Bài giảng phân tích thể tích trong hóa phân tích

BÀI GIẢNG HÓA PHÂN TÍCH Giảng viên: Nguyễn Thị Hiển Bộ môn Hóa học – khoa Môi trường Nội dung: I. Những khái niệm cơ bản II. Yêu cầu của phản ứng chuẩn độ III. Phương pháp chuẩn độ IV. Cách pha dung dịch tiêu chuẩn V. Cách tính kết quả phân tích VI. Đường chuẩn độ VII. Chỉ thị VIII. Các phép chuẩn độ thường dùng CHƯƠNG III. PHÂN TÍCH THỂ TÍCH I. NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN - Phản ứng chuẩn độ: Là phản ứng hóa học xảy ra trong suốt quá trình chuẩn độ. - Dung dịch tiêu chuẩn: là dd thuốc thử có nồng độ chính xác đã biết - Dung dịch phân tích: Là dd chứa chất cần phân tích - Qúa trình chuẩn độ: là quá trình đưa từ từ dd tiêu chuẩn từ buret vào dd phân tích. - Điểm tương đương: là điểm mà tại đó dd tiêu chuẩn phản ứng vừa đủ với dd phân tích. - Điểm kết thúc chuẩn độ: là điểm rất gần hoặc trùng với điểm tương đương mà tại đó chất chỉ thị thay đổi rõ rệt. - Chất chỉ thị: là hóa chất hoặc công cụ đo, nó thay đổi tính chất của mình như màu sắc hoặc tín hiệu đo tại điểm tương đương. I. NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN - Tuy nhiên các chất chỉ thị thường không đổi màu tại đúng điểm tương đương nên điểm kết thúc chuẩn độ và điểm tương đương thường không trùng nhau, dẫn đến sai số phân tích, gọi là sai số chỉ thị. - Sai số chỉ thị e% được tính như sau: e% = (V kt - V td ) V td .100 V td : thể tích dd tiêu chuẩn cần để đạt điểm tương đương V kt : thể tích dd tiêu chuẩn đã dùng khi kết thúc chuẩn độ Tỉ số : (V kt /V td ).100 gọi là phần trăm chuẩn độ (% chuẩn độ). Sai số chỉ thị là: e% = % chuẩn độ -100 -Dụng cụ: Burét, pipét - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 20 - 1. Phản ứng phải hoàn toàn 2. Phản ứng phải cho một loại sản phẩm duy nhất 3. Phản ứng phải chọn lọc để tránh ảnh hưởng của các ion nhiễu 4. Tốc độ phản ứng phải đủ lớn để tức thời đạt cân bằng 5. Phải có chỉ thị để xác định điểm tương đương. II. YÊU CẦU CỦA PHẢN ỨNG CHUẨN ĐỘ 1. Phản ứng phải hoàn toàn Ví dụ: với phản ứng chuẩn độ: A + B ↔ A’ + B’ K cb hằng số cân bằng K cb của nó được xác định bằng biểu thức: K = [A’].[B’]/([A].[B]) Theo pt chuẩn độ, nồng độ toàn phần của các chất A và B là: C A = [A] + [A’] C B = [B] + [B’] Nếu sai số cho phép là 0,1 % thì: [A] = (0,1/100).C A và [A’] = (99,9/100).C A Như vậy [A’] = [A].999 Tương tự: [B] = (0,1/100). C B Tức là [B’] = [B].999 Như vậy: K = 999. 999 ≈ 106. Vậy phản ứng chuẩn độ phải có hằng số cân bằng ≥ 106. Nếu pucd không hoàn toàn phải có biện pháp thúc đẩy như dùng dư thuốc thử 2. Phản ứng phải cho một loại sản phẩm duy nhất - Để xác định được đượng lượng gam hoặc lượng tiêu tốn thực của các chất tham gia phản ứng. - VD KMnO 4 là chất oxi hóa có thể bị khử theo 3 phản ứng sau: MnO 4 - + 3H 2 O + 3e MnO(OH) 2 + 4HO - pH=7 MnO 4 - + 8H + + 5e Mn 2+ + 4H 2 O pH=1 MnO 4 - + 1e MnO 4 2- pH=10 Vậy : cần chọn pH môi trường để phản ứng chỉ xảy ra theo 1 hướng. 1. Phân loại phương pháp chuẩn độ theo loại phản ứng + Chuẩn độ trung hòa: Phản ứng chuẩn độ là phản ứng trung hòa H + + HO - → H 2 O + Chuẩn độ oxi hóa khử: Phản ứng chuẩn độ là phản ứng oxi hóa khử aOx1 + bKh2 → a’Kh1 + b’Ox2 + Chuẩn độ kết tủa: Phản ứng chuẩn độ là phản ứng tạo kết tủa M + nX - → MX n AgNO 3 + X - → AgX + NO 3 - + Chuẩn độ tạo phức: Phản ứng chuẩn độ là phản ứng tạo phức M m+ + tX n- → [MX t ] m-nt Na 2 H 2 Y + M m+ → MY m-4 +2Na + +2H + III. PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ 2. Phân loại phương pháp chuẩn độ theo cách tiến hành + Chuẩn độ trực tiếp Là chuẩn độ chỉ dựa vào một phản ứng duy nhất giữa chất cần xác định và dung dịch thuốc thử. Chính vì thế, nên các phản ứng và các thao tác trung gian giảm đi, do đó kết quả chuẩn độ trực tiếp thường chính xác hơn chuẩn độ gián tiếp. - Ví dụ: chuẩn độ NaOH bằng ddtc axit oxalic H 2 C 2 O 4 chuẩn độ dd Fe 2+ bằng ddtc K 2 Cr 2 O 7 III. PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ [...]... lỏng và trong dung dịch Có thành phần hóa học đúng với công thức hóa học Có đương lượng gam phân tử càng lớn càng tốt Biểu thức tính nồng độ: a 1000 a 1000 CM = ; NA = -MA V (ml) Đ A V (ml) Cách 1: Nếu lượng cân đủ lớn, cân chính xác lượng cân bằng cân phân tích rồi pha với lượng dung môi vừa đủ để được chính xác thể tích dd cần pha Dụng cụ đong thể tích là bình định mức có thể tích tương... nồng độ đương lượng và thể tích của ddtc đã dùng trong chuẩn độ 1 1 N , V : nồng độ đương lượng và thể tích của dd phân tích đã dùng trong chuẩn độ 2 2 V , V để ở cùng đơn vị (mililit hoặc lít) 1 2 + Đối với chuẩn độ trực tiếp: chỉ có dung dịch phân tích và dd chuẩn nên áp dụng trực tiếp biểu thức trên Đại lượng cần tìm là N N = (N V /V ) 2 1 1 2 2 V CÁCH TÍNH KẾT QUẢ PHÂN TÍCH + Đối với chuẩn độ... Pha theo lượng gam hoặc thể tích tính toán, sau đó phải chuẩn độ lại bằng dung dịch tiêu chuẩn khác Trường hợp này nếu muốn có dung dịch tiêu chuẩn có nồng độ chính xác nào đó thì khi pha phải tính dư lượng hóa chất (khoảng 5-10%), hoặc giảm thể tích nước để được dung dịch đậm đặc hơn, sau đó pha loãng thành dung dịch có nồng độ loãng hơn theo yêu cầu V CÁCH TÍNH KẾT QUẢ PHÂN TÍCH  Định luật đương... độ thế: - ddpt (1) + dd thuốc thử (3) N V =N V 1 1 3 3 - chuẩn độ thuốc thử đã phản ứng với ddpt bằng ddtc (2) N V =N V 3 3 2 2 - Như vậy tính nồng độ mẫu phân tích N theo ddtc 1 N V =N V 1 1 2 2 ⇒ N = (N V /V ) 1 2 2 1 V CÁCH TÍNH KẾT QUẢ PHÂN TÍCH + Chuẩn độ ngược và thế - ngược: dùng 2 ddtc - ddpt (1) + lượng dư ddtc1 (2) - chuẩn độ ddtc1 (2) dư bằng ddtc2 (3) Vậy đương lượng ddtc1 (2) bằng tổng... Định nghĩa: Đường chuẩn độ là đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của đại lượng vật lí, hóa học có liên quan đến nồng độ các chất tham gia phản ứng chuẩn độ (đại lượng theo dõi) vào thể tích dung dịch tiêu chuẩn đã đưa vào hoặc % chuẩn độ Các loại đường chuẩn độ - Đường chuẩn độ trung hòa: pH= f (% chuẩn độ) - Đường chuẩn độ oxihóa khử: E= f (% chuẩn độ) - Đường chuẩn độ kết tủa: pX= f (% chuẩn độ) pX = -lg... t đương chuẩn độ H BO : pKa=9,2 3 3 NaOH Bước nhảy phụ thuộc: pH *Nồng độ dung dịch phân tích *Sai số cho phép 10,7 *Ka 9,7 e%≤ 1% e%≤ 0,1% 8,7 7,7 6,7 4,7 CH3COOH 50 99 99,9 100 100,1 101 % 1.3 Đường chuẩn độ bazơ yếu bằng axit mạnh + BOH → BA +H O mạnh yếu muối thủy phân 2 Hằng số ba zơ: K (10-4 -10-10 ) b Tính pH trong quá trình chuẩn độ HA - Khi chưa chuẩn độ: [OH-] = K b N + [H+] - [OH-] B ... tủa, hòa tan trong dd axit H2SO4 dư rồi chuẩn độ H2C2O4 bằng ddtc KMnO4 Đương lượng của Ca2+ tính bằng đương lượng của axit oxalic pu và bằng đương lượng của KMnO4 III PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ - Chuẩn độ ngược Là phép chuẩn độ dùng 2 ddtc Cho chất cẫn xác định pu với 1 lượng chính xác và lấy dư ddtc1 Lượng dư của ddtc1 được xác định bằng chuẩn độ với ddtc2 Qua đó xác định được nồng độ mẫu phân tích VD: Chuẩn... pH=7, pH lân cận thay đổi mạnh tạo bước nhẩy pH - Bước nhẩy phụ thuộc vào các yếu tố + Sai số cho phép: hai bước nhẩy ứng với sai số S≤ 1% → pH= 3,3 – 10,7 S≤ 0,1% → pH= 4,3 – 9,7 + Nồng độ dung dịch phân tích: nồng độ cao bước nhẩy dài, nồng độ thấp bước nhẩy ngắn - Dạng đường chuẩn độ: đối xứng qua điểm trung hòa, 100% 10,7 Bước nhảy 2: e %≤0,1% 9,7 (1) 7,0 (2) Bước Nhảy 1: e%≤ 1% 4,3 3,3 99 99,9 100... VB pH=7+1/2pKa+1/2lg VA + VB 9,7 Dung dịch muối thủy phân pH = 14 –pOH = 14 -4,3 =9,7 CH3COONa Dư NaOH, pH tính theo NaOH dư 0,02 0,1 pOH = -lg = -lg5.10-5 =4,3 20+20,02 10,7 11,7 1.2 Đường chuẩn độ axít yếu bằng bazơ mạnh HA (axít yếu) + BOH (ba zơ mạnh) = BA + H2O Hằng số axit Ka( 10-4 – 10-10 ) Nồng độ NA, NB Các công thức tính pH trong quá trình chuẩn độ - pH khi chưa chuẩn độ: Bỏ qua... với lượng dư ddtc C2O42- tạo kết tủa CaC2O4 Lọc bỏ kết tủa, axit hóa dd nước lọc bằng axit H 2SO4 dư rồi chuẩn độ H2C2O4 bằng ddtc1 KMnO4 Đương lượng của Ca2+ tính bằng hiệu đương lượng của chất tiêu chuẩn 2 và đương lượng của chất tiêu chuẩn 1 (KMnO4) IV CÁCH PHA DUNG DỊCH TIÊU CHUẨN 1 Dung dịch tiêu chuẩn pha từ chất gốc ĐN Chất gốc: Là hóa chất tinh khiết được sử dụng để pha dung dịch tiêu chuẩn theo . quả phân tích VI. Đường chuẩn độ VII. Chỉ thị VIII. Các phép chuẩn độ thường dùng CHƯƠNG III. PHÂN TÍCH THỂ TÍCH I. NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN - Phản ứng chuẩn độ: Là phản ứng hóa học xảy ra trong. chính xác lượng cân bằng cân phân tích rồi pha với lượng dung môi vừa đủ để được chính xác thể tích dd cần pha. Dụng cụ đong thể tích là bình định mức có thể tích tương ứng. Cách 2: Trường. N 2 .V 2 N 1 , V 1 : nồng độ đương lượng và thể tích của ddtc đã dùng trong chuẩn độ. N 2 , V 2 : nồng độ đương lượng và thể tích của dd phân tích đã dùng trong chuẩn độ. V 1 , V 2 để ở cùng đơn