Chương 5: PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ KẾT TỦA
5.2.1. Xây dựng đường định phân
Giả sử chuẩn độ 50.00 ml dung dịch NaCl 0.100 M bằng dung dịch AgNO3 0.100M. Để vẽ đương cong chuẩn độ, ta tính nồng độ Ag+ (hay pAg = -log[Ag+]) sau khi tạo kết tủa AgCl. Thể tích VAgNO3 thêm vào 50.00 ml dung dịch NaCl 0.100 M lần lượt là:
Trước điểm tương đương
VAgNO3 = 0.00 ml
VAgNO3 = 10.00 ml
Phương trình phản ứng chuẩn độ: Ag+ + Cl- = AgCl
Nồng độ Ag+ còn lại rất nhỏ không thể tính trực tiếp từ phương trình phản ứng chuẩn độ.
Nhưng [Cl-] còn lại trong dung dịch sau khi thêm có thể tính trực tiếp từ phương trình này:
Từ phương trình phản ứng ta thấy số mol Cl- tham gia phản ứng bằng số mol Ag+ thêm vào = 10.00 x 0.100 mol.
Vậy số mol của Cl- còn lại = (50.00 x 0.100 – 10.00 x 0.010) mol Hay nồng độ Cl- còn lại sau khi kết tủa:
(50.00 x 0.100 – 10.00 x 0.100)/(50.00 + 10.00) = 6.67 x 10-2 M
Khi kết tủa nằm cân bằng với dung dịch thì trong dung dịch nồng độ của Ag+ và Cl- thỏa hệ thức:
[Ag+][Cl-] = TAgCl
với TAgCl là tích số hòa tan của AgCl = 1.82 x 10-10
Vậy nồng độ của Ag+: [Ag+] = 1.82 x 10-10 / (6.67 x 10-2) = 2.73 x 10-9 pAg = -log[Ag+] = 8.56
VAgNO3 = 20.00 ml
Số mol của Cl- còn lại = (50.00 x 0.100 – 20.00 x 0.100) mol Hay nồng độ Cl- còn lại sau khi kết tủa:
(50.00 x 0.100 – 20.00 x 0.100)/(50.00 + 20.00) = 4.29 x 10-2 M Vậy nồng độ của Ag+: [Ag+] = 1.82 x 10-10 / (4.29 x 10-2) = 4.24 x 10-9
pAg = -log[Ag+] = 8.37 VAgNO3 = 40.00 ml
Số mol của Cl- còn lại = (50.00 x 0.100 – 40.00 x 0.100) mol Hay nồng độ Cl- còn lại sau khi kết tủa:
(50.00 x 0.100 – 40.00 x 0.100)/(50.00 + 40.00) = 1.11 x 10-2 M Vậy nồng độ của Ag+: [Ag+] = 1.82 x 10-10 / (1.11 x 10-2) = 1.64 x 10-8
pAg = -log[Ag+] = 7.79 VAgNO3 = 49.00 ml
Số mol của Cl- còn lại = (50.00 x 0.100 – 49.00 x 0.100) mol Hay nồng độ Cl- còn lại sau khi kết tủa:
(50.00 x 0.100 – 49.00 x 0.100)/(50.00 + 49.00) = 1.01 x 10-3 M Vậy nồng độ của Ag+: [Ag+] = 1.82 x 10-10 / (1.01 x 10-3) = 1.80 x 10-7
pAg = -log[Ag+] = 6.75 VAgNO3 = 49.50 ml
Số mol của Cl- còn lại = (50.00 x 0.100 – 49.50 x 0.100) mol Hay nồng độ Cl- còn lại sau khi kết tủa:
(50.00 x 0.100 – 49.50 x 0.100)/(50.00 + 49.50) = 5.02 x 10-4 M Vậy nồng độ của Ag+: [Ag+] = 1.82 x 10-10 / (5.02 x 10-4) = 3.63 x 10-7
pAg = -log[Ag+] = 6.44 Tại điểm tương đương
Thêm VAgNO3 = 50.00 ml
Trong dung dịch [Ag+] = [Cl-] hay
[Ag+] = (TAgCl)1/2 = (1.82 x 10-10)1/2 = 1.35 x 10-5 pAg = 4.87
Sau điểm tương đương
VAgNO3 = 50.50 ml
Số mol Ag+dư sau phản ứng kết tủa = (50.50 x 0.100 – 50.00 x 0.100) mol [Ag+] = (50.50 x 0.100 – 50.00 x 0.100) / 100.50 = 4.98 x 10-4
Hay pAg = 3.30 VAgNO3 = 51.00 ml
Số mol Ag+dư sau phản ứng kết tủa = (51.00 x 0.100 – 50.00 x 0.100) mol [Ag+] = (51.00 x 0.100 – 50.00 x 0.100) / 101.00 = 9.90 x 10-4
Hay pAg = 3.00 VAgNO3 = 60.00 ml
[Ag+] = (60.00 x 0.100 – 50.00 x 0.100) / 110.00 = 9.09 x 10-3 Hay pAg = 2.04
VAgNO3 = 70.00 ml
Số mol Ag+dư sau phản ứng kết tủa = (70.00 x 0.100 – 50.00 x 0.100) mol [Ag+] = (70.00 x 0.100 – 50.00 x 0.100) / 120.00 = 1.67 x 10-2
Hay pAg = 1.77 VAgNO3 = 80.00 ml
Số mol Ag+dư sau phản ứng kết tủa = (80.00 x 0.100 – 50.00 x 0.100) mol [Ag+] = (80.00 x 0.100 – 50.00 x 0.100) / 130.00 = 2.31 x 10-2 Hay pAg = 1.64 VAgNO3(ml) pAg 10.00 20.00 40.00 49.00 49.50 50.00 50.50 51.00 60.00 70.00 80.00 8.56 8.37 7.79 6.75 6.44 4.87 3.30 3.00 2.04 1.75 1.64
Đường cong chuẩn độ có dạng như trên hình
5.2.2. Nhận xét
Đường cong chuẩn độ có dạng giống như dạng đường cong chuẩn độ axit – bazơ. Quanh điểm tương đương có bước nhảy chuẩn độ (3.18 – 6.57)
Nồng độ các chất kết tủa càng lớn, tích số tan của kết tủa càng nhỏ thì bước nhảy càng dài và ngược lại. Điều này được minh họa trong hình. Ta thấy khi tích số hòa tan nhỏhơn 10-8 thì mới có bước nhảy chuẩn độ dáng kể.
Hình : Đường cong chuẩn độ 50.00 ml dung dịch NaCl 0.100 M bằng dung dịch AgNO3 0.100M.