Hướng dẫn Thí nghiệm hoá phân tích

TR NG B http://hoahocsp.tk I H C BÁCH KHOA HÀ N I MÔN HÓA PHÂN TÍCH M CL C M c l c L i nói đ u .6 Nh ng u c n bi t ti n hành phân tích đ nh l ng Gi i thi u m t s d ng c , thi t b c b n làm thí nghi m phân tích đ nh l ng X lý th ng kê s li u th c nghi m .12 Ph n 1: Các ph Ch ng pháp phân tích hóa h c 14 ng I: Phân tích b ng ph ng pháp tr ng l Bài 1: Xác đ nh SO42- (sunfat) theo ph Bài 2: Xác đ nh s t theo ph ng 14 ng pháp kh i l ng 16 ng 18 ng pháp kh i l Bài 3: Xác đ nh niken thép .20 Ch ng II: Phân tích b ng ph ng pháp th tích 22 D ng c dùng đ đo th tích dung d ch .22 Tính toán pha ch dung d ch phân tích th tích 26 Ch t ch th 33 Các thí nghi m 41 Bài 4: Pha ch chu n đ dung d ch HCl 41 Bài 5: Xác đ nh n ng đ dung d ch naoh b ng dung d ch HCl 43 Bài 6: Xác đ nh hàm l ng Na2CO3 Na2CO3 k thu t .44 Bài 7: Xác đ nh n ng đ NaOH Na2CO3 h n h p 45 Bài 8: Xác đ nh hàm l ng axit có d m r Bài 9: Pha ch xác đ nh n ng đ Bài 10: Xác đ nh hàm l u vang .48 dung d ch KMnO4 .49 ng canxi đá vôi 51 Bài 11: Xác đ nh n ng đ dung d ch Fe2+ b ng KMnO4 .53 Bài 12: Xác đ nh s t dung d ch FeCl3 b ng KMnO4 54 Bài 13: Xác đ nh hàm l ng Mn thép h p kim 56 Bài 14: Xác đ nh n ng đ Fe3+ b ng K2Cr2O7 .57 Bài 15: Xác đ nh crôm thép h p kim 60 Bài 16: Chu n đ dung d ch Na2S2O3 theo ph ng pháp i t 61 Bài 17: Xác đ nh đ ng CuSO4 .65 Bài 18: Xác đ nh antimon antimon k thu t 67 Bài 19: Xác đ nh Cl− b ng dung d ch chu n AgNO3 .68 http://hoahocsp.tk Bài 20: Xác đ nh Cl− b ng dung d ch chu n Hg(NO3)2 69 Bài 21: Xác đ nh k m (Zn2+) b ng feroxianua kali theo ph ng pháp k t t a 70 Bài 22: Xác đ nh n ng đ complexon III b ng dung d ch ZnSO4 71 Bài 23: Xác đ nh đ c ng chung c a n Bài 24: Xác đ nh Ca b ng ph c b ng complexon III 73 ng pháp complexon 74 Bài 25: Xác đ nh Al b ng complexon III theo ph ng pháp đ nh phân ng c 75 Bài 26: Xác đ nh Ni b ng complexon III 76 Bài 27: Xác đ nh coban b ng complexon III 77 Ph n 2: Các ph Ch ng pháp phân tích hóa lý 78 ng 1: Ph ng pháp tr c quang 78 Bài 28: Nghiên c u ph h p th c a ph c Fe-axit sunfosalisilic 82 Bài 29: Xác đ nh s t b ng axit sunfosalixilic 83 Bài 30: Xác đ nh hàm l ng s t n c t nhiên 85 − Bài 31: Xác đ nh MnO4− Cr2O72 dung d ch h n h p 87 Bài 32: Xác đ nh Ni2+ b ng dimetylglyoxim 88 Bài 33: Xác đ nh amoni n c 89 Bài 34: Xác đ nh Cl− b ng th y ngân thyoxyanate 91 Bài 35: Ph ng pháp đo quang xác đ nh thành ph n ph c ph c Cu(II)−nitrozo-r-sol 92 Bài 36: Xác đ nh đ ng theo ph ng pháp đo quang vi sai 95 Bài 37: Ph n t c a ion NO2− 97 Ch ng 2: Ph ng pháp n phân 100 Bài 38: Ph ng pháp n phân kh i l Bài 39: Ph ng pháp n phân có ki m tra th catot xác đ nh Pb oxit k m 106 Ch ng 3: Ph ng xác đ nh đ ng 104 ng pháp c c ph 108 Bài 40: Xác đ nh Zn dung d ch 110 Bài 41: Xác đ nh Cd2+ dung d ch 111 Bài 42: Ph ng pháp von−ampe xác đ nh Pb2+ 113 Bài 43: Ph ng pháp von-ampe xác đ nh Zn2+, Cd2+, Pb2+, Cu2+ chúng có m t đ ng th i 114 Ch ng 4: Ph ng pháp n th 116 Bài 44: Xác đ nh n ng đ HCl b ng NaOH (đi n c c quinhydron bão hòa) 118 Bài 45: Xác đ nh n ng đ NaOH Na2CO3 b ng HCl (đi n c c th y tinh) 119 Bài 46: Xác đ nh Cl−, I− dung d ch h n h p b ng AgNO3 0,1N 122 http://hoahocsp.tk Bài 47: Chu n đ Fe3+ b ng K2Cr2O7 123 Ch ng 5: Ph Bài 48: Ph ng pháp s c ký trao đ i ion .125 ng pháp trao đ i ion nh a cationit tách niken coban 126 Bài 49: Tách xác đ nh Fe3+, Zn2+ dung d ch h n h p 128 Ch ng 6: Ph ng pháp chi t – đo quang 130 Bài 50: Xác đ nh vi l ng đ ng(II) có niken(II) l ng l n b ng ph ng pháp chi tđo quang 134 Tài li u tham kh o 136 http://hoahocsp.tk H NG D N THÍ NGHI M HÓA PHÂN TÍCH −2007− B môn Hóa Phân tích − Tr ng i h c Bách Khoa Hà N i Department of Analytical Chemistry − Hanoi University of Technology a ch : S i C Vi t − Hà N i Phòng 411 − Tòa nhà C1 − H Bách Khoa Hà N i E.mail: hpt@mail.hut.edu.vn i n tho i: (+84) 04 8692206 B n g c “H ng d n thí nghi m Hóa Phân tích” n m 1992, 1996: Tr n Bính, Nguy n Ng c Th ng B n n m 2007 b sung bài: 35,36,37,42,43 GS.TSKH T V n M c so n 3,6,8,18,24,30,32,45 Nguy n Lê Huy so n 33 V Th H ng Ân so n Ch b n biên t p: Nguy n Lê Huy Hoàn thành ngày 10 tháng n m 2007 In tiêu chu n kh A4 (210x297mm) http://hoahocsp.tk L I NÓI Hóa h c phân tích ngành khoa h c v ph U ng pháp giúp nghiên c u hi u ng chuy n hóa hóa h c, nghiên c u h p ch t v t li u m i, giúp nhà k thu t nh ng ch d n đ u n t đ ng hóa trình công ngh ; giúp nhà kinh t qu n lý nh ng c s đ đánh giá ch t l ng s n ph m ho ch đ nh k ho ch phát tri n Hóa h c phân tích ngành khoa h c ng d ng t ng h p thành t u c a ngành khoa h c khác có liên quan nh : hóa h c, v t lý, toán tin, sinh h c, y h c, môi tr đ a ch t, đ a lý… ng, v tr , ây ngành có s tích h p cao c a nhi u ngành khoa h c t nhiên nh m đem l i l i ích t i đa cho khoa h c, đ i s ng s phát tri n c a ng nghiên c u phân tích đ nh tính phân tích đ nh l i Bên c nh vi c ng nguyên t h p ch t, ngày phân tích c u trúc c ng thu c ngành phân tích Trong tài li u trình bày thí nghi m phân tích đ nh l vô c áp d ng ph ng pháp phân tích hóa h c ph ng ch t ng pháp phân tích hóa lý t ng đ i đ n gi n có tính ch t giáo khoa giúp sinh viên b c đ u làm quen v i công tác phân tích hóa c đ u cung c p m t s ph ng pháp phân tích c u trúc đ n gi n b ng h c Tài li u c ng b phép đo quang vùng t ngo i nhìn th y nh m giúp sinh viên b c đ u có khái ni m cho công tác nghiên c u khoa h c sau Xu h ng phát tri n c a hóa h c phân tích nh ng n m s p t i là: - Nghiên c u c b n v phân tích c u trúc (ph noton; c ng h ng pháp nhi u x tia X; nhi u x ng t h t nhân; đo quang vùng h ng ngo i, nhìn th y, t ngo i; ph Raman; kh i ph ; quang ph n t …) - Nghiên c u c b n v phân tích nguyên t đ c bi t phân tích h n h p ch t h u c , phát hi n nguyên t d ng v t, siêu v t áp d ng k thu t s c ký hi n đ i - Nghiên c u c b n v phân tích trình ph c v s nghi p công nghi p hóa hi n đ i hóa đ t n c áp d ng công ngh t đ ng hóa tin h c hóa vào công tác phân tích s n xu t - t o nhân l c phù h p v i m c tiêu phát tri n c a xã h i - Xây d ng phòng phân tích hi n đ i, uy tín http://hoahocsp.tk NH NG I U C N BI T KHI TI N HÀNH PHÂN TÍCH NH L NG I Chu n b thí nghi m M t thí nghi m phân tích đ nh l đo n thí nghi m đ u đ ng th ng bao g m nhi u giai đo n N u m i giai c ti n hành c n th n, nguyên t c k t qu cu i m i có th xác B i v y sinh viên ph i chu n b th t k tr - c làm thí nghi m: N m v ng c s lý thuy t c a thí nghi m, hi u th u đáo ý ngh a c a t ng thao tác thí nghi m - N m v ng cách s d ng d ng c thí nghi m, cách pha ch , chu n b hóa ch t c n thi t - Trình t thí nghi m - Cách ghi chép tính toán k t qu thí nghi m giúp sinh viên chu n b t t, cu i m i thí nghi m đ u có câu h i t p Sinh viên c n hoàn thành đ y đ ph n tr c m i thí nghi m II Ti n hành thí nghi m Mu n ti n hành thí nghi m có k t qu t t th i gian đ nh s n, không lãng phí hóa ch t, làm h h ng d ng c , thi t b , sinh viên c n ý m t s qui t c sau: S p x p ch làm vi c Ch làm vi c ph i s ch s , khô ráo, d ng c ph i b trí thu n ti n cho vi c s d ng, tránh x y va ch m, đ v Chu n b d ng c , thi t b Các d ng c th y tinh, s … ph i b o đ m s ch s tr c thi t b tr c dùng, c n ki m tra d ng c dùng bàn giao đ y đ cho phòng thí nghi m sau hoàn thành thí nghi m Ghi chép M i hi n t ng, s li u thí nghi m đ u ph i ghi vào s thí nghi m, không ghi vào m nh gi y r i ho c ghi lên bàn Tr c làm thí nghi m n u u ch a n m v ng sinh viên ph i h i th y, cô giáo h http://hoahocsp.tk ng d n GI I THI U M T S D NG C , THI T B C B N KHI LÀM THÍ NGHI M PHÂN TÍCH NH L NG I D ng c th y tinh Có nhi u lo i d ng c b ng th y tinh đ c s d ng ti n hành phân tích đ nh l ng V c b n có th chia thành ba lo i sau: Lo i dùng đ đ ng, b o qu n, ch a nh bình, chai, l Lo i dùng đ đun nóng nh c c có m , bình nón hay bình tam giác Lo i dùng đ đo nh bình đ nh m c, ng đong, buret, pipet a - Bình nón (bình tam giác) d – Bình đ nh m c c – ng đong b - C c có m dung tích 100ml đ - pipet Hình 1: M t s lo i d ng c th y tinh th e – Buret autoburet ng dùng phân tích đ nh l Nói chung d ng c th y tinh đ u d b ki m n mòn, b HF phá h y ng c bi t d ng c th y tinh đ u d b v va ch m, đánh r i, dãn n đ t ng t L u ý r ng ch đ c đun nóng d ng c th y tinh ch u nhi t Không đ d ch b ng bình đ nh m c ho c chai l thông th http://hoahocsp.tk ng dùng đ đ ng c đun dung II D ng c b ng s Bát s , c c s , chén s đ u lo i d ng c ch u đ đ c nhi t đ t ng đ i cao, có th ch u c nhi t đ t i 1000oC, b n v i axit vô c , b n c h c t t Tuy nhiên chúng ch u ki m không th s d ng đ th c hi n ph n ng ki m ch y Hình 2: Chén nung b ng s III D ng c b ch kim Bát, chén, n c c b ch kim nh ng v t d ng đ t ti n, chúng ch u đ cao (b ch kim nóng ch y kim c ng b c c nhi t đ r t 1770oC), b n v i lo i axit vô c (k c HF) Tuy nhiên b ch ng th y phá h y v y t đ i không đ c hòa tan m u b ng c ng th y s d ng d ng c b ch kim c bi t b ch kim d t o h p kim v i Pb, Sb, As, Bi, Sn, Ag, Au, C v y không nung ch t bát, chén b ch kim tránh nung d ng c b ch kim ng n l a có khói (C) Không th c hi n ph n ng ki m ch y có ch t oxy hóa Pt s b hòa tan làm h ng chén IV Lò nung Có nhi u lo i lò nung đ c s d ng phòng thí nghi m hóa phân tích, d a theo nhi t đ t i đa mà chúng có th đ t đ Lo i lò nung có th 1000oC: lo i th c ng i ta chia làm ba lo i lò sau: đ t 800oC – ng dùng s i đ t Niken- Crom qu n xung quanh m t h p làm b ng v t li u ch u l a u ch nh nhi t đ ng i ta s d ng c p nhi t n n i v i r le b ngu n cung c p n áp Lo i lò nung có th đ t 1100oC – 1200oC: lo i dùng s i đ t m t h p kim đ c bi t, có th ch u nhi t đ cao h n (ví d nh Tantan), s i đ t đ c s p x p cho g n v t nung nh t có th Hình 3: Lò nung Lo i lò nung có th đ t 1350oC – 1400oC: lo i không dùng s i đ t thông th ng mà ph i d ng đ t v t li u c a h p ch t silic, cacbuasilic V t nung đ c đ t vào ng hình tr đ t gi a cacbuasilic http://hoahocsp.tk 10 V Cân phân tích nh ng l u ý s d ng cân Cân phân tích Cân thi t b th ng xuyên ph i dùng phòng thí nghi m hóa phân tích ó thi t b xác, đ t ti n d h ng Có hai lo i cân cân k thu t cân phân tích Hình 4: Cân k thu t cân phân tích n t hi n s Cân k thu t: dùng cho phép cân xác, có th cân s b tr c cân phân tích; cân v t, hóa ch t có h i m không c n s y đ sau xác đ nh l i n ng đ b ng ch t chu n Sai s c a phép cân t 0,01 đ n 0,1 gam Cân phân tích th ng cân v t có kh i l ng cân t i đa không 200 gam, có đ xác t i 10−4 – 10−5 gam, bao g m hai lo i cân c h c cân n t Cân c h c ngày đ c s d ng phòng thí nghi m, nguyên lý ho t đ ng c a cân đ n gi n dùng qu cân đòn cân đ đo kh i l cân đòn cân đ t o g m hai l ng t i dao h p kim ch u mài mòn t t Cân Mettler có c u i dao cân (hình 5), m t l đ nâng đòn cân l c đ b ng l ng c a v t cân Quang i dùng đ treo quang cân, l i dao l i dùng v trí cân b ng Khi đ a v t vào cân ta ph i l y b t qu cân v i kh i ng ng đ gi cho đòn cân v l i v trí cân b ng ban đ u Hình 5: Cân k thu t s đ làm vi c c a cân Mettler http://hoahocsp.tk 122 Bài 46 NH Cl−, I− TRONG DUNG D CH H N H P B NG AgNO3 0,1N XÁC I C s ph ng pháp Vi c xác đ nh d a ph n ng t o thành h p ch t không tan AgI AgCl Ag+ + I− = AgI ↓ Ag+ + Cl− = AgCl ↓ Do AgI có đ hòa tan nh h n so v i AgCl nhi u nên k t t a AgI đ tr c tách c AgCl tách sau N u dung d ch t n t i hai ion Iodua Clorua có n ng đ , cho ion b c vào h n h p AgCl b t đ u k t t a AgI k t t a hoàn toàn (TAgI = 8,5.10−17, TAgCl = 1,78.10−10) Vi c xác đ nh m t n th Trên đ ng đ ng tr ng h p có th s d ng ph ng cong n th s có hai b c nh y n th ng pháp đo ng v i hai giai đo n: t o thành k t t a AgI AgCl Trong phép đo n c c ch th đ c s d ng n c c b c, n c c so sánh n c c Calomen bão hòa II Cách ti n hành thí nghi m Dùng pipet l y xác 10,00ml h n h p dung d ch I− Cl− cho vào c c dung tích c c t Nhúng n c c B c vào dung d ch n i c u mu i 100ml cho thêm kho ng 20ml n KCl (t t h n dùng c u mu i KNO3) v i n c c calomen bão hòa i n c c b c n c c calomen đ c n i v i hai c c c a máy đo Dung d ch chu n AgNO3 đ 25,0ml Nh t ng l c n p vào buret ng th tích xác đ nh dung d ch AgNO3 vào dung d ch phân tích L n chu n th 1: (chu n thô) Nh xác 1,0ml dung d ch AgNO3 có n ng đ 0,1N xu ng dung d ch phân tích đ c khu y đ u b i máy khu y t Sau m i l n nh nh th ti n hành ghi l i giá tr n th E c a dung d ch b ng máy đo (đ i cho giá tr E n đ nh t 3∼5 giây) Nh n xét giá tr n th E thu đ c L n chu n th 2: (chu n tinh) Tr cb c nh y th th th nh 1,0ml dung d ch AgNO3 0,1N vào dung d ch phân tích, đ n g n m t ng đ ng th th (t i b 0,2ml dung d ch AgNO3 m i l n chu n, sau b c nh y th ) nh m i l n c nh y th th cho 1,0ml dung d ch AgNO3 0,1N thêm 3-4 l n n a ghi l i giá tr n th E thu đ c Quá trình ti n hành thao tác thí nghi m nh T s li u thu đ c xây d ng đ th E−VAgNO3 đ th ∆E/∆V−VAgNO3 gi y milimet http://hoahocsp.tk 123 T đ th xác đ nh hai m t Tính hàm l ng đ ng ng v i vi c t o thành k t t a AgI AgCl ng n ng đ Cl− I− dung d ch h n h p II Hóa ch t d ng c - Máy đo n th - i nc cB c - i n c c Calomen bão hòa - Dung d ch AgNO3 0,1N - Dung d ch h n h p NaCl KI (MKT) Bài 47 Fe3+ B NG K2Cr2O7 CHU N I C s ph ng pháp Dùng SnCl2 d đ kh Fe3+ ⇔ Fe2+, sau chu n đ dung d ch Nh n xét r ng E0Sn4+/Sn2+ = 0,15V; E0Fe3+/Fe2+ = 0,77V E0Cr2O72−/2Cr3+ = 1,36V ph n ng kh Fe3+ ⇔ Fe2+ dùng SnCl2 d x y hai ph n ng chu n đ là: 3Sn2+ + Cr2O72− + 14H+ ⇔ 3Sn4+ + 2Cr3+ + 7H2O (1) 6Fe2+ + Cr2O72− + 14H+ ⇔ 6Fe3+ + 2Cr3+ + 7H2O (2) Ph n ng (1) x y đ i v i l tr t ng Sn2+ d sau kh Fe3+ trình x y c trình (2) Do đ th đ nh phân quan sát đ ng đ ng th nh t ng v i s chu n đ Sn2+ m t ng đ Th tích dung d ch K2Cr2O7 c n thi t cho vi c chu n Fe3+ đ c m t ng đ ng; m ng th ng v i trình (2) c suy t đ th chu n đ III Cách ti n hành L y xác 10,00ml dung d ch Fe3+ cho vào c c th y tinh thêm 10ml dung d ch HCl 1:1 đun dung d ch b p t i g n sôi Cho vào t ng gi t dung d ch SnCl2 đ n dung d ch m u vàng thêm ti p 1∼2 gi t dung d ch d n a Thêm 50ml HCl 1:1 vào c c đun nóng dung d ch đ n 60∼70oC Nhúng n c c Pt vào dung d ch n i d u n ly v i n c c calomen N i đ u n c c vào máy đo Chu n đ b ng K2Cr2O7 0,1N, lúc đ u cho cho t ng gi t Sau l h t (có b c nh y n th th nh t), cho dung d ch K2Cr2O7 v i l trình chu n thô chu n tinh c a http://hoahocsp.tk ng Sn2+ chu n ng nh đ i v i 124 III D ng c hóa ch t - i n c c ch th : n c c b ch kim - i n c c so sánh: n c c calomen bão hòa - SnCl2 dung d ch 5% 50g SnCl2.2H2O pha 200ml HCl 1:1 r i pha b ng n c t thành 1lít - HCl 1:1 - K2Cr2O7 dung d ch 0,1N - Máy đo n th http://hoahocsp.tk c 125 CH NG 5: PH NG PHÁP S C KÝ TRAO S c ký trao đ i ion m t ph ng pháp s c ký dùng đ tách dung d ch h n h p nhi u ch t thành t ng ch t riêng bi t C ng nh ph ph I ION ng pháp s c ký khác, ng pháp trao đ i ion, trình dung d ch h n h p tách thành ch t riêng bi t đ c th c hi n có hai pha r n – l ng ti p xúc v i Pha r n g i ch t h p th Quá trình ti p xúc liên t c đ i u đ c l p m i nhi u l n c th c hi n b ng cách cho dung d ch h n h p (pha l ng) qua m t l p pha r n c a ch t h p th đ ng th y tinh ng đ c đ t m t c g i c t trao đ i ion hay c t s c ký Khi dung d ch h n h p qua c t trao đ i ion, l c t ng tác khác gi a thành ph n c a h n h p v i ch t h p th , ch t b tách d n phân b d c theo c t thành t ng mi n Nh ng mi n đ c g i ph s c ký hay ph s c p N u dung d ch t xu ng d i ch t có kh n ng h p th m nh s phân b ph n c a c t; xu ng d i c t nh ng mi n c a ch t h p th y u Ch t không b h p th s kh i c t N u cho dung môi tinh t ho c dung d ch ch t n gi i thích h p qua c t, ph chuy n d ch l n l t xu ng d i c t, có th tách đ c ch t riêng bi t Quá trình cho dung môi tinh t ho c dung d ch ch t n gi i thích h p qua c t đ ti p t c tách ch t g i trình r a c t Trong ph ng pháp trao đ i ion c ch t ng tác gi a ch t h p th ch t dung d ch s trao đ i ion gi a ion linh đ ng c a nhóm ch c phân t ch t h p th v i ion d u n tích dung d ch Các ch t h p th ph pháp trao đ i ion g i “ionit”, nh ng ionit trao đ i ion linh đ ng mang n tích d ng ng c a v i cation dung d ch g i cationit, nh ng ionit trao đ i ion linh đ ng mang n tích âm c a v i anion dung d ch g i anionit Quá trình trao đ i ion gi a ch t h p th v i dung d ch trình thu n ngh ch tuân theo quy t c t l ng đ c tr ng cân b ng: RZ + X ⇔ RX + Z R g c phân t c a ionit; Z ion linh đ ng c a ionit; X ion dung d ch d u n tích v i Z Có hai lo i ionit: ionit vô c ionit h u c Ionit vô c th ng dùng nh oxyt nhôm, silicagel, lo i aluminosilicat v.v… Ionit h u c nh ng lo i nh a u ch b ng ph ng pháp polyme hóa hay trùng ng ng nh phenol focmandehit, polystyrol … Tùy theo b n ch t c a nhóm ch c http://hoahocsp.tk 126 nh a mà nh a ionit cationit hay anionit Ví d lo i nh a cationit th ng ch a nhóm ch c –SO3H, –COOH, –PO(OH)2… ion linh đ ng ion hydro ho c b ng cách trao đ i ion có th thay ion H+ b ng ion Na+, NH4+… Các nh a anionit th ch c: –NH2R+, NHR2+… Ion linh đ ng c a anionit th ng ch a nhóm ng Cl–, OH– Bài 48 PH NG PHÁP TRAO I C s ph I ION TRÊN NH A CATIONIT TÁCH NIKEN VÀ COBAN ng pháp Khi cho dung d ch h n h p CoCl2+NiCl2 qua nh a cationit d ng NH4+ c hai ion d u b h p th nh a Kh n ng h p th c a coban nh a m nh h n Niken Do có th r a tách niken b ng axit HCl loãng sau tách coban b ng axit HCl n ng đ cao h n II Ph n th c hành Qui trình tách: Pha dung d ch h n h p CoCl2+NiCl2 Dùng pipet l y m i lo i 2ml cho vào c c pha loãng b ng n c c t t i kho ng 20ml Chu n b nh a d ng trao đ i ion L y 60ml dung d ch HCl (1:1) cho vào c c cho axit qua nh a v i t c đ 3∼5ml/phút R a nh a b ng n c c t cho t i dung d ch h ng đ c có môi tr ng trung tính Ti p theo r a nh a b ng dung d ch NH4Cl 5M cho t i dung d ch h ng có pH=5 (ki m tra b ng metyl da cam) Giai đo n t n kho ng 50ml NH4Cl 5M R a nh a b ng 100ml n c c t Giai đo n tách Cho dung d ch c a h n h p CoCl2+NiCl2 qua nh a v i t c đ 2∼5ml/phút Nh n xét s phân b mi n h p th c a hai lo i ion nh a R a nh a vài l n b ng n − Tách Niken kh i nh a: http://hoahocsp.tk c c t 127 L y 150ml dung d ch HCl 1,5N cho vào c c l n, thêm n c c t t i kho ng 450ml r i chuy n dung d ch lên bình ch a xiphông cho dung d ch qua nh a v i t c đ 35ml/phút H ng dung d ch vào c c b kho ng 100ml đ u Khi Niken b t d u xu t hi n (th b ng đimetylglioxin có pha vài gi t NH4OH bàn s Thay c c h ng b ng bình đ nh m c 250ml H ng dung d ch NiCl2 đ n th tích kho ng 200ml m i có th k t thúc giai đo n tách Niken b t đ u h ng thu CoCl2 vào bình đ nh m c 100ml n nh m c dung d ch NiCl2 b ng c c t t i v ch l c đ u − Tách Coban kh i nh a: Sau tách Ni ti p t c r a nh a b ng 50ml HCl 1:1 v i t c đ 3-5ml/phút h ng vào bình đ nh m c 100ml R a nh a b ng n c c t vài l n r i đ nh m c b ng n c c t t i v ch l c đ u Xác đ nh Coban & Niken Xác đ nh Coban Dùng pipet l y 10ml dung d ch CoCl2 10ml dung d ch complexon III cho vào bình nón l c đ u Thêm vài gi t dung d ch NH4OH 10% sau thêm m t ch th ETOO N u dung d ch ch a có m u xanh cho ti p vài gi t NH4OH cho t i xu t hi n m u xanh rõ (pH=9∼10) Chu n đ dung d ch b ng dung d ch ZnCl2 đ n chuy n sang m u h ng m n Ghi th tích ZnCl2 tiêu t n Tính n ng đ g/l c a coban dung d ch ban đ u l y đ pha tr n Xác đ nh Niken L y xác 100,00ml dung d ch NiCl2 cho vào bình nón thêm dung d ch NH4OH 10% cho t i pH=7∼9 m t ch th Murexit chu n đ dung d ch b ng dung d ch complexon III t i xu t hi n m u đ tía Tính n ng đ g/l c a niken dung d ch ban đ u l y đ pha tr n http://hoahocsp.tk 128 Bài 49 3+ NH Fe , Zn2+ TRONG DUNG D CH H N H P TÁCH VÀ XÁC I C s ph ng pháp − Dung d ch h n h p Fe3+ Zn2+ cho qua c t nh a cationit d ng H+, c hai ion đ u b h p th nh a: RH + Fe3+ ⇔ R(Fe3+) + H+ RH + Zn2+ ⇔ R(Zn2+) + H+ − Sau r a c t nh a b ng dung d ch NaOH 10%, Zn2+ b tách d i d ng ZnO22− vào dung d ch Fe3+ v n l i c t nh a R(Zn2+) + NaOH ⇔ R(Na+) + ZnO22− − Sau tách h t Zn2+, r a c t nh a b ng dung d ch HCl 2N, lúc Fe3+ s tách kh i nh a tan l n dung d ch R(Fe3+) + HCl ⇔ R(H+) + FeCl3 − Các dung d ch ZnO22− Fe3+ thu đ ph ng pháp thích h p nh ph c đem xác đ nh n ng đ c a chúng b ng ng pháp chu n đ n th , ph ng pháp c c ph , ph ng pháp tr c quang v.v… − Trong yêu c u tách đ c hoàn toàn Zn2+ xác đ nh Fe3+ b ng ph ng pháp tr c quang b ng thu c th axit sunfoxalixilic II Cách ti n hành Chu n b c t nh a cationit d ng H+ N p nh a cationit vào c t trao đ i có đ 10cm (Nh a làm vi c u ki n tr c ng không đ ng kính b ng 1cm, chi u cao kho ng ng n v y b t c giai đo n c làm cho h t nh a trao đ i ti p xúc v i không khí) R a c t nh a b ng kho ng 30ml dung d ch HCl 2N v i t c đ dung d ch kh i c t 10ml/phút R a c t nh a b ng n ng v i AgNO3 môt tr c c t cho t i dung d ch kh i c t h t Cl− (th b ng ph n ng HNO3) L y xác 2,0ml dung d ch h n h p Zn2+ Fe3+ b ng pipet cho vào c c th y tinh lo i 100ml sau dó pha loãng b ng n c c t đ n kho ng 20ml Các giai đo n tách Cho dung d ch h n h p Zn2+ Fe3+ qua c t nh a v i t c đ ch y kh i c t 5∼7ml/phút H ng dung d ch ch y kh i c t nh a vào c c đ ng n c th i r i b Sau cho h t dung d ch h n h p qua c t nh a, tráng c c b ng n r i ti p t c cho qua c t nh a http://hoahocsp.tk c c t nhi u l n 129 Sau r a c t nh a b ng dung d ch NaOH 2N v i t c đ ch y gi nh trên, cho t i không Zn2+ dung d ch kh i c t nh a Cách th : h ng vài mililit dung d ch ch y kh i c t nh a, axit hóa b ng dung d ch HCl r i th b ng K4[Fe(CN)6], n u v n Zn2+ s xu t hi n k t t a m u tr ng xanh l K2Zn3[Fe(CN)6]2 Giai đo n r a t n kho ng 20∼30ml dung d ch NaOH 2N Sau tách h t Zn2+, r a c t b ng HCl 2N v i t c đ nh trên, Fe3+ b tách kh i c t nh a, vào dung d ch Quá trình r a yêu c u h ng dung d ch kh i c t vào bình đ nh m c có dung tích 100ml Quá trình r a c t nh a b ng HCl th c hi n cho t i ki m tra không Fe3+ dung d ch kh i c t nh a Cách th : nh gi t NH4CNS vào bàn s r i h ng gi t dung d ch ch y kh i c t nh a, n u Fe3+ s xu t hi n k t t a m u đ máu [Fe(CNS)6]3− Giai đo n t n kho ng 30∼40ml HCl 2N (r a kho ng 3∼4 l n) Xác đ nh n ng đ Fe3+ Dung d ch thu đ c đem đ nh m c v a đ t i v ch Sau dùng pipét l y 2,0ml dung d ch Fe3+ thu đ c cho vào bình đ nh m c 25,0ml, thêm 2,5ml dung d ch axit sunfosalixilic 10%, 2,5−3ml dung d ch NH4OH 10% r i đ nh m c b ng n c c t t i v ch o đ h p th quang c a dung d ch máy tr c quang 722 sóng 420nm T đ ng chu n cho tr c xác đ nh n ng đ Fe3+ thu đ b c c Chú ý: N ng đ Fe3+ xác đ nh n ng đ Fe3+ bình đ nh m c 100ml, yêu c u ph i tính n ng đ c a Fe3+ dung d ch h n h p ban đ u http://hoahocsp.tk 130 CH Chi t ph NG 6: PH NG PHÁP CHI T – O QUANG ng pháp tách, chuy n m t ch t t dung môi sang dung môi khác d a vào tính tan khác c a ch t dung môi Hai dung môi không tan l n vào nhau, th ng m t dung môi n Các ch t có th chi t đ c m t dung môi ch t h u c c b ng dung môi h u c nh ng ch t trung hoà n (đó phân t ho c t p h p ion) a n c, a dung môi Có lo i h th ng chi t: − H th ng chi t h p ch t n i ph c Men+ + nR- = MeRn R− anion h u c : 8-oxyquinolin, dithizon, cuperon… − H th ng chi t t p h p ion a− Men+ + (n + a)X− = MeX ( n + a ) a− + a− + MeX (n + a) + a.Y ⇔ MeX (n + a) aY I Cân b ng c a h chi t nh lu t phân b nh lu t phân b ch kh n ng phân b c a ch t tan X vào dung môi không tr n l n (dung môi h u c dung môi n K pb = c): [ X ]hc [ X ]nc Kpb: h ng s phân b [X]nc, [X]hc: n ng đ ch t tan X pha n c pha h u c Kpb ph thu c: - B n ch t c a ch t tan dung môi - Nhi t đ áp su t Th c t hay dùng đ i l ng D (h s phân b ) Sè l−îng c¸c d¹ng cña X pha h÷u c¬ D= Sè l−îng c¸c d¹ng cña X pha n−íc D th ng tìm đ c b ng th c nghi m - Trong u ki n lý t ng, ch t tan không tham gia b t k ph n ng t i hai pha D = K - Trong th c t hay dùng D, ti n hành thí nghi m theo D đ tìm u ki n phù h p cho vi c chi t chi t hay ph n tr m chi t Ph n tr m chi t R(%): s % ch t tan b tách kh i pha n http://hoahocsp.tk c sau m t l n chi t 131 Quan h gi a R D: G i x l ng ch t tan đ - x l c tách kh i pha n c sau l n chi t ng ch t tan l i pha n c Vhc, Vnc th tích c a pha h u c pha n c R = 100 x x V x Vnc D.Vhc D = hc = ⇒x= − x − x Vhc DVhc +Vnc Vnc Hay x = D 100.D →R= V V D + nc D + nc Vhc Vhc N u Vnc = Vhc → R = R ph thu c vào D t s th tích 100.D D +1 Vnc Vhc Cân b ng h chi t Ví d chi t m t ion Men+ t o ph c v i thu c th h u c HR m t axit y u, có cân b ng sau: a Cân b ng phân ly c a HR pha n c ⎡⎣ H ⎤⎦ ⎡⎣ R − ⎤⎦ nc nc + HR = H+ + R- K HR = b Cân b ng t o h p ch t n i ph c pha n Men+ + R- = MeRn (1) [ HR ]nc β= c [ MeR n ]nc (2) n ⎡⎣ Me ⎤⎦ ⎡⎣ R − ⎤⎦ nc nc n+ c Cân b ng phân b c a thu c th gi a hai pha [HR]hc = [HR]nc K pb (HR) = [ HR ]hc [ HR ]nc (3) d Cân b ng phân b c a h p ch t n i ph c gi a hai pha [ MeR n ]hc = [ MeR n ]nc Gi thi t trình chi t đ K pb (MeR n ) = [ MeR n ]hc [ MeR n ]nc c ti n hành pha n trình t o ph c hydrxo c a ion kim lo i Men+ có th b qua H s phân b c a KL Men+ D http://hoahocsp.tk (4) c v i n ng đ axit đ l n đ 132 D= [ MeR n ]hc ⎡⎣ Me n+ ⎤⎦ nc T (1) (3) ta có: K HR K pb (HR) ⎡⎣ H + ⎤⎦ ⎡⎣ R- ⎤⎦ [ HR ] ⎡⎣ H + ⎤⎦ ⎡⎣ R − ⎤⎦ nc nc nc nc nc = = [ HR ]nc [ HR ]hc [ HR ] [ HR ]hc hc ⇒ ⎡ R − ⎤ = K HR ⎣ ⎦ nc K (HR) ⎡ H + ⎤ pb ⎣ ⎦ nc T (2) (4) ta có: β K pb (MeR n ) = [ MeR n ]nc n (5) [ MeR n ]hc = [ MeR n ]hc [ MeR n ]nc ⎡⎣ Me n + ⎤⎦ nc ⎡⎣ R − ⎤⎦ ⎡⎣ Me n + ⎤⎦ ⎡⎣ R − ⎤⎦ nc nc [ MeR n ]hc ⎡ − ⎤ n → = ⎣ R ⎦ β.K pb (MeR n ) nc ⎡⎣ Me n+ ⎤⎦ nc T [ MeR n ]hc (5) ⇒ n+ ⎣⎡ Me ⎦⎤ nc n nc n n ⎡ [ HR ] ⎤ ⎛ K HR ⎞ =⎜ β.K pb (MeR n ) ⎢ + hc ⎥ = D (6) ⎟ ⎜ ⎟ ⎡H ⎤ ⎝ K pb (HR) ⎠ ⎣⎢ ⎣ ⎦ nc ⎦⎥ T h th c (6) ta th y kh n ng chi t t t (D l n) khi: - (HR)hc l n (d thu c th ) - KHR l n (thu c th axit m nh) - β l n (ph c b n) - Kpb(HR) bé (thu c th tan dung môi h u c ) i v i [H+] ph i ch n n ng đ thích h p (c n đ ng n s t o ph c hydroxo mà không làm gi m s phân ly c a HR) II M t s v n đ k thu t chi t Các ph ng pháp chi t a Chi t gián đo n: Cho m t th tích xác đ nh dung môi h u c ti p xúc v i th tích xác đ nh dung d ch n c có ch a ch t c n chi t m t b c ho c nhi u b c b Chi t liên t c: i v i h chi t có h s phân b D bé ph i s d ng ph ng pháp chi t liên t c Cho hai pha ti p xúc liên t c v i b ng cách chuy n đ ng ng c chi u ho c xuôi dòng m t b c ho c nhi u b c Ch n dung môi Ch n dung môi mà có h s phân b D l n, ch n dung môi thu n l i cho trình gi i chi t sau http://hoahocsp.tk 133 Ch t tr chi t Th ng ch t n ly m nh đ t ng h s ho t đ c a ion tham gia chi t làm gi m phân t n c bao quanh h p ch t chi t (gi m bán kính hydrat hoá) R a ph n chi t R a pha h u c đ lo i b t p ch t b ng cách l c pha h u c v i dung d ch có pH thích h p ch t tr chi t Gi i chi t Là trình ng c l i c a trình chi t, chuy n ch t tan t pha h u c vào pha n c ti n hành trình phân tích ti p theo - L c pha h u c v i dung d ch axit m nh có n ng đ pH thích h p - L c pha h u c v i dung d ch ch a ch t t o ph c - em đun bay h i, cô c n pha h u c , sau hoà tan bã b ng n Ví d : Khi chi t Cu2+, Pb2+, Fe2+, Zn2+ d cacbamat natri) Chi t c i d ng ph c v i DDTK (dietyl dithio pH = − 11, dung môi chi t CCl4 ho c CH3Cl HCl 0,4M → Zn2+ b gi i chi t Gi i chi t b ng dung d ch HCl 4M → Pb2+ Fe2 b gi i chi t Pha h u c ch l i Cu2+ III ng d ng * Chi t, tách ion c n tr trình phân tích * Ph ng pháp chi t k t h p v i ph ng pháp xác đ nh đ có ph đ nh - Ph ng pháp chi t - tr c quang - Ph ng pháp chi t - c c ph - Ph ng pháp chi t - quang ph * Chi t - làm giàu http://hoahocsp.tk ng pháp xác 134 Bài 50 KHI CÓ NIKEN(II) L XÁC NH VI L NG NG(II) NG L N B NG PH NG PHÁP CHI T- O QUANG I Nguyên t c xác đ nh S xác đ nh vi l ng Cu(II) dung d ch ch a m t l ng chi t trao đ i ion Cu(II) pha n ng l n Ni(II) d a vào ph n c v i ph c ch t c a Pb(II) đietylditiocarmabat pha h u c clorofoc: Cu(2H+ O ) + Pb(DDC)2 ↔ Cu(DDC)2 + Pb(2H+ O ) (H u c ) (H u c ) Cu(II) t o v i dietylditiocarmabat thành m t ph c b n h n ph c c a Ni(II) v i thu c th Vì v y ph n ng chi t trao đ i x y ra: Cu(II) chuy n vào pha h u c d ng ph c Cu(DDC)2 có m u vàng đ tía dung d ch c a ph c h p th c c đ i b 436nm; Pb(II) s chuy n vào pha n pha n c n u hàm l c sóng λ = c Trong ph n ng chi t trao đ i Ni(II) l i ng nh h n 10g/lít Do v y không c n tr vi c xác đ nh Cu III Cách ti n hành Cho vào ph u chi t dung tích 100ml: 10ml n c c t, l y xác 10,00ml NiSO4 có ch a t i đa 25g Cu thêm 10ml h n h p đ m CH3COOH+CH3COONa đ u ch nh pH c a dung d ch t i 4,5∼5 Dùng xác 10,00ml dung d ch thu c th Pb(DDC)2 clorofoc đ chi t L c m nh 4∼5 phút Sau phân l p l y pha h u c đo đ h p th quang c a dung d ch Cu(DDC)2 thu đ c λ=436nm, cuvet 1,00cm Dùng dung d ch tr ng clorofoc xây d ng đ th chu n, ng i ta ph i pha dung d ch m u có ch a 5, 10, 15, 20, 25g Cu ti n hành chi t đo quang nh làm v i dung d ch nghiên c u T xây d ng đ th chu n A−C T đ th chu n s xác đ nh đ c hàm l ng Cu có m u phân tích III Các thu c th dung d ch Dung môi h u c clorofoc CHCl3 tinh t Dung d ch ph c Pb−dietylditiocarbamat clorofoc đ c chu n b nh sau: Cho vào ph u chi t 50ml dung d ch ch a 0,1g chì −axetac 25ml dung d ch ch a 0,1g dietylđitiocarbamat Dùng m i l n 50ml dung môi CHCl3 L c v i pha n c cho t i k t t a tr ng−L c pha h u c qua gi y l c đ vào bình đ nh m c 250ml cu i cho t i v ch b ng CHCl3 Dung d ch thu c th c n đ c gi bình nâu, tránh ánh sáng b n đ c 3∼4 tu n l Hòa tan xác 0,1gam đ ng kim lo i tinh t b ng 3∼5ml dung d ch HNO3 1:1 Sau m u tan cho vào bình đ nh m c 1lít r i đ nh m c b ng n d ch ch a 100 gCu/ml http://hoahocsp.tk c c t t i v ch Dung 135 Ngay tr c làm thí nghi m, l y xác 10,00ml dung d ch cho vào bình đ nh m c 100ml, cho n c c t t i v ch đ nh m c Ta đ c dung d ch chu n có n ng đ Cu 10g/l Dung d ch đ m h n h p CH3COOH+CH3COONa Hòa tan 16,4gam CH3COONa lít dung d ch CH3COOH 2M http://hoahocsp.tk 136 TÀI LI U THAM KH O G.Saclo, Các ph Nghi (d ch), NXB H u Vinh, T V ng i h c trung h c chuyên nghi p, Hà N i 1976 A.P.Creskov, C s hóa h c phân tích- t p t p 2, T V ng Nghi, Tr n T Hi u (d ch), NXB ng pháp hóa phân tích- t p t p 2, i h c trung h c chuyên nghi p, Hà N i 1989-1992 Douglas A Skoog, Donal M.West, F.James Holler, Fundamentals of analytical chemistry, 7th Edition, Saunders college publishing J.Mendham, R.C.Denney, J.D.Barnes, M.Thomas, Vogel’s textbook of quantitative chemical analysis, 6th Edition, Prentice Hall, 2000 Daniel C.Harris, Quantitative Chemical Analysis, 5th edition, W.H.Freeman and Company, NewYork, 1999 T V n M c, Phân tích hóa lý, NXB Khoa h c k thu t, Hà N i, 1995 T V n M c, Các ph ng pháp phân tích dùng công c , NXB đ i h c qu c gia Hà N i, 2005 Nguy n Xuân D ng, Ph m Lu n, Sách tra c u pha ch dung d ch, NXB Khoa h c k thu t, Hà N i, 1987 P P Koroxtelev, Chu n b dung d ch cho phân tích hóa h c, Nguy n Tr ng Bi u, Mai H u ua, Nguy n Vi t Hu , Lê Ng c Khánh, Tr n Thanh S n, Mai V n Thanh (d ch) , NXB Khoa h c k thu t, Hà N i, 1974 10 Bùi Long Biên, Hóa h c phân tích đ nh l ng, NXB Khoa h c k thu t, 2001 http://hoahocsp.tk [...]... mol ch t tan cú trong 1lớt dung d ch CM = - N ng d ch hay s ng l ng l ng: (n ng N): s mol ng l ng ch t tan cú trong 1lớt dung ng gam ch t tan cú trong 1lớt dung d ch CN = - m : số gam chất tan M: phân tử gam chất tan V: lít dung dịch m M.V a : số gam chất tan trong V (lít) dung dịch Đ: số đơng lợng gam chất đó a Đ.V chu n (T): s gam (hay mg ho c àg) ch t tan cú trong 1ml dung d ch TR = a : số gam... /Fe = 3,161.55,85 = 0, 005585 g/ml 32, 61.1000 http://hoahocsp.tk ng 28 T ng quỏt: TA/B = 3 l a : số gam thuốc thử trong V(ml) dung dịch a ĐB V ĐA Đ A , Đ B : đơng lợng gam của thuốc thử và chất định phân nh lu t tỏc d ng ng l ng: cỏc ch t ph n ng v i nhau v a theo s ng ng gam b ng nhau A+B=C+D S ng l - N u A v B u ng gam A = s ng l ng gam B d ng dung d ch: NA, VA l n l t l n ng ng l ng v th ... ng l ng ch t tan cú 1lớt dung ng gam ch t tan cú 1lớt dung d ch CN = - m : số gam chất tan M: phân tử gam chất tan V: lít dung dịch m M.V a : số gam chất tan V (lít) dung dịch Đ: số đơng lợng... l a : số gam thuốc thử V(ml) dung dịch a ĐB V ĐA Đ A , Đ B : đơng lợng gam thuốc thử chất định phân nh lu t tỏc d ng ng l ng: cỏc ch t ph n ng v i v a theo s ng ng gam b ng A+B=C+D S ng l