6. Cấu trúc của đề tài
3.1.1. Kết quả xác định hóa chất chuyển đổi phenolphthalein từ dạng o
oxi hóa sang dạng khử
Tiến hành thử nghiệm bằng các kim loại như Cu, Mn, Zn, Fe có khả năng kết hợp với oxy (chất có khả năng chuyển đổi phenolphthalein từ dạng oxy hóa sang dạng khử) trong môi trường kiềm mạnh là NaOH và KOH, cho đến khi toàn bộ dung dịch phenolphthalein trong môi trường kiềm mạnh chuyển sang dạng không màu và ổn định.
Tiến hành thí nghiệm lặp lại 3 lần. Kết quả nghiên cứu:
* Không tác động nhiệt với phenolphthalein trong môi trường kiềm Tiến hành thử trực tiếp ở các nồng độ phenolphthalein 0,5%, 1%, 2%, 3% và 4% trong dung dịch kiềm các nồng độ 10%, 15%, 20%, 25% và 30% kết quả cho thấy: ở tất cả các nồng độ của phenolphthalein và ở các nồng độ của môi trường kiềm với sự có mặt của các bột kim loại Cu, Mn, Zn và Fe, phenolphthalein đều có màu hồng ổn định trong một thời gian dài (bảng 3.1), dựa vào nồng độ của chất chỉ thị là phenolphthalein chúng tôi tiến hành đánh giá độ đậm màu của dung dịch phenolphthalein nhằm xác định nồng độ tối ưu, kết quả thu được từ nồng độ phenol từ 2% trở lên phenolthalein có độ đậm màu ổn định (kết quả đánh giá được thể hiện ở bảng 3.2).
Bảng 3.1. Kết quả chuyển màu của phenolphthalein trong môi trường kiềm mạnh không tác động nhiệt
Tên kim loại
Nồng độ kiềm Cu (Đồng) Mn (mangan) Zn (kẽm) Fe (sắt) 10% NaOH (-) (-) (-) (-) 10% KOH (-) (-) (-) (-) 15% NaOH (-) (-) (-) (-) 15% KOH (-) (-) (-) (-) 20% NaOH (-) (-) (-) (-) 20% KOH (-) (-) (-) (-) 25% NaOH (-) (-) (-) (-) 25% KOH (-) (-) (-) (-) 30% NaOH (-) (-) (-) (-) 30% KOH (-) (-) (-) (-) Ghi chú:
(-): Dung dịch phenolphthalein không chuyển màu khi để dung dịch trong điều kiện thường.
Bảng 3.2. Đánh giá độ đậm màu của dung dịch phenolphthalein trong dung dịch kiềm.
Nồng độ phenol 0,5% 1% 2% 3% 4% >4% Mức độ đậm màu + ++ +++ +++ +++ +++
Tác động nhiệt với các gradient nồng độ của phenolphthalein
Tương tự như nghiên cứu ở mục trên, chúng tôi tiến hành thử trực tiếp ở các nồng độ phenolphthalein 1%, 2%, 3% và 4% trong dung dịch kiềm các nồng độ 10%, 15%, 20%, 25% và 30% với sự có mặt của từng bột kim loại Cu, Mn, Zn và Fe kết quả cho thấy: khi đun sôi trên máy khuấy từ gia nhiệt, có theo dõi thời gian đun sôi (kết quả thể hiện ở bảng 3.3).
Kết quả là như nhau ở cả ba nồng độ phenolphthalein.
Nồng độ kiềm có ảnh hưởng đến thời gian chuyển màu của phenolphthalein, nồng độ kiềm càng cao, thời gian đun càng kéo dài hơn, không có sự khác biệt giữa NaOH và KOH.
Bảng 3.3. Kết quả chuyển màu của phenolphthalein trong môi trường kiềm mạnh tác động nhiệt (đun sôi trên máy khuấy từ gia nhiệt).
Tên hóa chất Nồng độ kiềm Cu (Đồng) Mn (mangan) Zn (kẽm) Fe (sắt) 30p 1h 30p 1h 30p 1h 30p 1h 10% NaOH (-) (-) (-) (-) (+) (+) (-) (-) 10%KOH (-) (-) (-) (-) (+) (+) (-) (-) 15% NaOH (-) (-) (-) (-) (+-) (+) (-) (-) 15% KOH (-) (-) (-) (-) (+-) (+) (-) (-) 20% NaOH (-) (-) (-) (-) (+-) (+) (-) (-) 20% KOH (-) (-) (-) (-) (+-) (+) (-) (-) 25% NaOH (-) (-) (-) (-) (-+) (+) (-) (-) 25% KOH (-) (-) (-) (-) (-+) (+) (-) (-) 30% NaOH (-) (-) (-) (-) (-) (+-) (-) (-) 30% KOH (-) (-) (-) (-) (-) (+-) (-) (-) Ghi chú:
(-): Dung dịch phenolphthalein giữ nguyên màu hồng đậm. (-+): Dung dịch phenolphthalein bắt đầu nhạt màu.
(+-): Dung dịch phenolphthalein chuyển sang màu phớt hồng. (+): Dung dịch phenolphthalein hoàn toàn trong suốt.
Nghiên cứu độ ổn định của dung dịch phenolphthalein
Các dung dịch phenolphthalein đã chuyển sang trạng thái trong suốt, được lọc cặn và để trong bình kín nhằm xác định độ ổn định trạng thái với các nồng độ kiềm khác nhau như kết quả nghiên cứu trên nhằm mục đích xác định nồng độ tối ưu của dung dịch kiềm.
Kết quả được thể hiện trong bảng sau:
Bảng 3.4. Độ ổn định màu của dung dịch thuốc thử theo thời gian
Thời gian Nồng độ kiềm 1 tháng 2 tháng 3 tháng 4 tháng 5 tháng 6 tháng 10% NaOH (-) (-+) (-+) (+-) (+) (+) 10% KOH (-) (-+) (-+) (+-) (+-) (+) 15% NaOH (-) (-+) (-+) (+-) (+) (+) 15% KOH (-) (-+) (-+) (+-) (+-) (+) 20% NaOH (-) (-) (-+) (-+) (+-) (+) 20% KOH (-) (-) (-+) (-+) (+-) (+-) 25% NaOH (-) (-) (-) (-) (-) (-+) 25% KOH (-) (-) (-) (-) (-) (-) 30% NaOH (-) (-) (-) (-) (-) (-) 30% KOH (-) (-) (-) (-) (-) (-) Ghi chú:
(-): Dung dịch phenolphthalein giữ nguyên trạng thái trong suốt. (-+):Dung dịch phenolphthalein bắt đầu trở về trạng thái hồng nhạt. (+-):Dung dịch phenolphthalein chuyển sang màu hồng.
(+):Dung dịch phenolphthalein hoàn toàn trở về trạng thái trước khi đun.
Kết quả
Dựa vào kết quả thử nghiệm trên, chúng tôi đưa ra thảo luận sau:
+ Đã xác định được loại hóa chất chuyển đổi phenolphthalein từ trạng thái oxi hóa sang dạng khử, tạo ra dung dịch không màu (trong suốt) trong môi trường kiềm mạnh đó là bột kẽm (Zn) cho sự chuyển đổi phenolphthalein sang dạng khử (không màu). Nồng độ phenolphthalein tối ưu cho quá trình chuyển hóa là 2%, nếu tăng nồng độ phenolphthalein cao hơn cũng không cho
+ Nồng độ kiềm KOH hoặc NaOH là 15-20 % đáp ứng cho quá trình chuyển hóa và ổn định cho dung dịch, nếu nồng độ kiềm thấp, khả năng giữ ổn định của dung dịch sẽ kém hơn theo thời gian.
+ Thời gian đun sôi dung dịch khoảng từ 1h đến 1h30 phút.