Đề cương bài giảng hóa phân tích 1

M U V trớ v tm quan trng ca hoỏ hc phõn tớch Phõn loi cỏc phng phỏp phõn tớch Cỏc giai on ca quỏ trỡnh phõn tớch 3.1 Chn mu i din 3.2 Chun b mu 3.3 Tỏch cỏc cht cn tr 3.4 Giai on o 3.5 ỏnh giỏ kt qu phõn tớch Chng Phn ng phõn tớch cõn bng hoỏ hc hot 1.1 Phõn loi cỏc phn ng phõn tớch 1.2 iu kin xy cỏc phn ng 1.2.1 nh hng ca nhit 1.2.2 nh hng ca mụi trng phn ng 10 1.2.3 nh hng nng cht phn ng 11 Chng Phng phỏp phõn tớch th tớch 12 2.1 Nguyờn tc chung phng phỏp phõn tớch th tớch 12 2.2 Cỏc phng phỏp chun 12 2.3 Phõn loi cỏc phng phỏp phõn tớch th tớch 13 2.4 Cỏc loi nng dung dch 14 2.5 Chun b dung dch cú nng xỏc nh 16 2.6 Cỏch tớnh kt qu phõn tớch th tớch 17 2.7 Sai s phõn tớch nh lng 18 2.7.1 Cỏc loi sai s phõn tớch nh lng 18 2.7.2 Mt s i lng c trng thng c s dng x lớ s liu thc nghim theo phng phỏp toỏn hc thng kờ 20 2.7.3 ỏnh giỏ kt qu phõn tớch 21 Chng Cõn bng axit baz 23 3.1 nh ngha axit baz 23 3.2 nh lut bo ton proton 25 3.3 Tớnh cht axit baz ca dung mụi nc 25 3.3 Hng s cõn bng axit v baz dung mụi nc 26 3.4 pH ca dung dch axit 27 3.4.1 pH ca dung dch axit mnh 28 3.4.2 pH ca dung dch n axit yu 28 3.5 pH ca dung dch baz 30 3.5.1 pH ca dung dch baz mnh 30 3.5.2 pH ca dung dch baz yu 31 3.6 pH ca dung dch axit baz liờn hp Dung dch m 33 3.7 pH ca dung dch hn hp axit 35 3.7.1 pH ca dung dch hn hp axit mnh v axit yu 35 3.7.2 pH ca dung dch hn hp hai n axit yu 37 3.8 pH ca dung dch hn hp hai baz 38 3.8.1 pH ca dung dch hn hp baz mnh v baz yu 39 3.8.2 pH ca dung dch hn hp n baz yu 40 3.9 pH dung dch a axit v mui ca chỳng 40 3.9.1 pH dung dch a axit 40 3.9.2 Dung dch mui a axit 43 Chng Phng phỏp chun axit baz 47 4.1 Cht ch th axit baz 47 4.2 ng chun phng phỏp chun n axit baz 50 4.2.1 Chun axit mnh bng baz mnh 50 4.2.2 Chun baz mnh bng axit mnh 52 4.2.3 Chun n axit yu bng baz mnh 54 4.2.4 Chun n baz yu bng axit mnh 57 4.3 ng chun a axit v a baz 61 4.3.1 Chun a axit bng baz mnh 61 4.3.2 Chun a baz bng axit mnh 67 4.3.3 Chun amino axit 71 4.3.4 Phng phỏp phõn tớch Kjeldahl 72 Chng Cõn bng to phc v phng phỏp chun phc cht 74 5.1 Hng s cõn bng phn ng to phc 74 5.2 Tớnh nng cõn bng cỏc cu t dung dch phc cht 75 5.3 S to phc ca etylendiamintetra axetic axit vi cỏc ion kim loi 80 5.4 ng chun phng phỏp chun complexon 84 5.5 Xỏc nh im cui phng phỏp chun complexon ch th mu kim loi 87 5.6 Cỏc phng phỏp chun complexon 88 5.6.1 Phng phỏp chun trc tip 88 5.6.2 Chun ngc 89 5.6.3 Chun thay th 89 5.6.4 Chun giỏn tip 89 Chng Cõn bng dung dch to thnh hp cht ớt tan v phng phỏp chun kt ta 90 6.1 Cõn bng dung dch to thnh hp cht ớt tan 90 6.2 Quan h tớch s tan v tan ca kt ta 92 6.2.1 Tớnh tớch s tan t tan 92 6.2.2 Tớnh tan t tớch s tan 93 6.3 Cỏc yu t nh hng n tan ca kt ta 94 6.3.1 nh hng ca ion chung 94 6.3.2 nh hng ca nng H+ (pH) 95 6.3.3 nh hng cht to phc 97 6.4 Kt ta phõn on 101 6.5 Phng phỏp chun kt ta 101 6.5.1 ng chun phng phỏp chun kt ta 102 6.5.2 Cỏc phng phỏp xỏc nh im cui phng phỏp chun o bc 104 Chng Cõn bng oxi hoỏ - kh 107 7.1 Th oxi hoỏ - kh - Phng trỡnh Nernst 107 7.2 Cỏc yu t nh hng n in th oxi hoỏ - kh Th oxi hoỏ - kh tiờu chun iu kin 110 7.2.1 nh hng nng H+ 110 7.2.2 nh hng ca phn ng to thnh hp cht ớt tan 110 7.2.3 nh hng ca phn ng to thnh hp cht ớt phõn li 111 7.3 Hng s cõn bng ca phn ng oxi hoỏ - kh 113 7.4 Cht oxi hoỏ v cht kh a bc 114 Chng Phng phỏp chun oxi hoỏ - kh 116 8.1 ng chun oxi hoỏ - kh 116 8.2 Chun a bc 122 8.3 Cht ch th phng phỏp chun oxi hoỏ - kh 128 8.3.1 Chun khụng dựng cht ch th 128 8.3.2 Phộp chun dựng cht ch th 128 8.4 Mt s phng phỏp chun oxi hoỏ - kh ng dng thc t 130 8.4.1 Mt s cht kh thng dựng 130 8.4.2 Mt s cht oxi hoỏ thng dựng 131 8.4.3 Mt s phng phỏp chun oxi hoỏ - kh 131 Chng Phng phỏp phõn tớch lng 135 9.1 Nguyờn tc chung ca phng phỏp phõntớch lng 135 9.2 iu kin kt ta hon ton 136 9.2.1 Yờu cu i vi dang kt ta 137 9.2.2 Yờu cu i vi dng cõn 137 9.2.3 iu kin kt ta dng tinh th 137 9.2.4 iu kin to thnh kt ta vụ nh hỡnh 138 9.3 Mt s th thut cn chỳ ý thc hin phng phỏp phõn tớch lng 138 9.4 Cỏch tớnh kt ta phng phỏp phõn tớch lng 139 Ti liu tham kho 150 TI LIU THAM KHO: 154 M U V trớ v tm quan trng ca hoỏ hc phõn tớch Hoỏ hc phõn tớch l mt mụn hc v cỏc phng phỏp xỏc nh thnh phn nh tớnh v nh lng cỏc cht v hn hp ca chỳng Phõn tớch nh tớnh nhm tr li cõu hi cỏc hp cht c to t nguyờn t no hay núi cỏch khỏc cỏc cht no (nguyờn t no) tham gia vo thnh phn Thụng thng trc phõn tớch nh lng ngi ta phi tin hnh phõn tớch nh tớnh Kt qu phõn tớch nh tớnh giỳp cho vic qui trỡnh phõn tớch nh lng thớch hp Ni dung ch yu ca hoỏ hc phõn tớch l phõn tớch nh lng Phõn tớch nh lng úng vai trũ quan trng s phỏt trin ca khoa hc cụng ngh v sn xut Nhiu ngnh khoa hc cụng ngh khỏc nhau: hoỏ hc, khoa hc v trỏi t, sinh vt hc, lý hc, th nhng, y hc, kho c hc u rt cn n phõn tớch nh lng Chỳng tụi xin n c mt vi thớ d: Trong lnh vc y hc vic xỏc nh hm lng glucose mỏu giỳp cho bỏc s chn oỏn bnh tiu ng ca bnh nhõn Trong lnh vc thc phm, xỏc nh hm lng protein, cacbonhirat, hm lng vitamin, mui khoỏng giỳp cho vic ỏnh giỏ giỏ tr dinh dng ca thc phm Trong nh mỏy sn xut thộp, phõn tớch thnh phn nguyờn liu u vo v sn phm sau cựng giỳp cho cỏc nh sn xut iu chnh thnh phn nguyờn liu u vo sn xut c loi thộp cú cng, do, mi mũn phự hp Ngy lnh vc mụi trng, hoỏ hc phõn tớch chim mt v trớ vụ cựng quan trng Mc ụ nhim mụi trng ch c ỏnh giỏ c th qua s liu kt qu phõn tớch Do nhn rừ tm quan trng ca hoỏ hc phõn tớch i vi cỏc ngnh khoa hc cụng ngh, sn xut v i sng, cng nh ng dng rng rói chỳng vo cỏc lnh vc ú m nhiu chuyờn ngnh khoa hc phõn tớch mi i nh: Hoỏ hc phõn tớch mụi trng, phõn tớch dc phm, hoỏ phõn tớch lõm sng, hoỏ phõn tớch thc phm Hoỏ hc phõn tớch c xem l trung tõm ca nhiu ngnh khoa hc k thut Sinh học: Thực vật di truyền Vi trù ng học Sinh học phân tử Đ ộng vật học Đ ịa chất: Đ ịa vật lí Đ ịa hoá Cổsinh vật hoc Cổthực vật Hoá Hoá Hoá Hoá Hoá học: sinh Vô Hữu lí Vật lí: Vật líthiên vă n Vật líthiên thể lísinh Công nghệhoá học: Công nghệxây dựng Cơ Đ iện tử Hoá học phân tích Khoa học môi tr- ờng: Đ i d- ơng Khít- ợ ng Sinh thá i học Nông nghiệp: Khoa học động vật Khoa học sau thu hoạ ch Khoa học thực phẩm Khoa học đất Khoa học v- ờn Khoa học x hội: Phá p y Khoả cổhọc Nhân chủng học Y học: Hoá học lâm sàng Hoá y sinh Hoá d- ợ c Đ ộc học Khoa học vật liệu: Luyện kim Polime Vật liệu mớ i Phõn loi cỏc phng phỏp phõn tớch phõn tớch hm lng cỏc cht cú cỏc i tng khỏc ngi ta thng tin hnh theo hai phng phỏp : Phng phỏp phõn tớch hoỏ hc: Trong quỏ trỡnh phn ng hoỏ hc xy ngi ta thu nhn c cỏc thụng tin liờn quan n lng cht ban u b tiờu tn hay lng sn phm to thnh Nu da vo xỏc nh lng sn phm to thnh thỡ thuc phng phỏp phõn tớch lng Nu ta o th tớch lng thuc th tiờu tn (dung dch chun) thỡ thuc phng phỏp phõn tớch th tớch (phng phỏp chun ) Phng phỏp phõn tớch th tớch da trờn cỏc loi phn ng: phn ng axit baz; phn ng to phc; phn ng kt ta; phn ng oxi hoỏ - kh Phng phỏp phõn tớch vt lớ v húa lớ Phng phỏp vt lớ: ch yu da trờn o tớnh cht vt lớ no ú ca i tng cn phõn tớch ( hp th ỏnh sỏng , dn in , phúng x) Tớnh cht ny t l thun vi nng cht phõn tớch cú mu Phng phỏp húa lớ l s kt hp thc hin cỏc phỏn ng húa hc vi o trờn cỏc thit b Thụng thng phi s dung cỏc phỏn ng húa hc chuyn cỏc cu t phõn tớch thnh cỏc dng cú tớnh cht vt lớ thớch hp cú th o c Thớ d xỏc nh crom nc ngi ta phi oxi húa n trng thỏi Crom húa tr +6 (Cr2O72- ) cho phỏn ng vi thuc th hu c hỡnh thnh hp cht mu cú kh nng hp th ỏnh sỏng bc súng nht nh, da hp th ỏnh sỏng m chỳng ta suy c hm lng crom cú mu nc cn phõn tớch S i v phỏt trin cỏc phng phỏp phõn tớch cụng c hin i gn lin vi s phỏt trin c s lớ thuyt cỏc phng phỏp phõn tớch hin i kt hp vi cỏc thnh tu ca vt lớ hc hin i, cụng ngh thụng tin - in t cng nh cỏc thnh tu ca cỏc lnh vc hoỏ hc khỏc Cỏc phng phỏp phõn tớch cụng c hin i cú u im ni bt l cú th xỏc nh bỏn t ng, t ng lng vt, siờu vt cỏc cht vụ c v hu c cú cỏc i tng khỏc Mi phng phỏp phõn tớch nờu trờn thng c tin hnh xỏc nh khong nng nht nh, sai s mc phi cng tu thuc vo phng phỏp phõn tớch Bng ch rừ khong nng v sai s mc phi ca mi phng phỏp Bng Khong nng v sai s mc phi ca mi phng phỏp Khong nng xỏc nh (mol/) Sai s tng i (%) Phng phỏp phõn tớch lng 101 102 0,1 Phng phỏp phõn tớch th tớch 101 104 0,1 Phng phỏp chun in th 101 106 Phng phỏp phõn tớch in lng 101 104 0,01 Phng phỏp Von ampe 103 10-9 25 Phng phỏp trc quang 103 106 Phng phỏp hunh quang 106 109 25 Phng phỏp quang ph nguyờn t 103 109 10 Phng phỏp sc kớ 103 109 25 Phng phỏp phõn tớch ng hc 102 1010 10 Phng phỏp Cỏc giai on ca quỏ trỡnh phõn tớch Quỏ trỡnh phõn tớch c tin hnh qua giai on ch yu sau: 3.1 Chn mu i din Kt qu phõn tớch ch ỳng chn ỳng mu i din, cú ngha l mu c chn phn ỏnh trung thnh i din cho i tng cn phõn tớch Nu nh quỏ trỡnh phõn tớch c tin hnh rt cn thn, phng phỏp phõn tớch rt chun, nhng ly mu khụng i din thỡ kt qu phõn tớch khụng cú ý ngha Vic ly mu khụng i din s dn n sai lm nghiờm trng nh hng rt ln n s phỏt trin kinh t xó hi, nht l lnh vc iu tra ỏnh giỏ ti nguyờn khong sn ca t nc Vỡ vy, chn mu l mt nhng giai on quan trng nht ca quỏ trỡnh phõn tớch Vic chn mu bao gm ly mu ban u t lng mu ln bng cỏc cỏch khỏc nhau, ly mu nh dn n mu phũng thớ nghim l mu tin hnh phõn tớch Mu phõn tớch cú th cỏc trng thỏi khỏc nhau: rn, lng, khớ 3.2 Chun b mu Giai on ho tan, ngi ta tin hnh ho tan bng cỏc dung mụi thớch hp (nc, axit, kim, dung mụi hu c) hay nung chy vi cht chy phự hp sau ú chuyn cht núng chy sang trng thỏi dung dch Nu phõn tớch theo phng phỏp vt lớ thỡ giai on hũa tan mu khụng cn thit , nhng cng cú vi ng tỏc x lớ s b trc o 3.3 Tỏch cỏc cht cn tr Loi tr cỏc cht cn tr bng cỏc phng phỏp khỏc nhau: chit lng lng, sc kớ, dựng cht che, v.v 3.4 Giai on o Tin hnh ghi o xỏc nh nng cỏc cht cú mu phõn tớch 3.5 ỏnh giỏ kt qu phõn tớch Giai on cui cựng ca quỏ trỡnh phõn tớch l ỏnh giỏ sai s phộp xỏc nh, khong biờn gii tin cy, gii hn phỏt hin ca phng phỏp, gii hn nh lng, ỳng, lp li Nh trờn ó trỡnh by hoỏ hc phõn tớch gm hai ni dung ch yu:Phn C s lớ thuyt phng phỏp phõn tớch bng phng phỏp hoỏ hc v phn c s lớ thuyt phng phỏp phõn tớch bng phng phỏp cụng c Trong giỏo trỡnh ny chỳng tụi trỡnh by ni dung ch yu c s lớ thuyt cỏc phng phỏp phõn tớch bng phng phỏp hoỏ hc Chc chn quỏ trỡnh biờn son khụng trỏch nhng thiu sút, chỳng tụi mong nhn c s úng gúp ý kin ca cỏc ng nghip v bn c Chỳng tụi xin chõn thnh cm n.! Chng Phn ng phõn tớch cõn bng hoỏ hc hot 1.1 Phõn loi cỏc phn ng phõn tớch Phn ng phõn tớch l phn ng hoỏ hc c ng dng tỏch nhn bit v xỏc nh nh lng nhn bit ngi ta ng dng cỏc phn ng kốm theo xut hin cỏc du hiu cú th quan sỏt c (bin i mu sc, to kt ta, tỏch khớ) xỏc nh nh lng, ngi ta ng dng cỏc phn ng m cỏc cht ban u hay sn phm phn ng cú cỏc tớnh cht cú th ghi o c Cỏc giỏ tr o c t l vi nng cỏc cht cú mu phõn tớch Cỏc phn ng phõn tớch xy nhanh, hon ton v theo t l xỏc nh Theo c tớnh tng tỏc ngi ta chia thnh loi phn ng: Phn ng axit baz Phn ng to phc Phn ng kt ta Phn ng oxi hoỏ - kh Cỏc phn ng phõn tớch thng c vit di dng phõn t, ion hay ion electron Hai nh lut c bn c ng dng hoỏ hc phõn tớch tin hnh tớnh toỏn ú l: nh lut bo ton lng (nh lut bo ton nng ban u) v nh lut bo ton in tớch (phng trỡnh trung ho in tớch) Theo nh lut bo ton lng, nng ban u ca mt cu t bng tng nng cõn bng ca cỏc dng tn ti ca cu t ú cú mt dung dch Nu mt nguyờn t no ú tham gia thnh phn vi dng khỏc thỡ cn phi tớnh hm lng ca nú cỏc dng Thớ d dung dch ion kim loi M tham gia phn ng to phc vi phi t L hỡnh thnh cỏc phc: ML, ML2, ML3 MLn Theo nh lut bo ton lng chỳng ta cú th vit: CM = [M] + [ML] + [ML2] + + [MLn] (1.1) õy: CM: tng nng cỏc dng ca M [MLi]: nng cõn bng cỏc dng phc n CM = [MLi] (1.2) Thớ d 1.1 Vit phng trỡnh bo ton lng vi dung dch H2CO3: Axit cacbonic phõn li dung dch theo cỏc phn ng sau: HCO3 + H3O+ H2CO3 + H2O HCO3 + H2O H3O+ + CO32 Trong dung dch cú mt cỏc ion: HCO3 , H3O+, CO32 , H2CO3 Nng tng cng ca axit cacbonic: C H CO = [ CO32 ] + [ HCO3 ] + [H2CO3] C H O = [H3O+] + [ HCO3 ] + [H2CO3] Theo nh lut trung ho in tớch: mt n v th tớch tng s in tớch dng bng tng in tớch õm C i Zi = (1.3) õy: Ci: Nng cõn bng cỏc dng dung dch Zi: in tớch ca cỏc dng Vớ d 1.2 Vit phng trỡnh trung ho in tớch ca dung dch NaCl Trong dung dch NaCl cú mt cỏc ion Na+, Cl , H3O+ v OH Phng trỡnh trung ho in tớch: [Na+] + [H3O+] = [Cl] + [OH] 1.2 iu kin xy cỏc phn ng 1.2.1 nh hng ca nhit nh hng ca nhit n cỏc phn ng khụng ging Chỳng ta cú th xem xột da trờn s ph thuc nhit ca hm s nhit ng i vi cỏc quỏ trỡnh xy ỏp sut khụng i, ngi ta ng dng entrụpi H v nng lng t Gibbs G (th ng ỏp, ng nhit) Chỳng liờn quan vi theo biu thc sau: G = H TS (1.4) õy: T nhit tuyt i S entrụpi Hng s cõn bng nhit ng ca phn ng hoỏ hc ph thuc vo nhit H d ln K o = RT dT (1.5) d ln K o cng ln, giỏ tr tuyt i hiu ng nhit phn ng cng ln Ngi ta dT cng cú th ỏnh giỏ nh tớnh nh hng ca nhit , nu bit hiu ng nhit ca phn ng Theo nguyờn lớ Le Chatelier un núng cõn bng chuyn dch theo hng kốm theo hp th nhit, cú ngha tng nhit s lm tng hng s cõn bng ca quỏ trỡnh thu nhit,cũn gim nhit to iu kin thun li cho quỏ trỡnh to nhit Chiu hng chuyn dch cõn bng bin i nhit c xỏc nh bi du ca hiu ng nhit phn T s ng, cũn mc chuyn dch cõn bng c xỏc nh bi giỏ tr H (H cng ln nh hng ca nhit cng mnh) Nhit cng nh hng n tc phn ng Tt c cỏc phn ng hoỏ hc xy vi tc xỏc nh, thng c c trng bi bin i nng mt cỏc cu t ca h mt n v thi gian (): v = dC d (1.6) Nu dC < thỡ c ly du õm dC > thỡ c ly du dng Khi un núng, tc phn ng tng Theo qui tc Van Hoff nhit tng 10oC thỡ tc phn ng tng ln 1.2.2 nh hng ca mụi trng phn ng nh hng ln nht n iu kin xy phn ng l giỏ tr pH - axit ca mụi trng phn ng Trng thỏi ion tn ti dung dch c xỏc nh bi giỏ tr pH Thớ d ion Cr(VI) mụi trng axit tn ti dng Cr2 O 27 , mụi trng kim tn ti dng CrO 24 Ion MnO4 biu th kh nng oxi hoỏ ln nht mụi trng axit mnh, nh nht mụi trng kim iu ny cú th gii thớch ion H3O+ tỏc ng n anion MnO4 lm yu liờn kt Mn O lm cho tớnh kh yu i, cũn ion OH lm cho liờn kt Mn O bn hn Mt s nguyờn t tn ti dng ion phc mụi trng axit mnh ( CdCl24 , FeCl4 ), mt s nguyờn t khỏc (Cr, Al, Zn, Pb) tn ti dng phc hiroxo mụi trng kim Bng thc nghim ngi ta nhn thy trng thỏi cõn bng ca nhiu phn ng hoỏ hc dung dch s thay i thờm vo cht in li nh hng ca cht in li n cõn bng hoỏ hc khụng ch ph thuc vo bn cht hoỏ hc ca cht in li, m cũn ph thuc vo tớnh cht ca dung dch c ỏnh giỏ qua lc ion = ([A] Z 2A + [B] Z 2B + [C] Z 2C + ) (1.7) õy: [A], [B], [C], [] l nng cõn bng cỏc dng A, B, C, dung dch ZA, ZB, ZC, l in tớch ca cỏc ion A, B, C Do tng tỏc ca ion qua lc ion m nng c biu th qua giỏ tr hot a õy: aA = fA [A] aA: hot ca ion A [A]: nng cõn bng ca A fA: h s hot Dng tng quỏt: = (1.8) i Z i2 Ci (1.9) i Nu gn bng khụng, dung dch rt loóng, khụng cú tng tỏc tnh in gia cỏc ion, thỡ f = v hot bng nng Trong dung dch loóng lc ion < 0,02 thỡ h s hot c tớnh theo phng trỡnh gn ỳng ca bai Hucken (Debye Hckel ): lg fj = 0,5 Z i2 (1.10) Cũn lc ion gii hn: 0,02 < < 0,20 thỡ lc ion tớnh theo biu thc: 10 Ph lc Bng Cỏc hng s phõn li axit 25oC Tờn gi axit Cụng thc Ka1 Axetic CH3COOH 1,75.105 Alanic CH3CH(NH2)COOHa 4,5.103 1,3.1010 Asenic H3AsO4 6,0.103 1,0.107 3,0.1012 Aseno H3AsO3 6,0.1010 3,0.1014 Benzoic C6H5COOH 6,3.105 Boric H3BO3 6,4.1010 Cacbonic H2CO3 4,3.107 Cloaxetic ClCH2COOH 1,5.103 Xitric HOOC(OH)C(CH2COOH)2 7,4.104 1,7.105 4,0.107 Etylendiamin -tetraaxetic (CO2) + + a 2NH CH2CH2NH (CO2)2 1,0.102 2,2.105 6,9.107 5,5.1011 Fomic HCOOH 1,76.104 Glixin H2NCH2COOHb 4,5.103 Hiroxianic HCN 7,2.1010 Hirofluoric HF 6,7.104 Hirosunfua H2 S 9,1.108 Hiroclor HOCl 1,1.108 Iodic HIO3 2,0.104 Lactic CH3CHOHCOOH 1,4.104 Leucin (CH3)2CHCH2CH(NH2)CO OHb 4,7.103 1,8.1010 Maleic cis-HOOCCH : CHCOOH 1,5.102 2,6.107 Malic HOOCCHOHCH2COOH 4,0.104 8,9.106 Nitr HNO2 5,1.104 Oxalic HOOCCOOH 6,5.102 Phenol C6H5OH 1,1.1010 Photphoric H3PO4 1,1.102 7,5.108 4,8.1013 Photphor H3PO3 5,0.102 2,6.107 o-Phtalic C6H4(COO)2 1,2.103 3,9.106 Picric (NO2)3C6H5OH 4,2.101 Propanoic CH3CH2COOH 1,3.105 141 Ka2 Ka3 Ka4 4,8.1011 1,7.1010 1,2.1015 6,1.105 Salixilic C6 H4(OH)COOH 1,0.103 Sunfamic NH3SO3H 1,0.101 Sunfuric H2SO4 >>1,0 1,2.102 Sunfur H2SO3 1,3.102 5,0.106 Tricloaxetic Cl3COOH 1,29.101 Bng Cỏc hng s phõn li baz 25oC Tờn gi baz Cụng thc Kb1 Amoniac NH3 1,75.105 Anilin C6H5NH2 4,0.1010 CH3(CH2)2CH2NH 4,1.104 1-Butylamin Kb2 Dietylamin (CH3CH2)2NH 8,5.104 Dimetylamin (CH3)2NH 5,9.104 Etanolamin HOC2H4NH2 3,2.105 Etylamin CH3CH2NH2 4,3.104 Etylendiamin NH2C2H4NH2 8,5.105 Glyxin HOOCCH2NH2 2,3.1012 Hirazin H2NNH2 1,3.106 Hiroxylamin HONH2 9,1.109 Metylamin CH3NH2 4,8.104 Piperidin C5H11N 1,3.103 Piridin C5H5N 1,7.109 Trietylamin (CH3C H3)3N 5,3.104 Trimetylamin (CH3)3N 6,3.105 Tri (hidroxylmetyl) aminometan (OHCH2)3CNH2 1,2.106 Km hiroxit Zn(OH)2 7,1.108 4,4.105 Bng Tớch s tan ca mt s hp cht 25oC Tờn cht Cụng thc T Tờn cht Cụng thc T Nhụm hiroxit Al(OH)3 2.1032 Chỡ oxalat PbC2O4 4,8.1010 Bari cacbonat BaCO3 8,1.109 Chỡ sunfat PbSO4 1,6.108 Bari cromat BaCrO4 2,4.1010 Chỡ sunfua PbS 8,0.1028 Bari florua BaF2 1,7.106 Magie MgNH2PO4 2,5.1013 142 amoniphotphat Bari iodat Ba(IO3) 1,5.109 Magie cacbonat MgCO3 1,0.105 Bari manganat BaMnO4 2,5.1010 Magie hiroxit Mg(OH)2 1,2.1011 Bari oxalat BaC2O4 2,3.108 Magie oxalat MgC2O4 9,0.105 Bari sunfat BaSO4 1,0.1010 Mangan hiroxit Mn(OH)2 4,0.1014 Beri hiroxit Be(OH)2 7,0.1022 Mangan sunfua MnS 1,4.1015 Bimutylclorua BiOCl 7,0.109 Thu ngõn bromua HgBr2 5,8.1025 Bimutin Bi2O3 1,0.1097 Thu 1,3.1018 ngõn (I) Hg2Cl2 clorua Catmi cacbonat CdCO3 2,5.1014 Thu ngõn iodua Catmi sunfua CdS 1,0.1028 Thu ngõn sunfua HgS 4,0.1053 Canxi cacbonat CaCO3 8,7.109 Bc asenat AgAsO4 1,0.1022 Canxi flurua CaF2 4,0.1011 Bc bromua AgBr 4,0.1013 Canxi hiroxit Ca(OH)2 5,6.106 Bc cacbonat Ag2CO3 8,2.1012 Canxi oxalat CaC2O4 2,6.109 Bc clorua AgCl 1,0.1010 Canxi sunfat CaSO4 1,9.104 Bc clromat Ag2CrO4 1,1.1012 5,2.109 Bc xianua Ag[Ag(CN) 5,0.1012 2] ng bromua (I) CuBr Hg2I2 4,5.1029 ng (I) clorua CuCl 1,2.106 Bc iodat AgIO3 3,4.108 ng (I) iodua CuI 5,1.1012 Bc iodua AgI 1,0.1016 ng(I) thioxianat CuSCN 4,8.1015 Bc photphat Ag3PO4 1,3.1020 ng(II) hiroxit Cu(OH)2 1,6.1019 Bc sunfua Ag2S 2,0.1049 9,0.1036 Bc thioxianat AgSCN 1,0.1012 St (II) hiroxit Fe(OH)2 8,0.1016 Stronti oxalat SrC2O4 1,6.107 St 4,0.1038 Stronti sunfat SrSO4 3,8.107 ng sunfua (II) CuS (III) Fe(OH)3 hiroxit Lantan iodat La(IO3)3 6,0.1010 Tali clorua TlCl 2,0.104 Chỡ clorua PbCl3 1,6.108 Tali sunfua Tl2S 5,0.1022 Chỡ cromat PbCrO4 1,8.1014 Km ferixianua Zb2Fe(CN)6 4,1.1016 Chỡ iodua PbI2 7,1.109 Km oxalat ZnC2O4 2,8.108 ZnS 1,0.1021 Km sunfua 143 Bng Hng s bn phc ca mt s kim loi vi EDTA 25oC Nguyờn t Cụng thc Nhụm AlY 1,35.1016 Bitmut BiY 1,00.1023 Bari BaY 5,75.107 Catmi CdY2 2,88.1016 Canxi CaY2 5,04.1010 Coban (Co2+) CoY2 2,04.1016 Coban (Co3+) CoY 1,00.1036 ng CuY2 6,30.1018 Gali GaY 1,86.1020 Indi InY 8,91.1024 St (Fe2+) FeY2 2,14.1014 St (Fe3+) FeY 1,3.1014 Chỡ PbY2 1,10.1018 Magie MgY2 4,90.108 Mangan MnY2 1,10.1014 Thu ngõn HgY2 6,30.1021 Niken NiY2 4,16.1018 Scandi ScY 1,30.1023 Bc AgY2 2,09.107 Stronti SrY2 4,26.108 Thori ThY 1,6.1023 Titan (Ti3+) TiY 2,00.1024 Titan (TiO2+) TiOY2 2,00.1017 Vanadi (V2+) VY2 5,01.1012 Vanadi (V3+) VY 8,00.1025 Vanadi (VO2+) VOY2 1,23.1018 Ytri YY 1,23.1018 Km ZnY2 3,16.1016 144 Bng Th oxi hoỏ - kh tiờu chun v th oxi hoỏ - kh iu kin ca mt vi cp oxi hoỏ - kh liờp hp Bỏn phn ng oxi hoỏ - kh Th oxi hoỏ - kh Eo (V) F2 + H+ + 2e = HF 3,06 O3 + H+ + 2e = O3 + H2O 2,07 S O 82 + 2e = SO 24 2,01 Co3+ + e = Co2+ 1,842 H2O2 + H+ + 2e = H2O 1,77 MnO4 + H+ + 3e = MnO2 + H2O 1,695 Ce4+ + e = Ce3+ 1,70 (HClO4) 1M 1,61 HNO3 1M 1,44 H2SO4 1M HClO + H+ + e = 1/2 Cl2 + H2O 1,63 H5IO6 + H+ + 2e = IO + H2O 1,60 BrO3 + H+ + 5e = 1/2 Br2 + H2O 1,52 MnO4 + H+ + 5e = Mn2+ + H2O 1,51 Mn3+ + e = Mn2+ 1,51 (H2SO4 1M) ClO + H+ + 5e = 1/2 Cl2 + H2O 1,47 PbO2 + H+ + 2e = Pb2+ + H2O 1,455 Cl2 + 2e = Cl 1,359 Cr2 O 27 + 14 H+ + 6e = Cr3+ + H2O 1,33 Tl3+ + 2e = Tl+ 1,25 IO + Cl + 6H+ + 4e = ICl2 + H2O 1,24 MnO2 + H+ + 2e = Mn2+ + H2O 1,23 + O2 + H + 4e = H2O 1,229 IO + 12 H+ + 10e = I2 + H2O 1,20 SeO 24 + H+ + 2e = H2SeO3 +6 H2O 1,15 Br2 (aq) + 2e = 2Br 1,087a Br2 (I) + 2e = 2Br 1,065a ICl3 + e = I2 + 2Cl 1,06 VO + H+ + e = VO2+ + H2O 1,00 145 0,77 (HCl 1M) HNO2 + H+ + e = NO + H2O 1,00 Pd2+ + 2e = Pd 0,987 NO3 + H+ + 2e = HNO2 + H2O 0,94 Hg2+ + 2e = Hg 22 0,920 Bỏn phn ng oxi hoỏ - kh Th oxi hoỏ - kh Eo (V) H2O2 + 2e = 2OH 0,88 Cu2+ + I + e = CuI 0,86 Hg2+ + 2e = Hg 0,854 Ag+ + e = Ag 0,799 0,228 (HCl 1M); 0,792 (HClO4 1M) Hg 22 + 2e = Hg 0,789 0,274 (HCl 1M) Fe3+ + e = Fe2+ 0,771 H2SeO3 + H+ + 4e = Se + H2O 0,740 PtCl24 + 2e = Pt + Cl 0,73 C6H4O2(quinon) C6H2(OH)2 + 2H+ + 2e = 0,699 O2 + H+ + 2e = H2O2 0,682 PtCl26 + 2e = PtCl24 + Cl 0,68 I2 (aq) + 2e = 2I 0,6197a Hg2SO4 + 2e = 2Hg + SO 24 0,615 Sb2O5 + H+ + 4e = SbO+ + H2O 0,581 MnO4 + e = MnO24 0,564 H3AsO4 + H+ + 2e = H3AsO3 + H2O 0,559 I + 2e = 3I 0,5355 I2 (8) + e = I 0,5345a Mo6 + e = Mo3+ 0,696 (HCl, H2SO4, HClO4 1M) 0,577 (HCl, HClO4 1M) 0,53 (HCl 2M) Cu+ + e = Cu 0,521 H2SO3 + H+ + 4e = S + H2O 0,45 Ag2CrO4 + 2e = 2Ag + CrO 24 0,446 VO2+ + H+ + e = V+ + H2O 0,361 Fe(CN) 36 + e = Fe(CN) 64 0,36 Cu2+ + 2e = Cu 0,337 146 0,72 1M) (HClO4, H2SO4 UO 22 + H+ + 2e = U4+ + H2O 0,334 BiO+ + H+ + 3e = Bi + H2O 0,32 Hg2Cl2 (8) + 2e = 2Hg + 2Cl 0,268 0,242 (KCl 0,282 (KCl 1M) AgCl + e = Ag + Cl 0,222 SO 24 + H+ + 2e = H2SO4 + H2O 0,17 BiCl + 3e = Bi + Cl 0,16 Bỏn phn ng oxi hoỏ - kh Th oxi hoỏ - kh Eo (V) Sn4+ + e = Sn2+ 0,154 Cu2+ + e = Cu+ 0,153 S + H+ + 2e = H2S 0,141 TiO2+ + H+ + e = Ti3+ + H2O 0,1 Mo4+ + e = Mo3+ 0,08 AgBr + e = Ag + Br 0,071 Ag(S2 O ) 32 + e = Ag + S O 32 0,01 2H+ + 2e = H2 0,000 Pb2+ + 2e = Pb 0,126 CrO 24 + H2O + 3e = Cr(OH)3 + 5OH 0,130 Sn2+ + 2e = Sn 0,136 AgI + e = Ag + I 0,14 (HCl 1M) 0,1 (H2SO4 4M) S O 26 + 2e = S O 32 0,228 (KCl 1M) CuI + e = Cu + I 0,151 0,185 N2 + 5H+ + 4e = N H 0,230 Ni2+ + 2e = Ni 0,250 V3+ + e = V2+ 0,255 Co2+ + 2e = Co 0,277 Ag(CN) + e = Ag + 2CN 0,310 Tl+ + e = Tl 0,336 PbSO4 + 2e = Pb + SO 24 0,356 Ti3+ + e = Ti2+ 0,370 Cd2+ + e = Cd 0,403 Cr3+ + e = Cr2+ 0,410 Fe2+ + 2e = Fe 0,440 147 0,551 (HCl 1M) bh), CO2 (g) + H+ + 2e = H2C2O4 0,490 Cr3+ + 3e = Cr 0,740 Zn2+ + 2e = Zn 0,763 2H2O + 2e = H2 + OH 0,828 Mn2+ + 2e = Mn 1,180 Al3+ + 3e = Al 1,660 2+ 2,37 Mg + 2e = Mg + 2,714 Na + e = Na 2+ 2,870 2+ Ba + 2e = Ba 2,900 2+ 2,925 + 3,045 Ca + 2e = Ca K +e =K Li + e = Li 148 Bng Mt s ch th axit baz (pH) STT Ch th pH Khong pH chuuyn mu Cresol hng 0,2 1,8 vng m-Cresol tớa 1,2 2,8 vng Thymol xanh 1,2 2,8 vng p-xylenol xanh 1,2 2,8 vng 2,2,2,4,4-Pentametoxytriphenylcarbizon 1,2 3,2 khụng mu 2,4-Dinitrophenol khụng mu 2,8 4,7 vng 4-Dimetylaminoazobenzen 2,9 4,0 vng da cam Bromoclophenol xanh vng 3,0 4,6 tớa Bromophenol xanh vng 3,0 4,6 tớa 10 Metyl da cam 3,1 4,4 vng da cam 11 Bromocresol xanh vng 3,8 5,4 xanh 12 2,5-Dinitrophenol khụng mu 4,0 5,8 vng 13 Alizarinsunfonic axit natri vng 4,3 6,3 tớm 14 Metyl 4,4 6,2 vng da cam 15 Mui natri metyl 4,4 6,2 vng da cam 16 Clorophenol vng 4,8 6,4 tớa 17 Hematoxylin vng 5,0 7,2 tớm 18 Qu 5,0 8,0 xanh 19 Bromophenol vng da cam 5,2 6,8 tớa 20 Bromocresol tớa vng 5,2 6,8 tớa 21 4-Nitro phenol khụng mu 5,4 7,5 vng 22 Bromo xylenol xanh vng 5,7 7,4 xanh 23 Alizarrin vng 5,8 7,2 24 Bromothymol xanh vng 6,0 7,6 xanh 25 Phenol vng 6,4 8,2 26 3-Nitrophenol khụng mu 6,6 8,6 vng da cam 27 trung tớnh 6,6 8,0 vg da cam 28 4,5,6,7-Tetrabromophenolphtalein khụng mu 7,0 8,0 tớa 29 Cresol da cam 7,0 8,8 tớa 149 30 1-Naphtolphtalein hi nõu 7,1 8,3 xanh lỏ cõy 31 m-cresol tớa vng 7,4 9,0 tớa 32 Thymol xanh vng 8,0 9,6 33 p-xylenol xanh vng 8,0 9,6 xanh lỏ cõy 34 Phenolphtalein khụng mu 8,2 9,8 tớm 35 Thymolphtalein khụng mu 9,3 10,5 xanh lỏ cõy 36 Alizarrin vng GG vng nht 10,2 12,1 vng hi nõu 37 Epsilon xanh da cam 11,6 13,0 tớm Nguyn Tinh Dung Nguyn Tinh Dung T Vng Nghi Ti liu tham kho Hoỏ hc phõn tớch Cõn bng ion dung dch Nh xut bn Giỏo dc 2000 Hoỏ hc phõn tớch Cỏc phng phỏp nh lng hoỏ hc Nh xut bn Giỏo dc 2002 Hoỏ hc phõn tớch C s lớ thuyt cỏc phng phỏp hoỏ hc phõn tớch Nh xut bn i hc Quc gia H Ni 2000 Douglas A Skoog, Donald M Wost, F Yames Holler Stanley R Crouch Analytical Chemistry Saunders College publishing 1999 Gary D Christian Analytical Chemistry John wiley G SONS.INC 2003 D Kealey Analytical Chemistry Bios Scientific publishers Limited 2002 George M Bodner, Harry L Pardue Paul Lois Fabre Chemistry John wiley SONS, INC 2001 Chimie Chimie des solusion Ellipses Edition Marketing S A 2001 150 Mc lc Trang M u Chng Phn ng phõn tớch Cõn bng hoỏ hc Hot 1.1 Phõn loi cỏc phn ng phõn tớch 1.2 iu kin xy cỏc phn ng 1.2.1 nh hng ca nhit 6 7 1.2.2 nh hng ca mụi trng phn ng 1.2.3 nh hng nng cht phn ng 1.3 nh lut tỏc dng lng ng dng i vi cỏc phn ng phõn tớch chng i cng v phng phỏp phõn tớch th tớch 2.1 Nguyờn tc chung phng phỏp phõn tớch th tớch 10 10 12 12 2.2 Phõn loi cỏc phng phỏp chun 2.3 Nng dung dch 13 14 2.4 iu ch dung dch cú nng xỏc nh 2.5 Cỏch tớnh kt qu phõn tớch th tớch 2.6 Sai s phõn tớch nh lng 2.6.1 Cỏc loi sai s phõn tớch nh lng 2.6.2 Mt s i lng c trng thng c ng dng x lớ s liu thc nghim theo phng phỏp toỏn hc thng kờ 16 17 20 20 22 2.6.3 ỏnh giỏ kt qu phõn tớch Chng Cõn bng axit - baz 3.1 nh ngha axit - baz 3.2 Tớnh cht axit - baz ca dung mụi nc 3.3 Hng s cõn bng axit v baz dung dch nc 3.4 pH ca dung dch n axit dung mụi nc 3.4.1 pH ca dung dch axit mnh 3.4.2 pH ca dung dch n axit yu 3.5 pH ca dung dch n baz dung mụi nc 24 26 26 28 29 30 30 31 34 3.5.1 pH ca dung dch baz mnh 3.5.2 pH ca dung dch n baz yu 3.6 pH ca dung dch a xit - baz liờn hp Dung dch m 3.7 pH ca dung dch hn hp axit 3.7.1 pH ca dung dch hn hp axit mnh v axit yu 3.7.2 pH ca dung dch hn hp hai axit yu 3.8 pH ca hai dung dch hn hp hai baz 3.8.1 pH ca dung dch hn hp baz mnh v baz yu 34 34 36 40 40 42 44 44 151 3.8.2 pH ca dung dch hn hp hai baz yu 3.9 pH ca dung dch a axit v mui ca chỳng 45 46 3.9.1 pH ca dung dch a axit 46 3.9.2 pH ca dung dch mui a axit 49 Chng Phng phỏp chun axit baz 4.1 Cht ch th axit - baz 4.2 ng chun phng phỏp chun axit - baz 50 50 53 4.2.1 Chun axit mnh bng baz mnh 4.2.2 Chun baz mnh bng axit mnh 53 56 4.2.3 Chun axit yu bng baz mnh 4.2.4 Chun baz bng axit mnh 58 62 4.3 ng chun a axit v a baz 66 4.3.1 Chun a axit bng baz mnh 4.3.2 Chun a baz bng axit mnh 66 73 4.3.3 Chun aminoaxit 4.3.4 Phng phỏp phõn tớch Kjeldahl Chng Cõn bng to phc v phng phỏp chun phc cht 5.1 Hng s cõn bng phn ng to phc 5.2 Tớnh nng cõn bng cỏc cu t dung dch phc cht 5.3 S to phc ca Etylendiamintetraaxetic axit vi cỏc ion kim loi 5.4 ng chun phng phỏp chun complexon 5.5 Xỏc nh im cui phng phỏp chun complexon Ch th mu kim loi 5.6 Cỏc phng phỏp chun complexon 5.6.1 Phng phỏp chun trc tip 5.6.2 Phng phỏp chun ngc 5.6.3 Phng phỏp chun thay th 5.6.4 Phng phỏp chun giỏn tip chng Cõn bng dung dch to thnh hp cht ớt tan v phng phỏp chun kt ta 6.1 Cõn bng dung dch to thnh hp cht ớt tan 6.2 Quan h tớch s tan v tan ca kt ta 6.2.1 Tớnh tớch s tan t tan 6.2.2 Tớnh tan t tớch s tan 6.3 Cỏc yu t nh hng n tan ca kt ta 6.3.1 nh hng ca ion chung 6.3.2 nh hng ca nng ion H+ 152 79 86 86 88 93 98 101 104 104 104 105 105 106 106 108 108 110 111 111 112 6.3.3 nh hng ca cht to phc 6.4 Kt ta phõn on 115 119 6.5 Phng phỏp chun kt ta 120 6.5.1 ng chun phng phỏp chun kt ta 120 6.5.2 Cỏc phng phỏp xỏc nh im cui phng phỏp chun kt ta 123 126 Chng Cõn bng phn ng oxi hoỏ - kh 7.1 Th oxi hoỏ - kh Phngtrỡnh Nernst 126 7.2 Cỏc yu t nh hng n th oxi hoỏ - kh Th oxi hoỏ kh tiờu chun iu kin 129 7.2.1 nh hng ca nng ion H+ 7.2.2 nh hng ca phn ng to thnh hp cht ớt tan 129 130 7.2.3 nh hng ca phn ỳng to thnh hp cht ớt phõn li 131 7.3 Hng s cõn bng ca phn ng oxi hoỏ - kh 7.4 Cht oxi hoỏ v cht kh a bc 133 134 Chng Phng phỏp chun oxi hoỏ - kh 8.1 ng chun phng phỏp chun oxi hoỏ - kh 8.2 Chun a bc 8.3 Cht ch th phng phỏp chun oxi hoỏ - kh 8.3.1 Phộp chun khụng dựng cht ch th 8.3.2 Phộp chun dựng cht ch th 137 137 144 150 150 151 8.4 mt s phng phỏp chun oxi hoỏ - kh ng dng thc t 153 160 Chng Phng phỏp phõn tớch lng 9.1 Nguyờn tc chung ca phng phỏp phõn tớch lng 160 9.2 iu kin kt ta hon ton 161 9.3 Mt s th thut cn chỳ ý thc hin phng phỏp phõn tớch 164 lng 9.4 Cỏch tớnh kt qu phng phỏp phõn tớch lng 165 166 Ph lc 174 Ti liu tham kho Mc lc 175 153 TI LIU THAM KHO: Húa hc phõn tớch Cõn bng dung dch, Nguyn Tinh Dung, Nh xut bn Giỏo dc, 2000 C s húa hc phõn tớch, Hong Minh Chõu T Vn Mc T Vng Nghi, Nh xut bn Khoa hc v K thut, II00II C s lý thuyt cỏc phng phỏp phõn tớch húa hc, T Vng Nghi, NXB i hc Quc Gia H Ni 2000 Analytical Chemistry, Douglas A Skoog, Donald M Wost, F Yames Holler Stanley R Crouch, Saunders College publishing 1999 Analyse quantitative, V Alexeộv, Edition Mir- Moscou, 1980 Chimie des solutions, M.Roche J Desbarres C Colin A Jardy D Bauer, Masson, Paris, 1979 Quantitative chemical analysis, Daniel C Harrist W.H Freeman and Company, Newyork, Fifth editon, 1999 154 155 ... lng 10 1 10 2 0 ,1 Phng phỏp phõn tớch th tớch 10 1 10 4 0 ,1 Phng phỏp chun in th 10 1 10 6 Phng phỏp phõn tớch in lng 10 1 10 4 0, 01 Phng phỏp Von ampe 10 3 10 -9 25 Phng phỏp trc quang 10 3 10 6... 0,0020 12 + 0,0020 22) = 6,0 .10 3 lg fK+ = 0,5 12 lg f SO = 6,0 .10 3 6,0 .10 3 = 0,037 6,0 .10 3 0,5 2 = 0 ,14 7 6,0 .10 3 fK+ = 10 0,037 = 10 1 10 0,963 = 0, 918 f SO = 10 0 ,14 7 = 10 1 10 0,853 = 0, 713 ... 10 7 M HCl + H2O H3O+ + Cl H2 O H3O+ + OH [H3O+] [OH] 1, 0 .10 14 [H3O+]2 10 7 [H3O+] 1, 0 .10 14 = [H3O+] = [Cl] + + [H3O ] = KH O [H O ] 1, 0 .10 7 (10 7 ) 10 14 = 6,78 = 1, 618 .10 7 pH = log 1, 618 .10