Hệ Cao Đẳng GIÁO TRÌNH HÓA PHÂN TÍCH (Analytical chemistry) Đà Nẵng 2022 Trang 2 Trang 3 LỜI NÓI ĐẦU Hoá Phân tích là môn học cơ sở, nhằm cung cấp cho sinh viên của Trường Cao đẳng Công Nghệ Y Dược Vi.
Hệ Cao Đẳng GIÁO TRÌNH HĨA PHÂN TÍCH (Analytical chemistry) Đà Nẵng 2022 Trang LỜI NĨI ĐẦU Hố Phân tích mơn học sở, nhằm cung cấp cho sinh viên Trường Cao đẳng Công Nghệ Y Dược Việt Nam phần kiến thức sở trước học môn chuyên ngành với mục tiêu: - Trình bày số vấn đề chọn lọc Hố Phân tích - Một số phương pháp chuẩn độ sử dụng nhiều ngành Dược Giáo trình Hố Phân tích gồm bài, có: - Mục tiêu học - Nội dung - Câu hỏi lượng giá Giáo trình Hố Phân tích biên soạn điều kiện có hạn thời gian, sau khoá học thầy, cô giáo bạn sinh viên tham gia nhiều ý kiến; chỉnh sửa, bổ sung, chẳc khơng tránh khỏi thiếu sót Chúng mong bạn đồng nghiệp bạn sinh viên tiếp tục tham gia ý kiến để tiếp tục sửa chữa, bổ sung cho giáo trình hồn thiện Chúng tơi xin trân trọng cảm ơn Ban Giám hiệu trường Cao đẳng Công Nghệ Y Dược Việt Nam tạo điều kiện; cảm ơn thầy, giáo bạn sinh viên đóng góp nhiều ý kiến để chúng tơi hồn thành giáo trình này! Đà Nẵng, ngày tháng năm 2022 Nhóm tác giả Trang Mục lục Bài 1: ĐẠI CƯƠNG VỀ HỐ PHÂN TÍCH Bài : CÁC CÁCH BIỂU DIỄN NỒNG ĐỘ DUNG DỊCH 11 Bài 3: PHƯƠNG PHÁP KHỐI LƯỢNG (PHƯƠNG PHÁP CÂN) 19 Bài 4: ĐẠI CƯƠNG VỀ PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ 29 Bài 5: CHUẨN ĐỘ ACID - BASE 41 Bài : CHUẨN ĐỘ TẠO PHỨC 69 Bài 7: CHUẨN ĐỘ OXY HOÁ - KHỬ 102 Bài 8: CHUẨN ĐỘ KẾT TỦA 120 Trang Bài 1: ĐẠI CƯƠNG VỀ HỐ PHÂN TÍCH MỤC TIÊU BÀI HỌC Trình bày mục tiêu quan trọng mơn học Trình bày phương pháp phân tích nguyên tắc phương pháp đủ Trình bày nguyên tắc chung phương pháp hoá học dùng định lượng NỘI DUNG CHÍNH ĐỐI TƯỢNG CỦA MƠN HỌC Hố phân tích môn khoa học chuyên nghiên cứu phương pháp, cách tiến hành đổ xác định thành phần định tính, định lượng cấu trúc chất Hố học phân tích chủ yểu dựa vào phương pháp hoá học, nhiên, với phát triển khoa học kỹ thuật ngày nay, phương pháp hố học, cịn sứ dụng phương pháp vật lý, sinh học toán học để xác định định tính, định lượng chât Trong tài liệu này, Hố học phân tích gọi tắt Hố phân tích (HPT) Hố phân tích gồm nội dung chính: sở lý thuyết, dụng cụ đo lường ứng dụng Cơ sở lý thuyết Hố phân tích vật lý, hoá học, sinh học, toán học (toán thống kê dùng để xây dựng kế hoạch thực nghiệm nhằm tối ưu hố, tính sai số phép phân tích ) Dụng cụ đo lường: Các phương pháp, dụng cụ đo lường dùng Hố phân tích giúp tăng cường kỹ môn học, kỹ người làm phân tích Ứng dụng: Nghiên cứu ứng dụng rộng rãi Hố phân tích vào nhiều lĩnh vực khác sống Hố phân tích ứng dụng có vị trí quan trọng nhiều lĩnh vực khoa học đời sống như: hoá học, sinh học, địa chất, nông nghiệp, thực phẩm, đặc biệt ngành Dược Trong lĩnh vực khoa học ứng dụng: Xác định công thức phần tư, thành phần định tính, định lượng hữu cơ; xác định thành phần chế hoạt động cua Trang enzym nghiên cứu sinh học Trong lĩnh vực kinh tế: Kiểm tra, đánh giá chất lượng sản phẩm quy trình sản xuất, đánh giá độ an tồn nông phẩm, thực phẩm nhập thông qua xác định hàm lượng chất độc hại có sản phẩm, thực phẩm nhập Trong lĩnh vực y dược: Nghiên cứu cấu tạo hàm lượng chất dược liệu, bào chế dạng thuốc mới, kiểm nghiệm chất lượng dược phẩm trình sản xuất, phân phối bảo quản sử dụng thuốc, nghiên cứu dược động học; phục vụ cho điều trị, xét nghiệm y học (xét nghiệm máu, xét nghiệm tiểu đường ) Trong lĩnh vực môi trường: Nghiên cứu đánh giá tác động yếu tố độc hại ảnh hưởng đến môi trường thông qua xác định thành phần hàm lượng chất dộc hại mơi trường nước, đất, khí Trong chương trình đào tạo Dược cao đẳng, Hố phân tích vừa mơn học sớ, vừa môn học nghiệp vụ Người học trang bị tốt kiến thức lý thuyết thực hành cùa hố học phân tích làm tốt lĩnh vực: kiểm nghiệm thuốc, nghiên cứu nguyên liệu làm thuốc, bào chế dạng thuốc mới, xác định hoạt chất nguyên liệu, dược liệu, xác định chất độc, làm xét nghiệm sinh hoá, PHÂN LOẠI CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH THỂ TÍCH Các phương pháp phân tích phân loại theo nhiều tiêu chí khác nhau, cách phân loại dược áp dụng nhiều nhất: Dựa vào chất phương pháp Tuỳ thuộc vào chât phương pháp, chia phương pháp thành hai nhóm chính: 2.1.1 Các phương pháp hoá học Dựa vào mối quan hệ tính chất hố học thành phần hố học chất cần phân tích, coi phương pháp hố học gồm hai nhóm phương pháp sau: Phân tích hố học định tính Ngun tắc phương pháp chuyển chất chưa biết thảnh chất biết (biết Trang rõ thành phân, công thức cấu tạo ) cách cho chất cần phân tích tác dụng với thuốc thử (thuốc thử hoá chất biết rõ thành phần, cơng thức cấu tạo, tính chất hoá học, nồng độ) Dựa vào dấu hiệu đặc trưng như: dạng kết tủa, tạo màu, phát quang, thực phàn ứng thuốc thử với chất cần phân tích Từ xác định thành phấn cấu tạo chất cần phân tích Đối tượng hố học phân tích định tính nghiên cứu kỹ thuật, thuốc thử, phương pháp để xác định định tính cation, anion dung dịch muối vô đơn giản, có quy trình phân tích thơng qua việc phân nhóm cation anion Phân tích hố học định tính chia thành hai phương pháp: phương pháp khô phương pháp dung dịch Phương pháp khô: Chất cần phân tích thuốc thử dùng thể rắn Phương pháp khó thực độ xác khơng cao nên dùng Phương pháp dung dịch: Chất cần phân tích thuốc thử dạng lỏng Phản ứng chất cần phân tích thuốc thử thực chất phản ứng ion Phương pháp hay dùng tiến hành nhanh, thuận lợi, không cần thiết bị đo lường phức tạp, dắt tiền Các phương pháp hố học dùng cho định tính thường đơn giản, không cần đến thiết bị đo lường, dễ triển khai, chi phí thấp Nhược điểm phải tách chiết, chuyển chất cần phân tích sang dạng dung dịch nhiều thời gian, độ tin cậy không cao Để khắc phục nhược điểm này, với phát triển khoa học kỹ thuật, người ta thường dùng phương pháp phổ để định tính mẫu thử như: quang phổ UV - VIS, IR, NMR MS để định tính chất cần phân tích Các phương pháp cho kết nhanh, xác, độ tin cậy cao b) Phân tích hố học định lượng Ngun tắc phương pháp dựa vào chất phản ứng hoá học, định luật bảo tồn khối lượng, định luật thành phần khơng đổi, để xác định hàm lượng nguyên tố nhóm ngun tổ chất cần phân tích Có thể phân loại thành hai phương pháp sau: Phương pháp phân tích khối lượng: Dựa vào khối lượng chất (đã biết Trang thành phần hoá học) tạo thành sau phản ứng hoá học hay phương pháp vật lý, tính lượng chất cần định lượng mẫu thử theo khối lượng chất tạo thành Phương pháp phân tích khối lượng gồm hai phương pháp: phương pháp kết tủa phương pháp bay Phương pháp phân tích thể tích bao gồm hai phương pháp: + Phương pháp chuẩn độ: Dựa vào thuốc thử (đã biết xác thành phần hoá học, nồng độ) dùng phản ứng vừa đù với thê tích xác dung dịch chât cân định lượng, từ tính dược nơng độ cúa dung dịch chất cẩn định lượng Tuỳ thuộc vào chất phản ứng xảy trình chuẩn độ, người ta chia nhỏ làm phương pháp: phương pháp acid - base phương pháp chuẩn độ kết tủa, phương pháp chuẩn độ tạo phức, phương pháp chuẩn độ oxy hố – khử + Phương pháp thể tích khí: Dựa vào việc đo thể tích khí tạo thành (như CO2 phóng từ muối carbonat) giảm tích hồn hợp khí phần bị hấp thụ (như CO2 bị hấp thụ vào dung dịch KOH) Các phương pháp vật lý hoá lý Nguyên tắc phương pháp dựa vào mối quan hệ thành phần hố học tính chất vật lý hoá lý cùa chất Các phương pháp chia thành ba nhóm: phương pháp quang học, phương pháp tách phân tích phương pháp điện hoá Các phương pháp quang học: Dựa vào tính chất vật lý độ khúc xạ, độ dẫn điện, suất quay cực, hấp thụ, xạ phát xạ nguyên tử, phân tứ Các phương pháp tách phân tích: Bao gồm phương pháp sắc ký (sắc ký khí, sắc ký lỏng, sắc ký lớp mỏng), phương pháp điện di, thẩm tích Các phương pháp điện hoá: phương pháp cực phổ, đo Ưu điểm cùa phương pháp độ tin cậy giới hạn phát cao, thời gian phân tích nhanh, nhiều phương pháp dùng cho phân tích định tính định lượng Các phương pháp vật lý đại thường kết hợp với công nghệ điện tử, tin học đe đo lường xử lý sổ liệu cho kết quà phân tích nhanh xác Trang Vì phương pháp ngày ứng dụng rộng rãi Các phương pháp cịn có tên gọi khác phương pháp dụng cụ Dựa vào lượng mẫu phân tích Căn vào khối lượng mẫu dùng để phân tích, người ta cịn chia phương pháp phân tích thành nhóm sau: Phân tích thơ: lượng mẫu thừ > 0,lg trở lên Phân tích bán vi: lượng mẫu thử từ 10-2 đến 10-lg Phân tích vi lượng: lượng mẫu thử 10-3 đến 10-2g Phân tích vi lượng: lượng mẫu thử 10-4 đến 10-3 g Phân tích siêu vi lượng: lượng mẫu thử < 0,1-4 g Dựa vào việc sử dụng chất chuẩn Tuỳ vào chất chuẩn sử dụng phân tích, người ta chia thành hai nhóm sau: - Phương pháp tuyệt đối: Dựa vào quy luật chi phối thơng số vật lý hố học số liệu đầu vào đâu trình phân tích - Phương pháp tương đối: Các phương pháp khơng cần tính tốn mà chi so sánh tín hiệu đo lường cúa mẫu phân tích cùa dãy dung dịch chất chuẩn có nơng độ dã biêt Thơng qua hàm đáp ứng thường tuyến tính để nội suy kết Các phương pháp cần sử dụng chất chuẩn chất phân tích NGUYÊN TẮC CHUNG CỦA CÁC PHƯƠNG PHÁP HỐ HỌC DÙNG TRONG PHÂN TÍCH THỂ TÍCH Trong phạm vi chương trình, phân tích định tính phương pháp hố học nhiều thời gian, độ xác, độ tin cậy khơng cao, nên chủ yếu nghiên cứu vơ phân tích định lượng hoá học Nguyên tắc chung cứa phương pháp hoá học dùng định lượng dựa vào phàn ứng hoá học, định luật hoá học lợi dụng tượng xảy trình phàn ứng (như tạo tủa, tạo màu, phát quang, ) để xác định hàm lượng nguyên tố nhóm nguyên tố cần phân tích Phương trình tổng qt phản ứng hoá học viết sau: A+B=C+D Trang Trong đó: A, B: chất tham gia phán ứng; C, D: chất tạo thành sau phản ứng Nếu C D chất kết tủa, định lượng A theo C D (phương pháp kết tủa khối lượng) A định lượng thơng qua B phản ứng A B có tỷ lệ trao đổi thành phần phân tử định, dùng thị màu để biết phản ứng kết thúc với A dùng hết B, từ lượng chất B suy lượng chất A (phương pháp phân tích thể tích) LƯỢNG GIÁ Trình bày đổi tượng Hố học phân tích Nêu cách phân loại phương pháp dùng Hố học phân tích Trình bày ngun tắc chung dùng Hố học phân tích định lượng Trang 10 ... Giám hiệu trường Cao đẳng Công Nghệ Y Dược Việt Nam tạo điều kiện; cảm ơn th? ?y, cô giáo bạn sinh viên đóng góp nhiều ý kiến để chúng tơi hồn thành giáo trình n? ?y! Đà Nẵng, ng? ?y tháng năm 2022... loại tham gia phản ứng phân tử muối + Trong phản ứng oxy hoá - khử: Đối với chất oxy hố - khử n số electron (e) thu hay phân tử chất oxy hoá hay phân tử chất khử tham gia phản ứng Ví dụ: Trong phản... OXY HOÁ - KHỬ 102 Bài 8: CHUẨN ĐỘ KẾT TỦA 120 Trang Bài 1: ĐẠI CƯƠNG VỀ HỐ PHÂN TÍCH MỤC TIÊU BÀI HỌC Trình b? ?y mục tiêu quan trọng mơn học Trình b? ?y phương pháp phân tích nguyên