luận văn công nghệ hóa học Nghiên cứu phương pháp chuẩn độ oxi hóa khử trong hóa học phân tích định lượng

Phương pháp chuẩn độ oxi hóa – khử A MỞ ĐẦU I Lý chọn đề tài: Hóa học phân tích mơn khoa học phương pháp xác định thành phần định tính định lượng chất hỗn hợp chúng Phân tích định lượng cho phép xác định thành phần lượng hợp phần chất cần phân tích Như hóa học phân tích đóng vai trị qua trọng phát triển mơn hóa học khác ngành khoa học khác Do có tầm quan trọng nên loạt chuyên ngành khoa học phân tích đời ngày phát triển mạnh Tùy thuộc vào chất chất phân tích mà người ta sử dụng nhiều phương pháp khác Trong nhóm phương pháp hóa học dựa loại phản ứng ứng dụng nhiều Do đặc biệt nghiên cứu phương pháp phân tích định lượng dựa vào phản ứng hóa học cụ thể phản ứng oxi hóa khử II Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu phương pháp chuẩn độ oxi hóa khử nhằm tập hợp hệ thống kiến thức chuẩn độ oxi hóa khử Đưa số tập ứng dụng phương pháp để làm sở q trình học hóa phân tích định lượng thực hành III Đối tượng nghiên cứu phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu phương pháp chuẩn độ oxi hóa khử hóa học phân tích định lượng IV Phương pháp nghiên cứu: Phương pháp phân tích tổng hợp tài liệu B I NỘI DUNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT: GVHD: Hồ Thị Kim Hạnh SVTH: Huỳnh Thị Xuân Diễm Phương pháp chuẩn độ oxi hóa – khử Các phương pháp chuẩn độ oxi hóa – khử sử dụng để định lượng chất có tính oxi hóa, khử Phương trình chuẩn độ oxi hóa – khử biểu diễn sau: Ox1 + n1e Kh2 n2Ox1 + Kh1 Ox2 ⇌ n1Kh2 + n2e n2Kh1 + n1Ox2 Phương trình chuẩn độ: a) Đối với phản ứng chuẩn độ đối xứng:  Phương trình phản ứng chuẩn độ dạng oxi hóa dạng khử liên hợp có hệ số nhau: Giả sử chuẩn độ V0 ml Kh2 có nồng độ C0 V ml chất Ox1 có nồng độ C Phản ứng chuẩn độ: n2Ox1 + ⇌ n1Kh2 n2Kh1 + n1Ox2 Nếu dừng chuẩn độ trước điểm tương đương thì: EOx Etr = Kh2 + 0, 0592 CV lg n2 C0V0 − CV Nếu dừng chuẩn độ sau điểm tương đương thì: Ec = EOx1 Kh1 0, 0592 CV − C0V0 lg n1 C0V0 Tại điểm tương đương: = ETĐ n1 EOx1 Kh1 + n2 EOx Kh2 n1 + n2 b) Đối với phản ứng chuẩn độ bất đối xứng:  Phương trình phản ứng chuẩn độ dạng oxi hóa dạng khử liên hợp có hệ số khác nhau: GVHD: Hồ Thị Kim Hạnh SVTH: Huỳnh Thị Xuân Diễm Phương pháp chuẩn độ oxi hóa – khử Phản ứng chuẩn độ: n2Ox1 + ⇌ n1Kh2 n2Kh1 + n1Ox2 Trước điểm tương đương: EOx2 + Kh2 Etr = n1CV lg n2 n2 C0V0 − n1CV Sau điểm tương đương: Es = EOx1 Kh1 n2 n1CV − n2 C0V0 lg n1 n2 C0V0 Tại điểm tương đương: n1EOx1 ETĐ = Kh1 + n2 EOx Kh2 n1 + n2 Các phương pháp chuẩn độ: a) Phương pháp pemanganat: • Phương pháp pemanganat dựa sở phản ứng oxi hóa chất khử ion pemanganat mơi trường axit, bazo hay trung tính Trong môi trường axit: EMnO− − MnO4 + H + + 5e → Mn 2+ + H 2O Trong mơi trường trung tính: − MnO + H 2O + 3e → MnO2 + 4OH − 2− MnO + e → MnO Trong môi trường kiềm: EMnO− − = 1,51 Mn2+ V EMnO− = 0,59 MnO2 V = 0,57 MnO4 − V Phạm vi ứng dụng: GVHD: Hồ Thị Kim Hạnh SVTH: Huỳnh Thị Xuân Diễm Phương pháp chuẩn độ oxi hóa – khử • Chuẩn độ trực tiếp KMnO4 chất môi trường axit như: V3+ thành V5+, Ce3+ − NO2 NO3− thành Ce4+, chuẩn độ H2O2 thành O2, thành 3+ • Định lượng chất khử qua phản ứng với Fe sau chuẩn độ lượng Fe2+ dư dùng để chuẩn độ chất khử mà gặp khó khăn chuẩn độ trực tiếp Ví dụ như: Cr2+ thành Cr3+, Ti3+ thành Ti4+, • Định lượng gián tiếp chất khử dùng pemanganat dư dùng để chuẩn độ chất khử chuẩn độ trực tiếp • Định lượng gián tiếp chất oxi hóa dùng chất khử dư • oxalat pemanganat b) Phương pháp đicromat: − + Cr2O + 14 H + 6e ƒ 3+ 2Cr + H 2O = 1,36 ECr O − 2 Cr 3+ V Phương pháp chủ yếu dùng để chuẩn độ Fe(II): Cr2 O7− + Fe + + 14 H + → 2Cr 3+ + Fe3+ + H O Phạm vi ứng dụng: • • Phản ứng dùng chuẩn độ ngược chiều chất oxi hóa Có thể định lượng chất thử phương pháp chuẩn độ chuẩn độ ngược: − Cr2O7 • • Cho chất khử phản ứng với muối Fe3+ dư chuẩn độ lượng Fe2+ tạo thành 3+ Nếu chất khử phản ứng chậm với Fe thêm K2Cr2O7 dư, lấy xác, sau chuẩn ngược dung dịch chuẩn Fe(II) c) Phương pháp iot: Phương pháp dựa sở trình oxi hóa, khử biến iot tự thành iotdua ngược lại: I2 + I- ⇌ I 3− GVHD: Hồ Thị Kim Hạnh SVTH: Huỳnh Thị Xuân Diễm Phương pháp chuẩn độ oxi hóa – khử I 3− + 2e ƒ 3I − Phạm vi ứng dụng: • Định lượng chất khử chất oxi hóa Một chất khử dùng để định lượng phương pháp Na 2S2O3 Để xác người ta dung thị hồ tinh bột • Cho chất oxi hóa tác dụng với KI dư sau chuẩn độ lượng iot giải phóng Na2S2O3 • Có thể thêm dư dung dịch chuẩn iot vào chất khử sau chuẩn độ iot dư dung dịch chuẩn Na2S2O3 Phản ứng quan trọng là: II I 3− + S 2O3 − ƒ S 4O6 − + 3I − Bài tập ứng dụng: Bài 1: Tính pe E chuẩn độ 25,00ml Fe2+ 0,100M Ce4+ 0,100M dung dịch H2SO4 (pH = 0) thêm: a) 20,00ml b)25,00ml c) 26,00ml Ce4+ Lời giải: Phản ứng chuẩn độ: Fe2+ + Ce4+ Fe3+ + Ce3+ a) V1 = 20,00ml < VTĐ, dừng chuẩn độ trước điểm tương đương petr = + lg = 12,0885 Etr = 12,0885 0,0592 = 0,716 V b) V2 =25,00ml = VTĐ , dừng chuẩn độ điểm tương đương GVHD: Hồ Thị Kim Hạnh SVTH: Huỳnh Thị Xuân Diễm Phương pháp chuẩn độ oxi hóa – khử peTĐ = = 17,905 ETĐ = 17,905 0,0592 = 1,056 V c) V3 =26,00ml >VTĐ, dừng chuẩn độ sau diểm tương đương pes = + lg = 22,926 Es = 22,926 0.0592 = 1,357 V Bài 2: Tính pe E phép chuẩn độ 25,00 ml Fe2+ 0,100 M KmnO4 0,0200M H2SO4 ( pH = 0) sau thêm a) 24,50ml b) 25,00ml c)26,00ml KMnO4 Lời giải: Phản ứng chuẩn độ: MnO4 - + Fe2+ + 8H+ Mn2+ + 5Fe3+ + 4H2O Tại điểm tương đương: số đương lượng − MnO4 = số đương lượng Fe2+ VTĐ = = 25,00ml a) Khi thêm 24,50ml KMnO4, dừng trước điểm tương đương, đó: pe = + lg = 13,18 E = 13,18 0,0592 = 0.78 V b) Khi thêm 25,00ml KMnO4 dừng điểm tương đương, ta có: peTĐ = = 23,17 ETĐ = 23,17 0,0592 = 1,372 V c) Khi thêm 26,00ml KMnO4 dừng sau điểm tương đương, ta có pe = = 25,227 GVHD: Hồ Thị Kim Hạnh SVTH: Huỳnh Thị Xuân Diễm Phương pháp chuẩn độ oxi hóa – khử E = 25,227 0,0592 = 1,493 V Bài 3: Việc xác định nồng độ dung dịch chuẩn KMnO4 thực cách: cân a gam H2C2O4.2H2O ( M = 126,066 ), hòa tan bình định mức 250ml Chuẩn độ 25,00ml dung dịch thu có mặt H2SO4 2M hết V ml KMnO4 Nếu nồng độ KMnO4 0,01M cần cân a khoảng gam để V dao động từ 15 – 20 ml ? Lời giải: Phản ứng chuẩn độ: 5H2C2O4 + − MnO4 + 6H+ 2Mn2+ + 10CO2 + 8H2O no Ta có: = V = 15,00ml a = 0,4727 g V = 20,00ml = = 0,6303 g Vậy lượng cân axit oxalic phải lấy từ 0,5 – 0,6 g Bài 4: Xác định nồng độ dung dịch chuẩn KMnO4 thực cách cân 0,5124 g H2C2O4.H2O (M = 126,066), hòa tan bình định mức 250ml Chuẩn độ 25,00ml dung dịch thu có mặt H2SO4 2M hết 18,75ml KMnO4 Lời giải: Phản ứng chuẩn độ: 5H2C2O4 + − MnO4 + 6H+ 2Mn2+ + 10CO2 + 8H2O no Theo định luật hợp thức ta có: GVHD: Hồ Thị Kim Hạnh SVTH: Huỳnh Thị Xuân Diễm Phương pháp chuẩn độ oxi hóa – khử 18, 75.CKMnO4 = 1000.2 CKMnO4 = 8,671.10-3M Bài 5: Để xác định hàm lượng phần trăm H2O2, người ta hòa tan 1,5 g mẫu, pha lỗng với nước, sau chuẩn độ dung dịch thu có mặt H2SO4 2M hết 31,25ml KMnO4 0,0115M Tính % H2O2 mẫu? Lời giải: Phản ứng chuẩn độ: − H 2O2 + MnO4 → 5O2 + 2Mn 2+ + H 2O n0 Theo định luật hợp thức, ta có = a = 0,03056g %H2O2 = 100% = 2,04% Bài 6: Hòa tan 0,45 gam mẫu chứa hidroxylamin H2NOH tạp chất trơ dung dịch chứa lượng dư Fe3+ Sau chuẩn độ Fe2+ tạo thành hết 24,18ml KMnO4 0,0854M Tính hàm lượng hidroxylamin mẫu? Lời giải: Phản ứng khử Fe3+ H2NOH: H NOH + Fe3+ → N 2O ↑ +4 Fe 2+ + H + + H 2O (1) Phản ứng chuẩn độ Fe2+ KMnO4 : − Fe 2+ + MnO4 + 8H + → 5Fe3+ + Mn 2+ + H 2O (2) GVHD: Hồ Thị Kim Hạnh SVTH: Huỳnh Thị Xuân Diễm Phương pháp chuẩn độ oxi hóa – khử Gọi số gam H2NOH a a.4 M H NOH 2+ Số mol Fe theo phản ứng (1) là: x = Số mol Fe2+ theo phản ứng (2) là: → = 2a M H NOH = 0, 0854.24,18.5 1000 a = = 0,341g %H2NOH = 100% = 85,25% Bài 7: Trộn ml KClO3 với 50 ml FeSO4 0,12M Thêm 10 ml H2SO4 M vào hỗn hợp thu Chuẩn độ FeSO4 dư hết 15,3 ml KMnO4 0,0305 M Tính nồng độ % KClO3, biết tỉ khối dung dịch 1,02 Lời giải: Phản ứng KClO3 FeSO4: ClO3− + 6Fe2+ + 6H+ → Cl- + Fe3+ + 3H2O (1) Phản ứng chuẩn độ Fe2+ KMnO4 : − 5Fe 2+ + MnO4 + 8H + → 5Fe3+ + Mn 2+ + H 2O (2) Gọi số gam KClO3 a Số mol Fe2+ phản ứng với ClO3− x, từ phản ứng (1) ta có: a M KClO3 = x 6.a → 122,549 GVHD: Hồ Thị Kim Hạnh SVTH: Huỳnh Thị Xuân Diễm Phương pháp chuẩn độ oxi hóa – khử Số mol Fe2+ phản ứng với − MnO4 y, từ phản ứng (2) ta có: y 0,0305.15, = 1000 0, 0305.15, 3.5 → 1000 x+ y = Tổng số mol Fe2+ 50.0,12 1000 6.a 0, 0305.15,3.5 50.0,12 + = 122,549 1000 1000 → a = 0, 07489 g → %KClO3 = 100% = 100% = 1.47% Bài 8: Một mẫu 0,501 gam đá vơi hịa tan axit sau làm kết tủa hết io Ca2+ dạng CaC2O4 Lọc kết tủa, rửa chế hóa kết tủa 25 ml hỗn hợp KMnO4 0,0508 H2SO4 1M Sau chuẩn độ KMnO4 dư hết 18,2 ml FeSO4 0,05015 M Tính hàm lượng % Ca đá vôi? Lời giải: Các phản ứng xảy ra: CaCO3 ↓ +2 H + → Ca 2+ + CO2 ↑ + H 2O − Ca 2+ + C2O4 → CaC2 O4 ↓ (1) (2) − CaC2O4 ↓ +2MnO4 + 16 H + → 5Ca 2+ + 10CO2 ↑ +2Mn 2+ + 8H 2O − MnO4 + 5Fe + + 8H + → Mn + + 5Fe3+ + H 2O (3) (4) 10 GVHD: Hồ Thị Kim Hạnh SVTH: Huỳnh Thị Xuân Diễm Phương pháp chuẩn độ oxi hóa – khử n0 1, 2605.25 CM 18, 72 126, 066.250 1000 1, 2605.25.1000 C 18, 72 = M 126, 066.250.18, 72.5 1000.2 suy ⟹ CM = 0,0214 M Bài 16: Tính sai số chuẩn độ dung dịch Fe2+ dung dịch KMnO4 có nồng độ đương lượng 0,1 N, kết thúc chuẩn độ dung dịch 0,95 V; 1,515 V Lời giải: Phản ứng chuẩn độ: − 5Fe2+ + MnO4 + H + → Fe3+ + Mn2 + + H 2O = Ta có ETĐ phép chuẩn độ: ETĐ • 0, 77 + 5.1,55 = 1, 42V Khi kết thúc chuẩn độ E = 0,95 tức kết thúc chuẩn độ trước điểm tương đương ⇒  Fe3+  0,95 − 0, 77 lg  2+  = = 3, 05 0, 059  Fe     Fe3+  ⇒  2+  = 103  Fe    ⇒sai số • 0,1.103 − 0,1 100 − 100,1 1001 p= 100% = 100% = −0,1% 0,1 100,1 Khi kết thúc chuẩn độ E = 1,515 tức kết thúc sau điểm tương đương 19 GVHD: Hồ Thị Kim Hạnh SVTH: Huỳnh Thị Xuân Diễm Phương pháp chuẩn độ oxi hóa – khử Ta có: ⇒ ⇒ − 0, 059  MnO4    1,515 = 1,55 + lg 2+  Mn    −  MnO4    = −3 lg 2+  Mn    −  MnO4    = 10−3 2+  Mn    p= 0, 02(1 + 10−3 ) − 0, 02 100% = 0,1% 0, 02 Bài 17: Chuẩn độ 25 ml FeSO4 0,05 M KMnO4 0,01 Mở pH = Tính E pe điện cực Pt nhúng dung dịch chuẩn độ so với điện cực hidro tiêu chuẩn sau thêm: a) 15 ml KMnO4 b) 25 ml KMnO4 c) 28 ml KMnO4 Lời giải: Phản ứng chuẩn độ: − MnO4 + 5Fe2 + + H + → Mn 2+ + Fe3+ + H 2O Tại điểm tương đương số đương lượng = − MnO4 = số đương lượng Fe 2+ 0, 05.25 = 25( ml ) 5.0, 01 VTĐ • V1 = 15 ml < VTĐ Dừng chuẩn độ trước điểm tương đương 20 GVHD: Hồ Thị Kim Hạnh SVTH: Huỳnh Thị Xuân Diễm Phương pháp chuẩn độ oxi hóa – khử petr = 0, 68 5.0, 01.15 + lg = 13, 0, 059 1.0, 05.25 − 5.0, 01.15 Etr = 13,2 0,0592 = 0,781 V • V2 = 25 ml = VTĐ Do ta có: = peTĐ pe + pe ' Fe ' Mn = 0, 68 1,51 + 0, 0592 0, 0592 = 23, 43 ETĐ = 23,43 0,0592 = 1,387 V • V3 = 28 ml > VTĐ Dừng chuẩn độ sau điểm tương đương Ta có: ' = peMn + peS n CV − n2 CoVo 5.0, 01.28 − 1.0, 05.25 n2 lg = lg = 25,32 n1 n2 CoVo 1.0, 05.25 Bài 18: Hịa tan 0,51g mẫu chất khống chứa SnO2 axit, khử Sn(IV) thành Sn(II) Pb Sau chuẩn độ Sn(II) K2Cr2O7 0,035 M Thể tích K2Cr2O7 dùng 15,05 ml Tính hàm lượng % SnO2 mẫu phân tích Lời giải: Gọi a số gam SnO2 Phản ứng chuẩn độ: 3Sn + + Cr2O72− + 14 H + → 3Sn + + 2Cr 3+ + H 2O a 150, n0 15, 05.0, 035 1000 21 GVHD: Hồ Thị Kim Hạnh SVTH: Huỳnh Thị Xuân Diễm Phương pháp chuẩn độ oxi hóa – khử a 15, 05.0,035 = 150, 7.3 1000 Ta có: ⇒ a = 0,238 (g) Bài 19: Tính E pe chuẩn độ 20 ml FeSO4 0,015 M K2Cr2O7 0,005 M pH = thể tích K2Cr2O7 dùng ml Lời giải: Phản ứng chuẩn độ: Cr2O7 − + Fe2+ + 14 H + → 2Cr 3+ + Fe3+ + H 2O Tại thời điểm tương đương thì: số đ Cr2O72− = số đ Fe 2+ 20.0, 015 = 10 6.0, 005 VTĐ = (ml) VHCl < VTĐ, dừng trước điểm tương đương nên ta có: E = E Fe3+ / Fe2+ + ( ) E = 0, 68 + ⇒ pe = 0, 0592 n1CV lg n2 n2C0V0 − n1CV 0, 0592 6.0, 005.8 lg = 0,8066(V ) 1.0, 015.20 − 6.0, 005.8 0,8066 = 13, 625 0.0592 Bài 20: Cân 0,3325 g K2Cr2O7 bị nhiễm bẩn hòa tan định mức thành 500 ml (dung dịch A) Chuẩn độ 20 ml dung dịch A dung dịch FeSO4 0,01 M tốn 26,4 ml 22 GVHD: Hồ Thị Kim Hạnh SVTH: Huỳnh Thị Xuân Diễm Phương pháp chuẩn độ oxi hóa – khử a) Viết cân phản ứng chuẩn độ ion b) Tính % K2Cr2O7 mẫu ban đầu? Lời giải: a) Phản ứng chuẩn độ: − Fe 2+ + Cr2O7 + 14 H + → Fe3+ + 2Cr 3+ + H 2O b) Gọi a số gam K2Cr2O7 ban đầu Ta có: n0 − Fe 2+ + Cr2O7 + 14 H + → Fe 3+ + 2Cr 3+ + H 2O a.20 0, 01.26, 291,393.500 1000 theo định luật hợp thức ta có: 0, 01.26, a.20 = 1000.6 291,393.500.1 ⇒ a = 0,3205 (g) 0,3205 100% = 96, 4% 0,3325 % K2Cr2O7 = Bài 21: Tính nồng độ thuốc thử sản phẩm phản ứng điểm tương đương chuẩn độ dung dịch Fe2+ 0,1N dung dịch Ce4+ 0,1 N Nếu hai dung dịch có nồng độ H2SO4 M Lời giải: Phản ứng chuẩn độ: Ce4+ + Fe2+ ⇒ Ce3+ + Fe3+ 23 GVHD: Hồ Thị Kim Hạnh SVTH: Huỳnh Thị Xuân Diễm Phương pháp chuẩn độ oxi hóa – khử = Ta có: ETĐ = E Fe2+ ( Fe3+ ETĐ 1,06 = 0,68  Fe2+  lg  3+   Fe    1, 44 + 0, 68 = 1, 06V )  Fe 2+  + 0, 0592 lg  3+   Fe     Fe 2+  0, 0592 lg  3+   Fe    = 4.107 Tại điểm tương đương phần lớn Fe2+ chuyển vào Fe3+ nên thực tế: 0,1 2+  Fe3+  = −  Fe      = 0,05 M ⇒  Fe 2+    = 4.10-7 0,05 = 2.10-8 Bài 22: Chuẩn độ 100 ml dung dịch Fe2(SO4)3 0,1 M dung dịch TiCl3 0,2 M (pH = 0) Tính thể tích TiCl3 cần dùng để hệ E = 0,28 V? Lời giải: Phản ứng chuẩn độ: Fe3+ + Ti 3+ + H 2O → Fe 2+ + TiO 2+ + H + = ETĐ = 0, 771 + 0,1 = 0,4355 > Ec = 0,28 V Dùng chuẩn độ trước điểm tương đương 24 GVHD: Hồ Thị Kim Hạnh SVTH: Huỳnh Thị Xuân Diễm Phương pháp chuẩn độ oxi hóa – khử TiO 2+ Ti3+ E Ehệ = TiO 2+   H +     + 0, 0952.lg  Ti 3+    ⇔ 0,28 = 0,1 + 0,0592 Với ⇒ H +    Ti 3+    = 1; = TiO 2+   H +      Ti 3+    CV TiO 2+  = 0   V +V CV − C0V0 V + V0 → V = 100,09 ml Bài 23: Chuẩn độ dung dịch 10 ml H2C2O4 0,05 M môi trường axit hết 0,75 ml KMnO4 Hãy viết phương trình phản ứng chuẩn độ tính nồng độ dung dịch KMnO4 Lời giải: Phản ứng chuẩn độ: − 5H 2C2O4 + 2MnO4 + H + → 2Mn + + 10CO2 + 8H 2O n0 0, 75.CM 1000 Theo định luật hợp thức ta có: 0, 05.10 0, 75.CM = 1000.5 1000.2 ⇒ CM = 0.267 M 25 GVHD: Hồ Thị Kim Hạnh SVTH: Huỳnh Thị Xuân Diễm Phương pháp chuẩn độ oxi hóa – khử Bài 24: Lấy ml rượu mạnh pha lỗng thành l bình định mức, sau lấy 25 ml thêm vào 50 ml K2Cr2O7 0,02 M để oxi hóa rượu etylic thành CH3COOH theo phương trình phản ứng sau: − 3C2 H 5OH + 2Cr2O7 + 16 H + → 4Cr 3+ + 3CH 3COOH + 11H 2O Sau làm lạnh thêm 20 ml Fe3+ 0,1253 M, lượng Fe2+ dư chuẩn độ dung dịch K2Cr2O7 hết 7,46 ml với thị diphenylamin sunfonic axit Tính % C2H5OH rượu mạnh ( 46,07 g/mol ) Lời giải: Phản ứng chuẩn độ: Cr O − + Fe + + 14 H + → 2Cr + + Fe3 + + H O Tổng số mol K2Cr2O7 thêm vào: (50 + 7,46) 0,02 = 1,1492 (mol) Lượng K2Cr2O7 phản ứng với Fe2+ thêm vào: 20 0,1253 = 0,41767 (mol) Lượng K2Cr2O7 phản ứng với C2H5OH: 1,1492 – 0,41767 = 0,73153 (mol) Khối lượng rượu có mẫu phân tích: 0,73153 0,046 = 0,05055 (g) % C2H5OH = 100% = 40,4% Bài 25: Lấy 10 ml dung dịch As2O3 đem định lượng hết 9,85 ml dung dịch I2 0,1 N Viết phương trình phản ứng định lượng tính nồng độ g/l dung dịch As 2O3 26 GVHD: Hồ Thị Kim Hạnh SVTH: Huỳnh Thị Xuân Diễm Phương pháp chuẩn độ oxi hóa – khử Lời giải: Phản ứng chuẩn độ: As 2O3 + I + H 2O → As 2O5 + HI CM 10 1000 n0 9,85.0,1 1000 theo định luật hợp thức ta có: CM 10 9,85.0,1 = 1000.1 1000.2 ⇒ CM = 0,04925 N Bài 26: Chuẩn độ 15,0ml dung dịch FeCl2 dung dịch chuẩn K2Cr2O7 0,07N mơi trường thích hợp thấy tiêu tốn hết 12,7ml Tính nồng độ dung dịch FeCl2 (g/l) Lời giải: Phản ứng chuẩn độ: ECe3+ lg bđ Ce2+ q +1 −q − Fe2+ + Cr2O7 + 14 H + → Fe3+ + 2Cr 3+ + H 2O C0 15 0, 07.12, 1000 1000 theo định luật hợp thức ta có: C0 15 0, 07.12, = 6.1000 1.1000 27 GVHD: Hồ Thị Kim Hạnh SVTH: Huỳnh Thị Xuân Diễm Phương pháp chuẩn độ oxi hóa – khử ⇒ C0 = 0,3556 M Bài 27: Tính sai số chuẩn độ 100 ml dung dịch Fe2+ có 0,1 M Ce4+ 0,1 M môi trường H2SO4 M Nếu kết thúc chuẩn độ E 0,87 V 1,237 V Lời giải: Phản ứng chuẩn độ: Fe2+ + Ce 4+ → Fe3+ + Ce3+ = Ta có: ETĐ 0, 68 + 1, 44 = 1, 06V Kết thúc chuẩn độ E = 0,87 nghĩa kết thúc trước điểm tương đương Ta có: EFe3+ Fe 2+ + 0,0592 lg E= q +1 −q ⇔ 0,87 = 0,68 + 0,0592 lg ⇔ lg ⇔ q =1 −q q =1 −q q +1 −q = 3,2095 = 1620 ⇔ q = 6,17.10-4 0,0617% Kết thúc chuẩn độ 1,237 V kết thúc sau điểm tương đương: 28 GVHD: Hồ Thị Kim Hạnh SVTH: Huỳnh Thị Xuân Diễm Phương pháp chuẩn độ oxi hóa – khử ECe3+ Ce 2+ Ec = + 0,0592.lg q ⇔ 1,237 = 1.44 + 0,0592.lgq ⇔ 0,0592.lgq = -0,203 ⇔ lgq = -3,429 ⇒ q = 3,72.10-4 hay 0,0372% Bài 28: Tính sai số chuẩn độ chuẩn độ Fe2+ 0,1 M dung dịch Ce4+ có nồng độ kết thúc 1,257 V Lời giải: Phản ứng chuẩn độ: Fe2+ + Ce 4+ → Fe3+ + Ce3+ = Ta có: ETĐ = 0, 68 + 1, 44 = 1, 06V Kết thúc chuẩn độ 1,257 kết thúc sau điểm tương đương ECe3+ Ec = Ce 2+ +0,0592 lgq → lgq = lg 0,0008 → q = 0,0008 = 0,08% Bài 29: Chuẩn độ 100 ml dung dịch FeSO4 0,1 M dung dịch KMnO4 0,02 M pH = Tính sai số chuẩn độ dung dịch xuất màu hồng KMnO với nồng độ 1.10-5 M 29 GVHD: Hồ Thị Kim Hạnh SVTH: Huỳnh Thị Xuân Diễm Phương pháp chuẩn độ oxi hóa – khử Lời giải: Phản ứng chuẩn độ: − 5Fe 2+ + MnO4 + 8H + → 5Fe3+ + Mn 2+ + 4H 2O Chuẩn độ đến xuất màu hồng kết thúc chuẩn độ sau điêm tương đương Với H +  =   E=E − MnO4 Mn + E = EMnO − ⇔ ⇒q= ⇔q= ta có: − 0, 0592  MnO4    + lg 2+ n1  Mn    + Mn2+ 0, 0592 lg q n1 −  MnO4     Mn 2+    10−5 = 10−3 −2 10 hay q = 0,1% Bài 30: Tính sai số chuẩn độ 100 ml dung dịch Fe2+ có 0,1 M Ce4+ 0,1 M môi trường H2SO4 M Nếu dùng thị diphenylamin Lời giải: Phản ứng chuẩn độ: Fe 2+ + Ce 4+ → Fe3+ + Ce3+ = Ta có: ETĐ = 0, 68 + 1, 44 = 1, 06V 30 GVHD: Hồ Thị Kim Hạnh SVTH: Huỳnh Thị Xuân Diễm Phương pháp chuẩn độ oxi hóa – khử Dùng thị điphenylamin kết thúc chuẩn độ tai E = 0,76V kết thúc trước điểm tương đương Etr = EFe3+ Ta có: + 0, 0592 lg Fe2+ 0, 76 = 0, 68 + 0, 0592 lg ⇔ lg ⇔ ⇔ q +1 −q q +1 −q q +1 −q q +1 −q = 1,351 = 22,46 ⇒ q = 0,043 hay 4,3% (sai số lớn) C Kết luận Trong phép chuẩn độ oxi hóa khử chủ yếu dựa vào phản ứng oxi hóa khử để chuẩn độ Khơng sử dụng thị mà dựa vào đổi màu chất oxi hóa khử để dừng chuẩn độ Đường chuẩn độ xác định dựa vào việc tính theo phương trình Nernst Trong q trình nghiên cứu khơng tránh khỏi sai sót mong đóng góp ý kiến thầy cô bạn 31 GVHD: Hồ Thị Kim Hạnh SVTH: Huỳnh Thị Xuân Diễm Phương pháp chuẩn độ oxi hóa – khử D Tài liệu nghiên cứu Bộ y tế Hố phân tích Tập Nhà xuất Giáo dục Hà Nội, 2007 Bộ Giáo Dục Đào Tạo, dự án đào tạo giáo viên THCS Đào Thị Phương Diệp – Đỗ Văn Huê Giáo trình hóa học phân tích, phương pháp định lượng hóa học Nhà xuất Đại học Sư phạm Hoàng Minh Châu, Từ Văn Mạc, Từ Vọng Nghi Cơ sở hóa phân tích Nhà xuất Khoa học Kĩ thuật, 2002 Hồ Viết Quý Cơ sở hóa phân tích đại, Tập Các phương pháp phân tích hóa học Nhà xuất Đại học Sư Phạm Nguyễn Tinh Dung phần I,II,III Hóa phân tích Nhà xuất Giáo dục, 2002 Nguyễn Xuân Tùng Hóa phân tích ddaHQG Hà Nội, Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên Trần Tứ Hiếu Hóa học phân tích Nhà xuất ĐHQG Hà Nội, 2002 32 GVHD: Hồ Thị Kim Hạnh SVTH: Huỳnh Thị Xuân Diễm Phương pháp chuẩn độ oxi hóa – khử MỤC LỤC 32 33 GVHD: Hồ Thị Kim Hạnh SVTH: Huỳnh Thị Xuân Diễm .. .Phương pháp chuẩn độ oxi hóa – khử Các phương pháp chuẩn độ oxi hóa – khử sử dụng để định lượng chất có tính oxi hóa, khử Phương trình chuẩn độ oxi hóa – khử biểu diễn sau:... lớn) C Kết luận Trong phép chuẩn độ oxi hóa khử chủ yếu dựa vào phản ứng oxi hóa khử để chuẩn độ Không sử dụng thị mà dựa vào đổi màu chất oxi hóa khử để dừng chuẩn độ Đường chuẩn độ xác định dựa... độ oxi hóa – khử I 3− + 2e ƒ 3I − Phạm vi ứng dụng: • Định lượng chất khử chất oxi hóa Một chất khử dùng để định lượng phương pháp Na 2S2O3 Để xác người ta dung thị hồ tinh bột • Cho chất oxi hóa