chuyên đề thí nghiệm thực hành hoá học: giới thiệu về phương pháp sắc ký

21 4K 1
chuyên đề thí nghiệm thực hành hoá học: giới thiệu về phương pháp sắc ký

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

Sắc ký là quá trình tách dựa trên sự phân bố liên tục các cấu tử chất phân tích lên hai pha. Một pha đứng yên, có khả năng hấp thu chất phân tích được gọi là pha tĩnh, một pha di chuyển qua pha tĩnh gọi là pha động. Do các cấu tử chất phân tích có ái lực khác nhau với pha tĩnh nên chúng di chuyển với tốc độ khác nhau và tách ra khỏi nhau. Ví dụ thí nghiệm của Txvet được tiến hành như sau: Hoà tan các sắc tố thực vật trong ete dầu hỏa, sau đó nạp một lượng nhỏ vào cột đã nhồi bột CaCO3. Tiếp theo, cho liên tục ete dầu hỏa tinh khiết đi qua cột, sau một thời gian nhất định sắc tố thực vật đã tách thành các giải riêng biệt. Sau này, người ta biết được đó là các -Clorophyl, -Clorophyl, -Xantophyl, - Xantophyl ..., chúng là các chất màu nên khi tách chúng tạo thành các giải màu khác nhau, vì vậy, Txvet gọi nó là "Chromatography". Theo tiếng Hy Lạp, "Chroma" có nghĩa là màu, còn "Graphy" là có nghĩa là ghi, danh từ đó được sử dụng cho tới ngày nay để chỉ phương pháp sắc ký.

II Chun đề Thí nghiệm thực hành Hố học: GIỚI THIỆU VỀ PHƯƠNG PHÁP SẮC KÝ TS Vi Anh Tuấn Trường THPT Chuyên KHTN- ĐHKHTN –ĐHQG HÀ NỘI Sắc ký trình tách dựa phân bố liên tục cấu tử chất phân tích lên hai pha Một pha đứng yên, có khả hấp thu chất phân tích gọi pha tĩnh, pha di chuyển qua pha tĩnh gọi pha động Do cấu tử chất phân tích có lực khác với pha tĩnh nên chúng di chuyển với tốc độ khác tách khỏi Ví dụ thí nghiệm Txvet tiến hành sau: Hoà tan sắc tố thực vật ete dầu hỏa, sau nạp lượng nhỏ vào cột nhồi bột CaCO Tiếp theo, cho liên tục ete dầu hỏa tinh khiết qua cột, sau thời gian định sắc tố thực vật tách thành giải riêng biệt Sau này, người ta biết α-Clorophyl, β-Clorophyl, α-Xantophyl, β- Xantophyl , chúng chất màu nên tách chúng tạo thành giải màu khác nhau, vậy, Txvet gọi "Chromatography" Theo tiếng Hy Lạp, "Chroma" có nghĩa màu, cịn "Graphy" có nghĩa ghi, danh từ sử dụng ngày để phương pháp sắc ký Phân loại phương pháp sắc ký Có nhiều tiêu chí để phân loại phương pháp sắc ký, tiêu chí sử dụng nhiều phân loại theo hệ pha, tức chất phân tích phân bố hai pha gì? SK khÝ- rắn Sắc kí khí SK khí-lỏng SK điện di mao quản PHƯƠNG PHáP SắC Ký HPLC SK phân bố lỏng- lỏng SK rắn- lỏng Sắc kí lỏng SK phẳng SK giÊy SK líp máng Hình Phân loại phương pháp sắc ký Các lực liên kết hệ sắc ký Trong hệ sắc ký có thành phần chủ yếu định tồn hệ: chất phân tích, pha tĩnh pha động Chúng tương tác với nhau, tạo nên phân bố cần thiết, giúp cho di chuyển chất phân tích dọc theo chiều dài cột với tốc độ khác Vấn đề đặt ba thành phần tương tác nào, lực liên kết nào, mà kết chất phân tích phân bố vào pha tĩnh mức độ khác nhau? Câu trả lời chất thành phần hệ sắc ký nói Chất phân tích ion, phân tử trung hoà hay chất phân cực; đối tượng tác động ion, phân tử trung hoà hay chất phân cực Từ chúng tương tác với theo lực liên kết khác Người ta chia lực liên kết thành loại: a) Lực liên kết ion Trên bề mặt pha tĩnh có trung tâm hoạt động ion, phân tử có khả phân ly tạo thành ion tạo nên trung tâm hoạt động ion Chúng tham gia liên kết với ion chất phân tích dung dịch theo lực tương tác tĩnh điện gọi liên kết ion Để giữ anion chất phân tích dung dịch, pha tĩnh cần có trung tâm cation bề mặt, ngược lại, để giữ cation chất phân tích dung dịch, pha tĩnh cần có trung tâm anion 187 Cũng tương tự, pha động có trung tâm hoạt động ion, chúng tham gia tương tác với chất phân tích pha tĩnh Chúng có khả phân li dung dịch tạo thành cation anion Thí dụ rửa giải ion kim loại cột cationit, ta dùng pha động dung dịch HCl loãng b) Lực phân cực Trong phân tử chất phân tích, chất rửa giải pha động phân tử bề mặt pha tĩnh có trung tâm phân cực Chúng lưỡng cực điện cố định, lưỡng cực điện cảm ứng Chúng tham gia liên kết với phân tử phân cực khác lực liên kết phân cực Sự phân cực phân tử nhỏ chênh lệch độ phân cực nhỏ Tuy nhiên, chênh lệch yếu tố quan trọng để độ bền liên kết khác nhau, điều cần thiết để phân chia chúng phép tách sắc ký Thí dụ: chất đồng phân o-, m- p-cresol khác vị trí nhóm CH 3trong phân tử Chính nhờ khác vị trí làm cho mật độ electron phân tử cresol khác tạo nên khác biệt nhỏ độ phân cực, từ lực liên kết phân cực với pha tĩnh khác nhau, nguyên nhân chênh lệch thời gian lưu trình sắc ký c) Lực phân tán (lực Van-de-van) Lực có chất điện, nhiên khơng có cực điện mạng lưới phân tử, không liên quan tới phân tử lưỡng cực cảm ứng hay cố định Tương tác phân tán điển hình mạch hyđrơ cacbon, tương tác phân tử Thí dụ: n-heptan chất lỏng khơng phải khí tương tác phân tử nheptan lực phân tán đủ lớn để giữ chất trạng thái lỏng Để tách hyđrô cac bon người ta dùng hyđrơ cacbon khác làm pha tĩnh d) Lực tương tác đặc biệt Lực tương tác đặc biệt lực tạo thành liên kết hydro, liên kết cho nhận mà có Sự hình thành liên kết nguyên tử hydro nguyên tử có độ âm điện cao O, N, F tạo thành liên kết hidro Khi tham gia liên kết, electron gọi "đám mây electron" chuyển dịch sang nguyên tử có độ âm điện cao Như nguyên tử nguyên tố có độ âm điện cao, liên kết hydro bền chặt Người ta nhận thấy lượng liên kết giảm theo dãy sau đây: FH F > OH O > NH N > CH C Như lực tương tác phân tử hệ sắc ký gồm: lực ion, lực phân cực, lực phân tán lực tương tác đặc biệt Các lực chất khác có giá trị khác định trình tách sắc ký Một số đại lượng dùng sắc ký 3.1 Hệ số phân bố KD Cấu tử A phân bố pha tĩnh pha động theo cân bằng: Ađ At Hệ số phân bố định nghĩa tỷ số nồng độ chất phân tích hai pha: KD = [ A]t [ A]đ (1) 3.2 Sự liên hệ tốc độ di chuyển chất phân tích KD Chất phân tích A muốn di chuyển phải pha động Gọi f A phần mol chất A pha động: sè mmol chÊt A pha ®éng [ A]đ Vđ fA = = [ A]đ Vđ + [ A]t Vt sè mmol chÊt A toµn cét Chia tử số mẫu số cho [A]đVđ ta có: 188 fA = ' kA = KD 1+ KD Vt Vđ = ' 1+ kA (2) Vt gọi hệ số dung tích Tốc độ tuyến tính cấu tử A pha động là: Vđ u A = u f A = u (3) ' 1+ kA u tốc độ tuyến tính pha động (cm/s) Từ biểu thức (3) ta thấy K D kA’ lớn, thời gian chất phân tích pha động ít, nói cách khác chất phân tích di chuyển chậm, ngược lại k' nhỏ, chất phân tích di chuyển nhanh 3.3 Thời gian lưu tR, thời gian lưu hiệu chỉnh t'R Thời gian lưu tR thời gian tính từ lúc bắt đầu bơm mẫu vào đầu cột tới pic đạt giá trị cực đại t RA ' L L(1 + k A ) = = uA u (4) tm = L/u thời gian cấu tử khơng lưu giữ cột, hay cịn gọi thời gian chết (4) => ' t RA = t m (1 + k A ) (5) 3.4 Thể tích lưu VR Thể tích lưu VR thể tích dung dịch rửa giải tính từ bắt đầu bơm mẫu vào cột tới pic đạt giá trị cực đại Gọi F tốc độ chảy pha động (ml/ phút) Khi thể tích lưu VR tính theo cơng thức: VRA = t RA F (6) 3.5 Hệ số tách α Hệ số tách α đại lượng đánh giá khả tách chất phương pháp sắc ký Nó phụ thuộc vào hệ số phân bố chất tỷ số hệ số phân bố chất Một chất phân tích A chất khác B chất chuẩn Điều kiện cần thiết để hai chất A B tách khỏi α ≠ ' K DA k A α= = ' K DB k B (7) 3.6 Sắc đồ Sắc đồ đường biểu diễn phụ thuộc diện tích (S) chiều cao (h) tín hiệu đo độ hấp thụ quang, độ dẫn điện, tần số xung điện… liên quan chặt chẽ tới nồng độ chất phân tích có mẫu vào thời gian Các tín hiệu gọi "pic"sắc ký Để tính tốn hàm lượng chất phân tích, tính diện tích píc sắc ký xác Ngày nay, hầu hết máy đại trang bị thiết bị tính diện tích píc sắc ký cách tự động 3.7 Đĩa lý thuyết xác định số đĩa lý thuyết thực nghiệm Đĩa lý thuyết phần cột mà cân thiết lập Gọi n số đĩa lý thuyết, σ độ lệch chuẩn; σ ∼ n Đối với cột sắc ký n lớn pic hẹp Thời gian lưu tỷ lệ với n : tR ∼ n, nên ta viết: tR n = hay n = (tR / σ)2 σ n Mặt khác w = 4σ hay σ = w / 189 Hình 2: Các đại lượng xác định số đĩa lý thuyết cấu tử A Số đĩa lý thuyết n viết lại là:  t t  n = 16 R  = 5,54 R w w  1/     (8) 3.8 Độ phân giải, cách làm tăng độ phân giải Độ phân giải (R) nói lên mức độ tách cấu tử khỏi phép tách sắc ký Hai cấu tử A B tách khỏi triệt để, độ phân giải cao Độ phân giải đánh giá qua đại lượng đặc trưng riêng là: thời gian lưu, tRA, tRB, độ rộng pic WA,WB 2(t RB − t RA ) R= (9) WA + WB Trong đó: tRB - tRA = ∆tR chênh lệch thời gian lưu (cũng dùng thể tích lưu VRA- VRB) cấu tử A B Đại lượng so sánh với tổng bán chiều rộng píc, đo giây ml nói lên khả tách cột Khi R=1, hai cấu tử A B tách khỏi đạt 95% nghĩa 2,5% A B , 2,5% B A Khi R= 1,5 hai cấu tử A B tách khỏi đạt 99,8 % có nghĩa cịn 0,1% A B ngược lại Khi tăng chiều dài cột, số đĩa lý thuyết tăng: tR ∼ n, chiều rộng pic tỉ lệ với n n R∼ hay R ∼ L n Thí dụ tăng gấp đôi chiều dài cột, độ phân giải R' là: R' = R Một số phương pháp sắc ký cổ điển 4.1 Sắc kí giấy Phương pháp sử dụng vật liệu chất mang giấy pha tĩnh chất lỏng bề mặt giấy Hình 3: Sắc kí giấy 190 Giấy vật liệu đặc biệt bao gồm sợi xenlulozơ có nhóm -OH phân cực vật liệu ưa nước Khi tẩm nước, bề mặt giấy có lớp nước mỏng, phân cực làm pha tĩnh cũn pha động dung môi không phân cực Đây loại sắc kí phân bố L-L Theo quan niệm thông thường pha tĩnh phân cực cũn pha động không phân cực sắc kí pha thường Nếu tẩm ướt giấy dung mơi hữu phân cực cũn pha động dung mơi phân cực Thí dụ H2O thỡ trường hợp sắc kí pha ngược 4.2 Sắc kí lớp mỏng Sắc kí lớp mỏng khái niệm đưa phương pháp sử dụng lớp mỏng pha tĩnh phủ mỏng thuỷ tinh hay plastic Pha động dung môi khác phân cực khơng phân cực dung dịch đệm Trong sắc kí lớp mỏng pha tĩnh đa dạng: chất hấp phụ, trao đổi ion, chất rây phân tử người ta cũn tẩm dung mụi khỏc trờn chất mang rắn Do chế tách hấp phụ, trao đổi ion, rây phân tử phân bố Nói cách khác, sắc ký lớp mỏng có đầy đủ chế tách tuỳ thuộc vào pha tĩnh sử dụng Sau phủ lớp pha tĩnh lên mỏng, nạp chất phân tích vào phía mỏng sau cho mỏng tiếp xúc với pha động phía gần mẫu nhất, tốt thực hệ kín, khơng khí bóo hồ pha động Sau thời gian định, lấy mỏng cho chất phân tích Tiến hành định tính định lượng chất phân tích Đại lượng đánh giá di chuyển chất tan sắc kí lớp mỏng tương tự sắc kí giấy 4.3 Phát chất phân tích mỏng giấy Các chất phân tích đơi khơng có màu, có màu thường nhạt không rừ Để thể mẫu giấy mỏng, ta áp dụng vài nguyên tắc sau: - Tận dụng tính chất chất có khả phát huỳnh quang, xác định trực tiếp chất sau dùng ánh sáng kích thích - Đưa thêm chất thị huỳnh quang dùng ánh sáng tử ngoại (UV) chiếu vào để ghi nhận mẫu (thường có màu xanh) Đú dẫn xuất piren, fluorexein, morin hay rodamin B Đối với sắc kí mỏng áp dụng cách: - Phun chất oxi hoá mạnh HNO3, KMnO4 hay H2SO4 đặc vào để oxi hoá chất hữu cơ, có điểm bị oxihố chuyển sang màu đậm chất phân tích - Đưa thuốc thử đặc biệt vào ninhydrin để -NH Sử dụng chất tạo phức màu làm cho kim loại nhìn thấy 3.4 Ứng dụng sắc kí lớp mỏng Sắc ký lớp mỏng áp dụng công nghiệp, sinh học, lâm sàng hay phân tích dược phẩm a) Phân tích cation kim loại: Ni2+, Co2+ , Cu2+ , Fe3+, Hg2+, Cd2+ -Pha động: axeton 5%, HCl 8% nước; thuốc hiện: 8-oxiquynolin -Phân tĩnh: Glucozơ b) Tách amin -Pha động: Butanol: CH3COOH : H2O = 4:1:5; Thuốc hiện: Ninhydrin 0,2% axeton khan TÀI LIỆU THAM KHẢO Douglas A Skoog, F.James Holler, Stanley R Crouch, Principles of Instrumental Analysis, six edition, Canada, 2007 191 GIẢNG DẠY THỰC HÀNH VỀ CHUẨN ĐỘ GIÁN TIẾP (CHUẨN ĐỘ NGƯỢC) Trường THPT chuyên Lê Hồng Phong TP Hồ Chí Minh LỜI NGỎ Hố học phân tích ngành học quan trọng mơn hố học Dựa vào hố phân tích người ta xác định thành phần hàm lượng nguyên tố có mẫu vật cần nghiên cứu Hố học phân tích chia làm phần chính: - Phân tích định tính: tìm xem có cấu tử (nguyên tố, phân tử ion) mẫu nghiên cứu - Phân tích định lượng: xác định xác hàm lượng cấu tử có mẫu nghiên cứu Để xác định hàm lượng cấu tử mẫu nghiên cứu sử dụng nhiều phương pháp khác nhau, có phương pháp phân tích thể tích Trong chương trình phổ thơng có đề cập đến chuẩn độ axit – bazơ chưa cho học sinh biết cách thiết lập phương trình đường chuẩn độ, cách xây dựng đường chuẩn độ dựa học sinh chọn chất thị thích hợp q trình chuẩn độ từ xác định hàm lượng mẫu nghiên cứu xác Phần trình bày này, đề cập đến số khái niệm cách xác định nồng độ số axit, bazơ thường gặp bao gồm phần: - Phần 1: Lý thuyết - Phần 2: Thực hành - Phần 3: Một số tập tham khảo Phần 1: Lý thuyết PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH THỂ TÍCH I Nguyên tắc chung khái niệm 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 Các khái niệm - 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 192 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 Chuẩn độ trực tiếp Dung dịch chuẩn R từ buret cho dần vào V X (mL) dung dịch cần chuẩn X có chứa chất thị thích hợp phản ứng xảy hoàn toàn Ghi thể tích dung dịch R tiêu tốn (V R 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: → 2NaOH + H2C2O4  Na2C2O4 + 2H2O HCO Theo phương trình phản ứng: nNaOH = 2n ⇒ CM(NaOH)VNaOH = 2CM( H C O )V H C O 2 2 2 ,2600 25.10−3 CM(NaOH) x 12,58.10-3 = x 126,00 500.10−3 ,2600 25.10−3 CM(NaOH) = 12,58.10−3 126,00 500.10−3 = 0,07949 (M) ⇒ ⇒ Chuẩn độ ngược Thêm thể tích xác dư (V R 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 V R’ 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 NH 4SCN 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: nAgNO = nNaCl + nNH SCN ⇒ ⇒ CM(AgNO ).V (AgNO3 ) CM(NaCl) = = CM(NaCl).V(NaCl) + CM(NH SCN).V(NH SCN) CM(AgNO ).V (AgNO3 ) CM(NH SCN).V(NH SCN) _ V (NaCl) 193 4 ⇒ CM(NaCl) = 25,00.0,1248 − 11,54.0,0875 = 0,1055(M) 20,00 Chuẩn độ 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 khơng thể 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 hòa tan 1,080 gam quặng đồng Thêm KI dư Sau chuẩn độ iơt giải phóng hết 15,65 mL dung dịch Na 2S2O3 0,0950 M Tính %Cu có quặng Phương trình phản ứng: → 2Cu2+ + 5I-  2CuI ↓ + I3 (1) Phương trình chuẩn độ: 22S2O3 + I3  S4O2- + 3I→ (2) Theo phương trình (2) ta có: nI- = 2nS O23 Theo phương trình (1) ta có: 2nCu2+ nCu2+ = nS O2⇒ = nI- 3 ⇒ ⇒ mCu2+ = 15,65 0,0950 64 = 0,0952 (g) 1000 0,0952 100% %Cu = = 8,81% ,080 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 - Trong dung dịch chất thị tồn đồng thời dạng axít bazơ liên hợp có màu khác nhau:  → HInd H+ + Ind(a) ¬   → Ind+ + OHIndOH ¬  (b)  - Nếu nồng độ chúng không 10 lần ⇒ mắt ta thấy tồn dạng màu 194 - 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 C HInd tăng đến CHInd ≥ 10, dung dịch có màu đỏ Ind- Khi pH tăng (nghĩa nồng độ H+ giảm):cân chuyển dịch phía phải ⇒ nồng độ C Ind- tăng đến C Ind ≥ 10, dung dịch có màu vàng HInd Một số chất thị axit – bazơ thường dùng Tên thường dùng Dung môi Metyldacam (Heliantin) Nước Màu dạng Màu dạng Khoảng pH axít bazơ màu Đỏ hồng vàng 3,1 – 4,4 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 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 C 0(M) 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: 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 dungC0V0 – CV BA (muối tạo axit mạnh dịch muối HA bazơ mạnh BOH) V0 + V pH = - lg[H+] = - lg 10-7 = - Sau điểm tương đương: dung dịch hỗn hợp gồm BA BOH dư CV - C V pH = 14 - pOH = 14 + lg V + 0V 0 195 đổi 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 = b Thể tích dung dịch NaOH tiêu thụ 19,98mL (trước điểm tương đương): dung dịch gồm NaCl HCl dư 0,1.20 - 0,1.19,98 pH = - lg[H+] = - lg = 4,3 20 + 19,98 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 0,1.20,02 - 0,1.20 pH = 14 – pOH = 14 + lg = 9,7 20,02 + 20 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 pH + VNaOH (mL) %q [H ] pH 0,00 -100 10-1 18,00 -10 2,3 5.10-3 19,80 -1 3,3 5.10-4 19,98 -0,1 4,3 5.10-5 20,00 10-7 Điểm tương đương 20,02 +0,1 9,7 2.10-10 20,20 +1 10,7 2.10-11 22,00 +10 11,7 2.10-12 VNaOH 40,00 +100 12,5 3.10-13 * 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) 196 Đường chuẩn độ HCl NaOH với nồng độ khác Điểm tương đương 0.01M 0,1M 1M * Nhận xét: - Khi chuẩn độ axit mạnh bazơ mạnh với nồng độ khác điểm tương đương ln 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 C 0(M) 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+ + 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 C0V0 – CV pH = 14 - pOH = 14 + lg - Tại điểm tương đương: dung dịch dung dịch BA V0 + V pH = - lg[H+] = - lg 10-7 = - Sau điểm tương đương: dung dịch hỗn hợp gồm BA HA dư pH = - lg CV – C0V0 Ví dụ: Vẽ đường chuẩn độ trường hợp chuẩn độ 20 mL dung dịch NaOH 0,1M V0 + V dung dịch HCl 0,1M 197 Đường chuẩn độ NaOH 0,1M HCl 0,1M pH Điểm tương tương 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 = 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 C 0(M) số axit Ka 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: HA + OH- ¬  A- + H2O  * Phương trình đường chuẩn độ: - Trước chuẩn độ: dung dịch dung dịch axit yếu HA nồng độ C 0(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 C pH = - lg[H+] = pKa - lg CA B C V - CV CV CA = 0 + V CB = V + V V0 - 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 10-14 dịch bazơ yếu A- có số bazơ Kb = K a pH = 14 - pOH = 14 - ½ (pKb – lgCB) 198 CV CV CB = V 0+ = V + V V 0 - Sau điểm tương đương: dung dịch gồm bazơ mạnh BOH dư bazơ yếu A - nên pH dung dịch tính gần theo cơng thức tính pH dung dịch bazơ mạnh pH = 14 - pOH = 14 + lg CB CV - C V CB = V + 0V 0 Ví dụ: Vẽ đường chuẩn độ trường hợp chuẩn độ 20 mL dung dịch CH 3COOH 0,1M; số axit Ka = 10-4,75 dung dịch NaOH 0,1M Bảng 2: Đường chuẩn độ CH 3COOH 0,1M NaOH 0,1M + VNaOH (mL) %q [H ] pH -3 0,00 -100 1,33.10 2,9 18,00 -10 1,98.10-6 5,7 -7 19,80 -1 1,80.10 6.7 19,98 -0,1 1,78.10-8 7,7 Điểm tương đương 20,00 1,88.10-9 8,7 20,02 20,20 22,00 40,00 +0,1 +1 +10 +100 2,0.10-10 2,0.10-11 2,0.10-12 3,0.10-10 9,7 10,7 11,7 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 C 0(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 C pH = 14 - pOH = 14 – (pKb – lg CB ) A C V - CV CV CB = 0 + V CA = V + V V0 - 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 10-14 dung dịch axit yếu B+ có số axit Ka = K b pH = - lg[H+] = ½ (pKa – lgCA) CV CV CA = V 0+ = V + V V 0 - Sau điểm tương đương: dung dịch hỗn hợp gồm axit mạnh HA axit yếu B + nên pH dung dịch tính gần theo cơng thức tính pH dung dịch bazơ mạnh pH = -lg[H+] = - lg CA 199 CV - C0 V0 V0 + V Ví dụ: Vẽ đường chuẩn độ trường hợp chuẩn độ 20 mL dung dịch NH 0,1M; số bazơ Kb = 10-4,75 dung dịch HCl 0,1M Đường chuẩn độ NH3 0,1M HCl 0,1M CA = Điểm tương đương 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 khơng 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 q trình chuẩn độ axit yếu bazơ mạnh ngược lại Ví dụ: Khi chuẩn độ dung dịch CH 3COOH 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 khơng thể 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 q 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 Pha chế dung dịch chuẩn từ chất gốc Nếu thuốc thử chất gốc việcđiều chế dung dịch chuẩn gồm bước sau: - Tính tốn lượng chất gốc cần thiết cho trình điều chế dung dịch chuẩn 200 - 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: mH C O 2 = 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 Pha chế dung dịch chuẩn từ chất khơng phải chất gốc Q 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 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 tồn 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 Pha chế dung dịch chuẩn từ dung dịch có nồng độ lớn Cách tiến hành sau: - Tính tốn lượng dung dịch có nồng độ cao cần thiết cho q 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 môi 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 trình điều chế: V = - 0,1 = 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: Dụng cụ: - Burette - Pipette - bình erlen 250mL - cốc thuỷ tinh 250mL 201 Hố 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: 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 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 Dd NaOH 0,1M Dd HCl 20mL Chất thị Dd HCl 0,1M Dd NaOH 20mL Chất thị CHUẨN ĐỘ AXIT YẾU BẰNG BAZƠ MẠNH VÀ CHUẨN ĐỘ BAZƠ YẾU BẰNG AXIT MẠNH I Dụng cụ - hoá chất: Dụng cụ: - Burette - Pipette - bình erlen 250mL - cốc thuỷ tinh 250mL Hố 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: Chuẩn độ axit yếu bazơ mạnh: Dd NaOH 0,1M Dd HCl 0,1M Dd CH3COOH 20mL Chất thị Dd NH3 20mL Chất thị 202 Dùng pipette lấy xác 20mL dung dịch CH 3COOH (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 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 Độ chuyển màu màu pH Metyl da cam 3,2 – 4,4 Đỏ - Da cam Metyl đỏ 4,2 – 6,2 Đỏ - Vàng Brom thymol 6,0 - 7,6 Vàng – Xanh 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 CH 3COOH dư CH3COONa nên dung dịch hệ đệm pH 50,00 0,1000 - 10,00 0,1000 = 0,0667 (M) 60 10,00 0,1000 [CH3COO-] = = 0,0167(M) 60 [CH3COOH] = 0,0667 pH = 4,75 - lg 0,0167 = 4,15 203 - pH sau thêm 49,95 mL dung dịch NaOH: dung dịch gồm CH 3COOH dư CH3COONa nên dung dịch hệ đệm pH 50,00 0,1000 - 49,95 0,1000 [CH3COOH] = = 8,3333.10-5 (M) 60 49,95 0,1000 [CH3COO-] = = 0,08325(M) 60 8,3333.10-5 pH = 4,75 - lg 0,08325 = 7,75 - pH sau thêm 50,00 mL dung dịch NaOH: dung dịch dung dịch CH 3COONa pH dung dịch xác định theo cơng thức tính pH dung dịch bazơ yếu CH 3COO- có 10-14 số bazơ Kb = K = 10-9,25 a 50,00 0,1 [CH3COO-] = 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 CH 3COONa nên pH dung dịch tính gần theo cơng thức tính pH dung dịch bazơ mạnh 50,05 0,1 - 50,00 0,1 [OH-] = = 4,9975.10-5 (M) 100,05 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 khoàng 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) = b %HX chuẩn độ pH [H+] Ka = [H+ ] [X- ] [HX] 18,22 0,0640 = 0,0466 (M) 25 0%HX 3,39 4,07 10-4 (4,07.10-4 )2 (0,0466 = 3,56 10-6 33,3%HX 5,14 7,24 10-6 66,7%HX 5,74 1,82 10-6 (7,24.10−6 )(0,0155) (0,0311) (1 ,82.10−6 )(0,0311) (0,0155) = 3,62 10-6 c Tại điểm tương đương dung dịch dung dịch bazơ yếu CH3COOX- + H2O  → ¬  HX + OH- Kb = 10−14 = 2,78 10-9 3,6.10−6 0,0466 25,00 [X-] = 25,00 + 18,22 = 0,027(M) ; pKb = - lgKb = 8,56 pH = 14 - ½ (8,56– lg(0,027)) = 8,94 204 = 3,64 10-6 ... 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... rộng pic tỉ lệ với n n R∼ hay R ∼ L n Thí dụ tăng gấp đơi chiều dài cột, độ phân giải R'' là: R'' = R Một số phương pháp sắc ký cổ điển 4.1 Sắc kí giấy Phương pháp sử dụng vật liệu chất mang giấy... tương tác phân tử hệ sắc ký gồm: lực ion, lực phân cực, lực phân tán lực tương tác đặc biệt Các lực chất khác có giá trị khác định trình tách sắc ký Một số đại lượng dùng sắc ký 3.1 Hệ số phân bố

Ngày đăng: 23/01/2014, 00:22

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

Tài liệu liên quan