báo cáo Thực Tập Hóa Phân Tích II

Hằng số cân bằng của cân bằng hòa tan của hợp chất ít tan, gọi là tích số tan, ký hiệu KSP, có thể được xác định dễ dàng bằng phương pháp trắc quang nếu muối tan có màu. Nội dung bài thí nghiệm là xác định K¬SP của Cu (II) tartrat bằng phương pháp trắc quang.

NHẬN XÉT

BÀI 1: XÁC ĐỊNH KSP CỦA ĐỒNG (II) TARTRAT

I Nguyên tắc

Hằng số cân bằng của cân bằng hòa tan của hợp chất ít tan, gọi là tích số tan, kýhiệu KSP, có thể được xác định dễ dàng bằng phương pháp trắc quang nếu muối tan cómàu

Nội dung bài thí nghiệm là xác định KSP của Cu (II) tartrat bằng phương pháptrắc quang

KSP=[Cu2+][C4H4O62-]Nồng độ Cu2+ sẽ được xác định bằng cách đo độ hấp thụ của dung dịch bão hòa

Cu (II) tartrat ở bước sóng thích hợp

II Các bước tiến hành

A Pha chế các dung dịch gốc

1 Dung dịch gốc CuSO 4 0,5M được pha sẵn

2 Dung dịch gốc Natri tartrat 0,5M được pha sẵn

B Pha chế các dung dịch phân tích

1 Điều chế dung dịch Cu (II) tartrat bảo hòa

 Bước 1: dùng pipet lấy 4 mL dd CuSO4 0,1 M và 5 mL dd Natri tartrat 0,1 M(đã pha ở trên) vào bình định mức 10 mL, thêm nước cất đến vạch

 Bước 2: loại bỏ kết tủa ( bằng cách lọc và li tâm), thu lấy dung dịch => ta thuđược dung dịch Cu (II) tartrat bảo hòa

2 Điều chế dung dịch Cu (II) tartrat chuẩn

Lập dãy dung dịch Cu (II) tartrat chuẩn như sau, mỗi dung dịch được đựng trongbình định mức 10 mL

Dùng pipet lấy 10 mL

dd CuSO4 0,5 M vào

bình định mức 50 mL

Thêm nước cất đến vạch, lắc đều dung dịch Ta sẽ thu được dung dịch CuSO4 0,1

0,1 M

Thể tích ddCuSO4 0,1

M cần lấy(mL)

Thể tích ddnatri tartrat0,1 M cầnlấy (mL)

Thể tíchsau khi phaloãng bằngnước cất(mL)

Nồng độcủa Cu (II)tartrat (M) A

C Thực hiện phép đo (các phép đo được thực hiện ở λ=675nm)

Lần lượt đo độ hấp thụ của các dung dịch Cu (II) tartrat chuẩn và dung dịch Cu(II) tartrat bảo hòa đã được pha ở trên

Ta đo được A của dung dịch phân tích (đồng (II) tartrat bảo hòa) là: A=0,555.

III Kết quả

 Từ bảng số liệu trên ta vẻ được đồ thị biểu thị mối liên hệ giữa A và nồng

độ dung dịch Cu (II) tartrat

Ta thấy, phương trình đường thẳng trên có dạng: A  17 , 64467 C  0 , 01816 Tathay giá trị A của dung dịch phân tích vào phương trình trên Ta có:

(M) 0304 , 0 64467

, 17

01816 , 0 555 , 0 C

64467 , 17

01816 , 0 A C

01816 , 0 C 64467 , 17 A

2 SP

2 6 4 4

2 6

4 4

1026,90304,00304,0]OHC][

Cu[K

0304,0]OHC[]Cu[]OHCuC[

BÀI 2: XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG ASPIRIN TRONG THUỐC

Phức chất màu tím được tạo thành của phản ứng giứa aspirin và Fe3+, cường độmàu của phức chất quyết định bởi nồng độ aspirin trong dung dịch Đô mật độ quang củaphức tạo thành ở λ=530nm Nồng độ của aspirin được xác định theo phương pháp đườngchuẩn

Phản ứng thủy phân aspirin trong môi trường kiềm:

(s) + 3 OH (aq)

C O

O O

O O

+ [Fe(H 2 O) 6 ] +3

O Fe(H 2 O) 4 O

O

+ H2O + H3O +

II Các bước tiến hành

1 chuẩn bị dãy chuẩn

Pha dãy dung dịch chuẩn theo bảng sau và đo mật độ quang ở 528 nm ta có bảng

(với C (mg/ml) là nồng độ của aspirin)

Cho vào bình tam giác

2 Chuẩn bị mẫu:

Đo mật độ quang của dung dịch cần phân tích ta được A= 0,2873

Ta vẽ đồ thị A=f(C) ta được:

Ta thu được phương trình của đồ thị là A  9 , 85179 C  0 , 0101

Cân và cho vào bình tam

giác 1 viên aspirin Thêm 10

mL dd NaOH 1 M Đun sôi

Thay giá trị độ hấp thụ của dung dịch phân tích vào phương trình ta tính ra được:

) ml / mg ( 02814 , 0 C

85179 , 9

0101 , 0 2873 , 0 C

85179 , 9

0101 , 0 A C

0101 , 0 C 85179 , 9 A

Vậy ta tính được nồng độ của dung dịch phân tích là 0,02814 (mg/ml)

Nồng độ của dung dịch trong bình 250ml là: 0 , 5627 (mg/ml)

5 , 2

50 02814 , 0





Vì có 250 ml dung dịch nên ta tính được khối lượng aspirin có trong 1 viên là:

) mg ( 69 , 140 250

% 100

Hàm lượng aspirin của viên thuốc aspirin (theo nhà sản xuất) là: 81%.

Vậy sai số của phép đo là: 81 %  70 , 345 %  10 , 655 %

sang màu da cam Ghi nhận

số liệu.(V tdd1 )

BÀI 3: PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ ACID – BASE

XÁC ĐỊNH NỒNG ĐỘ H3PO4 BĂNG DUNG DỊCH NaOH

I Nguyên tắc.

Khi trung hòa một acid đơn hay đa chức bằng một base mạnh, pH tăng trong quátrình trung hòa Đường pH=f(V) với V là thể tích dung dịch NaOH thên vào có nhữngdạng khác nhau tùy theo acid được trung hòa mà mạnh hay yếu Với acid đa chức, nếucác chức của acid có pKa khác nhau quá 4 đơn vị, ta có thể lần lượt trung hòa từng nấcmột Từ giá trị thể tích NaOH ở mỗi điểm tương đương, ta suy ra nồng độ đương lượngcủa acid

II Các bước tiến hành

1 chuẩn lại dung dịch NaOH # 0.1N băng dung dịch H 2 C 2 O 4

 Bước 1: xác định lượng cân của H2C2O4:

M V

m V

n C

C

N

M N

(Chú ý: hóa chất được dùng có dạng C2H2O4.2H2O nên M=126)

Thay các số liệu vào công thức trên ta tính được lượng cân m=0,63 g

 Bước 2: Cho toàn bộ lượng cân vào bình định mức 100 mL, cho thêm nước vàođến vạch và lắc cho chất rắn tan hết ta thu được 100 mL dung dịch acid C2H2O4

0,1N

 Bước 3: Tiến hành chuẩn độ: nạp dung dịch NaOH vào buret 25 mL; cho 10 mLdung dịch C2H2O4 0,1 N và erlen ài giọt phenolphtalein vào erlen Mở khóa, chotừng giọt NaOH chảy xuống đến khi dung dịch trong erlen chuyển sang màu hồngbền thì ngừng và ghi nhận giá trị thể tích NaOH

Qua 3 lần chuẩn độ ta thu được kết quả sau:

mL 6 ,

8

V

mL 6 , 8

V

mL 6 , 8

V

mL 6 , V

Qua 3 lần chuẩn độ ta thu được kết quả sau:

mL 6,67

V

mL 7 , 6

V

mL 6 , 6

V

mL 7 , 6

 Bước 2: Mở khóa cho dung dịch NaOH chảy vào becher mỗi lần 1 ml; ghi nhậngiá trị pH; lặp lại đến khi thể tích NaOH cách điểm Vtđ1 2ml

 Bước 3: Cho NaOH chảy tiếp vào becher mỗi lần 0,2 ml; ghi nhận giá trị pH; lặplại đến khi thể tích NaOH cách điểm Vtđ1 1 ml

 Bước 4: Cho NaOH chảy tiếp vào becher mỗi lần 0,1 ml; ghi nhận giá trị pH; lặplại đến khi thể tích NaOH vượt qua điểm Vtđ1 1 ml

 Bước 5: Cho NaOH chảy tiếp vào becher mỗi lần 0,2 ml; ghi nhận giá trị pH; lặplại đến khi thể tích NaOH vượt qua điểm Vtđ1 2 ml

 Bước 6: Cho NaOH chảy tiếp vào becher mỗi lần 1 ml; ghi nhận giá trị pH; lặp lạiđến khi thể tích NaOH cách điểm tương đương Vtđ2 2 ml Sau đó, lặp lại các bước2,3,4,5

(sau khi tiến hành xong, phải vệ sinh dụng cụ, trả về trạng thái ban đầu của

dụng cụ)

3 Kết quả thí nghiệm

Qua thí nghiệm ta có bảng số liệu sau:

 Kết quả chuẩn độ NaOH.

Sau ba lần chuẩn độ ta thu được kết quả sau:

mL 6 , 8

V

mL 6 , 8 V

mL 6 , 8 V

mL 6 , V

Với CA, VA lần lượt là nồng độ đương lượng và thể tích acid oxalic

Với CB, VB lần lượt là nồng độ đương lượng và thể tích NaOH

Suy ra:

) N ( 116 , 0 6 , 8

1 , 0 10 C

V

V C C B

B

A A B

Nhận xét: rỏ ràng đồ thị có 2 điểm uốn Đây chính là hai điểm tương đương ứng

với nấc thứ nhất và nấc thứ hai của acid phophoric

Từ đồ thị ta xác định được VV 614,25,56mlml pHpH 4,628,88

2 tđ

1 tđ

O H NaHPO NaOH

PO H

2 4 2 4

2 4 4



Từ biểu thức cân bằng:

]POH[

]H][

POH[K

4 3

4 2 1

a

1 a pH pK

] H [ K

Từ đây ta tính được: 6,57

2 a

68 , 2 1 a

10 K

10 K

PO

Từ phương trình này ta có thể tính được CH3PO4 như sau:

B B A

25 , 6 116 , 0 C

V

V C C

A

A

B B A

BÀI 4: PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ ĐIỆN DẪN XÁC ĐỊNH NỒNG ĐỘ DUNG DỊCH HCl + H3BO3

I Nguyên tắc

Độ dẫn điện của dung dịch tùy thuộc vào nồng độ và bản chất ion trong dung dịch.Cho biết ion H+và OH- có độ dẫn điện cao; Na+và Cl- có độ dẫn điện thấp hơn.Khi chuẩn độ dung dịch acid băng NaOH:

Ta đa thay ion H+ bằng ion Na+vì vậy độ dẫn điện của dung dịch giảm Khi NaOH

đã trung hòa hết acid, nếu tiếp tục thêm NaOH vào nghĩa là ta đã cung cấp thêm OH-chodung dịch, vì vậy độ dẫn điện của dung dịch sẽ tăng lên Giao điểm giưa phần hướngxuống và hướng lên chính là điểm tương đương

Trong trường hợp chuẩn độ acid yếu, kém phân li, đường biều diển sẽ có độ dốcthấp (không dốc lắm)

II Tiến hành thí nghiệm

1 Chuẩn độ dung dịch NaOH

Tiến hành tương tự như ở bài 3

2 Chuẩn độ HCl

3 Chuẩn độ dung dịch hổn hợp HCl và H 3 BO 4

Cho 10 ml dd HCl vào becher

250 ml, thêm nước đến ngập

điện cực Cho cá từ vào becher,

khuấy đều, cho dd ổn định trong

30 giây; ghi giá trị độ dẫn lại

Cho 10 ml dd HCl vào becher

250 ml, thêm nước đến ngập

điện cực Cho cá từ vào becher,

khuấy đều, cho dd ổn định trong

30 giây; ghi giá trị độ dẫn lại

Cho dd NaOH từ buret vào becher mỗi lần 1 ml Sau đó, ghi giá trị điện dẫn lúc dung dịch đã

ôn định Lặp lại quá trình đến khi độ dẫn bắt đầu tăng Và ngừng chuẩn khi thâm khoảng 7-8ml

Cho dd NaOH từ buret vào becher mỗi lần 1 ml Sau đó, ghi giá trị điện dẫn lúc dung dịch đã

ôn định Lặp lại quá trình đến khi độ dẫn bắt đầu tăng Và ngừng chuẩn khi thâm khoảng 7-8ml

vào becher 250 ml, thêm nước

đến ngập điện cực Cho cá từ

vào becher, khuấy đều, cho dd

ổn định trong 30 giây; ghi giá trị

độ dẫn lại

Cho 5 ml dd HCl +10 ml H3BO3

vào becher 250 ml, thêm nước

đến ngập điện cực Cho cá từ

vào becher, khuấy đều, cho dd

ổn định trong 30 giây; ghi giá trị

độ dẫn lại

Cho dd NaOH từ buret vào becher mỗi lần 1 ml Sau đó, ghi giá trị điện dẫn lúc dung dịch đã

ôn định Lặp lại quá trình đến khi độ dẫn bắt đầu tăng Và ngừng chuẩn khi thâm khoảng

10 ml

Cho dd NaOH từ buret vào becher mỗi lần 1 ml Sau đó, ghi giá trị điện dẫn lúc dung dịch đã

ôn định Lặp lại quá trình đến khi độ dẫn bắt đầu tăng Và ngừng chuẩn khi thâm khoảng

10 ml

 Kết quả chuẩn độ NaOH.

Sau ba lần chuẩn độ ta thu được kết quả sau:

mL 7 , 8

V

mL 7 , 8 V

mL 7 , 8 V

mL 7 , V

Với CA, VA lần lượt là nồng độ đương lượng và thể tích acid oxalic Với CB, VB lần lượt là nồng độ đương lượng và thể tích NaOH

Suy ra:

) N ( 115 , 0 7 , 8

1 , 0 10 C

V

V C C

B

B

A A B

Đồ thị liên hệ giữa thể tích NaOH và độ điện dẫn của dung dịch HCl.

Ta nhận thấy phần đi xuống có phương trình: y   0 , 1567 x  1 , 83và phần đi lên

115 , 0 77 , 7 C

V

C V

C

C V C

V

HCl

HCl

NaOH NaOH

HCl

HCl HCl

NaOH NaOH

Đồ thị liên hệ giữa thể tích NaOH và độ điện dẫn của dung dịch HCl + H 3 BO 3

 Nhận xét: rỏ ràng, đồ thì được chia làm 3 phần có độ dốc khác nhau.Phần thứ nhất là phần đi xuống (đây là phần biểu diển cho quá trìnhchuẩn độ HCl) có phương trình là: y   0 , 204 x  1 , 266 (pt1) Phần

thứ hai là phần đường thẳng đi lên nhưng có độ dốc không lớn lắm(đây là phần biểu diển cho quá trình chuẩn độ H3BO3) có phươngtrình: y  0 , 06071 x  0 , 29893 (pt2).và cuối cung là phần đi lên có

độ dốc lớn (đây là phần biều diển khi quá trình chuẩn độ đã kết thúc)

115 , 0 65 , 3 C

V

C V

C

C V C

HCl

HCl HCl

NaOH NaOH

Tuy nhiên chúng ta cần trừ đi thể tích NaOH đã tác dụng với HCl, vì vậy thật sựthể tích NaOH tác dụng với H3BO3 là: 12 , 15  3 , 65  8 , 5 ( ml ).

) N ( 09775 , 0 10

115 , 0 5 , 8 C

V

C V

C

C V

C V

3 3

3 3 3

3

3 3 3 3

BO H

BO H

NaOH NaOH

BO H

BO H BO H NaOH NaOH

II Tiến hành thí nghiệm

a Chuẩn bị vật liệu:

 Chuẩn bị bảng mỏng: có sẵn trong phòng thí nghiệm

 Chuẩn bị bình khai triển: cho hổn hợp dung môi gồm 24 ml cloroform và 8 mlethyl ether vào bình khai triển Chiều cao lớp dung môi khoảng 2 cm Để bào hòadung môi trong 30 phút

b Chiết sulfonamide

c Triển khai sắc ký:

 Bước 1: chuẩn bị bản mỏng và các ống vi quản

 Bước 2: dùng ống vi quản chấm 3 mẫu sulfonamide đã chuẩn bị và 3 mầu chuẩn

(chấm xen kẻ nhau).

 Bước 3: đặt bản vào bình khai triển, những vết này phải được nằm trên mực dungmôi khoản 1 cm đậy nắp bình lại và triển khai đến nhưng mực dung môi hầu nhưkhông còn chay lên nữa thì ngừng lại, lấy bản mỏng ra và vạch đường dung môi

lọc cho vào becher

Đem đun cách thủy còn 2 ml ta thu được dung dịch mẫu để chấm bảng mỏng

Đem đun cách thủy còn 2 ml ta thu được dung dịch mẫu để chấm bảng mỏng

Vạch 1 2 3 4 5 6Mẫu Sulfanilamide A Sulfaguanidin B Sulfamethoxazone CVạch

Nhận xét: nếu đánh số từ trái sang là 1,2,3,4,5,6 thì rỏ ràng ta thấy, những mẫu

2,4,6 có vết bị lan rộng ra, còn các mẫu 1,2,3 thì không bị lan ra Nguyên nhân chủ yếu

là do những chất có trong các mẫu 2,4,6 không tinh khiết, còn chứa nhiều tạp chất (chứathêm các tá dược khác)

Câu hỏi

Cơ chế tạo màu của sulfonamide và PDAB:

- Sulfonamide là các dẫn xuất của Sulfoanilin đều có cấu tạo chung gồm:

6,3 cm

NH2

S O O

-SO2XN

HH

+

H OH

H N

BÀI 6 SẮC KÝ CỘT

I Nguyên tắc

Trong sắc ký cột, thường ứng dụng phương pháp sắc ký trao đổi ion là kỹ thuậtsắc ký trong đó sự phân tích các chất tan là do lực tương tác tĩnh điện giữa các phân tửchất tan mang điện tích trái dấu với các nhóm cation [RN(CH3)3]+ hay anion (RSO3)- liênkết cộng hóa trị với các tiểu phân của pha tĩnh (thường được gọi là nhựa trao đổi ion)

Sắc ký trao đổi ion là một phương pháp hiệu quả và hiện đại để tách các ion dựavào các nhựa trao đổi ion (pha tĩnh) Nhựa trao đổi ion (ionit) là những hợp chất caophân tử, thể rắn, không tan trong nước và có chứa nhóm chức có khả năng trao đổi

 Nhựa trao đổi cation (cationit): gồm có 2 loại:

 Cationit acid mạnh có nhóm acid sulfonic –SO3-H+

 Cationit acid yếu có nhóm acid cacboxylic –COO-H+

 Nhựa trao đổi anion (anionit): có 2 loại:

 Anionit base mạnh có nhóm amin bậc 4 –N(CH3)3 OH-

 Anionit base yếu có nhóm amin bậc 1 –NH3+OH-

Khi một ionit tiếp xúc với dung dịch thân nước có chứa ion thì xảy ra sự trao đổi xRSO3-H+ + Mx+

 (RSO3)x Mx+ + xH+

xRN(CH3)3+OH + Ax-

 [RN(CH3)3+]xAx- + xOH

Áp dụng định luật tác dụng khối lượng đối với cân bằng trao đổi ion giữa 1 ion B+

và nhựa trao đổi ion acid sulfonic được nhồi trong một cột sắc ký, ta có:

RSO3-H+ (s) + B+  RSO3-B+ (s) + H+ (aq)

Nếu nồng độ H+ trong dung dịch lớn thì cân bằng chuyển dịch sang trái, nghĩa là

B+ được phản hấp phụ Có nghĩa là nếu dùng một dung dịch acid rửa giải cột thì B+ sẽ bịđẩy ra khỏi cột Quá trình rửa giải cũng chính là quá trình hoàn nguyên (tái sinh) ionit

Ví dụ: với cationit dung HCl để tái sinh, với anionit dung NaOH để tái sinh

Kex: Hằng số cân bằng trao đổi ion

Như vậy ion nào có Kex lớn sẽ bị lưu giữ mạnh trên ionit và ngược lại Kex phụthuộc vào điện tích và kích thước của ion đã hydrat hóa Thực nghiệm cho thấy các ion

đa hóa trị bị lưu giữ trên ionit mạnh hơn các ion đơn hóa trị Với cationit acid mạnh, Kex

của các ion hóa trị I giảm theo thứ tự sau: Ti+ > As+ > Cs+ > Rb+ > K+ > NH4 > Na+ > H+

> Li+ Kex của các cation hóa trị 2 giảm theo thứ tự sau: Ba2+ > Pb2+ > Sr2+ > Ca2+ > Ni2+ >

Cd2+ > Cu2+ > Co2+ > Zn2+ > Mg2+ > UO22+ Với anionit base mạnh, Kex của các ion giảmtheo thứ tự sau: SO42- > C2O42- > I- > NO3- > SO42- > Br- > Cl- > HCO2- > CH3CO2- >HCO2- > OH- > F-

Trong sắc ký cột còn có nhiều kiểu tách bằng các cơ chế khác nhau như hấp phụ,phân bố, rây phân tử… Ví dụ bằng cơ chế hấp phụ người ta cso thể dung sắc ký cột đểtách các hỗn hợp hóa chất khác nhau với các chất hấp phụ như Al2O3, silicagel, florisil….

Trong bài này chúng ta thực hiện tách hỗn hợp chất màu bằng chất hấp phụ là

Al2O3, đồng thời cũng sử dụng nhựa trao đổi cation để thực hiện việc tách Ca2+ trongnước cứng trên cột sắc ký

V

mL 4 , 0

V

mL 5 , 0

V

mL 4 , 0

từ màu đỏ chuyển sang màu tím sen Ghi thể tích EDTA đã dung

Tiến hành chuẩn độ với dd EDTA đến khi dd

từ màu đỏ chuyển sang màu tím sen Ghi thể tích EDTA đã dung

dd từ màu đỏ chuyển sang màu tím sen Ghi thể tích EDTA đã dung

(Tính được hàm lượng

Ca2+ trong mẫu nước cứng)

Tiến hành chuẩn độ với dd EDTA đến khi

dd từ màu đỏ chuyển sang màu tím sen Ghi thể tích EDTA đã dung

(Tính được hàm lượng

Ca2+ trong mẫu nước cứng)