(PHƯƠNG PHÁP ACID – BAZ)
Nguyên tắc của phương pháp trung hịa là dựa vào phản ứng trung hịa để xác định nồng độ của acid, của baz hay của muối cĩ tính acid hay baz rõ rệt. Các phản ứng dùng trong phương pháp này đều thỏa mãn các yêu cầu đối với các phản ứng dùng trong phân tích thể tích nhưng cần lưu ý:
- Các dung dịch chuẩn phải là những acid hay baz mạnh để phản ứng trung hịa cĩ tính định lượng cao.
- Đối với việc chuẩn độ các acid bằng baz mạnh và ngược lại thì điều kiện về tính định lượng được thỏa mãn. Cịn đối với việc chuẩn độ acid yếu hay baz yếu để cho hằng số tốc độ phản ứng đủ lớn thì acid hay baz đĩ khơng được q yếu. Do đĩ phải cĩ một giới hạn đối với pKa hay pKb (giới hạn này cịn phụ thuộc vào nồng độ dung dịch cần chuẩn độ).
Trong quá trình chuẩn độ, nồng độ của ion H+ và OH– thay đổi dẫn đến pH của dung dịch thay đổi. Đường biểu diễn sự biến thiên của pH theo lượng acid hay baz thêm vào trong quá trình chuẩn độ được gọi là đường chuẩn độ acid- baz.
Để tính gía trị pH tại các thời điểm chuẩn độ, ta cần phải thiết lập phương trình liên hệ nồng độ của ion H+ và của ion OH- với lượng acid hoặc baz đã được chuẩn độ, phương trình này được gọi là phương trình đường chuẩn độ.
Do acid và baz đều là những dung dịch khơng màu nên để xác định điểm tương đương (điểm kết thúc quá trình chuẩn độ) ta phải dùng những chất cĩ màu thay đổi tại điểm hoặc gần sát điểm tương đương – Những chất này gọi là chất chỉ thị acid- baz (hoặc chất chỉ thị pH).
I. Chất chỉ thị acid-baz :
Chất chỉ thị acid-baz thường là những acid (HInd) hoặc baz (IndOH) hữu cơ, thuộc loại phẩm nhuộm. Màu sắc của chất chỉ thị thay đổi tùy thuộc vào pH của dung dịch. Các chất chỉ thị đổi màu trong những khoảng pH khác nhau, từ giá trị thấp đến cao. Do đĩ ta cĩ thể chọn cho từng trường hợp chất chỉ thị nào cĩ vùng đổi màu gần điểm tương đương nhất.
1. Khoảng pH đổi màu của chất chỉ thị:
Xét chất chỉ thị dạng acid HInd
HInd H+ + Ind-
Tỉ số [HInd ]/[Ind-] quyết định màu sắc của dung dịch, mắt thường chỉ cĩ thể phân biệt được sự đổi màu khi tỷ số này ở trong khoảng từ 1/10 đến 10. Nĩi cách
] Ind [ ] HInd [ lg pK pH ] Ind [ ] HInd [ K ] H [ ] HInd [ ] Ind ][ H [
khác mắt thường nhìn thấy màu của HInd khi [HInd] ≥ 10[Ind-] và thấy màu của Ind- khi [Ind-] ≥ 10 [HInd]
Nếu thay:
Vậy khoảng pH đổi màu của chất chỉ thị mà mắt ta nhận thấy được là 2 đơn vị pH.
Đối với chất chỉ thị baz cũng lập luận tương tự.
Tuy nhiên đối với một số chất chỉ thị, ta cĩ thể nhận biết sự đổi màu trong khoảng pH nhỏ hơn 2 đơn vị, tức là tỷ số nồng độ của các dạng màu nhỏ hơn 10 lần.