6/4/2015 CHƢƠNG 7: PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH KHỐI LƢỢNG PHÂN TÍCH ĐỊNH Chƣơng VII: 7.1 NGUYÊN TẮC Phƣơng pháp phân tích khối lƣợng 7.2 CÁC GIAI ĐOẠN CỦA PP PTKL 7.3 ỨNG DỤNG LƯỢNG GV: LÊ THỊ HỒNG THÚY 6/4/2015 LTHT-CNHH 6/4/2015 LTHT-CNHH CHƢƠNG 7: PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH KHỐI LƢỢNG Phƣơng pháp tách: 7.1 Nguyên tắc PTKL PP phân tích HH định Tách X dƣới dạng đơn chất hay hợp chất bền, tan khỏi lƣợng dựa đo xác khối lƣợng chất mẫu đem cân có thành phần biết xác & không đổi Ví dụ: Định lƣợng Au mẫu hợp kim: Hòa tan hợp kim Phân tích khối lƣợng đƣợc chia thành nhóm: có chứa Au nƣớc cƣờng thủy ta đƣợc dd chứa ion Au Phƣơng pháp tách ion khác Thêm H2O2 vào dd, ion Au đƣợc khử Phƣơng pháp kết tủa thành Au nguyên tố tách khỏi dd, rửa sạch, cân Phƣơng pháp cất 6/4/2015 LTHT-CNHH 6/4/2015 LTHT-CNHH CHƢƠNG 7: CHƢƠNG 7: PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH KHỐI LƢỢNG PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH KHỐI LƢỢNG Phƣơng pháp gián tiếp: a Cất: X đƣợc tách dƣới dạng hợp chất dễ bay khỏi mẫu, cân mẫu trƣớc sau tách Ứng dụng: x.định độ ẩm nước kết tinh mẫu, hàm lượng chất khí mẫu Ví dụ : xđ CO2 mẫu đá vôi b Hấp thụ: hấp thụ chất cần xác định vào chất thích hợp, cân chất trước sau hấp thụ suy lượng chất cần xác định Ví dụ: x.định khí CO2, CO, O2… LTHT-CNHH 6/4/2015 Phƣơng pháp kết tủa Hòa tan mẫu để chuyển X thành ion dung dịch, dùng thuốc thử R kết tủa tách X dạng hợp chất tan RX cân RX Ví dụ: x định hàm lượng Ba2+ mẫu, hoà tan mẫu dùng dd H2SO4 kết tủa thành tinh thể BaSO4, lọc, rửa sạch, sấy, nung cân BaSO4 LTHT-CNHH 6/4/2015 6/4/2015 CHƢƠNG 7: PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH KHỐI LƢỢNG CHƢƠNG 7: PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH KHỐI LƢỢNG Ƣu – nhƣợc điểm pp PTKL: 7.1 NGUYÊN TẮC Ƣu điểm: Độ xác cao (thƣờng làm pp trọng tài) 7.2 CÁC GIAI ĐOẠN CỦA PP PTKL Nhƣợc điểm: + Thao tác phức tạp, nhiều thời gian + Dễ có sai số hệ thống: tạo tủa, tách tủa, cân 7.3 ỨNG DỤNG 6/4/2015 LTHT-CNHH 6/4/2015 LTHT-CNHH 7.2 CÁC GIAI ĐOẠN CỦA PP PHÂN TÍCH KHỐI LƢỢNG Điều kiện xác định giai đoạn 10 Xử lý mẫu Xử lý mẫu Mẫu Kết tủa Đồng Lọc & rửa KT mẫu thành dung dịch - Phƣơng pháp ƣớt - Phƣơng pháp khô Cân dạng cân & tính k.quả 6/4/2015 Điều kiện xác định giai đoạn 11 6/4/2015 LTHT-CNHH Điều kiện xác định giai đoạn Giai đoạn kết tủa 12 Cân tạo tủa: R + X RX Giai đoạn kết tủa Cân tạo tủa: R + X RX a Yêu cầu kết tủa - Không tan a Yêu cầu kết tủa - Tinh khiết, có chất lạ lẫn vào loại trừ b Nhiệt độ trình lọc, rửa, sấy, nung - Nên tinh thể lớn, dễ lọc, dễ rửa c Điều kiện pH dung dịch - Dạng kết tủa phải chuyển thành dạng cân dễ dàng hoàn toàn sấy nung d Điều kiện thuốc thử LTHT-CNHH Chuyển Xử lý KT LTHT-CNHH đại diện 6/4/2015 LTHT-CNHH 6/4/2015 6/4/2015 Điều kiện xác định giai đoạn Điều kiện xác định giai đoạn Giai đoạn kết tủa Giai đoạn kết tủa 13 14 d Điều kiện thuốc thử R: - Phải có tính chọn lọc cao b Nhiệt độ: l60 - 70oC c Điều kiện pH dd: Mỗi kết tủa ứng với pH định - Lƣợng R dƣ từ 10-50% để pƣ tạo tủa xảy hoàn toàn - R dƣ phải đƣợc loại bỏ dễ dàng trình lọc rửa - Nồng độ R & cách cho R vào dd tùy thuộc vào loại k.tủa 6/4/2015 LTHT-CNHH 6/4/2015 LTHT-CNHH Điều kiện xác định giai đoạn Giai đoạn kết tủa Điều kiện xác định giai đoạn d Điều kiện thuốc thử R: d Điều kiện thuốc thử R: Đối với kết tủa vô định hình: Đối với kết tủa tinh thể: R đặc, nóng: nồng độ 10-20%, đun nóng dd 60-70oC, • Nồng độ R từ 1-5%, Giai đoạn kết tủa 16 15 cho R vào nhanh, cho hết lƣợt & khuấy • Thêm R từ từ giọt vào dd đƣợc đun nóng 60- Sau KTxong: pha loãng dd nƣớc nóng để 70oC, vừa cho vào vừa khuấy, • Sau kết tủa xong: phải để yên dd thời gian (20- hấp thụ tạp chất lên bề mặt KT Lọc KT ngay: để lâu KT đóng bánh khó 30' 1-6h) để làm muồi KT rửa tạp chất 6/4/2015 LTHT-CNHH Điều kiện xác định giai đoạn 6/4/2015 LTHT-CNHH Điều kiện xác định giai đoạn 17 18 Giai đoạn lọc, rửa kết tủa Giai đoạn lọc, rửa kết tủa a Lọc: biện pháp tách tủa khỏi dung dịch b Rửa - Mục đích: Làm kết tủa, nhƣng kết tủa không đƣợc tan trình rửa -Vật liệu lọc: thường dùng giấy lọc không tro - Thời điểm lọc: Kết tủa vô định hình: lọc lúc dd nóng, lọc sau cho thuốc thử vào không 5' Kết tủa - Thời điểm rửa: Sau lọc kết tủa xong phải rửa không để kết tủa khô tinh thể: tùy theo loại kết tủa, phải để yên sau 30'-24h phép lọc LTHT-CNHH 6/4/2015 LTHT-CNHH 6/4/2015 6/4/2015 Điều kiện xác định giai đoạn Điều kiện xác định giai đoạn 19 20 - Dung dịch rửa: DD có chứa R Nếu R chất dễ bị phân hủy bay sấy nung KT R vào nƣớc rửa, rửa cách làm tan KT DD chất điện giải (NH4NO3), nhằm tránh tƣợng Pepti hóa (KT vô định hình sau đông tụ trở lại dạng keo) - Cách thức rửa: Đối với loại KT, lƣợng nƣớc rửa nên chia thành nhiều lần & nƣớc rửa lần trƣớc chảy hết cho nƣớc rửa lần sau vào, rửa nhƣ KT DD chứa chất ngăn cản thủy phân làm độ tan KT Nƣớc cất: KT tan không bị thủy phân, không bị pepti hóa lọc 6/4/2015 LTHT-CNHH 6/4/2015 LTHT-CNHH Điều kiện xác định giai đoạn Điều kiện xác định giai đoạn 21 22 Xử lý kết tủa: Sấy nung để chuyển hết kết tủa sang dạng cân b/ Sấy: Loại bỏ nƣớc kết tinh or hấp phụ c/ Nung: Phải than hoá trƣớc nung a/Dạng cân phải thỏa mãn yêu cầu: + Có thành phần CTHH xác định + Tinh khiết + Bền về mặt hóa học + Hàm lƣợng nguyên tố xác định dạng cân nhỏ tốt 6/4/2015 LTHT-CNHH Điều kiện xác định giai đoạn + Không đƣợc mở cửa lò nung tùy tiện, đƣợc mở sau tắt bếp 10-15‘ + Sau sấy nung, để nguội vật chứa dạng cân bình hút ẩm rối cân 6/4/2015 LTHT-CNHH Điều kiện xác định giai đoạn 23 24 - Nung: - Than hoá: + Mục đích: oxy hóa phần lớn hóa chất hữu giấy lọc gây để giảm tốc độ cháy trình nung, tránh + Mục đích: - Loại trừ triệt để thành phần hợp chất hữu có giấy lọc & lƣợng nƣớc kết tinh cấu trúc tinh thể thất thoát mẫu - Phân hủy hoàn toàn tạp chất chất giữ lại KT rửa + Điều kiện: nhiệt độ 130-300oC + Nhiệt độ nung: 850-950oC + Dụng cụ: than hóa trực tiếp bếp điện + Thời gian: Tính từ lúc T cài đặt trùng với T hiển thị LTHT-CNHH 6/4/2015 LTHT-CNHH 6/4/2015 6/4/2015 Điều kiện xác định giai đoạn 7.2 CÁC GIAI ĐOẠN CỦA PP PHÂN TÍCH KHỐI LƢỢNG 25 26 Cân dạng cân tính toán kết b Tính kết quả: 5.1 Cân: Dạng cân thu đƣợc sau sấy nung đƣợc làm nguội +Hệ số chuyển F: hệ số mà nhân với khối lƣợng dạng cân ta đƣợc khối lƣợng dạng cần xác định bình hút ẩm, sau đƣợc cân cân phân tích, gán giá trị m1 m1 = mo + mtủa nên P: Phân tử lƣợng dạng cân G: KL dạng cần xđ ứng với KL mol dạng cân mtủa = m1 – mo m1 : KL tủa bì mo : KL bì 6/4/2015 LTHT-CNHH 7.2 CÁC GIAI ĐOẠN CỦA PP PHÂN TÍCH KHỐI LƢỢNG 6/4/2015 LTHT-CNHH 7.2 CÁC GIAI ĐOẠN CỦA PP PHÂN TÍCH KHỐI LƢỢNG 27 28 Ví dụ: tính F 5.2 Tính toán a/Mẫu dạng rắn: a/ Dạng cân Fe2O3 dạng cần xác định Fe Tổng quát: b/ Dạng cân là: SiO2 dạng cần xác định Si Cân a(g) mẫu HT & ĐM Vml dd Rút VX ml PTKL m(g) dạng cân c/ Dạng cân Mg2P2O7 dạng cần xác định P2O5 6/4/2015 LTHT-CNHH 6/4/2015 LTHT-CNHH 7.2 CÁC GIAI ĐOẠN CỦA PP PHÂN TÍCH KHỐI LƢỢNG 7.2 CÁC GIAI ĐOẠN CỦA PP PHÂN TÍCH KHỐI LƢỢNG 29 30 Ví dụ: Tính % SiO2 có 0,3200g mẫu Biết rằng, PP phân tích khối lƣợng thu đƣợc 0,1200g SiO2 % SiO2 = LTHT-CNHH Ví dụ: Từ 0,3200g mẫu, phƣơng pháp phân tích khối lƣợng thu đƣợc 0,1200g SiO2 Xác định hàm lƣợng Si mẫu chất 0,1200 ×100 = 37,5% 0,3200 6/4/2015 LTHT-CNHH 6/4/2015 6/4/2015 CHƢƠNG 7: 7.2 CÁC GIAI ĐOẠN CỦA PP PHÂN TÍCH KHỐI LƢỢNG PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH KHỐI LƢỢNG 31 32 5.2 Tính toán a/ Mẫu dạng dung dịch: 7.1 NGUYÊN TẮC Tổng quát: V0 (ml) mẫu ĐM Vml dd Rút VX(ml) dd PTKL m(g) dạng cân 7.2 CÁC GIAI ĐOẠN CỦA PP PTKL 7.3 ỨNG DỤNG 6/4/2015 LTHT-CNHH 6/4/2015 LTHT-CNHH 7.3 Ứng dụng 7.3 Ứng dụng 33 34 Định độ ẩm, nƣớc kết tinh, chất dễ bay hơi, độ tro chất nung Sấy nung mẫu nhiệt độ thích hợp – Phương pháp khối lượng xác định độ ẩm mẫu dựa tách nước sau cân chất sấy khô chất cần dùng để hấp thụ nước cần xác định - pp: Chỉ tiêu P pháp Nhiệt độ Độ ẩm Sấy 100 – 110oC Nuớc kết tinh Sấy 120 – 200oC Chất bay Nung 500 – 600oC Độ tro, chất nung Nung 600 – 1000oC 6/4/2015 LTHT-CNHH • Sấy chất cần phân tích điều kiện định đến thu chất có khối lượng không đổi • Tách nước cách dùng chất lấy nước, hút nước Ví dụ: Xác định độ ẩm than: sấy than tủ sấy nhiệt độ 105oC 110oC dòng khí nitơ xác định khối lượng nước tách dựa vào độ chênh lệch khối lượng mẫu than trước sau sấy 6/4/2015 LTHT-CNHH Tách nước cách dùng chất lấy nước, hút nước 7.3 Ứng dụng phƣơng pháp: 35 36 – Xác định nước kết tinh hydrat tinh thể bị phân hủy làm nóng dựa sấy nung lượng cân tinh thể hydrat ban đầu nhiệt độ xác định đến có trọng lượng không đổi Ví dụ: + Sấy tinh thể hydrat Bari clorua đạt nhiệt độ 105 oC đến 125oC; + Sấy CuSO4.5H2O cần nhiệt độ 210oC đến 220oC LTHT-CNHH 6/4/2015 % ẩm = (a g m' ) ag 100 m1 m 100 m1 m o Trong ag: khối lượng mẫu, g m’: khối lượng mẫu khô, g m1: khối lượng cốc cân mẫu trước sấy, g m2: khối lượng cốc cân mẫu sau sấy, g mo: khối lượng cốc cân sau sấy điều kiện với mẫu, g LTHT-CNHH 6/4/2015 6/4/2015 7.3 Ứng dụng phƣơng pháp: 7.3 Ứng dụng phƣơng pháp: 37 38 Ví dụ: xác định hàm lượng CO2 mẫu đá vôi, nung mẫu 500oC đến khoảng 600oC đến khối lượng không đổi % CO2 = (a g m' ) ag 100 m1 m 100 m1 m o – Xác định nước kết tinh hydrat tinh thể Trong ag: khối lượng mẫu, g m’: khối lượng mẫu sau nung, g m1: khối lượng cốc cân mẫu trước nung, g m2: khối lượng cốc cân mẫu sau nung, g mo: KLcủa cốc cân sau nung điều kiện với mẫu, g 6/4/2015 LTHT-CNHH – Xác định chất bay thực tương tự cách xác định độ ẩm hay lượng nước kết tinh nhiệt độ cao 6/4/2015 LTHT-CNHH 7.3 Ứng dụng phƣơng pháp: 7.3 Ứng dụng phƣơng pháp: 39 40 – Xác định độ tro hay chất nung (MKN) Thực tương tự cách xác định chất bay Định lƣợng cách tạo tủa với thuốc thử nhiệt độ 600oC đến 1000oC độ tro MKN tính mẫu sấy khô 6/4/2015 LTHT-CNHH 6/4/2015 LTHT-CNHH Cách gấp giấy lọc 42 41 Giấy lọc không tro: loại giấy lọc thƣờng đƣợc xử lý HCl HF Lƣợng tàn sau nung lại khoảng 0,03 – 0,08 Cách xếp giấy lọc để lọc lấy kết tủa mg LTHT-CNHH 6/4/2015 LTHT-CNHH 6/4/2015 6/4/2015 43 Gấp đôi Gấp tư Giấy lọc Gấp tám Bẻ quạt LTHT-CNHH Gấp 16 6/4/2015