Thêm một giọt DD benzidine trong acid acetic.[r]
(1)(2)ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP H CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
Nguyễn Thị Thu Vân
P H Â N T Í C H D Ị N H L t f t f N G
( T i b ả n l ầ n t h ứ n h ấ t)
nanm G B M tạom rcM b ị
TH Ư VIỆN ĩ
, - r - — - 4
3 0 5
(3)M ự c LỤC
Lời nói đầu P h ầ n m đ ầ u
Chương 1
ĐẠI CƯƠNG VỀ HĨA PHÂN TÍCH
1 1 Nội dung yêu cầu hóa phân tích
1.2 Phân loại phương pháp phân tích
1.3 Các loại phản ứng hóa học dùng hóa phân tích 1.4 Các giai đoạn phương pháp phân tích Chương 2
NHẮC LẠI MỘT SỐ KIẾN THỨC CẨN CHO HĨA PHÂN TÍCH 2.1 Dung dịch - nồng độ dung dịch
2.2 Cân hóa học - định luật tác dụng khối lượng 2.3 Định luật tác dụng đương lượng
Chương 3
HẰNG SỐ ĐẶC TRƯNG CỬA CÁC CÂN BẰNG HÓA HỌC ĐƠN GIAN t r o n g Nư c
3.1 Cân trao đổi điện tử 3.2 Cân trao dổi tiểu phân 3.3 Úng dụng
Chương 4
HẰNG SỐ ĐẶC TRƯNG ĐIỀU KIỆN CỬA CÁC CÂN BẰNG HÓA HỌC TRONG NƯỚC
4.1 Khái niệm cân nhiễu
4.2 Hằng số đặc trưng điều kiện cân trao dổi điện tử 4.3 Hằng số đặc trứng điều kiện bán cân trao đổi
tiểu phân 4.4 Úng dụng
(4)Chương 5
XỬ LÝ SỐ T.TF.TT THựC n g h iệ mt h e op h n gp h pt h ố n g Kê 79 5.1 Các dại lượng thống kê loại sai sơ' trong
hóa phân tích 80
5.2 Sự phân phôi sai số ngẫu nhiên - đường cong
sai số chuẩn 84
5.3 ứng dụng 8
P h ầ n h a i
CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH HÓA HỌC 95
Chương 6
PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH KHỐI LƯỢNG 97
6.1 Nguyên tắc 97
6 2 Các giai đoạn phương pháp phân tích khối lượng
kết tủa 98
6 3 Úng dụng 1
Chương (■ 113
PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH THỂ TÍCH
(PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ) 113
7.1 Một số khái niệm 113
7.2 Đường chuẩn độ 114
7.3 Chất thị phương pháp phân tích thể tích ' 118 7.4 Các cách chuẩn độ thông dụng 125 7.5 Cách tính kết troíig phương pháp phân tích thể tích 126 7.6 Sai số hệ thống phướng pháp phân tích thể tích 128 7.7 Các phản ứng rihiiắn độ thơng dung hóa phân tích 144 P h ẩ n ba
CÁC PHƯƠNG PH ÁP PHÂN TÍCH P H ổ NGHIỆM 161 Chương 8
KHÁI QUÁT VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH PHỔ 163
8.1 Bức xạ điện từ 163
(5)Chương 9
PHỔ NGUYÊN TỬ - PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ HẤP THU
VÀ PHÁT XẠ NGUYÊN TỬ 191
9.1 Phổ phát xạ nguyên tử 192
9.2 Phổ hấp thu nguyên tử 208
9.3 Các yếu 'tố khác ảnh hưởng đến phổ phát xạ hấp thu
nguyên tử lửa
Chương 10
PHỔ TỬ NGOẠI - KHẢ KIÊN 213
1 1 Cơ sở lý thuyết 213 2 Sự hấp thu xạ tử ngoại - khả kiến hợp chất
vô phức chất 2
10.3 Sự hấp thu xạ tử ngoại - khả kiến hợp chất
hữu 224
10.4 Kỹ thuật thực nghiệm ứng dụng 231 Chương ĩ
PHỔ HỒNG NGOẠI VÀ PHỔ RAMAN 238
11.1 Phổ hồng ngoại 238
11.2 Hấp thu hồng ngoại số hợp chất hữu cơ
và vô 253
11.3 Kỹ thuật thực nghiêm ứng dụng phương pháp
quang phổ hồng ngoại 269
11.4 Một số khái niệm phổ khuếch tán tán xạ tổ hợp
(phổ raman) 274
Chương 12
PHỔ HUỲNH QUANG VÀ LÂN QUANG 281
12.1 Sự tạo thành phổ huỳnh quang lân quang 281 12.2 Đặc điểm trình phát quang 284 12.3 Thiết bị phân tích huỳnh quang lản quang 287 12.4 Úng dụng phổ huỳnh quang lân quang 289
(6)Chương 13
PHÓ CỘNG HƯỞNG Từ 291
13.1 Cộng hưởng từ hạt nhân 291
13.2 Cộng hưởng từ điện tử 330
Chương 14
PHƯƠNG PHÁP KHỐI PHỔ (P h ổ k h ố i lượng) 333 14.1 Các giai đoạn hình thành khối phổ 333 14.2 lon hóa bầng va chạm điện tử - yếu tô' chi phôi đến
sự phân mảnh 337
14.3 Khối phổ sô' hợp chất hữu 348 14.4 Kỹ thuật thực nghiệm ứng dụng 355 P h ầ n bốn
CÁC PHƯƠNG PH ÁP PHẨN TÍCH ĐIỆN HÓA 359
Chương ĩ 5
KHÁI QT VỀ PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH ĐIỆN HĨA 361
15!1 Một số khái niệm 361
15.2 Các thuyết q trình điện hóa 367 15.3 Phân loại phương pháp phân tích điện hóa 382 Chương 16
PHƯƠNG PHÁP ĐIỆN KHỐI LƯỢNG VÀ ĐO ĐIỆN LƯỢNG 384 16.1 Phương pháp điện khôi lượng 384 16.2 Sơ lược phương pháp đo điện lượng 396 Chương 17
PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH DựA VÀO VIỆC ĐO THẾ 399 17.1 Cơ sở lý thuyết phương pháp 399 17.2 Điện cực dùng phương pháp phân tích đo thê 401 17.3 Kỹ thuật thực nghiệm ứng dụng 413 Chương ĩ 8
PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH VOLT - AMPERE 422
18.1 Cơ sở phương pháp 422
(7)P h ầ n n ă m
PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH SẮC KÝ 443
Chương 19 445
CÁC VẤN ĐỂ CHƯNG CỬA PHƯƠNG PHÁP SẮC KÝ 445 19.1 Đại cương phương pháp sắc ký 445
19.2 Peak sắc ký 452
19.3 Các đại lượng sắc ký 456 19.4 Tối ưu hóa q trình sắc ký 467 19.5 Kỹ thuật thực nghiệm ứng dụng 471 Chương 20
GIỚI THIỆU MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP SẮC KÝ 479 20.1 Sắc ký hấp phụ lỏng (trên cột) 479
20.2 Sắc ký phân bố (trên cột) 483
20.3 Sắc ký trao đổi ion 486
20.4 Sắc ký rây phân tử 496
20.5 Sắc ký mỏng 498
20.6 Sắc ký giấy 505
20.7 Sắc ký khí 507
20.8 Sắc ký lỏng hiệu cao (HPLC) 516
20.9 Úng dụng 521
Chương 21
PHƯƠNG PHÁP TÁCH BẰNG ĐIỆN DI MAO QUẢN 523 21.1 Lý thuyết trình tách bkng điện dí mao quản 523
21.2 Kỹ thuật thực nghiệm 532
(8)L i n ó i đ ầ u
H óa p h n tích m ột p h ầ n khoa học hóa học, m ôt trong nhữ ng môn học m sin h viên khoa Hóa trường đại học khoa học tự nhiên kỹ th u ậ t p h ả i học N gày nay, n h p h t triển n h a n h chóng kỹ th u ậ t điện tử oà tin học, th iế t bị p h â n tích hóa học đại hóa, cho ph ép ta xác đ ịn h nhanh chóng m ẫu p h â n tích chứa hàm lượng nhỏ với độ xác
%
cao N h iề u p h ò n g th í nghiệm trường đạ i học, viện, các trung tâm xí nghiệp trang bị ngày n h iều th iết bị p h â n tích đ ể có th ề điều kh iển th iết bị này, địi hỏi p h ả i có m ột số hiểu biết n h ấ t đ ịn h sở lý thuyết kỹ th u ậ t vận hàn h chủng.
Quyến sách P H Â N T ÍC H Đ ỊN H LƯ Ợ NG biền soạn cho sinh viên ngành công nghệ hóa học, thực p h ẩ m , sin h học, vật liệu d ệt nhuộm thuộc Trường Đại học Bách khoa - Đại học Quốc gia TPH C M d ù n g làm tài liệu học tập tham khảo.
Trong ph m vi m ật m ơn học m ang tính chất sớ, p h ẩ n lý th u yết n h ằ m trang bị cho sịnh viên m ột số kiến thức cần th iế t dế' có th ể vào nghiên cứu phương ph p p h â n tích đ ịn h lượng cụ thể.
C ùng với phương p h p p h â n tích hóa học chúng tơi cịn giới th iệu m ột số phương p h p p h â n tích d ụ n g cụ thơng d ụ n g nhóm phương p h a p p h â n tích phổ, phương p h p p h â n tích đ iện phương p h p sác kỷ.
(9)N goải p h ẩ n sử d ụ n g chung, chưưng 12, 13, 14, 18, 2G 21 được viết riêng cho sin h viên n g n h hóa hữ u cơ, hóa ỉỳ (phục vụ cho ch u yên đ ê “các phương p h p p h â n tích h iện đ i”).'
M ặc d đ ã cố g ắ n g h ế t sức, trin h biên soạn k h ô n g th ể trá n h khỏi th iếu sót, m o n g n h ậ n ý kiến đóng góp của độc giả.
Đ ịa liên hệ: P hòng T h í ng h iệm H óa p h â n tích - Khoa Cơng nghệ H óa học D ầu khí, Trường Đ ại học B ách kh o a - Đ ại học Quốc g ia TPHCM , 268 L ý Thường K iệt Q.ĨC.
E m a il: nguyenvanbk@ yahoo.com
Thạc sĩ - Giảng viên chính
(10)PHẦN NỞ Dfitl
C h n g
ĐẠI CƯƠNG VỀ HĨA PHÂN TÍCHm
1.1 Nộ! DUNG VÀ U CẦU CỦA HĨA PHÂN TÍCH
Hóa học phân tích, hiểu theo nghĩa rộng, là khoa học PPPT định tính định lượng chất mà là khoa học phương pháp kiểm tra q trình hóa lý kỹ thuật hóa học.
P h ân tích đ ịn h tin h (PTĐT) nhằm xác định diện các cấu tử (ion, ngun tơ' hay nhóm ngun tố) mẫu phân tích và đồng thời đánh giá sơ hàm lượng chúng: đa lượng, vi lượng, vết, PTĐT phần lớn dựa vào chuyển chất phân tích thành một chất có tính chất dặc trưng có màu, có cấu trúc tinh th ể vơ định hình, có trạng thái vật lý định
P hân tích đ ịn h ỉượng (PTĐL) có nhiệm vụ xác định xác hàm lượng câu tử mẫu Phương pháp PTĐL dựa trên phép đặc tính hóa học, vật lý hoậc hóa lý chất hoặc của phản ứng hóa học Các phương pháp PTĐL bao gồm PPHH, PPVL, PPH L.
(11)12 CHƯƠNG 1
được phương pháp định lượng thích hợp cho kết xác. Các phương pháp PTĐT định lượng cho phép xác định hàm lượng các nguyên tố riêng rẽ chất phân tích gọi PPPT nguyên tố, để xác định nhóm định chức gọi p h â n tich nh ó m chức.
Dựa vào PPPT, người ta dã tìm định luật hóa học quan trọng định luật thành phần không đổi, định luật tỷ lệ bội, định luật tác dụng đương lượng, xác định nguyên tử khổì của một số nguyên tố, thành lập cơng thức hóa học nhiều hợp chất Hóa học phân tích tạo điều kiện thuận lợi cho việc phát triển môn khoa học tự nhiên địa hóa học, địa chất học, khống vật học, vật lý học, sinh vật học, y học, hóa kỹ thuật, công nghiệp luyện kim không chĩ thế, hóa học phân tích cịn sở cho việc kiểm nghiệm hóa học nghiên cứu, sản xuất (kiểm tra nguyên liệu, bán thành phẩm, thành phẩm), xáy dựng phương pháp kiểm tra tự động trình kỹ thuật
Vai trị hóa phân tích ngày cao có nghĩa u cầu đôi với ngành người làm công tác phân tích ngày khắt khe Với ngành phân tích, phải luôn phát triển hầu theo kịp đà phát triển ngành khác, Với người phân tích, có sự tương quan ngành khoa học tự nhiên nên người phân tích phải có kiến thức mơn tốn, lý, hóa đại cương, hóa vơ cơ, hóa lý tin học để có th ể nắm vững nguyên tắc phương pháp có th ể sâu vào phương pháp dựa sẵn có. Ngồi phần thực nghiệm, người phân tích cần có đức tính cẩn thận, kiên nhẫn, xác, sẽ, trung thực có khả nãng phán đốn k ết phân tích.
1.2 PHÂN LOẠI CÁC PHUtiNG PHÁP PHÂN TÍCH(PPPT)
Có nhiều cách phân loại PPPT, phổ biến là cách phân loại dựa vào chất (hay đặc điểm) phương pháp hoặc dựa vào hàm lượng cấu tử mẫu phân tích .
1- Phân loạỉ theo chất phương pháp
(12)DẠI CƯƠNG V Ế HÓA PHÀN TÍCH 13
P h n g p h p h ó a h ọ c (P P H H )
Dùng phản ứng hóa học để chuyển cấu tử khảo sát thành hợp chât mà với tính chát đặc trưng hợp chảt mới, ta có thế xác định diện hàm lượng cấu tử khảo sát.
Ví dụ: mơi trường ammoniac, với hàm lượng thích hợp N i2+ tham gia phản ứng hóa học với dimethyl glyoxim (DMG) cho xuất hiện tủa có màu đỏ son Như vậy, cho đung dịch DMG tác dụng với dung dịch phân tích:
Nếu dung dịch (DD) tủa đỏ son, kết luận có N i2* DD phân tích (định tính).
- Tách cân tỏa ta xác định hàm lượng N i2+ mẫu (định lượng).
P h n g p h p v ậ t lý (P P V L )
Phương pháp vật lý PPPT dùng để phát xác định thành phần chất cần nghiên cứu mà không cần phải sử dụng phản ứng hóa học Các phương pháp có th ể các phương pháp dựa việc nghiên cứu tính chất quang, điện, từ, nh iệt tính chất vật lý khác PPVL có số- ưu điểm so với các PPHH có th ể tách nguyên tố khó bị tách PPHH, dễ áp dụng cho trình tự động hóa
P h n g p h p h ỏ a lý (P P H L )
Phương pháp hóa lý PPPT dựa kết hợp PPVL và PPHH: sau thực phản ứng hóa học cấu tử khảo sát và thc thử, dựa vào việc khảo sát lý tính hợp chất thu hay DD tạo để định tính định lượng mẫu.
(13)14 CHƯƠNG 1
PPPT hóa lý Các PPPT dụng cụ thường chia thành nhóm sau đây: (1) PPPT phổ nghiệm; (2) PPPT điện hóa; (3) PPPT sắc ký và (4) PPPT khác.
Các phương pháp phổ nghiệm (PPPN)
Các PPPN PPPT mà kết khảo sát có th ể biểu diễn dạng phổ Thuộc nhóm phương pháp gồm có các phương p h p quang p h ổ (quang học) dựa nghiên cứu phổ phát xạ, hấp thu tán xạ ánh sáng Phương pháp bao gồm phư ơng p h p khối p h ổ (phương pháp nghiên cứu chất cách đo xác khơi lượng phân tử chất đó) phư ơng p h p p h ổ cộng hưởng từ dựa tương tác nguyên tử, phân tử chất khảo sát với từ trường.
Ngồi phương pháp trên, nhóm PPPT phổ bao gồm PPPT dựa việc đo chiết su ấ t kh ú c xạ vật chất; PPPT hàm lượng chất dựa đo độ p h â n cực quay mặt phẳng phân cực ánh sáng phương pháp hấp đục phương pháp dựa trên đo lượng ánh sáng huyền phù không màu hấp thu.
Các phưóng pháp diện hóa (PPĐH)
Ngày có tới khoảng ba mươi PPPT điện hóa khác nhau mà sở phương pháp dựa quy luật, tượng có liên quan đến phản ứng điện hóa xảy ranh giới tiếp xúc giữa các cực DD phân tích, dựa vào tín h chất điện hóa DD tạo nên mơi trường điện cực, dựa ứng dụng của phản ứng điện hóa Nhiều tác giả đề nghị chia PPPT điện hóa thành hai nhóm lớn: (1) nhóm phương pháp dựa q
trình điện cực (2) nhóm phương pháp khơng dùng phản
ứng điện cực.
Các phương pháp thuộc nhóm dược chia thành hai phân nhóm: a) Phân nhóm gồm phương pháp phản ứng điện cực trạng thái cân bao gồm phương pháp đo th ế chuẩn độ điện th ế với địng khơng.
(14)DẠI CƯƠNG V Ế HĨA PHẢN TÍCH 15
chiều, phương pháp điện hóa hịa tan
Các phương pháp không dùng phản ứng điện cực bao gồm các phương pháp điện dẫn chuẩn độ điện dẫn, phương pháp xác định hằng SỐ’ điện môi tương đối, phương pháp điện dẫn cao tần chuẩn
độ điện đẫn cao tần
Các phương pháp sắc ký (PPSK)
Sắc ký trình tách dựa chuyển dịch hỗn hợp phân tích qua lớp chất bất động trạng thái rắn trạng thái lỏng tẩm chất mang rắn (được gọi pha tĩnh) chuyển dịch thực chất lỏng chất khí có khả năng di chuyển (gọi pha động) Các PPPT sắc ký cụ th ể bao gồm nhóm sắc ký hấp phụ {rắn-khí, rắn-lỏng); nhóm ốắc ký phân bố (lỏng-lỏng, lỏng-khí), sắc ký trao đổi ion sắc ký rây phân tử Quá trình tách sắc ký xảy cột mặt phảng như giấy, mỏng.
Phương pháp sắc ký sử dụng rộng rãi để tách chất vô hữu giống thành phần tính, chất, đặc biệt là có th ể tách nguyên tố đất nguyên tố phóng xạ với hiệu cao: Ngồi khả nãng tách, PPSK cịn đùng định tính định lượng nhiều loại mẫu thuộc lĩnh vực khoa học cơng nghiệp khảc nhau.
Cảc PPPT hóa lý th c
Ngồi nhóm phương pháp trên, thuộc nhóm PPPT dụng cụ cịn có PPPT phóng xạ dựa xạ ngun tử có hoạt tính phóng xạ, PPPT nhiệt, PPPT nh iệt điện, p p đo độ dẫn nhiệt, p p chuẩn độ nh iệt lượng số PPPT khác.
ư u đ iểm cửa P P P T d ụ n g cụ độ nhạy cao, tốc độ p h â n tích n h a n h , lượng m ẫ u p h â n tích bé kh i so sánh với P P P T hóa học:
C hl tiêu so sánh Phường pháp hóa học Phương pháp dụng cụ
Lượng mẫu Tinh chọn lọc Thời gian Độ chfnh xác Dụng cụ Người phân tích
Lớn (kém nhạy) Khống cao Chậm Chính xác n Đơn giản, rẻ tiền
(15)16 CHƯCNG 1
(*) N ếu h àm lượng cấu tã m ẫ u khảo sát kh ô n g bé, độ ch ín h xác hất kỳ P P P T kh ô n g th ể vượt độ chính xác P P P T hóa học.
P h n g p h p v i s i n h
Dùng để định lượng vết cấu tử dựa hiệu ứng chúng với tốc độ phát triển cua vi sinh vật.
P h n g p h p p h â n t í c h đ ộ n g h ọ c
Phương pháp định tír h dinh lượng nguyên tố dựa vào việc sữ dụng phản ứng xúc tác Vì tốc độ phản ứng hóa học phụ thuộc vào nồng độ chất phản ứng nên đo tốc độ phản ứng có thể xác định nồng độ chất phản ứng PPPT động học có độ nhạy đặc biệt cao, gấp nhiều lần độ nhạy so với PPPT khác ( 10“
- 1CT6 ng/ml).
C c p h n g p h p k h c
Ngoài phương pháp kể trên, số phương pháp khác, chủ yếu dùng cho PTĐT.
Phương pháp nghiền
Mẫu phân tích thuốc thử rắn nghiền cối sứ; ngun tơ" cần tìm phát dựa vào tạo thằnh hợp chất đặc trưng cỏ màu sắc hay có mùi khác Ví dụ, nghiền mẫu ban đầu vứi KSCN, thấy xuất màu đỏ máu tức mẫu chứa các hợp chát Fe3’ cịn nghiền hóa học acetat với N a2SƠ4 có mùi
giấm acid acetic sinh ra. Phương pháp nhô giọt
PPPT dựa vào h iện tượng mao dẫn hấp phụ Các phản ứng được thực sứ, thủy tinh giấy lọc Khi sử dụng giấy lọc, chất lỏng thấm vào giấy hợp chất màu tạo thành bị hấp phụ phần nhỏ giấy lọc làm tăng độ nhạy phản ứng Ví dụ, để xác định ion Mn2+, người ta chấm giọt DD phân tích lên tờ giấy lọc cho vết ẩm bão hòa với amoniac Thêm một giọt DD benzidine acid acetic Mn(OH) 2 tạo thành được
oxy hóa thành Mn(OH>3 Mn(OH>4 nhờ oxy khơng khí Ở pH5,
(16)ĐẠI CƯƠNG V Ế HÓA PHẢN TÍCH 17
Phương pháp thử nghiệm lửa
Một sơ kim loại phát xạ có màu đặc trưng được, đốt trên lửa xanh đèn khí Ví dụ:
Na: lửa vàng Ca: lửa đỏ gạch K: lửa đỏ tím Ba: lửa đỏ lục Phương pháp soi tinh th ể kính hiển vì
Dùng kính h iể n vi phân biệt dạn17 tinh thể của
các hợp chất khác như:
Phân biệt SrCr04 với BaC r04
Phân biệt CuS04 với B a S 04
nhờ tinh th ể chúng có cấu trúc khác đặc trưng Phương pháp điều ch ế ngọc borax hay phosphate
Một số’ oxyt kim loại có th ể tạo hợp chất với borax hay phosphat có màu đặc trưng lửa tính oxy hóa/khử hay trạng thái nóng/nguội Ví dụ:
Cu*Borax dạng ngọc màu xanh đậm nguội Mn-Borax màu tím lửa oxy hóa
2- Phân ỉoạỉ theo lượng mẫu phân tích hay kỹ thuật phân tích
Tùy hàm lượng câu tử mẫu tùy PPPT, lượng mẫu phân tích khác Ta phân biệt:
P h ă n t í c h t h ô
Dùng dụng cụ cỡ 50-5 OOml tách chất rắn khỏi chất lỏng bằng cách lọc Lượng mẫu sử dụng từ 1-10 g hay 1-10 ml
P h â n t í c h b n v i lư ợ n g
Dùng dụng cụ < 50ml thường tách chất rắn khỏi chất lỏng bằng cách ly tâm Lượng mẫu sử dụng từ 10" 3 - l g hay 10- 1 - lm l.
P h â n t í c h VI lư ợ n g
Dùng dụng cụ < lm l thường dùng cách quan sát kính hiển vi hay dùng phản ứng giọt Lượng mẫu sử dụng từ 10" 6 - 10“3g hay
1CT3 - 10- 1 ml.
P h ả n t í c h s iê u v i lư ợ n g
(17)18 CHƯƠNG 1
Phân tích bán vi lượng ngày phát triển dùng mẫu, kỹ thuật tương đối đơn giản, có th ể dùng phịng th í nghiệm hay nơi sản xuất Phân tích vi lượng siêu vi lượng đòi hỏi điều kiện thực nghiệm nghiêm ngặt hơn.
1.2.3 P hân lo i Ếheo hàm lượng ch ât khảo sát
P h ă n t í c h đ a lư ợ n g
Bao gồm p h â n tích lượng lớn với hàm lượng chất khảo sát 0,1-100% và p h â n tích lượng nhỏ (hàm lường chất khảo sát 0,0 1-0 , 1 %).
P h â n t í c h v i lư ợ n g
Còn gọi PPPT vết, hàm lượng chất khảo sát < 0,01 %. Ngoài cách phân loại nói trên, người ta cịn phân loại các PPPT theo trạng thái chất khảo sát Theo cách phân loại này, ta có p h â n tích lối ướt (mẫu phân tích dạng DD) p h â n tích lối khơ
(mẫu phần tích trạng th rắn).
1.3 CÁC LOẠI PHẢN ỨNG HÓA HỌC DÙNG TRONG HĨA PHÂN TÍCH
Những biến đổi hóa học kèm theo thay dổi thành phần hóa học, cấu tạo chất đùng hóa phân tích để PTĐT hoặc PTĐL gọi p h ả n ứng p h â n tích Ngồi hai nhiệm vụ chinh nói trên, phản ứng phân tích cịn sử đụng để hịa tan, chuyển dạng oxy hóa dạng khử, tách ngun tơ' hoặc hợp chất chúng, che nguyên tố ngăn cản xác định giải che nguyên tô' ô dạng bị che
1- Các loại phản ứng dùng hóa phân tích
Các loại phản ứng dừng hóa phân tích có th ể chia thành hai nhóm chính:
P h ả n ứ n g o x y h ó a k h ử
Phản ứng oxy hóa khử phản ứng trao đổi điện tử đơi oxy hóa/khử, thường dùng hóa phân tích để:
1- Định tính:
2Fe3+ + 21" — 2Fe2+ + I2T
(18)ĐẠI CƯƠNG V Ế HÓA PHÂN TÍCH 19
2- Hịa tan:
3Cu + 8HNO3 — 3Cu(N03 ) 2 + N T + 4H20
NO + I/2O2 — N0 2T khói nâu
3- Định lượng:
M n04" + 5Fe2+ + 8H+ — Mn2+ + 5Fe3+ + 4H20
(sử dụng DD MnC>4~ có nồng độ biết trước để xác định DD F e2+ có
nồng độ chưa biết ngược lạỉ) P h ả n ứ n g t r a o <|SÌ t i ể u p h ă n
Phản ứng trao đổi tiểu phân tên gọi dùng chung cho phản ứng acid-baz, phản ứng tạo tủa phản ứng tạo phức.
Phản ứng acid • baz: Phản ứng trao đổi H + đơi acid/baz, dùng hóa phân tích để:
1- Xác định tính acid hay baz DD cách đo pH. 2- Hòa tan mẫu:
CaCOa + 2HC1 — ► CaCl2 + C 2T + H20
3- Định lượng:
HC1 + NaOH — NaCl + H 20
Phản ứng tạo tủa: Phản ứng trao đổi ion để tạo thành hợp chất ít tan, sử dụng để:
1- Định tính:
Ag+ + r — ► A g ĩị vàng
2- Tách nhóm:
Ag+, Pb2+, Hg22* + HC1 — ► A gC ll, PbCỊa í , Hg2Cl2i
3- Định lượng:
SO42" + Ba2+ — B a S 4vl
Phản ứng tạo phức: Phản ứng kết hợp ion để tạo phức chất dễ tan Dùng:
1- Định tính:
(19)20 CHƯƠNG 1
2- Định lượng:
Ca2+ + H2Y2” — CaY2- + 2H +
3- Hòa tan:
A gC li + 2NH4OH — [Ag(NH3)2]+ + c r + 2H2O
4- Che cấu tử dạng phức bền:
+ Loại N i2+: Nì2+ + C N " - ► [NÍ(CN)4]2“ + Đ ể tránh tạo tủa CuS vì:
[Cu(NH3^ 2++ H 2S CuS
5' Giải che (trả ion bị che trạng tftái tự do): 2Ag + + [Ni(CN)4]2“ — ► [Ag(CN)2r + N i2+
N goài acid, baz, D D n h iề u m uối củ n g có tin h acid hoặc tín h kiềm N ếu d u n g m ôi nước, g iữ a nhữ ng ỉon m uối với n h ữ n g ion nước xảy p h ả n ứng tương tác gọi th ủ y p h â n Quá trìn h th ủ y p h â n thường trìn h th u ậ n nghịch Ví dụ:
Ba(CH3COO) 2 + 2H20 CH3COOH + Ba2+ + 20H"
NH4CI + H20 NH4OH + H+ + cr
A12S3 + 6HaO 2A1(0 H>3 + H 2S
Theo ngh ĩa rộng, th ủ y p h â n lậ p h ả n ứng tương tác giữa n h ữ n g chất khác (m uối, hidrua*11, hợp chất chứa o xy,.J với n h ữ n g ion cửa nước, kèm theo p h h ủ y cân bàng đ iệ n ly nước ưà ỉàm thay đổi p H cửa DD T ro n g hóa p h â n tích, p h ả n ứng tầ ủ y p h â n sử d ụ n g để:
1- Tạo tủ a hidrữxid: m ột số thuốc th n h (N H ^C O s, (NHt^S, NaCHaCOO, d ễ bị th ủ y p k â n tạ o th n h ion h id ro xyl t ự do, tạo cho DD có giá trị p H xác đ ịn h N gười ta sử d ụ n g hidroxyl tự do s in h đ ể tạo tủ a h id ro xid n h iề u catian D D nước m uối th ủ y p h â n k ể trên.
2 - Tách chất k h ỏ i n h a u dự a vào m ức độ th ủ y p h â n kh c
n h a u chất kh c ' ' - '
3- Phát m uối am oni bị thủy p h â n tạo th n h amoniac tự dợ.
(20)ĐẠI CƯƠNG VỀ HĨA PHÂN TÍCH 21
4- P h t ion m m uối chúng ■kh i thủy p h â n tạo th n h hợp chất khơng tan V í dụ: BeCl2 k h i th ủ y p h â n tạo th n h
B e 02Cl2ị.
2- Yêu cầu thuốc thử dùng hóa học phân tích
Đ ộ t i n h k h i ế t
Độ tinh khiết khái niệm dùng biểu diễn hàm lượng hợp chất chính X thuốc thử Tùy vào hàm lượng này, người ta phân biệt:
1- Hóa chất kỹ thuật với X < 99 %
2- Hóa chất tinh khiết (P) với 99,0 % < X < 99,9 %
3- Hóa chất tinh khiết phân tích (PA) với 99,90 % < X < 99,99 % 4- Hóa chất tinh khiết hóa học với 99,990 % < x < 99,999 % 5- Hóa chẩt tinh khiết quang học hay đặc biệt với
99,9990%< x< 99,9999 %.
T í n h c h ọ n lọ c
Thuốc thử phải có tính chọn lọc (hay đặc hiệu) cao câu tử khảo sát X, nghĩa thuốc thử tác dụng với cấu tử X mà không tác dụng với cấu tử khác đồqg diện mẫu Ví dụ, hồ tình bột thuốc thử có tính chọn lọc đơi với Iod.
T í n h n h y
Thuốc thử phải nhạy, nghĩa có khả nãng phát cấu tử khảo sát X X diện mẫu với hàm lượng thấp Tính nhạy thuốc thử có th ể biểu diễn theo hai khái niệm giới hạ n p h t h iện độ loãng giới hạn.
Giới hạn phát hiện: Giới hạn phát lượng tối thiểu X (ụg/ml) mà thuốc thử phát Ví dụ, gịới hạn phát Cu2+ bằng NH4OH 4pg/ml, giới hạn phát Fe3+ s c is r là G,25pg/m], Giới hạn phát cịn có th ể biểu diễn nồng độ giới hạn hay nồng độ tối thiểu.
Đ ộ lo ă n g g ỉđ i h ạn : Độ loãng giới hạn thể tích dung mơi tối đa (ml) dùng để hịa tan l g cấu tử X mà cịn phát X.