Đang tải... (xem toàn văn)
Hóa học là môn khoa học thực nghiệm. Thực nghiệm giúp người học củng cố lý thuyết, hình thành và phát triển các kĩ năng thực hành, khả năng tư duy sáng tạo. Thực nghiệm kiểm chứng lý thuyết, tạo niềm tin khoa học, từ đó giúp người học thêm hứng thú học tập và nghiên cứu. Trong dạy và học Hóa học ở phổ thông, thí nghiệm đóng vai trò đặc biệt quan trọng, nhưng vẫn chưa được chú ý đúng mức. Học sinh chủ yếu được cung cấp kiến thức lý thuyết, phần thực hành rất ít. Tâm lý học sinh ngại học và khó áp dụng hóa học vào cuộc sống là phổ biến. Do đó, thực nghiệm hóa học ở phổ thông cần phải được đẩy mạnh và đầu tư nhiều hơn. Bắt đầu từ năm học 20112012, theo Quy chế thi chọn Học sinh giỏi cấp Quốc gia được ban hành theo Thông tư số 562011TTBGDĐT ngày 25112011, kỳ thi chọn học sinh giỏi Quốc gia có thêm phần thực hành đối với các môn Vật lý, Hóa học, Sinh học. Năm học 20112012, phần thi thực hành đối với các môn này được thực hiện thông qua phương thức thi viết ( viết phương án thực hành). Bắt đầu từ năm học 20122013, phần thi thực hành chính thức được áp dụng trong kì thi chọn học sinh giỏi Quốc gia.Đây là cải tiến tích cực của kì thi chọn Học sinh giỏi Quốc gia, đồng thời cũng đặt ra nhiều thách thức cho giảng dạy thực hành hóa học ở bậc phổ thông. Trên cơ sở khảo sát các đề thi Olympic hóa học quốc tế (IChO) từ năm 19962015 , kết quả thống kê trong 20 lần thi IChO thì có đến 26 bài thực hành liên quan đến chuẩn độ thể tích. Cụ thể là: Phương pháp chuẩn độ Axit – Bazơ xuất hiện 2 lần ở vào kì IChO 38; Phương pháp chuẩn độ tạo phức xuất hiện 10 lần vào các kì IChO 29, 32, 33, 36, 40, 42, 44, 45, 46, 47; Phương pháp chuẩn độ oxi hóa khử xuất hiện 13 lần vào các kì IChO 28, 30, 31, 32, 33, 36, 37,41, 42, 43, 44, 46, 47; Phương pháp chuẩn độ kết tủa xuất hiện 1 lần vào kì IChO 40. Do đó với mục đích xây dựng các bài thí nghiệm hoàn chỉnh, không những giúp tập huấn kĩ năng thực hành trong bồi dưỡng Học sinh giỏi mà còn giúp minh họa những phương pháp và tính chất, bản chất hóa học của phương pháp. Bước đầu chúng tôi chọn phương pháp chuẩn độ tạo phức là phép chuẩn độ khá phổ biến được sử dụng 1020 lần trong các kì thi HSGQT từ năm 19962015 để xây dựng các bài thí nghiệm. Do vậy chúng tôi chọn tên đề tài là: “ 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”
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 Người hướng dẫn khoa học: TS Nguyễn Bích Ngân Hà Nội – 10/2015 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 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.Đây cải tiến tích thi chọn Học sinh giỏi Quốc gia, đồng thời đặt nhiều thách thức cho giảng dạy thực hành hóa học bậc phổ thông Trên sở khảo sát đề thi Olympic hóa học quốc tế (IChO) từ năm 1996-2015 , kết thống kê 20 lần thi IChO có đến 26 thực hành liên quan đến chuẩn độ thể tích Cụ thể là: Phương pháp chuẩn độ Axit – Bazơ xuất lần vào kì IChO 38; Phương pháp chuẩn độ tạo phức xuất 10 lần vào kì IChO 29, 32, 33, 36, 40, 42, 44, 45, 46, 47; Phương pháp chuẩn độ oxi hóa khử xuất 13 lần vào kì IChO 28, 30, 31, 32, 33, 36, 37,41, 42, 43, 44, 46, 47; Phương pháp chuẩn độ kết tủa xuất lần vào kì IChO 40 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 1996-2015 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” CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.1 Sơ lược chuẩn độ thể tích 1.2 Phân loại Dựa vào tính chất phản ứng, chuẩn độ thể tích chia làm loại: chuẩn độ axit- bazơ, chuẩn độ oxi hóa khử, chuẩn độ kết tủa, chuẩn độ tạo phức Trong chuẩn độ tạo phức dựa phản ứng complexon 1.2.1 Chuẩn độ axit – bazơ 1.2.2 Chuẩn độ oxi hóa – khử 1.2.3 Chuẩn độ kết tủa 1.2.4 Chuẩn độ tạo phức 1.3 Chuẩn độ complexon 1.3.1 Sự tạo phức kim loại – EDTA EDTA (axit etylen điamin tetraaxetic) hay ký hiệu H 4Y, có công thức cấu tạo sau: Đây axit nấc với: pKa1 =2,00; pKa2 =2,67; pKa3 =6,16; pKa4 =10, 26 EDTA tạo phức với hầu hết ion kim loại, theo tỉ lệ 1:1 Phản ứng tạo phức ion kim loại với EDTA: Mn+ + Y4- ⇌ MY(n-4) Tuy nhiên, EDTA tan nước nên để thực phản ứng dung dịch, người ta sử dụng EDTA dạng muối Na2H2Y 1.3.2 Đường chuẩn độ Đường chuẩn độ phép chuẩn độ trực tiếp ion kim loại có dạng sau: Hình Đường chuẩn độ ion kim loại Mn+ EDTA 1.3.3 Các chất thị chuẩn độ compexon Eriocrom đen T: Eriocrom đen T loại thuốc nhuộm azo, có công thức : H2In- ⇌ ⇌ H+ + HIn2- pKa 6,3 11,6 pH 11 Màu thị: màu đỏ H+ + màu xanh In3- màu vàng da cam Eriocrom đen T tạo phức với số kim loại cho phức màu đỏ vang Thuốc thử PAR ( 4-(2-piriđinazo)-rezoxin ) Thuốc thử 4-(2-piriđinazo)-rezoxin (PAR) chất bột màu đỏ thắm, tan tốt nước, ancol axeton, dung dịch thuốc thử có màu vàng da cam, bền thời gian dài có công thức cấu tạo: H3In+ ⇌ H+ + H2In ⇌ H+ + HIn- ⇌ H+ + pKa 3,1 5,6 pH 11,9 màu đỏ màu vàng màu đỏ PAR tạo phức với số ion kim loại cho phức chất màu đỏ Thuốc thử PAN ( 1-(2-piriđinazo)2-naphtol ) Thuốc thử 1-(2-piriđinazo)2-naphtol (PAN) chất bột màu vàng đỏ, tan tốt nước, ancol axeton, metylclorua…dung dịch thuốc thử có màu vàng, bền thời gian dài, PAN có công thức cấu tạo là: N N N HO H2In pKa pH + ⇌ H + + HIn ⇌ 1,9 12 In- Màu thị : màu đỏ màu hồng da cam PAN tạo phức với số ion kim loại cho phức chất màu đỏ Murexit: Là chất bột đỏ thẫm, tan nước tạo thành dung dịch màu đỏ tía, có công thức cấu tạo là: H4In ⇌ H+ + H3In2- ⇌ H+ + H2In3- ⇌ H+ + In4- pKa 9,2 10,9 pH 9,0 11 Màu thị : đỏ tím tím xanh tím Murexit tạo phức với số ion kim loại cho phức chất màu vàng 1.3.4 Các kĩ thuật chuẩn độ complexon 1.3.4.1 Chuẩn độ trực tiếp 1.3.4.2 Phương pháp chuẩn độ ngược 1.3.4.3 Phương pháp chuẩn độ 1.3.4.4 Phương pháp chuẩn độ gián tiếp 1.4 Một số phép chuẩn độ Ni2+, Zn2+ tài liệu tham khảo 1.4.1 Định lượng hỗn hợp Zn2+ Mg2+ a) Định lượng tổng số Zn2+ Mg2+: b) Định lượng Mg2+: c) Định lượng tổng Zn2+ Cu2+ (Bài tập IChO kì 45-2013) 1.4.2 Định lượng Ni2+ a) Chuẩn độ trực tiếp b) Chuẩn độ ngược c) Xác định hàm lượng Ni2+ (Bài tập IChO kì 47-2015) CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM 2.1 Hóa chất dụng cụ 2.1.1 Hóa chất: - EDTA tinh khiết phân tích (Merck, M = 372,25 g/mol) - MgSO4.7H2O, Zn(NO3)2, NiSO4.6H20 tinh khiết phân tích (Merck) - CuSO4.5H2O, Fe(NO3)3.9H2O (Trung Quốc) - PAR, PAN (Merck) - Murexit, Eriocrom đen T (Trung Quốc) - NH3, NH4Cl, CH3COOH, CH3COONa - Pyrophotphat ( Na4P2O7), Na2S2O3 2.1.2 Dụng cụ - Buret 25 mL , buret 10 mL - Pipet 10 mL - Bình định mức 2000 mL, 1000 mL, 500 mL, 250 mL, 100 mL - Cân phân tích 2.2 Pha chế chuẩn hóa dung dịch Dung dịch NH3 6M Dung dịch đệm NH3 1M - NH4Cl 1M Dung dịch đệm CH3COOH 1M-CH3COONa 1M Dung dịch Ericrom đen T 0,1 Dung dịch PAR 0,1% Dung dịch PAN 0,1% Dung dịch Murexit 0,1% Dung dịch Na2S2O3, pyrophotphat bão hòa 2.3 Pha chế chuẩn hóa dung dịch nghiên cứu 1) Dung dịch chuẩn EDTA có nồng độ 0,10M Cân 74,4493 gam muối Na 2H2Y.2H2O cân phân tích Hòa tan tinh thể định mức thành 2000 mL dung dịch EDTA 0,10M Các dung dịch dùng cho thí nghiệm pha loãng 10 lần từ dung dịch gốc 0,10M 2) Pha dung dịch chuẩn gốc MgSO4 0,10M Cân 24,6010 gam MgSO4.7H2O cân phân tích Hòa tan tinh thể định mức thành 1000 mL dung dịch 3) Pha chế chuẩn hóa dung dịch NiSO4 0,0100M 3.1) Pha chế dung dịch NiSO4 0,0100M : Cân 2,9079 gam NiSO4 6H2O cân phân tích Hòa tan tinh thể định mức thành 1000 mL dung dịch NiSO4 3.2) Chuẩn hóa dung dịch NiSO4 : Lấy xác 10,00 mL dung dịch vừa pha, thêm mL dung dịch NH3 6M; thêm giọt thị Murexit Chuẩn độ EDTA 0,0100 M, lặp lại thí nghiệm lần Kết chuẩn độ ghi lại bảng 2.1 Bảng 2.1 Kết chuẩn hóa dung dịch Ni2+ EDTA 0,0100M Lần VEDTA (mL) 9,85 9,85 9,85 9,85 9,85 Trung bình 9,85 Nồng độ dung dịch Ni2+ tính từ kết chuẩn độ dung dịch là: CNi 2+ = 9,85.0, 0100 =0,00985 M 10, 00 4) Pha chế chuẩn hóa dung dịch Zn(NO3)2 0,0100M 4.1) Pha chế dung dịch Zn(NO 3)2 0,0100M : Cân 2,6102 gam Zn(NO3)2.4H2O cân phân tích Hòa tan tinh thể định mức thành 1000 mL dung dịch Zn(NO3)2 4.2) Chuẩn hóa dung dịch Zn2+: Lấy xác 10,00 mL dung dịch vừa pha, thêm mL dung dịch đệm NH3 -NH4+ 1M, thêm giọt thị eriocrom đen T Chuẩn độ EDTA 0,0100M, lặp lại thí nghiệm lần.Các kết chuẩn độ ghi lại bảng 2.2 Bảng 2.2 Kết chuẩn hóa dung dịch Zn2+ EDTA 0,0100M Lần Trung bình VEDTA (mL) 9,95 10,00 10,00 10,00 10,00 9,99 Nồng độ dung dịch Zn2+ tính từ kết chuẩn độ dung dịch là: CZn2+ = 9,99.0, 0100 =0,00999 M 10, 00 5) Pha chế chuẩn hóa dung dịch Fe(NO3)3 0,0100M 5.1) Pha chế dung dịch Fe(NO3)3 0,0100M Cân 4,04 gam Fe(NO3)3.9H2O cân phân tích Hòa tan tinh thể định mức thành 1000 mL dung dịch Fe(NO3)3 5.2) Chuẩn hóa dung dịch Fe(NO3)3 Lấy xác 10,00 mL dung dịch Fe3+ , thêm 10 giọt thị axit sunfosalixilic (lúc dung dịch có màu tím) Đun nóng đến 700C Chuẩn độ EDTA 0,0100M dung dịch chuyển từ màu tím sang màu vàng nhạt, lặp lại thí nghiệm lần.Các kết chuẩn độ ghi lại bảng 2.3 Bảng 2.3 Kết chuẩn hóa dung dịch Fe3+ EDTA 0,0100M Lần VEDTA(mL) 9,95 Trung bình 9,95 9,95 9,95 CFe3+ = 9,95.0, 0100 = 0,00995M 10,00 6) Pha chế chuẩn hóa dung dịch Cu2+ 6.1) Pha chế dung dịch Cu(NO3)20,0100M Cân 2,4311 gam Cu(NO3)2.3H2O cân phân tích Hòa tan tinh thể định mức thành 1000 mL dung dịch Cu(NO3)2 6.2) Chuẩn hóa dung dịch Cu(NO3)20,0100M Lấy xác 10,00 mL dung dịch vừa pha, thêm mL dung dịch NH 6M giọt thị Murexit Dừng chuẩn độ dung dịch chuyển từ màu vàng sang màu tím Chuẩn độ EDTA 0,0100 M, lặp lại thí nghiệm lần.Các kết chuẩn độ ghi lại bảng 2.5 Bảng 2.5 Kết chuẩn hóa dung dịch Cu2+ EDTA 0,0100 M Lần Trung bình VEDTA (mL) 10,35 10,35 10,30 10,33 Nồng độ dung dịch Cu2+ tính từ kết chuẩn độ dung dịch là: 1, 033.0, 01 =0,01033 M CCu 2+ = 10, 00 Nồng độ dung dịch dùng thí nghiệm nghiên cứu tổng hợp sau: - Dung dịch EDTA 0,0100 M - Dung dịch Ni2+ 0,00985 M - Dung dịch Mg2+ 0,0100 M - Dung dịch Zn2+ 0,00999 M - Dung dịch Fe3+ 0,00995 M - Dung dịch Cu2+ 0,01033 M 2.4 Các thí nghiệm nghiên cứu Để xây dựng thí nghiệm vừa rèn luyện kĩ vừa rèn luyện kĩ thuật chuẩn độ Các thí nghiệm sau nghiên cứu: - Khảo sát ảnh hưởng nồng độ NH đến trình chuẩn độ Ni 2+ EDTA với thị - murexit Khảo sát ảnh hưởng nồng độ NH đến trình chuẩn độ EDTA Ni 2+ với thị - murexit Khảo sát ảnh hưởng thể tích đệm amoni đến trình chuẩn độ ngược Ni 2+ Mg2+ với - thị ET Khảo sát ảnh hưởng thể tích đệm axetat đến trình chuẩn độ Zn 2+ EDTA với thị PAR - Khảo sát ảnh hưởng thể tích đệm axetat đến trình định lượng Zn 2+ EDTA với thị - PAN Khảo sát ảnh hưởng thể tích đệm axetat đến trình chuẩn độ EDTA Zn 2+ với thị - PAR Khảo sát ảnh hưởng thể tích đệm axetat đến trình chuẩn độ EDTA Zn 2+ với 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 Cơ sở lý thuyết cách tiến hành thí nghiệm trình bày với kết chuẩn độ chương CHƯƠNG KẾT QUẢ - THẢO LUẬN Phần Hệ ion kim loại 3.1 Chuẩn độ Ni2+ phương pháp complexon 3.1.1 Chuẩn độ trực tiếp Ni2+ với thị Murexit môi trường NH3 Trong môi trường bazơ (NH3) dùng thị Murexit Trong thí nghiệm này, NH3 cho vào vừa để tạo môi trường bazơ đồng thời NH3 có khả tạo phức phụ với ion Ni 2+ Nồng độ NH3 ảnh hưởng tới điểm kết thúc chuẩn độ Do cần tìm khoảng nồng độ NH thích hợp để không ảnh hưởng đến kết chuẩn độ Các phản ứng dùng trình chuẩn độ: Phản ứng trước chuẩn độ: - Khi cho NH3 vào dung dịch Ni2+: Ni(OH)2 + 6NH3 → (do Ni(NH3)62+ CNH3 >> CNi2+ nên phức khác không đáng kể) - Khi thêm thị Murexit : Ni(NH3)62++ H4In- → NiH2In- + 2NH4+ + Màu xanh nhạt 4NH3 màu vàng (với C Ni2+ >> CH In ) Dung dịch trước chuẩn độ có màu vàng (của hỗn hợp phức Ni(NH3)62+ NiH2In-) Phản ứng chuẩn độ: Ni(NH3)62+ + H2Y2- → NiY2- + 2NH4+ + 4NH3 Phản ứng kết thúc chuẩn độ: NiH2In- + H2Y2- + NH3 → NiY2- + H3In2- + NH4+ Màu vàng màu tím Tại điểm kết thúc chuẩn độ, dung dịch chuyển từ vàng sang màu tím thị tự (hình 3.1) Lấy xác 10,00 mL Ni 2+ (0,00985M), thêm 0,1 mL NH3 6M (lượng vừa đủ để hòa tan hết kết tủa) 10 giọt thị murexit, lắc để trộn Chuẩn độ EDTA (0,0100M) , dừng dung dịch chuyển từ màu vàng sang màu tím (hình 3.1), lặp lại thí nghiệm lần Thay đổi thể tích NH3 thêm 0,5 mL; 1,0 mL; 1,5 mL; 2,5 mL; 3,5 mL; 4,5mL; 10 mL Tính toán so sánh với nồng độ Ni2+ chuẩn để xem phép sai số khả xác định điểm cuối chuẩn độ rõ ràng Kết trình bày bảng 3.1 Hình 3.1: Phép chuẩn độ Ni2+ với Murexit, màu dung dịch (từ trái sang phải) trước cho thị, trước sau điểm kết thúc chuẩn độ Bảng 3.1 Kết chuẩn độ dung dịch Ni2+ 0,00985M EDTA 0,0100 M với thị Murexit Vi EDTA (mL) VNH3 (mL) C NH ( M ) trước CĐ 0,1 0,5 1,0 1,5 2,5 3,0 0,0594 0,286 0,545 0,783 1,200 1,385 9,85 9,85 9,85 9,85 9,85 9,85 9,85 9,85 9,85 9,85 9,85 9,85 9,85 9,80 9,85 9,85 9,85 9,85 EDTA (mL) 9,85 9,83 9,85 9,85 9,85 9,85 CNi 2+ ( M ) 0,00985 0,00983 0,00985 0,00985 0,00985 0,00985 3,5 4,5 10,0 1,556 1,862 3,000 9,85 9,90 9,85 9,85 9,85 9,85 9,85 9,85 9,85 9,85 9,86 9,85 0,00985 0,00986 0,00985 Từ kết chuẩn độ cho thấy hàm lượng NH3 không ảnh hưởng đến khả xác định điểm cuối chuẩn độ kết chuẩn độ Tuy nhiên hàm lượng NH điểm cuối chuẩn độ xảy đổi màu tạm thời (dung dịch chuyển sang màu tím thị tự do, sau vài giây dung dịch lại chuyển màu vàng) Khi lượng NH 6M cho vào từ mL đến 10 mL (cho 10 mL dung dịch Ni 2+) điểm chuyển màu đột ngột Do tỉ lượng NH3/Ni2+ thích hợp là: 183 ≤ nNH3 nNi 2+ ≤ 609 3.1.2 Chuẩn độ ngược Ni2+ Mg2+ với thị Eriocrom đen T Trong thí nghiệm này, NH3- NH4+ cho vào vừa để tạo môi trường có pH = Trong NH3 có khả tạo phức với Ni2+ nên ảnh hưởng tới điểm kết thúc chuẩn độ Do cần tìm lượng dung dịch đệm NH3- NH4+ cho vào thích hợp để không ảnh hưởng đến kết chuẩn độ Các phản ứng dùng trình chuẩn độ: Phản ứng trước chuẩn độ: Ni2+ + H2Y2- + 2NH3 → NiY2- + 2NH4+ Xanh nhạt Phản ứng chuẩn độ: Mg2+ + H2Y2- + 2NH3 → NiY2- + 2NH4+ Phản ứng kết thúc chuẩn độ: Mg2+ + H2In2- + NH3 → MgIn- + NH4+ Màu xanh Tại điểm kết thúc chuẩn độ, dung dịch chuyển từ màu xanh thị tự sang màu tím phức magie với thị (Hình 3.2) Lấy xác 10,00 mL Ni2+ (0,00985M), với 20 mL EDTA (0,0100M); thêm 1,0 mL NH 3NH4+ 1M giọt thị ET, lắc để trộn Chuẩn độ Mg 2+ (0,0100M) , dừng dung dịch chuyển từ màu xanh sang màu tím (hình 3.2), lặp lại thí nghiệm lần Thay đổi thể tích NH 3-NH4+ thêm mL; 2,0 mL; 3,0 mL; 4,0 mL; 5,0 mL; 10,0 mL Tính toán so sánh với nồng độ Ni 2+ chuẩn để xem phép sai số khả xác định điểm cuối chuẩn độ rõ ràng Kết trình bày bảng 3.2 10 Hình 3.2: Phép chuẩn độ ngược Ni2+ Mg2+, màu dung dịch (từ trái sang phải) trước cho thị, trước sau điểm kết thúc chuẩn độ Bảng 3.2 Kết chuẩn độ ngược Ni2+ 0,00985M EDTA 0,0100M Mg2+ 0,0100 M với thị Ericrom đen T VMg 2+ (mL) V Mg 2+ (mL) CNi 2+ ( M ) q(%) 13,00 13,17 0,00683 -30,7 11,70 11,75 11,71 0,0083 -15,7 10,85 10.90 10,86 0,00914 -7,2 10,80 10,85 10,85 10,83 0,00917 -6,9 10,70 10,70 10,70 10,70 0,0093 -5,6 10,70 10,70 10,75 10,72 0,00928 -5,8 10 10,70 10,70 10,75 10,72 0,00928 -5,8 V đệm amoni (mL) 13,50 13,00 11,70 10,85 Từ kết chuẩn độ cho thấy: không thêm thêm thể tích đệm amoni lượng nhỏ (1,0 mL) vào có đổi màu điểm cuối chuẩn độ , nhiên thể tích Mg 2+ dùng lớn, nên độ sai số tương đối cao Khi tăng thể tích đệm amoni từ 3,0 mL đến 10,0 mL nhận thấy kết có độ lặp tốt Màu dung dịch điểm kết thúc chuẩn độ đột ngột từ màu xanh sang màu tím, dễ quan sát Nhưng độ sai số chuẩn độ cao Vậy thể tích đệm amoni có ảnh hưởng đến trình chuẩn độ ngược Ni 2+ Mg2+ , ảnh hưởng không đáng kể độ sai số tương đối cao 3.1.3 Chuẩn độ EDTA Ni2+ với thị Murexit môi trường NH3 Trong thí nghiệm này, NH3 cho vào vừa để tạo môi trường có pH = 9, vừa để cạnh tranh với Murexit để tạo phức với Ni2+ Nồng độ NH3 ảnh hưởng tới điểm kết thúc chuẩn độ Do cần tìm khoảng nồng độ NH3 thích hợp để không ảnh hưởng đến kết chuẩn độ Các phản ứng dùng trình chuẩn độ: Phản ứng chuẩn độ: Ni2+ + H2Y2- + 2NH3 → NiY2- + 2NH4+ Phản ứng kết thúc chuẩn độ: Ni2+ + H4In- + 2NH3 → NiH2In- + 2NH4+ Màu tím Màu vàng 11 Tại điểm kết thúc chuẩn độ, dung dịch chuyển từ màu tím sang màu vàng phức kim loại với thị (Hình 3.3) Lấy xác 10,00 mL EDTA (0,0100M), mL NH3 M 10 giọt thị murexit, lắc để trộn Chuẩn độ Ni2+ (0,00985M), dừng dung dịch chuyển từ màu tím sang màu vàng (hình 3.3), lặp lại thí nghiệm lần Thay đổi thể tích NH3 thêm mL; mL; 5,0 mL;10 mL Tính toán so sánh với nồng độ Ni2+ chuẩn để xem phép sai số khả xác định điểm cuối chuẩn độ rõ ràng Kết trình bày bảng 3.3 Hình 3.3: Phép chuẩn độ EDTA Ni2+ với thị Murexit, màu dung dịch (từ trái sang phải) trước cho thị, trước sau điểm kết thúc chuẩn độ Bảng 3.3 Kết chuẩn độ dung dịch EDTA 0,010M Ni2+ 0,00985M với thị Murexit VNH3 VNi2+ (mL) CNH3 ( M ) C Ni 2+ ( M ) q(%) (mL) trước CĐ 0,545 10,30 10,30 10,35 10,32 0,00969 -1,7 1,385 10,40 10,40 10,35 10,38 0,00963 -2,2 1,714 10,50 10,50 10,55 10,52 0,00951 -3,5 2,00 10,50 10,55 10,55 10,53 0,00950 -3,6 10 3,00 10,80 10,75 10,80 10,78 0,00928 -5,8 Từ kết chuẩn độ cho thấy hàm lượng NH cho vào ảnh hưởng rõ rệt đến phép chuẩn độ Lượng NH3 cho vào nhiều lượng Ni2+ cần dùng đến điểm cuối chuẩn độ lớn Do điểm cuối chuẩn độ có cạnh tranh NH3 murexit để tạo phức với Ni2+ Vì lượng NH3 nên cho vào tốt 3.2 Chuẩn độ Zn2+ phương pháp complexon 3.2.1 Chuẩn độ Zn2+ môi trường đệm axetat với thị PAR Trong thí nghiệm này, CH3COOH- CH3COONa cho vào vừa để tạo môi trường axit đồng thời CH3COO- có khả tạo phức phụ với ion Zn 2+ Thể tích CH3COOH- CH3COONa ảnh hưởng tới điểm kết thúc chuẩn độ Do cần tìm khoảng thể tích CH 3COOH- CH3COONa thích hợp để không ảnh hưởng đến kết chuẩn độ Các phản ứng dùng trình chuẩn độ: Phản ứng trước chuẩn độ: 12 Zn2+ H3In+ + 2CH3COO- → + Trong suốt, không màu ZnHIn+ + 2CH3COOH màu đỏ vang (với CZn2+ >> CH In− ) Dung dịch trước chuẩn độ có màu đỏ vang Phản ứng chuẩn độ: Zn2+ + H2Y2- + 2CH3COO- → ZnY2- + 2CH3COOH Phản ứng kết thúc chuẩn độ: ZnHIn+ + H2Y2- + 2CH3COO- → ZnY2- HIn- + Màu đỏ da cam + 2CH3COOH màu vàng Tại điểm kết thúc chuẩn độ, dung dịch chuyển từ màu đỏ vang sang màu vàng thị tự (Hình 3.4) Lấy xác 10,00 mL Zn 2+ (0,00999M), thêm 1,0 mL CH3COOH-CH3COONa có nồng độ 1M giọt thị PAR, lắc để trộn Chuẩn độ EDTA (0,0100M), dừng dung dịch chuyển từ màu đỏ vang sang màu vàng (hình 3.4), lặp lại thí nghiệm lần Thay đổi thể tích CH3COONa/CH3COOH thêm 0,0 mL; 2,0 mL; 3,0 mL; 4,0 mL; 5,0 mL ; 10,0 mL Tính toán so sánh với nồng độ Zn2+ (0,00999 M) chuẩn để xem phép sai số khả xác định điểm cuối chuẩn độ rõ ràng Kết trình bày bảng 3.4 Hình 3.4: Phép chuẩn độ Zn2+ với thị PAR dung dịch (từ trái sang phải) trước cho thị, trước sau điểm kết thúc chuẩn độ Bảng 3.4 Kết chuẩn độ dung dịch Zn2+ 0,00999M EDTA 0,0100 M với thị PAR V EDTA (mL) V đệm axetat (mL) 3 10 4,15 10,15 10,10 10,10 10,10 10,10 10,10 4,2 10,15 10,05 10,05 10,05 10,05 10,10 4,2 10,10 10,05 10,05 10,05 10,10 10,05 V EDTA (mL) 4,183 10,13 10,06 10,06 10,06 10,08 10,08 q(%) 0,00418 0,01013 0,01006 0,01006 0,01006 0,01008 0,01008 -58,2 +1,4 +0.7 +0.7 +0.7 +0.9 +0.9 Từ kết chuẩn độ cho thấy, dung dịch đệm axetat thể tích đệm nhỏ (nhỏ 0,1 mL) khó để xác định điểm cuối chuẩn độ Do trình chuẩn độ lượng axetat chuyển thành axit axetic, dung dịch tính đệm, pH hệ giảm làm giảm khả tạo phức Zn2+ với EDTA, dẫn đến điểm cuối chuẩn độ xuất sớm 13 Khi thể tích đệm tăng lên, pH hệ trì ổn định suốt trình chuẩn độ, kết chuẩn độ có độ lặp xác Ta thấy, nồng độ Zn2+ thu từ kết chuẩn độ sai lệch so với nồng độ so sánh 1% Đây sai lệch tương đối nhỏ nên sử dụng phép chuẩn độ để định lượng Zn 2+ với lượng đệm đủ để trì pH hệ 3.2.2 Chuẩn độ Zn2+ môi trường đệm axetat với thị PAN Trong thí nghiệm này, CH3COOH- CH3COONa cho vào vừa để tạo môi trường axit đồng thời CH3COO- có khả tạo phức phụ với ion Zn 2+ Thể tích CH3COOH- CH3COONa ảnh hưởng tới điểm kết thúc chuẩn độ Do cần tìm khoảng thể tích CH 3COOH - CH3COONa thích hợp để không ảnh hưởng đến kết chuẩn độ Các phản ứng dùng trình chuẩn độ: Phản ứng trước chuẩn độ: Zn2++ H2In+ + 2CH3COO - → ZnIn+ + 2CH3COOH Trong suốt, không màu màu hồng Dung dịch trước chuẩn độ có màu hồng ( ZnIn+) Phản ứng chuẩn độ: Zn2++ H2Y2- + 2CH3COO- → ZnY2- + 2CH3COOH Dung dịch màu hồng đến Zn2+ hết có màu nhạt Phản ứng kết thúc chuẩn độ: ZnIn+ + H2Y2- + CH3COO- → ZnY2- + HIn + CH3COOH Màu hồng màu vàn Tại điểm kết thúc chuẩn độ, dung dịch chuyển từ màu hồng sang màu vàng thị tự (Hình 3.5) Lấy xác 10,00 mL Zn 2+ (0,00999M), thêm 1,0 mL CH3COOH-CH3COONa có nồng độ 1M giọt thị PAN, lắc để trộn Chuẩn độ EDTA (0,0100M), dừng dung dịch chuyển từ màu hồng sang màu vàng (hình 3.5), lặp lại thí nghiệm lần Thay đổi thể tích CH 3COOHCH3COONa thêm 2,0 mL; 3,0 mL; 4,0 mL; 5,0 mL ; 10 mL Tính toán so sánh với nồng độ Zn 2+ (0,00999M) chuẩn để xem phép sai số khả xác định điểm cuối chuẩn độ rõ ràng Kết trình bày bảng 3.5 14 Hình 3.5: Phép chuẩn độ Zn2+ với thị PAN, màu dung dịch (từ trái sang phải) trước cho thị, trước sau điểm kết thúc chuẩn độ Bảng 3.5 Kết chuẩn độ dung dịch Zn2+ 0,00999M EDTA 0,0100M với thị PAN V đệm axetat (mL) 10 VEDTA (mL) 10,45 10,35 10,10 9,95 9,90 9,95 10,45 10,35 10,10 9,95 9,95 9,95 q(%) 10,40 10,30 10,05 9,90 9,95 9,95 10,43 10,33 10,08 9,93 9,93 9,95 0,01043 0,01033 0,01008 0,00993 0,00993 0,00995 +4,4 +3,4 +0,9 -0,6 -0,6 -0,4 Từ kết chuẩn độ cho thấy lượng dung dịch đệm axetat cho vào có ảnh hưởng đến kết thí nghiệm Thí nghiệm cho kết ổn định có sai số nhỏ (