Khoá luận tốt nghiệp xây dựng quy trình phân tích hàm lượng một số ion, ứng dụng trong phân tích thực tế bằng phương pháp chuẩn độ thể tích

TRƯỜNG ĐẠI HỌC su' PHẠM HÀ NỘI KHOA HÓA HỌC BÙI THỊ THOA XÂY DựNG QUY TRÌNH PHÂN TÍCH HÀM LƯỢNG MỘT SỐ ION, ỨNG DỤNG TRONG PHÂN TÍCH THựC TẾ BẰNG PHƯƠNG PHÁP CHUẨN Đ ộ THẺ TÍCH KHĨA LUẬN TỔT NGHIỆP ĐẠI HỌC • • • • C hun ngành: H óa học phân tích Người hướng dẫn khoa học ThS v ũ T H Ị K I M T H O A HÀ NỘI - 2015 Trường ĐHSP Hà Nội Khoa Hóa Học L Ờ I C Ả M ƠN Để hồn thành khóa luận em xin bày tỏ lòng cảm 0’n sâu sắc tói giáo - ThS Vũ Thị Kim Thoa, tận tình bảo giúp đỡ em suốt trình em thực đề tài Em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo khoa Hóa, quản lí thư viện trường Đại Học Sư Phạm Hà Nội tạo điều kiện thuận lợi để em hoàn thành đề tài VI thời gian có hạn nên chắn đề tài em cịn nhiều thiếu sót kính mong đóng góp thầy cô bạn Em xin chân thành cảm ơn Hà Nội, ngày 08 tháng 05 năm 20ỉ Sinh viên Bùi Thị Thoa SV: Bùi Thị Thoa Lớp КЗ 7В Hóa Trường ĐHSP Hà Nội Khoa Hóa Học MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Lí chon đề tài .1 Mục đích nghiên cứu Nhiệm vụ nghiên cứu Đối tượng nghiên c ú n Phương pháp nghiên c ú n CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Phương pháp phân tích thể tích 1.2 Chuẩn độ axit - bazơ 1.2.1 Chất thị 1.2.2 Các loại thị axỉt - bazơ 1.2.3 Các trưòng họp chuân độ axit - bazơ 1.3 Chuẩn độ oxi hóa - khử 1.3.1 Phương pháp pemanganat 1.3.2.Phương pháp dỉcromat 1.3.3 Phương pháp ỉo t .9 1.4 Chuẩn độ tạo phức 10 Ị.4.1 Thuốc th 10 1.4.2 Sự tạo phức EDTA với ỉon kim loại 11 1.5 Chuẩn độ kết tủ a 12 1.5.1 Phương pháp Mohr: dùng thị K2CrƠ4 12 1.5.2 Phương pháp Volhard 13 1.5.3 Phương pháp Fajans 14 1.6 Các phương pháp nâng cao độ chọn lọccủa phép xác định 15 1.6.1 Phương pháp che 15 SV: Bùi Thị Thoa Lớp K37B Hóa Trường ĐHSP Hà Nội Khoa Hóa Học 1.6.2 Phương pháp giải che 18 CHƯƠNG ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN c ứ u VÀ KẾT QUẢ 19 2.1 Xây dựng số quy trình phân tích hàm lượng số ion, ứng dụng phân tích thực tế phương pháp chuẩn độ thể tích 19 2.2 Kết 50 KẾT LUẬN 53 TÀI LIỆU THAM KHẢO 54 SV: Bùi Thị Thoa Lớp K37B Hóa Trường ĐHSP Hà Nội Khoa Hóa Học M Ở ĐẦU Lí chon đề tài Hóa học phân tích ngành khoa học ứng dụng tổng họp thành tựu ngành khoa học khác có liên quan như: hóa học, vật lý, tốn học - tin học, sinh học - mơi trường, vũ trụ , hải dương học, địa chất, địa lý, Đặc biệt, đóng vai trị quan trọng việc kiểm tra sản xuất công nghiệp hóa chất Nhờ việc phân tích thường xun hàm lượng cấu tử nguyên liệu, bán thành phẩm, kiếm tra chất lượng sản phẩm mà người ta điều chỉnh kịp thời quy trình cơng nghệ tránh lãng phí có lớn nhà máy, xí nghiệp Phân tích định lượng đóng vai trị quan trọng điều tra tài nguyên (phân tích quặng, đất, nước, ) phục vụ cho mục đích kinh tế quốc phòng Do liên quan mật thiết phân tích định lượng với sản xuất vậy, nên với phát triển sản xuất, phương pháp phân tích định lượng khơng ngùng hồn thiện đế phục vụ yêu cầu sản xuất Đây ngành khoa học có tích họp cao nhiều ngành khoa học tự nhiên mà mục đích cuối đem lại lợi ích tối đa cho khoa học, đời sống phát triển người Trong năm gần đây, phương pháp phân tích đại phát triển mạnh mẽ Ưu điểm phương pháp độ nhạy cao, tốc độ phân tích nhanh, dùng 1'ất phổ biến phép phân tích vết phân tích hàng loạt để kiểm tra sản xuất Mặt khác, tâm lí người làm phân tích thích đo đọc máy (ấn nút, bật, ngắt điện để đọc số liệu) đơn lắc, đổ, đun nóng, quan sát Điều thúc đẩy mở rộng phạm vi ứng dụng phương pháp đại Tuy nhiên, phương pháp hóa học đóng vai trị quan trọng cần thiết phân tích đại Đối với nhiều nguyên tố hàm lượng không SV: Bùi Thị Thoa Lớp K37B Hóa Trường ĐHSP Hà Nội Khoa Hóa Học bé độ xác phương pháp khơng thể vượt q độ xác phương pháp phân tích hóa học Mặt khác, phương pháp cho kết trục tiếp( Ví dụ: xuất kết tủa trắng AgCl phép chuẩn độ ion c r ion Ag+, chuẩn độ Ag+ dư SCN', thị Fe3+ ban đầu xuất kết tủa trắng, điểm dừng chuẩn độ có dư SCN' xuất màu hồng phức FeSCN2+ ); phương pháp hóa học địi hỏi dụng cụ rẻ tiền, đơn giản, phịng thí nghiệm có; rèn luyện kĩ tiến hành thí nghiệm, kĩ khơng thể thiếu với người giáo viên giảng dạy mơn hóa học trường phổ thơng Hóa học phân tích thực chất ngành phân tích đóng vai trị quan trọng khoa học, kỹ thuật, nghiên cứu khoa học, điều tra để phát triển tiềm năng, khai thác tài nguyên khoáng sản, đánh giá chất lượng sản phẩm Xã hội ngày phát triển vấn đề ô nhiễm môi trường,sự nhiễm độc thực phẩm, gia tăng dịch bệnh điều tránh khỏi Việc tìm hiểu nghiên cún suốt trình học trường điều cần thiết; sinh viên phải tự trau dồi kiến thức hình thành cho kĩ bản, để sau trường sinh viên vận dụng kiến thức học vào giải vấn đề liên quan đến thực tế Trên sở đó,em chọn đề tài: “Xây dựng quy trình phân tích hàm lượng số ion, ứng dụng phân tích thực tế phương pháp chuẩn độ thể tích” Mục đích nghiên cún Đe xây dụng quy trình phân tích hàm lượng số ion, ứng dụng phân tích thực tế phương pháp chuẩn độ thể tích Nhiệm yụ nghiên cún - Xây dựng quy trình phân tích hàm lượng số ion - Tìm mẫu thực tế có ion cần phân tích SV: Bùi Thị Thoa Lớp K37B Hóa Trường ĐHSP Hà Nội Khoa Hóa Học - Xác định hàm lượng ion có mẫu phương pháp chuẩn độ thể tích Đối tượng nghiên cứu Thiết kế thí nghiệm định lượng chất hỗn hợp phương pháp chuẩn độ thể tích Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp nghiên cứu tài liệu - Phương pháp tiến hành thực nghiệm SV: Bùi Thị Thoa Lớp K37B Hóa Trường ĐHSP Hà Nội Khoa Hóa Học C H Ư Ơ N G 1: T Ỏ N G Q U A N 1.1 Phưong pháp phân tích thể tích Xét phản ứng hóa học: aA + bB ^ cC + dD Neu cho B phản ứng vừa hết với VA (ml) dung dịch A, điểm tương đương dung dịch khơng cịn dư A hay B CB(N) thể tích chất B dùng phản ứng VB(ml): VB.CB= V A CA =>C a = VB C b /V a (N) Quá trình thêm dần thuốc thử B vào dung dịch cần chuẩn gọi trình chuẩn độ Khi lượng chất B cho vào vừa đủ đế phản ứng vừa hết với tồn chất A dung dịch ta nói phép chuẩn độ đạt đến điểm tương đương Điểm ngừng chuẩn độ (được coi gần điểm tương đương) điểm đó, chất thị đổi màu (phương pháp hóa học) Trong thực tế, điểm dừng chuẩn độ khơng trùng với điểm tương đương điều gây sai số chuẩn độ Sai số chuẩn độ thường yếu tố: - Do sử dụng thị khơng thích họp ( sai số th ị) - Do kĩ thuật chuẩn độ: sử dụng pipet, buret không đúng, giọt dung dịch buret q lớn, Tính tốn kết phân tích thể tích Trong chuẩn độ trưc tiếp người ta dùng pipet lấy xác VBml dung dịch cần chuấn B, thêm dung dịch chuẩn A có nồng độ CAmol/1 (đã biết xác) từ buret vào dung dịch Bcho đến phản ứng xảy hoàn toàn Ghi thể tích VA ml buret tính nồng độ dung dịch B SV: Bùi Thị Thoa Lớp K37B Hóa Trường ĐHSP Hà Nội Khoa Hóa Học Tính theo đinh luât hơp thức: Khi phản ứng chất A chất B đạt tới mức độ hoàn toàn ( khơng cịn dư cấu tử phản ứng), tọa độ phản ứng chất đạt tới trạng thái cực đại, tọa độ cực đại phải chung cho chất phản ứng Tọa độ cực đại số mol ban đầu chia cho hệ số hợp phức chất Chang hạn, phản ứng : vạA tổng số mol ban đầu,n° + VAB CAVA >V cC + vdD ( CBVB (mmol) (trước phản ứng) Tọa độ phản ứng cực đại, Ômax VA Định luật họp thức : Ômax = vb Va = £ễXễL vb => CB = = -C^ A — mmol/1 Vb Va (2 ) Tính theo quy tắc đương lương: Đối với phản ứng (1), giả sử Đa = Klmoìw ĐB = Klmolm nA nB (Klmol = khối lượng mol) - Đổi nồng độ mol chất sang nồng độ đương lượng Cn(A) = nACM (A) CN(B) = nBCM (B) Áp dụng quy tắc đương lượng Số mđ = CN(A) VA= CN(B) VB o Cm (B) = ^ Uß = Vb 24 mmol/ml (3) ub Hệ thức (2) (3) đồng nếiwB = Va nA = VB 1.2.Chuẩn độ axit - bazo’ Chuẩn độ axit - bazơ việc xác định điểm cuối dựa biến đổi pH đột ngột quan sát thấy gần điểm tương đương Ở gần điểm tương đương, nồng độ chất cần chuẩn chất chuẩn định khoảng biến đổi pH SV: Bùi Thị Thoa Lớp K37B Hóa 1) Trường ĐHSP Hà Nội Khoa Hóa Học Đe lựa chọn chất thị thích hợp cho trường họp chuẩn độ cần phải nắm quy luật biến đổi pH dung dịch theo lượng chất chuẩn tiêu thụ chuẩn độ Đường phụ thuộc hai đại lượng gọi đường chuẩn độ Việc tính tốn xây dựng đường chuẩn độ cho phép lựa chọn hợp lí chất thị đánh giá sai số chuẩn độ Trong đường chuẩn độ có xuất bước nhảy chuẩn độ, xuất cho phép mở rộng phạm vi mở rộng chất thị có khả chuẩn độ xác Thực tế, muốn chuẩn độ xác phải chọn chất thị thỏa mãn yêu cầu: - Có số chuẩn độ trùng gần với pH điếm tương đương phép chuẩn độ (pT « pHtđ ) - Phải đổi màu đột ngột điểm kết thúc chuẩn độ Tuy vậy, xuất bước nhảy chuẩn độ mà ta không thiết phải chọn chất thị có pT = pHtđ mà chọn chất thị có thị chuẩn độ nằm bước nhảy chuẩn độ tương ứng với sai số cho phép (q = ± 0,1 - 0,2%) Bước nhảy chuẩn độ phụ thuộc vào nồng độ axit kiềm dùng chuấn độ Neu nồng độ axit kiềm lớn bước nhảy chuẩn độ lớn ngược lại nồng độ axit bazơ bé bước nhảy chuẩn độ hẹp phép chuẩn độ xác 1.2.1 Chất thị Những thị axit - bazơ axit bazơ yếu Phản ứng phân li liên hợp chất thị kèm theo chuyển vị cấu tạo bên dẫn tới biến đổi màu Chúng ta đưa phản ứng điển hình thị axit bazơ dạng sau: H20 + Hin -> H 30 ++ In (màu axit) SV: Bùi Thị Thoa hoặcIn+H20 (màu kiềm) (màu kiềm) (màu axit) Lớp K37B Hóa -> Trường ĐHSP Hà Nội Khoa Hóa Học Quy trình thí nghiệm Cân a (g) mẫu phân bón Cân a (g) xác theo phương pháp lấy : a = Gi - G2 Chuẩn bi dung dich Pha 100 ml dung dịch từ a (g) chất rắn nước cất Chuẩn bi dung cu, hỏa chất Rửa buret, pipet, bình tam giác, cốc có mỏ, ống đong nước cất Tráng buret dung dịch chuẩn: SCN' Tráng pipet dung dịch chuẩn độ Chỉ thị: Fe3+ Tiến hành chuẩn đỏ Dùng pipet hút 10 ml (Voml) dung dịch cho vào bình tam giác Thêm 20 ml dung dịch A gN 0,2M, lắc kĩ kết tủa đông tụ lại.Thêm tiếp lml phèn sắt (III) Chuẩn độ hỗn hợp dung dịchSCN'0,01M xuất màu hồng nhạt, lặp lại thí nghiệm lần, ghi giá trị thể tích SCN’ buret F SC N ml Tính kết q u ả : Số đương lượng Ag+ = số đương lượng PO43' + số đương lượng SCN' => C Ag+ V Ag+= Cpo 43- Vo + Cscn • VSCNC Ag+ ' V Ag+ — > C p o A3 — CịH3P => % p 2o SV: Bùi Thị Thoa — CscN ' VscN Vo C H 3P04 v hh 2a 142 100 % 39 Lớp K37B Hóa Trường ĐHSP Hà Nội Khoa Hóa Học Bài :Xác định nồng độ N 02' N 3' hỗn hợp NH4 NO2 NH4NO3 Nguyên tắc : Thêm xác lượng dư NaOH ( c , V ) vào hỗn họp : NH4NO2 + OH ? n o 2' + NH3T + H 2o NH4NO3 + OH ^ NO3' + NH3T + H 20 Đuổi hết NH khỏi hỗn hợp => Hỗn hợp sau phản ứng : N , NO 3", OH cịn lại Thí nghiêm 1: Phương pháp: Xác định gián tiếp tổng nồng độ NO 2"và NO 3' qua chuẩn độ OH lại Chuẩn độ OH‘ H+, thị phenolphthalein(pT = ,0 ), màu chuyển từ đỏ sang màu Phản ứng chuẩn độ: OH + H+^ H20 Thí nghiêm 2: Xác định nồng độ NO 3" phương pháp định lượng gián tiếp dùng chất khử dư Cho lượng dư xác dung dịch Fe2+ vào dung dịch mẫu, sau lượng dư Fe2+ chuẩn độ dung dịch K2Cr20 , thị điphenylamin : Trước chuẩn độ : 3Fe3+ + NO3 + 4H+^ 3Fe3+ + NO + 2H20 Phản ứng chuẩn độ : 3Fe3+ + Cr20 72' + 4H+^ 6Fe3+ + 2Cr2+ + 2H20 Tại điểm cuối chuẩn độ thấy xuất màu lục tím Quy trình thí nghiệm Cân a (g) hỗn họp NH4NO2 NH4NO3 Cân xác theo phương pháp lấy G — m ,ọ cân "I" rnm ẫu cân G2 mlọcân + ITliTiẫucịndính => a = G, - G2 SV: Bùi Thị Thoa 40 Lớp K37B Hóa Trường ĐHSP Hà Nội Khoa Hóa Học Pha 100 ml dung dịch từ a (g) chất rắn Chuẩn bi dung cu, hỏa chất Dụng cụ: rủa pipet, buret, bình eclen, ống đong, cốc có mỏ nước cất Tráng pipet dung dịch chuẩn độ thí nghiệm Tráng buret dung dịch chuẩn: thí nghiệm dung dịch HC1, thí nghiệm dung dịch K2Cr20 Tiến hành chuẩn đô: Thêm dư dung dịch NaOH vào côc chứa dung dịch hỗn hợp mẫu Thí nghiêm 1: Dùng pipet lấy Vo ml dung dịch từ hỗn hợp cho vào bình tam giác, thêm giọt thị phenolphtalein vào bình tam giác, chuẩn độ nhanh dung dịch màu ngừng chuẩn độ, lặp lại thí nghiệm lần ghi giá trị thể tích HC1 dùng VH+ ml Thí ngiêm 2: Dùng pipet lấy Vo ml dung dịch từ cốc cho vào bình tam giác, thêm 20 ml dung dịch FeS04, 1- giọt axit HC1 6M, thêm giọt SnCl2 màu vàng Fe3+, thêm 3ml dung dịch HgCl2 khuấy đều, để yên dung dịch phút xuất kết tủa Hg 2Cl2 dạng dải lụa trắng, thêm 30 ml nước cất, thêm tiếp 20 ml hỗn họp bảo vệ, giọt thị điphenylamin Chuẩn độ dung dịch K 2Cr20 xuất màu tím lục ngừng chuẩn độ, lặp lại thí nghiệm lần, ghi giá trị thể tích K 2Cr207 dùng ỹ Cr20 72- m l - Tính kết quả: Thí nghiêm 1: Số đương lượng OH' = số đương lượng (N 2’ + NO 3“) + số đương lượng H+ SV: Bùi Thị Thoa 41 Lớp K37B Hóa Trường ĐHSP Hà Nội —>^N02 "*■ ^N035 Khoa Hóa Học — (C.V)0 H C„+ v„+ Ư Vn (0 Thí nghiêm 2: F e3+du+ N + H+^ Fe3+ + NO + H20 Fe3+cò„lại + Cr20 72 ^ F e 3+ + Cr3+ + H20 Số đương lượng Fe2+ = số đương lượng NO3' + số đương lượng Cr20 72' =>CFe 2+.Kre 2+ = CN03-.V + CCr2072-.V Cr2g72= ^ r - > L„o3- - CFẹ3+-V Fẹ3+ 3ViỊ V) Từ (1) (2) (■C.V)0 H — CH + VH+ - "°2 - v0 c Fe3+ vFe3+ - 6Ccr 2o 72- ực r 2o72- ' 3V0 Bài 10: Xác định hàm lượng Zn(N03)2 Cd(N03)2trong mẫu phân tích Chất chuẩn độ hỗn hợp Zn(NO 3)2 (C01 M) Cd(N 3)2 (C02M) Chất chuẩn dung dịch EDTA nồng độ (C M) Nguyên tắc Phản ứng chuẩn độ Thí nghiêm 1: Định lượng hỗn hợp Zn2+ Cd2+ dung dịch NH - NH4+ dung dịch chuẩn EDTA nồng độ c (M) với chất thị Eriocromden T Phản ứng trước chuẩn độ: Zn2++ 4NH3^ Zn(NH3)42+ Cd2++ 6NH 3^C d(N H 3)62+ Phản ứng cho thị Eriocromden T vào Zn(NH3)42+ + H2I,r ^ Znln'+ N H / + NH3 Cd(NH3)62+ + H2I „ C d l „ ' + 2NH4+ + 4NH3 Đỏ vang SV: Bùi Thị Thoa 42 Lớp K37B Hóa Trường ĐHSP Hà Nội Khoa Hóa Học =>Dung dịch trước chuẩn độ có màu đỏ vang Phản ứng chuẩn độ Zn(NH3)42+ + H 2Y2‘^ Z n Y + 2NH +2NH4+ Cd(NH 3)6 + H2Y2 ^ C d Y +4NH +2NH4+ Phản ứng kết thúc chuẩn độ (sát điểm tương đương) Znln'+ H2Y2' + N H ;^ ZnY2' + Hin2' + NH4+ Cdln'+ H2Y2■+ N H ì^CdY + Hin + NH4+ Đỏ vang xanh Thí nghiêm 2: Che Zn2+bằng dung dịch KCN chuẩn độ Cd2+trong dung dịch đệm NH - NH4+bằng dung dịch EDTA nồng độ (C M) với chất thị Eriocromden T Thực việc che ion Zn2+bằng CN" Zn2++4CN ^Zn(CN)42' ß = 1020’6 Tiến hành chuẩn độ ion Cd2+bằng EDTA Phản ứng trước chuẩn độ Cd2+ + 6NH3^Cd(NH3)6 Cd(NH3)62++ H2In ^ Cdln + 2NH4+ + 4NH Đỏ vang Phản ứng chuẩn độ Cd(NH 3)6 + H2Y2 ^C d Y +4NH + NH4 Phản ứng điểm cuối chuẩn độ (sát điểm tương đương) Cdln'+ H 2Y2'+ NH3^ CdY2'+ HIn2'+ NH4+ Đỏ vang xanh Chon thi Chỉ thị Eriocromden T: H 2In’ có pKa 6,3 11,6 có màu thay đổi theo pH sau: SV: Bùi Thị Thoa 43 Lớp КЗ 7В Hóa Trường ĐHSP Hà Nội Khoa Hóa Học H2In H+ + Hin2' Hin pH: 11 xanh vàng Điều kiên thí nghiêm Dùng đệm amoni NH - NH4+ để màu thị đổi rõ từ màu đỏ vang sang dạng Hin2' màu xanh điểm cuối chuẩn độ Quy trình thí nghiệm Chuẩn bị dung dịch chuẩn độ từ hỗn hợp rắn Cân a gam hỗn hợp Zn(N 3)2 Cd(N 3)2 Cân a gam xác theo phương pháp lấy ra: Pha dung dịch chuẩn độ từ lượng cân a gam hỗn họp Zn(N 3)2 Cd(N0 3)2 thành v hh(l) Chuẩn bi dung cu chuẩn đô Rửa dụng cụ: Buret, pipet, eclen nước cất Tráng buret dung dịch chuẩn thí nghiệm dung dịch EDTA Tráng pipet dung dịch chuẩn độ: Zn(N 03 )2và Cd(N03)2 Cả thí nghiệm Tiến hành chuẩn đỏ Thí nghiêm 1: Dùng pipet hút xác v 0ml dung dịch cho vào bình chuấn độ, thêm V ml dung dịch đệm NH - NH4+ vào bình chuẩn độ Thêm thị Eriocromden T , lắc (dung dịch có màu đỏ vang) Chuẩn độ từ từ dung dịch chuẩn EDTA đến dung dịch chuyển sang màu xanh dừng, ghi lại giá trị SV: Bùi Thị Thoa Vị 44 EDTA Lớp K37B Hóa Trường ĐHSP Hà Nội Khoa Hóa Học Tiến hành lần lấy giá trị trung bình vx Thí nghiêm 2: Định lượng Cd2+ (che ion Zn2+) Dùng pipet hút xác v ml dung dịch cho vào bình chuẩn độ Thêm dung dịch CN' ; thêm thị Eriocromden T, lắc (dung dịch có màu đỏ vang) Chuẩn độ từ từ dung dịch chuẩn EDTA đến dung dịch chuyển sang màu xanh dừng, ghi lại giá trị v Tiến hành lần lấy giá trị tiling bình: V2 Tính kết thí nghiệm Tính nồng độ Zn2+ c°' Cd2+ c 02 Tính nồng độ tổng cộng Zn2+ c 01 Cd2+ c 02 (C01 + c 02) v 0= CV1 Tính nồng độ => c 01 +c02 = c i ỹ Vo Cd2+c 02 C02Vo=C 2^ = > C 02 = CĨ^/Vo C 01 _ C01_ CV CV2 ỗj Vo C ' Tính % khối lượng chất a gam mẫu ban đầu milà số gam Zn(NO 3)2C01 (M) nên: m Zn(N03)2 = С KnZn(N03)2 %mZn(N03h = c 01 198 vhh -— ^-100% + m2là số gam Cd(N03)2 с 02(М): m cđ(N03)ỉ = C ữ2V „ cd{NOĩ)2 c 02 236 V cd(N03)2= 100% %rn SV: Bùi Thị Thoa 45 Lớp КЗ 7В Hóa Trường ĐHSP Hà Nội Khoa Hóa Học Bài 11: Xác định hàm lượng NaClƠ3 Nguyên tắc: Dựa sở phản úng chuẩn độ oxi hóa khử, người ta thêm vào dung dịch mẫu xút có chứa NaC10 lượng dư, xác muối Morh tiêu chuẩn, thực phản ứng mơi trường axit H2SO4, dung dịch nóng NaC103 + 6FeSC>4 + H 2SƠ4^ 3Fe2(S 4)3 + NaCl + 3H20 (1) Sau chuẩn độ muối Morh dư KM nơ tiêu chuẩn, điểm tương đương dung dịch xuất màu hồng nhạt 2KMnC>4+ 10FeS04 + 8H2S 04^ 5Fe2(S04)3 + NaCl + 3H20 (2) Điều kiên xác đinh Phản ứng (1) thực môi trường axit (pH = 0-1) để phản ứng xảy hoàn toàn tránh phản ứng phụ NaClO với FeS0 NaClO + 2FeSC>4 + H2S 4^ 5Fe2(S 04)3 + NaCl + H20 (3) Phải dùng kỹ thuật chuẩn độ phần dư hàm lượng NaC10 mẫu xút nhỏ Cho FeS0 dư xác để tạo điều kiện cho phản úng hồn tồn Sau chuẩn phần dư FeS0 KM nơ tiêu chuẩn, dùng H2SO4 điều chỉnh môi trường Cho FeS0 vào dung dịch phải có màu nâu Fe3+ thấy màu xanh Fe(OH )2 phải bổ sung thêm H2SO4 Ngoài muốn cho pahnr ứng (1) triệt đế, ta cần đun nhẹ dung dịch nhung chuẩn Fe2+ dư KM11O4, phải thực phản ứng điều kiện dung dịch nguội tránh trường hợp Fe2+ tự oxi hóa thành Fe3+ tránh phản ứng phụ cr với M n04' M n0 + 2C1' + 8H+-> Mn2+ + Cl2 + H2O (4) Phản ứng (3) xảy điều kiện đun nóng, cịn điều kiện nguội dung dịch có mặt Mn2+ phản ứng (2) xảy Mn2+ làm xúc tác cho phản ứng (2), phải thêm lượng định M nS0 vào SV: Bùi Thị Thoa 46 Lớp K37B Hóa Trường ĐHSP Hà Nội Khoa Hóa Học dung dịch chuẩn độ trước thực phản ứng (2) Cho thêm H3PO4 vào tạo phức với Fe3+ tránh cộng màu điểm tương đương Fe3+ có màu nâu, cịn KM nơ có màu tím Phản ứng tạo phức: Fe3+ + H3PC>4-> [F eH 2P 4] + 2H+ (Màu nâu) (phức không màu ) Trong thực tế, để tránh sai số phản ứng phụ, người ta cịn tiến hành thí nghiệm trắng (thay tích mẫu xút tích nước c ấ t) Quy trình thí nghiệm Chuẩn bi dung cu, hỏa chất: Rửa dụng cụ: Buret, pipet, bình eclen, ống đong, cốc có mỏ nước cất Tráng buret dung: dung dịch KM11O4 0,1N Tráng pipet dung dịch chuẩn độ Tiến hành thí nghiêm Hút xác lOml dung dịch mẫu xút lỏng (hoặc g xút rắn công nghiệp pha thành 10 ml dung dịch nước cất), cho vào bình nón loại 250 ml Thêm -2 giọt thị phenolphtalein 0,1% Dùng H2SO4 6N trung hòa dung dịch màu hồng, cho dư ml H2SO4 6N nữa, đun nóng dung dịch mẫu từ 60-70°C Từ từ rót cho xác ml muối Morh tiêu chuẩn 0,1N (lúc dung dịch phải có màu vàng nhạt), có màu xanh mạ Fe(OH )2 phải hòa tiếp H2SO4 6N Đun sôi nhẹ phút để nguội dung dịch tới nhiệt độ phịng, sau thêm ml M nS0 6% + 0,5 ml dung dịch H3PO4 đặc Đem chuẩn dung dịch KM11O4 0,1N xuất màu hồng nhạt, bền 30s ngừng chuẩn độ ghi giá trị VKMn0 • Lặp lại thí nghiệm lần, ghi giá trị í ^ Mno4ml SV: Bùi Thị Thoa 47 Lớp K37B Hóa Trường ĐHSP Hà Nội Khoa Hóa Học Xác đinh mẫu trắng: tiến hành tương tự mẫu thực, thay thể tích mẫu xút nước cất) Tính kết m Đ Ỡ N a C l -[N ị V t r ắ n a ~ V t h c ) ] K M n 04 (g/l) NaC10 = - - v V - L - 1000 7^ V vxđ Trong : m Đ g NaCI03 = Ĩ Í S ^ =0.01775 (g) V : Số ml mẫu dùng để pha chế thành dung dịch mẫu cần xác định v đm: Thể tích dung dịch mẫu pha chế từ V ml dung dịch mẫu (ml) v xđ : Thể tích dung dịch mẫu sử dụng phép xác định (ml) N : Nồng độ đương lượng dung dịch chuẩn KM n0 Vtrắna: Số ml dung dịch KM nơ dùng cho mẫu trắng Vthực: Số ml dung dịch KM nơ dùng cho mẫu thực Bài 12: Xác định đồng thòi NaOH Na2CƠ3 mẫu phân tích Nguyên tắc Dựa sở phản ứng chuẩn độ trung hòa Dùng axit HC1 tiêu chuẩn chuẩn trực tiếp xuống dung dịch mẫu có chứa NaOH Na 2C Lần lượt cho thị trung hòa sau: Theo thị phenolphtalein, điểm tương đương dung dịch màu hồng, ghi thể tích HC1 tiêu tốn NaOH + HC1 -> NaCl + H20 (1) Na2C 03 + HC1 -> NaHC03 + NaCl (2) Nhỏ tiếp thị MO chuẩn HC1 đếnkhi dung dịch chuyển từ vàng sang hồng nhạt, ghi thể tích HC1 tiêu tốn NaHCOs + HC1 -> NaCl + H20 + SV: Bùi Thị Thoa 48 C 02 Lớp K37B Hóa (3) Trường ĐHSP Hà Nội Khoa Hóa Học Điều kiên xác đinh: Khi chuẩn mẫu xút có chứa thành phần Na 2CƠ phenolphtalein tồn lượng theo thị dịch có ph = 8,9 làm cho thị phenolphtalein màu hồng Chuẩn độ tiếp dung dịch HC1 theo thị MO nấc thứ Na2C bị trung hòa hết tạo thành C 2, úng với pH = 3,8 nên thực chất HC1 tiêu tốn cho NaOH ( Vpp - Vmo)j HC1 tiêu tốn cho toànbộ Na 2C 2Vmo Phép chuẩn độ cần chuẩn độ chậm, cần lắc mạnh gần sát điểm tương đương, chuẩn nấc N aH C 03, chuẩn nấc có tạo thành C Nếu chậm lắc mạnh đuổi CƠ khỏi dung dịch, cân dịch chuyển theo phía tạo thành C 2, phản ứng xảy hồn tồn Quy trình thí nghiệm Chuẩn bi dung cu, hỏa chất Rửa dụng cụ: Buret, pipet, bình eclen, ống đong, cốc có mỏ nước cất Tráng buret dung: dung dịch HC1 0,1N Tráng pipet dung dịch chuẩn độ Tiến hành thí nghiêm Lấy xác 10 ml dung dịch chuẩn bị chuyển vào bình nón 250ml Thêm tiếp 1-2 giọt thị phenolphtalein 0,1% Chuẩn độ dung dịch chuẩn HC1 0,1N, dung dịch màu hồng , ghi Vpp Tiếp tục cho 1-2 giọt thị MO 0,1% Chuẩn độ dung dịch HC1 chuẩn 0,1N, dung dịch mẫu chuyển từ vàng sang hồng nhạt (cần định giọt chậm) SV: Bùi Thị Thoa 49 Lớp K37B Hóa Trường ĐHSP Hà Nội Khoa Hóa Học Lặp lại thí nghiệm lần, lấy kết trung bình Tính kết Vđm m Đ Ổ N a H - ( Vp p - V M ) - N HCl (g/l) NaOH = Trong đó: m Đ g Na2co3 = M Na2C03 MNaOH m ^dNa0H — ^ 10'3 = 0,053 (g) 10'3 = 0,04 (g) V: Số ml mẫu dùng để pha chế thành dung dịch mẫu cần xác định v đm: Thể tích dung dịch mẫu pha chế từ G g mẫu (ml) Vxđ: Thể tích dung dịch mẫu sử dụng phép xác định (ml) N hci • Nồng độ đương lượng dung dịch chuẩn HC1 Vpp : Số ml dung dịch chuẩn HC1 dùng chuẩn với thị phenolphtalein VMO : số ml dung dịch chuẩn HC1 dùng chuẩn với thị MO 2.2 Kết Bài 1: Định lượng độ cứng nước theo dạng: Ca(HC03)2, Mg(HC03)2, CaCh, MgCh Thí nghiêm 1: Giá trị thể tích EDTA dùng để chuẩn độ sau lần lặp lại thí nghiệm thu giá trị sau: Vi(EDTA) = 0,5 ml V2(EDTA) = , m l =>vtEDTA = 0,4 ml V 3(EDTA) = 0,4 ml SV: Bùi Thị Thoa 50 Lớp K37B Hóa Trường ĐHSP Hà Nội Khoa Hóa Học Ta có: (CC a2+ + CM g2+) =Cedtav„0Ụedta = V rng 10 1o-3 M ( 1) Thí nghiêm 2: Giá trị thể tích SCN" dùng để chuẩn độ sau lần lặp lại thí nghiệm thu giá trị sau: Vi = 4,2 ml =>ỹSCN- = 4,3 ml v = 4,5 ml v 3= 4,2 ml Số đương lượng Ag+ = số đương lượng СГ + số đương lượng SCN' => C aỗ+ V Ag+= C c i Vo + Cscn • Vs c n ~ => c C A g + - V A g + - C SCN VSCN- _ 0,01.5-0,01.4,3 _ _4 ^ C1 10 v0 ■ ^ ' => Độ cứng nước dạng MgCl2 CaCl2 là: \ Cca2+ + CMg2+ = Cd" = CAg+' VAg+"2^SCN" ‘ — Từ (1) (2) = ị 7.10-4 = 3,5 10‘4 (M) => Độ cứng nước dạng (2) Mg(HC 03)2 Са(НСОз)2 : ^ 2+ , ^ 2+ CEDTA Vedta CAg+- VAg+-CSCN- - VscnCca +C Mg Vo ^ = 10'3 - 3,5 10'4 = 3,65 10'3 (M) Bài 4: Xác định hàm lượng muối ăn có nước mắm Giá trị thể tích A gN dùng để chuẩn độ sau lần lặp lại thí nghiệm thu giá trị sau: Vị = 22,5 ml v = 22 ml =>ỹSCN-= 22,5 ml V3= 23 ml SV: Bùi Thị Thoa 51 Lớp K37B Hóa Trường ĐHSP Hà Nội Khoa Hóa Học Ta có: V A g N o 3.0,00S8 v0 1000 X= V-L 22,5.0,0058.100.1000 = 263,25 (g/1) 10.5 Trong đó: X: hàm lượng muối ăn có nước mắm, (g/1) 0,0058: lượng muối ăn ứng với lml A gN 0,1N, (g) v 0: dung tích bình định mức, (ml) V ị: thể tích lấy để chuẩn độ, (ml) V: thể tích nước mắm lấy để định mức, (ml) Bài 5: Xác định hàm lượng Clo hoạt động nước Giaven Thí nghiêm 1: Giá trị thể tích N a 2S 0,01 M chuẩn độ sau lần lặp lại thí nghiệm thu giá trị sau: V1 = 4,4 ml v = 4,3 ml =>Vi(Na2s 2o3)= 4,33 ml v = 4,3 ml Thí nghiêm 2: Giá trị thể tích N a 2S 0,0IM chuẩn độ mâu trắng sau lần lặp lại thí nghiệm thu giá trị sau: v±=3,1 ml v = 3,2 ml =>V2(Na2s 2o3)= 3,2 ml v = 3,3 ml => SỐ (g) Clo hoạt động 1( l ) mẫu (g/1) là: 12 (^Ị~^2)-