chuẩn độ đơn axit bazơ đơn và đa chức

ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TIỂU LUẬN: LÝ THUYẾT VÀ BÀI TẬP KHÓ VỀ CHUẨN ĐỘ AXIT – BAZƠ Giảng viên hướng dẫn: Học viên thực hiện: PGS.TS NGUYỄN ĐÌNH LUYỆN MAI THỊ MỸ HƯƠNG Chuyên ngành: LL & PPDH mơn Hóa học Niên khóa: 2017 - 2019  CẤU TRÚC TIỂU LUẬN I MỞ ĐẦU II NỘI DUNG Chuẩn độ hỗn hợp gồm (axit mạnh + axit yếu) Chuẩn độ hỗn hợp gồm axit yếu Chuẩn độ hỗn hợp gồm (bazơ mạnh + bazơ yếu) Chuẩn độ hỗn hợp gồm bazơ yếu Chuẩn độ axit yếu đa chức Chuẩn độ hỗn hợp gồm axit mạnh axit yếu đa chức Chuẩn độ bazơ yếu đa chức Chuẩn độ hỗn hợp gồm bazơ mạnh bazơ yếu đa chức Một số phép chuẩn độ khác III KẾT LUẬN IV TÀI LIỆU THAM KHẢO I MỞ ĐẦU Hóa học phân tích mơn khoa học phương pháp xác định thành phần định tính định lượng chất hỗn hợp chúng Hóa học phân tích đóng vai trò quan trọng sống phát triển mơn khoa học khác, lĩnh vực khác công nghệ, sản xuất đời sống xã hội Trong phương pháp phân tích phương pháp chuẩn độ axit – bazơ phương pháp quan trọng sử dụng phổ biến Trong tiểu luận tiến hành chọn đề tài: “Lý thuyết tập khó chuẩn độ axit – bazơ” để tìm hiểu phương pháp II NỘI DUNG I CHUẨN ĐỘ AXIT VÀ BAZƠ ĐƠN: [2, 5, 6, 7, 8, 11] XOH, C, V ml HY, C0, V0 ml XOH, C, V ml HA, C0, V0 ml, Ka HY, C, V ml XOH, C0, V0 ml HY, C, V ml BOH, C0, V0 ml, Kb I CHUẨN ĐỘ HỖN HỢP AXIT ĐƠN VÀ BAZƠ ĐƠN: [2, 5, 6, 7, 8, 11] CHUẨN ĐỘ HỖN HỢP AXIT MẠNH + AXIT YẾU: 1.1 Lý thuyết XOH, C, V ml H+, HA, V0 ml C01, C02 - Trong dung dịch hỗn hợp axit xảy trình: + Điều kiện để chuẩn độ riêng axit: Ka.C02 ≤ C2.q2 Khi đường chuẩn có điểm tương đương Nếu khơng thỏa mãn đường chuẩn có điểm tương đương thời điểm hai axit điều chuẩn độ + Phương trình chuẩn độ: Nấc 1: Nấc 2:  Trường hợp 1: Chuẩn độ riêng dùng chất thị  Trường hợp 2: Khơng chuẩn độ riêng dùng chất thị  Trường hợp 1: Chuẩn độ riêng dùng chất thị  Phương trình chuẩn độ: (Chỉ thị 1) Đây phép chuẩn độ axit mạnh bazơ mạnh Nên có phương trình sai số:  Phương trình chuẩn độ: (Chỉ thị 2) Đây phép chuẩn độ axit yếu bazơ mạnh Nên có phương trình sai số:  Trường hợp 2: Khơng chuẩn độ riêng dùng chất thị + Sai số chuẩn độ: Nấc 1: Chuẩn độ vừa hết HY Tại điểm tương đương: Nấc 2: Chuẩn độ HY HA Tại điểm tương đương: Ví dụ: Tiến hành chuẩn độ 25ml hỗn hợp A gồm HCl 0,01M CH3COOH 0,2M dung dịch NaOH 0,01M Nếu chấp nhận sai số q=0,1%, chuẩn độ riêng axit hỗn hợp A không? (Biết Ka = 1,8.10-5) Bài giải: Ta có: C01 = 0,01M; C02 = 0,2M; C = 0,01M Xét điều kiện: Ka.C02 ≤ C2.q2 1,8.10-5.0,2 = 3,6.10-6>0,012.10-8 Vậy chuẩn độ riêng axit A 1.2 Bài tập Dạng 1: Đánh giá tính sai số Bài 1: [7] Đánh giá sai số chuẩn độ riêng HCl hỗn hợp HCl 0,01M H3BO3 1M dung dịch NaOH 0,1M, dùng metyl da cam để làm thị (pT = 4,4) Coi H3BO3 đơn axit Ka= 5,75.10-10 (Nếu chấp nhận sai số q = 0,1%) Bài giải: Ta có: C01 = 0,01M; C02 = 1M; C = 0,1M Xét điều kiện: Ka.C02 ≤ C2.q2 5,75.10-10.1 = 5,75.10-10 > 0,12.10-6 = 10-10 Không thỏa mãn điều kiện nên chuẩn độ riêng axit hỗn hợp Theo đề chuẩn độ riêng axit HCl hỗn hơp nên ta áp dụng cơng thức tính sai số nấc 1: Chuẩn độ vừa hết HCl Chuẩn độ axit mạnh dung dịch chuẩn NaOH có lẫn Na2CO3 [7] Trường hợp gặp thực tế, phần dung dịch chuẩn NaOH bị hấp thụ CO2 có chứa hàm lượng Na2CO3 chẳng hạn, chuẩn độ Vo ml HCl nồng độ Co dung dịch NaOH C1 M có lẫn Na2CO3 C2 M Dùng phenolphtalein làm thị (pT=9) phương trình phản ứng chuẩn độ: NaOH + HCl  NaCl + H2O Na2CO3 + HCl  NaHCO3 + NaCl H2 CO3 có Ka1 = 10-6,35 Ka2 = 10-10,33 pK a1 + pK a2 pH I = =8,34 �pT (=9,0) + Tại điểm tương đương: + Sai số chuẩn độ khi: Co Vo = (C1 +C )Vtd1 �(C1 +C )VI h= W h Dùng metyl da cam làm thị (pT = 4,0) phương trình phản ứng chẩn độ: NaOH + HCl  NaCl + H2O Na2CO3 + 2HCl  H2O + CO2 + 2NaCl + Sai số chuẩn độ khi: h ? K a1 ? W h Bài 11 [7]: Chuẩn độ 100ml HCl NaOH 0,1M có 20% số mol hấp thụ CO2, dung phenolphthalein làm thị (pT = 9) hết 50,05ml NaOH a Tính nồng độ HCl coi NaOH hồn tồn ngun chất (tính gần tính xác) b Tính nồng độ HCl có kể đến hấp thụ CO2 NaOH (tính gần xác) c Nếu dung metyl da cam làm thị (pT = 4,4) thể tích NaOH tiêu thụ bao nhiêu? BÀI TẬP TỰ GIẢI Bài 1: Dung dịch A chứa axit H2A nồng độ 0,100 M Nếu thêm 10,0 ml dung dịch KOH 0,100 M vào 10,0 ml dung dịch A thu dung dịch B có pH = 4,01; thêm 10,0 ml dung dịch KOH 0,200 M vào 10,0 ml dung dịch A thu dung dịch D có pH = 9,11 Tính pH nồng độ cân cấu tử dung dịch Bài [2]: Hòa tan 0,063g axit H2A 50ml nước Thêm 40ml NaOH 0,03M cần 10,05ml HCl 0,02M Tính Mphân tử Biết H2A có pK1= 1,25 pK2= 4,27 Bài [8]: Hòa tan 1,260g axit oxalic H2C2O4 2H2O nước pha xác thành 1lít Chuẩn độ 100ml dung dịch NaOH 0,0200M a Tính sai số chuẩn độ dùng phenolphtalein làm thị (pT= 9,0) b Cho biết H2C2O4 có K1 = 5,36.10-2; K2 = 5,42.10-5 Bài 4: a)Tính số gam H2C2O4 2H2O cần phải lấy để sau hòa tan vào nước đem chuẩn độ với NaOH có nồng độ vào khoảng 0,02N hết 15ml NaOH b)Tính pH dung dịch trước chuẩn độ điểm tương đương thể tích hỗn hợp sau chuẩn độ 100ml c) Thiết lập phương trình tính sai số chuẩn độ Bài 5: Chuẩn độ 50,00ml dung dịch H2SO4 0,0500M H3PO4 0,0600M a Tính thể tích dung dịch NaOH 0,100M cần để chuẩn độ hỗn hợp đến pT=4,4 b Tính thể tích NaOH cần để chuẩn độ hỗn hợp đến pT= 10,00 Bài 6: Trong thực hành chuẩn độ xác định Na2CO3, CaCO3 Na2HPO4 có giai đoạn xác định nồng độ dung dịch chứa HCl dư (C01M) H3PO4 (C02M) phương pháp chuẩn độ axit- bazơ Giả sử chuẩn độ NaOH nồng độ C (M) Biết H3PO4 có pKa1 = 2,15; pKa2 = 7,21; pKa3 = 12,32 Xác định pH chọn thị thích hợp điểm tương đương Bài [8]: Thêm 20ml Na2CO3 0,05M vào 25 ml dung dịch A chứa NaOH Ca(OH)2 Lọc bỏ kết tủa, chuẩn độ nước lọc đến màu phenolphthalein hết 27,5ml HCl 0,1N Chuẩn độ tiếp hỗn hợp đến màu hồng metyl da cam hết 7,5ml HCl Tính nồng độ NaOH Ca(OH)2 Bài 8: Thêm 20,0 ml dung dịch HCl 0,01M vào 100ml dung dịch Ba(OH)2 Chuẩn độ hỗn hợp dung dịch NaOH 0,02M dùng phenolphthalein làm thị (pT=9) phải dùng hết ml dung dịch NaOH • Tính xác nồng độ dung dịch Ba(OH)2 • Có thể chuẩn độ trực tiếp dung dịch Ba(OH)2 HCl 0,01M dùng metyl đỏ làm thị không? (sai số không vượt 0,1%.) Bài [4]: Một dung dịch B gồm Na2CO3 0,05M, NaOH 0,1M a chuẩn độ riêng NaOH hỗn hợp khơng (chất thị có khoảng chuyển màu 11-13) b Tính ml dung dịch HCl 0,1 N, cần chuẩn độ 100ml dung dịch B đến đổi màu : + Phenolphtalein (pT=8) + Metyl da cam (pT=4) Bài 10 [4]: Chuẩn độ 50ml dung dịch Na2CO3 NaHCO3 đến màu phenolphthalein hết 25 ml dung dịch HCl 0,2 M Nếu dùng metyl đỏ pT=5 phải dùng 62,5 ml HCl, tính nồng dộ Na2CO3 NaHCO3 Bài 11 [4]: Chuẩn độ 50 ml dung dịch A gồm Na2CO3 NaHCO3 HCl 0,2M, thêm 21 ml dung dịch HCl pH=6,35, tính thể tích HCl cần để trung hòa hồn tồn 10 ml dung dịch A, biết pH dung dịch A 10,33 Bài 12 [8]: Hòa tan 0,535 gam NH4Cl vào 400 ml dung dịch NaOH 2,51.10-2 M Dung dịch thuốc thử dùng để chuẩn độ (pT=4,4) với dung dịch chuẩn HCl 0,1M Tính sai số chuẩn độ pH điểm tương đương Bài 13 [8]: Một dung dịch A gồm HCl 0,01M NH4Cl 0,2M Chuẩn độ 25ml dung dịch A dung dịch NaOH 0,02M đến màu vàng metyl đỏ (pT = 6,2) a.Tính pH dung dịch A b.Tính sai số chuẩn độ Bài 14 [1]: Hòa tan 15,00 g giấm 43,00 ml dung dịch NaOH Chuẩn độ NaOH dư hết 5,00 ml H2SO4 0,1500 M Biết ml NaOH phản ứng hết với 0,03150 g H2C2O4.2H2O Tính hàm lượng % CH3COOH có giấm (nếu coi axit axetic axit giấm) Bài 15 [1]: Lượng protein mẫu bơ xác định phương pháp Kjeldahl để phân tích nitơ Sau phá mẫu 0,9814g mẫu bơ, nitơ oxi hóa đến NH4+, chuyển hết NH3 NaOH, NH3 dẫn qua bình chứa 50,00 ml; dung dịch HCl 0,1047 M Lượng dư HCl sau chuẩn ngược dung dịch 0.1183 M NaOH tiêu tốn 22.84 ml để đạt điểm cuối với thị bromothymol blue Tính phần trăm khối lương %w/w protein mẫu bơ biết 6.38 g protein tương đương với gam nitơ sản phẩm bơ sữa Bài 16 [7]: Chuẩn độ 25ml hỗn hợp NaOH + Na2CO3 HCl 0,1M đến màu phenolphthalein (pT = 8) phải dung 20,06ml HCl Nếu dùng metyl da cam (Pt = 4) làm thị phải dung 25,08ml HCl Tính xác nồng độ chất hỗn hợp sai số mắc phải đánh giá gần Bài 17 [8]: Một dung dịch A gồm axit axetic axit monocloaxetic Thêm 10,00 ml NaOH 0,05M vào 50,00 ml dung dịch A pH đo 4,00 Nếu thêm tiếp 15,00 ml NaOH pH hỗn hợp 9,00 Tính nồng độ mol/lit axit có dung dịch A Bài 18: [8] Chuẩn độ 50,00 ml dung dịch H2SO4 0,500M phải dùng 40,00 ml dung dịch NaOH để làm đổi màu metyl đỏ (pT=6,00) Hãy tính nồng độ dung dịch NaOH Bài 19: [8] Thêm 20,00 ml dung dịch NaOH vào 30,00 ml dung dịch CH3COOH, pH hỗn hợp thu 10,50 Nếu thêm vào hỗn hợp 5,00 ml HCl 0,0100N pH giảm xuống 6,00 Hãy tính nồng độ dung dịch NaOH CH3COOH Bài 5: Chuẩn độ 100 ml hỗn hợp dung dịch HBr NH4Br đến màu hồng phenolphtalein phải dùng 45 ml NaOH 0,15 M (pT=9) Nếu chuẩn độ tiếp đến màu vàng metyl đỏ (pT = 6) phải dùng thêm 15 ml NaOH Tính CM HBr NH4Br (tính gần tính xác) Bài [8]: Trộn 10ml dung dịch NH3 0,2M với 40ml dung dịch HCl Sau người ta thêm vào hỗn hợp giọt metyl đỏ Khi dung dịch có màu đỏ Người ta phải thêm 5ml dung dịch NaOH 0,05M vào hỗn hợp làm cho dung dịch đổi màu từ đỏ sang hồng Tính nồng độ dung dịch HCl dùng thí nghiệm III KẾT LUẬN Tiểu luận tìm hiểu, lựa chọn trình bày nội dung liên quan đến chuẩn độ axit – bazơ đơn đa chức cụ thể là: Trình bày lý thuyết liên quan đến q trình chuẩn độ, tính toán điểm tương đương, sai số chọn chất thị Đưa giải số tập liên quan đến phần Sưu tầm số tập tự giải tương tự 162 IV TÀI LIỆU THAM KHẢO Bùi Xn Vững, Giáo trình sở hóa phân tích định lượng Hồ Viết Quý (2005), Cơ sở hóa học phân tích đại tập I Các phương pháp phân tích hóa học, NXB Đại học Sư phạm Hoàng Minh Châu, Từ Văn Mạc, Từ Vọng Nghi (2007), Cơ sở hóa học phân tích, NXB Khoa Học Kỹ Thuật Khoa Hóa – ĐHSP Huế (2005), Bài tập Hóa học phân tích Nguyễn Hữu Hiền (2011), Bài giảng hóa học phân tích định lượng, ĐHSP Huế Nguyễn Tinh Dung (2009), Hóa học phân tích – Cân ion dung dịch, NXB Đại học Sư phạm Nguyễn Tinh Dung (2006), Hóa học phân tích phần III phương pháp định lượng hóa học, NXB Giáo dục IV TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Tinh Dung (1982), Bài tập hóa học phân tích, NXB Giáo dục Hà Nội Nguyễn Tinh Dung, Đào Thị Phương Diệp (2007), Hóa học phân tích – Câu hỏi tập cân ion dung dịch, NXB Đại học Sư Phạm 10 Olympic Hóa học quốc tế lần thứ 31 11 Trần Tứ Hiếu, Từ Vọng Nghi, Hồng Thọ Tín (1984), Bài tập hóa học phân tích, NXB Đại học trung học chuyên nghiệp ... DUNG Chuẩn độ hỗn hợp gồm (axit mạnh + axit yếu) Chuẩn độ hỗn hợp gồm axit yếu Chuẩn độ hỗn hợp gồm (bazơ mạnh + bazơ yếu) Chuẩn độ hỗn hợp gồm bazơ yếu Chuẩn độ axit yếu đa chức Chuẩn độ hỗn... axit yếu đa chức Chuẩn độ hỗn hợp gồm axit mạnh axit yếu đa chức Chuẩn độ bazơ yếu đa chức Chuẩn độ hỗn hợp gồm bazơ mạnh bazơ yếu đa chức Một số phép chuẩn độ khác III KẾT LUẬN IV TÀI LIỆU THAM... riêng axit HA, HB  Phương trình chuẩn độ HA: (Chỉ thị 1) Đây phép chuẩn độ axit yếu bazơ mạnh Nên có phương trình sai số:  Phương trình chuẩn độ HB: (Chỉ thị 2) Đây phép chuẩn độ axit yếu bazơ