 1.4.2 trong bài 1 )

3.2 XÁC ĐỊNH ĐA BAZƠ BẰNG AXÍT MẠNH

3.2.1 Xác định nồng độ Na 2 CO 3 và NaHCO 3 trong hỗn hợp

Việc xác định Na2CO3 và NaHCO3 trong hỗn hợp được thực hiện theo 2 cách:

Cách 1: Chuẩn độ hỗn hợp bằng HCl với chất chỉ thị phenolphtalein Khi đó 1 nấc

Na2CO3 bị trung hoà thành NaHCO3 sau đó tiếp tục chuẩn độ tổng NaHCO3 bằng dung dịch chuẩn HCl với chất chỉ thị metyl da cam

Kết hợp 2 giai đoạn chuẩn độ sẽ tính được hàm lượng Na2CO3 và NaHCO3

(sinh viên tự thiết lập qui trình thí nghiệm và công thức tính hàm lượng từng chất)

Cách 2: Chuẩn độ hỗn hợp Na2CO3 và NaHCO3 bằngHCl khi có chất chỉ thị metyl da

cam Sau đó thêm một lượng dư chính xác dung dịch kiềm vào mẫu khác có dung dịch

hỗn hợp 2 muối để chuyển chúng thành muối cacbonat và thêm tiếp lượng dư BaCl2 để

tạo kết tủa BaCO3 Không cần lọc kết tủa, chuẩn độ lượng kiềm dư khi có mặt chất chỉ thị

phenolphtalein:

HCO3- + OH- CO32- + H2O ; Ba2+ + CO32- BaCO3

Cách này cho kết quả tốt hơn khi hỗn hợp cần phân tích chứa NaHCO3 ít hơn Na2CO3

Tiến hành (theo cách 2): Hút 10 ml hỗn hợp cần chuẩn độ, thêm 2-3 giọt dung dịch chất

chỉ thị metyl da cam và chuẩn độ đến khi dung dịch có màu da cam, hết V1 ml

Lấy 10 ml dung dịch mẫu phân tích mới, thêm vào đó 25 ml dung dịch chuẩn NaOH,

10 ml dung dịch BaCl2 1M và 2-3 giọt dung dịch phenolphtalein Chuẩn độ lượng kiềm

dư đến mất màu phenolphtalein, hết V2 ml

Hàm lượng Na2CO3 và NaHCO3 được tính theo công thức sau:

10

.

25 2

3

HCl NaOH

NaHCO

C V C



10 2

)

25 (

1

3 2

HCl NaOH

HCl CO

Na

C V C

C V



3.2.2 Xác định hàm lượng Na 2 CO 3 trong NaOH công nghiệp

Nguyên tắc: Phản ứng giữa Na2CO3 với HCl có 2 nấc Tại điểm tương đương thứ nhất,

dung dịch sẽ có pH khoảng 8,21 (xem mục 3.1.1 bài 3) nên dùng chất chỉ thị

phenolphtalein là phù hợp Mặt khác khi chuẩn độ bazơ mạnh bằng axit mạnh, đường

cong chuẩn độ có bước nhảy ở pH 4-10, khi kết thúc với chất chỉ thị phenolphtalein, toàn

bộ NaOH cũng phản ứng hết với HCl, các phản ứng như sau:

NaOH + HCl  NaCl + H2O ; Na2CO3 + HCl  NaHCO3 + H2O Như vậy số milimol HCl cũng chính là số milimol tổng của NaOH và Na2CO3 khi

phenolphtalein mất màu hồng Chuẩn độ tiếp bằng HCl tới tương đương 2 sẽ phản ứng:

Tại điểm tương đương 2, dung dịch H2CO3 có pH  4, làm đổi màu metyl da cam từ

vàng sang đỏ, số milimol HCl phản ứng ở đây là số milimol Na2CO3 Hiệu số của số

milimol HCl tổng số và số milimol HCl của phản ứng sau là số milimol của NaOH

Tiến hành: Cân chính xác a gam mẫu (khoảng 1,0-1,5 gam) cần kiểm tra cho vào bình định mức 250ml Tráng cốc cân ba lần bằng nước cất vào bình định mức, thêm khoảng 100ml nước, lắc đều cho tan hết rồi thêm nước cất đến vạch mức, trộn đều, đạy nút ngay Nước cất dùng để pha xút cần đun sôi kĩ trước để đuổi hết CO2 hoà tan trước khi đem dùng

Dùng pipet hút chính xác Vml (10ml) dung dịch vừa pha vào bình nón 250ml Thêm 2-3 giọt dung dịch phenolphtalein (dung dịch có màu hồng) Từ buret nhỏ từng giọt dung dịch chuẩn HCl cho đến khi mất màu hồng thì ngừng chuẩn độ Ghi số ml HCl - V1ml Thêm vào dung dịch 2-3 giọt dung dịch metyl da cam (dung dịch có màu vàng) và chuẩn

độ tiếp bằng HCl Khi dung dịch chuyển sang màu đỏ thì ngừng chuẩn độ Ghi số ml HCl

đã chuẩn độ (V2 ml) Làm ba lần rồi lấy kết quả trung bình

100 10

250

1000

106

%

.

) (

2 3

2

2

2 1

3 2

a

V C

CO Na

V

V C

C

V

V V

C C

HCl

HCl CO

3.2.3 Xác định độ cứng tạm thời của nước máy

Nguyên tắc: Độ cứng tạm thời của nước là do sự có mặt của các hiđro cacbonat của Ca,

Mg đôi khi cả của Fe Độ cứng này có thể được loại bỏ bằng cách đun sôi nước Khi đó các muối hiđro cacbonat bị phân huỷ thành muối cacbonat, oxicacbonat và hiđroxit không tan trong nước

Sinh viên tự lập công thức tính độ cứng theo số mili gam CaCO3 trong 1 lit nước (xem như trong nước chỉ có Ca)

-* -

3.3 CÂU HỎI ÔN TẬP PHẦN CÁC PHẢN ỨNG AXÍT-BAZƠ

1 Nêu các trang bị cơ bản của một phòng thí nghiệm Hoá Phân tích

2 Nguyên tắc sử dụng cân phân tích là gì? khi nào thì sử dụng

3 Nêu cách kiểm tra dung tích thực của dụng cụ đo thể tích

4 Tính pH của dung dịch axít yếu, bazơ yếu, đa axít, đa bazơ, muối của đa axít đa bazơ, các dung dịch đệm

5 Tại sao các chất chuẩn dùng trong phương pháp chuẩn độ axit-bazơ thường dùng các axit mạnh bazơ mạnh chứ không phải là axit yếu, bazơ yếu ?

6 Nguyên tắc chọn chất chỉ thị trong phương pháp chuẩn độ axít - bazơ là gì ?

7 pH thay đổi như thế nào để màu của chỉ thị ở điểm cuối thay đổi rõ ràng? Tại sao ?

8 Giải thích tại sao khi đun sôi dung dịch tại gần điểm cuối cuả phép chuẩn độ cacbonat bằng HCl sẽ làm cho sự chuyển màu của chất chỉ thị rõ rệt hơn?

9 pK của axít yếu thấp đến mức nào để có thể chuẩn độ được trong dung dịch nước

10 Độ mạnh của 2 axít cần phải khác nhau đến mức nào để có thể chuẩn độ riêng biệt chúng trong một dung dịch, tại sao?

11 Tính pH của dung dịch, vẽ đường cong chuẩn độ khi thêm: 0,0 ; 5,0 ; 15,0 ; 25,0; 40,0

; 45,0 ; 49,0 ; 50,0 ; 51,0 ; 55,0 ; 60,0 ml dung dịch NaOH 0,1 M vào

a 50 ml HNO2 0,1 M , Ka = 4.10-4

b Piridin clorua 0,1 M ; Piridin có Kb = 1,7.10-9

10 Tính pH của dung dịch và vẽ đường cong chuẩn độ khi thêm: 0,0 ; 5,0 ; 15,0 ; 25,0 ; 40,0 ; 45,0 ; 49,0 ; 50,0 ; 51,0 ; 55,0 ; 60,0 ml dung dịch HCl 0,1 M vào 50 ml dung dịch NH3 0,1 M; Kb = 1.10-4,75 ; 50 ml dung dịch NaCN 0,1 M; Ka = 7,2.10-10

-* -

CHƯƠNG 2 PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ COMPLEXON BÀI 4 CHUẨN ĐỘ TRỰC TIẾP XÁC ĐỊNH CÁC ION KIM LOẠI

4.1 CÂN PHA DUNG DỊCH CHUẨN EDTA 0,01 M

Muối EDTA (Na2H2Y 2H2O có MEDTA= 372,24) dùng để pha dung dịch chuẩn là loại tinh khiết phân tích, có độ ẩm 0,3 - 0,5 % Trước khi cân pha cần phải để muối trong bát không có nắp và để trong desicator khoảng 1 ngày đêm để loại hơi ẩm bám trên bề mặt tinh thể

Quy trình: Cân trước thuyền cân (cốc cân) để biết trọng lượng, thêm 0,9306g EDTA vào thuyền cân, điều chỉnh lượng cân cho tới khi đạt vị trí thăng bằng Khoá cân, chuyển toàn

bộ lượng EDTA vào phễu đặt trên bình định mức 250ml, dùng bình cầu tia chuyển toàn

bộ EDTA vào bình định mức (hình 2, trang 3), tráng lại phễu ba lần, sau đó thêm nước cất đến khoảng 100 ml, lắc kĩ cho tan hết EDTA Pha loãng bằng nước cất đến vạch mức, ta

ZnInd (đỏ nho) + H2Y2-  ZnY2- + H2Ind (xanh)

Tiến hành: Dùng pipet lấy chính xác Vml (10ml) dung dịch Zn2+ hoặc Mg2+ cần xác định vào bình nón cỡ 250ml Thêm 20ml nước cất nữa, thêm 5ml dung dịch đệm amoniac và một ít chất chỉ thị (dung dịch có màu đỏ nho) Lắc đều và tiến hành chuẩn độ bằng dung dịch EDTA đã biết nồng độ Khi dung dịch có màu xanh biếc thì ngừng chuẩn độ Ghi số

ml EDTA đã chuẩn độ -V0ml Làm ba lần rồi lấy kết quả trung bình Nồng độ mol/l của

Zn2+ và Mg2+ được tính :

V

V C

C Zn  EDTA. 0 ;

V

V C

Tuy nhiên Pb2+ cũng rất dễ thuỷ phân nên khi chuẩn độ với chỉ thị ET-OO ở pH=10, trước khi tăng pH cần cho thêm tartrat hoặc trietanolamin để tạo phức phụ kém bền sẽ tránh được hiện tượng trên

Tiến hành: Dùng pipet lấy chính xác Vml (10ml) dung dịch Pb2+

cần xác định vào bình nón cỡ 250ml Thêm 20ml nước cất, 5ml dung dịch KNaC4H4O6 1M, lắc đều, thêm 5ml dung dịch đệm amoniac và một ít chất chỉ thị ET-OO Đun nóng nhẹ đến khoảng 500C và tiến hành chuẩn độ Pb2+ bằng dung dịch EDTA đã biết nồng độ cho đến khi dung dịch chuyển từ màu đỏ sang màu xanh Ghi số ml EDTA đã chuẩn độ - V0ml Làm ba lần lấy kết quả trung bình

V

V C

Dựa trên phản ứng tạo phức bền của Cu2+

(Ni2+) với EDTA:

Cu2+ + H2Y2-  CuY2- + 2H+

Phản ứng được tiến hành cở pH=8, chất chỉ thị là murexit 1% trong NaCl

CuH4Ind+ (vàng nhạt) + H2Y2-  CuY2- + H4Ind- (tím)

Tiến hành:

Dùng pipet lấy chính xác Vml (10ml) dung dịch Cu2+ (Ni2+) vào bình nón cỡ 250ml, thêm một ít chất chỉ thị murexit, dùng dung dịch NH3 1N để điều chỉnh pH  8 (thêm vài giọt dung dịch NH3 cho tới khi dung dịch có màu vàng nhạt thoáng đục) Chuẩn độ Cu2+bằng dung dịch EDTA đã biết nồng độ cho đến khi dung dịch chuyển sang màu tím Ghi

số ml EDTA đã tiêu tốn (V0ml) Làm ba lần rồi lấy kết quả trung bình

V

V C

C Cu  EDTA. 0 ;

V

V C

(đỏ) (tím) Tiến hành: Dùng pipet lấy chính xác Vml (10ml) dung dịch Ca2+

cần xác định vào bình nón cỡ 250ml Thêm 20ml nước cất nữa, thêm 2ml dung dịch NaOH 2N và một ít chất chỉ thị murrexit (1% trong NaCl) Lắc đều, dung dịch có màu đỏ Chuẩn độ bằng dung dịch EDTA đã biết nồng độ cho tới khi dung dịch chuyển sang màu tím Ghi số ml EDTA đã chuẩn độ - V0ml Làm ba lần rồi lấy kết quả trung bình

V

V C

đỏ tím vàng khômg màu Tiến hành: Dùng pipet lấy chính xác Vml (10ml) dung dịch Fe3+

cần xác định vào bình nón cỡ 250ml Thêm 10 giọt dung dịch chất chỉ thị, lắc đều Nếu dung dịch chưa có màu

đỏ tím thì thêm từ từ từng giọt dung dịch dung dịch NaCH3COO 5% lắc đều cho tới khi xuất hiện màu đỏ tím Đun nóng dung dịch tới 60-700C, tiến hành chuẩn độ bằng dung dịch chuẩn EDTA cho tới khi dung dịch từ màu đỏ tím chuyển sang màu vàng nhạt Ghi

số ml EDTA chuẩn độ - V0ml Làm ba lần rồi lấy kết quả trung bình

V

V C

EDTA cho đến khi dung dịch chuyển từ màu tím đậm sang màu vàng lục, hết V1 ml, nồng

độ mol/l của ion Cu2+

được tính như sau:

10

.

1 ) (

EDTA II

Cu

C V

-* -

BÀI 5 CÁC KỸ THUẬT CHUẨN ĐỘ COPLEXON

Ngoài kỹ thuật chuẩn độ trực tiếp để xác định nồng độ các ion kim loại, phương pháp complexon còn sử dụng các kỹ thuật chuẩn độ phân đoạn, chuẩn độ ngược, chuẩn độ thay thế

5.1 CHUẨN ĐỘ PHÂN ĐOẠN, XÁC ĐỊNH Bi3+ VÀ Pb2+

Dùng pipet lấy chính xác Vml (10ml) dung dịch phân tích vào bình nón cỡ 250ml Chỉnh

pH về 2-3 bằng dung dịch NH3 5N (theo giấy công go đỏ) Thêm một ít chất chỉ thị, lắc đều, dung dịch có màu đỏ Dùng dung dịch EDTA đã biết nồng độ chuẩn độ Bi3+ cho tới khi dung dịch chuyển sang màu vàng Ghi số ml EDTA tiêu tốn - V1ml Thêm khoảng 1g urotropin vào dung dịch lắc đều, dung dịch trở lại màu đỏ Chuẩn độ tiếp bằng dung dịch EDTA tới khi dung dịch chuyển sang màu vàng Ghi số ml dung dịch EDTA chuẩn độ -

V2ml Làm 3 lần để lấy kết quả trung bình

V

V C

C V

V C

số ml Zn2+ đã chuẩn độ - V2ml Làm ba lần rồi lấy kết quả trung bình

V

V C V C

V

V C

CPb  EDTA. EDTA

5.3.2 Xác dịnh Ba 2+ khi có mặt Mg 2+ hoặc MgY

2-Nguyên tắc:

Các ion kim loại Ba2+ và Mg2+ đều tạo phức với complexon III, có hằng số bền xấp xỉ nhau, tuy nhiên Ba2+ có khả năng tạo phức màu với chất chỉ thị ET-OO kém hơn Mg2+ Khi chuẩn độ hỗn hợp này ở pH =10, tại sát điểm tương đương, Mg2+

sẽ phản ứng với chất chỉ thị tốt hơn nên phức MgInd còn lại sau cùng trước khi phản ứng với EDTA để chuyển thành chỉ thị tự do, sự thay đổi màu rõ rệt làm cho phép chuẩn độ chính xác hơn Khi xa tương đương: Ba2+

+ H2Y2-  BaY2- + 2H+

Mg2+ + H2Y2-  MgY2- + 2H+

Tại điểm tương đương:

MgInd + H2Y2-  MgY2- + H2Ind (đỏ nho) (xanh)

Trường hợp thêm MgY2-, tuy phức của BaY

kém bền hơn MgY2-, nhưng tại sát điểm tương đương có sự thay đổi phức, hình thành MgInd có màu đỏ

BaInd + MgY2-  BaY2- + MgInd

pK 2 8,69 7,76 7

Nhìn vào biểu thức trên ta thấy tổng pK của vế phải lớn hơn vế trái nhiều cho nên phương trình phản ứng diễn ra khá thuận lợi Tại điểm tương đương phức MgInd cũng phản ứng với EDTA làm thay đổi màu của dung dịch

MgInd + H2Y2- MgY2- + Hind

(đỏ nho) (xanh)

Tiến hành:

Lấy vào bình nón 10 ml dung dịch Ba2+, thêm chính xác 5ml dung dịch Mg2+ có nồng độ

CMg (nếu cho complexonat magie thì không cần đo thể tích chính xác), thêm 10ml dung dịch đệm amoniac + amoni clorua, pH=10 và một ít chất chỉ thị ET-OO, dung dịch có màu đỏ nho Chuẩn độ bằng dung dịch EDTA đã biết nồng độ cho tới khi dung dịch chuyển sang màu xanh Ghi số ml EDTA đã chuẩn độ - V0ml Làm song song để lấy kết quả trung bình Nồng độ mol/l của Ba2+ được tính như sau:

10

EDTA Ba

V C V

Tiến hành:

Hút 10 ml dung dịch Cu2+ vào bình nón 250 ml và tiến hành chuẩn độ Cu2+ bằng EDTA với chất chỉ thị PAN như ở phần 6.3.4 đến điểm tương đương Sau đó thêm tiếp vào dung dịch này 10 ml dung dịch mẫu Ni2+, đun sôi dung dịch và tiếp tục chuẩn độ bằng dung dịch EDTA cho tới khi dung dịch chuyển từ màu xanh tím sang màu vàng lục Ghi thể tích EDTA tiêu tốn cho quá trình chuẩn độ Ni2+ (V1 ml)

Nồng độ Ni2+ được tính như sau:

10

.

1 ) (

EDTA II

Ni

C V

Điều kiện tiến hành phản ứng:

Để tránh thuỷ phân, người ta rửa kết tủa bằng dung dịch amoniac loãng

Lọc, rửa kết tủa, hoà tan bằng HCl 1M sau đó tiến hành chuẩn độ Mg2+ ở pH=10 với chỉ thị ET-OO Từ lượng Mg2+ đã phản ứng, tính được lượng PO43- trong mẫu

6.1.2 Quy trình phân tích

Lấy mẫu chứa PO43- trong cốc thuỷ tinh 250 ml chịu nhiệt sao cho lượng PO4không quá 250 mg Thêm 10 ml dung dịch MgSO4 0,5M, thêm 5 ml HCl 6M, 2 giọt dung dịch chất chỉ thị mêtyl đỏ Pha loãng bằng nước cất tới thể tích 100 ml sau đó thêm chậm từng giọt dung dịch amoniac đặc, vừa thêm vừa khuấy và cọ đũa thuỷ tinh vào thành cốc cho đến khi chất chỉ thị chuyển từ màu đỏ sang màu vàng Thêm 5 ml dung dịch EDTA 0,02 M, thêm tiếp 5 ml NH3 đặc nữa, đạy nắp và để yên 1 đến vài giờ Trước khi lọc, cần thử xem đã kết tủa hoàn toàn chưa Lọc kết tủa qua giấy lọc băng xanh và rửa bằng dung dịch amoniac 2,5% Khi cần xác định magiê thật chính xác dưới dạng amoni-magiê photphat, cần kết tủa lại kết tủa đó lần thứ hai, vì dung dịch phân tích luôn luôn chứa lượng lớn muối amoni, kết tủa có công thức không thật sự là MgNH4PO4.6H2O

3-Kiểm tra độ sạch của kết tủa bằng một giọt dung dịch AgNO3 + HNO3 vào 1ml dung dịch nước rửa không có kết tủa trắng của AgCl

Chuyển cả giấy lọc chứa kết tủa vào cốc 250 ml, thêm 10 ml dung dịch HCl 1M, thêm 30 ml nước, đun sôi dung dịch Lọc dung dịch qua giấy lọc băng đỏ, rửa giấy lọc bằng nước cất vào bình nón 100 ml

Thêm dư chính xác Vml dung dịch EDTA (khoảng 10-20 ml) điều chỉnh pH của dung dịch bằng dung dịch NaOH đến đổi màu giấy công gô đỏ Thêm 10 ml dung dịch đệm pH=10, thêm 5 ml KCN 5 % và một lượng nhỏ axit ascorbic, một it chất chỉ thị ET-

OO Chuẩn độ ngược EDTA bằng dung dịch Mg2+

tới khi dung dịch chuyển màu từ xanh sang đỏ

Cho lượng dư KI vào chính hỗn hợp complexonat Hg2+ và Zn2+ ở trên để tạo phức với

Hg2+ thành HgI42- giải phóng ra lượng EDTA tương ứng của Hg2+ và chuẩn độ lượng EDTA này bằng dung dịch chuẩn Cu2+ ở pH=5 với chất chỉ thị PAN

chuẩn độ cho tới khi dung dịch chuyển sang màu tím Ghi số ml Cu2+

đã chuẩn độ - V2ml

Thêm tiếp vào dung dịch vừa chuẩn độ ở trên 5 ml dung dịch KI 5%, khi đó dung dịch có màu vàng Đun sôi lại dung dịch và chuẩn độ lượng EDTA được giải phóng ra bằng dung dịch chuẩn Cu2+ hết V3 (ml) Làm ba lần rồi lấy kết quả trung bình Nồng độ

Hg2+ và Zn2+ được tính theo công thức sau:

C V

C  

10

.

. 2 3

1

2

Cu Cu

o Zn

C V C V C V





6.3 XÁC ĐỊNH ĐỘ CỨNG TOÀN PHẦN CỦA NƯỚC MÁY

Có nhiều cách đánh giá về độ cứng toàn phần của nước máy: Theo tiêu chuển

―GOST‖ của Nga thì độ cứng toàn phần của nước được định nghĩa là số mili đương lượng gam của Ca2+ và Mg2+ trong một lít nước

Theo tiêu chuẩn

Nguyên tắc: Chuẩn độ tổng số Ca2+

và Mg2+ bằng dung dịch chuẩn EDTA ở pH = 10, chất chỉ thị ET-00 rồi tính độ cứng của nước

Tiến hành: Tráng bình định mức 100ml bằng nước máy, bình nón 250ml bằng nước cất, sau đó lấy nước máy vào bình định mức đến vạch mức, đổ vào bình nón Thêm 10 ml dung dịch đệm pH=10, thêm 5 ml KCN 5% (để loại ảnh hưởng của các kim loại nặng nếu có) và một lượng nhỏ bằng hạt đậu xanh chất chỉ thị ET-00 Từ burét, nhỏ từng giọt dung dịch EDTA vào bình nón cho tới khi dung dịch chuyển từ màu đỏ nho sang màu xanh

Sinh viên tự lập công thức tính độ cứng toàn phần của nước./

Bước 2 - Chuẩn độ xác định các chất:

- Xác định Al: Chuẩn độ ngược lượng EDTA dư ở pH=5 bằng Zn2+, chỉ thị PAN

- Xác định tổng Ca, Mg: Chuẩn độ trực tiếp hỗn hợp bằng EDTA ở pH = 10, chỉ thị ET-OO

- Xác định Ca: Che Mg2+ bằng NaOH ở pH=13, chuẩn độ Ca với chỉ thị Murexit

7.2 QUY TRÌNH PHÂN TÍCH

Lấy cốc chứa mẫu phân tích của phòng thí nghiệm, thêm nước cất đến khoảng 50

ml Đun nóng đến 70-80oC, thêm 5ml dung dịch NH4Cl 1 M, thêm 10 ml NH3 6M, tiếp tục đun nóng 30 phút Để nguội, lọc kết tủa qua giấy lọc băng vàng vào bình nón 250 ml (nước lọc 1) Hoà tan kết tủa trở lại vào cốc ban đầu bằng 20 ml HCl 6M nóng Kết tủa lại

Al như đã thực hiện ở trên (5ml NH4Cl + NH3, đun nóng) Lọc, rửa kết tủa 5 lần, mỗi lần

5 ml dung dịch NH3 1% vào bình định mức 250ml đã có nước lọc 1 Thêm nước cất đến vạch, được dung dịch A chứa Ca, Mg

Lấy kết tủa, hoà tan kết tủa ngay trên giấy lọc bằng dung dịch H2SO4 vào bình định mức vào bình 100 ml, được dung dịch B

Xác định tổng Ca, Mg:

Lấy 10 ml dung dịch A, thêm 10 ml dung dịch đệm NH3+ NH4Cl, thêm một lượng nhỏ chất chỉ thị ET-OO, chuẩn bằng dung dịch EDTA cho tới khi dung dịch chuyển từ màu đỏ sang xanh, hết V1 ml

Xác định Ca

Lấy 10 ml dung dịch A khác, thêm 2 ml NaOH 2M, lắc kỹ, thêm một ít chỉ thị Murexit, dung dịch có đỏ Chuẩn bằng dung dịch EDTA cho đến khi chuyển từ màu đỏ sang tím, hết V2 ml

Xác định Al:

Lấy 10 ml dung dịch B vào bình nón 250 ml, thêm một mẩu giấy chỉ thị công gô

đỏ, dùng dung dịch NH3 6M điều chỉnh cho tới khi giấy công gô chuyển sang màu hồng,

thêm 30 ml dung dịch EDTA 0,02 M, thêm 5 ml dung dịch đệm CH3COOH +

CH3COONa (pH=4) Đun sôi dung dịch 10 phút, thêm một ít urotropin, lắc kỹ, tiếp tục đun nóng đến 70oC, thêm một ít chỉ thị PAN, chuẩn độ bằng dung dịch EDTA cho đến khi dung dịch chuyển từ màu vàng sang màu hồng, hết V3 ml

(Sinh viên tự lập công thức tính lượng Al, Ca, Mg trong mẫu)

7.3 CÂU HỎI ÔN TẬP

1 Nêu những khái niệm cơ bản về phức chất (định nghĩa, phân loại, danh pháp)

2 Nêu những đặc điểm cơ bản của phức complexonat kim loại?

3 Hằng số bền và hằng số bền điều kiện của phức chất Tính hằng số bền điều kiện của phức EDTA-Fe(III) ở các pH : 1 ; 2 ; 3 ; 4 ; 5 ; 6 ; 7 ; 8 ; 9 ; 10 ; 11 biết rằng phức EDTA-Fe(III) có hằng số bền FeY- = 1025,1, H4Y có các hằng số phân ly là K1 = 1

10-2 ; K2 = 2,1.10-3 ; K3 = 5,4 10-7 ; K4 = 1,1 10-11 Zả sử Fe(III) không có phản ứng phụ khác ngoài phản ứng với EDTA

4 Chất chỉ thị kim loại trong chuẩn độ complexon ? ảnh hưởng của pH đến chỉ thị kim loại như thế nào ?

5 Nêu các kỹ thuật chuẩn độ comlexon và phạm vi ứng dụng? Cho thí dụ minh hoạ

6 Tính pSr và vẽ đường cong chuẩn độ khi thêm 0,0 ; 10,0 ; 24,0 ; 24,9 ; 25,0 ; 25,1 ; 26,0 ; 30,0 ml chất chuẩn EDTA có nồng độ 0,02 M vào 25 ml dung dịch Sr2+ nồng

độ 0,02 M ở pH =11

-* -

CHƯƠNG 3 PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ KẾT TỦA, TẠO PHỨC

BÀI 8: CHUẨN ĐỘ KẾT TỦA, TẠO PHỨC XÁC ĐỊNH CÁC HALOGENUA VÀ SCN-

8.1 PHƯƠNG PHÁP MOHR XÁC ĐỊNH Cl

-, Br

-Nguyên tắc:

Phản ứng kết tủa giữa ion Ag+ với Cl- hay Br- xảy ra nhanh, hoàn toàn có thể dùng trong phân tích (TAgCl = 1,8.10-10, TAgBr = 6.10-13, TagI = 1,1.10-16) Khi quá điểm tương đương, lượng dư nhỏ của Ag+ tạo kết tủa màu đỏ với CrO42- sẽ là chất chỉ thị cho

Tiến hành:

Dùng pipet lấy chính xác Vml (10ml) dung dịch halogenua cần xác định vào bình nón

cỡ 250ml Thêm 10 giọt dung dịch chất chỉ thị, lắc đều và tiến hành chuẩn độ bằng dung dịch AgNO3 đã biết nồng độ cho đến khi dung dịch chuyển từ màu vàng nhạt sang màu

đỏ nâu Ghi số ml AgNO3 chuẩn độ -Voml Làm ba lần rồi lấy kết quả trung bình

V

V C

Đối với anion Br

cũng tiến hành tương tự như trên

8.2 PHƯƠNG PHÁP FAJANS XÁC ĐỊNH Cl

-, Br-, I- , SCN- Nguyên tắc:

Phản ứng kết tủa giữa ion Cl

-, Br-, I- , SCN- với Ag+ tạo thành hợp chất khó tan như

đã trình bày ở trên Chất chỉ thị cho điểm tương đương là chất hấp phụ, fluorescein hay eosin 1% trong rượu etylic Trước điểm tương đương, hạt kết tủa mang điện tích âm do hấp phụ anion halogenua cho nên không thể hấp phụ chất chỉ thị Khi qua điểm tương đương, kết tủa sẽ hấp phụ ion Ag+ dư tạo thành những hạt mang điện tích dương và liên kết với anion chất chỉ thị tạo nên những khối kết tủa mang màu (đổi màu dung dịch) {[(AgCl)n].Ag}+.NO3- + Ind- {[(AgCl)n].Ag}+.Ind-

màu trắng màu hồng (với fluorexein) và tím (eosin)

Đối với chất chỉ thị Fluorescein (viết tắt là HFl), phản ứng tiến hành trong môi trường trung tính vì HFl là một axit yếu, pK =10-8 Trong môi trường trung tính HFl phân

ly thành Fl- là ion âm, liên kết với hạt keo mang điện tích dương (khi đã dư một lượng nhỏ Ag+) biến thành màu hồng Để tăng cường khả năng hấp phụ, đưa thêm hồ tinh bột, màu dung dịch sẽ biến đổi rõ hơn

Đối với chất chỉ thị eosin, là một axit mạnh hơn, viết tắt là HE, có thể phân ly ở pH=2 là môi trường thuận lợi cho phản ứng Khi dùng chất chỉ thị này, không xác định

Cl- vì E- hấp phụ mạnh, đẩy Cl- ra khỏi kết tủa AgCl làm sai lệch điểm tương đương Tiến hành:

Dùng pipet lấy chính xác Vml (10ml) dung dịch Cl

cần xác định vào bình nón cỡ 250ml, thêm 3-5 giọt dung dịch chất chỉ thị fluorescein, 1ml hồ tinh bột, lắc đều và tiến hành chuẩn độ bằng dung dịch AgNO3 đã biết nồng độ Khi khối dung dịch chuyển sang màu hồng thì ngừng chuẩn độ Ghi số ml dung dịch AgNO3 chuẩn độ - Voml Làm lặp lại

3 lần rồi lấy kết quả trung bình

V

V C

Cho một lượng dư chính xác Ag+ tác dụng với các halogenua và SCN- (X)- sau đó chuẩn độ Ag+dư bằng SCN-

đã biết nồng độ, sử dụng phèn sắt (Fe3+) làm chất chỉ thị Khi vừa dư SCN- thì dung dịch sẽ có màu hồng I- và Br- có thể chuẩn độ khi có mặt kết tủa AgX nhưng đối với Cl- thì phải lọc bỏ kết tủa trước khi chuẩn độ vì TAgCl>TAgSCN

Ag+ + X-  AgX (dư Ag+)

Ag+ + SCN- AgSCN

V C V C

X

2 1

1 



 ; X- = I-, Br- , SCN- hoặc Cl- 8.4 XÁC ĐỊNH Cl-

BẰNG Hg(NO3)2 Nguyên tắc:

Trong môi trường axit, phản ứng giữa Cl

với Hg2+ tạo hợp chất HgCl2 ít phân ly (K=6.10-14) Tại điểm tương đương, một lượng dư nhỏ Hg2+ tác dụng với chất chỉ thị diphenylcacbazon (ở pH1,5- 2,0) hoặc điphenylcacbazit (ở pH  2,0-3,5) thành phức màu tím

Tiến hành:

Dùng pipet lấy một thể tích chính xác Vml (10ml) dung dịch Cl- cần xác định vào bình nón cỡ 250ml, pha loãng gấp đôi bằng nước cất Thêm 2 ml HNO3 0,5M, 5 giọt dung dịch diphenylcacbazon 0,1% trong cồn etylic Tiến hành chuẩn độ bằng dung dịch Hg(NO3)2 cho đến khi dung dịch chuyển sang màu tím thì ngừng chuẩn độ, hết Vo ml Làm 3 lần rồi lấy kết quả trung bình

V

V C

Cl

.

2 2 

 

8.5 CÂU HỎI ÔN TẬP

1 Nêu điều kiện hình thành kết tủa và quy luật tích số tan?

2 Các yếu tố ảnh hưởng tới độ tan, cho thí dụ minh hoạ

3 Nêu đặc điểm và phạm vi áp dụng của các phương pháp Mohr, Fajans, Volhard

4 Cơ chế đổi màu của chất chỉ thị trong phương pháp chuẩn độ Cl- bằng Hg2+

-* -CHƯƠNG 4 CÁC PHƯƠNG PHÁP OXI HOÁ - KHỬ BÀI 9: PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ PEMANGANAT

9.1 XÁC ĐỊNH NỒNG ĐỘ DUNG DỊCH KMNO4

Nguyên tắc:

H2C2O4 là một chất gốc có tính khử dùng để xác định nồng độ KMnO4 Phản ứng diễn ra trong môi trường axit với chất chỉ thị là màu hồng của lượng dư KMnO4 trong dung dịch chuẩn độ

5H2C2O4 + 2KMnO4 + 3H2SO4 2MnSO4 + 10CO2 + K2SO4 + 8H2O

V

V C

5

.

Lấy V1 ml dung dịch H2O2 bán trên thị trường pha loãng đến thể tích V2 (Sinh viên

tự tính để có giá trị V1 và V2 phù hợp cho phép chuẩn độ) Lấy 10 ml dung dịch H2O2 đã pha loãng vào bình nón dung tích 250 ml, thêm 5 ml dung dịch H2SO4 2M, chuẩn bằng

dung dịch KMnO4 có nồng độ Co tới khi xuất hiện màu hồng, hết Vo ml Nồng độ mol

H2O2 được tính:

1

2

.10.2

5

2 2

V

V V C

Hút 25 ml dung dịch chuẩn MnO4- vào bình nón 250 ml, thêm 10 ml dung dịch

H2SO4 2 M, pha loãng với khoảng 20 ml nước cất, đun nhẹ dung dịch và nhỏ từ từ NO2-

từ buret xuống đến kh imất màu hồng Ghi thể tích NO2-tiêu tốn

Nồng độ NO2- trong dung dịch chuẩn độ được tính theo công thức:

2

25 5

NO

MnO NO

V

C C

9.4 XÁC ĐỊNH NỒNG ĐỘ Fe2+ VÀ Fe3+TRONG HỖN HỢP

Nguyên tắc:

Xác định Fe(II) bằng cách chuẩn độ trực tiếp bằng dung dịch chuẩn KMnO4 cho tới khi một giọt dung dịch dư KMnO4 làm xuất hiện màu hồng

MnO4- + 5Fe2+ + 8H+  Mn2+ + 5Fe3+ + 4H2O

- Xác định tổng hàm lượng Fe(II), Fe(III): khử toàn bộ Fe3+ về Fe2+ bằng SnCl2(lượng dư SnCl2 được loại bằng HgCl2), loại trừ ảnh hưởng của Cl- bằng hỗn hợp bảo vệ

và chuẩn độ lượng Fe2+ trong dung dịch giống như trên

2 Fe3+ + SnCl2 2 Fe2+ + Sn4+ + 2Cl

-SnCl2 + 2HgCl2 Hg2Cl2 + Sn4+ + 4Cl

-Tiến hành

Xác định hàm lượng Fe2+ :

Dùng pipet lấy chính xác Vml (10ml) dung dịch mẫu vào bình nón cỡ 250ml, thêm 5

ml H2SO4 2M, thêm 10 ml hỗn hợp bảo vệ Từ buret nhỏ từ từ dung dịch KMnO4 có nồng độ Co cho tớikhi xuất hiện màu hồng, hết V1ml

* Xác định tổng hàm lượng Fe2+ và Fe3+ :

Dùng pipet lấy 10 ml dung dịch mẫu khác vào bình nón cỡ 250ml Thêm 5ml HCl 4M, đun nhẹ đến khoảng 700C, cho từng giọt dung dịch dung dịch SnCl2 5% vào và lắc nhẹ cho tới khi dung dịch mất màu vàng của FeCl3 thì thêm 1 giọt dung dịch nữa và lắc đều Pha loãng dung dịch bằng nước cất đến khoảng 100ml Thêm nhanh 1ml dung dịch HgCl2 5%, lắc đều (nếu dung dịch có màu đen thì phải làm lại) Thêm 10ml hỗn hợp bảo

vệ và tiến hành chuẩn độ bằng dung dịch KMnO4 có nồng độ Co Khi dung dịch có màu hồng bền trong khoảng 15 giây thì ngừng chuẩn độ Ghi số ml KMnO4 chuấn độ là V2

ml Làm 3 lần lấy kết quả trung bình

Nồng độ mol Fe(II) và Fe(III) được xác định như sau:

V

V V C C

V

V C

bằng C2O42- sau đó hoà tan kết tủa trongdung dịch H2SO4 rồi chuẩn độ

H2C2O4 sinh ra bằng dung dịch chuẩn KMnO4