Đang tải... (xem toàn văn)
chuẩn độ nếu kết thúc chuẩn độ khi đổi màu metyl đỏ từ hồng sang vàng... Tính sai số chuẩn độ..[r]
(1)Bài tập tính sai số chuẩn độ: Bài tập có lời giải:
Bài 1: [5, 192, trang 38]
Chuẩn độ HClO4 0,1000M dung dịch NaOH nồng độ Tính sai số
chuẩn độ kết thúc chuẩn độ đổi màu metyl đỏ từ hồng sang vàng (pT = 6) Giải:
Phản ứng chuẩn độ:
HClO4+ NaOH → NaClO4 + H2O
Ta có: pHTĐ = mà kết thúc chuẩn độ pH =
Dừng trước điểm tương đương, dư HClO4.
Sai số chuẩn độ: S=
4
4
'
NaOH HClO HClO
HClO HClO
C C C
C C
Tại mức không: H2O, HClO4 dư
Áp dụng điều kiện protôn:
' HClO
H OH C
' W
HClO
C H OH h
h
Vậy:
0
W
( ).C C
S h
h CC
, pT = h = 10-6
6 0,1 0,1 2.0,1
(10 10 ) 10 2.10
0,1.0,1 0,01
S
→ S= -2.10-3%
Bài 2: [4, ví dụ 6.2, trang 123]
Đánh giá khả dùng metyl đỏ làm thị cho phép chuẩn độ NaOH 0,0500M dung dịch HCl 0,0600M, chấp nhận sai số S = 0,1%
Giải:
- Đầu bước nhảy S = -0,1% = -1,0.10-3;
W
h
h đó:
3
0
W 0,05.0, 06
1.10 2,73.10
0,05 0,06
CC S
h C C
Vậy pOH = 4,56 pHđ = 9,44
- Cuối bước nhảy S = +0,1% = 1.10-3;
W
h h
Vậy
3 0, 05.0,06
1.10 2,73.10
0,05 0,06
h
Vậy pHc = 4,56
Bước nhảy pH = 9,44 – 4,56
(2)Bài 3: [4, ví dụ 6.12, trang 161]
Đánh giá sai số chuẩn độ hỗn hợp HCl H3PO4 Biết chuẩn độ
100,00ml hỗn hợp đến pT = 4,40 hết 45,00ml NaOH 0,100M, cịn chuẩn độ đến pT = 9,00 hết 60,00ml NaOH
Giải:
Nồng độ gần H3PO4:
02
60,00 45,00
.0,1000 0,01500( ) 100,00
H PO
C C M
Nồng độ gần HCl: 01
45,00 15,00
.0,1000 0,03000( ) 100,00
oHCl
C C M
Sai số chuẩn độ đến điểm tương đương thứ nhất:
2
01 02 02
01 02 01 02
( )
a a
I
a
C C C C K K h
S h
C C C C C K h
9,36 8,8
4,40
6,55
0,145 0,0150 10 10
10 0,0021
0,00450 0,0450 10
0, 2%
I S
Sai số chuẩn độ đến điểm tương đương thứ hai:
2
01 02 02
01 02 01 02
2
W
( )
a a
II
a
C C C C K K h
S
h C C C C C K h
18 19,53
5
16,21
0,16 0,0150 10 10
1,00.10 0, 4%
0,0060 0,060 10
Thể tích xác NaOH cần thêm để đạt đến điểm tương đương I II:
0,
45,00 45,00 45,09
100
V ml
0,
60,00 60,00 60, 24
100
V ml
Nồng độ xác axit:
3
60, 24 45,09
.0,1000 0,01515 100
45,09 (60, 24 45,09)
.0,1000 0,02994 100
H PO
HCl
C M
C M
Sai số xác định nồng độ H3PO4 :
0,0150 0, 01515
.100 1%
0,01515
H PO
S
Sai số xác định nồng độ HCl :
0,0300 0,02994
.100 0, 2%
0,02994
HCl
S
Bài 4: [5, 220, trang 43]
(3)a) Tính pH dung dịch A
b) Chuẩn độ 25,00ml dung dịch A dung dịch NaOH 0,0200M đến màu vàng rõ metyl đỏ (pT = 6,2) Tính sai số chuẩn độ Nếu chấp nhận sai số chuẩn độ S = 0,1% bước nhảy pH phép chuẩn độ Cho biết
9,26
10
NH
K
Giải:
a) Tính pH dung dịch A: Các trình xảy hệ:
HCl → H+ + Cl
0,01M 0,01M
NH4Cl → NH4+ + Cl
0,2M 0,2M H O2 H OH
W (1)
NH4
NH3 + H
9,24
10
NH
K
(2) Ta có: 4
9,24 10,11
10 0,133 10 W
NH
NH K C
Nên bỏ qua cân phân li H2O dựa vào (2) để tính
NH4
NH3 + H
9,24
10
NH
K
C 0,2 0,01 0,2-x x 0,01+x
Theo định luật tác dụng khối lượng ta có:
9,24
(0,01 )
10 0,
x x
x
, giả sử x<< 0,01
9,24 0, 8,93
10 10
0,01
x
h = 0,01 + 10-8,93 ≈ 0,01
Vậy pH =
b) Chuẩn độ dung dịch A NaOH đến pH = 6,2
→ Tại điểm kết thúc chuẩn độ dung dịch có mơi trường axit yếu Như có HCl bị chuẩn độ NH4
chưa bị chuẩn độ Xét điều kiện chuẩn độ riêng HCl NH4
: 4
2
NH NH
K C C S
4
4
2.
( 1%)
NH
NH C S
K S
C
4
4
10
5.10 0,
NH
K
(4)- Thể tích NaOH tiêu thụ:
0,01.25
12,50 0,02
NaOH
V ml
Thành phần điểm tương đương: NH4
, H2O
0, 2.25
0,133 25 12,5
NH
C M
Xét cân sau:
2
H O H OH
W (1)
NH4
NH3 + H
9,24
10
NH
K
(2) Vì : 4
9,24 10,11
10 0,133 10 W
NH
NH K C
nên bỏ qua cân phân li H2O,
dựa vào cân phân li NH4
để tính tốn
4 NH
NH3 + H
9,24
10
NH
K
C 0,1333
0,1333-h h h
Theo định luật tác dụng khối lượng ta có:
2
9,24
10 0,1333
h h
, giả sử: h<< 0,1333
h 0,1333.109,24 105,06
→ pHTĐ = 5,06
Vì pHTĐ < pH kết thúc chuẩn độ ( 6,2) nên dư NaOH
Sai số:
' NaOH
HCl C S
C
Tại kết thúc chuẩn độ dung dịch có: NH4
, NaOH, H2O
4 NH
NH3 + H
H O H OH
NaOH Na OH
Điều kiện proton: H OH NH3 CNaOH'
'
3
W
( )
NaOH
C h NH
h
0
0 0
0
W
(h ) C V K
h V V K h
S
C V V V
(5)0 0
1
0 0
1
C V C C
V V C C ,
0 0
2
0 0
2
C V C C
V V C C
0 0
1
0 0
1
W
( )C C C K
S h
h C C C K h
0 0
1
0 0
1
W
( )C C C K
S h
h C C C K h
9,24
6,2 7,8
9,24 6,2
0,01 0,02 0, 10
(10 10 ) 1,82.10
0, 01.0,02 0, 01 10 10
S
→ S = 1,82%
Tính bước nhảy chuẩn độ chấp nhận sai số: S = 0,1%
Đầu bước nhảy: S = -0,1% = -10-3 →
W
h h
K<< h
9,24
3
2 5,18 10,12
0, 01 0,02 0, 10
10
0,01.0,02 0,01
10 10
S h h h h →
5,18 10,36 10,12 4,9
d
1
(10 10 4.10 ) 1, 26.10 10
2
h
→ pHđ = 4,90
Cuối bước nhảy: S = +0,1% = 10-3
Vì NH4
khơng bị chuẩn độ nên điểm tương đương dung dịch có mơi trường axit (pHtđ = 5,05) nên giả thiết cuối bước nhảy chuẩn độ có mơi trường axit Do đó:
W
h h
hK
9,24
0,01 0,02 0, 10
10
0,01.0,02 0,01 S h h
h2 105,18h 1010,12
→ hC = 10-5,22
→ pHC = 5,22
Vậy bước nhảy chuẩn độ có pH : 4,90 – 5,22 Bài 5: [5,bài 237, trang 46]
Hòa tan 1,260g axit oxalic H2C2O4 2H2O nước pha xác thành
1lít Chuẩn độ 100ml dung dịch NaOH 0,0200M
Tính sai số chuẩn độ dùng phenolphtalein làm thị (pT= 9,0) Cho biết H2C2O4 có K1 = 5,36.10-2; K2 = 5,42.10-5
Giải:
Sai số chuẩn độ (pT=9)
2
' 0
0 0
2
1
2 2
NaOH H C O
CV C V C
CV
S F
C V C V C
(1)
2
0 0 H C O
(6)Từ phương trình điều kiện proton ( mức không C O2 42
, NaOH C H O, ,' )
Rút ra: CNaOH' OH H HC O2 2H C O2 4
≈ OH H HC O2
(4)
Kết hợp (1), (2),(3) ta được:
0
0
2
W
2
C C h
S h
h CC h K
Với h=10-9M, C= 0,02M, C
0= 0,01M, K2 = 5,42.10-5 S= 0,1%
Bài tập có đáp số:
Bài 1: [5, 189, trang 38]
Tính sai số chuẩn độ 50,00ml HCl 0,050M dung dịch NaOH 0,0100M, chuẩn độ đến xuất màu vàng chất thị metyl da cam ( pT = 4,4) Đáp số: S = -0,48%
Bài 2: [5, 190, trang 38]
Chuẩn độ dung dịch HCl 0,100M dung dịch NaOH nồng độ Tính sai số chuẩn độ kết thúc chuẩn độ đổi màu metyl đỏ từ hồng sang vàng (pT = 6)
Đáp số: S = -0,2%.
Bài 3: [9, 285, trang 52]
Tính sai số thị dùng metyl da cam có pT = chuẩn độ HCl 0,1M dung dịch chuẩn NaOH 0,1M
Đáp số: S = -0,2%
Bài 4: [ 5, 211, trang 41]
Chuẩn độ 25,00ml dung dịch axit axetic 0,0100M dung dịch NaOH 0,0500M đến màu đỏ phenolphtalein (pT = 10) Tính sai số chuẩn độ Tính thể tích NaOH dùng.
Đáp số: S = 0,012.
Thể tích NaOH dùng là: 5,06ml. Bài 5: [5, 212, trang 41]
Chuẩn độ 50,00ml dung dịch NH3 0,0300M dung dịch HCl 0,0600M
đến màu hồng metyl da cam (pT =4) Tính sai số chuẩn độ Tính thể tích HCl dùng Biết NH3 có pKb = 4,76.
Đáp số: S = 0,5%.
Thể tích HCl dùng: 25,125 ml. Bài 6: [5, 226, trang 44]
Chuẩn độ 100ml NH3 0,0100M CH3NH2 0,0200M HCl 0,0500M
đến pT = 5,00 Tính sai số chuẩn độ Biết NH4
có pKa = 9,24 CH3NH3+ có
pKa = 10,60
Đáp số: S = 0,05%.
(7)Nếu chuẩn độ dung dịch Na2CO3 0,0100M đến màu phenolphtalein
(pT = 8) dung dịch HCl 0,0200M sai số mắc phải bao nhiêu? Biết Na2CO3 có pKb1 = 3,67; pKb2 = 7,65.
Đáp số: S = 1,71%
Bài 8: [262, trang 69, tài liệu số hóa]
Tính sai số chuẩn độ riêng HCl hỗn hợp HCl 0,0100M H3BO3
1,000M dung dịch NaOH 0,1000M dùng metyl da cam làm thị (pT = 4,4) coi H3BO3 đơn axit (pKa = 9,24).
Đáp số: S = 0,3%.
Bài 9: [câu 275, trang 71]
Tính sai số chuẩn độ hỗn hợp HCl 0,0100M CH3COOH 0,0100M
(pKa = 4,76) NaOH 0,100M dùng phenolphtalein làm thị (pT = 9).
Đáp số: S = 0,06%.
Bài 10: [câu 283, trang 73, tài liệu số hóa…]
Một dung dịch A gồm NaOH 0,0600M Ca(OH)2 0,0100M Tính sai số
của phép chuẩn độ 25,00ml dung dịch A HCl 0,1000N đến màu hồng của metyl da cam (pT = 4,00).
Đáp số: S ≈ 0,23%.
Bài 4: [9, 291, trang 53]
Tính sai số thị chuẩn độ dung dịch CH3COOH 0,1M NaOH 0,1M
với thị có: a) pT = b) pT =
Đáp số: a) S = - 0,562% b) S = + 1,44.10-2 %
Bài 5:[ 9,bài 314, trang 58]
Tính sai số chuẩn độ H3PO4 0,1M theo nấc thứ khi:
a) Dùng metyl da cam pT = làm thị b) Dùng metyl đỏ pT = làm thị
Cho biết H3PO4 có K1 = 10-2,12; K2 = 10-7,21; K3 = 10-12,36
Đáp số:
a) S = -1,35% b) S= + 0,47%
Bài 6: [9, 325, trang 60]
Hỗn hợp Na2CO3 NaHCO3 xác định cách chuẩn độ dung
dịch HCl dùng hai chất thị Giả sử chuẩn độ dung dịch hỗn hợp Na2CO3 0,01M
và NaHCO3 0,1M HCl 0,05M dùng hai chất thị có pT = pT = Tính
sai số thị chất Biết H2CO3 có pK1 = 6,4; pK2 = 10,3
Đáp số: SNa CO2 25,1%; SNaHCO3 5,58%
(8)Hòa tan 0,6106g axit benzoic C6H5COOH thêm nước đến 500ml Chuẩn độ
20,00ml dung dịch hết 4,00ml NaOH Tính sai số chuẩn độ chuẩn độ đến pT = Biết C6H5COOH có Ka = 6,14.10-5
Đáp số: 0,12%