CHUẨN ĐỘ OXY HÓA – KHỬ
10.1. CHUẨN ĐỘ OXY HÓA – KHỬ 1 Nguyên tắc
10.1.1. Nguyên tắc
Các phương pháp chuẩn độ oxy hóa khử là phương pháp phân tích thể tích, phản ứng hóa học xảy ra trong q trình chuẩn độ là phản ứng oxy hóa khử.
Một số chất khơng có tính oxy hóa hoặc khử nhưng có khả năng phản ứng hồn tồn với chất oxy hóa hay khử (thường tạo thành chất kết tủa hoặc phức chất) cũng có thể định lượng bằng phương pháp oxy hóa khử theo kỹ thuật chuẩn độ gián tiếp.
Yêu cầu của phản ứng oxy hóa khử dùng trong phân tích thể tích
Trong thực tế số các phản ứng oxy hóa khử là rất phong phú nhưng do tính phức tạp của phản ứng oxy hóa – khử mà số phản ứng được sử dụng trong phân tích thể tích tương đối hạn chế. Bởi vì các phản ứng đó phải thỏa mãn các yêu cầu sau:
- Phản ứng xảy ra theo chiều hướng định trước, khơng có phản ứng phụ.
- Phản ứng phải thực tế hồn tồn và có tính chọn lọc cao. - Phản ứng xảy ra phải theo đúng hệ số tỷ lệ.
- Tốc độ phản ứng xảy ra phải đủ nhanh.
- Phản ứng xảy ra phải có khả năng xác định được điểm tương đương. - Phải chọn được chỉ thị phát hiện điểm tương đương cho phản ứng.
Chiều của một phản ứng oxy hóa khử được dự báo dựa vào thế oxy hóa khử tiêu chuẩn. Trong cân bằng phản ứng oxy hóa khử đã đưa ra trị số E0 tối thiểu của 2 cặp oxy hóa khử liên hợp để cho phản ứng xảy ra. Tuy nhiên trị số E0 chỉ cho ta biết khả năng xảy ra phản ứng, cịn thực tế phản ứng có xảy ra hay không, tốc độ nhanh hay chậm phụ thuộc vào cả bản chất hóa học của chúng cũng như điều kiện cụ thể của phản ứng. Thường các phản ứng oxy hóa khử là một quá trình phức tạp xảy ra qua nhiều giai đoạn trung gian, nên tốc độ phản ứng nhiều khi không đáp ứng được yêu cầu định lượng. Trong những trường hợp này, để làm tăng tốc độ phản ứng có thể thực hiện một số biện pháp sau:
- Tăng nhiệt độ: Khi nhiệt độ tăng, thường thì tốc độ phản ứng tăng theo. Đối với hệ đồng thể, khi nhiệt độ tăng 100
C, tốc độ phản ứng tăng lên khoảng 2 – 3 lần. Ví dụ, phản ứng giữa dung dịch KMnO4 với H2C2O4 xảy ra chậm ở nhiệt độ thường, khi đun nóng, phản ứng xảy ra khá nhanh. Nhưng có trường hợp khơng thể dùng nhiệt độ để làm tăng tốc độ phản ứng, vì tăng nhiệt độ sẽ làm bay hơi chất phản ứng, tạo phản ứng oxy hóa do oxy khơng khí.
- Tăng nồng độ: Trong một số trường hợp, người ta tăng nồng độ thuốc thử để làm tăng tốc độ phản ứng và hay sử dụng kỹ thuật chuẩn độ ngược để xác định nồng độ.
- Dùng chất xúc tác: các phản ứng oxy hóa khử xảy ra qua nhiều giai đoạn trung gian. Chất xúc tác thường làm tăng tốc độ phản ứng của giai đoạn trung gian này. Ví dụ, I-
được dùng làm xúc tác cho phản ứng oxy hóa S2O32- bằng H2O2.
Có những phản ứng mà sản phẩm tạo thành đóng vai trị xúc tác cho chính phản ứng đó.