Đang tải... (xem toàn văn)
Các dạng bài tập của phương pháp chuẩn độ tạo phức
BỘ CÔNG NGHIỆP TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC CHUYÊN NGÀNH HÓA PHÂN TÍCH TIỂU LUẬN MÔN CƠ SỞ HÓA HỌC PHÂN TÍCH ĐỀ TÀI: GVHD : ThS. Hồ Văn Tài SVTH : Trần Kim Thoa Bùi Tiến Toại Nguyễn Thị Thu Thảo (09254881) LỚP : ĐHPT5LT Thành Phố Hồ Chí Minh, Tháng 10-2010 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN TP.HCM, ngày …. tháng ……năm 2008 GVHD: PGS.TS LÊ VĂN TÁN Trường Đại học công nghiệp TPHCM Tiểu luận môn CSLTHPT2 Khoa Công Nghệ Hóa Lời mở đầu SVTH: Kim Thoa_Thu Thảo_Tiến Toại GVHD: ThS. Hồ Văn Tài Lớp : DHPT5LT Trường Đại học công nghiệp TPHCM Tiểu luận môn CSLTHPT2 Khoa Công Nghệ Hóa Hóa phân tích là bộ môn của ngành hóa học nghiên cứu về thành phần cấu tạo và hàm lượng các thành phần của những mẫu khảo sát. Hóa phân tích bao gồm phân tích định tính và phân tích định lượng. Trong phân tích định tính người ta thường dùng hai phương pháp: phân tích hóa học như phương pháp H 2 S, phương pháp Axit - bazơ hoặc các phương pháp phân tích hóa lý như phân tích phổ phát xạ nguyên tử, phân tích huỳnh quang, phương pháp quang kế ngọn lửa Trong phân tích định lượng người ta cũng dùng các phương pháp phân tích hóa học: phân tích khối lượng, phân tích thể tích hoặc các phương pháp phân tích hóa lý: đo màu, phân tích phổ hấp thụ nguyên tử, các phương pháp phân tíchđiện hóa, các phương pháp phân tích sắc ký Trong phạm vi môn học cơ sở lý thuyết hóa phân tích, một môn học nền tảng cho chuyên ngành phân tích của chúng ta, nhóm chúng tôi xin đi vào tìm hiểu kỹ hơn về phương pháp chuẩn độ phức chất. Trong phân tích thể tích thì phương pháp chuẩn độ phức chất được sử dụng để định lượng các kim loại hoặc các chất tạo phức. Đặc biệt, hiện nay phương pháp chuẩn độ tạo phức phổ biến nhất là phương pháp chuẩn độ complexon dựa trên việc sử dụng các acid aminopolycacboxylic làm thuốc thử để chuẩn độ các ion kim loại. Và trong phạm vi bài tiểu luận này nhóm chúng tôi chỉ đưa ra các dạng bài tập của phần chuẩn độ phức chất để có thể giúp quý vị và các bạn hiểu rõ hơn về cách giải cũng như phương pháp để học tốt hơn cho môn học này. Vì thời gian cũng như lượng kiến thức còn hạn hẹp mong được sự góp ý chân thành của quý thầy cô và các bạn. Chân thành cảm ơn Tp Hồ Chí Minh, ngày 15 tháng 10 năm 2010 Nhóm tiểu luận SVTH: Kim Thoa_Thu Thảo_Tiến Toại GVHD: ThS. Hồ Văn Tài Lớp : DHPT5LT Trường Đại học công nghiệp TPHCM Tiểu luận môn CSLTHPT2 Khoa Công Nghệ Hóa Lời cảm ơn Chúng em – nhóm tiểu luận – xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của quí thầy cô tổ bộ môn phân tích mà đặc biệt là thầy Thạc sỹ Hồ Văn Tài đã giúp chúng em hoàn thành đề tài này, bên cạnh đó nhóm xin chân thành cảm ơn thư viện trường Đại học công nghiệp TPHCM đã cung cấp nguồn tài liệu vô cùng quý giá để chúng em có thể hoàn thành tốt đề tài này. Mặc dù các thành viên trong nhóm đã đoàn kết, cố gắng hết mình để có thể hoàn thành xong bài tiểu luận, nhưng đây là một đề tài khó và đây là lần đầu tiên thực hiện loại tiểu luận này nên trong quá trình tìm hiểu, nghiên cứu cũng như tính toán chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót nhất định. Chúng em rất mong nhận được những lời nhận xét từ phía thầy giáo, cũng như những ý kiến đóng góp từ các bạn cùng lớp để những bài tiểu luận sau đạt kết quả cao hơn. Xin chân thành cảm ơn! Tp Hồ Chí Minh, ngày 15 tháng 10 năm 2010 Nhóm tiểu luận A. Tóm tắt về phương pháp chuẩn độ tạo phức: 1. Phương pháp chuẩn độ complexon là một trường hợp điển hình của phép chuẩn độ tạo phức. Phương pháp này dựa vào phản ứng tạo phức của ion kim loại với EDTA, chất có khả năng tạo phức bền và thường là theo tỷ lệ 1:1. M n+ + H 2 Y 2- ⇔ MY n-4 β MY Các phép chuẩn độ complexon thường tiến hành khi có mặt các tạo phức phụ để duy trì pH xác định nhằm ngăn ngừa sự xuất hiện kết tủa hidroxit kim loại. SVTH: Kim Thoa_Thu Thảo_Tiến Toại GVHD: ThS. Hồ Văn Tài Lớp : DHPT5LT Trường Đại học công nghiệp TPHCM Tiểu luận môn CSLTHPT2 Khoa Công Nghệ Hóa 2. Để đơn giản và dễ dàng khi tính đường chuẩn độ, người ta thường dung phương pháp gần đúng dựa trên việc sử dụng hằng số bền điều kiện: Phương trình tổng quát đường chuẩn độ: Khi β’ MY > 10 8 thì có thể tính gần đúng như sau: − Trước điểm tương đương: − Tại điểm tương đương: − Sau điểm tương đương: Và sai số chuẩn độ: 3. Các chất chỉ thị thường dung trong chuẩn độ complexon là các chất chỉ thị kim loại mà điển hình là eriocromdenT và murexit. Điểm dừng của phép chuẩn độ dựa vào sự đổi màu của phức chất chỉ thị kim loại sang màu của chất chị thị hoặc ngược lại, tùy thuộc vào phép chuẩn độ sử dụng. Dựa vào tỉ số giữa nồng độ của phức chỉ thị ([MIn]’) và nồng độ của chỉ thị ở trạng thái tự do theo công thức: và từ đó tính sai số của phép chuẩn độ. 4. Tùy thuộc vào đối tượng phân tích ta có thể sử dụng các phương pháp chuẩn độ khác nhau: − Chuẩn độ trực tiếp ion kim loại bằng EDTA được thực hiện khi phản ứng tạo phức giữa ion kim loại với EDTA xảy ra nhanh và có chất chỉ thị thích hợp để xác định điểm dừng chuẩn độ. − Trong trường hợp không thể thực hiện được phép chuẩn độ trực tiếp thì phải dùng các phương pháp khác như chuẩn độ ngược, chuẩn độ thế, chuẩn độ gián tiếp.B. Bài tập Bài 1: Chuẩn độ 25mL ZnSO 4 0.00100M bằng EDTA cùng nồng độ ở pH = 9,0 được thiết lập bằng hệ đệm NH 3 + NH 4 Cl trong đó C NH3 = 0,100M. Tính pZn khi đã thêm 24mL SVTH: Kim Thoa_Thu Thảo_Tiến Toại GVHD: ThS. Hồ Văn Tài Lớp : DHPT5LT Trường Đại học công nghiệp TPHCM Tiểu luận môn CSLTHPT2 Khoa Công Nghệ Hóa EDTA. Ở đây, không kể sự tạo phức hidroxo, mà chỉ tính đến sự tạo phức phụ của Zn 2+ với NH 3 (biết lgβ 1 = 2,21; lgβ 2 = 4,4; lgβ 3 = 6,76; lgβ 4 = 8,79 và coi; β ZnY = 10 16.5 ) Bài giải: Ta có : Vì h = 10 -9 << K a3 << K a2 K a1 nên : Khi đã thêm 24mL EDTA, tại thời điểm trước điểm tương đương Áp dụng công thức: ta có : pZn = pZn’ – logα Zn = -lg3,4483.10 -5 – lg1,14775.10 -5 = 9.2929 9.29 Bài 2: Chuẩn độ 25mL ZnSO 4 0,00100M bằng EDTA cùng nồng độ ở pH = 9,0 được thiết lập bằng hệ đệm NH 3 + NH 4 Cl trong đó C NH3 = 0,100M. Tính pZn khi đã thêm 25mL EDTA. Ở đây, không kể sự tạo phức hidroxo, mà chỉ tính đến sự tạo phức phụ của Zn 2+ với NH 3 (biết lgβ 1 = 2,21; lgβ 2 = 4.4; lgβ 3 = 6,76; lgβ 4 = 8,79 và coi [NH 3 ] = 0,100; β ZnY = 10 16.5 ) Bài giải: Ta có : SVTH: Kim Thoa_Thu Thảo_Tiến Toại GVHD: ThS. Hồ Văn Tài Lớp : DHPT5LT Trường Đại học công nghiệp TPHCM Tiểu luận môn CSLTHPT2 Khoa Công Nghệ Hóa Vì h = 10 -9 << K a3 << K a2 K a1 nên : Khi đã thêm 25mL EDTA, tại thời điểm tương đương Áp dụng công thức : ta có : pZn = pZn’ – logα Zn = -lg10 -6.845 – lg1,14775.10 -5 = 11.675 11.68 Bài 3: Chuẩn độ 25mL ZnSO 4 0.00100M bằng EDTA cùng nồng độ ở pH = 9,0 được thiết lập bằng hệ đệm NH 3 + NH 4 Cl trong đó C NH3 = 0,100M. Tính pZn khi đã thêm 26mL EDTA. Ở đây, không kể sự tạo phức hidroxo, mà chỉ tính đến sự tạo phức phụ của Zn 2+ với NH 3 (biết lgβ 1 = 2,21; lgβ 2 = 4,4; lgβ 3 = 6.76; lgβ 4 = 8,79 và coi [NH 3 ] = 0,100; β ZnY = 10 16.5 ) Bài giải : Ta có : Vì h = 10 -9 << K a3 << K a2 K a1 nên : SVTH: Kim Thoa_Thu Thảo_Tiến Toại GVHD: ThS. Hồ Văn Tài Lớp : DHPT5LT Trường Đại học công nghiệp TPHCM Tiểu luận môn CSLTHPT2 Khoa Công Nghệ Hóa Khi đã thêm 26mL EDTA, tại thời điểm sau điểm tương đương Áp dụng công thức : ta có : pZn = pZn’ – logα Zn = -lg10 -8.9921 – lg1,14775.10 -5 = 13.8221 13.82 Bài 4: Chuẩn độ 20mL ZnSO 4 0.00200M bằng EDTA cùng nồng độ ở pH = 9,0 được thiết lập bằng hệ đệm NH 3 + NH 4 Cl trong đó C NH3 = 0,100M. Tính pZn khi đã thêm 18 mL EDTA. Ở đây, không kể sự tạo phức hidroxo, mà chỉ tính đến sự tạo phức phụ của Zn 2+ với NH 3 (biết lgβ 1 = 2,21; lgβ 2 = 4,4; lgβ 3 = 6.76; lgβ 4 = 8,79 và coi [NH 3 ] = 0,100; β ZnY = 10 16.5 ) Bài giải: Ta có : Vì h = 10 -9 << K a3 << K a2 K a1 nên : SVTH: Kim Thoa_Thu Thảo_Tiến Toại GVHD: ThS. Hồ Văn Tài Lớp : DHPT5LT Trường Đại học công nghiệp TPHCM Tiểu luận môn CSLTHPT2 Khoa Công Nghệ Hóa Khi đã thêm 18mL EDTA, tại thời điểm trước điểm tương đương Áp dụng công thức: ta có : pZn = pZn’ – logα Zn = -lg – lg1,14775.10 -5 = 8,80828.81 Bài 5: Chuẩn độ 20mL ZnSO 4 0.00200M bằng EDTA cùng nồng độ ở pH = 9,0 được thiết lập bằng hệ đệm NH 3 + NH 4 Cl trong đó C NH3 = 0,100M. Tính pZn khi đã thêm 20 mL EDTA. Ở đây, không kể sự tạo phức hidroxo, mà chỉ tính đến sự tạo phức phụ của Zn 2+ với NH 3 (biết lgβ 1 = 2,21; lgβ 2 = 4,4; lgβ 3 = 6.76; lgβ 4 = 8,79 và coi [NH 3 ] = 0,100; β ZnY = 10 16.5 ) Bài giải : Ta có : Vì h = 10 -9 << K a3 << K a2 K a1 nên : Khi đã thêm 20mL EDTA, tại thời điểm tương đương Áp dụng công thức : ta có : pZn = pZn’ – logα Zn = -lg – lg1,14775.10 -5 = 15,3302 15,33 SVTH: Kim Thoa_Thu Thảo_Tiến Toại GVHD: ThS. Hồ Văn Tài Lớp : DHPT5LT Trường Đại học công nghiệp TPHCM Tiểu luận môn CSLTHPT2 Khoa Công Nghệ Hóa Bài 6: Chuẩn độ 20mL ZnSO 4 0.00200M bằng EDTA cùng nồng độ ở pH = 9,0 được thiết lập bằng hệ đệm NH 3 + NH 4 Cl trong đó C NH3 = 0,100M. Tính pZn khi đã thêm 22mL EDTA. Ở đây, không kể sự tạo phức hidroxo, mà chỉ tính đến sự tạo phức phụ của Zn 2+ với NH 3 (biết lgβ 1 = 2,21; lgβ 2 = 4,4; lgβ 3 = 6.76; lgβ 4 = 8,79 và coi [NH 3 ] = 0,100; β ZnY = 10 16.5 ) Bài giải : Ta có : Vì h = 10 -9 << K a3 << K a2 K a1 nên : Khi đã thêm 22mL EDTA, tại thời điểm sau điểm tương đương Áp dụng công thức : ta có : pZn = pZn’ – logα Zn = -lg – lg1,14775.10 -5 = 14,330214,33 Bài 7: Chuẩn độ 15mL ZnSO 4 0.00200M bằng EDTA cùng nồng độ ở pH = 9,0 được thiết lập bằng hệ đệm NH 3 + NH 4 Cl trong đó C NH3 = 0,100M. Tính pZn khi đã thêm 16mL SVTH: Kim Thoa_Thu Thảo_Tiến Toại GVHD: ThS. Hồ Văn Tài Lớp : DHPT5LT [...]... ứng chuẩn độ H2Y2- + ZnSO4 → ZnY2- + H2SO4 Các kim loại đều tạo phức 1 :1 với EDTA nên áp dụng D(HLT hay qui tắc đương lượng cho hai phương trình phản ứng trên ta thu được Bài 23: Thêm lượng dư ZnY2- vào 25.00mL dung dịch CoSO4 Chuẩn độ Zn2+ giải phóng ra hết 12,48mL EDTA 0,00920M Tính nồng độ mol của CoSO 4 Bài giải: Phương trình phản ứng ZnY2- + CoSO4 → CoY2- + ZnSO4 Phương trình phản ứng chuẩn độ. .. Nghệ Hóa Sau khi thêm vào 40,0 ml EDTA Nồng độ Zn 2+ chưa phản ứng với EDTA ở thời điểm này với sự gần đúng khá tốt là: Chúng ta phải giả thiết rằng có thể bỏ qua sự phân li của các dạng phức của Zn 2+ và thay thế vào phương trình nồng độ chung của ion kim loại C Me là tổng nồng độ cân bằng của tất cả các phức của Zn2+ không chứa EDTA và tính nồng độ cân bằng của ion kẽm: [Zn2+] = CMeβ(1,11.10-4)(8.10-6)... Bài giải: Phương trình phản ứng H2Y2- + CoSO4 → CoY2- + H2SO4 Phương trình phản ứng chuẩn độ H2Y2- + ZnSO4 → ZnY2- + H2SO4 Các kim loại đều tạo phức 1 :1 với EDTA nên áp dụng D(HLT hay qui tắc đương lượng cho hai phương trình phản ứng trên ta thu được Bài 21: Thêm 50,00mL EDTA 0,00950m vào 25,00mL dung dịch CoSO 4 Chuẩn độ EDTA dư hết 23,90mL ZnSO4 0,00980N Tính nồng độ mol của CoSO4 Bài giải: Phương. .. H2SO4 Phương trình phản ứng chuẩn độ H2Y2- + ZnSO4 → ZnY2- + H2SO4 Các kim loại đều tạo phức 1 :1 với EDTA nên áp dụng D(HLT hay qui tắc đương lượng cho hai phương trình phản ứng trên ta thu được Bài 22: Thêm 50,00mL EDTA 0,00950m vào 20,00mL dung dịch CoSO 4 Chuẩn độ EDTA dư hết 17,50mL ZnSO4 0,00980N Tính nồng độ mol của CoSO4 Bài giải : Phương trình phản ứng H2Y2- + CoSO4 → CoY2- + H2SO4 Phương. .. [Ca2+]’ pCa Bài 10: Chuẩn độ 25mL CaCl2 0,001M bằng EDTA cùng nồng độ Tính pCa sau khi đã thêm 23,5mL EDTA ở pH = 8 biết βCaY = 1010.7 Bài giải: Ở pH = 8 sự tạo phức của hidroxo của Ca 2+ không đáng kể, Ca 2+ không tạo phức với NH3 nên = 1 Vì h = 10-8 . về phương pháp chuẩn độ phức chất. Trong phân tích thể tích thì phương pháp chuẩn độ phức chất được sử dụng để định lượng các kim loại hoặc các chất tạo phức. Đặc biệt, hiện nay phương pháp chuẩn. dừng chuẩn độ. − Trong trường hợp không thể thực hiện được phép chuẩn độ trực tiếp thì phải dùng các phương pháp khác như chuẩn độ ngược, chuẩn độ thế, chuẩn độ gián tiếp.B. Bài tập Bài 1: Chuẩn. phức: 1. Phương pháp chuẩn độ complexon là một trường hợp điển hình của phép chuẩn độ tạo phức. Phương pháp này dựa vào phản ứng tạo phức của ion kim loại với EDTA, chất có khả năng tạo phức bền