Chuẩn độ axit mạnh bằng bazơ mạnh: Dùng pipette lấy chính xác 20mL dung dịch HCl (chưa biết nồng độ) cho vào bình erlen, thêm 3 giọt chất chỉ thị, chuẩn độ bằng dung dịch NaOH[r]
(1)Phần 1: Lý thuyết
PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH THỂ TÍCH I Nguyên tắc chung khái niệm bản.
1 Nguyên tắc chung.
Chuyển chất cần phân tích X vào dung dịch dung mơi thích hợp (nước, axit, kiềm ) dung dịch mẫu cần phân tích (dung dịch định phân dung dịch cần chuẩn)
Lấy xác thể tích dung dịch cần chuẩn X, thêm từ từ dung dịch thuốc thử thích hợp R có nồng độ biết trước (dung dịch chuẩn) vào dung dịch cần chuẩn R phản ứng vừa đủ với X
Từ thể tích dung dịch cần chuẩn X, nồng độ thể tích dung dịch chuẩn R tiêu tốn; dựa vào phản ứng thuốc thử R cấu tử X Ta suy nồng độ cấu tử X dung dịch 2 Các khái niệm bản.
- Phản ứng chuẩn độ phản ứng thuốc thử R với cấu tử cần xác định X Phản ứng chuẩn độ phải thõa mãn yêu cầu sau:
+ Phản ứng phải nhanh (nghĩa kết hợp R X gần tức thời)
+ Phản ứng R X phải theo hệ số hợp thức phương trình phản ứng + Phản ứng phải có tính chọn lọc (nghĩa thuốc thử R phản ứng với cấu tử cần xác
định X mà không phản ứng với cấu tử khác có dung dịch) + Phải có chất thị thích hợp để xác định điểm cuối trình chuẩn độ
- Sự chuẩn độ (quá trình chuẩn độ) trình cho dần dung dịch chuẩn R từ buret vào thể tích xác định dung dịch cần chuẩn X đựng bình erlen (hoặc ngược lại) xuất tín hiệu cho biết hết cấu tử X (hoặc hết thuốc thử R) ngừng chuẩn độ - Chất thay đổi tín hiệu chuẩn độ gọi chất thị
- Điểm tương đương thời điểm lượng thuốc thử R cho vào vừa đủ phản ứng với toàn cấu tử X dung dịch chất cần chuẩn
- Điểm cuối chuẩn độ (điểm kết thúc chuẩn độ) thời điểm ngừng chuẩn độ
Lưu ý: kết chuẩn độ xác dừng chuẩn độ điểm tương đương thường kết thúc chuẩn độ gần điểm tương đương nguyên nhân gây sai số hệ thống phương pháp chuẩn độ
- Đường chuẩn độ đường biểu diễn nồng độ cấu tử X trình chuẩn độ theo thể tích thuốc thử cho vào
- Bước nhảy đường chuẩn độ đoạn có biến thiên lớn theo thể tích thuốc thử cho vào tương ứng nhỏ (Điểm tương đương nằm vùng bước nhảy chuẩn độ)
II Phân loại phương pháp phân tích thể tích. - Phương pháp chuẩn độ axit – bazơ
- Phương pháp chuẩn độ tạo phức - Phương pháp chuẩn độ oxi hóa – khử - Phương pháp kết tủa
III Một số cách chuẩn độ tính kết phương pháp phân tích thể tích. 1 Chuẩn độ trực tiếp.
Dung dịch chuẩn R từ buret cho dần vào VX (mL) dung dịch cần chuẩn X có chứa chất thị thích hợp phản ứng xảy hồn tồn Ghi thể tích dung dịch R tiêu tốn (VR mL)
Từ VX , VR , CM(R) biết phương trình phản ứng tính CM(X) (Hoặc thực ngược lại)
Ưu điểm: đơn giản, nhanh chóng xác Nhược điểm: khó chọn thuốc thử R thích hợp
Ví dụ : Để chuẩn hóa dung dịch NaOH người ta hịa tan 1,2600 gam H2C2O4.2H2O vào nước thêm nước đến 500,00 mL Chuẩn độ 25,00 mL dung dịch thu hết 12,58 mL dung dịch NaOH Tính nồng độ mol dung dịch NaOH
Phương trình phản ứng chuẩn độ:
(2)Theo phương trình phản ứng: nNaOH = 2nH C O 2
CM(NaOH)VNaOH = 2CM(H C O 2 )V H C O 2
CM(NaOH) x 12,58.10-3 = x
3 1,2600 25.10. 126,00 500.10
CM(NaOH) = 12,58.10
3 1,2600 25.10. 126,00 500.10
= 0,07949 (M) 2 Chuẩn độ ngược.
Thêm thể tích xác dư (VR mL) dung dịch chuẩn R vào VX mL dung dịch cần chuẩn X Sau chuẩn độ lượng thuốc thử R dư dung dịch chuẩn R’ thích hợp cần VR’ mL
Từ VX , VR , CM(R) , VR’ , CM(R’) biết phương trình phản ứng tính CM(X)
Cách chuẩn độ dùng phản ứng R X xảy chậm khơng có chất thị thích hợp để chuẩn độ trực tiếp X dung dịch chuẩn R
Ví dụ : Thêm 25,00 mL dung dịch AgNO3 0,1248M vào 20,00 mL dung dịch NaCl Chuẩn độ dung dịch AgNO3 dư hết 11,54 mL dung dịch NH4SCN 0,0875M Tính nồng độ mol/ lít dung dịch NaCl
Phương trình phản ứng:
AgNO3 + NaCl AgCl + NaNO3 (1) Phương trình chuẩn độ:
AgNO3 + NH4SCN AgSCN + NH4NO3 (2) Theo phương trình (1) (2) ta có:
nAgNO3 = nNaCl + nNH SCN4
M(AgNO3) (AgNO )3 M(NaCl) (NaCl) M(NH SCN)4 (NH SCN)4
.V = C V + C V
C
) (AgNO ) 4 4
3
(NaCl)
M(AgNO M(NH SCN) (NH SCN) M(NaCl)
.V _ =
V
C V
C C
M(NaCl)
=25,00.0,1248 11,54.0,0875
C
20,00 = 0,1055(M)
3 Chuẩn độ thế.
Cho VX (mL) dung dịch cần xác định X tác dụng với lượng dư chất khác (MY) để tạo MX Y Lượng Y sinh chuẩn độ trực tiếp dung dịch chuẩn R thích hợp VR (mL)
Từ VR , CM(R) suy lượng Y sinh
Từ lượng Y, Vx phương trình phản ứng suy CM(X) Điều kiện chuẩn độ thế: MX phải bền MY
Ưu điểm: chuẩn độ ngược chuẩn độ sử dụng trường hợp sử dụng cách chuẩn độ trực tiếp
Nhược điểm: trình chuẩn độ thường phức tạp, thực lâu, độ xác thấp chuẩn độ trực tiếp
Ví dụ : Để định lượng đồng, người ta hịa tan 1,080 gam quặng đồng Thêm KI dư Sau đó chuẩn độ iơt giải phóng hết 15,65 mL dung dịch Na2S2O3 0,0950 M Tính %Cu có quặng
Phương trình phản ứng:
2Cu2+ + 5I- 2CuI + I-3 (1) Phương trình chuẩn độ:
2-2
2S O
+ I-3 S O4 62- + 3I- (2) Theo phương trình (2) ta có: I-3 S O2
(3)Theo phương trình (1) ta có: 2nCu2+ = nI-3
Cu2+ S O2
=
n n
mCu2+ = 15,65 0,0950 641000 = 0,0952 (g) %Cu = 0,0952.100%1,080 = 8,81%
PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ AXIT – BAZƠ I Đặc điểm.
- Dùng phương pháp để xác định nồng độ axit, bazơ
- Là phương pháp phân tích thể tích dựa phản ứng chuẩn độ: H+ + OH- H2O
- Trong trình chuẩn độ nồng độ ion H+ ion OH- thay đổi nghĩa pH dung dịch thay đổi
- Đường biểu diễn biến thiên pH với lượng dung dịch chuẩn cho vào gọi đường chuẩn độ axit – bazơ
- Để xác định điểm tương đương trình chuẩn độ, người ta dùng chất thị axit – bazơ
II Chất thị axit-bazơ (chất thị pH).
- Là chất có màu thay đổi theo thay đổi pH
- Thường axit yếu hữu (HInd) bazơ yếu hữu (IndOH), đó, dạng axit (HInd; Ind+) bazơ liên hợp (Ind-; IndOH) có màu khác nhau.
- Trong dung dịch chất thị tồn đồng thời dạng axít bazơ liên hợp có màu khác nhau:
HInd H+ + Ind- (a) IndOH Ind+ + OH- (b)
- Nếu nồng độ chúng không 10 lần mắt ta thấy tồn
dạng màu
- Nếu nồng độ chúng từ 10 lần trở lên, mắt ta nhìn thấy màu dạng có nồng độ lớn
Ví dụ: thị metyldacam axit yếu (HInd) dung dịch tồn cân phân ly HInd H+ + Ind
Đỏ Vàng
- Khi pH giảm (nghĩa nồng độ H+ tăng):cân chuyển dịch phía trái nồng độ
HInd tăng đến -HInd
Ind
C C
10, dung dịch có màu đỏ.
- Khi pH tăng (nghĩa nồng độ H+ giảm):cân chuyển dịch phía phải nồng độ
Ind- tăng đến -Ind HInd
C C
10, dung dịch có màu vàng
Một số chất thị axit – bazơ thường dùng Tên thường dùng Dung mơi Màu dạng
axít
Màu dạng bazơ
Khoảng pH đổi màu
Metyldacam
(4)Bromphenol xanh Nước Vàng Nâu tím 3,0 – 4,6
Brom crezol lục Nước Vàng Xanh 3,8 – 5,4
Metyl đỏ Nước Đỏ hồng Vàng 4,4 – 6,2
Brom thymol xanh Nước Vàng Xanh 6,2 – 7,6
Phenol đỏ Nước Vàng Đỏ 6,4 – 8,0
Thymol xanh Nước Vàng Xanh 8,0 – 9,6
Phenolphtalein Rượu 70% Không màu Đỏ 8,0 – 9,8
Thymolphtalein Rượu 90% Không màu Xanh 9,4 – 10,6 III.Chuẩn độ axit – bazơ
1 Chuẩn độ đơn axit mạnh đơn bazơ mạnh ngược lại. a Chuẩn độ đơn axit mạnh đơn bazơ mạnh.
Khảo sát chuẩn độ V0 (mL) dung dịch axit mạnh HA có nồng độ C0(M) dung dịch bazơ mạnh BOH có nồng độ C (M), giả sử thể tích BOH tiêu thụ trình chuẩn độ V (mL)
* Phản ứng chuẩn độ: H+ + OH- H2O * Phương trình đường chuẩn độ:
- Trước chuẩn độ: dung dịch dung dịch axit mạnh HA có nồng độ C0(M) pH = - lg[H+] = - lgC0
- Trước điểm tương đương: dung dịch hỗn hợp gồm axit mạnh HA dư muối với bazơ mạnh BA
pH = - lg[H+] = - lg
- Tại điểm tương đương: dung dịch dung dịch muối BA (muối tạo axit mạnh HA bazơ mạnh BOH)
pH = - lg[H+] = - lg 10-7 = 7
- Sau điểm tương đương: dung dịch hỗn hợp gồm BA BOH dư
pH = 14 - pOH = 14 + lg
0
CV - C V V + V
Ví dụ: Chuẩn độ 20mL dung dịch HCl 0,1M dung dịch NaOH 0,1M Hãy tính pH dung dịch thời điểm:
a Trước chuẩn độ
b Thể tích dung dịch NaOH tiêu thụ 19,98mL c Thể tích dung dịch NaOH tiêu thụ 20mL d Thể tích dung dịch NaOH tiêu thụ 20,02mL
Giải : Phương trình chuẩn độ: H+ + OH- H2O a Trước chuẩn độ: dung dịch dung dịch HCl 0,1M
pH = - lg 10-1 = 1
b Thể tích dung dịch NaOH tiêu thụ 19,98mL (trước điểm tương đương): dung dịch gồm NaCl HCl dư
pH = - lg[H+] = - lg
0,1.20 - 0,1.19,98 20 + 19,98 = 4,3
c Thể tích dung dịch NaOH tiêu thụ 20mL (tại điểm tương đương): dung dịch chứa
NaCl pH =
d Thể tích dung dịch NaOH tiêu thụ 20,2mL (sau điểm tương đương): dung dịch gồm có NaCl NaOH dư
pH = 14 – pOH = 14 + lg
0,1.20,02 - 0,1.20 20,02 + 20 = 9,7
C0V0 – CV
(5)Để vẽ đường cong chuẩn độ dung dịch HCl 0,1 M dung dịch NaOH 0,1M ta nên tính pH thời điểm theo bảng
Bảng 1: Đường chuẩn độ HCl 0,1M NaOH 0,1M
VNaOH (mL) %q [H+] pH
0,00 -100 10-1
18,00 -10 5.10-3 2,3
19,80 -1 5.10-4 3,3
19,98 -0,1 5.10-5 4,3
20,00 10-7
20,02 +0,1 2.10-10 9,7
20,20 +1 2.10-11 10,7
22,00 +10 2.10-12 11,7
40,00 +100 3.10-13 12,5
* Nhận xét:
- Đường chuẩn độ đường cong không trước sau cách xa điểm tương đương độ dốc đường cong nhỏ (nghĩa pH phụ thuộc vào thể tích dung dịch chuẩn cho vào), cịn lân cận điểm tương đương độ dốc đường cong lớn (nghĩa pH phụ thuộc nhiều vào thể tích dung dịch chuẩn cho vào )
- Khoảng pH thay đổi đột ngột lượng dung dịch chuẩn cho vào từ thiếu đến thừa 0,1% gọi bước nhảy pH đường chuẩn độ (tương đương với khoảng pH từ 4,3 đến 9,7)
Điểm tương đương
. pH
(6)Đường chuẩn độ HCl NaOH với nồng độ khác nhau
* Nhận xét:
- Khi chuẩn độ axit mạnh bazơ mạnh với nồng độ khác điểm tương đương pH =7
- pH phụ thuộc vào nồng độ chất phản ứng: nồng độ lớn bước nhảy pH dài Trường hợp dung dịch loãng, bước nhảy pH đường chuẩn độ ngắn độ xác chuẩn độ giảm
* Cách chọn chất thị:
Về nguyên tắc, ta chọn chất thị thay đổi màu điểm tương đương (pH = 7) Bromthymol xanh (6,2 – 7,6), phenol đỏ (6,4 - 8), chấp nhận sai số chuẩn độ ± 0,1% ta chọn chất thị có khoảng đổi màu pH nằm bước nhảy pH b Chuẩn độ đơn bazơ mạnh đơn axit mạnh:
Khảo sát chuẩn độ V0 (mL) dung dịch bazơ mạnh BOH có nồng độ C0(M) dung dịch axit mạnh HA có nồng độ C (M), giả sử thể tích HA tiêu thụ q trình chuẩn độ V (mL)
* Phản ứng chuẩn độ: H+ + OH- H2O * Phương trình đường chuẩn độ:
- Trước chuẩn độ: dung dịch dung dịch bazơ mạnh BOH có nồng độ C0(M) pH = 14 + lgC0
- Trước điểm tương đương: dung dịch hỗn hợp gồm bazơ mạnh BOH dư muối với axit mạnh BA
pH = 14 - pOH = 14 + lg - Tại điểm tương đương: dung dịch dung dịch BA
pH = - lg[H+] = - lg 10-7 = 7
- Sau điểm tương đương: dung dịch hỗn hợp gồm BA HA dư pH = - lg
Ví dụ: Vẽ đường chuẩn độ trường hợp chuẩn độ 20 mL dung dịch NaOH 0,1M dung dịch HCl 0,1M
CV – C0V0 V0 + V
C0V0 – CV V0 + V
7
Điểm tương đương
(7)Đường chuẩn độ NaOH 0,1M HCl 0,1M
Chú ý:
- Trong khoảng đổi màu chất thị có giá trị màu màu chất thị thay đổi rõ nhất, giá trị gọi số chuẩn độ (pT) chất thị Vì trình chuẩn độ kết thúc pH = pT
- Giá trị pT phụ thuộc vào chất chất thị chất chuẩn độ pT gần pH điểm tương đương xác
Ví dụ: dùng phênolphtalein làm chất thị chuẩn độ axit kiềm pT = 9, ngược lại, kiềm axit pT = Nếu dùng metyldacam chuẩn độ axit kiềm pT =4,4, ngược lại, kiềm axit pT =
2 Chuẩn độ đơn axit yếu đơn bazơ mạnh ngược lại a Chuẩn độ đơn axit yếu đơn bazơ mạnh
Khảo sát chuẩn độ V0 (mL) dung dịch axit HA có nồng độ C0(M) số axit Ka dung dịch bazơ mạnh BOH có nồng độ C (M), giả sử thể tích BOH tiêu thụ q trình chuẩn độ V (mL)
* Phản ứng chuẩn độ: HA + OH- A- + H2O * Phương trình đường chuẩn độ:
- Trước chuẩn độ: dung dịch dung dịch axit yếu HA nồng độ C0(M) số axit Ka
pH = - lg[H+] = ½ (pKa – lgC0)
- Trước điểm tương đương: dung dịch gồm axit yếu HA dư muối với bazơ mạnh BA nên dung dịch hệ đệm pH
pH = - lg[H+] = pKa - lg A B
C C
CA = 0
0
C V - CV
V + V CB = V + V0CV
- Tại điểm tương đương: dung dịch dung dịch muối tạo axit yếu bazơ mạnh BA nên có tính bazơ pH dung dịch xác định theo cơng thức tính pH dung dịch bazơ yếu A- có số bazơ Kb =
-14 a
10 K .
pH
(8)pH = 14 - pOH = 14 - ½ (pKb – lgCB)
CB = 0
C V
V + V = V + V0CV
- Sau điểm tương đương: dung dịch gồm bazơ mạnh BOH dư bazơ yếu A- nên pH của dung dịch tính gần theo cơng thức tính pH dung dịch bazơ mạnh
pH = 14 - pOH = 14 + lg CB
CB =
0 0
CV - C V V + V
Ví dụ: Vẽ đường chuẩn độ trường hợp chuẩn độ 20 mL dung dịch CH3COOH 0,1M; số axit Ka = 10-4,75 dung dịch NaOH 0,1M.
Bảng 2: Đường chuẩn độ CH3COOH 0,1M
NaOH 0,1M
VNaOH (mL) %q [H+] pH
0,00 -100 1,33.10-3 2,9
18,00 -10 1,98.10-6 5,7
19,80 -1 1,80.10-7 6.7
19,98 -0,1 1,78.10-8 7,7
20,00 1,88.10-9 8,7
20,02 +0,1 2,0.10-10 9,7
20,20 +1 2,0.10-11 10,7
22,00 +10 2,0.10-12 11,7
40,00 +100 3,0.10-10 12,5 b Chuẩn độ đơn bazơ yếu đơn axit mạnh
Khảo sát chuẩn độ V0 (mL) dung dịch bazơ yếu BOH có nồng độ C0(M) số bazơ Kb dung dịch axit mạnh HA có nồng độ C (M), giả sử thể tích HA tiêu thụ trình chuẩn độ V (mL)
* Phản ứng chuẩn độ: H+ + BOH B+ + H2O * Phương trình đường chuẩn độ:
- Trước chuẩn độ: dung dịch dung dịch bazơ yếu BOH có C0(M) số bazơ Kb
pH = 14 – ½ (pKb – lgC0)
- Trước điểm tương đương: dung dịch hỗn hợp gồm bazơ yếu muối với axit mạnh nên dung dịch dung dịch đệm pH
pH = 14 - pOH = 14 – (pKb – lg B A
C C )
CB = 0
0
C V - CV
V + V CA = V + V0CV
- Tại điểm tương đương: dung dịch dung dịch muối tạo bazơ yếu axit mạnh BA nên có tính axit pH dung dịch xác định theo cơng thức tính pH
dung dịch axit yếu B+ có số axit K
a =
-14 b
10 K
pH = - lg[H+] = ½ (pKa – lgCA)
CA =
0 0
C V
V + V = V + V0CV
- Sau điểm tương đương: dung dịch hỗn hợp gồm axit mạnh HA axit yếu B+ nên pH của
dung dịch tính gần theo cơng thức tính pH dung dịch bazơ mạnh
(9)pH = -lg[H+] = - lg C A
CA =
0 0
CV - C V V + V
Ví dụ: Vẽ đường chuẩn độ trường hợp chuẩn độ 20 mL dung dịch NH3 0,1M; số bazơ Kb = 10-4,75 dung dịch HCl 0,1M
Đường chuẩn độ NH3 0,1M HCl 0,1M
Nhận xét:
- Đường chuẩn độ đường cong không gần điểm tương đương độ dốc đường cong chuẩn độ lớn, tạo nên bước nhảy pH đường chuẩn độ
- Bước nhảy pH đường chuẩn độ bé axit (hoặc bazơ) yếu ngược lại Nồng độ dung dịch chuẩn bé bước nhảy bé ngược lại
- pH điểm tương đương không trùng với điểm trung tính mà lệch phía axit (với bazơ yếu) kiềm (với axit yếu) Ka Kb axit bazơ yếu lớn pH điểm tương đương lệch phía mơi trường bazơ axit nhiều
Dựa vào đường cong chuẩn độ ta chọn chất thị thích hợp cho trình chuẩn độ axit yếu bazơ mạnh ngược lại
Ví dụ: Khi chuẩn độ dung dịch CH3COOH 0,1M dung dịch NaOH 0,1M có bước nhảy pH đường chuẩn độ từ 7,7 đến 9,7 ta chọn chất thị PP (có khoảng pH đổi màu từ - 10) làm chất thị mà dùng metyl da cam (có khoảng pH từ 3,1 – 4,4) làm chất thị khoảng pH đổi màu chất thị không nằm bước nhảy đường chuẩn độ
Kết luận: Qua học biết cách: - Xác định nồng độ axit, bazơ
- Xác định bước nhảy pH đường chuẩn độ để chọn chất thị thích hợp trình chuẩn độ axit - bazơ
Phần 2: Thực hành
CÁCH PHA CHẾ DUNG DỊCH CHUẨN I Chất gốc
Để điều chế dung dịch chuẩn có nồng độ biết xác, người ta phải dùng chất gốc Chất gốc chất phải thoả mãn điều kiện sau:
- Thường chất rắn nguyên chất, có độ tinh khiết cao (lượng tạp chất khơng vượt q 0,01 – 0,02%)
- Có thành phần ứng với cơng thức hố học xác định kể lượng nước kết tinh - Bền dạng rắn dạng dung dịch suốt trình điều chế bảo quản
Một số chất gốc thường gặp borax Na2B4O7.10H2O, axit oxalic H2C2O4.2H2O, axit benzoic C6H5COOH, AgNO3, K2Cr2O7,
II Pha chế dung dịch chuẩn.
1 Pha chế dung dịch chuẩn từ chất gốc.
(10)- Tính tốn lượng chất gốc cần thiết cho trình điều chế dung dịch chuẩn - Dùng cân phân tích có độ xác 0,1 mg cân chình xác lượng chất gốc tính - Hồ tan chuyển vào bình định mức tích thể tích dung dịch chuẩn cần
điều chế, thêm dung mơi tới vạch
Ví dụ: Điều chế 500mL dung dịch chuẩn H2C2O4 0,1M ta phải làm bước sau: - Tính lượng H2C2O4.2H2O cần thiết trình điều chế:
4 2
H C O
m
= 0,5 0,1 126 = 6,3 (gam)
- Dùng cân phân tích cân xác 6,3 gam chất rắn H2C2O4.2H2O
- Hoà tan lượng H2C2O4.2H2O vừa cân vào nước, chuyển vào bình định mức 500 mL thêm nước vạch
2 Pha chế dung dịch chuẩn từ chất chất gốc. Quá trình điều chế gồm giai đoạn sau:
- Giai đoạn 1: Điều chế dung dịch có nồng độ gần đúng, cách làm tương tự điều chế dung dịch chuẩn từ chất gốc
- Giai đoạn 2: Xác định xác nồng độ dung dịch điều chế trên, cách chuẩn độ với dung dịch chuẩn gốc thích hợp
Ví dụ: Điều chế lít dung dịch chuẩn NaOH, ta làm sau:
- Giai đoạn 1: điều chế dung dịch NaOH có nồng độ gần 0,1M + Tính lượng NaOH cần thiết q trình điều chế:
mNaOH = 0,1 40 = (gam)
+ Dùng cân phân tích cân xác gam chất rắn NaOH
+ Hoà tan lượng NaOH vừa cân vào nước, chuyển vào bình định mức lít thêm nước vạch
- Giai đoạn 2: xác định xác nồng độ dung dịch NaOH vừa pha chế cách chuẩn độ với dung dịch chuẩn gốc dung dịch H2C2O4 0,1M
3 Pha chế dung dịch chuẩn từ ống chuẩn.
“ Ống chuẩn” ống chứa sẵn lượng xác thuốc thử dạng rắn lỏng Khi dùng ống chuẩn để pha chế dung dịch người ta chuyển toàn thuốc thử ống chuẩn vào bình định mức lít thêm nước vạch ta lít dung dịch chuẩn có nồng độ ghi nhãn ống chuẩn
Ví dụ: Trên nhãn ống chuẩn ghi HCl 1M, nghĩa chuyển toàn lượng HCl ống chuẩn vào bình định mức lít thêm nước vạch ta lít dung dịch chuẩn HCl 1M 4 Pha chế dung dịch chuẩn từ dung dịch có nồng độ lớn hơn.
Cách tiến hành sau:
- Tính tốn lượng dung dịch có nồng độ cao cần thiết cho trình điều chế
- Dùng dụng cụ đo lường thể tích lấy xác lượng dung dịch có nồng độ cao vừa tính
- Cho lượng thể tích vào bình định mức tích thể tích dung dịch chuẩn cần điều chế thêm dung mơi vạch
Ví dụ: Điều chế lít dung dịch HCl 0,1M từ dung dịch HCl 1M, ta tiến hành sau: - Tính lượng dung dịch HCl 1M cần cho q trình điều chế:
V =
1 0,1
1 = 0,1 (lít)
- Dùng dụng cụ đo lường thể tích lấy xác 100 mL dung dịch HCl 1M
- Cho 100 mL dung dịch HCl 1M vào bình định mức lít thêm nước vạch ta lít dung dịch HCl 0,1M
CHUẨN ĐỘ AXIT MẠNH BẰNG BAZƠ MẠNH VÀ NGƯỢC LẠI I Dụng cụ - hoá chất:
1 Dụng cụ: - Burette
(11)- bình erlen 250mL - cốc thuỷ tinh 250mL
2 Hoá chất:
- Dung dịch NaOH có nồng độ xác 0,1M - Dung dịch HCl có nồng độ xác 0,1M - Dung dịch NaOH chưa biết nồng độ - Dung dịch HCl chưa biết nồng độ
- Chất thị: metyl dacam (Heliantin); P.P II Nguyên tắc:
Dựa vào phản ứng chuẩn độ: H+ + OH- H2O Kết thúc chuẩn độ chất thị đổi màu
III Cách tiến hành:
1 Chuẩn độ axit mạnh bazơ mạnh: Dùng pipette lấy xác 20mL dung dịch HCl (chưa biết nồng độ) cho vào bình erlen, thêm giọt chất thị, chuẩn độ dung dịch NaOH 0,1M từ burettte xuống, lắc đều, dung dịch đổi màu
Lần lượt dùng chất thị khác như: metyl da cam, Phenolphtalein (PP)
Quan sát thay đổi màu sắc trường hợp chuẩn độ Ghi thể tích dung dịch NaOH tiêu tốn
Làm lạI thí nghiệm lần lấy kết trung bình: VTB =
Tính nồng độ dung dịch HCl Nhận xét
2 Chuẩn độ bazơ mạnh axit mạnh:
Dùng pipette lấy xác 20mL dung dịch NaOH (chưa biết nồng độ) cho vào bình erlen, thêm giọt chất thị, chuẩn độ dung dịch HCl 0,1M từ burettte xuống, lắc đều, dung dịch đổi màu
Lần lượt dùng chất thị khác như: metyl da cam,
Phenolphtalein (PP)
Quan sát thay đổi màu sắc trường hợp chuẩn độ
Ghi thể tích dung dịch HCl tiêu tốn
Làm lạI thí nghiệm lần lấy kết trung bình Tính nồng độ dung dịch NaOH
Nhận xét
CHUẨN ĐỘ AXIT YẾU BẰNG BAZƠ MẠNH VÀ CHUẨN ĐỘ BAZƠ YẾU BẰNG AXIT MẠNH I Dụng cụ - hoá chất:
1 Dụng cụ:
- Burette - Pipette
- bình erlen 250mL
- cốc thuỷ tinh 250mL
2 Hoá chất:
- Dung dịch NaOH có nồng độ xác 0,1M
- Dung dịch HCl có nồng độ xác 0,1M
- Dung dịch
CH3COOH chưa biết nồng độ
- Dung dịch NH3 chưa biết nồng độ - Chất thị: metyl dacam (Heliantin); P.P
II Cách tiến hành:
1 Chuẩn độ axit yếu bazơ mạnh: Dùng pipette lấy xác 20mL
dung dịch
Dd HCl 20mL Chất thị Dd NaOH 0,1M
Dd HCl 0,1M
Dd NaOH 20mL Chất thị
Dd CH3COOH 20mL Chất thị
(12)CH3COOH (chưa biết nồng độ) cho vào bình erlen, thêm giọt chất
thị, chuẩn độ dung dịch NaOH 0,1M từ burettte xuống, lắc đều, dung dịch đổi màu
Lần lượt dùng chất thị khác như: metyl da cam, Phenolphtalein (PP)
Quan sát thay đổi màu sắc trường hợp chuẩn độ Ghi thể tích dung dịch NaOH tiêu tốn
Làm lạI thí nghiệm lần lấy kết trung bình Tính nồng độ dung dịch CH3COOH
Nhận xét
2 Chuẩn độ bazơ yếu axit mạnh:
Dùng pipette lấy xác 20mL dung dịch NH3 (chưa biết nồng độ) cho vào bình erlen, thêm giọt chất thị, chuẩn độ dung dịch HCl 0,1M từ burettte xuống, lắc đều, dung dịch đổi màu
Lần lượt dùng chất thị khác như: metyl da cam, Phenolphtalein (PP)
Quan sát thay đổi màu sắc trường hợp chuẩn độ
Ghi thể tích dung dịch HCl tiêu tốn Làm lại thí nghiệm lần lấy kết trung bình Tính nồng độ dung dịch NH3 Nhận xét
Phần 3: Một số tập tham khảo
Hãy vẽ đường cong chuẩn độ cách tình vài điểm đặc trưng chọn chất thị cho phép chuẩn độ 50,00 mL dung dịch CH3COOH 0,1000 M ; Ka = 10-4,75 với dung dịch NaOH 0,1000 M Có thể tham khảo bảng sau.
Một số chất thị axit – bazơ Tên chất thị Khoảng đổi
màu pH
Độ chuyển màu Metyl da cam 3,2 – 4,4 Đỏ - Da cam
Metyl đỏ 4,2 – 6,2 Đỏ - Vàng Brom thymol
xanh
6,0 - 7,6 Vàng – Xanh Phenol đỏ 6,8 – 8,2 Vàng – Đỏ Phenolphtalein 8,0 – 9,8 Không màu – Đỏ Thymolphtalein 9,3 – 10,3 Không màu - Xanh Hướng dẫn:
Phản ứng chuẩn độ: CH3COOH + OH- CH3COO- + H2O
- Trước chuẩn độ: dung dịch dung dịch axit yếu CH3COOH nên pH dung dịch tính theo cơng thức sau:
pH = ½ (4,75 – lg 0,1000) = 2,88
- pH sau thêm 10 mL dung dịch NaOH: dung dịch gồm CH3COOH dư CH3COONa nên dung dịch hệ đệm pH
[CH3COOH] =
50,00 0,1000 - 10,00 0,1000
60 = 0,0667 (M)
[CH3COO-] =
10,00 0,1000
60 = 0,0167(M) pH = 4,75 - lg
0,0667
0,0167 = 4,15
(13)- pH sau thêm 49,95 mL dung dịch NaOH: dung dịch gồm CH3COOH dư CH3COONa nên dung dịch hệ đệm pH
[CH3COOH] =
50,00 0,1000 - 49,95 0,1000
60 = 8,3333.10-5 (M)
[CH3COO-] =
49,95 0,1000
60 = 0,08325(M)
pH = 4,75 - lg
-5
8,3333.10
0,08325 = 7,75
- pH sau thêm 50,00 mL dung dịch NaOH: dung dịch dung dịch CH3COONa pH dung dịch xác định theo cơng thức tính pH dung dịch bazơ yếu CH3COO- có số bazơ Kb =
-14 a
10
K = 10-9,25
[CH3COO-] =
50,00 0,1
100,00 = 0,0500 (M)
pH = 14 - ½ (9,25 – lg(0,0500)) = 8,72
- pH sau thêm 50,05 mL dung dịch NaOH: dung dịch gồm NaOH dư CH3COONa nên pH dung dịch tính gần theo cơng thức tính pH dung dịch bazơ mạnh
[OH-] =
50,05 0,1 - 50,00 0,1
100,05 = 4,9975.10-5 (M) pH = 14 + lg (4,9975.10-5) = 9,7
Từ điểm pH ta vẽ đường chuẩn độ
Điểm tương đương có giá trị pH 8,72 nên dựa khồng đổi màu chất thị ta sử dụng phenolphtalein kết xác
Chuẩn độ 25,00 mL dung dịch axit yếu đơn chức HX cần 18,22 mL dung dịch NaOH 0,0640 M Sự biến đổi pH dung dịch theo phần trăm HX chuẩn độ nêu bảng sau:
%HX chuẩn độ 33,3% 66,7%
pH 3,39 5,14 5,74
a Tính nồng độ ban đầu axit yếu HX
b Xác định trị số Ka axit ứng với giai đoạn chuẩn độ nêu bảng số liệu c Tính pH điểm tương đương trình chuẩn độ
Hướng dẫn:
a CM(HX) =
18,22 0,0640
25 = 0,0466 (M) b
%HX chuẩn độ 0%HX 33,3%HX 66,7%HX
pH 3,39 5,14 5,74
[H+] 4,07 10-4 7,24 10-6 1,82 10-6
Ka =
+
-[H ] [X ] [HX]
-4
(4,07.10 ) (0,0466
= 3,56 10-6
6
(7,24.10 )(0,0155) (0,0311)
= 3,62 10-6
6
(1,82.10 )(0,0311) (0,0155)
= 3,64 10-6 c Tại điểm tương đương dung dịch dung dịch bazơ yếu CH3COO
X- + H2O HX + OH- Kb = 14
6 10 3,6.10
= 2,78 10-9 [X-] =
0,0466 25,00