Bài giảng Cơ sở hóa phân tích môi trường: Chương 3

Bài giảng Cơ sở Bài giảng Cơ sở hóa phân tích môi trường: Chương 3: Chương 3

Analytical Chemistry 1 Chương 3: Phân tích thể tích 3.1. Nguyên tắc của phương pháp phân tích thể tích 3.2. Phương pháp chuẩn độ acid - baz 3.3. Phương pháp chuẩn độ oxy hóa khử 3.4. Phương pháp chuẩn độ phức chất 3.5. Phương pháp chuẩn độ kết tủa Analytical Chemistry 2 3.1. Nguyên tắc của phương pháp phân tích thể tích  Một số định nghĩa  Các phản ứng dùng trong pttt  Phân loại các pp pttt  Các pp chuẩn độ  Cách tính kết quả trong pttt  Cách điều chế dung dịch chuẩn Analytical Chemistry 3 Một số định nghĩa  Đn pp pttt: là pp xác định hàm lượng các chất dựa trên vi ệc đo thể tích dung dịch thuốc thử đã biết n ồng độ chính xác  Sự chuẩn độ: thêm từ từ dd chuẩn vào dd định phân  Điểm tương đương: thời điểm thuốc thử tác dụng v ới toàn bộ chất định phân. Nhận biết bằng cách s ử dụng chất chỉ thị  Điểm cuối: khi kết thúc quá trình chuẩn độ  Pp này bao giờ cũng mắc phải một sai số Analytical Chemistry 4 Các phản ứng dùng trong pttt Các phản ứng dùng trong pp pttt cần thỏa mãn điều kiện sau:  Chất định phân phải phản ứng hoàn toàn với dung d ịch thuốc thử theo một ptpư xác định  Phản ứng phải xảy ra rất nhanh  Phản ứng cần phải chọn lọc  Phải có chất chỉ thị thích hợp để xác định điểm cu ối với sai số chấp nhận được Analytical Chemistry 5 Phân loại các pp pttt  Phân loại theo bản chất của pư chuẩn độ:  Phương pháp acid – baz  Phương pháp kết tủa  Phương pháp phức chất  Phương pháp oxy hóa khử  Phân loại theo phương pháp xác định điểm cuối  Các phương pháp hóa học dựa trên sự đổi màu c ủa chất chỉ thị tại điểm cuối  Các phương pháp hóa lí dựa trên sự biến đổi đột ngột của một tính chất vật lí nào đó tại điểm cu ối như cường độ màu, điện thế, độ dẫn điện Analytical Chemistry 6 Các phương pháp chuẩn độ  Chuẩn độ trực tiếp  Chuẩn độ ngược  Chuẩn độ thay thế  Chuẩn độ gián tiếp  Chuẩn độ phân đoạn Analytical Chemistry 7 Cách tính kết quả trong pp pttt  Chuẩn độ trực tiếp:  Ví dụ 1: Tính nồng độ mol của dd NaOH biết rằng khi chuẩn độ 20ml dd đó thì phải dùng vừa hết 22,75ml dd HCl 0,106M  Ví dụ 2: Tính hàm lượng % sắt trong quặng, biết rằng sau khi hòa tan 0,5170 g qu ặng, khử hoàn toàn Fe(III) thành Fe(II), r ồi chuẩn Fe(II) bằng dung dịch KMnO 4 0,1M thì vừa hết 20,1 ml.  Chuẩn độ ngược:  Ví dụ: để tính lượng Crom trong thép người ta phân hủy 1,0750g m ẫu thép thành dung dịch rồi oxy hóa hoàn toàn Cr 3+ thành CrO 4 2- . Sau đó thêm vào 25 ml dd chuẩn FeSO 4 0,0410M và lượng đủ dung dịch H 2 SO 4 làm môi trường. Lượng Fe(II) dư được chuẩn độ bằng 3,70 ml KMnO 4 0,0400M. Hãy tính hàm lượng % của Cr trong thép? Analytical Chemistry 8 Cách tính kết quả trong pp pttt  Chuẩn độ gián tiếp:  Ví dụ: để xác định lượng chì trong quặng, người ta phân hủy 1,1050g mẫu quặng thành dung dịch. Từ dung dịch đó thực hiện qui trình để kết tủa hoàn toàn lượng chì trong mẫu thành PbCrO 4 . Sau đó hòa tan PbCrO 4 bằng dd hỗn hợp HCl + NaCl dư. Thêm vào dd một lượng KI và cuối cùng chuẩn độ lượng I 2 thoát ra bằng 24,20ml dung dịch chuẩn Na 2 S 2 O 3 0,0962N. Tính hàm lượng chì có trong quặng? Analytical Chemistry 9 Cách điều chế dung dịch chuẩn  Điều chế dung dịch chuẩn từ những chất gốc, thỏa mãn điều kiện sau:  Độ tinh khiết cao  Thành phần hóa học ứng với một công thức xác định kể cả thành phần nước kết tinh  Chất gốc và dung dịch của nó phải bền  Khối lượng mol phân tử càng lớn càng tốt để giảm sai số khi điều chế  Ví dụ: H 2 C 2 O 4 .2H 2 O Analytical Chemistry 10 3.2. Phương pháp chuẩn độ acid – baz 3.2.1. Nguyên tắc 3.2.2. Ch ất chỉ thị acid - baz 3.2.3. Cá c phương pháp chuẩn độ acid - baz 3.2.3. M ột số ví dụ [...]... 2,28 3, 30 4 ,30 6,89 7 7,11 9,7 10,7 11,7 Trước và xa điểm tương đương Sát điểm tương đương Điểm tương đương Sát điểm tương đương Sau và xa điểm tương đương Analytical Chemistry 23 Đường cong chuẩn độ (đường định phân) pH Titration Curveaxit Strong bằng bazơ mạnh Chuẩn độ for mạnh Acid with Strong Base 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 0 10 20 20 40 30 40 60 Volume Base 80 50 60 100 120 70 140 Thể tích. .. bằng baz mạnh Ví dụ: Chuẩn độ dung dịch CH3COOH 0,1N bằng dd NaOH 0,1 N  Phản ứng chuẩn độ: CH3COOH + NaOH → CH3COONa + H2O Khi chưa thêm NaOH, dd chỉ có CH3COOH, pH của dd được tính theo công thức:  pH  1  pK a  lg C a  2 Khi thêm NaOH, dd tồn tại các chất: CH3COOH, CH3COO-, có tính chất của hệ đệm, pH của dd tính theo công thức:  Analytical Chemistry 33 Chuẩn độ axit yếu bằng baz mạnh Ca pH... pHcuối = 4 ,3 Khi S = + 0,001, chuẩn độ kết thúc sau điểm tương đương, S% = (F – 1)*100 → pHcuối = 9,7 Như vậy muốn sai số của phép chuẩn độ thuộc khoảng trên thì pH cuối của phép chuẩn phải thuộc khoảng 4 ,3 đến 9,7 Chất chỉ thị có thể sử dụng có pT thuộc khoảng 4 ,3 đến 9,7 Analytical Chemistry 30 Chuẩn độ axit mạnh, baz mạnh Analytical Chemistry 31 Chuẩn độ NaOH bằng HCl Analytical Chemistry 32 Chuẩn... mạnh Ca pH  pK a  lg Cb  Tại điểm tương đương, dd chỉ còn CH3COO-, pH của dd được tính theo công thức: 1 pH  ( pK b  lg C b ) 2  Sau điểm tương đương, dd còn CH3COO- và NaOH dư, pH của dd tính theo công thức: pH = 14 + lg[OH-] Analytical Chemistry 34 Nhận xét Điểm tương đương nằm trong môi trường kiềm (pH > 8)  Bước nhảy của đường định phân ngắn hơn nhiều so với khi chuẩn độ axm bằng bzm  Nồng... nhảy càng dài   Chất chỉ thị thích hợp là PP Analytical Chemistry 35 Chuẩn độ baz yếu bằng axit mạnh Ví dụ: Chuẩn độ NH3 bằng HCl  Phương trình phản ứng chuẩn độ: NH3 + HCl → NH4Cl  Khi chưa cho HCl, dung dịch chỉ có NH3, là một baz yếu, pH của dd được tính theo công thức: 1  pK b  lg C b  2  Trước điểm tương đương, dd có NH3 dư, NH4+, có tính chất của dd đệm, pH của dd được tính theo công... từ 99,99 đến 100,01 pH của dung dịch thay đổi rất mạnh, đường định phân rất dốc, đoạn dốc đó gọi là bước nhảy của đường định phân Với cùng một loại axit, bước nhảy phụ thuộc vào nồng độ Nồng độ axit càng lớn thì bước nhảy càng dài và ngược lại Vẽ đường định phân để biết được sự biến thiên của pH, xác định được bước nhảy của đường định phân, với mục đích chọn chất chỉ thị cho quá trình chuẩn độ Analytical...  Methyl đỏ (MR): Dưới 4,4 Trên 6,2 Dưới 3, 1 Trên 4,4  Methyl da cam (MO) Analytical Chemistry 12 Giải thích sự thay đổi màu của chất chỉ thị theo pH  Thuyết ion: HInd + H2O ⇋ H3O+ + Ind  Thuyết này giải thích được sự thay đổi màu của CCT theo pH nhưng không giải thích được bản chất của sự thay đổi màu đó Thuyết màu:    Một hợp chất có màu do cấu trúc phân tử của nó quyết định Nếu cấu trúc thay... dịch chỉ có màu In- Khoảng chuyển màu  Trong khoảng chuyển màu có một giá trị pH tại đó CCT chuyển màu rõ nhất Giá trị đó gọi là chỉ số chuẩn độ của chất chỉ thị Kí hiệu là pT Analytical Chemistry 16 3. 2 .3 Các phương pháp chuẩn độ acid - baz  Chuẩn độ axit mạnh bằng baz mạnh  Chuẩn độ baz mạnh bằng axit mạnh  Chuẩn độ axit yếu bằng baz mạnh  Chuẩn độ baz yếu bằng axit mạnh Analytical Chemistry 17... chỉ thị cho quá trình chuẩn độ Analytical Chemistry 25 Nhận xét    Chất chỉ thị thích hợp cho quá trình chuẩn độ là chất chỉ thị có khoảng đổi màu nằm trong bước nhảy của đường định phân Ngoài việc vẽ đường định phân để tìm chất chỉ thị chúng ta còn có thể chọn chất chỉ thị bằng cách tính sai số Sai số chất chỉ thị gây ra do điểm cuối của quá trình chuẩn độ không trùng với điểm tương đương Analytical.. .3. 2.1 Nguyên tắc  Dựa trên phản ứng: H+ + OH- H2O  Trong quá trình chuẩn độ, pH của dung dịch thay đổi theo lượng thuốc thử thêm vào  Vì các axit và baz là những hợp chất không màu nên muốn nhận biết điểm tương đương phải dùng chất chỉ thị → Chất chỉ thị axit - baz Analytical Chemistry 11 3. 2.2 Chất chỉ thị acid - baz  Định nghĩa:    Chất . Analytical Chemistry 1 Chương 3: Phân tích thể tích 3. 1. Nguyên tắc của phương pháp phân tích thể tích 3. 2. Phương pháp chuẩn độ acid - baz 3. 3. Phương pháp chuẩn độ oxy hóa khử 3. 4. Phương pháp chuẩn. Chemistry 10 3. 2. Phương pháp chuẩn độ acid – baz 3. 2.1. Nguyên tắc 3. 2.2. Ch ất chỉ thị acid - baz 3. 2 .3. Cá c phương pháp chuẩn độ acid - baz 3. 2 .3. M ột số ví dụ Analytical Chemistry 11 3. 2.1 chuẩn độ phức chất 3. 5. Phương pháp chuẩn độ kết tủa Analytical Chemistry 2 3. 1. Nguyên tắc của phương pháp phân tích thể tích  Một số định nghĩa  Các phản ứng dùng trong pttt  Phân loại các pp