II. Chuẩn độ Fe2+ bằng dung dịch K2Cr2O7 1.Cơ sở phương pháp
2. Cách tiến hành:
- Buret: Nạp dung dịch Na2S2O3 vào buret, đuổi hết bọt khí, chỉnh đến vạch “0” trước khi
bắt đầu chuẩn độ
- Bình chuẩn độ iot (Bình nón 250mL miệng loe, có nút nhám): lấy chính xác 10,00 mL
dung dịch chuẩn K2Cr2O7 0,05N + khoảng 5-7ml dung dịch H2SO4 2N + khoảng 10ml
dung dịch KI 20% (đã tính dư). Khi rót dung dịch KI hoàn toàn vào bình nón, nhanh
chóng đậy nắp (tránh I2 vừa tạo ra thăng hoa), lắc nhẹ và tia nước cất lên nắp, rồi nhanh chóng đưa bình vào trong bóng tối trong vòng 5 phút (tránh ánh sáng).
- Sau 5 phút, lấy bình chuẩn độ Iot ra, nhẹ nhàng mở nắp, tia nước cất tráng thành bình, tráng nắp và pha loãng dung dịch tới khoảng 100ml (pha loãng để làm giảm màu xanh lá mạ của muối Cr3+
giúp dễ dàng quan sát điểm tương đương). Dung dịch có màu vàng sẫm.
- Tiến hành chuẩn độ: đem chuẩn độ cho đến khi dung dịch từ màu vàng sẫm chuyển thành vàng nhạt ánh xanh ( khi lượng I2 trong bình còn ít có màu vàng nhạt cùng với màu xanh lá mạ của muối Cr3+
dịch có màu xanh tím (nếu cho sớm quá ta sẽ quan sát thấy dung dịch có màu xanh đen).
Tiến hành chuẩn độ tiếp cho đến khi mất hoàn toàn màu xanh tím chỉ còn màu xanh lá mạ. Lưu ý: sau khi đã thêm hồ tinh bột vào, lúc này sắp đến điểm tương đương, đồng
thời sự nhả I2 ra khỏi hồ tinh bột là chậm. Do đó phải chuẩn độ chậm và lắc đều để tránh
bị chuẩn quá điểm tương đương.
3. Tính toán:
VK2Cr2O7 lấy để chuẩn độ: . 10,00. ml Nồng độ dung dịch chuẩn K2Cr2O7 : 0,05N
VNa2S2O3 đo được trong các lần chuẩn độ: Lần 1: . . . ml Lần 2: . . . ml Lần 3: . . . ml Trung bình: . . . ml
Nồng độ của dung dịch Na2S2O3: = , (N)
= . (g/l)
Trong đó: : là thể tích Na2S2O3 tiêu tốn được tính trung bình từ ba lần thí nghiệm
là nồng độ đương lượng của dung dịch chuẩn K2Cr2O7 = 158,110 g/đương lượng gam
Chúng ta có thể tính nồng độ Na2S2O3 theo đơn vị mol/l:
= , (M)
Trong đó: là nồng độ mol/l của dung dịch chuẩn K2Cr2O7
4. Câu hỏi:
1. môi trường cho phản ứng chuẩn độ?
Môi trường axit yếu. Nếu trong môi trường axit mạnh sẽ thúc đẩy phản ứng phụ
4I- + O2 + 4H+ = 2I2 + 2H2O tạo ra thêm I2 gây sai số phân tích Nếu môi trường kiềm: I2 sinh ra sẽ tác dụng với kiềm
I2 + NaOH = NaIO + NaI + H2O
IO− là chất oxi hóa mạnh hơn I2 nó oxi hóa được Na2S2O3 đến Na2SO4 nên làm sai lệch đương lượng của phản ứng:
S2O32− + 4IO− + H2O = 4I− + 2SO42− + 2H+
Do phản ứng phụ này, kết quả phân tích sẽ không chính xác. Vì vậy phải giữ pH < 9
2. Giải thích vai trò của KI?
- Cần dùng khá dư KI (Vì độ tan I2 trong nước khá nhỏ nên khi chuẩn độ các chất oxi hóa
(tạo ra I2), KI dư sẽ hòa tan I2 tạo phức [KI3] ). Lưu ý: sự tạo thành hợp chất này không ảnh hưởng gì đến quá trình định phân vì phản ứng tạo phức [KI3] thuận nghịch , [KI3] sẽ bị phân hủy
dần giải phóng I2 vào dung dịch.
- KI dư còn có tác dụng thúc đẩy cho phản ứng (*) xẩy ra hoàn toàn ( để đảm bảo K2Cr2O7 phản ứng hoàn toàn, I2 sinh ra đại diện cho toàn bộ lượng K2Cr2O7).
3. Tại sao chỉ cho chất chỉ thị hồ tinh bột khi phản ứng chuẩn độ đã gần đến điểm kết thúc
chuẩn độ?
Nếu cho hồ tinh bột vào quá sớm lúc lượng I2 trong dung dịch lớn, I2 sẽ tạo phức với hồ tinh bột
và bị hấp phụ sâu vào cấu trúc dạng xoắn của hồ tinh bột. Do đó, quá trình giải hấp trở lại dung
dịch sẽ rất chậm dẫn đến phép chuẩn độ rất dễ bị quá điểm tương đương.
4. Riêng với phương pháp này, có thể có cách để kiểm tra xem đã chuẩn độ quá điểm tương đương bao xa? Đó là cách nào?
Để kiểm tra xem đã chuẩn độ quá điểm tương đương bao xa, ta có thể sử dụng luôn dung dịch
chuẩn K2Cr2O7 0,05N. Vì dung dịch Na2S2O3 trong thí nghiệm này được pha với nồng độ
khoảng 0,05N nên 1 đương lượng Na2S2O3 phản ứng vừa đủ với 1 đương lượng K2Cr2O7 ( lưu ý rằng đây chỉ là giả thuyết gần đúng vì nồng độ đương lượng còn phụ thuộc vào loại phản ứng).
Khi ta nhỏ giọt ngược dung dịch K2Cr2O7 vào bình chuẩn độ iot sau khi đã dừng chuẩn độ, lắc đều, K2Cr2O7 sẽ phản ứng với Na2S2O3 dư trước (giả thuyết 1 giọt phản ứng vừa đủ với 1 giọt).
Khi hết Na2S2O3, K2Cr2O7 sẽ phản ứng với I-
tạo I2 và làm hồ tinh bột xanh trở lại. Như vậy, sai
số cho phép trong thí nghiệm này là trong vòng 1-2 giọt K2Cr2O7 nhỏ trở lại ta quan sát thấy
dung dịch xanh tím trở lại thì coi như sai số của phép chuẩn độ là cho phép.
Bài 2. Xác định nồng độ Cu2+
(CuSO4) bằng dung dịch chuẩn Na2S2O3 theo phương pháp iot
Sau khi đã xác định được nồng độ Na2S2O3, chúng ta sẽ sử dụng Na2S2O3 như dung dịch chuẩn để xác định nồng độ của Cu2+
trong mẫu kiểm tra bằng phương pháp iot. Mẫu Cu2+
kiểm tra được pha sẵn, đánh số và thay đổi theo các nhóm thí nghiệm khác nhau.