Phương pháp chuẩn độ kết tủa

Các yếu tố ảnh hưởng đến độ tan của tủa 15 LTHT-CNHH K LTHT-CNHH K K 17 LTHT-CNHH Ứng dụng: Để kết tủa hoàn toàn ion nào đó thì khi tiến hành kết tủa người ta thường dùng dư thuốc thử io

Trang 1

CHƯƠNG 5:

PHƯƠNG PHÁP CHUẨN

ĐỘ TẠO TỦA

PHÂN

TÍCH

ĐỊNH

LƯỢNG

GV: LÊ THỊ HỒNG THÚY

1

LTHT-CNHH

NỘI DUNG

5.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA PHƯƠNG PHÁP

5.1.1 Tích số tan – Điều kiện tạo tủa 5.1.2 Độ tan - Quan hệ giữa độ tan và tích số tan 5.1.3 Cácyếu tố ảnh hưởng đến độ tan của tủa

5.2 NỘI DUNG PHƯƠNG PHÁP

5.2.1 Các yêu cầu đối với phản ứng kết tủa 5.2.2 Ứng dụng

2

LTHT-CNHH

5.1.1 Tích số tan – Điều kiện tạo tủa

Khi thêm dd NaCl vào dd AgNO3thì phản ứng xảy ra tạo

thành chất ít tan AgCl:

NaCl + AgNO3  AgCl  +NaNO3

(PT rút gọn: Ag++ Cl- AgCl  )

Ksp = [Ag+][Cl-]

Tổng quát: đối với chất ít tan có công thức AnBm:

AnBm nA + mB

Ksp=[A]n[B]m

1 Quy luật Tích số tan: 3

LTHT-CNHH

Tổng quát: đối với chất ít tan có công thức AnBm:

AnBm nA + mB

Ksp = [A]n[B]m

Ví dụ : Thiết lập tích số tan của:

1 CaSO4 Ca2+ + SO4

2-2 Ag3PO4 3 Ag+ +PO4

3-3 PbI2.

1 Quy luật Tích số tan:

Ksp = [Ca2+][SO42-]

Ksp = [Ag+]3[PO43-]

Ksp = [Pb2+][I-]2

4

LTHT-CNHH

 Ở T xác định, trong dd bão hoà của chất điện ly ít

tan Tích nồng độ của các ion với lũy thừa là các hệ

số tương ứng luôn là một hằng số, hằng số đó gọi là

tích số tan.

 Ký hiệu: Ksp

 Quy ước: pKsp= – lgKsp

2 Định luật tích số tan: 5

LTHT-CNHH

3 Điều kiện tạo tủa

6

LTHT-CNHH

Trang 2

Ví dụ :Trộn hai thể tích bằng nhau của dd Pb(NO3)210-3M và dd KI

10-3M Hỏi có kết tủa PbI2xuất hiện hay không? Biết KPbI2= 10-8,81

Giải: Khi trộn hai thể tích bằng nhau thì:

CPb(NO3)2= 10-3: 2 = 5.10-4M

CKI=10-3:2 = 5.10-4M

Pb(NO3)2= Pb2++ 2NO3-  CPb= 5.10-4M

KI = K+ + I-  CI-= 5.10-4M

Pb2++ 2 I-= PbI2  [Pb2+][I-]2= 5.10-4.(5.10-4)2

= 10-9,9< KPbI2= 10-8,81

 Không xuất hiện kết tủa.

7

LTHT-CNHH

Ví dụ :Trộn hai thể tích bằng nhau của ddPb(NO3)210-3Mvà ddKI 0,1M Hỏi có kết tủa PbI2xuất hiện hay không? Biết KPbI2= 10-8,81

Giải: Khi trộn hai thể tích bằng nhau thì:

CPb(NO3)2= 10-3: 2 = 5.10-4M /

CKI=10-1:2 = 0,05 M Pb(NO3)2= Pb2++ 2NO3-  CPb= 5.10-4M

KI = K+ + I-  CI-= 0,05M

Pb2++ 2 I-= PbI2  [Pb2+][I-]2= 5.10-4.(0,05)2

=10-5,9> KPbI2= 10-8,81

8

LTHT-CNHH

NỘI DUNG

5.1.1 Tích số tan – Điều kiện tạo tủa

5.1.2 Độ tan - Quan hệ giữa độ tan và tích số tan

5.1.3 Cácyếu tố ảnh hưởng đến độ tan của tủa

5.2.1 Các yêu cầu đối với phản ứng kết tủa

5.2.2 Ứng dụng

9

LTHT-CNHH

 Độ tan (S) của một chất là nồng độ của chất đó trong dd bão hòa, ở nhiệt độ xác định.

 Độ tan thường biểu diễn là g/100g dung môi, hay mg/100 g dung môi hay là mol/l

 Ví dụ : Độ tan của BaSO4 = 1,05 ×10-5 M ở

20OC

1 Định nghĩa

10

LTHT-CNHH

Xét chất điện ly ít tan AnBm có độ tan là S:

AnBm nA + mB

KAmBn= [ A]n[B]m= (nS)n.(mS)m= nnSnmmSm= nnmmSm+n

n m

m n AmBn

m n

K

2 Quan hệ giữa độ tan và tích số tan

11

LTHT-CNHH

Giải:

VD: Tínhđộ tan của AgCl, Ag 2 CrO4trong nước ở 20 o C, Biết ở nhiệt độ đó KAgCl= 10 -10 , K Ag2CrO4 = 2.10 -12

M 10 1

10 1

1

K

10

1 1 AgCl AgCl





2 4

12





12

LTHT-CNHH

Trang 3

Ví dụ: Tính tích số tan của Mg(OH)2 ở 20 0 C, biết rằng trong 100 ml dung

dịch bão hòa ở nhiệt độ này có chứa 0,84 mg Mg(OH) 2

M 1,4.10 10 100 58 10 0,84 V M

m

3 -3

Mg(OH)2













11 3

4 3

Mg(OH)

2 2 1 Mg(OH) Mg(OH)

1,1.10 ) 4.(1,4.10 4.S

K

.2 1

K S

2

2 2











Giải: Ở 200C,độ tan của Mg(OH)2là:

Mặt khác:

13

LTHT-CNHH

NỘI DUNG

5.1.1 Tích số tan – Điều kiện tạo tủa 5.1.2 Độ tan - Quan hệ giữa độ tan và tích số tan 5.1.3 Cácyếu tố ảnh hưởng đến độ tan của tủa

5.2.1 Các yêu cầu đối với phản ứng kết tủa 5.2.2 Ứng dụng

14

LTHT-CNHH

Ion chung là ion có trong thành phần phân tử kết tủa Khicó mặt ion

chung thì độ tan kết tủa sẽ giảm

Giải thích:Nếu thêm ion chung vào dung dịch bão hòa của kết tủa,

tích số ion sẽ lớn hơn tích số tan nên cân bằng sẽ chuyển dịch về

phía tạo thêm kết tủa, do đó làm giảm độ tan của nó

1 Ảnh hưởng của ion chung

5.1.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến độ tan của tủa

15

LTHT-CNHH

K

LTHT-CNHH

K

17

LTHT-CNHH

Ứng dụng:

Để kết tủa hoàn toàn ion nào đó thì khi tiến hành kết tủa người ta thường dùng dư thuốc thử (ion chung) và khi rửa kết tủa người ta cần thêm vào nước rửa một ít dd có chứa ion chung, như vậy sẽ giảm độ tan của kết tủa, giảm được sai số của phép định lượng

1 Ảnh hưởng của ion chung

18

LTHT-CNHH

Trang 4

S và K sp của các chất phụ thuộc vào T.

 Chất thu nhiệt: Khi hòa tan thì S tăng khi T tăng

Ví dụ:SAgClở 100oC gấp 25 lần ở 10oC

 Chất tỏa nhiệt: Khi hòa tan thì S giảm khi T tăng

Ví dụ:SCaSO4.0,5H2Oở 60oC có S lớn gấp 3 lần ở 1000C

2 Ảnh hưởng của nhiệt độ

19

LTHT-CNHH

3 Ảnh hưởng của phản ứng phụ - K điều kiện

Xét cân bằng tạo thành chất điện ly ít tan:

nAm++ mBn- AnBm (T = const)

20

Xét cân bằng tạo thành chất điện ly ít tan:

nAm++ mBn- AnBm (T = const)

21

LTHT-CNHH

Tích số tan điều kiện K': K'AnBm= [A']n[B']m

Với: A' = [A] -1

A(L) và B' = [B] -1

B(H)

K'AnBm= ([A] -1

A(L))n .([B] -1

B(H))m

= [A]n[B]m ( -1

A(L))n.( -1 B(H))m

K'AnBm = KAnBm.[( -1

A(L))n.( -1

B(H))m] > KAnBm

22

LTHT-CNHH

K'AnBm = KAnBm× [( -1

A(L))n× ( -1

B(H))m]

nAm++ mBn- AnBm

 [A'] = nS; [B'] = mS



Độ tan của kết tủa sẽ tăng lên khi các ion kết tủa

có tham gia pứ phụ với các ion lạ có trong d.dịch.

n m

m n

m B(H) 1 n A(L) 1 AnBm n

m

n

'

AnBm

.m n

) (α ) (α K m

n

K





23

LTHT-CNHH

4 Kết tủa phân đoạn

Hiện tượng hình thành lần lượt các kết tủa trong dd khi cho cùng một tác nhân gây kết tủa vào gọi là kết tủa phân đoạn.

Nguyên nhân: các kết tủa hình thành có S khác nhau nhiều.

24

LTHT-CNHH

Trang 5

Ví dụ: Nhỏ từ từ dd AgNO3vào dd chứa hỗn hợp 2 ion Cl-0,01M và

CrO42-, 0,01M Hỏi:

a Ion nào kết tủa trước?

b Khi ion thứ hai bắt đầu kết tủa thì nồng độ ion thứ nhất còn lại là

bao nhiêu? Biết KAgCl= 10-9,75; KAg2CrO4= 10-11,95

a./Cân bằng kết tủa:

Ag+ + Cl- AgCl

2Ag++ CrO42- Ag2CrO4

Để chuẩn bị tạo kết tủa AgCl thì: KAgCl< [Ag+][Cl-]



Để chuẩn bị kết tủa Ag2CrO4 thì:

Vậy ion Cl- kết tủa trước.

25

LTHT-CNHH

Ví dụ: Nhỏ từ từ dd AgNO3vào dd chứa hỗn hợp 2 ion Cl-0,01M và CrO42-, 0,01M Hỏi:

a Ion nào kết tủa trước?

b Khi ion thứ hai bắt đầu kết tủa thì nồng độ ion thứ nhất còn lại là bao nhiêu? Biết KAgCl= 10-9,75; KAg2CrO4= 10-11,95

Khi trong dd có đồng thời hai cân bằng tạo tủa thì:

Khi Ag2CrO4bắt đầu kết tủa thì [CrO42-] = 0,01M [Cl-] còn lại là:

% [Cl-] còn lại trong dd so với ban đầu là:

Như vậy khi CrO 42-kết tủa thì xem như [Cl - ] đã kết tủa hầu như hoàn toàn.

Ứng dụng: dùng K 2 CrO 4 làm chất chỉ thị khi chuẩn độ các muối halogen bằng dd chuẩn AgNO 3

26

LTHT-CNHH

Ví dụ: Cho KAgBr= 10-12,28, KAgI= 10-16,08 Cho từ từ dd AgNO3

vào ddhỗn hợp chứa 2 ion Br-và I-cónồng độ bằng nhau

Chọn câu đúng:

A Không cóhiện tượng tạo tủa B Ion Br-kết tủa trước

C Br-và I-gần như kết tủa đồng thời D Ion I-kết tủa trước

a./Cân bằng kết tủa: Ag+ + I- AgI

2Ag++ Br- AgBr

Gọi [I-] =[Br-] = a (M)

Để chuẩn bị tạo kết tủa AgI thì: KAgI< [Ag+][I-]



Để chuẩn bị kết tủa AgBr thì: KAgBr< [Ag+][Br-]



Vậy ion I - kết tủa trước Đáp án D

27

LTHT-CNHH

5 Sự làm bẩn kết tủa do cộng kết

 Cộng kết là hiện tượng tạp chất kết tủa đồng thời cùng với kết tủa chính

 Nguyên nhân thường gặp nhất: là hiện tượng hấp phụ ion nào đó lên bề mặt của hạt kết tủa

 Các kết tủa có cấu tạo ion thường hấp phụ đặc biệt mạnh các ion của bản thân chúng

28

LTHT-CNHH

5 Sự làm bẩn kết tủa do cộng kết

Ví dụ:AgI hấp phụ mạnh nhất Ag+hoặc I-tùy theo chất nào là có dư

trong dd

Khi thêm từ từ dd AgNO3vào dd KI:AgNO3+ KIAgI

Lúc đầu trong dd I-: AgI + I-(AgI)

-(AgI)-+ K+ [(AgI)-]K+

 Kết tủa sẽ có chứa tạp chất KI.

Nếu khi AgNO3dư: AgI + Ag+ (AgI)Ag+

(AgI)Ag++ NO3

-[(AgI)Ag+]NO3

29

LTHT-CNHH

Vídụ 1 Chọn câu đúng: Độ tan của tủa tăng khi:

a Cóhiệu ứng ion chung

b Các ion kết tủa có tham gia phản ứng phụ

c Giảm lượng dung môi

d Tăng nồng độ của các ion tạo tủa

Vídụ 2: Đối với những chất thu nhiệt khi hòa tan thì:

a Độ tan giảm khi tăng nhiệt độ

b Độ tan tăng khi tăng nhiệt độ

c Độ tan không thay đổ khi tăng nhiệt độ

d Độ tan không thay đổi khi giảm nhiệt độ

30

LTHT-CNHH

Trang 6

NỘI DUNG

5.1.1 Tích số tan – Điều kiện tạo tủa

5.1.2 Độ tan - Quan hệ giữa độ tan và tích số tan

5.1.3 Cácyếu tố ảnh hưởng đến độ tan của tủa

5.2.1 Các yêu cầu đối với phản ứng kết tủa

5.2.2 Ứng dụng

31

LTHT-CNHH

Dựa trên p.ứ kết tủa: X + R → RX

P.ứ này phải thỏa mãn các điều kiện sau:

 Kết tủa phải thực tế không tan

 Vận tốcpưlớn để tạo tủa nhanh (không có hiện tượng tạo thành dd quá bão hòa)

 P.ứ phải chọn lọc, ảnh hưởng các quá trình phụ như cộng kết, không được ảnh hưởng đáng kể đến kết quả định phân

 Có chất chỉ thị thích hợp để xác định điểm cuối

1 Các yêu cầu đối với phản ứng kết tủa

32

LTHT-CNHH

2 Ứng dụng

2.1 Phương pháp Mohr

2.2 Phương pháp Volhard

2.3 Phương pháp Fajans

33

LTHT-CNHH

2 Ứng dụng

•Pứ chuẩn độ:

•Pứ chỉ thị:

2Ag++ CrO4 2- Ag2CrO4 (đỏ gạch)

X-: (Cl-, Br-)

pH = 6,5-8,2

Nguyên tắc:

34

LTHT-CNHH

a Điều kiện đối với mẫu

b Điều kiện đối với dd chuẩn

c Điều kiện đối với môi trường

d Điều kiện chỉ thị K2CrO4

2 Ứng dụng

Điều kiện xác định:

35

LTHT-CNHH

2.1 Phương pháp Mohr a/ Điều kiện đối với mẫu

 Chuyển mẫu thành dd bằng nước cất không chứa ion ảnh hưởng (Cl-, Br-, …)

Dd mẫu không được chứa các ion gây cản trở:

+ Ion tạo kết tủa với ion CrO42-: Ba2+, Pb2+, Bi3+

+ Ion có kết tủa với Ag+: CO32-, PO43-, S2- + Các phân tử, ion tạo phức với Ag+: NH3, S2O32-, CN

-Loại trừ:

- CO32-, S2-: Axit hóa dd mẫu sẽ tạo thành H2CO3, H2S

- PO43-: Kết tủa muối phốtphát, thường dùng dd Ca(NO3)2

- Các phân tử, ion tạo phức: tiến hành trong MT axit

Không dùng pp Mohr trong trường hợp này

36

LTHT-CNHH

Trang 7

2 Ứng dụng

37

LTHT-CNHH

2.1 Phương pháp Mohr b/ Điều kiện đối với dd chuẩn AgNO 3

Đặc điểm: chất rắn, không bền với ánh sáng, T; khi pha thành dd, nồng độ

dễ thay đổi theo thời gian  phải hiệu chỉnh trước khi sử dụng.

Cách pha: - Tính lượng cân để pha ra dd có nồng độ mong muốn.

- Cân chính xác lượng cân, hòa tan bằng nước không chứa ion ảnh hưởng, sau đó định mức chính xác trong bình định mức tối màu với chính dung môi hòa tan.

Bảo quản: Bảo quản trong chai màu nâu, tránh tiếp xúc với ánh sáng, không khí, để nơi thoáng mát.

Hiệu chỉnh: Dùng dd chuẩn NaCl được pha từ chất rắn gốc NaCl (99,95%)

có nồng độ tương đương để hiệu chỉnh dd chuẩn AgNO 3 Chỉ thị

sử dụng là K 2 CrO 4

38

LTHT-CNHH

2 Ứng dụng

39

LTHT-CNHH

2.1 Phương pháp Mohr c/ Điều kiện đối với môi trường

 Ánh sáng:tránh a/s mặt trời, a/s chỉ vừa đủ để quan sát

Nhiệt độ: T phòng vì ở nhiệt độ cao kết tủa Ag 2 CrO 4 tan ra.

pH môi trường: pH = 6,5 - 8,2

+ Nếu pH < 6,5: Ag 2 CrO 4 2Ag + + CrO 4

2-CrO 42-+ H + HCrO 4 -+ Nếu pH > 8,2: Ag + 2AgOH Ag 2 O 

+ Nếu trong dd có muối amoni, thì ở pH > 8,2:

NH 4 + OH - NH 3 + H 2 O 2NH 3 + Ag + [Ag(NH 3 ) 2 ] + + Nếu dd phân tích có MT axit  trung hòa bằng dd Na 2 B 4 O 7 hoặc NaHCO 3 (không được chứa tạp chất clorua).

 SAg2CrO4,

 độ nhạy của Ind

Gây sai số cho phép chuẩn độ.

40

LTHT-CNHH

2 Ứng dụng

41

LTHT-CNHH

d Điều kiện chỉ thị K2CrO4 PP

MOHR

 Cơ chế chỉ thị: Dựa trên hiện tượng kết tủa phân đoạn Nhỏ từ từ dd AgNO 3 vào dd xác định chứa ion Cl - , CrO 4-, kết tủa AgCl (trắng) sẽ xuất hiện trước Khi kết tủa Ag 2 CrO 4 màu đỏ gạch xuất hiện thì ion Cl - hầu như không còn trong dd, báo hiệu kết thúc quá trình.

 [K 2 CrO 4 ]: phải thích hợp để tủa xuất hiện đúng điểm tương đương.

 Tại điểm tương đương: toàn bộ muối clorua sẽ pư vừa đủ với AgNO 3.

Lúc đó trong dd:

 Để xuất hiện kết tủa Ag 2 CrO 4 thì:

42

LTHT-CNHH

Trang 8

d Điều kiện chỉ thị K2CrO4 PP

MOHR

 Lượng chỉ thị sử dụng1-2ml K2CrO45%đối với 100ml

hỗn hợp chuẩn độ

 PP Mohr dùng để xác định Cl - , Br - không xác định được I - ,

SCN - vì các kết tủa AgI, AgSCN có khả năng hấp phụ

mạnh ion SCN - hoặc I - dẫn đến sai số.

43

LTHT-CNHH

2 Ứng dụng

2.1 Phương pháp Mohr 2.2 Phương pháp Volhard 2.3 Phương pháp Fajans

44

LTHT-CNHH

2.2 Phương pháp Volhard

Nguyên tắc

P.ứng của chất xác định:

Ag+

dư chính xác+ X → AgX

P.ứng chuẩn độ:

Ag+

dư + SCN- → AgSCN

P.ứng chỉ thị:

SCN-+ Fe3+ → [FeSCN]2+

màu đỏ máu

H +

45

LTHT-CNHH

d Điều kiện chỉ thị

2 Ứng dụng

2.1 Phương pháp Volhard Điều kiện xác định:

46

LTHT-CNHH

 Chuyển mẫu thành dung dịch bằng nước cất không

chứa ion ảnh hưởng (như Cl-, Br-, …)

 Ion thủy ngân và các chất oxy hóa gây cản trở vì ion

thủy ngân làm kết tủa ion SCN-, còn các chất oxy hóa

thì oxy hóa SCN

-47

LTHT-CNHH

Dung dịch AgNO3: Giống như điều kiện đối với dd chuẩn AgNO3trong phương pháp Mohr

Dung dịch SCN-:

Được pha từ NH4SCN hoặc KSCN rắn

Hiệu chỉnh: Dùng dung dịch chuẩn AgNO3(đã được chuẩn hóa) để xác định nồng độ dung dịch SCN-với chỉ thị Fe3+trong môi trường axit

 Bảo quản: trong chai thủy tinh, để nơi thoáng mát

48

LTHT-CNHH

Trang 9

c Đối với môi trường Volhard

Môi trường axit (pH < 3) được tạo bởi axit HNO 3

Nếu pH > 3, Fe 3+ mất tác dụng chỉ thị do tạo tủa Fe(OH) 3 :

Fe 3+ + 3H 2 O Fe(OH) 3 + 3H +

49

LTHT-CNHH

 Chỉ thị : Dd Fe 3+ pha từ phèn sắt III:(Fe(NH 4 )(SO 4 ) 2 12H 2 O).

 Bản chất: Phản ứng chỉ thị trong môi trường axit:

SCN - + Fe 3+ [FeSCN] 2+

 Nồng độ: Dung dịch bão (0,25M) Khi chuẩn độ thường dùng 1-2ml phèn sắt III trong 100ml hỗn hợp chuẩn độ.

 Pha chế: dùng nước cất không chứa ion ảnh hưởng Tẩm ướt lượng cân bằng H 2 SO 4 đậm đặc, sau đó cho nước vào hòa tan nhằm tránh

Fe 3+ bị thủy phân và kết tủa

50

LTHT-CNHH

Phạm vi áp dụng

Volhard Xác định mẫu chứa Br - , I - , SCN- ,

Cl-Chú ý:Khi chuẩn độ Cl-: Ag +

dư chính xác + Cl- → AgCl 

Ag +

dư + SCN- → AgSCN SCN - + Fe 3+ → [FeSCN] 2+

Do KAgCl= 10 -10 > KAgSCN = 10 -12nên có phản ứng :

AgCl + SCN - = AgSCN  + Cl

-màu của [Fe(SCN)] 2+ biến mất dần khi ta lắc bình chuẩn độloại bỏ AgCl khi

thực hiện chuẩn độ bằng cách:

- Thêm nitrobenzen vào dung dịch  AgCl sẽ hấp phụ nitrobenzen làm cho

phản ứng trên chậm lại.

- Lọc bỏ AgCl trước khi thực hiện chuẩn độ

51

LTHT-CNHH

Định dạng
Số trang	9
Dung lượng	0,96 MB