tai lieu hoa phan tich hay

Phn 1: Lý thuyt PHNG PHP PHN TCH TH TCH I Nguyờn tc chung v cỏc khỏi nim c bn Nguyờn tc chung Chuyn cht cn phõn tớch X vo dung dch bng dung mụi thớch hp (nc, axit, kim ) c dung dch mu cn phõn tớch (dung dch nh phõn hoc dung dch cn chun) Ly chớnh xỏc mt th tớch dung dch cn chun X, ri thờm t t dung dch thuc th thớch hp R cú nng ỳng ó bit trc (dung dch chun) vo dung dch cn chun cho n R phn ng va vi X T th tớch dung dch cn chun X, nng v th tớch ca dung dch chun R tiờu tn; da vo phn ng gia thuc th R v cu t X Ta suy c nng cu t X dung dch Cỏc khỏi nim c bn - Phn ng chun l phn ng gia thuc th R vi cu t cn xỏc nh X Phn ng chun phi thừa cỏc yờu cu sau: + Phn ng phi nhanh (ngha l s kt hp gia R v X gn nh tc thi) + Phn ng gia R v X phi theo ỳng h s hp thc ca phng trỡnh phn ng + Phn ng phi cú tớnh chn lc (ngha l thuc th R ch phn ng vi cu t cn xỏc nh X m khụng phn ng vi cỏc cu t khỏc cú dung dch) + Phi cú cht ch th thớch hp xỏc nh im cui ca quỏ trỡnh chun - S chun (quỏ trỡnh chun ) l quỏ trỡnh cho dn dung dch chun R t buret vo mt th tớch xỏc nh dung dch cn chun X ng bỡnh erlen (hoc ngc li) cho n xut hin tớn hiu no ú cho bit ht cu t X (hoc ht thuc th R) thỡ ngng chun - Cht thay i tớn hiu chun c gi l cht ch th - im tng ng l thi im lng thuc th R cho vo va phn ng vi ton b cu t X dung dch cht cn chun - im cui chun (im kt thỳc chun ) l thi im ngng chun Lu ý: kt qu chun s chớnh xỏc dng chun ti im tng ng nhng thng kt thỳc chun gn im tng ng v ú l nguyờn nhõn gõy sai s h thng phng phỏp chun - ng chun l ng biu din nng ca cu t X quỏ trỡnh chun theo th tớch thuc th cho vo - Bc nhy ca ng chun l on cú s bin thiờn ln nht theo th tớch thuc th cho vo tng ng nh nht (im tng ng nm vựng bc nhy chun ) II Phõn loi cỏc phng phỏp phõn tớch th tớch - Phng phỏp chun axit baz - Phng phỏp chun to phc - Phng phỏp chun oxi húa kh - Phng phỏp kt ta III Mt s cỏch chun v tớnh kt qu phng phỏp phõn tớch th tớch Chun trc tip Dung dch chun R t buret c cho dn vo VX (mL) dung dch cn chun X cú cha cht ch th thớch hp cho n phn ng xy hon ton Ghi th tớch dung dch R tiờu tn (VR mL) T VX , VR , CM(R) ó bit v phng trỡnh phn ng tớnh CM(X) (Hoc thc hin ngc li) u im: n gin, nhanh chúng v chớnh xỏc Nhc im: khú chn thuc th R thớch hp Vớ d : chun húa dung dch NaOH ngi ta hũa tan 1,2600 gam H2C2O4.2H2O vo nc v thờm nc n 500,00 mL Chun 25,00 mL dung dch thu c ht 12,58 mL dung dch NaOH Tớnh nng mol ca dung dch NaOH Phng trỡnh phn ng chun : 2NaOH + H2C2O4 Na2C2O4 + 2H2O Theo phng trỡnh phn ng: nNaOH = 2n H C O 2 CM(NaOH)VNaOH = 2CM( H C O )V H C O 2 CM(NaOH) x 12,58.10-3 = x CM(NaOH) = 12,58.103 2 1,2600 25.103 126,00 500.103 1,2600 25.103 126,00 500.103 = 0,07949 (M) Chun ngc Thờm mt th tớch chớnh xỏc v d (V R mL) dung dch chun R vo VX mL dung dch cn chun X Sau ú chun lng thuc th R d bng dung dch chun R thớch hp thỡ cn VR mL T VX , VR , CM(R) , VR , CM(R) ó bit v phng trỡnh phn ng tớnh CM(X) Cỏch chun c dựng phn ng gia R v X xy chm hoc khụng cú cht ch th thớch hp chun trc tip X bng dung dch chun R Vớ d : Thờm 25,00 mL dung dch AgNO3 0,1248M vo 20,00 mL dung dch NaCl Chun dung dch AgNO3 d thỡ ht 11,54 mL dung dch NH4SCN 0,0875M Tớnh nng mol/ lớt ca dung dch NaCl Phng trỡnh phn ng: AgNO3 + NaCl AgCl + NaNO3 (1) Phng trỡnh chun : AgNO3 + NH4SCN AgSCN + NH4NO3 (2) Theo phng trỡnh (1) v (2) ta cú: nAgNO = nNaCl + nNH SCN CM(AgNO ) V CM(NaCl) = (AgNO3 ) = CM(NaCl).V(NaCl) + CM(NH SCN).V(NH SCN) CM(AgNO ) V (AgNO3 ) CM(NH SCN).V(NH SCN) _ 4 V (NaCl) CM(NaCl) = 25,00.0,1248 11,54.0,0875 = 0,1055(M) 20,00 Chun th Cho VX (mL) dung dch cn xỏc nh X tỏc dng vi lng d cht khỏc (MY) to MX v Y Lng Y sinh c chun trc tip bng dung dch chun R thớch hp thỡ mt VR (mL) T VR , CM(R) suy lng Y sinh T lng Y, Vx v phng trỡnh phn ng suy CM(X) iu kin chun th: MX phi bn hn MY u im: ca chun ngc v chun th cú th s dng trng hp khụng th s dng cỏch chun trc tip Nhc im: quỏ trỡnh chun thng phc tp, thc hin lõu, chớnh xỏc thp hn chun trc tip Vớ d : nh lng ng, ngi ta hũa tan 1,080 gam qung ng Thờm KI d Sau ú chun iụt gii phúng thỡ ht 15,65 mL dung dch Na 2S2O3 0,0950 M Tớnh %Cu cú qung Phng trỡnh phn ng: 2Cu2+ + 5I- 2CuI + I3- (1) Phng trỡnh chun : 2S2O32- + I3- S4O2+ 3I6 Theo phng trỡnh (2) ta cú: nI- Theo phng trỡnh (1) ta cú: 2nCu2+ (2) = 2n S2O32- = nI- nCu2+ =n mCu2+ = 0,0952 %Cu = 1,080 100% = 8,81% S2O32- 15,65 0,0950 64 = 0,0952 (g) 1000 PHNG PHP CHUN AXIT BAZ I c im - Dựng phng phỏp ny xỏc nh nng axit, baz - L phng phỏp phõn tớch th tớch da trờn phn ng chun : H+ + OH- H2O - Trong quỏ trỡnh chun nng ion H + v ion OH- luụn thay i ngha l pH dung dch thay i - ng biu din s bin thiờn ca pH vi lng dung dch chun cho vo gi l ng chun axit baz - xỏc nh im tng ng quỏ trỡnh chun , ngi ta dựng cht ch th axit baz II Cht ch th axit-baz (cht ch th pH) - L nhng cht cú mu thay i theo s thay i ca pH - Thng l nhng axit yu hu c (HInd) hoc baz yu hu c (IndOH), ú, dng axit (HInd; Ind+) v baz liờn hp (Ind-; IndOH) cú mu khỏc - Trong dung dch cht ch th tn ti ng thi dng axớt v baz liờn hp cú mu khỏc nhau: HInd H+ + Ind- (a) IndOH Ind+ + OH- (b) Nu nng ca chỳng hn kộm khụng quỏ 10 ln mt ta thy s - tn ti ca c dng mu - Nu nng ca chỳng hn t 10 ln tr lờn, mt ta nhỡn thy mu ca dng cú nng ln hn Vớ d: ch th metyldacam l axit yu (HInd) dung dch tn ti cõn bng phõn ly HInd H+ + Ind- - Khi pH gim (ngha l nng H+ tng):cõn bng chuyn dch v phớa trỏi nng HInd tng n - Vng CHInd CInd- 10, dung dch cú mu Khi pH tng (ngha l nng H+ gim):cõn bng chuyn dch v phớa C - phi nng Ind- tng n C Ind 10, dung dch cú mu vng HInd Mt s cht ch th axit baz thng dựng Tờn thng dựng Dung mụi Mu dng Mu dng Khong pH i Metyldacam Nc axớt hng baz Vng mu 3,1 4,4 (Heliantin) Bromphenol xanh Brom crezol lc Metyl Brom thymol Nc Nc Nc Nc Vng Vng hng Vng Nõu tớm Xanh Vng Xanh 3,0 4,6 3,8 5,4 4,4 6,2 6,2 7,6 xanh Phenol Thymol xanh Phenolphtalein Nc Nc Ru 70% Vng Vng Khụng Xanh 6,4 8,0 8,0 9,6 8,0 9,8 Ru 90% mu Khụng Xanh 9,4 10,6 Thymolphtalein mu III.Chun axit baz Chun n axit mnh bng n baz mnh v ngc li a Chun n axit mnh bng n baz mnh Kho sỏt s chun V (mL) dung dch axit mnh HA cú nng C 0(M) bng dung dch baz mnh BOH cú nng C (M), gi s th tớch BOH tiờu th quỏ trỡnh chun l V (mL) H+ + OH- * Phn ng chun : H2O * Phng trỡnh ng chun : - Trc chun : dung dch l dung dch axit mnh HA cú nng C0(M) pH = - lg[H+] = - lgC0 - Trc im tng ng: dung dch hn hp gm axit mnh HA d v mui ca nú vi baz mnh BA C0V0 CV pH = - lg[H+] = - V lg0 + V - Ti im tng ng: dung dch l dung dch mui BA (mui c to bi axit mnh HA v baz mnh BOH) pH = - lg[H+] = - lg 10-7 = - Sau im tng ng: dung dch hn hp gm BA v BOH d CV - C V pH = 14 - pOH = 14 + lg V + 0V 0 Vớ d: Chun 20mL dung dch HCl 0,1M bng dung dch NaOH 0,1M Hóy tớnh pH ca dung dch ti cỏc thi im: a Trc chun b Th tớch dung dch NaOH tiờu th l 19,98mL c Th tớch dung dch NaOH tiờu th l 20mL d Th tớch dung dch NaOH tiờu th l 20,02mL Phng trỡnh chun : H+ + OH- Gii : H2O a Trc chun : dung dch l dung dch HCl 0,1M pH = - lg 10-1 = b Th tớch dung dch NaOH tiờu th l 19,98mL (trc im tng ng): dung dch gm NaCl v HCl d pH = - lg[H+] = - lg 0,1.20 - 0,1.19,98 = 4,3 20 + 19,98 c Th tớch dung dch NaOH tiờu th l 20mL (ti im tng ng): dung dch ch cha NaCl pH = d Th tớch dung dch NaOH tiờu th l 20,2mL (sau im tng ng): dung dch gm cú NaCl v NaOH d pH = 14 pOH = 14 + lg 0,1.20,02 - 0,1.20 = 9,7 20,02 + 20 v ng cong chun dung dch HCl 0,1 M bng dung dch NaOH 0,1M ta nờn tớnh pH ti cỏc thi im theo bng Bng 1: ng chun HCl 0,1M bng NaOH 0,1M pH VNaOH (mL) 0,00 18,00 19,80 19,98 %q -100 -10 -1 -0,1 20,00 20,02 20,20 22,00 40,00 +0,1 +1 +10 +100 [H+] 10-1 5.10-3 5.10-4 5.10-5 pH 2,3 3,3 4,3 im tng ng 10-7 2.10-10 2.10-11 2.10-12VNaOH 3.10-13 9,7 10,7 11,7 12,5 * Nhn xột: - ng chun l ng cong khụng u trc v sau cỏch xa im tng ng dc ca ng cong rt nh (ngha l pH ớt ph thuc vo th tớch dung dch chun cho vo), cũn lõn cn im tng ng dc ng cong ln (ngha l pH ph thuc nhiu vo th tớch dung dch chun cho vo ) - Khong pH thay i t ngt lng dung dch chun cho vo t thiu n tha 0,1% c gi l bc nhy pH ca ng chun (tng ng vi khong pH t 4,3 n 9,7) ng chun HCl bng NaOH vi cỏc nng khỏc im tng ng 0.01M 0,1M 1M * Nhn xột: - Khi chun axit mnh bng baz mnh vi cỏc nng khỏc thỡ im tng ng luụn pH =7 - pH ph thuc vo nng ca cỏc cht phn ng: nng cng ln bc nhy pH cng di Trng hp dung dch quỏ loóng, bc nhy pH ca ng chun ngn chớnh xỏc chun gim * Cỏch chn cht ch th: V nguyờn tc, ta ch chn cht ch th thay i mu ỳng im tng ng (pH = 7) nh Bromthymol xanh (6,2 7,6), phenol (6,4 - 8), nhng nu chp nhn sai s chun 0,1% ta cú th chn cỏc cht ch th cú khong i mu pH nm bc nhy pH b Chun n baz mnh bng n axit mnh: Kho sỏt s chun V0 (mL) dung dch baz mnh BOH cú nng C 0(M) bng dung dch axit mnh HA cú nng C (M), gi s th tớch HA tiờu th quỏ trỡnh chun l V (mL) * Phn ng chun : H+ + OH- H2O * Phng trỡnh ng chun : - Trc chun : dung dch l dung dch baz mnh BOH cú nng C0(M) pH = 14 + lgC0 - Trc im tng ng: dung dch hn hp gm baz mnh BOH d v mui ca nú vi axit mnh BA C0V0 CV pH = 14 - pOH = 14 + lg V0 + V - Ti im tng ng: dung dch l dung dch BA pH = - lg[H+] = - lg 10-7 = - Sau im tng ng: dung dch hn hp gm BA v HA d CV C0V0 pH = - lg V0 + V Vớ d: V ng chun trng hp chun 20 mL dung dch NaOH 0,1M bng dung dch HCl 0,1M ng chun NaOH 0,1M bng HCl 0,1M pH im tng tng Chỳ ý: - Trong khong i mu ca cht ch th cú mt giỏ tr mu ti ú mu ca cht ch th thay i rừ nht, giỏ tr ny gi l ch s chun (pT) ca cht ch th Vỡ vy quỏ trỡnh chun kt thỳc ti pH = pT - Giỏ tr pT ph thuc vo bn cht cht ch th v cht chun pT cng gn pH im tng ng thỡ cng chớnh xỏc Bài giảng: Hoá phân tích Đại Học - Thay th lng ion kim loi M I ( l kim loi khụng chun trc tip c bng EDTA) bng lng tng ng ion kim loi M II (l kim loi chun trc tip bng EDTA) - C th: Ngi ta cho mt lng d chớnh xỏc phc M IIY vo dung dch chun cha ion MI phn ng xy hon ton ri chun M II bng dung dch EDTA Phng trỡnh phn ng: MI + MIIY d MIY + MII K = M' 1Y M' II Y => Mu s chuyn t mu ca dng phc M IIIn- sang mu dng t ca cht ch th HI n2 (xanh) Nu cho cct vo thỡ: MII + HI n2 M II I n + H + Xanh mn ' ' + Chỳ ý: Phi chn MII cho MgY f MgIn 10 ng dng: - Xỏc nh Ion Ca Exiot 2+ EDTA Nu chun trc tip Ca2+ bng EDTA, thỡ mu thay i khụng rừ vỡ ' CaIn = 10 5, => Nu phi thay th lng Ca 2+ bng mt lng Mg2+ tng ng Khi ú: Ca Sau ú: 2+ + M gY d Mg 2+ + CaY K= ' CaY ' MgY 1010, = 8, 10 ' Mg 2+ + Y MgY MgY Mg 2+ + HI n MgI n + H + MgI n + Y + H + MgY + HIn => dung dch chuyn t mn -> xanh 4.4.4 Phng phỏp chun giỏn tip - L phng phỏp m Ion xỏc nh khụng phn ng trc tip vi EDTA - VD: Xỏc nh lng SO42 , ngi ta cho vo ú lng d cx Ion Ba2+ thỡ: Ba 2+ + SO42 = s lg Ba2+ - s lg EDTA GV: Bùi Thị Kim Cúc 266 Bài giảng: Hoá phân tích Đại Học 4.5 CC TRNG HP KHC V CHUN TO PHC (T 211) 4.5.1 Chun Bc (T211) *4.5.2 Chun o thu ngõn (T217) CHNG 5: PHNG PHP CHUN KT TA 5.1 NGUYấN TC CHUN KT TA NG CHUN 5.1.1 Nguyờn tc chun kt ta: Yờu cu sinh viờn c v cho bit cỏc yờu cu ca chun - Phn ng xy phi hon ton - Phn ng xy tng i nhanh - Phn ng xy cú chn lc, phn ng to l phn ng chớnh - Phn ng cú cct thớch hp xỏc nh c im cui chun 5.1.2 ng cong chun VD1: Xột chun V0l dung dch NaCl C0 M bng dung dch AgNO3 C M ht Vl dung dch GV: Bùi Thị Kim Cúc 267 Bài giảng: Hoá phân tích Đại Học K s1 = 1010 - Phn ng chun : Ag + + Cl AgCl Trong ú: K s1 = [ Ag + ] [Cl ] ' [Ag+], [Cl-] l ' nng cỏc dng tn ti ca Ag+ v Cl- cha tham gia chun (Cha tham gia phn ng to ) - C th: [Cl-] = [Cl-] [ Ag ] = [ Ag ] + [ AgOH ] = [ Ag ](1 + .h + ' + [ + ) ][ ] K s' = Ag + Cj (1 + h ) = K s (1 + h ) K s' = K s Ag = + ; Ag + 1 + - p dng /l BT N u [ ] C Cl = c 0v0 = Cl '+ m AgCl v+v C Ag + = cv = Ag + '+ m AgCl v+v [ (1) ] (2) MAgCl: S Mol AgCl cú lớt dung dch Ag + ' Cl ' = (2)-(1) [ ] [ AgK ]' = cvv+cv v ' s + Ag + ' [ v + v0 nhõn v vi 0 c v ] [ AgK ]' ) vc+vv ' s + ( Ag + ' q= 0 0 = CV C 0V V +V cv = p = q c 0v0 K s' v + v0 + Ag ' c v Ag + ' [ ] [ ] (*) Biu thc tớnh sai s ny ỳng vi mi thi im c0v cc v + v0 c + c0 = - Ti sỏt im Tg: hay 0 = v + v0 c + c0 c v cc q= K s' c + c0 + Ag ' c c Ag + ' [ ] [ ] (**) Biu thc ny dựng chun Cl- Ag+ q= K s' c + c0 + Ag ' c c Ag + ' GV: Bùi Thị Kim Cúc [ ] [ ] (***) 268 Bài giảng: Hoá phân tích Đại Học Biu thc ny ỏp dng chun Ion Ag+ Cl* ng chun c biu hin bng pAg p: T sú g lng hoc pCl p (Nu Cl- Ag+) pCl pAg [Ag+] P Q% -7 3,0 7,0 10 0,9802 -1,98 -6 4,0 6,0 10 0,998 -0,2 -5,5 4,5 5,5 10 0,999 -0,06 -5 5,0 5,0 10 -4,5 5,5 4,5 10 1,006 +0,06 -4 6,0 4,0 10 1,002 +0,2 - + * Nhn xột: - Nu chun Cl Ag bzm axm dng ng cong tng t pAg+ chun axm bzm - Nu dng i xng thỡ h s t lng t l theo 1:1=> ng cong chun BNC.BNC cng i xng qua im tg + - C th: Nu q = 0,2% thỡ BNC Cl Ag l + Nu chun Ag Cl thỡ BNC l K s1 P - BNC ph thuc vo c; c ; Nu c, c tng v Ks gim thỡ BNC cng di v ngc li - Nu dng bt i xng (PbCl2) thỡ ng cong chun cng bt i xng 5.2 PHNG PHP XC NH IM TNG NG TRONG CHUN O BC 5.2.1 Phng phỏp Mohn * Nguyờn tc - Dựng xỏc nh cỏc halogenus bng Ag+ vi cct CrO42 K s11 = 1010 - Phn ng chun : Cl + Ag + AgCl Cui chun : CrO42 + Ag + Ag CrO4 gch C Cl = 0,1M => no xut hin trc C CrO4 = 5.10 M Nu - cú AgCl thỡ: GV: Bùi Thị Kim Cúc [ ][ ] K s1 Ag + Cl 269 K s11 = (2.1010 ) Bài giảng: Hoá phân tích Đại Học [ ] [ClK ] = 100,1 = 10 K [ Ag ] [CrO ] Ag + = - cú Ag CrO4 thỡ: 10 s1 + s2 (Iong/l) CHNG 6: PHNG PHP CHUN OXI HO - KH b) Th ca dung dch ti im tng ng: - Ta cú: T bỏn phn ng (1), => ET = E10' + T bỏn phn ng (2), => ET = E20' + 0, 059 [ ox1] lg n1 [ Kh1] 0, 059 [ ox2] lg n2 [ Kh 2] - T hp phng trỡnh trờn: [ ox1] [ ox2] n1ET + n2 ET = n1 E10' + n2 E20' + 0,059 lg [ Kh1] Kh2 [ ] n2 - Ta li cú: [Ox1] = n [Kh2]; => (n1 + n2)ET => ET n2 [Ox2] = n [Kh1]; = n1 E10' + n2 E20' + 0,059 lg1 n1.E10' + n2 E20' = n1 + n2 VD: Chun Fe2+ bng MnO4- mụi trng pH = Ta cú: Cỏc bỏn phn ng: - 1e Fe3+ E10' = 0,68 V Fe2+ MnO4- + 5e + H+ Mn2+ + H2O E20' = 1,51 V Tng quỏt: Fe2+ + MnO4- + 8H+ Fe3+ + Mn2+ + H2O - p dng cụng thc tớnh th ti im tng ng, ta cú: ET = 1.E10' + E20' = 1,57 V 1+ => BNC: 0,86V -> 1,44 V, nu q = 0,2% GV: Bùi Thị Kim Cúc 270 Bài giảng: Hoá phân tích Đại Học => ng cong chun Fe2+ MnO4- nh sau: * Nhn xột: Trong TH chun i xng nhng s e trao i cỏc bỏn phn ng l khỏc thỡ BNC khụng i xng qua im tng ng tng t nh chun axit yu bng baz mnh Nhng BNC v ET khụng ph thuc vo nng cỏc cht phn ng 2.2 Chun bt i xng - Chun bt i xng l phộp chun ú h s hp thc ca dng oxi hoỏ v dng kh liờn hp khỏc VD: Chun dung dch Fe2+ C0 = 0,1N bng dung dch K 2Cr2O7 C=0,1N 0' mụi trng cú pH = Bit: EFe 3+ / Fe 2+ 0' = 0,68 V; ECr /2 Cr 3+ = 1,33V Gii: - Ta cú cỏc bỏn phn ng: - 1e Fe3+ E10' = 0,68 V, K1- Fe2+ Cr2O72- + 6e + 14H+ Cr3+ + 7H2O E20' = 1,33 V, K2 - Tng quỏt: Fe2+ + Cr2O72- + 14H+ Fe3+ + Cr3+ + 7H2O K = (K1-)6 K2 - Xột trc im tng ng: + Thnh phn ti im tng ng: Fe2+, Fe3+, Cr3+ + Cp in hot ca dung dch: Fe3+/ Fe2+ 0' => Etr = E Fe3+ 0, 059 P + lg = E10' + 0,059lg 2+ P [ Fe ] GV: Bùi Thị Kim Cúc 271 K Bài giảng: Hoá phân tích Đại Học 1+ q => Etr = E10' + 0,059lg q - Xột TH ti im tng ng: + Thnh phn ti im tng ng: Fe3+, Cr3+ + Tớnh theo th hn hp: 0' Fe3+ 0, 059 + lg [ Fe 2+ ] 0' 0, 059 Cr2O7 H + + lg [Cr 3+ ]2 => ET = E => ET = E 0' 14 [H+] = ; Cr2O7 H + + 0,059 lg [Cr 3+ ]2 Fe 2+ 0' + Tng quỏt: ET = E + E 14 + T phng trỡnh phn ng chun , ta cú: [Fe3+]M = [Cr3+]M (nng ng lng bng nhau) [Fe2+]M = [Cr2O72-]M N Cr O = ; 2- M + T bỏn phn ng (2), => [Cr2O7 ] 0' 0' => ET = E + E + 0,059 lg 0' lg 0' Cr2O7 H + N u l nng mol 0' 0' => 7ET = E + E + 0,059 Cr 3+ = E + E + Ti im tng ng: [Cr ] Cr 3+ = 14 6[Cr 3+ ]2 Fe 2+ 3+ M Cr 3+ TD - 0,059 lg CV = C0V0, theo u bi: C = C0 = 0,1 M => V = V0 + T phng trỡnh chun : 0,1 C 0V C0 [Cr ] = [Fe ] / = [Fe ] / = [Fe ] / = = = (M) V +V 3+ M 3+ M 2+ M 2+ N Cr 3+ 0' 0' TD ; E E => 7ET = + - 0,059 lg => ET = 1,25 (V) - Xột sau im tng ng: + Thnh phn: Fe3+, Cr3+ v Cr2O72- d => Cp in hot: Cr2O72-/2Cr3+ GV: Bùi Thị Kim Cúc 272 Bài giảng: Hoá phân tích Đại Học 14 0' => Es = E 0, 059 Cr2O7 H + + ; lg [Cr 3+ ]2 [H+] = 1 C 0V + Ta cú:[Cr ] = [Fe ] / = [Fe ] / = [Fe ] / = (V + V ) 3+ M 3+ M 2+ M 2+ N N 2- M 2- 0M [Cr2O ] d = [Cr2O7 ] = 2- pM - [Cr2O7 ] (CV C 0V ) (V + V ) 0, 059 (CV C 0V ) 9(V + V ) ữ lg (V + V ) ( C 0V ) ữ => Es = E20' + 0' 0 0, 059 (CV C V ) (V + V ) + lg ( C 0V ) 0' 0, 059.3 (CV C 0V ) V +V + [lg + lg ] 6.2 (V + V ) C 0V = E = E + Gi s dng sat im tng ng: => N Cr O Fe2 + = ; CV = C0V0 C C V0 V0 C 0V CC = ; => = ; => = C C0 + C V V +V V +V C0 + C => Es = E20' + 0, 059 C + C0 ( P 1) [lg + lg ] CC (*) * Nhn xột: Trong phộp chun bt i xng, ng cong chun bt i xng, ET, Es cng nh BNC u ph thuc vo nng cỏc cht tham gia phn ng, nu phng trỡnh cú [H+] tham gia phn ng thỡ s thay i pH cng kộo theo s thay i E III CHT CH TH DNG TRONG CHUN OXI HO - KH 3.1 Nhúm cht ch th c bit: Cú kh nng phn ng chn lc vi dng oxi hoỏ hoc kh VD: H tinh bt cú kh nng to phc vi I2 cú mu xanh c trng hoc CSN- cú kh nng to phc vi ion Fe3+ 3.2 Nhúm ni ch th: Bn thõn dng oxi hoỏ hoc dng kh c dựng lm cht ch th VD: MnO4- (tớm) GV: Bùi Thị Kim Cúc Mn2+ (khụng mu) 273 Bài giảng: Hoá phân tích Đại Học 3.3 Cht ch th oxi hoỏ - kh: - cht ch th oxi hoỏ - kh: l nhng cht ch th cú tớnh cht oxi hoỏ hoc kh, mu ca dng oxi hoỏ v kh khỏc nhau, mu ca chỳng ph thuc vo E dd v E0 VD: Inox + ne => Edd = Eox0' /k + Ink 0, 059 [ In ] ox lg n [ In ] k Mu ca dung dch ph thuc vo E dd m Edd ph thuc vo nng ca In dng oxi hoỏ v dng kh [ In] ox + Nu In 10 => Mu ca dung dch l mu ca dng oxi hoỏ [ ]k [ In] ox + Nu In 10 => Mu ca dung dch l mu ca dng kh [ ]k + Nu Eox0' /k + 0, 059 Edd n 0, 059 thi l khong chuyn mu n Eox0' /k - VD: iphenylamin: Eox0' /k = 0,76 V Inox + ne Ink Tớm khụng mu =>Khong chuyn mu ca dung dch 0,73 V 0,79 V IV CC PHNG PHP CHUN OXI HO - KH phõn loi phng phỏp chun oxi hoỏ - kh ngi ta da vo cht oxi hoỏ: KMnO4, K2Cr2O7, I2 v Ce4+ v cỏc cht kh chun: Fe2+, I-, Mn2+, As2O3 4.1 Phng phỏp chun pemanganat: Tớnh oxi hoỏ ca KMnO4 - Trong mụi trng axit mnh: MnO4- + 8H+ + 5e Mn2+ + 4H2O E10 = 1,51 V - Trong mụi trng kim mnh: MnO4- + e MnO4- + 4H2O - Trong mụi trng trung tớnh, axit yu v baz yu GV: Bùi Thị Kim Cúc 274 E20 = 0,564 V Bài giảng: Hoá phân tích Đại Học MnO4- + H2O + 3e MnO2 + OH- E30 = 0,59 V bn ca KMnO4 - Dung dch KMnO4 c: vũng nm bn khụng thay i - Dung dch KMnO4 0,1 N: bn vũng vi thỏng - Dung dch KMnO4 < 0,1 N: khụng bn + Nu ln Mn2+ thỡ: MnO4- + 3Mn2+ + H2O + 3e MnO2 + H+ + Nu ln MnO2 thỡ: MnO4- + H2O MnO2 MnO2 + O2 + OH- => Khi pha dung dch KMnO4 phi lc b ht MnO2 Dung dch chun KMnO4 Cõn trờn cõn k thut, pha vo nc, un sụi h, ngui v lc b MnO (r) Sau ú i chun hoỏ v bo qun bỡnh mu nõu, cú nỳt nhỏm Phng phỏp chun hoỏ KMnO4 - Dựng cỏc cht kh nh H2C2O4.2H2O - Phn ng chun : MnO4- + 8H+ + 5e Mn2+ + 4H2O H2C2O4 - 2e CO2 + H+ Tng quỏt: MnO4- + H2C2O4 + 16 H+ Mn2+ + 10 CO2 + 4H2O nMnO - S in tớch trao i: N M = 5; => CMnO = CMnO nH 2C2O4 = 2; => CHN2C2O4 = CHM2C2O4 - iu kin: mụi trng axit mnh, xỳc tỏc: Mn2+ to thnh, t0nc = 50-60 0C * Chỳ ý: t0c bn thõn MnO4- b phõn hu: t MnO4- MnO2 + O2 c V t H2C2O4 CO2 c + CO + H2O =< Vỡ vy, phi chun trc 90%, ngha l thờm vo khong 90 % lng MnO4- vo H2C2O4 nhit thng, lc k n mt mu, sau ú un lờn t = 50 60 0C Sau ú ta mi chun tip n cú mu hng nht bn 30 thỡ dng li GV: Bùi Thị Kim Cúc 275 Bài giảng: Hoá phân tích Đại Học ng dng: a) Chun trc tip: chun trc tip cỏc cht kh bng KMnO4 (I-, S2-, H2O2) b) Chun giỏn tip: Cú trng hp: * Trng hp 1: Nhng cht kh d b O2 ca khụng khớ oxi hoỏ thỡ chun giỏn tip bng cỏch cho cht kh tỏc dng vi Fe 3+ d to cht oxi hoỏ v Fe2+ sau ú chun Fe2+ bng dung dch MnO4- => S lg CK = S lg Fe2+ = S lg MnO4- * Trng hp 2: Cht kh phn ng chm vi MnO 4- thỡ ta chun ngc bng cỏch cho CK tỏc dng vi lng d MnO 4-, sau ú chun MnO4- d bng I(NaHCOO) => S lg CK = S lgMnO4- - S lgI- (NaHCOO) * Trng hp 3: Cht oxi hoỏ phn ng chm vi CK no ú Thỡ ta cng cho cht oxi hoỏ tỏc dng vi lng d Fe 2+ chớnh xỏc, sau ú chun lng Fe 2+ d bng dung dch MnO4- => S lgCOX = S lgFe2+ - S lgMnO4- * Trng hp 4: Chun cỏc kim loi cú kh nng to kt ta vi C 2O42- (CK): M2+ + C2O42- MC2O4 Lc ly kt ta, tỏc dng vi axit: MC2O4 + H+ M2+ + H2C2O4 Lng H2C2O4 to thnh em chun bng MnO4- => S lg M2+ = S lgH2C2O4 = S lgMnO4M: Ca2+, Sr2+, Ba2+ Mt s vớ v KMnO4: a) Xỏc nh Fe2+ bng MnO4- - Nu dung dch ln c Fe2+, Fe3+ thỡ ta phi kh Fe3+ thnh Fe2+ bng Sn2+ Fe3+ + Sn2+ Fe2+ + Sn4+ - Mun kh ht Fe3+ thỡ ta phi dựng d Sn2+ Sau ú, ta phi oxi hoỏ lng Sn 2+ d bng HgCl2 to Sn4+ Sn2+ + Hg2+ + Cl- Sn4+ + Hg2Cl2 - Sau ú chun Fe2+ bng MnO4GV: Bùi Thị Kim Cúc 276 Bài giảng: Hoá phân tích Đại Học Fe2+ - 1e Fe3+ n1 = 1 MnO4- + 8H+ + 5e Mn2+ + H2O n2 = Tng quỏt: MnO4- + 8H+ + Fe2+ Mn2+ + Fe3+ + H2O + iu kin phn ng: Mụi trng axit (H2SO4) (Khụng c dựng HCl thay cho H2SO4 vỡ MnO4- s oxi hoỏ Cl-) - Nhng quỏ trỡnh oxi hoỏ Fe 3+ thnh Fe2+ ta ó cho Cl- vo ri, vy lm th no ion MnO4- khụng oxi hoỏ Cl-? Cỏch gii quyt: phi lm tng th oxi hoỏ kh ca clo v lm gim th ca MnO4- Ta cú: E1 = E + 0, 059 MnO4 H + lg Mn 2+ MnO4 / Mn 2+ Cl2 0, 059 E2 = ECl /2Cl + lg 2 Cl Mun gim E1 thỡ cỏch tt nht l tng [Mn 2+] Cỏch tt nht l a Fe3+ v Fe2+ ta cho thờm cht bo v MnSO4 b) Xỏc nh lng H2O2 Ta cú: MnO4- + 8H+ + 5e Mn2+ + H2O H2O2 - 2e O2 + 2H+ n1 = n2 = Tng quỏt: 2MnO4- + 6H+ + H2O2 Mn2+ + H2O + O2 * iu kin: - Mụi trng axit - Nh t t MnO4- vo dung dch H2O2 vỡ nu nh nhanh thỡ nú s to MnO2, l cht xỳc tỏc cho quỏ trỡnh phõn hu KMnO4 4.2 Phng phỏp chun icromat Cr2O72- + 14 H+ + 6e Cr3+ + H2O => Nờn phng phỏp icromat, chỳng ta phi dựng cht ch th iphenylamin cú E0 = 0,76 V => Khong chuyn mu: 0,73 0,79 V - iu kin v mụi trng: Mụi trng axit Chỳng ta cú dựng mt cỏc axit sau: H2SO4, HCl, HClO * Xỏc nh Fe2+ bng dung dch K2Cr2O7 Fe2+ - 1e Fe3+ GV: Bùi Thị Kim Cúc n1 = 277 Bài giảng: Hoá phân tích Đại Học Cr2O72- + 14 H+ + 6e Cr3+ + H2O n2 = TQ: Cr2O72- + 14 H+ + Fe2+ Cr3+ + H2O + Fe3+ - i vi phộp chun ny, chỳng ta dựng iphenylamin, cú khong chuyn mu: 0,73 0,79 V lm cht ch th - Ta cú BNC: 0,94 0,32 V => Khong chuyn mu nm ngoi BNC, gõy sai s ln - khong chuyn mu nm BNC thỡ chỳng ta phi kộo di BNC, bng cỏch lm gim E ca BNC E = EFe3+ / Fe2+ Fe3+ + 0,059lg Fe 2+ Mun gim E thỡ [Fe3+] gim hoc tng [Fe2+] Vỡ [Fe2+] cn xỏc nh, nờn chỳng ta phi lm gim nng [Fe 3+] bng cỏch cho H3PO4 vo, ú Fe3+ s to phc bn khụng mu vi H3PO4 to [Fe(PO4)2]3- Sau ú ta cú th chun trc tip Fe2+ bng Cr2O72- 4.3 Phng phỏp iot (GT) Xột tớnh oxi hoỏ - kh ca iụt I2(r) + e I- E10 = 0,5345 V => I2 l cht oxi hoỏ TB, v I- l cht kh TB Do ú cú th dựng I2 lm cht oxi hoỏ chun hoc I - lm cht kh chun phộp chun oxi hoỏ - kh I2(r) + I- I3- E20 = 0,5355 V So sỏnh ta thy E10 gn bng E20 Nguyờn tc chun theo phng phỏp it - Chun trc tip cht kh bng I2 (CK I2) - Cho I2 d, chớnh xỏc tỏc dng vi cht kh, sau ú chun lng d I bng Na2S2O3 (chun ngc) - Cho cht oxi hoỏ tỏc dng vi lng d, chớnh xỏc I -, sau ú chun I2 va to thnh bng dung dch Na2S2O3 (phng phỏp chun th) Cht ch th phng phỏp it - Dựng cht ch th l HTB, vỡ HTB cú kh nng to phc mu xanh vi I2 GV: Bùi Thị Kim Cúc 278 Bài giảng: Hoá phân tích Đại Học - Nu chun I2 bng Na2S2O3 thỡ s mc phi sai s dng phc HTB vi I rt bn, rt khú mt mu Ta cú th khỏc phc bng cỏch: cho Na 2S2O3 n trc im tng ng sau ú mi cho HTB vo Na S O Na S O vng vng rm mi cho HTB vo DD I2 ( nõu) 2 2 Ngun gc gõy sai s - Kh nng thng hoa ca I2 hoc kh nng to phc ca I2: I2(r) + I- I3- E20 = 0,5355 V - I2 b oxi hoỏ bi oxi ca khụng khớ I- + O2 + H+ I2 + H2O => Trỏnh lõu ngoi khụng khớ v ui O2 ca khụng khớ bng cỏch cho lung khớ tr i qua - Mụi trng kim mnh hoc axit mnh u gõy nờn sai s chun Phn ng gia I2 vi S2O32- - Cỏc bỏn phn ng: TQ: I2(r) + e I- n1 = 2 S2O32- - 2e S4O62- n2 = S2O32- + I2(r) S4O62- + I- - iu kin phn ng: + Mụi trng axit yu, trung tớnh thỡ phn ng xy nhanh, hon ton theo ỳng h s t lng, ch cho sn phm nht: S4O62- + Mụi trng kim: I2 + OH- HIO + I- HIO + OH- H2O + => HO- + IO- + S2O32- TQ: 10 HO- + I2 + S2O32- IO- SO42- + I- + H2O SO42- + I- + H2O => Iong S2O32- phn ng vi ptg I2 => Mun chun I2 bng Na2S2O3 thỡ phi axit hoỏ mụi trng trc chun + Mụi trng axit mnh: S2O32- + 2H+ H2SO3 + S H2SO3 + H2O + I2 H2SO4 + I- + 2H+ TQ: SO32- + H2O + I2 SO42- + I- + 2H+ + S GV: Bùi Thị Kim Cúc 279 Bài giảng: Hoá phân tích Đại Học => iongS2O32- phn ng vi ptg I2 v sn phm l SO42- v S => Khụng th chun c mụi trng axit Pha ch v chun hoỏ Na2S2O3 (c GT) ng dng: a) nh lng Cu2+: Cu + KI CuI + I2 - iu kin phn ng: + Dựng d KI, vỡ: 0 EI0 /2 I = 0,5345 V ECu ECu 2+ 2+ / CuI = 0,86 V > / Cu + = 0,153V < Nu khụng dựng d I- thỡ Cu+ khụng to phc vi I- => Tớnh kh ca Ikhụng kh Cu2+ + Mụi trng: 0,5 < pH < Nu pH > => CuOH+ Nu pH < 0,5 => I- + O2 + 4H+ I2 + H2O + Thờm SCN- vo, vỡ GV: Bùi Thị Kim Cúc 280 ... trờn phn ng chun : H+ + OH- H2O - Trong quỏ trỡnh chun nng ion H + v ion OH- luụn thay i ngha l pH dung dch thay i - ng biu din s bin thiờn ca pH vi lng dung dch chun cho vo gi l ng chun axit... ngi ta dựng cht ch th axit baz II Cht ch th axit-baz (cht ch th pH) - L nhng cht cú mu thay i theo s thay i ca pH - Thng l nhng axit yu hu c (HInd) hoc baz yu hu c (IndOH), ú, dng axit (HInd;... gam cht ú tng ng hoỏ hc vi nguyờn t gam (1,008 g H) hay mol ion H+ hoc mol ion hoỏ tr hoc mol e - VD1: Xột phn ng: H2SO4 + KOH K2SO4 + H2O Hay: H2SO4 + OH- SO4- + H2 O (1) - Theo phn ng (1),