CHƯƠNG 4 DUNG DỊCH
4.5. Chuẩn độ axi t bazơ
Chuẩn độ axit - bazơ là phộp xỏc định nồng độ của dung dịch axit (hoặc dung dịch bazơ) bằng một dung dịch bazơ (hoặc một dung dịch axit) đó biết chớnh xỏc nồng
độ.
Nội dung của phộp chuẩn độ axit - bazơ là thờm dần một dung dịch chuẩn (vớ dụ
dung dịch NaOH) đó biết nồng độ vào dung dịch chất cần xỏc định (vớ dụ dung dịch
HCl) cho đến khi lượng NaOH tương đương với lượng HCl. Khi đú xảy ra phản ứng trung hũa:
NaOH + HCl --> NaCl + H2O hay OH- + H+ --> H2O
Lượng HCl bị trung hũa dần theo lượng NaOH thờm vào nờn giảm xuống và độ
pH của dung dịch tăng dần. Biết nồng độ và thể tớch dung dịch NaOH tiờu tốn khi chuẩn
độ, ta cú thểtớnh được nồng độ của HCl trong dung dịch theo cụng thức: VNaOH NNaOH = VHCl NHCl
trong đú V là thể tớch (mL), N là nồng độđương lượng của chất.
Điểm kết thỳc của phộp chuẩn độ khi cỏc chất phản ứng vừa đủ với nhau được gọi là điểm tương đương. Điểm tương đương trong phộp chuẩn độ axit - bazơ được xỏc
định bằng cỏch đo pH của dung dịch hay dựng chất chỉ thị màụ Ta xột sựthay đổi pH khi chuẩn độtrong cỏc trường hợp sau:
a) Chuẩn độ axit mạnh bằng bazơ mạnh
Giả sử cần chuẩn độ 50mL dung dịch HCl 1N bằng dung dịch NaOH 1N. Nhỏ
dần dung dịch HCl. Cú thể tớnh pH của dung dịch khi coi bằng 50mL dung dịch HCl 1N chứa 0,050 mol ion H+ và 1mL dung dịch NaOH chứa 0,001 mol OH-. Kết quả chuẩn
Bảng 4.1. Chuẩn độ 50ml dung dịch axit (HCl, CH3COOH) 1N bằng dung dịch NaOH 1N
Chuẩn độ axit HCl bằng dung dịch NaOH Chuẩn độ axit CH3COOH bằng dung dịch NaOH Số mL dung dịch NaOH thờm
vào
pH Số mL dung dịch NaOH thờm vào pH
45,0 2,3 10 4,14 49,0 3,0 15 4,38 49,5 3,3 20 4,57 49,9 4,0 25 4,47 49,95 4,3 30 4,92 50,0 7,0 35 5,11 50,05 9,7 40 5,35 50,1 10 45 5,70 50,5 10,7 50 8,72 55,0 11,7 50,5 10,7
Dựa vào sốlượng thu được ta vẽđường cong chuẩn độ (tức đồ thị trong hệ tọa
độ pH-VNaOH.
Trờn thực tế, khi chuẩn độ HCl bằng NaOH người ta thường dựng metyl da cam hoặc phenolphtalein.
b) Chuẩn độ axit yếu bằng bazơ mạnh
Vớ dụ chuẩn độ 50mL dung dịch CH3COOH 1N bằng dung dịch NaOH 1N. Cỏc kết quả chuẩn độđược đưa ra ở bảng 5.3.
Khi cho thờm dung dịch NaOH đến trước điểm tương đương pH biến đổi ớt,
đường cong đi xuống. Những dung dịch axit đó được trung hũa một phần như vậy cú chứa axit yếu (CH3COOH) và muối của nú (CH3COONa). Ở gần điểm tương đương (trước và sau điểm đú) pH cũng biến đổi đột ngột (đường 2). Trong trường hợp này
tương đương (pH = 8,72) khụng trựng với điểm trung hũa (pH=7) mà nằm ở miền kiềm
và bước nhảy pH ngắn hơn nhiều so với bước nhảy pH khi chuẩn độ axit mạnh bằng
bazơ mạnh. Nếu chuẩn độ cỏc dung dịch axit yếu hơn axit axetic thỡ bước nhảy pH cũn ngắn hơn nữạ
Đểxỏc định điểm tương đương khi chuẩn độ axit yếu bằng bazơ mạnh, chất chỉ
thị thớch hợp là phenolphtalein.
Khi chuẩn độ một axit mạnh bằng một bazơ yếu ta cũng thu được kết quả như
khi chuẩn độ một axit yếu bằng bazơ mạnh. Trong trường hợp này, đường cong chuẩn
độ trựng với đường cong chuẩn độ axit mạnh bằng bazơ mạnh trong miền axit và khỏc với đường đú ở trong miền bazơ.
Khi chuẩn độ axit yếu bằng bazơ yếu, pH biến đổi rất ớt, khụng xỏc định được rừ rệt điểm tương đương, do đú khụng thể dựng phản ứng giữa axit yếu và bazơ yếu để
chuẩn độ.
c) Chất chỉ thị màu
Khoảng pH của một số chất chỉ thịmàu điển hỡnh được ghi trờn bảng 4.2
Bảng 4.2. Tớnh chất của một số chất chỉ thị màu axit - bazơ
pH
Metyl da cam hồng da cam Vàng
Quỳ đỏ tớm xanh
Chất chỉ thị màu là những chất cú màu thay đổi tuỳ theo nồng độ của ion H3O+ trong dung dịch. Chất chỉ thị màu là axit hữu cơ chủ yếu cú khảnăng phõn lỵ Đồng thời màu của ion và của phõn tửkhụng phõn ly thường khỏc nhaụ
Vớ dụ, phenolphtalein là axit hữu cơ yếu, cụng thức của nú dưới dạng chung cú thể biểu diễn là HInd. Trong dung dịch nước cú cõn bằng:
HInd --> H+ + Ind-
khụng màu đỏ
đồng thời dung dịch khụng cú màu, vỡ nồng độ Ind- nhỏ nờn khi thờm kiềm thỡ cõn bằng chuyển dịch mạnh sang phải, vỡ cỏc ion H+ kết hợp với cỏc ion OH- tạo thành cỏc phõn tử nước ớt phõn lỵ Vỡ vậy, trong mụi trường kiềm dung dịch cú màu đỏ.
Mỗi chất chỉ thị màu cú một khoảng hẹp pH, ở đú màu của nú bịthay đổị Đú là
khoảng pH chuyển màu, trong khoảng này màu của chất chỉ thị biến đổi dần dần. Vớ dụ,
đối với phenolphtalein khoảng pH chuyển màu là 8,3 ữ 10,0 dung dịch chuyển từ khụng
màu (pH < 8,3) sang đỏ (pH > 10,0). Metyl da cam cú khoảng pH chuyển màu là 3,1 ữ 4,4: chuyển màu từđỏ (pH < 3,1) sang vàng (pH > 4,4). Bảng 4.2. đưa ra một số chất chỉ thị màu axit - bazơ.
LƯỢNG GIÁ
1. Hóy trỡnh bày Định nghĩa, cỏch biểu diễn nồng độc của dung dịch? 2. Hóy trỡnh bày dung dịch chất điện ly, thuyết điện ly của Arrhenius?
3. Hóy trỡnh bày sựđiện ly của nước, tớch số ion của nước, khỏi niệm về pH? 4. Hóy trỡnh bày dung dịch đệm?
CHƯƠNG 5