phương pháp chẩn độ EDTA

Lấy chính xác 100,00ml dung dịch nước cần phân tích cho vào bình nón loại 250ml, thêm khoảng 5~7ml NaOH 10% (kiểm tra bằng giấy đo pH) tới pH≥12. Thêm một ít chất chỉ thị murexit vào, dung dịch sẽ có mầu đỏ tía. Chuẩn độ bằng dung dịch complexon III (đã biết chính xác nồng độ) tới khi toàn bộ dung dịch trong bình nón chuyển sang màu tím hoa cà. Ghi lại thể tích complexon III tiêu tốn. Tính hàm lượng (mgl) Ca có trong mẫu.

MỤC LỤC I Phương pháp chuẩn độ EDTA I.1 Giơí thiệu EDTA I.2 Cân EDTA H4Y I.3 Đặc điểm phản độ EDTA I.4 Cách tính toán II Chỉ thị phương pháp chuẩn độ EDTA II.1 Chỉ thị ET-00 II.2 Chỉ thị xitmure II.3 Chỉ thị acid sulfosalicylic II.4 Chỉ thị PAN II.5 Chỉ thị kxilen da cam III Ứng dụng phương pháp chuẩn độ EDTA III.1: Xác định độ cứng chung nước III.2: Xác định riêng Ca2+ ,Mg+ 2trong nước cứng III.3: Xác định Al3+ phương pháp chuẩn độ ngược III.4: Xác định Co2+ III.5: Xác định Fe3+ III.6: Xác định Ba2+ III.7: Xác định Al3+ Fe3+ hỗn hợp III.8 :Xác định Cu2+ I Phương pháp chuẩn độ EDTA I.1 Giơí thiệu EDTA a Complexon : dẫn xuất axit aminopolicacboxylic Ví dụ: - Complexon I: Nitrylo Triacetic Acid (NTA) – H3Y CH2-COOH N CH2-COOH CH2-COOH - Complexon II: Etylen Diamin Tetraacetic Acid (EDTA) – H4Y CH2-COONa HOOC-CH2 NaOOC-CH2 N CH2 CH2 N CH2-COOH - Complexon III (Trilon B): muối dinatri EDTA – Na2H2Y CH2COOH N CH2COOH HOOC-CH2 N HOOC-CH2 - Complexon IV: Trans-1,2-Diamino-cyclohexan-Tetraacetic Acid ⇒ Complexon III sử dụng nhiều nhất, vì: - Dễ tan dung môi nước; - Có thể coi ″Chất gốc″ b) Nguyên tắc chung: Na2H2Y = Na+ + H2Y2– Men+ + H2Y2-  MeY(n - 4) + H+ ; ∀n ⇒z=2 ⇒ Tỷ lệ mol: : Phương pháp chuẩn độ Complexon - Chất thị màu kim loại - Là axit hay bazơ hữu yếu - Là thị axit-bazơ ⇒ màu sắc thay đổi theo pH dung dịch; - Tạo phức màu với ion kim loại I.2 Cân EDTA H4Y H4 Y H3YH2Y2HY3Y4pKa1= 1.99, pKa2= 2.67, pKa3= 6,16, pKa4= 10.26 • EDTA phân ly cho nấc acid: • dạng EDTA, (H4Y, H4Y, H2Y22- ,HY3-, Y4-) • EDTA kế thợp hầu hết ion kim loại theo tỉ lệ 1:1 I.3 Đặc điểm phản độ EDTA • EDTA ion kim loại tạo phức theo tỉ lệ mol 1:1 Mn+ + H2Y2- = MYn-4 + 2H+ • Độ bền phức tạo thành cb chịu ảnh hưởng [H]+ →khi thực chuẩn độ cần sử dụng dung dịch đệm pH tạo môi trường chuẩn độ ổn định số bền điều kiện đủ lớn cho yêu cầu định lượng • Điều kiện phản ứng chuẩn độ: - Phức MYn-4 bền β ≥108 coi phân li phức không đáng kể ( điều kiện dư ion kim loại dư thuốc thử) pH chuẩn độ - Chọn chất thị tạo phức bền với kim loại phải bền Hơn phức MYn-4 - Loại bỏ ảnh hưởng kim loại khác có dung dich - Cân phức thường chậm, cần chuẩn độ chậm hay đun nhẹ dung dịch trước chuẩn độ I.4 Cách tính toán - Nồng độ đương lượng: Áp dụng định luật đương lượng ta có N Me n+ VMe n+ = VEDTA N EDTA n+ CM ( Me ) = Cg l N Me n+ ( Men + ) = CM ( Men + ).M Me n+ II Chỉ thị phương pháp chuẩn độ EDTA Chỉ thị phản ứng chuẩn độ tạo phức EDTA với ion kim loại thương acid hay base hữu yếu II.1 Chỉ thị ET-00 - Chỉ thị ET-00 chữ viết tắt thị eriocrom T đen ( ký hiệu NaH2Ind) có công thức Mg2+ Khoảng chuyển màu chất thị Giả sử phản ứng Mg2+ với thị ETOO pH: – 10 Phản ứng tạo phức ion Mg2+ với thị ETOO sau: + HInd2–  MgInd– (màu đỏ nho) ; βMgInd – = 107,0 ETOO đa axit yếu có Ka1 = ∞ H2Ind–  H+ + HInd2– pKa2 = 6,3 2– + 3– HInd  H + Ind pKa3 = 11,5 - Thường đùng dạng rắn ( nghiền mịn với KCl KNO3 tinh thể) thị có màu xanh da trời miền pH từ 8,5 đến 11, tạo phức với kim loại có màu đỏ nho nên dùng làm thị màu kim loại môi trường pH đền 10 ( đệm amoni) - Cách pha đệm amoni: 54g NH4Cl + 100ml NH3 đậm đặc pha thành lít dung dịch đệm ta thu 1lit dung dịch đệm amoni II.2 Chỉ thị xitmure - Chỉ thị murexit muối amoni acid pupuric, có công thức - Thường chuẩn bị dạng bột rắn ( hỗn hợp 1% KCl KNO3 tinh thể) - Dùng đẻ xác định Co2+ pH=8 , Cu2+ pH= 7-8, Ni2+ pH =8,5-9,5 - Đặc biệt pH≥ 12 thị có màu tím hoa cà tạo phức với Ca2+ có màu đỏ gạch nên thường dùng để xác định Ca2+ II.3 Chỉ thị acid sulfosalicylic - Acid sulfosalicylic có công thức - Được chuẩn bị dạng 5% nước - Chỉ thị tạo phức với Fe 3+ môi trường pH=1-2 cho màu tím đỏ II.4 Chỉ thị PAN - PAN tên viết thị có tên 1-(2-piridinazo)naphtol-2 có công thức - Thường chuẩn bị dạng dung dich 1% etanol metanol Được dùng chuẩn độ trực tiếp Cu2+ ,Cd2+ complexon môi trường đệm có pH=3-6 (chỉ thị tự có màu vàng nhạt phức vói ion kim loại có màu xanh tím) - Môi trương pH=3-6 dùng dung dịch đệm acetat - Cách pha đệm acetat: 100g Natri acetat + 100ml acid acetic đậm đặc pha thành lít dung dịch ta thu lít dunh dịch đệm acetat II.5 Chỉ thị kxilen da cam Kxilen da cam 3,3-bi[đi(cacboximetyl)-aminometyl]-okrenzolsulfophtalein - Thường chuẩn bị dạng hỗn hợp 1% KCl KNO3 tinh thể ( dùng dạng dung dịch 1% etanol aceton) - Được dùng để xác định Pb2+ , Zn2+ ,… phương pháp complexon môi trường đềm pH=3-5 IV Ứng dụng phương pháp chuẩn độ EDTA III.1: Xác định độ cứng chung nước a Cơ sở phương pháp Độ cứng chung nước lớn hay bé phụ thuộc lượng Ca 2+, Mg2+ có nước Để xác định độ cứng chung nước phương pháp thông dụng chuẩn độ complexon III dựa vào phản ứng sát điểm tương đương với chất thị ET-00 pH = 9-10 H2Y2-+ CaInd- = CaY2- + HInd2-+ H+ H2Y2+ MgInd- = MgY2- + HInd2- + H+ Độ cứng chung nước biểu diễn số mili đương lượng gam 2+ Ca , Mg2+ lít nước b.Cách xác định -Lấy xác 100,0ml nước phân tích cho vào bình nón 250ml, thêm 5ml hỗn hợp đệm NH4OH+NH4OH thêm chất thị ET-00, lắc - Cho dung dịch complexon III vào buret chuẩn độ lượng nước dung dịch từ mầu đỏ tía chuyển sang màu xanh - Ghi thể tích dung dịch Complexon III tiêu tốn, tính độ cứng chung nước c.tính toán 1000 1000 M CaCO3 ĐCaCO3 = VEDTA N EDTA 100 100 1000 ĐCaO 1000 mmol (CaO ) / lít = VEDTA N EDTA = VEDTA N EDTA 100 M CaO 100 mg (CaCO3 ) / lít = VEDTA N EDTA III.2: Xác định riêng Ca2+ ,Mg+ 2trong nước cứng a.Cơ sở phương pháp - Sau xác định độ cứng chung nước, cách xác định riêng phần lượng Ca2+ có mẫu phân tích suy lượng Mg 2+ có mẫu nước phân tích - Dựa vào phản ứng: Trong môi trường pH = 9-10 thị ET-00 Me2+ + H2Y2- = MeY2- + 2H+ Trong môi trường pH ≥ 12 thị murexit Mg2+ + 2OH- = Mg(OH)2↓ Ca2+ + H2Y2 = CaY2- + 2H+ b.Cách xác định Lấy xác 100,00ml dung dịch nước cần phân tích cho vào bình nón loại 250ml, thêm khoảng 5~7ml NaOH 10% (kiểm tra giấy đo pH) tới pH≥12 Thêm chất thị murexit vào, dung dịch có mầu đỏ tía Chuẩn độ dung dịch complexon III (đã biết xác nồng độ) tới toàn dung dịch bình nón chuyển sang màu tím hoa cà Ghi lại thể tích complexon III tiêu tốn Tính hàm lượng (mg/l) Ca có mẫu III.3: Xác định Al3+ phương pháp chuẩn độ ngược a Cơ sở phương pháp Trong môi trường axit yếu việc định phân xác định Al3+ EDTA (complexon III) gặp khó khăn phức hydroxo Al3+ tác dụng với complexon III chậm Đun nóng dung dịch, vận tốc phản ứng tăng dùng phản ứng để định phân Al 3+ trực tiếp Trong đa số trường hợp người ta xác định Al3+ phương pháp định phân ngược, đường lối là: cho lượng complexon III dư sau dó chuẩn complexon III dư dung dịch chuẩn ZnSO4 dùng xylen da cam làm chất thị Al3+ +H2Y2- = AlY- + 2H+ H2Y2+ Zn2+ = ZnY2-+ 2H+ Zn2++ xylen da cam Tạo phức mầu đỏ (pH=5-6) b Cách xác định Lấy xác 10ml dung dịch Al3+ thêm vào khoảng 30ml dung dịch Complexon III 0,1M, 1ml HCl 1N, đun sôi nhẹ 10 phút Làm nguội, dùng axetat natri điều chỉnh pH đến 5-6 Sau thêm chất thị xylen da cam định phân dung dịch dung dịch chuẩn ZnSO dung dịch chuyển từ mầu vàng sang mầu đỏ III.4: Xác định Co2+ a Cơ sở phương pháp Cũng nhiều ion kim loại khác Co2+ tạo phức bền với EDTA Co2+ + H2Y2- = CoY2- + 2H+ Có thể xác định điểm tương đương phản ứng đổi màu chất thị Murexit Nếu ký hiệu Murexit H4F- ion Murexit, điểm tương đương phản ứng xảy ra: Co(H2F)- + H2Y2- = H3H2- + CoY2- + 2H+ màu tương đương rõ, nhiên thêm vào dung dịch lượng NH 4OH dư nhiều tạo phức với Co2+ bền phá hủy phức Co2+ với chất thị Do đó, cần phải ý để thêm lượng NH 4OH dư tối thiểu Nhưng khả đệm dung dịch thấp trình định phân pH dung dịch thay đổi (H + tạo dung dịch ) tượng nhận biết xuất phức mầu da cam Nếu lúc thêm vài giọt NH 4OH phức chuyển thành [Co(H2F)]- màu vàng đổi mầu điểm tương đương trình định phân trở nên rõ ràng (Phải loại bỏ ion kim loại nặng khỏi dung dịch ion cản trở việc xác định) b Cách xác định Lấy xác 10,00ml dung dịch Co2+ (dung dịch chứa axit) thêm giọt dung dịch chất thị metyl đỏ (dung dịch có mầu đỏ), trung hòa dung dịch NaOH tới dung dịch chuyển sang mầu vàng da cam thêm giọt dung dịch NH4Cl 2M giọt dung dịch NH4OH 25% Thêm vài ba giọt dung dịch Murexit, dung dịch có mầu vàng da cam Nếu trình định phân pH dung dịch thay đổi nhiều (điều xảy nồng độ Co2+ lớn) mầu chất thị thay đổi sớm trước điểm tương đương Trong trường hợp thêm giọt dung dịch NH 4OH lại chuẩn độ tiếp màu vàng dung dịch chuyển sang màu tím III.5: Xác định Fe3+ a) Nguyên tắc Dựa sở phản ứng: Fe3+ + H2Y2- = FeY- + 2H+ Trong môi trương pH = 1-2 dùng thị acid sulfosalicylic Fe3+ + H2Sal = [Fe(Sal)]+ +2H+ [Fe(Sal)]+ + H2Y2- = FeY- + 2H+ + Sal2(Tím) (không màu) b) Cách tiến hành - Dùng pipet lấy xác 10ml dung dịch Fe 3+ vào bình tam giác 250ml - Dùng HCl 1:4 NH3 1:10 điều chỉnh pH=1-2 - Giọt giọt thị acid sulfosalicylic dung dịch có màu tím - Đun đến 60-70oC -Từ buret thêm từ từ H2Y2- vào đến màu dung dịch -Ghi thể tích H2Y2- tiêu tốn tính toán kết III.6: Xác định Ba2+ a.Nguyên tắc Vì phức Ba2+ với ET-00 bền nên không chuẩn độ trược tiếp Ba 2+ H2Y2- dùng thị ET-00 phải dựa vào phản ứng môi trường pH =9-10 Ba2+ + H2Y2- = BaY2- + 2H+ BaInd- + MgY2- = BaY2- + 2H+ MgInd- + H2Y2- = MgY2- + HInd2- + H+ (Đỏ nho) (Xanh da trời) b Cách tiến hành -Dùng pipet lấy xác 10ml dung dịch Ba 2+ cần xác định vào bình tam giác, them vào 5ml đệm amoni có pH = 9-10 5ml dung dịch MgY 2- dung dịch ET-00 -Từ buret thêm giọt dung dịch EDTA biết trước nồng độ dung dịch có màu xanh da trời - Ghi số ml dung dịch EDTA tiêu tốn.Lắp lại thí nghiệm lần lấy giá trị trung bình III.7: Xác định Al3+ Fe3+ hỗn hợp a.Nguyên tắc -Trong môi trường pH=1-2 : Fe3+ + H2Y2-= FeY- + 2H+ Dùng thị acid sulfosalicylic -Trong môi trường pH =4,5 – 6: Al3+ + H2Y2- = AlY- + 2H+ H2Y2-(Dư) + Cu2+ = CuY2- + 2H+ Dùng thị PAN b Cách tiến hành - Dùng pipet lấy xác 10ml dung dịch hỗn hợp cần xác định vào bình tam giác , điều chỉnh pH 1-2 , tiến hành tương tự xác định Fe 3+ dung thị acid sulfosalicylic - Ghi số ml EDTA tiêu tốn , giả xử VFe - Sau tiệp tục thêm vào V Al ml dung dịch EDTA 10ml dung dịch đêm acetate tiếp tục chuẩn độ Al3+ giống phép xác định Al3+ - Số ml dung dịch CuSO4 tiêu tốn VCu ml - Từ VFe, VAl, VCu ml nồng độ EDTA , nồng độ CuSO4 suy nồng độ Al3+, Fe3+ hỗn hợp III.8 :Xác-định-Cu2+ a Nguyên tắc Dựa sở phản ứng: Cu2+ + H2Y2- = CuY2- + 2H+ - Dùng thị PAN môi trường pH = 4,5 – b Cách tiến hành - Dùng pipet lấy xác 10ml dung dịch Cu2+ cần xác định vào bình tam giác , thêm vào 5ml dung dịch có pH =4,5-6 (100g CH 3COONa + 100ml CH3COOH đậm đặc pha thành 1lít dung dịch) 4-5 giọt thị PAN dung dịch có màu xanh tím - Từ buret thêm giọt dung dịch EDTA biết trước nồng độ dung chuyển từ màu xanh tím sang xanh lục - Ghi số ml dung dịch EDTA tiêu tốn.Lắp lại thí nghiệm lần lấy giá trị trung bình - Tính toán kết phần [...]... định Fe 3+ dung chỉ thị acid sulfosalicylic - Ghi số ml EDTA tiêu tốn , giả xử là VFe - Sau đó tiệp tục thêm vào V Al ml dung dịch EDTA nữa và 10ml dung dịch đêm acetate rồi tiếp tục chuẩn độ Al3+ giống như phép xác định Al3+ - Số ml dung dịch CuSO4 tiêu tốn là VCu ml - Từ VFe, VAl, VCu ml và nồng độ của EDTA , nồng độ của CuSO4 suy ra nồng độ của Al3+, Fe3+ trong hỗn hợp III.8 :Xác-định-Cu2+ a Nguyên... CH 3COONa + 100ml CH3COOH đậm đặc pha thành 1lít dung dịch) và 4-5 giọt chỉ thị PAN thì dung dịch có màu xanh tím - Từ buret thêm từng giọt dung dịch EDTA đã biết trước nồng độ cho đến khi dung chuyển từ màu xanh tím sang xanh lục - Ghi số ml dung dịch EDTA tiêu tốn.Lắp lại thí nghiệm 3 lần và lấy giá trị trung bình - Tính toán kết quả như phần trên ... để xác định Pb2+ , Zn2+ ,… phương pháp complexon môi trường đềm pH=3-5 IV Ứng dụng phương pháp chuẩn độ EDTA III.1: Xác định độ cứng chung nước a Cơ sở phương pháp Độ cứng chung nước lớn hay... (CaO ) / lít = VEDTA N EDTA = VEDTA N EDTA 100 M CaO 100 mg (CaCO3 ) / lít = VEDTA N EDTA III.2: Xác định riêng Ca2+ ,Mg+ 2trong nước cứng a.Cơ sở phương pháp - Sau xác định độ cứng chung nước,... pKa3= 6,16, pKa4= 10.26 • EDTA phân ly cho nấc acid: • dạng EDTA, (H4Y, H4Y, H2Y22- ,HY3-, Y4-) • EDTA kế thợp hầu hết ion kim loại theo tỉ lệ 1:1 I.3 Đặc điểm phản độ EDTA • EDTA ion kim loại tạo