Untitled ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH ĐỒNG THÁP TRƯỜNG CAO ĐẲNG CỘNG ĐỒNG ĐỒNG THÁP GIÁO TRÌNH (Ban hành kèm theo Quyết định số /QĐ CĐCĐ ngày tháng năm 2017 của Hiệu trưởng trường Cao đẳng Cộng đồng Đồng Tháp[.]
ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH ĐỒNG THÁP TRƯỜNG CAO ĐẲNG CỘNG ĐỒNG ĐỒNG THÁP GIÁO TRÌNH (Ban hành kèm theo Quyết định số /QĐ-CĐCĐ ngày tháng năm 2017 Hiệu trưởng trường Cao đẳng Cộng đồng Đồng Tháp) MÔN HỌC/ MƠ ĐUN: HĨA PHÂN TÍCH ĐẠI CƢƠNG NGÀNH, NGHỀ: CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG Đồng Tháp, năm 2017 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin đƣợc phép dùng nguyên trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh bị nghiêm cấm LỜI GIỚI THIỆU Học xong môn học này, ngƣời học có khả năng: - Về kiến thức: Học phần đƣợc tích hợp từ mơn hóa đại cƣơng hóa phân tích giúp ngƣời học tiếp thu kiến thức tối thiểu cần có hóa phân tích, có cách nhìn khái qt loại liên kết hóa học, dung dịch chất điện ly, dung dịch keo, pH dung dịch,các phƣơng pháp phân tích định tính định lƣợng, đồng thời nắm bắt đƣợc phản ứng đặc trƣng dấu hiệu nhận biết cation, anion, phƣơng pháp chuẩn độ (axit-bazơ, oxi hóa khử, kết tủa) - Về kỹ năng: có lực tiến hành thí nghiệm, sử dụng vận dụng thí nghiệm, tăng khả quan sát, mơ tả, giải thích tƣợng xảy ra, góp phần rèn luyện phƣơng pháp suy luận khoa học, phƣơng pháp nghiên cứu thực nghiệm - Về lực tự chủ trách nhiệm: + Việc tiếp cận đƣợc trang thiết bị máy móc phục vụ công tác nghiên cứu khoa học kỹ thực hành, bƣớc đầu giúp hình thành phát triển tƣ nghiên cứu, làm việc độc lập, có khả ứng dụng hóa học vào giải toán thực tế lĩnh vực khoa học, cơng nghệ, kinh tế, xã hội Có ý thức trách nhiệm việc sử dụng hóa chất đời sống + Qua mơn học vừa có lý thuyết, tập ứng dụng môn học giúp ngƣời học u thích mơn khoa học hữu dụng cho kiến thức chuyên ngành môn Phân tích chất lƣợng nƣớc, mơn Hóa học thực phẩm, môn Kiểm nghiệm, Phương pháp giảng dạy: Giảng + Seminar + Thảo luận + Bài tập nhóm + Thực hành Đánh giá môn học: - Chuyên cần: 10% - Kiểm tra thực hành: 20% - Kiểm tra học phần: 20 - Thi kết thúc học phần: 50% Chúng biên soạn tài liệu bám sát theo yêu cầu chƣơng trình đào tạo nhằm giúp cho SV có kiến thức sở làm tảng học tốt cho mơn chun ngành Trong q trình biên soạn, tránh khỏi sai sót, hi vọng ngƣời học góp ý, chúng tơi chân thành ghi nhận ý kiến dóng góp để điều chỉnh tài liệu để ngày hoàn thiện Đồng Tháp, ngày 01 tháng năm 2017 Tác giả MỤC LỤC BÀI 1: DUNG DỊCH CÁC CHẤT ĐIỆN LI 13 1.1 Thuyết điện li Dung dịch điện li 13 1.1.1 Thuyết điện li 13 1.1.2 Sự điện li 13 1.1.3 Phân loại chất điện li 13 1.2 Hằng số điện li acid – baz 14 1.2.1 Hằng số điện li acid Ka 14 1.2.2 Hằng số điện li baz Kb 14 1.3 pH dung dịch 15 1.3.1 Sự điện li nước 15 1.3.2 pH dung dịch 15 1.3.3 Dung dịch đệm pH 16 1.3.4 Chất thị màu pH (chất thị màu acid-baz) 16 1.4 Tính pH dung dịch acid, baz, muối 17 1.4.1 1.4.2 1.4.3 1.4.4 1.4.5 pH dung dịch acid mạnh, baz mạnh 17 pH dung dịch baz mạnh 18 pH dung dịch acid yếu 18 pH dung dịch baz yếu 19 pH dung dịch muối 19 1.5 Cân dung dịch chất điện li tan 20 1.5.1 Tích số tan 20 1.5.2 Mối quan hệ tích số tan (Tt) độ tan (S) 21 1.5.3 Điều kiện tạo thành kết tủa hòa tan kết tủa 21 Câu hỏi ôn tập 22 BÀI 2: DUNG DỊCH VÀ NỒNG ĐỘ 23 2.1 Khái niệm dung dịch 23 2.1.1 Các hệ phân tán dung dịch 23 2.1.2 Trạng thái dung dịch 24 2.1.3 Chất tan dung môi 24 2.1.4 Dung dịch loãng, đậm đặc, chưa bão hòa, bão hòa, độ tan 24 2.2 Các nồng độ dung dịch 24 2.2.1 Nồng độ % khối lượng 24 2.2.2 Phân mol (XA, XB) 24 2.2.3 Nồng độ molan (Cm) 24 2.2.4 Nồng độ mol (CM) 24 2.2.5 Nồng độ đương lượng (CN) 25 2.3 Dung dịch keo 25 2.3.1 Khái niệm phân loại hệ keo 25 2.3.2 Tính chất hệ keo 25 2.3.3 Phân loại hệ keo 25 2.3.4 Cấu tạo hạt keo 26 2.3.5 Phương pháp điều chế keo 26 2.3.6 Sự keo tụ 27 Câu hỏi ôn tập 28 Bài : Đ I CƯ NG VỀ PH N T CH ĐỊNH LƯ NG 29 3.1 Đối tượng phân tích định lượng 29 3.2 Các phương pháp phân tích định lượng 29 3.3 Nguy n t c chung phương pháp d ng phân tích định lượng 29 3.3.1 Lấy mẫu 29 3.3.2 Chuyển mẫu phân tích thành dung dịch 30 3.3.3 Chọn phương pháp phân tích 30 3.3.4 Chuyển chất cần phân tích thành dạng đo 31 3.3.5 Phương pháp đo 31 3.3.6 Tính tốn biểu diễn kết phân tích 31 3.4 Các công th c cần d ng phân tích định lượng 31 3.4.1 Khối lượng mol 31 3.4.2 Mol dương lượng (đƣơng lƣợng gam) D 31 3.4.3 Nồng độ 32 3.4.4 Nồng độ ban đầu nồng độ cân 33 3.4.5 Nồng độ hoạt độ 33 3.4.6 Cân hóa học 33 Bài 4: PHƯ NG PHÁP CHUẨN ĐỘ ACID-BAZ 35 4.1 Cơ sở lý thuyết 35 4.2 Chất thị acid – bazơ 36 4.2.1 Khoảng đổi màu thị 36 4.2.2 Chỉ số chuẩn độ pT 36 4.3 Các phương pháp chuẩn độ acid-bazơ 37 4.3.1 Chuẩn độ acid mạnh độ bazơ mạnh 37 4.3.2 Chuẩn độ bazơ mạnh acid mạnh 39 Bài 5: PHƯ NG PHÁP CHUẨN ĐỘ OXY H A – KHỬ 42 5.1 Cơ sở lý thuyết 42 5.1.1 Thế điện cực: 42 5.1.2 Cách cân phản ng oxy hóa khử theo phương pháp ion electron 43 5.1.3 Hằng số cân phản ng oxy hóa khử 44 5.2 Chất thị oxi hóa khử 45 5.3 Phương pháp chuẩn độ oxy hóa khử 46 5.3.1 Nội dung phương pháp: 46 5.3.2 Đường định phân phương pháp oxy hóa – khử 47 Bài : PHƯ NG PHÁP CHUẨN ĐỘ K T TỦA 52 6.1 Cơ sở lý thuyết 52 6.1.1 Tích số tan độ tan chất tan H2O 52 6.1.2 Điều kiện xuất kết tủa 53 6.2 Chuẩn độ kết tủa 53 6.2.1 Nguy n t c 53 6.2.2 Phương pháp định lượng bạc 54 PHẦN 2: THỰC HÀNH 59 Bài 1: CHẤT CHỈ THỊ MÀU-DUNG DỊCH CÁC CHẤT ĐIỆN LI 59 1.1 Mục đích 59 1.2 Phương tiện, vật tư, hóa chất 59 1.3 Thực hành 59 Thí nghiệm 1: Lập thang màu đo pH dung dịch acid 59 Thí nghiệm 2: Khảo sát khả đệm hệ đệm acid 59 Thí nghiệm 3: Xác định pH dung dịch thị 59 Thí nghiệm 4: Xác định số điện li dung dịch axit yếu 59 Thí nghiệm 5: Lập thang màu đo pH dung dịch bazơ 59 Thí nghiệm 6: Khảo sát khả đệm hệ đệm bazơ 59 Thí nghiệm 7: Xác định pH dung dịch thị 60 Thí nghiệm 8: Xác định số điện li dung dịch bazơ yếu 60 Bài 2: ĐIỀU CH HỆ KEO VÀ XÁC ĐỊNH NGƯỠNG KEO TỤ, T NH CHẤT CỦA HỆ KEO 61 2.1 Mục đích 61 2.2 Phương tiện, vật tư, hóa chất 61 2.3 Thực hành 61 Thí nghiệm 1: Điều chế sol AgI phản ng trao đổi 61 Thí nghiệm 2: Chế tạo keo Fe(OH)3 phương pháp thuỷ phân 61 Thí nghiệm 3: Xác định ngưỡng keo tụ xác 62 Bài 3: C N BẰNG H A HỌC TRONG DUNG DỊCH 63 3.1 Dụng cụ hóa chất 65 3.2 Cơ sở phương pháp 65 3.3 Thực hành 651 3.3.1 Xác định tỉ lệ chiều cao dung dịch chuẩn với dung dịch cần đo để tính số cân nồng độ Kc 651 3.3.2 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ đến cân 65 3.3.3 Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ đến cân 66 Bài 4: PHA CH CÁC DUNG DỊCH Error! Bookmark not defined.3 4.1 Dụng cụ hóa chất 653 4.2 Cơ sở phương pháp 653 4.2.1 Pha dung dịch từ chất r n sang dung dịch 653 4.2.2 Pha dung dịch từ dung dịch có nồng độ cao sang dung dịch có nồng độ thấp 653 4.3 Thí nghiệm pha chế số dung dịch 654 4.3.1 Pha dung dịch NaCl 0,1 N 654 4.3.2 Pha dung dịch K2Cr2O7 0,1N 654 4.3.3 Pha 10ml dung dịch HCl 2N 664 Bài : PHA CH VÀ CHUẨN ĐỘ DUNG DỊCH NaOH 676 5.1 Dụng cụ hóa chất 676 5.2 Nguy n t c: 676 5.3 Thực hành: 676 5.3.1 Pha dung dịch gốc acid oxalic 0,1N 676 5.3.2 Pha 100 ml dung dịch NaOH 0,1 N 676 5.3.3 Xác định lại nồng độ dung dịch NaOH 677 5.3.4 Kết : 687 5.3.5 Câu hỏi: 688 Bài 6: CHUẨN ĐỘ DUNG DỊCH K2Cr2O7 BẰNG DUNG DỊCH KMnO4 0,1N 63 6.1 Mục ti u: 69 6.2 Nội dung 69 6.2.1 Dụng cụ hóa chất 69 6.2.2 Nguy n t c: 69 6.2.3 Thực hành 69 6.2.4 Kết 69 2.5 Câu hỏi tập 70 Bài : ĐỊNH PH N DUNG DỊCH NaCl BẰNG DUNG DỊCH AgNO3 0,1 N 71 7.1.Mục ti u : 71 7.2 Nội dung 71 7.2.1 Dụng cụ hóa chất 71 7.2.2 Nguy n t c 71 7.2.3 Thực hành: 71 7.2.4 Kết 71 7.2.5 Câu hỏi tập 71 TÀI LIỆU THAM KHẢO Error! Bookmark not defined CHƯ NG TRÌNH MƠN HỌC T n mơn học: Hóa phân tích đại cương Mã môn học: CCB201 Thời gian thực môn học: 48 giờ; (Lý thuyết:12 giờ; Thực hành, thí nghiệm, thảo luận, tập: 34 giờ; Kiểm tra giờ) I Vị trí, tính chất mơn học: - Vị trí: Mơn học đƣợc phân b môn sở, đƣợc bố trí học trƣớc học mơn chun ngành - Tính chất: Là mơn học chung bắt buộc II Mục ti u môn học: Học xong môn học ngƣời học có khả năng: - Về kiến thức: Học phần đƣợc tích hợp từ mơn hóa đại cƣơng hóa phân tích giúp ngƣời học tiếp thu kiến thức tối thiểu cần có hóa phân tích, có cách nhìn khái qt loại liên kết hóa học, dung dịch chất điện ly, dung dịch keo, pH dung dịch,các phƣơng pháp phân tích định tính định lƣợng, đồng thời nắm bắt đƣợc phản ứng đặc trƣng dấu hiệu nhận biết cation, anion, phƣơng pháp chuẩn độ (axit-bazơ, oxi hóa khử, kết tủa) - Về kỹ năng: có lực tiến hành thí nghiệm, sử dụng vận dụng thí nghiệm, tăng khả quan sát, mơ tả, giải thích tƣợng xảy ra, góp phần rèn luyện phƣơng pháp suy luận khoa học, phƣơng pháp nghiên cứu thực nghiệm - Về lực tự chủ trách nhiệm: + Việc tiếp cận đƣợc trang thiết bị máy móc phục vụ công tác nghiên cứu khoa học kỹ thực hành, bƣớc đầu giúp hình thành phát triển tƣ nghiên cứu, làm việc độc lập, có khả ứng dụng hóa học vào giải toán thực tế lĩnh vực khoa học, cơng nghệ, kinh tế, xã hội Có ý thức trách nhiệm việc sử dụng hóa chất đời sống + Qua mơn học vừa có lý thuyết, tập ứng dụng môn học giúp ngƣời học u thích mơn khoa học hữu dụng cho kiến thức chuyên ngành môn Phân tích chất lƣợng nƣớc, mơn Hóa học thực phẩm, kiểm nghiệm III Nội dung môn học: Môn học đƣợc chia làm phần: phần lý thuyết tập, phần thực hành A PHẦN 1: Nội dung t ng quát phân b thời gian: Thời gian (giờ) Thực hành, Số TT T n chương, mục Tổng Lý thí nghiệm, Kiểm số thuyết thảo luận, tra tập Bài 1: Dung dịch chất điện li Thuyết điện li Dung dịch điện li Hằng số điện li acid – bazơ pH dung dịch Tính pH dung dịch acid, bazơ, muối Bài 2: Dung dịch nồng độ Khái niệm dung dịch Thành phần dung dịch 6 Dung dịch keo Bài 3: Đại cương phân tích định lượng Đối tƣợng phân tích định lƣợng Phân loại phƣơng pháp phân tích định lƣợng Nguyên tắc chung phƣơng pháp dùng định lƣợng Các công thức cần dùng phân tích định lƣợng Bài 4: Phương pháp chuẩn độ acid-bazơ 1.Cơ sở lý thuyết phƣơng pháp chuẩn độ acid-bazơ 2.Chất thị acid-bazơ Các phƣơng pháp chuẩn độ acid-bazơ Bài 5: Phương pháp chuẩn độ oxi hóakhử Cơ sở lý thuyết Chất thị oxi hóa khử Phƣơng pháp chuẩn độ oxy hóa khử Bài 6: Phương pháp chuẩn độ kết tủa 1.Cơ sở lý thuyết Chuẩn độ kết tủa Tổng cộng 1 3.5 2.5 3.5 2.5 1 19 12 B PHẦN 2: Số TT T n Tổng số Bài 1: Chất thị màu-dung dịch chất điện li Bài 2: Điều chế hệ keo xác định ngưỡng keo tụ, tính chất hệ keo Bài 3: Pha chế dung dịch Bài 4: Pha chế chuẩn độ dung dịch HCl Bài : Pha chế chuẩn độ dung dịch NaOH Bài 6: Chuẩn độ dung dịch K2Cr2O7 dung dịch KMnO4 0,1N Bài : Định lƣợng NaCl phƣơng pháp Mohr Kiểm tra Cộng 29 Nội dung chi tiết: PHẦN 1: LÝ THUY T Bài 1: Dung dịch chất điện li 1BT) Thời gian Lý Thực thuyết hành 4 4 4 28 Thời gian: (3LT + Kiểm tra 1 Mục tiêu:Giúp tìm hiểu dung dịch điện li, pH dung dịch, dung dịch đệm, chất thị màu cân dung dịch chất điện li tan Nội dung 1.1 Thuyết điện li Dung dịch điện li 1.1.1 Thuyết điện li 1.1.2 Sự điện li 1.1.2.1 Định nghĩa 1.1.2.2 Độ điện li () 1.1.3 Phân loại chất điện li 1.2 Hằng số điện li acid – bazơ 1.2.1 Hằng số điện li acid Ka 1.2.2 Hằng số điện li bazơ Kb 1.3 pH dung dịch 1.3.1 Sự điện li nƣớc 1.3.2 pH dung dịch 1.3.3 Dung dịch đệm pH 1.3.4 Chất thị màu pH (chất thị màu acid-bazơ) 1.4 Tính pH dung dịch acid, bazơ, muối 1.4.1 pH dung dịch acid mạnh, bazơ mạnh 1.4.2 pH dung dịch bazơ mạnh 1.4.3 pH dung dịch acid yếu 1.4.4 pH dung dịch baz yếu 1.4.5 pH dung dịch muối Bài tập Bài 2: Dung dịch nồng độ Thời gian: (2LT + 1BT) Mục tiêu: Giúp tìm hiểu vấn đề liên quan đến dung dịch nhƣ: trạng thái dung dịch, dung dịch keo, thành phần dung dịch Nội dung 2.1 Khái niệm dung dịch 2.1.1 Các hệ phân tán dung dịch 2.1.2 Trạng thái dung dịch 2.1.3 Chất tan dung mơi 2.1.4 Dung dịch lỗng, đậm đặc, chƣa bão hòa, bão hòa, độ tan 2.2 Thành phần dung dịch 2.2.1 Nồng độ % khối lƣợng 2.2.2 Phân mol (XA, XB) 2.2.3 Nồng độ molan (Cm) 2.2.4 Nồng độ mol (CM) 2.2.5 Nồng độ đƣơng lƣợng (CN) 2.3 Dung dịch keo 2.3.1 Khái niệm phân loại hệ keo 2.3.2 Tính chất hệ keo 2.3.3 Phân loại hệ keo 2.3.4 Cấu tạo hạt keo 2.3.5 Phƣơng pháp điều chế keo 2.3.6 Sự keo tụ Bài tập ... Bài 3: Đại cương phân tích định lượng Đối tƣợng phân tích định lƣợng Phân loại phƣơng pháp phân tích định lƣợng Nguyên tắc chung phƣơng pháp dùng định lƣợng Các công thức cần dùng phân tích định... khả năng: - Về kiến thức: Học phần đƣợc tích hợp từ mơn hóa đại cƣơng hóa phân tích giúp ngƣời học tiếp thu kiến thức tối thiểu cần có hóa phân tích, có cách nhìn khái qt loại liên kết hóa học,... kiến thức: Học phần đƣợc tích hợp từ mơn hóa đại cƣơng hóa phân tích giúp ngƣời học tiếp thu kiến thức tối thiểu cần có hóa phân tích, có cách nhìn khái qt loại liên kết hóa học, dung dịch chất