Đang tải... (xem toàn văn)
Bài giảng Hoá phân tích: Chương 2 Phương pháp phân tích thể tích, cung cấp cho người học những kiến thức như: Nguyên tắc của phương pháp và các khái niệm cơ bản; Cân bằng của phản ứng acid - baz và phương pháp chuẩn độ acid – baz; Phản ứng tạo phức và phương pháp chuẩn độ phức chất; Phản ứng oxi hoá - khử và phương pháp chuẩn độ oxi hoá - khử;... Mời các bạn cùng tham khảo!
Chương Phương pháp phân tích thể tích 2.1 Nguyên tắc phương pháp khái niệm 2.2 Cân phản ứng acid - baz phương pháp chuẩn độ acid – baz 2.3 Phản ứng tạo phức phương pháp chuẩn độ phức chất 2.4 Phản ứng oxi hoá - khử phương pháp chuẩn độ oxi hoá - khử 2.5 Phản ứng tạo hợp chất tan phương pháp chuẩn độ kết tủa Chương Phương pháp phân tích thể tích 2.1 Cơ sở lý thuyết nguyên tắc phương pháp 2.1.1 Nguyên tắc phương pháp khái niệm 2.1.2 Yêu cầu phản ứng chuẩn độ 2.1.3 Phân loại phương pháp chuẩn độ kỹ thuật chuẩn độ 2.1.4 Các bước thực quy trình phân tích phương pháp thể tích 2.1.5 Tính tốn kết phương pháp phân tích thể tích 2.1.1 Nguyên tắc phương pháp khái niệm Một số khái niệm HCl • chất chuẩn • chất định phân • chất chuẩn gốc • chuẩn độ • chất thị • điểm cuối • điểm tương đương • đường cong chuẩn độ NaOH + PP NaCl + PP 2.1 Cơ sở lý thuyết nguyên tắc phương pháp Một số khái niệm • Đường cong chuẩn độ (đường định phân) A - chất chuẩn; B - chất định phân; ĐTĐ Bước nhảy A+B=C ± 0,1%VĐTĐ -lg[B] = pB C - sản phẩm VĐTĐ VA, mL 2.1 Cơ sở lý thuyết nguyên tắc phương pháp Một số khái niệm • Chất thị Chuẩn độ acid – baz: thị acid – baz (chỉ thị pH); Chuẩn độ oxi hóa – khử: Chỉ thị thông thường Chỉ thị điện cực Chuẩn độ phức chất: thị màu kim loại; Chuẩn độ kết tủa: 2.1 Cơ sở lý thuyết nguyên tắc phương 2.1.2 Yêu cầu cho phản ứng chuẩn độ pháp • chất định phân (chất cần phân tích) phải phản ứng hoàn toàn với thuốc thử theo phản ứng định; • phản ứng xảy nhanh chọn lọc; • phải có chất thị thích hợp để nhận biết điểm tương đương 2.1.3 Phân loại phương pháp chuẩn độ kỹ thuật chuẩn độ Phân loại phương pháp chuẩn độ Phương pháp chuẩn độ acid – baz (phương pháp trung hoà); Phương pháp chuẩn độ oxi hóa – khử (phương pháp oxi hoá – khử); Phương pháp chuẩn độ phức chất (phương pháp tạo phức); Phương pháp chuẩn độ kết tủa (phương pháp kết tủa) 2.1.3 Phân loại phương pháp chuẩn độ kỹ thuật chuẩn độ Phân loại kỹ thuật chuẩn độ Kĩ thuật chuẩn độ Phản ứng Chuẩn độ trực tiếp X+R=C Chuẩn độ ngược Chuẩn độ gián tiếp Chuẩn độ thay Chuẩn độ phân đoạn X+R=C R(dư) + R’ = E + F A+X=C C+R=D X + MY = MX + Y Y+R =D Chuẩn độ chất hai dung dịch chuẩn 2.1.3 Phân loại phương pháp chuẩn độ kỹ thuật chuẩn độ Phân loại kỹ thuật chuẩn độ • Chuẩn độ trực tiếp: Cho thuốc thử R tác dụng trực tiếp với chất định phân X – Ví dụ: • Chuẩn độ NaOH HCl: NaOH + HCl → NaCl + H2O • Chuẩn độ Iod thiosunfat: I2 + 2S2O32- → S4O62- + 2I- 2.1.3 Phân loại phương pháp chuẩn độ kỹ thuật chuẩn độ Phân loại kỹ thuật chuẩn độ • Chuẩn độ ngược: – Thêm lượng xác dư chất chuẩn R vào dung dịch chất định phân X, lượng chất R dư chuẩn độ dung dịch chuẩn R’ thích hợp: X+RC R(dư) + R’ D – Phạm vi áp dụng: định lượng chất tan phản ứng trực tiếp xảy chậm khơng có chất thị thích hợp để chuẩn độ trực tiếp Ví dụ: Định lượng Cl- theo phương pháp Volhard: Ag+ + Cl- → AgCl↓ Phản ứng chuẩn độ: Ag+ (dư) + SCN- → AgSCN ↓ Phản ứng thị: SCN- + Fe3+ → FeSCN2+ (màu đỏ hung) 2.5.2 Phương pháp chuẩn độ kết tủa 2.5.2.1 Nguyên tắc phương pháp 2.5.2.2 Yêu cầu phản ứng chuẩn độ kết tủa 2.5.2.3 Phương trình đường định phân sai số trị chuẩn độ kết tủa 2.5.2.4 Các phương pháp chuẩn độ kết tủa a) Phương pháp Mohr b) Phương pháp Volhard c) Ví dụ định lượng phương pháp chuẩn độ kết tủa - TK 2.5.2.1 Nguyên tắc phương pháp chuẩn độ kết tủa Nguyên tắc: Phương pháp chuẩn độ kết tủa dựa việc sử dụng phản ứng tạo thành hợp chất tan (kết tủa) Phương pháp bạc: dùng dung dịch chuẩn AgNO3 để chuẩn độ ion halogenua Cl-, I-, Br- thioxianat SCN- Ag+ + X- =AgX↓ 2.5.2.1 Nguyên tắc phương pháp chuẩn độ kết tủa Nguyên tắc: pp chuẩn độ kết tủa dựa vào phản ứng tạo thành hợp chất tan AgX Dung dịch chuẩn: AgNO3 Dung dịch chuẩn gốc: NaCl pha từ ống chuẩn (fixanal) (xác định xác nồng độ AgNO3) Đường cong chuẩn độ: pX = f(VAgNO3) pX =f(F) Chất thị: ion CrO42- (phương pháp Morh), ion Fe3+ (phương pháp Volhard) 2.5.2.2 Yêu cầu phản ứng chuẩn độ kết tủa kết tủa tạo thành phản ứng chuẩn độ phải thực tế không tan (phản ứng xảy hoàn toàn theo tỉ lượng xác định); tốc độ tạo thành kết tủa phải đủ lớn (không tạo thành dung dịch bão hòa); phản ứng phải chọn lọc (ảnh hưởng trình cộng kết, hấp phụ khơng đáng kể); phải có chất thị thích hợp để xác định điểm tương đương 2.5.2.3 Phương trình đường định phân sai số trị chuẩn độ kết tủa (SV tự tìm hiểu) Đường định phân pp chuẩn độ kết tủa đường biểu diễn biến thiên pM pX theo tỉ phần chuẩn độ F Ví dụ: chuẩn độ V0 ml dung dịch chứa halogenua X- nồng độ C0 (N) dung dịch chuẩn AgNO3 nồng độ C (N) Phản ứng chuẩn độ: Ag+ + X- = AgX↓ Phương trình đường định phân: TAgX V0 V F Ag Ag C0V0 2.5.2.3 Phương trình đường định phân sai số trị chuẩn độ kết tủa Trước điểm tương đương: pX I- C0V0 pX lg lg( F ) V0 V Br- Tại điểm tương đương: Cl- pX pTAgX Sau đương: điểm Br- tương pX pTAgX lg( F 1) lg I- C0V0 V0 V Cl- V(AgNO3), ml 2.5.2.3 Phương trình đường định phân sai số trị chuẩn độ kết tủa Nhận xét đường định phân kết tủa dạng đường chuẩn giống đường cong chuẩn độ phương pháp khác gần điểm tương đương có bước nhảy nồng độ chất kết tủa lớn, tích số tan kết tủa nhỏ bước nhảy đường chuẩn độ dài ngược lại quan sát bước nhảy đường định phân T≤10-10 nồng độ C>10-2 M 2.5.2.4 Các phương pháp chuẩn độ kết tủa a) Phương pháp Mohr Nguyên tắc: thêm vào dung dịch phân tích ion thị CrO42- có khả tạo với ion Ag+ kết tủa có màu, xuất điểm cuối chuẩn độ Phản ứng chuẩn độ: Ag+ + Cl- = AgCl↓ trắng TAgCl =10-10 Phản ứng thị: 2Ag+ + CrO42- = Ag2CrO4 ↓ nâu đỏ TAg2CrO4 < TAgCl Phương pháp Morh dùng để xác định X- với hàm lượng lớn a) Phương pháp Mohr (Mo) Những lưu ý áp dụng phương pháp Mohr CK2CrO4 = 10-2 – 10-3 M để tránh màu vàng đậm K2CrO4 làm khó khăn cho việc nhận lết tủa Ag2CrO4 chuẩn độ môi trường kiềm yếu pH = 6,5-8,5 phải loại ion cản trở như: Ba2+, Pb2+, Bi3+ (tạo kết tủa với CrO42-); S2-, SO42-, PO43-, C2O42- (tạo kết tủa với Ag+) dung dịch chuẩn AgNO3 chứa buret dùng để xác định Br-, Cl-, I- SCN- có tượng hấp phụ rõ, gây sai số lớn Định lượng ion Cl- theo phương pháp Mohr 10,00 mL dung dịch mẫu Cl10 mL nước cất, giọt thị K2CrO4 Chuẩn độ dung dịch AgNO3 xuất kết tủa đỏ gạch V(AgNO3), mL CN(Cl-), N Phản ứng chuẩn độ: Ag+ + Cl- ↔ AgCl↓ màu trắng Phản ứng thị: 2Ag+ + CrO42- ↔ Ag2CrO4↓ màu đỏ gạch Thực mơi trường trung tính hay kiềm yếu: pH = 6,5 ÷ 8,5 Vì: mơi trường acid: Ag+ + 2CrO42- + 2H+ ↔ AgCr2O7↓+H2O T Ag2Cr2O7 > T Ag2CrO4 Trong môi trường baz: Ag+ + OH- → Ag2O ↓ + H2O b) Phương pháp Volhard Nguyên tắc: Kết tủa hết với anion halogenua lượng dd chuẩn AgNO3 dư: Ag+ + X- = AgX↓ Chuẩn độ lượng Ag+ dư dung dịch chuẩn SCN- với chất thị ion Fe3+ (phèn sắt III) Ag+ + SCN- = AgSCN TAgSCN =10-12 Một giọt SCN- dư tạo với ion Fe3+ tạo thành phức FeSCN2- có màu đỏ nên làm dung dịch có màu hồng: Fe3+ + SCN- ↔ FeSCN2màu hồng Dùng để xác định X- với hàm lượng nhỏ b) Phương pháp Volhard Ưu điểm phương pháp Volhard định phân môi trường acid AgSCN không tan acid nên ta dùng để định phân bạc hợp kim phá mẫu axit mạnh; các ion Ba2+, Pb2+ không gây cản trở phương pháp Có thể dùng để xác định Br-, I-, SCN-; b) Phương pháp Volhard Những lưu ý áp dụng phương pháp Volhard Thực môi trường acid (pH < 3) để tránh thủy phân Fe3+; Khi định lượng Cl- phải loại bỏ AgCl↓ cách lọc cho vào hệ dung môi hữu không trộn lẫn với nước (nitrobenzene, chloroform, ether, …), sau định lượng Ag+ dư Khi định lượng I- không cho thị Fe3+ vào dung dịch định lượng trước cho Ag+ dư Fe3+ + I- ↔ Fe2+ + I2 ; Các ion cản trở: muối thuỷ ngân (I) tạo kết tủa với SCN-, chất oxy hố oxy hố SCN-, chất có khả tạo phức bền với Fe3+ PO43-, F- Định lượng ion Cl- theo phương pháp Volhard 10,00 mL dung dịch mẫu Cl- mL HNO3 đậm đặc, 20,00 ml AgNO3, giọt dung dịch Fe3+ 5%, mL nitrobenzen Chuẩn độ dung dịch KSCN dung dịch có màu đỏ V(KSCN), mL CN(Cl-), N Ag+ + Cl- ↔ AgCl↓ màu trắng Phản ứng chuẩn độ: Ag+ + SCN- ↔ AgSCN↓ màu trắng Phản ứng thị: SCN- + Fe3+ ↔ FeSCN2màu đỏ Mơi trường acid: pH < Cơng thức tính tốn • Tính hàm lượng % NaCl theo kết phương pháp Morh: % NaCl (CV ) AgNO3 DNaCl mmau 100 Tính hàm lượng % NaCl theo kết phương pháp Volhard: % NaCl [(CV ) AgNO3 (CV ) KSCN ] DNaCl mmau 100 ... 7,6.1 0-3 /2, 12 H2PO 4- 1,3.1 0- 12/ 11,88 H2PO 4- 6 ,2. 1 0-8 /7 ,21 HPO 4 2- 1,6.1 0-7 /6,79 HPO 4 2- 4 ,2. 1 0-1 3/ 12, 38 PO4 3- 0, 02/ 1, 62 NH4+ 1,67.1 0-5 /4,75 NH3 5,6.1 0-1 0/9 ,25 CH3COOH 1,76.1 0-5 /4,76 CH3COO- 5,68.1 0-1 0/9 ,24 ... lượng Ca2+ phương pháp permanganat Ca2+ + C2O 4 2- → CaC2O4↓ CaC2O4 + H+ → Ca2+ + H2C2O4 Phản ứng chuẩn độ: 2MnO 4- + 5C2O 4 2- + 16H+ → 2Mn2+ + 10CO2 + 8H2O 2. 1.4 Các bước thực quy trình 43 phân tích... chuẩn độ phức chất AlY- + F- + 2H+ → AlF6 3- + H2Y2Phản ứng chuẩn độ: Phản ứng thị: Zn2+ + H2Y 2- → ZnY 2- + 2H+ Zn2++ H3Ind 3- → ZnHInd 3- + 2H+ màu vàng màu hồng tím 2. 1.3 Phân loại phương pháp