MỤC LỤCMỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT .............................................................. 61.1 Nguyên tắc chung........................................................................................ 61.2 Ưu điểm của phương pháp chuẩn độ thể tích ............................................ 71.3 Phạm vi áp dụng và phương pháp nghiên cứu :.......................................... 71.4 Phân loại:..................................................................................................... 71.4.1 Chuẩn độ axit – bazơ ............................................................................... 71.4.2 Chuẩn độ oxi hóa – khử ........................................................................... 81.4.3 Chuẩn độ tạo phức ................................................................................... 91.4.4 Chuẩn độ kết tủa .................................................................................... 101.5 Chuẩn độ complexon................................................................................. 10I.5.1 Sự tạo phức của kim loại – EDTA .......................................................... 10I.5.2 Đường chuẩn độ ..................................................................................... 131.5.3 Các chất chỉ thị trong chuẩn độ compexon. .......................................... 141.5.4 Các phương pháp chuẩn độ complexon................................................. 18CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM................................................................... 232.1. Hóa chất và dụng cụ................................................................................. 232.1.1 Hóa chất:................................................................................................ 232.1.2 Dụng cụ .................................................................................................. 232.2. Pha chế các dung dịch.............................................................................. 232.2.1. Dung dịch NH3 6M............................................................................... 232.2.2. Dung dịch đệm NH3 NH4Cl 1M .......................................................... 232.2.3. Dung dịch đệm CH3COOHCH3COONa nồng độ 2 M ........................ 232.2.4. Dung dịch Ericrom đen T 0,1% ............................................................ 23Cân 0,5 g Eriocrom đen T pha trong 50 mL H2O........................................... 232.3. Pha chế và chuẩn hóa các dung dịch nghiên cứu.................................... 242.3.3 Pha chế và chuẩn hóa dung dịch NiSO4 0,010 M .................................. 242.3.4 Pha chế và chuẩn hóa dung dịch Zn(NO3)2 0,0100 M......................... 252.3.5 Pha chế và chuẩn hóa dung dịch Fe(NO3)3 0,0100M .......................... 26CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ THẢO LUẬN.................................................... 293.1 Chuẩn độ Ni2+ bằng EDTA với phương pháp complexon II. ................... 293.1.1. Chuẩn độ Ni2+ bằng phương pháp complexon với chỉ thị Murexit trongmôi trường NH3 ............................................................................................... 293.1.2 Chuẩn độ ngược Ni2+ trong môi trường amoni với chỉ thị Eriocromđen T................................................................................................................ 323.2 Chuẩn độ EDTA bằng Ni2+ với phương pháp complexon II. ................ 343.2.1. Chuẩn độ EDTA bằng Ni2+ phương pháp complexon với chỉ thị Murexittrong môi trường NH3 ..................................................................................... 343.3 Chuẩn độ Zn2+ bằng EDTA với phương pháp complexon II.................... 363.3.1 Chuẩn độ Zn2+ trong môi trường đệm axetat bằng phương phápcomplexon với chỉ thị PAR.............................................................................. 363.3.2 Chuẩn độ Zn2+ trong môi trường đệm axetat bằng phương phápcomplexon với chỉ thị PAN.............................................................................. 383.4 Chuẩn độ EDTA bằng Zn2+ với phương pháp complexon II................. 403.4.1 Chuẩn độ EDTA bằng Zn2+ phương pháp complexon với chỉ thị PARtrong môi trường đệm axetat........................................................................... 403.4.2 Chuẩn độ EDTA bằng Zn2+ phương pháp complexon với chỉ thị PANtrong môi trường đệm axetat........................................................................... 423.5 . Hệ dung dịch Fe – Zn.............................................................................. 443.5.1 Chuẩn độ hệ hỗn hợp FeZn với chỉ thị PAR trong môi trường đệmaxetat. .............................................................................................................. 443.5.2 Chuẩn độ hệ hỗn hợp FeZn với chỉ thị PAN trong môi trường đệmaxetat. .............................................................................................................. 453.5.3 Kết quả ................................................................................................... 463.5.4 Thảo luận................................................................................................ 473.6 . Hệ dung dịch Cu– Zn. ............................................................................. 483.6.1 Chuẩn độ hệ hỗn hợp Cu – Zn với chỉ thị PAR trong môi trường đệmaxetat ............................................................................................................... 483.6.2 Chuẩn độ hệ hỗn hợp Cu Zn với chỉ thị Murexit trong môi trường NH3... 493.6.3 Kết quả ................................................................................................... 503.6.4 Thảo luận................................................................................................ 513.7 . Hệ dung dịch Al– Zn............................................................................... 513.7.1 Chuẩn độ hệ hỗn hợp Al – Zn với chỉ thị PAR trong môi trường đệmaxetat ............................................................................................................... 513.7.2 Chuẩn độ hệ hỗn hợp Al– Zn với chỉ thị Murexit trong môi trường NH3 .. 523.7.3 Kết quả ................................................................................................... 543.7.4 Thảo luận................................................................................................ 55KẾT LUẬN.................................................................................................... 56TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 58
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI - VÕ THỊ THANH TRÚC NGHIÊN CỨU CÁC THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG ION KẼM VÀ NIKEN THEO PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ TẠO PHỨC VÀ XÂY DỰNG MỘT SỐ BÀI THÍ NGHIỆM TRONG BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI Chuyên ngành: Hóa phân tích Mã số: 60.44.01.18 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HÓA HỌC Giáo viên hướng dẫn: TS Nguyễn Bích Ngân Hà Nội – 10/2015 LỜI CẢM ƠN Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến giảng viên TS Nguyễn Bích Ngân, PGS.TS Đào Thị Phương Diệp thầy cô tổ môn Hóa Phân Tích tận tình giúp đỡ, khích lệ kịp thời thời gian làm việc trường Đại Học sư phạm Hà Nội Ngoài ra, em xin cho em gửi lời cảm ơn đến Ban Giám Hiệu trường ĐH Tây Nguyên, Ban Giám Hiệu trường ĐH Sư Phạm Hà Nội, khoa hóa học trường ĐH Sư Phạm Hà Nội, phòng thực hành hóa phân tích tạo điều kiện cho em học hỏi, trau dồi kiến thức nhằm nâng cao hiểu biết chuyên môn Trong trình làm luận văn này, em nhận giảng dạy bảo tận tình tạo điều kiện tốt nhất, với kính trọng lòng biết ơn sâu sắc, em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới TS Nguyễn Bích Ngân PGS.TS Đào Thị Phương Diệp! Vốn kiến thức thân có hạn, chắn không tránh khỏi thiếu sót, kính mong thầy cô giáo đồng nghiệp thông cảm giúp đỡ, mong thân ngày hoàn thiện Cuối cùng, em xin cảm ơn gia đình, người thân bạn bè ủng hộ, động viên, giúp đỡ để em hoàn thành tốt luận văn Hà Nội, ngày 10 tháng 10 năm 2015 Học viên K23 Võ Thị Thanh Trúc Pha chế dung dịch chuẩn Mg(SO4)2 dung dịch cho phép chuẩn độ tạo phức (dung dịch EDTA, Ni(NO3)2 , Zn(NO3)2, NH3, đệm NH3/NH4Cl,đệm CH3COONa/CH3COOH, dung dịch axit CH3COOH Các dung dịch thị Murexit, Eriocrom đen-T, thuốc thử PAR, thuốc thử PAN ) Chuẩn hóa dung dịch Zn(NO3)2, Ni(NO3)2 , Al(NO3)3 , Cu(NO3)2, Fe(NO3)3 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ NH3 đến trình chuẩn độ Ni2+ dùng thị murexit Khảo sát ảnh hưởng nồng độ NH đến trình chuẩn độ EDTA Ni2+ dùng thị murexit Khảo sát ảnh hưởng thể tích đệm amoni đến trình chuẩn độ ngược Ni2+ dùng thị ET Khảo sát ảnh hưởng thể tích đệm axetat đến trình chuẩn độ Zn 2+ dùng thị PAR Khảo sát ảnh hưởng thể tích đệm axetat đến trình định lượng Zn 2+ dùng thị PAN Khảo sát ảnh hưởng thể tích đệm axetat đến trình chuẩn độ EDTA Zn2+ dùng thị PAR Khảo sát ảnh hưởng thể tích đệm axetat đến trình chuẩn độ EDTA Zn2+ dùng thị PAN Khảo sát ảnh hưởng tỉ lệ thể tích hệ hỗn hợp Fe – Zn với thị PAR, PAN Khảo sát ảnh hưởng tỉ lệ thể tích hệ hỗn hợp Cu – Zn với thị PAR, Murexit Khảo sát ảnh hưởng tỉ lệ thể tích hệ hỗn hợp Al – Zn với thị PAR, Murexit MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG MỞ ĐẦU Hóa học môn khoa học thực nghiệm Thực nghiệm giúp người học củng cố lý thuyết, hình thành phát triển kĩ thực hành, khả tư sáng tạo Thực nghiệm kiểm chứng lý thuyết, tạo niềm tin khoa học, từ giúp người học thêm hứng thú học tập nghiên cứu Trong dạy học Hóa học phổ thông, thí nghiệm đóng vai trò đặc biệt quan trọng, chưa ý mức Học sinh chủ yếu cung cấp kiến thức lý thuyết, phần thực hành Tâm lý học sinh ngại học khó áp dụng hóa học vào sống phổ biến Do đó, thực nghiệm hóa học phổ thông cần phải đẩy mạnh đầu tư nhiều Trong công tác bồi dưỡng học sinh giỏi năm qua, việc dạy học thực hành hóa học chưa trọng mức Yêu cầu nội dung thi chọn học sinh giỏi Hóa học tỉnh Quốc gia trước năm 2011 chưa đề cập tới phần thực hành Trong kì thi Olympic Hóa học quốc tế (IChO), phần thực hành có thực hành hóa phân tích, tổng hợp vô cơ, hữu cơ, nên khó khăn cho em học sinh đội tuyển Việt Nam Bắt đầu từ năm học 2011-2012, theo Quy chế thi chọn Học sinh giỏi cấp Quốc gia ban hành theo Thông tư số 56/2011/TT-BGDĐT ngày 25/11/2011, kỳ thi chọn học sinh giỏi Quốc gia có thêm phần thực hành môn Vật lý, Hóa học, Sinh học Năm học 2011-2012, phần thi thực hành môn thực thông qua phương thức thi viết ( viết phương án thực hành) Bắt đầu từ năm học 2012-2013, phần thi thực hành thức áp dụng kì thi chọn học sinh giỏi Quốc gia Trong thi Olympic hóa học quốc tế (IChO) lại bao gồm hai phần lý thuyết thực hành Cụ thể khảo sát đề thi Olympic hóa học quốc tế (IChO) từ năm 1996-2015 Kết thống kê số lượng thực hành có phương pháp chuẩn độ thể tích trình bày bảng sau: Phương pháp chuẩn độ Chuẩn độ tạo phức Số lần 10 Chuẩn độ Axit- Bazơ Chuẩn độ oxi hóa khử 13 Chuẩn độ kết tủa Lần thi IChO 29; 32; 33; 36;40; 42;44; 46; 47 38 28; 30; 31; 32; 33; 36; 41; 42; 43; 44; 46; 47 40 Theo kết khảo sát phần thi thực hành 20 lần thi IChO có đến 26 tập có phần chuẩn độ thể tích, có đến 10 tập chuẩn độ tạo phức Giới thiệu số đề thi Olympic hóa học quốc tế (IchO) có phần chuẩn độ tạo phức : * Bài tập IChO lần thứ 45 (2013) Xác định hàm lượng đồng kẽm phương pháp chuẩn độ tạo phức A a) Hòa tan hợp kim Cân xác khoảng 250 mg mẫu hợp kim brass cho vào cốc thủy tinh Chú ý mẫu hợp kim sử dụng dung dịch gồm ion Cu 2+ b) Zn2+ với nồng độ giới thiệu phần Cho từ từ mL dung dịch HNO đặc vào cốc đựng mẫu hợp kim (thí nghiệm c) d) nên tiến hành tủ hút để hạn chế ảnh hưởng khí NO2) Đun nóng từ từ bếp điện để hòa tan hợp kim Khi mẫu hợp kim tan hoàn toàn, làm bay dung dịch đến gần khô để loại bỏ dư lượng axit (không nên làm bay hoàn toàn đến thu muối khan, trình thủy phân xảy Nếu có trình thủy phân xảy ra, thêm lượng nhỏ dung dịch axit HCl để hòa tan kết tủa) Làm nguội cốc từ từ e) đến nhiệt độ phòng Hòa tan muối thu cốc nước cất chuyển vào bình định mức 100 mL định mức đến vạch B f) Xác định tổng hàm lượng Cu2+ Zn2+ Lấy xác 10 mL dung dịch mẫu vào bình tam giác 100 mL, thêm vào bình 20 mL nước cất, 5mL dung dịch đệm axetat thêm giọt dung dịch g) thị PAR, lắc để trộn Chuẩn độ dung dịch bình dung dịch EDTA chuẩn, nồng độ 0,05 M dung dịch đổi từ màu xanh tím sang màu xanh nước biển màu xanh vàng (Nếu dùng thị Xylenol da cam màu chuyển từ đỏ sang C h) màu xanh cây) Làm lại thí nghiệm thêm lần Xác định hàm lượng Zn2+ Lấy xác 10 mL dung dịch mẫu vào bình tam giác 100 mL, thêm vào bình 10 mL nước cất, mL dung dịch đệm axetat, mL dung dịch Na 2S2O3 i) thêm giọt dung dịch thị PAR, lắc để trộn Chuẩn độ dung dịch bình dung dịch EDTA chuẩn, nồng độ 0,05 M dung dịch đổi từ màu đỏ sang màu vàng (Nếu dùng thị D j) Xylenol da cam màu tương tự) Xác định Cu2+ Thể tích cần thiết dùng để chuẩn độ lượng Cu 2+ tính cách lấy thể tích dùng thí nghiệm B (chuẩn độ Cu 2+ Zn2+) trừ thể tích dùng thí nghiệm C (dùng chuẩn độ riêng lượng Zn2+) Câu hỏi phân tích số liệu • • Viết cân phương trình phản ứng xảy khi: Hòa tan hợp kim axit nitric Chuẩn đồng kẽm Na2H2EDTA Giải thích dùng dung dịch Na2S2O3 để che ion Cu2+, viết phương trình phản ứng minh họa Tại phải giữ pH dung dịch khoảng 5-6 Tính phân số nồng độ ion H2EDTA2- pH = Cho biết EDTA axit yếu có số phân li axit sau : K = 1,0x10-2; K2 = 2,1x10-3 ; K3 = 6,9x10-7 ; K4 = 5,5x10-11 Thiết lập công thức tính nồng độ Cu 2+ Zn2+ dung dịch cần chuẩn độ Tính tỉ lệ khối lượng Cu Zn hợp kim * Bài tập IChO lần thứ 47 (2015) Lấy 10 mL dung dịch Ni2+ vừa chuẩn bị vào eclen Điều chỉnh pH = 10 đệm NH3-NH4+ (hết 4-6 mL) thêm 10 mL dung dịch chuẩn Na 2H2EDTA (lấy từ buret) Thêm 20 – 30 mg Eriocrom đen T, lúc dung dịch màu xanh Chuẩn bị buret chứa MgSO4, đọc vạch ban đầu Chuẩn độ dung dịch hỗn hợp dung dịch chuyển sang màu đỏ mận bền Đọc vạch sau dùng chuẩn độ Lặp lại phép chuẩn độ thu kết lặp Tính lượng Na2H2EDTA dùng để chuẩn độ Ni2+ dựa vào tổng lượng Na2H2EDTA cho vào lượng MgSO4 dùng để chuẩn độ Do với mục đích xây dựng thí nghiệm hoàn chỉnh, giúp tập huấn kĩ thực hành bồi dưỡng Học sinh giỏi mà giúp minh họa phương pháp tính chất, chất hóa học phương pháp Bước đầu chọn phương pháp chuẩn độ tạo phức phép chuẩn độ phổ biến sử dụng 10/20 lần kì thi HSGQT từ năm 19962015 để xây dựng thí nghiệm Do chọn tên đề tài là: “ Nghiên cứu thí nghiệm xác định hàm lượng ion kẽm niken theo phương pháp chuẩn độ tạo phức xây dựng số thí nghiệm bồi dưỡng học sinh giỏi” Nội dung đề tài thực dựa thực hành sử dụng cho giảng dạy, đào tạo HSGQG, sinh viên khoa hóa học Nội dung gồm công việc sau: Pha chế dung dịch chuẩn Mg(SO4)2 dung dịch cho phép chuẩn độ tạo phức (dung dịch EDTA, Ni(NO3)2 , Zn(NO3)2, NH3, đệm NH3/NH4Cl,đệm CH3COONa/CH3COOH, dung dịch axit CH3COOH Các dung dịch thị Murexit, Eriocrom đen-T, thuốc thử PAR, thuốc thử PAN ) Chuẩn hóa dung dịch Zn(NO3)2, Ni(NO3)2 , Al(NO3)3 , Cu(NO3)2, Fe(NO3)3 10 Hình 3.8: Màu dung dịch (từ trái sang phải) trước cho thị, trước sau điểm kết thúc chuẩn độ Thí nghiệm : Thêm z mL EDTA 0,0100M vào bình, sau thêm 1,5 mL dung dịch đệm axetat giọt thuốc thử PAR, lắc Chuẩn độ dung dịch Cu2+ 0,01033 M đến dung dịch chuyển từ màu vàng sang màu đỏ Hình 3.9: Màu dung dịch (từ trái sang phải) trước cho thị, trước sau điểm kết thúc chuẩn độ 3.5.2 Chuẩn độ hệ hỗn hợp Fe-Zn với thị PAN môi trường đệm axetat 3.5.2.1 Nguyên tắc (1) (2) Che Fe để xác định Zn2+ EDTA Chuẩn độ ngược lượng EDTA dư Cu2+ từ tính nồng độ Zn2+ 51 Trong nồng độ Fe, Zn thay đổi để tìm tỉ lệ thích hợp 3.5.2.2 Các phản ứng Phản ứng che Fe3+ = pyrophotphhat P2O74Fe3+ + 2P2O74- → [Fe(P2O7)2]53.5.2.3 Cách tiến hành: Lấy bình chuẩn độ lượng x ml Fe3+ y ml Zn2+ Thí nghiệm : Thêm mL pyrophotphat có công thức Na 4P2O7 để che ion Fe3+, lắc Sau thêm 1,5 mL dung dịch đệm axetat giọt thuốc thử PAN Chuẩn độ Zn2+ dung dịch EDTA đến dung dịch chuyển từ màu hồng sang màu vàng Ghi thể tích, lặp lại lần Hình 3.10: Màu dung dịch (từ trái sang phải) trước sau điểm kết thúc chuẩn độ Thí nghiệm : Thêm z mL EDTA 0,0100M vào bình, sau thêm 1,5 mL dung dịch đệm axetat giọt thuốc thử PAN, lắc Chuẩn độ dung dịch Cu2+ 0,01033 M đến dung dịch chuyển từ màu vàng sang màu hồng tím Ghi thể tích, lặp lại lần 52 Hình 3.11: Màu dung dịch (từ trái sang phải) trước cho thị, trước sau điểm kết thúc chuẩn độ 3.5.3 Kết Kết trình bày bảng 3.7 Bảng 3.7 Bảng kết chuẩn độ hỗn hợp Fe-Zn với thuốc thử PAR, PAN (= 0,00999 M; = 0,01033 M; CEDTA= 0,0100 M; = 0,00995 M) Hệ Thí nghiệm V1(ml)EDTA x(ml) TN1 y(ml) V1i LT Sai số tương đối (q%) LT Sai số tương đối (q%) 4,44.10-3 5,53.10-3 -4,1 -4,0 5,01.10-3 5,00.10-3 -1,8 4,98.10-3 -0,6 4,37.10-3 5,55.10-3 +1,1 4,42.10-3 -1,1 5,56.10-3 4,44.10-3 5,53.10-3 Thí nghiệm V EDTA (z ml) V2 (ml) Cu2+ V2i 7,67 7,00 7,05 7,07 7,05 TN2 Thuốc thử PAR 10 10 10 10 7,65 7,70 7,65 9,80 9,85 9,80 9,90 9.90 9.85 Thuốc thử PAN 10 7,85 7,85 53 4,26.10-3 25 9,82 4,91.10-3 25 9,88 5,49.10-3 25 4,36.10-3 25 7,85 5,15 5,15 5,17 5,20 7,10 7,15 7,13 7,15 7,05 7,07 7,05 5,75.10-3 10 10 10 7,85 7,10 9,85 9,85 9,83 9,80 10,10 10,1 10,12 10,15 5,25 5,20 5,23 5,25 7,05 7,00 7,02 7,00 4,92.10-3 25 5,62.10-3 25 +1,8 -0,54 4,98.10-3 5,00.10-3 +1,6 4,98.10-3 4,17.10-3 5,55.10-3 -1,2 4,42.10-3 +5,6 3.5.4 Thảo luận Kết chuẩn độ cho thấy + Với thị PAR tỉ lệ Fe 3+: Zn2+ = 8:10 thu kết tốt sai số nhỏ ( 1,1%) + Với thị PAN tỉ lệ Fe3+: Zn2+ = 10:10 thu kết tốt sai số nhỏ ( 1,6%) 3.6 Hệ dung dịch Cu– Zn 3.6.1 Chuẩn độ hệ hỗn hợp Cu – Zn với thị PAR môi trường đệm axetat 3.6.1.1 Nguyên tắc Trong hệ hỗn hợp ion : thực phép chuẩn độ (1) (2) Chuẩn độ tổng Cu Zn từ tính nồng độ Cu Che Cu để xác định Zn2+ EDTA Trong nồng độ Cu, Zn thay đổi để tìm tỉ lệ thích hợp 3.6.1.2 Các phản ứng Phản ứng che Cu2+ = Na2S2O3 Cu2+ + 3S2O32- → [Cu(S2O3)3]4- (lgβ = 13,84) 3.6.1.3 Cách tiến hành Lấy bình chuẩn độ lượng x ml Cu2+ y ml Zn2+ Thí nghiệm : Thêm 1,5 mL dung dịch đệm axetat giọt thị PAR Chuẩn độ hỗn hợp Cu-Zn dung dịch EDTA đến dung dịch chuyển từ màu đỏ vang sang màu xanh úa 54 Hình 3.10: Màu dung dịch (từ trái sang phải) trước cho thị, trước sau điểm kết thúc chuẩn độ Thí nghiệm : Thêm mL natrithiosunfat có công thức Na2S2O3 để che ion Cu2+ , lắc Sau thêm 1,5 mL dung dịch đệm axetat giọt thị PAR Chuẩn độ Zn2+ dung dịch EDTA đến dung dịch chuyển từ màu đỏ vang sang màu vàng Ghi thể tích, lặp lại lần Hình 3.11: Màu dung dịch (từ trái sang phải) trước cho thị, trước sau điểm kết thúc chuẩn độ 3.6.2 Chuẩn độ hệ hỗn hợp Cu - Zn với thị Murexit môi trường NH3 3.6.2.1 Nguyên tắc Trong hệ hỗn hợp ion : thực phép chuẩn độ 55 Chuẩn độ tổng Cu Zn từ tính nồng độ Cu Trong nồng độ Cu, Zn thay đổi để tìm tỉ lệ thích hợp 3.6.2.2 Cách tiến hành: Lấy bình chuẩn độ lượng x ml Cu2+ y ml Zn2+ Thí nghiệm : Thêm 1,5 mL dung dịch NH 6M giọt thị Murexit Chuẩn độ hỗn hợp Cu-Zn dung dịch EDTA đến dung dịch chuyển từ màu vàng sang màu tím Ghi thể tích, lặp lại lần Hình 3.12: Màu dung dịch (từ trái sang phải) trước cho thị, trước sau điểm kết thúc chuẩn độ 3.6.3 Kết Kết trình bày bảng 3.8 Bảng 3.8 Bảng kết chuẩn độ hỗn hợp Cu-Zn với thuốc thử PAR, Murexit (= 0,00999 M; = 0,01033 M; CEDTA= 0,0100 M) Hệ Thí nghiệm V1(ml)EDTA x(ml) y(ml) V1i TN1 Thí nghiệm LT Sai số tương đối (q%) V2(ml)EDTA TN2 V2i LT Sai số tương đối (q%) Chỉ thị PAR 10 10 56 10 18,35 8,10 8,10 8,05 8,08 10,05 10,10 10,10 10,08 4,49.10-3 5,04.10-3 18,40 18,40 20,5 20,5 20,55 4,44.10-3 5,74.10-3 -1,3 +1,04 5,00.10-3 -0,8 5,17.10-3 -0,2 18,38 5,68.10-3 20,52 5,18.10-3 10 10,10 10,15 10,10 10,03 5,57.10-3 18,40 18,40 18,42 4,64.10-3 18,45 5,55.10-3 -0,4 4,59.10-3 -1,1 4,44.10-3 5,74.10-3 -1,3 +4,0 20,23 5,03.10-3 5,00.10-3 -0,8 5,17.10-3 +2,7 17,95 17,95 17,98 4,40.10-3 18,00 5,55.10-3 -0,4 4,59.10-3 +4,1 Chỉ thị Murexit 10 10 10 18,05 18,05 18,07 5,51.10-3 18,10 20,25 20,25 20,20 10 3.6.4 Thảo luận Kết chuẩn độ cho thấy + Với thị PAR tỉ lệ Cu 2+: Zn2+ = 10:8; 10:10 ; 8:10 thu kết tốt sai số nhỏ ( 1,3%) + Với thị Murexit tỉ lệ Cu2+: Zn2+ = 10:10 thu kết tốt sai số nhỏ ( 2,7%) 3.7 Hệ dung dịch Al– Zn 3.7.1 Chuẩn độ hệ hỗn hợp Al – Zn với thị PAR môi trường đệm axetat 3.7.1.1 Nguyên tắc Trong hệ hỗn hợp ion : thực phép chuẩn độ (1) (2) Che Al3+ để xác định Zn2+ EDTA Chuẩn độ ngược lượng EDTA dư Fe3+ từ tính nồng độ Zn2+ Trong nồng độ Al, Zn thay đổi để tìm tỉ lệ thích hợp 3.7.1.2 Các phản ứng Phản ứng che Al3+ = NaF Al3+ + F- → AlF623.7.1.3 Cách tiến hành: Lấy bình chuẩn độ lượng x ml Al3+ y ml Zn2+ 57 Thí nghiệm : Thêm mL natriflorua có công thức NaF để che ion Al3+, lắc Sau thêm 1,5 mL dung dịch đệm axetat giọt thuốc thử PAR Chuẩn độ Zn2+ dung dịch EDTA đến dung dịch chuyển từ màu đỏ vang sang màu vàng Ghi thể tích, lặp lại lần Hình 3.13: Màu dung dịch (từ trái sang phải) trước sau điểm kết thúc chuẩn độ Thí nghiệm : Thêm z mL EDTA 0,0100M vào bình, sau thêm 1,5 mL dung dịch đệm axetat giọt thuốc thử PAR Chuẩn độ dung dịch Fe3+ 0,00995 M đến dung dịch chuyển từ màu vàng sang màu đỏ vang Ghi thể tích, lặp lại lần Hình 3.14: Màu dung dịch (từ trái sang phải) trước sau điểm kết thúc chuẩn độ 58 3.7.2 Chuẩn độ hệ hỗn hợp Al – Zn với thị Murexit môi trường NH3 3.7.2.1 Nguyên tắc Trong hệ hỗn hợp ion : thực phép chuẩn độ Che Al3+ để xác định Zn2+ EDTA Trong nồng độ Al, Zn thay đổi để tìm tỉ lệ thích hợp 4.7.2.2 Các phản ứng Phản ứng che Al3+ = NaF Al3+ + F- → AlF6234.7.2.3 Cách tiến hành: Lấy bình chuẩn độ lượng x ml Al3+ y ml Zn2+ Thí nghiệm : Thêm mL natriflorua có công thức NaF để che ion Al3+, lắc Sau thêm 1,5 mL dung dịch NH 6M giọt thuốc thử Murexit Chuẩn độ Zn2+ dung dịch EDTA đến dung dịch chuyển từ màu vàng da cam sang màu tím Ghi thể tích, lặp lại lần Hình 3.15: Màu dung dịch (từ trái sang phải) trước sau điểm kết thúc chuẩn độ 59 60 3.7.3 Kết Kết trình bày bảng 3.9 Bảng 3.9 Bảng kết chuẩn độ hỗn hợp Al-Zn với thuốc thử PAR,Murexit (= 0,00999 M; = 0,00995 M; CEDTA= 0,0100 M; = 0,00990 M) Hệ Thí nghiệm V1(ml)EDTA TN1 x(ml) y(ml) V1i LT Sai số tương đối (q %) Thí nghiệm V EDTA (z ml) V2 (ml) Fe3+ V2i LT Sai số tương đối (q %) TN2 Thuốc thử PAR 8,10 8,15 8,10 10 10 10,15 10,10 10,10 10,12 5,06.10-3 25 4,95 4,95 5,00 10 10,10 10,10 10,05 10,08 5,60.10-3 25 7,10 7,10 7,05 10 8,12 4,51.10-3 25 7,05 7,00 7,00 7,02 4,97 7,08 4,44.10-3 5,50.10-3 -1,6 +1,3 4,91.10-3 5,00.10-3 -1,2 4,95.10-3 +0,8 4,33.10-3 5,55.10-3 -0,9 4,40.10-3 +1,6 4,44.10-3 5,50.10-3 -1,8 +1,5 5,00.10-3 -1,4 4,95.10-3 +1,01 5,43.10-3 Thuốc thử Murexit 10 10 10 61 8,15 8,15 8,10 8,13 10,15 10,15 10,10 10,13 4,52.10-3 5,07.10-3 25 25 5,42.10-3 4,90.10-3 10 10,15 10,10 10,10 10,12 5,62.10-3 25 4,29.10-3 5,55.10-3 -1,2 4,40.10-3 +2,5 3.7.4 Thảo luận Kết chuẩn độ cho thấy + Với thị PAR tỉ lệ Al3+: Zn2+ = 10:8; 10:10 ; 8:10 thu kết tốt sai số nhỏ ( 1,6%) + Với thị Murexit tỉ lệ Al3+: Zn2+ = 10:10 thu kết tốt sai số nhỏ ( 1,4%) 62 KẾT LUẬN Sau thời gian tiến hành thực nghiệm nghiên cứu phản ứng chuẩn độ tạo phức, thu số kết quan trọng sau: Đã nắm rõ chi tiết quy trình chuẩn bị thực hành phân tích định lượng phép chuẩn độ thể tích: - Cân pha chất chuẩn - Chuẩn hóa dung dịch NiSO4…… - Chuẩn bị mẫu phân tích tiến hành chuẩn độ Đã khảo sát ảnh hưởng nồng độ NH đến trình chuẩn độ Ni2+ với thị Murexit phương pháp complexon: nồng độ NH tối ưu nằm khoảng 3,00 M đến 0,0594 M (Tương đương từ 0,1 mL đến 10,0 mL NH 6M với 10,0 mL dung dịch mẫu) cho kết tốt Đã khảo sát ảnh hưởng nồng độ NH đến trình chuẩn độ EDTA Ni2+ với thị Murexit : nồng độ NH tối ưu nằm khoảng 1,385 M đến 0,545 M (Tương đương từ 1,0 mL đến 3,0 mL NH 6M với 10,0 mL dung dịch mẫu) cho kết tốt Đã khảo sát ảnh hưởng thể tích đệm amoni đến trình chuẩn độ ngược Ni2+ EDTA Mg2+ với thị Eriocrom đen T : thể tích đệm amoni nằm khoảng từ 4,0 mL đến 10,0 mL Đã khảo sát ảnh hưởng đệm axetat đến trình chuẩn độ Ni 2+ với thị PAR : thể tích đệm axetat tối ưu nằm khoảng 2,0 mL đến 10,0 mL cho kết tốt Đã khảo sát ảnh hưởng đệm axetat đến trình chuẩn độ Ni 2+ với thị PAN: thể tích đệm axetat tối ưu nằm khoảng 3,0 mL đến 10,0 mL cho kết tốt Đã khảo sát ảnh hưởng đệm axetat đến trình chuẩn độ EDTA Ni 2+ với thị PAR : thể tích đệm axetat tối ưu nằm khoảng 3,0 mL đến 10,0 mL cho kết tốt 63 Đã khảo sát ảnh hưởng đệm axetat đến trình chuẩn độ EDTA Ni 2+ với thị PAN : thể tích đệm axetat làm sai số tương đối cao Do với thí nghiệm chuẩn độ Zn2+ EDTA, không làm ngược lại với thị PAN Đã khảo sát ảnh hưởng tỉ lệ thể tích hệ hỗn hợp hai kim loại Fe – Zn : + Với thị PAR tỉ lệ Fe 3+: Zn2+ = 8:10 thu kết tốt sai số nhỏ ( 1,1%) + Với thị PAN tỉ lệ Fe3+: Zn2+ = 10:10 thu kết tốt sai số nhỏ ( 1,6%) 10.Đã khảo sát ảnh hưởng tỉ lệ thể tích hệ hỗn hợp hai kim loại Cu – Zn : + Với thị PAR tỉ lệ Cu 2+: Zn2+ = 10:8; 10:10 ; 8:10 thu kết tốt sai số nhỏ ( 1,3%) + Với thị Murexit tỉ lệ Cu2+: Zn2+ = 10:10 thu kết tốt sai số nhỏ ( 2,7%) 11.Đã khảo sát ảnh hưởng tỉ lệ thể tích hệ hỗn hợp hai kim loại Al – Zn : + Với thị PAR tỉ lệ Al3+: Zn2+ = 10:8; 10:10 ; 8:10 thu kết tốt sai số nhỏ ( 1,6%) + Với thị Murexit tỉ lệ Al3+: Zn2+ = 10:10 thu kết tốt sai số nhỏ ( 1,4%) Sau trình làm việc tích cực tập trung, em hoàn thành nội dung đề tài, song thời gian có hạn kinh nghiệm chưa nhiêu, luận văn khống tránh sơ sót khiếm khuyết Em mong nhận nhận xét , góp ý, dẫn thầy cô giáo bạn đồng nghiệp để bổ sung, hoàn thiện cho luận văn TÀI LIỆU THAM KHẢO 64 [1] Nguyễn Tinh Dung (2013), Hóa học phân tích phần I : Cân ion dung dịch, NXBĐHSP [2] ] Nguyễn Tinh Dung (2009), Hóa học phân tích phần II : Các phản ứng ion dung dịch, NXBGD [3] Nguyễn Tinh Dung (2009), Hóa học phân tích phần III : Các phương pháp định lượng hóa học, NXBGD [4] Đào Thị Phương Diệp, Đỗ Văn Huê (2014), Giáo trình hóa học phân tích: Cơ sở phân tích định lượng hóa học, NXBĐHSP [5] Nguyễn Thị Thu Nga (2012), Giáo trình hóa học phân tích - Hướng dẫn thực hành, NXBĐHSP [6] Tài liệu chuẩn bị IChO từ 1996 - 2015 65 [...]... màu vàng sang màu tím 1.5.4 Các phương pháp chuẩn độ complexon Có 4 phương pháp chuẩn độ complexon: + Chuẩn độ trực tiếp + Chuẩn độ gián tiếp + Chuẩn độ ngược + Chuẩn độ thế 1.5.4.1 Chuẩn độ trực tiếp * Nguyên tắc chuẩn độ - Thiết lập pH chuẩn độ thích hợp bằng một hệ đệm, sau đó thêm dung dịch chuẩn (EDTA) bằng buret đến đổi màu dung dịch 23 - Thêm chất tạo phức phụ (nếu cần) để ngăn chặn sự tạo phức. .. độ tạo phức phổ biến nhất là phương pháp chuẩn độ complexon dựa trên việc sử dụng các axit aminopolicacboxylic làm thuốc thử tạo phức để chuẩn độ các ion kim loại 1.4.3.1 Nguyên tắc phương pháp: dựa trên việc sử dụng phản ứng tạo phức M+pL MLp 1.4.3.2 Phân loại các phương pháp chuẩn độ phức chất : Phương pháp chuẩn độ bạc: a) Ag+ + 2CN - [Ag(CN)2] - b) Phương pháp chuẩn độ thủy ngân (II): Hg2+ + 2 X... nghiệm chuẩn độ complexon để xác định nồng độ Ni2+, Zn2+ dùng một số chỉ thị thông dụng Chúng tôi nghiên cứu các thí nghiệm như bảng 3.1 Phần 1 Hệ một ion kim loại 3.1 Chuẩn độ Ni2+ bằng EDTA với phương pháp complexon II 34 3.1.1 Chuẩn độ Ni2+ bằng phương pháp complexon với chỉ thị Murexit trong môi trường NH3 3.1.1.1 Nguyên tắc chuẩn độ trong môi trường bazơ (NH 3) dùng chỉ thị Murexit Trong thí nghiệm. .. Các kết quả nghiên cứu sẽ được áp dụng cho quá trình thực hành của học sinh, sinh viên 12 Các kết quả nghiên cứu được thực hiện theo phương pháp chuẩn độ trực tiếp các ion kim loại trong dung dịch nghiên cứu bằng dung dịch chuẩn EDTA (Etilen Điamin Tetraaxetic) 1.4 Phân loại: 1.4.1 Chuẩn độ axit – bazơ 1.4.1.1 Đặc điểm : - Dùng phương pháp này để xác định nồng độ axit, bazơ - Là phương pháp phân tích... sai số đến mức thấp nhất 1.2 Ưu điểm của phương pháp chuẩn độ thể tích + + + + + + Hóa chất dễ kiếm, rẻ tiền Màu sắc phong phú Chỉ thị nhiều Độ nhạy cao Độ chính xác cao Độ chọn lọc cao 1.3 Phạm vi áp dụng và phương pháp nghiên cứu : Đề tài này chỉ áp dụng với các phép chuẩn độ tạo phức trong đào tạo HSGQG , sinh viên Hóa học, phòng thí nghiệm của các nhà máy sản xuất công nghiệp và công ty dược Các. .. thúc chuẩn độ hoặc điểm dừng chuẩn độ Trong thực tế, điểm dừng chuẩn độ có thể không trùng với điểm tương đương và điều đó gây ra sai số chuẩn độ Sai số chuẩn độ thường do hai yếu tố: - Do sử dụng chất chỉ thị không thích hợp ( sai số chỉ thị) Do kĩ thuật chuẩn độ : sử dụng các pipet, buret không đúng, giọt dung dịch ở buret ra quá lớn… Trong các phương pháp phân tích thể tích, phải nghiên cứu các yếu... có một giá trị pH mà ở đó sự tạo phức và tốt nhất (gọi là pH tối ưu) Để có được giá trị pH tối ưu, các phép chuẩn độ tạo phức thường tiến hành khi có mặt các chất tạo phức phụ để duy trì pH xác định, nhằm tránh sự tạo kết tủa hidroxit kim loại cũng như là cơ sở để chọn chỉ thị cho phép chuẩn độ một cách thích hợp Các phản ứng diễn ra trong quá trình chuẩn độ tạo phức như sau: Sự phân li của EDTA: H4Y... [M]’) Trong đó: q: sai số chuẩn độ (2) Từ (1) và (2) ta có phương trình tính [M]’ tại các thời điểm bất kỳ: 1 C V C o V0 ' + q 0 0 .[ M ]' 1 V + V0 β' V + Vo β [M]’2+ - =0 Như vậy, đường chuẩn độ của phép chuẩn độ trực tiếp ion kim loại sẽ có dạng sau: Hình 1 Đường chuẩn độ của ion kim loại Mn+ bằng EDTA 19 1.5.3 Các chất chỉ thị trong chuẩn độ compexon Các chất chỉ thị trong chuẩn độ complexon... Đường chuẩn độ Dựa vào những phản ứng trên, có thể thấy việc tính cân bằng khi chuẩn độ tạo phức là rất phức tạp Và để đơn giản hơn cho quá trình tính đường chuẩn β' độ, người ta sử dụng phương pháp gần đúng dựa trên hằng số bền điều kiện : 18 [ MY ] β' = ' ' [ M ] [ Y ] ' (1) Trong đó: [MY]’ = nồng độ các dạng tồn tại của phức giữa ion kim loại với EDTA [M]’ = tổng nồng độ các dạng tồn tại của ion kim... HgX2 (X - = Cl -, Br -) c) Phương pháp chuẩn độ complexon: Mn+ + Complexon 1.4.4 Chuẩn độ kết tủa 15 Complexonat kim loại 1.4.4.1 Nguyên tắc phương pháp: dựa trên việc sử dụng phản ứng kết tủa: n Mm+ + m Rn- MnRm↓ ; TMnRm = [M]n.[R]m 1.4.4.2 Các phương pháp chuẩn độ kết tủa : Phương pháp chuẩn độ thủy ngân (I): - Hg22+ + 2 X- (X- = Cl-, Br -, I-) Hg2X2; Phương pháp chuẩn độ kẽm: - K2Zn3[Fe(CN)6]2↓ +