Giáo trình hóa phân tích - Chương 2 Phân tích khối lượng pot

Chương II PHÂN TÍCH KH I LƯ NG CÁC KHÁI NI M CƠ B N TRONG PHÂN TÍCH KH I LƯ NG ðây phương pháp có l ch s lâu ñ i nh t phương pháp phân tích đ nh lư ng Phương pháp d a kh i lư ng cân xác c a s n ph m s ch, có cơng th c hố h c xác đ nh ch a ngun t , ion, ho c thành ph n … c n phân tích đư c tách sau chuy n hoá chúng b ng ph n ng thích h p, đ t tính lư ng ch t c n phân tích có m u Ví d : phân tích ion Fe3+ dung d ch, làm k t t a dư i d ng Fe(OH)3 b ng dung d ch NH4OH L c l y k t t a r a s ch Nung k t t a nhi t ñ 1000oC đ n kh i lư ng khơng đ i, nh m chuy n k t t a thành Fe2O3 ð ngu i m u nung ñ n nhi t ñ phòng, r i cân kh i lư ng c a b ng cân phân tích T kh i lư ng cân tính kh i lư ng ion Fe3+ D a cách ti n hành khác nhau, có th chia phương pháp phân tích kh i lư ng thành nhóm phương pháp sau: + Phương pháp tách + Phương pháp chưng c t ho c ñ t cháy + Phương pháp nhi t phân + Phương pháp k t t a 1.1 Phương pháp tách Trong phương pháp này, thành ph n c n xác ñ nh ñư c tách tr ng thái t do, r a s ch, làm khô cân b ng cân phân tích Ví d : đ xác ñ nh Au h p kim Au – Cu, hoà tan m t lư ng h p kim nư c cư ng thu (HNO3 ñ c + HCl ñ c) Dung d ch thu ñư c cho tác d ng v i hidropeoxit, ion Au3+ s b kh ñ n tr ng thái Au t tách kh i dung d ch, ion Cu2+ không ph n ng: 2Au3+ + 3H2O2 = = 2Au ↓ + 6H+ + 3O2 Sau r a s ch, làm khơ, lư ng Au đư c cân b ng cân phân tích t lư ng cân suy hàm lư ng Au có h p kim Phương pháp tách thư ng ñư c dùng ngành s n xu t công nghi p, phân tích đ i tư ng nơng nghi p ñư c dùng 1.2 Phương pháp chưng c t ho c ñ t cháy Trong phương pháp này, thành ph n c n xác ñ nh ñư c tách th khí b ng nh ng ph n ng hố h c thích h p (ph n ng phân hu , ph n ng đ t cháy…), sau ch t khí đư c c t ñư c h p ph vào bình h p ph T s tăng kh i lư ng c a bình h p ph suy hàm lư ng ch t c n phân tích Ví d 1: Xác đ nh CO2 đá vơi D a vào ph n ng phân hu CaCO3 b ng axit: CaCO3 + 2H+ = Ca2+ + H2O + CO2 ↑ Khí CO2 đư c d n vào bình h p ph ch a h n h p NaOH + Ca(OH)2 ñây, x y ph n ng: 2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Giáo trình Hố Phân tích…………………………………………26 Na2CO3 + Ca(OH)2 = 2NaOH + CaCO3 ↓ đó, kh i lư ng bình h p ph tăng lên t s tăng kh i lư ng suy lư ng CO2 CaCO3 m u Ví d 2: Xác đ nh hàm lư ng C H ch t h u D a vào ph n ng cháy c a ch t h u oxi v i s có m t c a ch t xúc tác AgMnO4 ho c h n h p oxit coban (II) (III)… nhi t ñ 5500C ñ chuy n C thành CO2 H thành H2O D n khí CO2 H2O l n lư t qua bình h p ph ch a ch t h p ph H2O P2O5 , Mg(ClO4)2 khan… r i qua bình h p ph ch a ch t h p ph CO2 KOH, ho c h n h p NaOH v i Ca(OH)2 phân tán s i amiăng (azbest) t s tăng kh i lư ng bình h p ph suy hàm lư ng C H m u Phương pháp ñ t cháy thư ng ñư c dùng phân tích ch t h u Trong phân tích h p ch t h u cơ, ngồi phân tích C H, đơi cịn ph i phân tích N Nitơ h p ch t h u b ñ t cháy cho s n ph m nitơ phân t oxit c a nó, oxit đư c kh thành nitơ phân t b ng b t ñ ng nhi t đ 5500C ðo th tích khí nitơ t tính tốn hàm lư ng ch a nitơ m u Ngày nay, ñã s n xu t máy phân tích t đ ng C, H, N h p ch t h u Th i gian phân tích cho m t m u m t kho ng 15 phút Ch t h u ñư c ñ t b ng oxi s ch b u khí quy n heli v i s có m t c a ch t xúc tác 1.3 Phương pháp nhi t phân Trong phương pháp này, hàm lư ng ch t c n xác ñ nh ñư c suy t s gi m kh i lư ng cân c a m u phân tích sau s y ho c nung m u Phương pháp nhi t phân thư ng ñư c dùng ñ xác ñ nh ñ m, thành ph n nư c k t tinh hay h p ch t d b phân hu nung nhi t đ cao Ví d 1: Xác ñ nh nư c k t tinh c a mu i bari clorua Cân trư c m t m u mu i, r i mang s y nhi t ñ 1050C đ n kh i lư ng khơng đ i, ñ ngu i cân ph n s n ph m thu ñư c: to BaCl2.xH2O = BaCl2 + xH2O ↑ Trư c nung Sau nung D a vào s chênh l ch v lư ng cân trư c sau nung suy hàm lư ng nư c k t tinh m u Ví d 2: Xác ñ nh hàm lư ng NaHCO3 h n h p v i Na2CO3 b ng cách nung m u Khi nung, NaHCO3 b phân hu : to 2NaHCO3 = Na2CO3 + H2O ↑ + CO2↑ Như v y, b ng s chênh l ch kh i lư ng cân trư c sau nung s tính ñư c lư ng NaHCO3 m u 1.4 Phương pháp k t t a (Phương pháp phân tích kh i lư ng k t t a) Trong phương pháp này, thành ph n c n xác ñ nh ñư c k t t a dư i d ng h p ch t khó tan K t t a đư c l c, r a s ch, s y ho c nung đ chuy n sang d ng có cơng th c hố h c xác đ nh đem cân D a vào lư ng cân tính hàm lư ng thành ph n c n xác ñ nh Ví d : xác đ nh ion Al3+ m u K t t a ion Al3+ dư i d ng Al(OH)3 b ng NH4OH: Al3+ + 3NH4OH = Al(OH)3 ↓ + 3NH4+ Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Giáo trình Hố Phân tích…………………………………………27 Sau l c, r a s ch, k t t a ñư c nung nhi t ñ 1000oC ñ chuy n sang d ng Al2O3: 1000oC Al2O3 + 3H2O ↑ 2Al(OH)3 = có thành ph n hố h c xác ñ nh cân T lư ng cân Al2O3 tính hàm lư ng ion Al3+ m u Trong phương pháp k trên, phương pháp k t t a thư ng ñư c dùng nhi u ñ ñ nh lư ng ch t nh t h p ch t vơ cơ, q trình chuy n thành ph n c n xác đ nh vào m t h p ch t khó tan d dàng nhi u so v i trình tách dư i d ng t do, thêm n a, ph n ng t o k t t a có th s d ng phân tích có nhi u nhi u so v i lo i ph n ng khác Ngoài ra, phương pháp k t t a m t nh ng phương pháp tách ch t c n phân tích hay ch t gây nhi u r t hi u qu Phương pháp k t t a thư ng đư c s d ng phân tích nơng nghi p, v y, dư i ñây s t p trung trình bày v phương pháp PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH KH I LƯ NG K T T A Ti n trình c a phương pháp k t t a bao g m l n lư t cơng đo n sau: Cân m u → Dung d ch → K t t a → L c, r a → S y ho c nung → Cân → Tính tốn T t c cơng đo n đ u có nh hư ng tr c ti p đ n đ xác c a k t qu phân tích Song, cơng đo n làm k t t a có nh hư ng l n nh t đ n k t qu ñ n t c ñ phân tích, đ xác c a phép phân tích ph thu c r t nhi u vào vi c ch n ch t k t t a, vào lư ng k t t a, vào ñi u ki n th c hi n k t t a… S d ng phương pháp k t t a phù h p s tránh ñư c ho c làm gi m nh hư ng x u như: s tan c a k t t a, s b n k t t a…, giúp cho trình l c r a d dàng vi c chuy n d ng k t t a sang d ng cân ñư c thu n l i 2.1 Yêu c u c a d ng k t t a D ng k t t a h p ch t tan thu đư c cho thu c th thích h p tác d ng v i thành ph n c n xác đ nh dung d ch Ví d : đ đ nh lư ng ion SO42-, có th dùng thu c th Ba(NO3)2,và ph n ng x y sau: Ba2+ + SO42- = BaSO4 ↓ S n ph m k t t a BaSO4 thu ñư c, ñư c g i d ng k t t a Trong hoá h c, m t nguyên t ho c ion… có th đư c chuy n vào nhi u d ng k t t a khác Ví d : ion SO42- đư c chuy n vào d ng k t t a BaSO4, PbSO4, ho c SrSO4…; ion Fe3+ có th chuy n sang d ng k t t a Fe(OH)3, FePO4, Fe(cuferon)3, FeS… Nhưng, ch có d ng k t t a đáp ng yêu c u dư i ñây m i ñư c dùng phân tích k t t a: a D ng k t t a ph i tan Khi ph n ng t o k t t a MaXb t ion Mm+ Xn- hồn thành, k t t a ion t o n m tr ng thái cân b ng theo II- a: aMm+ + bXn(II- a) MaXb ↓ Do có tr ng thái cân b ng mà dung d ch v n t n t i m t lư ng ch t c n theo dõi d ng hoà tan gây m t k t t a, hi n tư ng ñư c g i s khơng hồn tồn c a ph n ng Lư ng k t t a b m t ch t c n phân tích khơng vào k t t a đư c tính theo bi u th c II- 1: w = M.C.V (II- 1) Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Giáo trình Hố Phân tích…………………………………………28 Trong đó: w - kh i lư ng k t t a b m t (g), M - kh i lư ng c a m t mol phân t ch t k t t a (phân t gam) (g/mol), C – n ng ñ mol/lít c a ion c n phân tích cịn l i dung d ch (mol/l), V - th tích dung d ch ng ng làm k t t a (l) ðây ngu n gây sai s phân tích N ng đ c a ion c n phân tích (ví d ion Mm+) cịn l i dung d ch, sau ph n ng t o k t t a MaXb ñã x y ñư c tính sau: N u lít dung d ch có s mol phân t k t t a MaXb tan theo II- a (s cịn đư c g i ñ tan c a k t t a), s có as mol ion Mm+ bs mol ion Xn- hình thành: aMm+ + bXnMaXb ↓ s as bs Như v y, CMm+ = as T cho th y, s khơng hồn tồn c a ph n ng t o k t t a ph thu c vào s tan c a k t t a t c ph thu c vào ñ tan c a k t t a Có r t nhi u y u t nh hư ng ñ n ñ tan c a k t t a, đây, ch trình bày m t s y u t chính, đ t tìm cách làm k t t a thích h p * nh hư ng c a tích s tan đ n ñ tan c a k t t a T cân b ng II- a, tích s tan c a k t t a MaXb là: TMaXb = [ Mm+ ]a [ Xn- ]b (II2) trình bày, s có [ M m+]a = as [ Xn- ]b = bs Do đó, TMaXb đư c vi t là: TMaXb = (as)a (bs)b = aa.bb sa+b (II3) Trong ñi u ki n v a xét, tr s c a s có th coi trùng v i ñ tan c a k t t a MaXb, đ tan s s là: s = (TMaXb /aa.bb)1/(a+b) (II4) Như v y, ñ tan t l thu n v i tích s tan c a k t t a, đó, mu n ph n ng phân tích hồn tồn ph i ch n lo i ph n ng cho k t t a có tích s tan bé t t Trong trư ng h p phân tích w gam ion Mm+ có kh i lư ng m t mol ion kí hi u MMm+, v i sai s % (e %) cho trư c th tích d ng k t t a V lít, TMaXb ph i ñ t giá tr : (IITMaXb ≤ (10-2.e.w/V.MMm+)a+b.aa.bb 5) Thơng thư ng, phân tích kh i lư ng k t t a, kh i lư ng ch t phân tích kho ng 0,1g, th tích dung d ch 0,1lít, kh i lư ng m t mol ion ch t c n phân tích kho ng 100g, sai s phân tích 0,1%, v i m = n = 1, tích s tan c a k t t a MX c n ñ t là: TMX ≤ 10-10, hay s ≤ 10-5M, lư ng thu c th v a ñ * nh hư ng c a ion chung ñ n ñ tan c a k t t a Ion chung ion có thành ph n k t t a, v y, vi c b sung ion chung vào dung d ch bão hoà c a k t t a s làm cho ph n ng II- a chuy n d ch v phía t o k t t a làm gi m ñ tan c a k t t a (nguyên lí Le Chatelire) Ví d : tính ñ tan c a PbSO4 nư c dung d ch Na2SO4 10-2M, cho TPbSO4 = 1,6 10-8 - Trong nư c: K t t a PbSO4 phân li: PbSO4 ↓ Pb2+ + SO42- Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Giáo trình Hố Phân tích…………………………………………29 V y, đ tan c a theo bi u th c II- là: T PbSO4 = s.s = s2 → s = (1,6.10-8)1/2 ≐ 1,3.10-4M - Trong dung d ch Na2SO4 10-2M: Có: [ Pb2+ ] = s, [ SO42- ] = s + 10-2, nên TPbSO4 = s(s + 10-2) Gi thi t s ≪10-2 TPbSO4 = 10.s, suy ra: s = 1,6.10-6M ≪ 10-2M Như v y, ñ tan c a PbSO4 dung d ch Na2SO4 10-2M nh ñ tan c a PbSO4 nư c kho ng 100 l n Qua ví d cho th y: mu n cho k t t a x y hồn tồn nh t đ i v i k t t a có tích s tan l n c n dùng dư thu c th , nhiên, s dư c n v a ñ , n u khơng s d n đ n: - T n kém, - Tăng s h p ph thu c th c a k t t a gây khó khăn cho vi c r a k t t a, - T o ph c ch t tan ñi u ki n thu c th dư, gây s tan k t t a, làm m t m u Ví d : làm k t t a ion Al3+ dư i d ng Al(OH)3 (TAl(OH)3 = 1.10-32), v y, theo bi u th c II- k t t a s hồn tồn v i n ng đ c a [OH-] = 10-9M, t c pH = N u làm k t t a pH≥ s làm cho m t ph n k t t a Al(OH)3 tan dư i d ng ph c ch t tan [Al(OH)4] -, gây sai s phân tích * nh hư ng c a ph n ng ph Thư ng hay g p ph n ng thu phân ph n ng t o ph c ch t + nh hư ng c a ph n ng thu phân: Trong môi trư ng nư c cation Mm+ anion Xn- có th b thu phân mà s thu phân l i ph thu c vào pH môi trư ng Khi pH tăng lên cation b thu phân m nh ngư c l i pH gi m anion b thu phân m nh S thu phân s làm cho n ng ñ t c a ion t o k t t a gi m ñi d n ñ n k t t a s tan ra, hay ñ tan c a k t t a tăng Ví d : Khi làm k t t a ion Ca2+ dư i d ng k t t a CaC2O4: Ca2+ + C2O42- = CaC2O4 ↓ n u ti n hành ph n ng t i pH ≤ 5, s d n ñ n ph n ng: C2O42- + H+ = HC2O4HC2O4- + H+ = H2C2O4 làm gi m n ng ñ ion C2O42-, d n ñ n k t t a CaC2O4 s tan + nh hư ng c a ph n ng t o ph c: Trong s có m t c a ch t t o ph c, cation Mm+ cịn có th t o ph c ch t tan v i ph i t Ln-: Mm+ + xLn- = [MLx]m-xn làm cho n ng ñ t c a ion t o k t t a gi m ñi d n ñ n k t t a s tan ra, hay ñ tan c a k t t a tăng lên Ví d : làm k t t a ion Fe3+ dư i d ng k t t a Fe(OH)3 t i pH = – 5, mơi trư ng có đ ion CN-, k t t a s khơng hình thành, ion Fe3+ t o ph c ch t tan [Fe(CN)6]3- làm cho n ng ñ t c a ion Fe3+ bé không ñ ñ k t t a Fe(OH)3 Các phương trình ph n ng cho th y s thu phân, s t o ph c ch t ñ u d n ñ n s gi m n ng ñ ion t o k t t a ([Mm+], [Xn-]), làm tăng s hồ tan c a k t t a theo phương trình II- a (ngun lí Le Chatelier) Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Giáo trình Hố Phân tích…………………………………………30 * nh hư ng c a y u t khác ñ n ñ tan k t t a Các y u t khác có nh hư ng đ n đ tan c a k t t a là: nhi t đ , kích thư c h t k t t a, s già hóa c a k t t a, tính ch t c a dung mơi… + nh hư ng c a nhi t ñ ñ n ñ tan k t t a: ð i b ph n k t t a có đ tan tăng tăng nhi t đ c a mơi tru ng t o k t t a + nh hư ng c a kích thư c h t đ n đ tan k t t a: Năng lư ng b m t c a h t to nh lư ng b m t c a h t nh , tăng kích thư c h t đ tan c a k t t a gi m + nh hư ng c a s già k t t a đ n đ tan c a nó: Khi đ lâu k t t a môi tru ng k t t a (làm già k t t a, làm chín k t t a, làm mu i k t t a) s d n ñ n hi n tư ng: - Các h t nh s tan h t l n s l n lên, d n ñ n ñ tan k t t a gi m - Các h t k t t a ch a nư c k t tinh có th s m t nư c d n ñ n ñ tan gi m Ví d : k t t a CaC2O4.2H2O chuy n thành CaC2O4.H2O - S polime hoá h t k t t a, nh t ñ i v i k t t a sunphua, hidroxit d n ñ n ñ tan c a k t t a gi m Ví d : k t t a CuS, ZnS d t o thành m ch: -M-S-Mgây s chuy n d ng tinh th ñ tan gi m + nh hư ng c a dung mơi đ n đ tan k t t a: ð i b ph n k t t a mơi trư ng nư c (dung mơi có tính phân c c l n nh t) đ u có ñ tan l n dung môi h u Do đó, ti n hành k t t a dung mơi h u thích h p s làm cho k t t a hoàn toàn so v i làm k t t a mơi trư ng nư c Ví d : k t t a AgCl, H2O, có đ tan 0,00191g/lít, song, mơi trư ng etanol, có đ tan 0,000015g/lít, ho c k t t a CaSO4 (TCaSO4 = 9,1.10-6) tan nhi u nư c, song, môi trư ng có b sung etanol ho c axeton đ tan gi m ñi nhi u l n Nghiên c u v ñ tan c a k t t a cho th y có y u t làm gi m đ tan l i có y u t làm tăng ñ tan Do ñó, s d ng lo i k t t a phân tích c n xác ñ nh ñi u ki n làm k t t a thích h p, đ q trình phân tích ñơn gi n mà v n ñ m b o ñ xác t o ñi u ki n thu n l i cho cơng đo n phân tích ti p theo b K t t a ph i ch n l c Thơng thư ng, v i ion c n xác đ nh cịn có ion khác có th tham gia ph n ng v i thu c th d n ñ n sai s phân tích, ch n ph n ng cho ch ion c n phân tích tham gia h t s c quan tr ng ñ ñ m b o k t t a thu ñư c s ch, nói cách khác tăng đ ch n l c c a ph n ng phân tích S k t t a ch n l c có th ñ t ñư c b ng nhi u cách như: * Ch n d ng k t t a thích h p: Khi khơng có ion gây nhi u, ch n k t t a có đ tan nh nh t đ s k t t a hồn tồn Trong trư ng h p có m t ion gây nhi u, ch n k t t a có đ ch n l c cao, m c dù có đ tan l n làm gi m ñ tan c a k t t a b ng bi n pháp thích h p dùng thu c th dư … Ví d : làm k t t a Pb2+ s có m t ion Cu2+, Zn2+, ch n k t t a PbSO4 (TPbSO4 =1,6.10-8) ch không ch n k t t a PbCO3 (TPbCO3 = 7,49.10-14), PbCrO4 (TPbCrO4 = 1,8.10-14), PbS (TPbS = 2,5.10-27), b i ion Cu2+, Zn2+ t o k t t a v i ion CO32-, CrO42- S2- Trong ñi u ki n này, s khơng hồn tồn c a k t t a PbSO4 ñư c kh c ph c b ng vi c s d ng dư ion SO42- Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Giáo trình Hố Phân tích…………………………………………31 * Ch n u ki n k t t a thích h p: Ch n u ki n cho ch có ion phân tích ph n ng, thay đ i pH mơi trư ng Ví d : phân tích ion SO42- m u ch a ion PO43-, CO32- dư i d ng k t t a BaSO4, c n ti n hành làm k t t a mơi trư ng HNO3 hay HCl pH = 4, đ ion PO43-, CO32- không t o k t t a Ba3(PO4)2, BaCO3 gây nh hư ng ñ n k t qu phân tích * Che ion gây nhi u: ðây bi n pháp chuy n ion gây nhi u vào ph c ch t b n không ph n ng v i thu c th , v y, ch có ion c n phân tích tham gia ph n ng v i thu c th Ví d : phân tích ion Mg2+ s có m t c a ion Fe3+, Al3+ dư i d ng k t t a MgNH4PO4.6H2O, cho vào môi trư ng k t t a ion xitrat, v y ion Fe3+, Al3+ s t o ph c ch t b n v i xitrat không tham gia ph n ng t o k t t a photphat N u gi i pháp nêu khơng th ti n hành đư c, ph i tách ion gây nhi u hay ion phân tích trư c làm k t t a c D ng k t t a ph i d l c, d r a s ch Mu n v y, nên ch n d ng k t t a tinh th , có b m t ti p xúc nh , h p ph ch t b n khơng b t kín l gi y l c, đ d r a s ch l c nhanh Các d ng k t t a vơ đ nh hình nh t lo i k t t a keo, k t t a hidroxit, ñ u có b m t ti p xúc l n, d h p ph nhi u ch t b n, nên khó l c khó r a s ch Ví d : ch n l a k t t a có đ tan tương đương k t t a vơ đ nh hình Al(OH)3 (TAl(OH)3 = 1.10-32) k t t a tinh th AlPO4 ( TAlPO4 = 5,7.10-19), n u có th , ưu tiên k t t a AlPO4 d D ng k t t a ph i d dàng chuy n hoàn toàn sang d ng cân ðây y u t b n làm c cho s tính tốn thành ph n c n xác đ nh Do đó, c n ch n d ng k t t a cho s y ho c nung s ch thu ñư c m t s n ph m nh t, n đ nh (d ng cân) Ví d : phân tích Pb2+ thư ng k t t a dư i d ng PbSO4 d ng d dàng chuy n sang d ng cân PbSO4 ch khơng dùng d ng PbS (m c dù có đ tan nh hơn), s y, nung, d ng PbS khơng n đ nh d b oxi khơng khí oxi hóa: to 2PbS + 3O2 = 2PbO + 2SO2 d n ñ n s n ph m thu ñư c sau s y, nung h n h p PbO PbS khơng có cơng th c hố h c xác đ nh, khơng th làm d ng cân 2.2 Yêu c u c a d ng cân D ng cân d ng k t t a sau ñã ñem s y ho c nung ñ n kh i lư ng không ñ i Tuỳ theo b n ch t c a k t t a, d ng k t t a d ng cân có th có ho c khơng cơng th c hố h c Ví d : k t t a BaSO4 cho d ng k t t a d ng cân nhau, ñ u BaSO4 Vi c s y ho c nung, trư ng h p này, ch làm m t ñi nư c h p ph Nhưng, ñ i v i d ng k t t a Fe(OH)3, nung s thu ñư c d ng cân Fe2O3: 10000C 2Fe(OH)3 = Fe2O3 + 3H2O ð có th t kh i lư ng d ng cân tính tốn đư c hàm lư ng c a thành ph n c n phân tích, d ng cân c n ph i đ m b o yêu c u sau: a D ng cân ph i có cơng th c hố h c xác đ nh ð có th tính đư c k t qu phân tích b t bu c d ng cân ph i có cơng th c hố h c xác ñ nh, k c ph n nư c k t tinh Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Giáo trình Hố Phân tích…………………………………………32 Ví d : k t t a hidroxit hay k t t a mu i bazơ không th dùng làm d ng cân đư c thành ph n c a chúng khơng n đ nh ph thu c vào ñi u ki n k t t a C n ph i nung chuy n k t t a sang d ng n ñ nh v cơng th c hố h c d ng oxit, d ng mu i… Ví d : k t t a Fe(OH)3 chuy n thành Fe2O3 ñã nêu b D ng cân ph i b n v phương di n hố h c Như khơng đư c h p th nư c hay CO2, không tham gia ph n ng oxi hoá kh v i oxi khơng khí Ví d : phân tích ion Ca2+ dư i d ng k t t a CaC2O4.H2O, có th có d ng cân: CaC2O4.H2O, CaCO3, CaO, song, khơng nên dùng d ng CaO hút m r t m nh, cân s m c sai s c Hàm lư ng c a thành ph n c n tìm d ng cân bé t t Khi cân s m c sai s cân, đ h n ch đư c nh hư ng c a sai s hàm lư ng c a thành ph n c n tìm d ng cân bé t t Ví d : xác đ nh ion Al3+ dư i d ng oxit nhôm Al2O3 (M = 101,96) s g p sai s 2,4 l n l n so v i xác ñ nh dư i d ng AlPO4 (M = 121,95) n u cân sai m t lư ng Nh ng yêu c u nêu ñ i v i d ng k t t a d ng cân cho th y vi c ch n d ng k t t a, d ng cân r t quan tr ng phương pháp k t t a, quy t ñ nh ñ xác t c ñ c a phép phân tích 2.3 S gây b n k t t a K t t a thu ñư c đ mơi trư ng k t t a s tương tác v i ion có mơi trư ng t o nên s b n k t t a Có nhóm ngun nhân gây b n k t t a s c ng k t s k t t a theo a S c ng k t K t t a đư c hình thành q trình phân tích thư ng kéo vào c u trúc c a t p ch t (các ion l ) Khi t p ch t k t t a ñ ng th i v i k t t a m c dù n ng ñ c a chúng chưa đ t t i tr ng thái bão hồ, hi n tư ng ñư c g i s c ng k t – m t y u t gây nên sai s phân tích Các nguyên nhân gây nên s c ng k t là: s h p ph b m t, s k t vón, s t o tinh th h n h p *S c ng k t h p ph : X y k t t a d ng keo s dư th a thu c th Các h t keo h p ph ion ho t ñ ng c a thu c th s d n ñ n s h p ph ion trái d u Ví d : k t t a BaSO4 u ki n dư ion SO42- s h p ph ion dương Trong trư ng h p này, th c t cho th y ion gây nhi u t o mu i v i thu c th có ñ tan nh hơn, s b h p ph nhi u hơn; v i k t t a BaSO4 nói trên, s h p ph đ i v i cation sau: Na+ < K+ < Ca2+ < Pb2+ Nh m kh c ph c s h p ph , nên ti n hành k t t a v i dung d ch loãng thu c th loãng, k t t a nóng khơng nên đ k t t a lâu dung d ch *S c ng k t hi n tư ng k t vón: Gây b n h c k t t a, b i ti n hành k t t a m t ph n ch t gây nhi u ñã b k t t a bao b c Hi n tư ng thư ng g p k t t a v i dung d ch ñ c, k t t a nhanh khu y không t t ð lo i tr s c ng k t này, c n ti n hành k t t a v i dung d ch lỗng nóng, k t t a ch m khu y t t ho c làm k t t a đ ng tính N u khơng thành cơng, ph i s d ng bi n pháp k t t a l i *S c ng k t hi n tư ng t o tinh th h n h p: X y bán kính ion c a ion k t t a ion gây nhi u khơng khác nhi u (ñ sai khác nh 10 – 15%) Lúc ion gây nhi u có th thay th Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Giáo trình Hố Phân tích…………………………………………33 cho ion t o k t t a m ng tinh th Ví d : ion MnO4- có th thay th ion SO42-, nên k t t a BaSO4 v i s có m t c a ion MnO4- s thu ñư c tinh th k t t a có ch a ion MnO4- S c ng k t khơng th lo i b đư c b ng cách r a ho c k t t a l i mà ch có th lo i b ñư c b ng cách che, kh ion gây nhi u Ch ng h n, ví d trên, có th lo i nh hư ng c a ion MnO4- b ng cách kh v ion Mn2+ cho axit oxalic vào dung d ch phân tích trư c làm k t t a Trong phân tích, s c ng k t khơng ph i lúc gây h i mà đơi l i có l i Khi phân tích hàm lư ng nh ch t, thư ng s d ng s c ng k t ñ “gom” ch t c n phân tích Ví d : xác đ nh ion Pb2+ t dung d ch lỗng, n ng đ c a nh đ n m c mà k t t a PbS, k t t a tan nh t c a ion Pb2+, khơng hình thành Cho vào dung d ch phân tích ion Ca2+ k t t a ion Ca2+ dư i d ng CaCO3, ñi u ki n ion Pb2+ b c ng k t theo Sau đó, hồ tan k t t a cacbonat vào axit axetic phân tích ion Pb2+ b ng phương pháp thông thư ng M t ví d khác, s gom lư ng nh ion kim lo i hoá tr Cu2+, Cd2+, Mn2+, Zn2+ k t t a Fe(OH)3 ho c Al(OH)3 B ng s c ng k t có th làm tăng n ng đ ch t c n phân tích lên hàng ngàn, hàng v n l n b S k t t a theo Ngoài s c ng k t, th c t g p hi n tư ng k t t a theo làm cho k t t a b b n Hi n tư ng x y k t t a k t t a xong khơng đư c tách k p th i kh i dung d ch, sau m t th i gian s hình thành k t t a k t t a c a ch t b n m c dù ñi u ki n bình thư ng khơng k t t a Ví d : MgC2O4 ch t tan, khơng k t t a v i CaC2O4, sau CaC2O4 ñã k t t a h t ñ lâu dung d ch (kho ng gi ), MgC2O4 b k t t a theo ð kh c ph c s k t t a theo c n tách k p th i k t t a trư c k t t a theo xu t hi n 2.4 M t s kĩ thu t phương pháp phân tích kh i lư ng k t t a Sau ñã ch n ñư c ph n ng t o k t t a thích h p, bư c ti p theo bao g m: ch n d ng thu c th , làm k t t a, l c r a k t t a, s y nung k t t a ñ chuy n sang d ng cân, cân s n ph m tính tốn a Ch n thu c th làm k t t a Khi có ph n ng phân tích, vi c ch n d ng k t t a r t quan tr ng ñ ñ m b o vi c phân tích nhanh xác Ví d : phân tích ion Fe3+ dư i d ng k t t a Fe(OH)3, ch n hoá ch t s hoá ch t: NaOH, NH4OH, Na2CO3, ure, làm thu c th ? Vi c ch n l a d ng thu c th ph i theo nguyên t c sau: + Ch n lo i thu c th không b n v i nhi t, v y, s y nung k t t a d dàng b phân hu bay khơng gây nên sai s phân tích Ví d : trư ng h p phân tích ion Fe3+ nói s dùng NH4OH ho c ure + Ch n lo i thu c th có ñ tan l n, ñ r a k t t a ph n dư c a thu c th b h p ph b i k t t a d b lo i Ví d : làm k t t a ion Ba2+ b ng axit H2SO4 ch khơng dùng Na2SO4, H2SO4 có đ tan l n nên d b ñu i kh i k t t a r a + Ch n lo i thu c th cho phép ti n hành k t t a đ ng tính, gi i pháp ñi u ch thu c th dung d ch, v y, thu c th s xu t hi n m i ch ph n ng t o k t t a s x y m i nơi m t lúc Ví d : trư ng h p phân tích ion Fe3+ nói s dùng ure Khi cho ure vào dung d ch, hồ tan nhanh phân b đ u tồn b khơng gian ðun nóng dung d ch, ure b thu phân nhanh t o NH4OH: Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Giáo trình Hố Phân tích…………………………………………34 to CO(NH2) + 3H2O = 2NH4OH + CO2 ph n ng t o k t t a Fe(OH)3 x y t i m i ñi m m t lúc S k t t a g i k t t a đ ng tính + Dùng m t lư ng thu c th dư so v i lí thuy t (thư ng dùng dư g p đơi), đ tan c a k t t a s gi m ñi nhi u, dung d ch có ion chung Tuy nhiên, c n lưu í, m t s k t t a có th tan thu c th dư Ví d : k t t a AgCl, HgI2… tan ñư c thu c th dư (Cl- , I-) s t o thành ph c ch t tan [AgCl2]- , [HgI4]2-…, trư ng h p này, ph i tính toán lư ng thu c th cho v a ñ ñ k t t a hoàn toàn tránh ñư c s hoà tan c a k t t a s t o ph c ch t tan b Làm k t t a Làm k t t a c c ch u nhi t Kh i lư ng k t t a c n n m kho ng 200mg, th tích k t thúc làm k t t a kho ng 100 - 200ml Tuỳ theo b n ch t c a k t t a (d ng tinh th , d ng keo hay d ng vơ đ nh hình) mà ch n cách làm k t t a thích h p * Làm k t t a tinh th S t o thành k t t a bao g m hai qúa trình: s phát sinh m m k t tinh trung tâm c a s k t t a m m tinh th l n d n lên + S phát sinh m m k t tinh trung tâm c a s k t t a Các m m k t tinh có th t hình thành trình làm k t t a, có trư ng h p t o nên b ng thao tác thích h p dùng đũa thu tinh c vào thành bình đ t o m m tinh th (trư ng h p k t t a MgNH4PO4…) + Các m m tinh th l n d n lên ð tăng cư ng trình này, thư ng ñ yên k t t a vài gi ho c lâu (làm mu i k t t a, k t t a) giai ño n này, tinh th nh s tan ra, tinh th l n s l n lên, ñi u ki n, dung d ch s bão hoà ñ i v i tinh th l n có th chưa bão hồ đ i v i tinh th nh Như v y, làm k t t a tinh th , đ có k t t a tinh th h t l n, ph i h n ch trình t o m m tinh th ph i có th i gian làm mu i k t t a ð h n ch s m m tinh th c n làm k t t a ch m b ng cách k t t a v i dung d ch loãng, thu c th loãng ho c làm tăng ñ tan c a k t t a nh k t t a v i dung d ch nóng, thu c th nóng ho c pH thích h p… Sau đó, s k t t a hồn tồn ñư c ñ m b o b ng vi c dùng thu c th dư hay b ng ñi u ch nh pH ho c thành ph n dung môi… Ví d : k t t a ion Ca2+ dư i d ng CaC2O4 ð u tiên đun nóng dung d ch phân tích v i axit oxalic (đ s m m tinh th đư c t o thành có ion C2O42-), sau trung hồ mơi trư ng b ng NH4OH ñ n pH ≥ (tăng lư ng ion C2O42-) ð yên k t t a kho ng gi (làm mu i), r i l c l y k t t a * Làm k t t a vơ đ nh hình: Ngư c l i v i vi c làm k t t a tinh th , làm k t t a vơ đ nh hình c n ph i ti n hành nhanh dung d ch nóng v i thu c th dư khu y t t, có thêm ch t ñi n li ñ h th ng keo nhanh b đơng t ch ng đư c s pepti hoá Như v y, k t t a s dày ñ c, v ng ch c hơn, b m t ti p xúc s bé Sau làm k t t a xong ph i l c ngay, đ lâu k t t a qnh l i gây khó r a N u có th đư c, nên làm k t t a đ ng tính T nh ng phân tích có th th y nh ng thao tác phân tích khơng th ti n hành m t cách tuỳ í mà ph i theo m t qui ñ nh nghiêm ng t ñ ñ m b o cho vi c phân tích đ t k t q a xác N ng đ thu c th đ c, lỗng, cho dư nhi u hay ho c làm k t t a nhanh hay ch m… nh ng qui ñ nh mà m i ngư i làm phân tích ph i tuân theo Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Giáo trình Hố Phân tích…………………………………………35 c L c k t t a ð l c k t t a thư ng dùng lo i d ng c l c: ph u l c, c c l c b ng g m c c l c b ng thu tinh * Ph u thu tinh: ðư c th i t thu tinh ch u hoá ch t v i tiêu chu n: góc t o b i hai ñư ng sinh b ng 90o chi u cao c a ph u t – 12cm ði v i ph u l c ph i dùng gi y l c không tàn, t c lo i gi y đ t cháy hồn tồn cho lư ng tro khơng đáng k (< 0,0001g, sai s c a cân phân tích) Gi y l c đư c chia làm lo i tùy theo kích thư c l c a gi y: - Lo i l nh (gi y l c băng xanh) dùng ñ l c gi k t t a c h t nh - Lo i l trung bình (gi y l c băng vàng, băng tr ng) dùng ñ l c gi c h t v a - Lo i l to (gi y l c băng ñ ) dùng ñ l c gi lo i h t thô Vi c ch n gi y l c cho phù h p v i c h t r t quan tr ng nh m lo i tr vi c k t t a chui qua gi y t o cho vi c l c, r a ñư c nhanh B l c có ưu m r t ph bi n phịng thí nghi m Tuy nhiên, chuy n sang d ng cân nh t thi t ph i nung k t t a ph i đ t cháy gi y l c Ngồi ra, khơng th s d ng kĩ thu t hút chân khơng v i b l c này, vi c hút chân không s làm th ng gi y l c, gây m t m u * C c l c b ng g m: Là lo i c c làm b ng g m có đáy màng g m x p v i kích c c a l h ng khác Kí hi u cho t ng lo i c c c a nư c có khác nhau, ví d : A1, A2, A3 (ð c), A1 có kích thư c l to nh t, A3 có kích thư c l bé nh t Ưu ñi m c a lo i c c l c cho phép dùng kĩ thu t l c chân khơng có th s y ho c nung ñ chuy n d ng k t t a sang d ng cân * C c l c b ng thu tinh: Là lo i c c làm b ng thu tinh có đáy màng thu tinh x p v i kích c c a l h ng khác Kí hi u cho t ng lo i c c c a nư c có khác nhau, ví d : S1, S2, S3, S4, (Séc), G1, G2, G3, G4 (ð c), S4, G4 có l h ng l n nh t S1, G1 có l h ng bé nh t, thư ng dùng lo i S2, S3 hay G2, G3 Ưu ñi m c a lo i c c l c cho phép dùng kĩ thu t l c chân khơng, song, ch có th s y ñ chuy n d ng k t t a sang d ng cân Khi l c thư ng k t h p g n r a l c ñ mau ñ t ñư c k t t a s ch Trư c tiên, ch t ph n nư c lên h th ng l c, cho ti p dung môi vào k t t a khu y ñ u r i ñ sa l ng Ch t ti p ph n nư c lên h th ng l c Q trình đư c l p l i kho ng l n, sau m i chuy n toàn b k t t a lên h th ng l c ti n hành r a k t t a d R a k t t a M c đích c a s r a k t t a lo i t p ch t h p ph k t t a Trong r a, k t t a thư ng tan c n ch n dung d ch r a, dung môi r a cách r a thích h p Thư ng ch n dung d ch r a sau: - Dung d ch r a có ch a thu c th , n u thu c th ch t d bay ho c d b phân hu s y nung k t t a R a b ng cách s h n ch ñư c s tan c a k t t a Ví d : r a k t t a AgCl b ng dung d ch ch a HCl loãng - Dung d ch r a có ch a ch t n gi i d b bay nung R a b ng dung d ch s h n ch ñư c hi n tư ng keo tán (pepti hoá) c a k t t a keo Ví d : r a k t t a Fe(OH)3, Al(OH)3 b ng dung d ch NH4Cl, NH4NO3 Trư ng ð i h c Nơng nghi p Hà N i – Giáo trình Hố Phân tích…………………………………………36 - Dung d ch r a có ch t ngăn c n s thu phân c a k t t a Ví d : r a k t t a MgNH4PO4 b ng dung d ch ch a NH4OH ñ h n ch s thu phân c a MgNH4PO4 - N u k t t a ch t tan, khơng b thu phân, khơng b pepti hố ch c n dung d ch r a nư c c t Khi r a c n lưu í r ng: v i m t lư ng dung d ch r a, n u chia r a làm nhi u l n m i l n r a c n ñ ch y h t nư c r a m i ñ nư c r a m i, k t t a mau s ch b tan ði u d dàng nh n th y qua bi u th c II- 6: Cn = Co [R/(V + R)]n (II- 6) đó: n –s l nr a V – th tích dung d ch r a R – th tích dung mơi b k t t a h p ph C0 – n ng ñ ch t b h p ph b t ñ u r a Cn – n ng ñ ch t b h p ph sau l n r a th n Q trình r a k t thúc khơng phát hi n ph n ng c a thu c th ho c ion ch th nư c l c Ví d : r a k t t a CaC2O4 hình thành t ph n ng gi a ion Ca2+ thu c th (NH4)2C2O4 Vì k t t a hình thành h p ph ion C2O42- nên r a ion s đư c gi i phóng vào d ch l c Thu l y d ch l c nh vào dung d ch ion Ca2+, n u d ch l c khơng có ph n ng t o k t t a CaC2O4, ch ng t vi c r a hồn t t e S y nung k t t a S y nung nh m ñ chuy n k t t a sang d ng cân ð i v i k t t a có cơng th c hố h c gi ng v i d ng cân ch c n s y lo i b nư c nhi t đ 950 –1050C Cịn đ i v i k t t a có cơng th c khơng trùng v i công th c d ng cân ho c c n ph i ñ t cháy gi y l c, sau s y khơ, k t t a ñư c nung m t nhi t ñ xác ñ nh Sau th i gian s y, nung kho ng – gi , m u l y đư c đ bình hút m đ n ngu i v nhi t đ c a phịng cân mang cân cân phân tích Sau đó, mang s y ho c nung m u thêm 30 phút, r i ñ ngu i cân N u kh i lư ng cân đư c khơng sai khác so v i kh i lư ng cân l n trư c (v i sai s cân cho phép), vi c s y nung ñã k t thúc N u kh i lư ng gi m đi, c n nh c l i trình s y, nung ñ n kh i lư ng không ñ i Nhi t đ nung ph i xác, đ chuy n hoàn toàn d ng k t t a sang d ng cân, không làm d ng cân ti p t c bi n đ i Ví d : ñ chuy n Fe(OH)3 sang Fe2O3 ph i nung nhi t ñ 1000 oC, n u nung nhi t ñ 1200 oC, s t ba oxit s b phân hu thành s t hai oxit, k t qu s thu ñư c h n h p oxit v i cơng th c hố h c khơng xác đ nh: 1000oC 2Fe(OH)3 = Fe2O3 + 3H2O 1200 oC 2Fe2O3 = FeO + O2, f Cách tính tốn k t qu Hàm lư ng c a thành ph n c n xác đ nh m u đư c tính toán t kh i lư ng c a d ng cân thơng qua h s chuy n F Ví d : ñ xác ñ nh Al3+ m u phân tích cân a(g) m u hồ tan vào dung d ch K t t a nhôm dư i d ng Al(OH)3 b ng NH4OH Sau nung chuy n Al(OH)3 thành Al2O3 cân đư c b(g) Hãy tính thành ph n ph n trăm nhơm m u? Cách gi i: Các ph n ng phân tích ñã x y ra: Al3+ + 3NH4OH = Al(OH)3 + 3NH4+ 2Al(OH)3 = Al2O3 + 3H2O Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Giáo trình Hố Phân tích…………………………………………37 C 101,96 g Al2O3 có 53,96g Al, v y b(g) Al2O3 có x g Al x = (53,96/101,96) b (g) Thành ph n ph n trăm y% c a Al m u là: y% = 100.(53,96/ 101,96) b/a Trong công th c trên, t s 53,96/101,96 ñư c xác ñ nh b ng ñ nh lu t thành ph n khơng đ i c a ch t tham gia ph n ng, m t h ng s ñư c g i h s chuy n F V y h s chuy n F t s gi a kh i lư ng c a thành ph n c n xác ñ nh có m t mol phân t c a d ng cân v i kh i lư ng c a m t mol phân t c a d ng cân Do đó, cơng th c t ng qt ñ tính thành ph n ph n trăm thành ph n c n xác ñ nh là: y% = 100F b/a (II- 7) F - h s chuy n b - kh i lư ng c a d ng cân (g) a - kh i lư ng c a m u l y vào c n phân tích (g) Các phép phân tích khác có h s chuy n khác Ví d : xác đ nh Ba2+ qua k t t a BaSO4 có F =137,34/233,40, cịn xác đ nh Fe qua Fe2O3 có F = 111,69/159,69… 2.5 M t s ng d ng c th ng d ng c a phương pháp k t t a r t đa d ng cho phép phân tích hàng lo t ion, h p ch t (b ng B.1.2) Dư i đây, ch trình bày ngun t c phương pháp thư ng dùng phân tích m t s ion thư ng g p nơng nghi p: * Xác ñ nh ion SO42-: D ng k t t a d ng cân ñ u BaSO4 M u phân tích đư c axit hố ñ n pH = b ng axit HNO3 làm k t t a ion SO42b ng dung d ch thu c th Ba(NO3)2 l y dư Trong ñi u ki n này, ion CO32-, PO43không gây nh hư ng đ n k t q a phân tích K t t a BaSO4 sau ñư c r a s ch b ng nư c c t, ñem nung nhi t ñ 700oC ñ n kh i lư ng khơng đ i cân H s chuy n FSO42- = 0,4116 B ng B.1.2: M t s phương pháp phân tích kh i lư ng k t t a Nguyên t ñư c xác ñ nh Ag Al Ba Ca D ng k t t a AgCl AgBr AgI Al(OH)3 AlPO4 BaCO3 BaCrO4 BaSO4 CaC2O4.H2O CaC2O4.H2O CaC2O4.H2O CaSO4.H2O Tích s tan (T) 1,78.10-10 5,3.10-13 8,3.10-17 1.10-32 5,75.10-19 5,1.10-9 1,2.10-10 1,1.10-10 2,3.10-9 9,1.10-6 Nhi t ñ s y, nung (oC) 130 130 130 1000 1000 600 550 700 900 500 105 600 D ng cân AgCl AgBr AgI Al2O3 AlPO4 BaCO3 BaCrO4 BaSO4 CaO CaCO3 CaC2O4.H2O CaSO4 H s chuy n (F) 0,7526 0,5744 0,4594 0,5292 0,2212 0,6959 0,5421 0,5884 0,7147 0,4004 0,2743 0,2944 Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Giáo trình Hố Phân tích…………………………………………38 AgCl 1,78.10-10 900 AgCl 0,8141 CoNH4PO4.H2O 1100 Co2P2O7 0,4039 BaCrO4 500 BaCrO4 1,2.10-10 0,2052 1000 Cr(OH)3 6,3.10-31 Cr2O3 0,6842 Cu CuCNS 4,8.10-15 110 CuCNS 0,5225 F CaF2 4,0.10-11 500 CaF2 0,4866 -38 Fe Fe(OH)3 3,2.10 1000 Fe2O3 0,6994 I AgI 8,3.10-17 130 AgI 0,5405 Mg MgNH4PO4.6H2O 2,5.10-13 1100 Mg2P2O7 0,2184 Mn MgNH4PO4.H2O 1.10-12 1100 Mn2P2O7 0,3871 Ni NiNH4PO4.6H2O 1100 Ni2P2O7 0,4030 -13 P MgNH4PO4.6H2O 2,5.10 1100 Mg2P2O7 0,2790 Pb PbCrO4 140 PbCrO4 1,8.10-14 0,6411 550 PbSO4 1,6.10-8 PbSO4 0,6832 S BaSO4 1,1.10-10 700 BaSO4 0,1374 Si SiO2.xH2O 1000 SiO2 0,4674 Zn ZnNH4PO4.6H2O 1100 Zn2P2O7 0,4291 * Xác ñ nh ion Cl : D ng k t t a d ng cân ñ u AgCl M u phân tích đư c axit hố b ng axit HNO3 ñ n pH ≈ làm k t t a ion Clb ng dung d ch thu c th AgNO3 K t t a AgCl sau ñư c r a s ch s y nhi t ñ 130oC cân H s chuy n FCl- = 0,2474 Trong phương pháp này, ion CO32-, PO43không gây nh hư ng ñ n k t qu phân tích * Xác đ nh ion PO43-: D ng k t t a MgNH4PO4.6H20, d ng cân Mg2P2O7 Cho vào dung d ch phân tích đư c axit hố b ng axit HCl thu c th MgCl2 + NH4Cl sau dùng NH4OH ch nh pH mơi trư ng đ n k t t a hồn tồn ion PO43dư i d ng MgNH4PO4.6H2O ð k t t a hoàn toàn c n dùng dư NH4OH (kho ng 1/5 th tích dung d ch NH4OH 20%) K t t a ñư c r a b ng dung d ch NH4OH 5% sau s y khơ ñư c nung nhi t ñ 1100oC ñ chuy n hoàn toàn sang d ng cân Mg2P2O7 H s chuy n FPO43- = 0,8535 Trong trư ng h p có ion Al3+, Fe3+ m u, c n làm k t t a MgNH4PO4 môi trư ng ch a ion xitrat ñ ngăn ng a s t o k t t a FePO4 hay AlPO4 * Xác ñ nh ion SiO32-: D ng k t t a H4SiO4 (hay SiO2 2H2O), d ng cân SiO2 Ion SiO32- ñư c k t t a môi trư ng ch a 20% axit HCl 5% gelatin hay agar Mang nung k t t a thu ñư c nhi t ñ 1000oC ñư c kh i lư ng a (g) Thư ng k t t a có l n m t s t p ch t, nên sau nung cho ti p vào ph n ch t r n cịn l i axit HF axit H2SO4 đ c nung ti p đ đu i tồn b SiF4 Kh i lư ng ch t r n l i b (g) T lư ng hao h t (a – b) cho bi t lư ng SiO2 ch a m u H s chuy n FSiO2 = 1,000, FSiO32- = 1,5333 * Xác ñ nh ion Fe3+: D ng k t t a Fe(OH)3, d ng cân Fe2O3 Cho vào m u phân tích mu i NH4Cl hay NH4NO3 (ñ làm ch t ñi n gi i) k t t a ion Fe3+ t dung d ch nóng b ng lư ng dư dung d ch thu c th NH3 loãng (1:3) K t t a Fe(OH)3 ñư c l c r a b ng dung d ch nóng NH4NO3 hay NH4Cl 1% sau Cl Co Cr Trư ng ð i h c Nơng nghi p Hà N i – Giáo trình Hố Phân tích…………………………………………39 mang nung nhi t đ 1000oC đ chuy n toàn b Fe(OH)3 sang d ng cân Fe2O3 H s chuy n FFe = 0,6994 * Xác ñ nh ion Al3+: D ng k t t a Al(OH)3, d ng cân Al2O3 Cho vào m u phân tích mu i NH4Cl hay NH4NO3 (ñ làm ch t ñi n gi i) r i k t t a ion Al3+ t dung d ch nóng b ng dung d ch thu c th NH3 loãng (1:3) pH d ng k t t a: – K t t a Al(OH)3 ñư c l c r a b ng dung d ch nóng NH4Cl hay NH4NO3 1% sau mang nung nhi t đ 1000oC đ chuy n hoàn toàn Al(OH)3 sang d ng cân Al2O3 H s chuy n FAl = 0,5293 2.6 Ưu c m c a phương pháp phân tích kh i lư ng k t t a Phương pháp phân tích kh i lư ng k t t a có nh ng ưu c m sau: * Ưu ñi m: - Trang thi t b dùng phân tích đơn gi n khơng đ t ti n nên có kh ph c p cao - ð xác r t cao, phân tích ñã tách ñư c ph n c n xác ñ nh kh i h n h p, nên ñư c dùng làm phương pháp chu n ñ ki m tra phương pháp khác ñ ki m tra dung d ch m (là dung d ch có n ng đ ≥ 10-2M, s d ng pha loãng thành dung d ch v i n ng đ nh hơn) - Có th dùng đ phân tích h u h t ion vơ - Phương pháp k t t a cịn đư c s d ng ñ tách ion kh i * Như c ñi m: - T c ñ phân tích ch m - ð nh y th p nên khơng th dùng đ phân tích lư ng nh ch t c n phân tích n u khơng làm giàu m u trư c phân tích - Khơng th t đ ng hố đư c q trình phân tích Do đó, ngày nay, phân tích ng d ng s d ng phương pháp Câu h i ôn t p Trong công ño n c a phương pháp phân tích kh i lư ng k t t a, cơng đo n quan tr ng nh t? T i sao? D ng k t t a c n ph i tho mãn nh ng u ki n gì? T i sao? D ng cân c n ph i tho mãn nh ng u ki n gì? T i sao? Các y u t nh hư ng ñ n ñ tan c a k t t a? S c ng k t gì? Cách kh c ph c? s d ng hi n tư ng này? Nguyên t c chon thu c th phương pháp phân tích kh i lư ng k t t a Hãy nêu cách làm k t t a Hãy nêu cách l c r a k t t a Cách tính tốn k t qu phân tích 10 ng d ng phương pháp phân tích kh i lư ng k t t a phân tích m t s đ i tư ng nơng nghi p Trư ng ð i h c Nông nghi p Hà N i – Giáo trình Hố Phân tích…………………………………………40 Bài t p Cân 0,400g m u ch a SO42- r i hoà tan thành 200 ml dung d ch L y 100ml dung d ch làm k t t a b ng Ba(NO3)2 l y dư môi trư ng axit HNO3 L c l y k t t a, r a s ch s y khô ñư c 0,1165g Hãy tính thành ph n % SO42- m u (ðáp s : 24%) Cân 0,500g m u ch a Cu2+, Pb2+ t p ch t khơng tham gia ph n ng r i hồ tan thành 250ml dung d ch L y 100ml dung d ch cho tác d ng v i axit H2SO4 0,5M l y dư thu đư c 0,151g k t t a M t khác, l y 100ml dung d ch cho tác d ng v i H2S dư thu đư c 0,1675g k t t a Hãy tính thành ph n % Cu2+ Pb2+ m u (ðáp s : 16,0%Cu2+, 51,6Pb2+) Cân 0,500g m u ch a CO32- SO42- r i hoà tan thành 200ml dung d ch L y100ml dung d ch ñ làm k t t a v i Ba(NO3)2 l y dư môi trư ng ki m y u thu đư c 0,414g k t t a M t khác, làm k t t a dung d ch pH = v i Ba(NO3)2 l y dư thu đư c 0,233g k t t a Hãy tính thành ph n % c a hai ion m u (ðáp s : 38,6%CO32-, 38,4%SO42-) ð lư ng k t t a MXn m t ph n ng khơng hồn tồn khơng l n 0,1mg (sai s cân), TMXn bao nhiêu, n u th tích ng ng làm k t t a V lít? (ðáp s : TMXn = [10-4/(MMXn.V)]n+1.nn]) Tính kho ng pH ñ k t t a hoàn toàn ion Fe3+ (khi [Fe3+]