XÁC ĐỊNH HỖN HỢP NaOH + Na2CO3 BẰNG HCl
5.1. XÁC ĐỊNH NỒNG ĐỘ NaOH BẰNG HCl.5.1.1. NGUYÊN TẮC CỦA PHƯƠNG PHÁP. 5.1.1. NGUYÊN TẮC CỦA PHƯƠNG PHÁP.
Dung dịch NaOH hấp thụ CO2 trong không khí, tạo ra Na2CO3 tan vào dung dịch, làm thay đổi độ chuẩn NaOH trong quá trình pha chế và bảo quản. Cho nên phải xác định nồng độ dung dịch NaOH sau khi pha chế và trong thời kỳ bảo quản. Có nhiều chất gốc để xác định nồng độ của dung dịch NaOH như H2C2O4.2H2O, biphtalat kali, HCl, axít benzoic C6H5COOH v.v... Ở đây xác định nồng độ dung dịch NaOH bằng 2 cách.
- Chuẩn độ bằng HCl.
- Chuẩn độ bằng lượng cân hoặc dung dịch biphtalat kali: KHC8H4O4 dễ tinh chế, tan dễ trong nước, không hút ẩm khi bảo quản.
Dung dịch biphtalat kali có môi trường axít, phản ứng chuẩn độ như sau: KHC8H4O4 + NaOH → KNaC8H4O4 + H2O
Để xác định điểm tương đương dùng chỉ thị phênolphtalêin.
5.1.2. CÁCH TIẾN HÀNH.
5.1.2.1. Chuẩn độ dung dịch NaOH bằng HCl 0,1N.
- Cho HCl 0,1N vào buret.
- Dùng pipet lấy chính xác 10 - 15 ml dung dịch NaOH cho vào bình nón, thêm vào 1 - 2 giọt chỉ thị metyl da cam hoặc metyl đỏ rồi chuẩn độ bằng HCl đến màu hồng. Chuẩn độ 3 lần, lấy kết quả trung bình.
5.1.2.2. Chuẩn độ dung dịch NaOH bằng biphtalát kali.
Tính lượng cân biphtalát kali đủ để khi pha chế vào bình định mức 100, 250 ml v.v... được 1 dung dịch có nồng độ 0,1N. Cho dung dịch NaOH vào buret.
Dùng pipet lấy chính xác 10ml dung dịch biphtalat kali cho vào bình nón, thêm vào 1 ÷ 2 giọt chỉ thị phênolphtalêin, chuẩn độ bằng dung dịch NaOH đến màu hồng. Lặp lại thí nghiệm 2 ÷ 3 lần, lấy kết quả trung bình.
Phương pháp xác định nồng độ NaOH bằng chất gốc là biphatalát chính xác hơn khi chuẩn độ bằng HCl.
5.2. XÁC ĐỊNH HỖN HỢP NaOH + Na2CO3 BẰNG HCl.
Như ta đã biết, NaOH để trong không khí sẽ hấp thụ CO2 và chuyển thành cacbonát tương ứng.
2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O
Do đó, dung dịch NaOH để lâu thường có lẫn Na2CO3. Trong phòng thí nghiệm nhiều khi cần phải biết thành phần phần trăm của NaOH và Na2CO3.
5.2.1. NGUYÊN TẮC CỦA PHƯƠNG PHÁP.
Quá trình chuẩn độ hỗn hợp NaOH + Na2CO3 xảy ra tuần tự theo các phản ứng: NaOH + HCl = NaCl + H2O (1)
Na2CO3 + HCl = NaHCO3 + NaCl (2) NaHCO3 + HCl = H2O + CO2 + NaCl (3) Phản ứng (1) là phản ứng chuẩn độ một bazơ mạnh bằng một axit mạnh, đường định phân có bước nhảy pH = 4,3 ÷ 9,7. Vậy có thể dùng chỉ thị mêtyl da cam (pT = 4), mêtyl đỏ (pT = 5) hay phênolphtalêin (pT = 9) để kết thúc quá trình chuẩn độ.
Ở phản ứng (2) khi toàn bộ Na2CO3 đã chuyển thành NaHCO3, trong dung dịch chỉ có NaCl và H2O. Vì NaCl là muối trung tính nên pH của dung dịch là do NaHCO3 được tạo ra trong dung dịch. Giá trị pH này tính theo công thức:
(pK pK ) 1/2(6,4 10,3) 8,35 2 / 1 pH 3 3 2CO HCO H + = + = = − ; chỉ thị là phenolphtalein.
Ở phản ứng (3), môi trường axít yếu: 2 CO
H 5.10
C 2 3 = − ⇒ pH = 3,85
Giá trị pH tính được nằm trong khoảng pH đổi màu của metyl da cam (3,1 ÷ 4,4). Do đó, điểm tương đương của phản ứng (3) được phát hiện nhờ sự đổi màu của mêtyl da cam (từ vàng sang đỏ da cam).
5.2.2. CÁCH TIẾN HÀNH.
Dùng pipet lấy chính xác 10ml dung dịch hỗn hợp NaOH + Na2CO3 cho vào bình nón. Thêm vào 1 ÷ 2 giọt phênolphtalêin rồi chuẩn độ bằng dung dịch HCl cho tới khi dung dịch vừa mất màu hồng. Ghi giá trị V1 của HCl. Sau đó thêm vào dung dịch 2 ÷ 3 giọt mêtyl da cam, dung dịch có màu vàng rồi tiếp tục chuẩn độ cho đến khi màu dung dịch vừa chuyển sang màu đỏ da cam. Ghi thể tích V2 của dung dịch HCl. Lặp lại thí nghiệm 2 ÷ 3 lần, lấy kết quả trung bình.
Cách tính:
Nếu V2 được đo kể từ mức 0 lúc đầu của buret, thì V2 - V1 = V3 là thể tích HCl cần thiết cho phản ứng (3) (NaHCO3 → H2O + CO2).
Chú ý rằng ở phản ứng (2) và (3) lượng HCl tiêu thụ như nhau, dễ dàng tính được thể tích HCl cần thiết chỉ cho phản ứng (1) và toàn bộ (2) + (3).
Sau khi tính được thể tích HCl tác dụng đối với từng chất, tính hàm lượng NaOH và Na2CO3 theo g/lít.
BÀI 6