TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HCM KHOA HÓA # " THỰC HÀNH Trần Thò Yến ( chủ biên) Th S Ngô Tấn Lộc – Th S Nguyễn Hiền Hoàng Th S Đỗ Văn Huê - Th S Nguyễn Thò Minh Huệ CN Lê Ngọc Tứ Tài liệu lưu hành nội - 2004 LỜI MỞ ĐẦU Bộ môn Hóa phân tích Trường Đại học Sư Phạm TP.HCM biên soạn giáo trình THỰC HÀNH PHÂN TÍCH ĐỊNH LƯNG nhằm giúp cho sinh viên thuận tiện việc thực thí nghiệm phần Phân tích đònh lượng phòng thí nghiệm môn Hóa phân tích trường Đại học Sư Phạm TP.HCM Do chưa có kinh nghiệm nên chắn giáo trình nhiều thiếu sót, mong quý vò độc giả góp ý giúp hoàn thiện giáo trình tốt Chân thành cảm ơn Tập thể môn Hóa phân tích ĐHSP TP.HCM BÀI 1: CHUẨN ĐỘ AXÍT MẠNH – BAZƠ MẠNH Nội dung chính: • Giới thiệu phương pháp phân tích thể tích • Sử dụng dụng cụ đo thể tích • Chuẩn độ axít mạnh bazơ mạnh ngược lại I PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH THỂ TÍCH Nguyên tắc Phương pháp phân tích thể tích phương pháp xác đònh hàm lượng theo thể tích dung dòch thuốc thử biết nồng độ xác (gọi dung dòch chuẩn) thêm từ buret vào dung dòch chất đònh phân vừa tác dụng đủ với tất lượng chất đònh phân Ví dụ: HCl + NaOH = NaCl + H2O (phản ứng trung hòa) − Dựa vào phản ứng đònh lượng chất đònh phân (là HCl hay NaOH) theo thể tích nồng độ dung dòch chuẩn (là NaOH hay HCl ) − Sự thêm từ từ dung dòch chuẩn buret vào dung dòch chất đònh phân, gọi trình chuẩn độ − Thời điểm thêm lượng thuốc thử tác dụng vừa đủ với toàn chất đònh phân gọi điểm tương đương − Để nhận biết điểm tương đương dùng chất gây tượng mà ta quan sát mắt thường (như: đổi màu, kết tủa ) xảy gần điểm Những chất gọi chất thò Thời điểm chuẩn độ kết thúc gọi điểm cuối chuẩn độ − Sự chuẩn độ mắc sai số điểm cuối chuẩn độ không trùng với điểm tương đương (Nếu dừng chuẩn độ trước điểm tương đương mắc sai số âm, dừng chuẩn độ sau điểm tương đương mắc sai số dương ) Phản ứng dùng phân tích thể tích Các phản ứng dùng phân tích thể tích phải thỏa mãn yêu cầu sau đây: - Phải xảy hoàn toàn , tỉ lượng theo phương trình phản ứng xác đònh - Phải xảy nhanh phản ứng phụ (có độ chọn lọc cao) - Phải có thò thích hợp để xác đònh điểm cuối chuẩn độ với sai số chấp nhận 3 Phân loại phương pháp phân tích thể tích Theo chất phản ứng chuẩn độ chia phương pháp sau: a Phương pháp axit-bazơ (phản ứng trung hòa) b Phương pháp chuẩn độ ôxy hóa khử c Phương pháp chuẩn độ tạo phức ( chuẩn độ complexon ) d Phương pháp chuẩn độ kết tủa Các phương pháp tiến hành chuẩn độä thể tích a Chuẩn độ trực tiếp: Thêm từ từ chất chuẩn R vào dung dòch cần đònh phân X, thuốc thử R tác dụng trực tiếp với chất cần đònh phân X Dựa vào VR , CR phản ứng hóa học mà tính hàm lượng X b Chuẩn độ gián tiếp: Nếu chất X không xác đònh trực tiếp thuốc thử R Ta chuyển X vào hợp chất XA thuốc thử A với điều kiện A xác đònh trực tiếp thuốc thử R c Chuẩn độ ngược: Cho dư lượng xác thuốc thử R vào dung dòch chất cần đònh phân X, sau xác đònh lượng dư R thuốc thử R’ thích hợp Dựa vào CR , VR CR’ , VR’ để xác đònh hàm lượng X d Chuẩn độ thay thế: Cho chất cần đònh phân X tác dụng với hợp chất MA để tạo MX giải phóng A Chuẩn độ lượng chất A thuốc thử R thích hợp Dựa vào CR , VR để tính lượng X e Chuẩn độ phân đoạn: Chuẩn độ X, Y, Z dung dòch hai dung dòch chuẩn Nồng độ Các cách biểu diễn nồng độ: a Nồng độ thể tích: tỉ số thể tích chất lỏng thể tích dung môi – Ví dụ: HCl 1: dung dòch gồm thể tích HCl đậm đặc (d= 1,85 g/cm ) thể tích dung môi b Nồng độ phần trăm khối lượng: số gam chất tan 100 gam dung dòch – Ví dụ: Dung dòch NaOH 10% dung dòch gồm 10 gam NaOH 100gam dung dòch Cách tính nồng độ phần trăm: – Ký hiệu: a : số gam chất tan; q : số gam dung môi a + q = Q gam dung dòch; P: nồng độ phần trăm a 100 a 100 P% = = a+q Q c Nồng độ mol: số mol chất tan lít dung dòch Nồng độ mol ký hiệu chữ M mol/lít đặt sau chữ số nồng độ – Ví dụ: Dung dòch NaOH 0,1 M dung dòch chứa 0,1 mol NaOH ( tức 0,1 40 = 4,0 gam NaOH ) lít dung dòch Cách tính nồng độ mol/lít: CM nồng độ mol / lít a : số gam chất tan V lít dung dòch M:khối lượng mol chất tan a a.1000 Ta có: CM = ; Nếu V tính ml CM = M.V M.V d Nồng độ đương lượng: – Ký hiệu: Nồng độ đương lượng số mol đương lượng chất tan (nĐ) lít dung dòch số milimol đương lượng chất tan mililít dung dòch Nồng độ đương lượng ký hiệu chữ N đặt sau chữ số nồng độ – Ví dụ: Dung dòch HCl có nồng độ 0,5 N có nghóa lít dung dòch HCl có 0,5 mol đương lượng HCl tính khối lượng là: 0,5 x 36,5 g = 18,25 g HCl – Cách tính nồng độ đương lượng: Nếu kí hiệu: CN : nồng độ đương lượng, a: sốgam chất tan; V: thể tích dung dòch (tính lít); Đ: khối lượng mol đương lượng chất tan (còn gọi đương lượng gam, đương lượng mol chất tan) Thì nồng độ đương lượng tính theo công thức: a Đ.V CN = Nếu V tính ml thì: CN = a.1000 Đ.V Chú ý: – Đương lượng chất lượng chất tương đương hóa học với mol nguuyên tử mol ion hidro – Khối lượng mol đương lượng số gam đương lượng chất Nếu kí hiệu khối lượng mol đương lượng Đ : Đ= Khối lương mol n n số mol ion (hay nguyên tử) hidro, số mol ion hóa trò một, hay số electron cung cấp (hoặc kết hợp với)1 mol chất phản ứng mà ta xét – Đương lượng mol chất số khối lượng mol mà thay đổi phụ thuộc vào phản ứng mà chất tham gia – Ví dụ: Trong phản ứng trung hòa: HCl + NaOH = NaCl + H2O Khối lượng mol đương lượng HCl khối lượng mol HCl Khối lượng mol đương lượng NaOH khối lượng mol NaOH – Trong phản ứng trung hòa nấc H3PO4: H3PO4 + NaOH = NaH2PO4 + H2O Khối lượng mol đương lượng H3PO4 khối lượng mol H3PO4 – Khi trung hòa hai nấc H3PO4 NaOH: H3PO4 + NaOH = Na2HPO4 + H2O Khối lượng mol đương lượng H3PO4 khối lượng mol H3PO4 – Khi trung hòa ba nấc H3PO4 NaOH H3PO4 + NaOH = Na3PO4 + H2O Khối lượng mol đương lượng H3PO4 khối lượng mol H3PO4 – Trong phản ứng oxyhóa khử: Khối lượng mol đương lượng chất M oxyhóa hay khử tính tỉ số , với M khối lượng mol chất n oxyhóa hay chất khử, n số electron mà mol chất tham gia bán phản ứng Ví dụ: 5Fe2+ + MnO4- + 8H+ = 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O Khối lượng mol đương lượng Fe2+ = M (Fe2+ ) Khối lượng mol đương lượng MnO4- = M e Độ chuẩn dung dòch : số gam (hay miligam) chất tan mililit dung dòch a(gam) T= V(ml) – Độ chuẩn theo chất đònh phân: số gam chất cần đònh phân (nguyên tử, phân tử, ion) phản ứng hết với mililit dung dòch chuẩn – Ký hiệu TR / X với R dung dòch chuẩn, X chất cần đònh phân Ví dụ: Tính độ chuẩn dung dòch KMnO4 0,02 M theo sắt chuẩn độ Fe theo phản ứng: 2+ MnO4- + 5Fe2+ + 8H+ → Mn2+ + Fe3+ + 4H2O Theo phương trình phản ứng trên, ta có: mol MnO4- phản ứng hết với mol Fe2+ Trong ml dòch chuẩn KMnO4 0,02 M có chứa 0,02 : 1000 = 2.10-5 mol - ion MnO4- ml MnO4- phản ứng hết với x 2.10-5 = 10-4 mol Fe2+, tức với 10-4 56 = 5,6 10-3 gam Fe2+ Do độ chuẩn T (KMnO4 0,02 M/ Fe2+ ) = 5,600 mg/ml có nghóa 1ml KMnO4 tác dụng vừa hết với 5,600 mg Fe2+ g Nồng độ ( hàm lượng)phần triệu (ppm,) phần tỉ (ppb ): – Đối với dung dòch loãng hàm lượng nhỏ người ta thường dùng khái niệm – Phần triệu (kí hiệu ppm : parts per milion) số microgam chất cần xác đònh có gam chất mẫu microgam chất tan gam dung dòch C ppm = Khối lượng chất tan ( microgam ) x 106 ppm Khối lượng dung dòch ( gam ) Ví dụ: Dung dòch Au3+ nồng độ ppm, tức dung dòch có chứa microgam Au gam dung dòch , miligam Au kg dung dòch Đối với dung dòch nước loãng coi gần khối lượng riêng nước g/ ml kg / l Do ppm = microgam / ml mg / l – Đối với dung dòch loãng hơn, người ta dùng phần tỉ ( kí hiệu ppb : parts per bilion) C ppb = Khối lượng chất tan ( microgam ) x 109 ppb Khối lượng dung dòch ( gam ) Cách tính kết phân tích thể tích – Nguyên tắc: dựa vào nồng độ (và thể tích) chất tham gia phản ứng, phương pháp phân tích quy tắc đương lượng để lập công thức tính toán – Đối với trường hợp chuẩn độ trực tiếp: a Tính theo nồng độ đương lượng: Nếu chuẩn độ VX ml chất đònh phân có nồng độ đương lượng CN(X) hết VS ml chất chuẩn có nồng độ CN(S) theo quy tắc đương lượng ta có công thức : VX.CN(X) 10-3 = VS.CN(S) 10-3 (Tức là: Tại điểm tương đương số đương lượng gam chất X thể tích VX phản ứng hết với số đương lượng gam chất chuẩn thể tích VS ) – Từ tính nồng độ đương lượng chất đònh phân: CN(X) = Vs.CN(S) Tính số gam chất đònh phân VX ml theo công thức: Vx a( gam) = VS.CN(S ).10-3 ĐX b Nếu lấy a gam mẫu phân tích có chứa chất X hòa tan thành V0 ml dung dòch lấy VX ml đem chuẩn độ hết VS ml chất chuẩn có nồng độ CN(S) hàm lượng chất X có a gam mẫu là: Hàm lượng m (gam) = VS.CN(S ).10-3 ĐX Vo Vx – Ví dụ: Tính nồng độ số gam HCl Biết chuẩn độ 20ml HCl phải dùng hết 22,75 ml dung dòch NaOH nồng độ 0,1060 N CN (HCl) = m HCl = 0.1060 x 22.75 = 0.1206 20 0.1060 x 22.75 x 35.5 = 0.08564 g/ 20 ml 1000 Chú ý: − Nếu nồng độ biểu diễn nồng độ mol chuyển thành nồng độ đương lượng tính kết (tuy nhiên số trường hợp tính theo nồng độ mol) II CÁC DỤNG CỤ ĐO THỂ TÍCH Trong phân tích thể tích thường xuyên sử dụng dụng cụ buret, pipet bình đònh mức cần thiết phải biết cách sử dụng dụng cụ Bình đònh mức – Bình đònh mức bình hình lê hay hình tròn, cổ hẹp, thường có nút nhám Trên cổ có vạch để đònh mức Trên bầu lê (hay tròn) bình có ghi rõ thể tích nhiệt độ tương ứng để chất lỏng đựng bình có thể tích ghi Người ta thường sản xuất loại bình đònh mức 1000 mililít (ml ), 500 ml, 250 ml, 200 ml, 100 ml, 50 ml, 25 ml, 10 ml – Bình đònh mức thường dùng để pha chế dung dòch cần có nồng độ xác Người ta cho chất lỏng chất rắn có khối lượng xác đònh vào bình thêm dần nước (hoặc dung môi thích hợp) vào độ nửa thể tích bình cẩn thận lắc xoay tròn bình để hòa tan hoàn toàn chất, sau cân nhiệt độ thêm dần nước (hoặc dung môi) cách vạch bình chừng 0,1– cm , sau dùng ống nhỏ giọt thêm giọt dung môi vạch đònh mức – Để tránh sai số, quan sát phải để mắt mặt phẳng ngang với vạch thêm dung môi cho mặt khum chất lỏng tiếp xúc với mặt phẳng ngang vạch H1 Một dạng bình đònh mức Pipet Pipet dụng cụ để chuyển thể tích xác đònh chất lỏng từ bình sang bình khác Có hai loại pipet: pipet thường pipet chia độ a Pipet thường: ống thủy tinh, bầu có hình cầu hay hình trụ Ở phía phía ống thủy tinh nhỏ, đầu mút phía vuốt nhọn có lỗ hẹp cho chất lỏng chảy khỏi pipet với tốc độ thích hợp - Pipét thường chia làm hai loại: loại có vạch ống thủy tinh phía trên, loại thứ hai có thêm vạch ống thủy tinh phía Khi hút chất lỏng vào pipet phải cố đònh cho mặt khum chất lỏng tiếp xúc với mặt phẳng ngang vạch phía (nếu dung dòch cần lấy có màu sáng) cho chất lỏng chảy hoàn toàn khỏi pipet cho chảy đến mặt khum tiếp xúc với mặt phẳng ngang vạch phía (nếu pipet có hai vạch) thể tích chất lỏng lấy thể tích ghi pipet nhiệt độ xác đònh cho b Pipet chia độ: ống hình trụ, phía vuốt nhọn để có lỗ có kích thước thích hợp Trên pipet có chia thành nhiều vạch tương ứng với thể tích chất lỏng lấy khác Các loại pipet có chia độ hay dùng 10 ml, ml, ml, ml H.2 Các loại pipet thường gặp Buret Buret ống hình trụ phía có chia độ, phía vòi có khóa - Buret dùng chủ yếu chuẩn độ cần lấy thể tích chất lỏng Các loại buret thường dùng 10 ml, 25ml, 50 ml, chia độ đến 0,1 ml đọc đến 0,01 ml (bằng ước lượng) Đối với mục đích phân tích vi lượng người ta dùng microburet 1ml, ml H.3 Một dạng buret thường gặp Rửa dụng cụ – Dụng cụ thủy tinh coi nước thấm bề mặt phía dụng cụ mà không tạo thành giọt thành đám Nếu thủy tinh bò dính chất béo đổ nước khỏi dụng cụ, nước biến nhanh vùng bò bẩn Trước hết rửa dụng cụ bình đònh mức, buret, pipet nước máy Đổ nước ra, quan sát xem thành bình phía có bò mờ không Nếu có tráng dụng cụ dung dòch bão hòa K2Cr2O7 H2SO4 đậm đặc (dung dòch rửa) cách dùng pipet cho giọt dung dòch rửa vào dụng cụ xoay dụng cụ để dung dòch rửa chảy láng hết thành bình Đổ dung dòch rửa vào bình chứa trở lại Rửa kỹ dụng cụ nước máy tráng lại nước cất (ít lần) Quan sát xem vết mờ thành bình không Nếu lặp lại trình rửa – Có thể sử dụng dung dòch rửa khác : dung dòch Na2CO3 bão hòa, dung dòch NaOH, dung dòch KOH rượu, dung dòch KMnO4 kiềm Dung dòch KOH rượu, dung dòch kMnO4 kiềm chất rửa có hiệu qủa, không nên để tiếp xúc lâu với dụng cụ thủy tinh dễ bò kiềm ăn mòn Khi rửa dung dòch KMnO4 kiềm sau rửa xong phải tráng lại dụng cụ dung dòch HCl đậm đặc để hòa tan hết vết MnO2 bám lại thành dụng cụ Nếu rửa hóa chất kết sử dụng biện pháp học dùng chổi lông nhỏ có cán dài để rửa buret nước xà phòng, lắc mảnh giấy lọc cát với nước xà phòng để rửa bình đònh mức, súc pipet dung dòch xà phòng nóng Tuy 10 Phân tích mẫu: – Thêm nước cất vào bình đònh mức đựng mẫu phân tích có chứa ion Clcho đến vạch (100 ml) Lấy xác 10,0 ml dung dòch phân tích bình đònh mức cho vào bình tam giác 250 ml Thêm vào 15,0 ml dung dòch AgNO3 (nồng độ biết) Lắc đều, thêm tiếp ml HNO3 6M ml dung dòch Fe3+ (1 ion -g/l) Chuẩn độ dung dòch thu dung dòch NH4SCN 0,1N xuất màu đỏ nhạt Fe(SCN)2+ Ghi lại thể tích NH4SCN tiêu tốn Thí nghiệm cần lặp lại lần Tính thể tích trung bình V NH4SCN – Hàm lượng ion Cl- mẫu phân tích tính theo công thức sau: a(Cl-) = [(VAgNO3 CAgNO3) – ( V SCN- CSCN-)] x 100 x 35.5 Vch.độ 1000 (g/mẫu) IV XÁC ĐỊNH HÀM LƯNG ION Cl- TRONG NƯỚC MÁY THÀNH PHỐ THEO PHƯƠNG PHÁP MOHR – Lấy 100 ml nước máy cho vào bình tam giác 250 ml Thêm 2,5 ml K2Cr2O4 2,5% Lắc chuẩn độ dung dòch AgNO3 xuất màu đỏ gạch nhạt Ghi lại thể tích AgNO3 tiêu tốn Thí nghiệm cần lặp lại lần Tính thể tích trung bình V AgNO3 – Hàm lượng ion Cl– lít nước máy tính theo công thức: a(Cl -) = V AgNO3 CAgNO3 100 61 x 35.5 (g/lít) BÀI 9: CHUẨN ĐỘ PHỨC CHẤT Nội dung chính: • Giới thiệu phương pháp chuẩn độ complexon • Phần thực hành: ∗ Áp dụng phương pháp chuẩn độ complexon xác đònh nồng độ EDTA chuẩn ∗ Chuẩn độ complexon xác đònh hàm lượng hỗn hợp Canxi magiê mẫu ∗ Xác đònh độ cứng nước máy thành phố - A GIỚI THIỆU PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ COMPLEXON – Phản ứng tạo phức có nhiều số phản ứng tạo phức dùng để đònh lượng phương pháp thể tích không nhiều, phần lớn phản ứng không thỏa mãn yêu cầu chung phân tích thể tích phải xảy với tốc độ lớn, xảy hoàn toàn, tỷ lượng phản ứng phụ – Trong chuẩn độ complexon, chất tạo phức sử dụng axit etylendiamin tetraaxetic (còn gọi complexon II EDTA) Axit etylendiamin tetraaxetic có công thức : HOOC-H2C CH2-COOH HOOC-H2C N– CH2 – CH2 –N CH2-COOH – ký hiệu thường dùng H4Y 10,26 – EDTA axit nấc, có pK1 = 2,0; pK2 = 2,67; pK3 = 6,16; pK4 = – EDTA tan nước thường dùng muối natri nó, ký hiệu Na2 H2Y, complexon III (vẫn quen gọi EDTA) I SỰ TẠO PHỨC CỦA COMPLEXON III VỚI CÁC ION KIM LOẠI Complexon III (Na2H2Y) t an nước tốt axit etylendiamintetraaxetic (H4Y), tạo phức với hầu hết ion kim loại hầu hết trường hợp theo tỉ lệ 1:1 – Phản ứng tạo phức : ⎯⎯ → MY(n-4)+ với số tạo phức β Mn+ + Y4 – ←⎯ ⎯ – Hằng số tạo phức β phụ thuộc vào nhiều yếu tố, có chất ion kim loại M n+ (ion kim loại tạo phức với ion Y4 –) môi trường 62 – Chuẩn độ complexon thường tiến hành môi trường có chất tạo phức phụ để trì giá trò PH xác đònh, ngăn ngừa kết tủa hroxit ion kim loại II ĐƯỜNG CONG CHUẨN ĐỘ Giả sử ta chuẩn độ V0 ml ion M (để đơn giản ta không ghi điện tích) có nồng độ C0 mol / l dung dòch EDTA có nồng độ C mol / l thể tích tiêu tốn V ml C0V0 = [M]’ + [MY]’ CM = V0 + V CV CY = = [Y]’ + [MY]’ V0 + V CV – C0V0 [Y]’ – [M]’ = CM – CY = V + V0 C0V0 tổ hợp hệ thức, ta có: Chia hai vế cho V0 + V V0 + V q = P – = ([Y]’– [M]’) C0V0 CV P= (phản ứng xảy theo tỷ lệ 1:1 nên dùng tỷ số mol thay tỷ số C0V0 đương lượng) q - sai số chuẩn độ V+V0 – Trước tương đương: p [Y]’ thiếu chuẩn độ, q = – [M]’ C0V0 V +V0 – Sau tương đương: p >1, [M]’ < [Y]’ thừa chuẩn độ, q = [Y]’ C0V0 – Tại tương đương: q = nên ta được: CC0 [M]’ = β‘ C + C0 – Đường cong chuẩn độ ion kim loại M dung dòch complexon III (Na2H2Y) biểu diễn phụ thuộc đại lượng p M theo P, thường có dạng sau: H.15 Đường cong chuẩn độ ion kim loại Mn+ Na2H2Y 63 – Đường chuẩn độ complexon có dạng giống trường hợp chuẩn độ học (axit-bazơ, oxi hóa-khử ), gần điểm tương đương có bước nhảy chuẩn độ, bước nhảy chuẩn độ phụ thuộc giá trò β‘, pH, C, C0 (hằng số bền điều kiện phức, pH môi trường, nồng độ ion kim loại EDTA) Trong ta thấy β‘ phụ thuộc pH nồng độ chất tạo phức phụ, cho thêm dung dòch đệm NH3 + NH4Cl để tạo pH = ÷ 10 ion Mn+ tác ⎯⎯ → M(NH3)in+ dụng với phân tử NH3 tạo phức theo phản ứng: Mn+ + NH3 ←⎯ ⎯ III CHỈ THỊ TRONG CHUẨN ĐỘ COMPLEXON Các loại thò thường dùng Trong chuẩn độ complexon, để xác đònh điểm cuối thường dùng số loại thò sau: * Chỉ thò màu kim loại (còn gọi thò kim loại hay thò complexon) thuốc nhuộm hữu cơ, tạo với ion kim loại phức có màu đặc trưng, khác với màu thò dạng tự Điểm cuối chuẩn độ xác đònh dựa vào thay đổi màu phức kim loại thò (MIn) sang màu thò dạng tự do(In) ngược lại * Chỉ thò màu: Loại thò có màu nhạt màu, tạo với ion kim loại phức có màu đặc trưng.(Ví dụ: ion SCN– tạo với ion Fe3+ phức có màu đỏ, với ion Co2+ phức có màu xanh ) Tùy theo thứ tự chuẩn độ mà màu hay xuất vào điểm cuối chuẩn độ * Chỉ thò huỳnh quang: loại thò tạo phức với ion kim loại làm cho thò có màu hay cường độ huỳnh quang thò bò thay đổi (có thể làm tắt làm mạnh lên cường độ huỳnh quang thò điểm tương đương lúc phức với ion kim loại hết, dung dòch có phức ion kim loại với thuốc thử EDTA) * Chỉ thò oxy hóa khử: Nếu ion kim loại tạo phức có hai dạng oxy hóa khử sử dụng thò oxy hóa khử Chỉ thò màu kim loại (chỉ thò complexon) Một thò màu kim loại sử dụng chuẩn độ complexon thỏa mãn yêu cầu sau đây: – Có độ nhạy cao: Chỉ cần lượng vô nhỏ thò liên kết với ion kim loại người chuẩn độ nhìn thấy thay đổi màu điểm cuối chuẩn độ, phần ion kim loại liên kết với thò không đáng kể (10-5 – 10-6 M), không cần tính đến tính sai số phép chuẩn độ – Phức thò ion kim loại (dạng MIn) phải có độ bền tương đối cao phạm vi phép chuẩn độ phải bền phức ion kim loại thuốc thử EDTA (dạng MY): 64 104 < β,MIn < β,MY 10–4 – Để việc xác đònh điểm cuối chuẩn độ xác, phản ứng tạo phức ion kim loại thò phải xảy nhanh, hoàn toàn thuận nghòch – Cơ chế đổi màu thò chuẩn độ complexon sau: Phản ứng tạo phức màu ion kim loại M thò In xảy theo phản ứng: ⎯⎯ → MIn M + In ←⎯ βMIn ⎯ Hai dạng In MIn có màu khác Khi chuẩn độ EDTA, ion kim loại M tự (phần không liên kết với thò) tạo phức với EDTA, đến điểm tương đương, EDTA tác dụng với phức ion kim loại thò (MIn), tạo nên phức MY giải phóng thò dạng In có màu khác với màu dạng MIn: βMY ⎯⎯ → MIn + Y4- ←⎯ MY + In K = ⎯ βMIn Phản ứng xảy điểm tương đương dạng MIn có màu khác với dạng In nên người ta dừng chuẩn độ với điểm tương đương (Điểm tương đương trùng với điểm cuối chuẩn độ) Nếu phức MIn không chuyển hoàn toàn sang dạng In ta có sai số chuẩn độ Ví dụ: Chuẩn độ ion Mg2+ EDTA sử dụng thò Eriocrom đen T Dung dòch Mg2+ ban đầu, sau điều chỉnh môi trường cho phù hợp với phép chuẩn độ, thêm 3-4 giọt thò có phần vô nhỏ Mg2+ tác dụng với thò Eriocrom đen T tạo nên phức MgIn (MgIn có màu đỏ mận môi trường pH = 10), phần lớn tồn dạng Mg2+ tự Khi chuẩn độ EDTA, trước hết ion Mg2+ tự tác dụng với EDTA tạo phức MgY, hết ion Mg2+ tự do, EDTA tác dụng với MgIn tạo nên phức MgY giải phóng ion thò (là In) có màu chàm Giọt dung dòch chuẩn EDTA cuối phải làm ánh đỏ dung dòch cần chuẩn độ ta dừng phép chuẩn độ Một số thò màu kim loại hay dùng 3.1 Chỉ thò ERIOCROM ĐEN T (còn gọi tắt ERIOT - kýhiệu ET- 00) ERIO T thuốc nhuộm azo, có công thức là: 65 MIn Công thức ET-OO Công thức phức Trong dung dòch có phân li sau: NaH2In → Na+ + H2In– ⎯⎯ → HIn2– + H+ H2In– ←⎯ K1 = 10-6,3 ⎯ ⎯⎯ → In3– + H+ K2 =10–11,5 HIn2- ←⎯ ⎯ Màu thò ERIOT thay đổi phụ thuộc vào nồng độ dạng khác (H2 In–,HIn2–, In3–) tức phụ thuộc vào pH dung dòch Bảng Khoảng pH đổi màu thò ERIOT Dạng tồn H2In- HIn2- In3- Khoảng pH pH < 7 < pH 107 - Trong thực tế hay chọn magie để chuẩn độ ngược phần lớn kim loại tạo với EDTA phức bền phức magie với EDTA phép chuẩn độ có thò tốt eriocrom đen T Chuẩn độ Nếu phản ứng ion kim loại tạo phức bền với EDTA xảy chậm,không thể chuẩn độ trực tiếp ta thay M1 ion M2 có khả tạo phức bền với EDTA xảy nhanh, chuẩn độ trực tiếp EDTA theo phản ứng: β'(M1Y) M1 + M2Y → M1Y + M2 K’= β'(M2Y) 67 Sau chuẩn độ trực tiếp M2 dung dòch EDTA Ta phải chọn phức M2Y cho thỏa mãn điều kiện β‘ (M2Y) [...]... ĐIỀU CẦN BIẾT TRONG PHÂN TÍCH ĐỊNH LƯNG 1 Cách pha chế các dung dòch chuẩn a Nếu có chất gốc thì cân một lượng xác đònh chất đó trên cân phân tích có độ chính xác 0,1 – 0,2mg, hòa tan lượng cân trong bình đònh mức có dung tích thích hợp rồi pha loãng bằng nước đến vạch đònh mức Ví dụ: Để điều chế dung dòch chuẩn Na2CO3 0,1 M, cần cân 106,0000 0,1 = 10,6000 gam Na2CO3 hòa tan thành 1 lít dung dòch,... thành bình tạo nên nguồn gốc gây bẩn tiếp tục III CÁCH TRÌNH BÀY BÀI THÍ NGHIỆM PHÂN TÍCH ĐỊNH LƯNG 1 Nguyên tắc thí nghiệm – Phản ứng chuẩn độ: Ghi rõ phản ứng chuẩn độ thuộc loại phản ứng gì: trung hòa, oxy hóa-khử, tạo phức hay kết tủa – Chỉ thò chọn dùng: Ghi rõ chỉ thò chọn dùng và vì sao lại chọn như vậy –Tính bước nhảy chuẩn độ 2 Cách tiến hành – Ghi lại trình tự các việc đã làm trong buổi thực. .. khiết – Có thành phần hóa học bền, không bò phân hủy khi bảo quản và khó hút ẩm – Dễ tinh chế, dễ kiểm tra độ tinh khiết bằng các phương pháp hóa học đơn giản – Tham gia phản ứng chuẩn độ theo đúng hệ số tỉ lượng, không có phản ứng phụ nhỏ – Thường chọn các chất có khối lượng mol phân tử lớn để sai số cân được 3 Dung dòch chuẩn: (trong trường hợp này là HCl) – Dung dòch HCl chuẩn được pha từ một lượng cân... các việc đã làm trong buổi thực hành để thực hiện bài thí nghiệm – Ví dụ: Hút 10ml dung dòch cần phân tích A , thêm V ml dung dòch đệm có pH = 9 đến 10, thêm 3 đến 4 giọt chỉ thò và chuẩn độ bằng dung dòch chuẩn B có nồng độ Cs 3 Kết quả và tính toán – Ghi kết quả vào bảng – Tính kết quả theo yêu cầu của bài thí nghiệm 4 Kết luận Ghi lại kết luận của cá nhân mình sau khi thực hiện thí nghiệm về các yếu... chuẩn được pha từ một lượng cân chính xác của axit HCl đẳng phí hoặc HCl đặc, tinh khiết phân tích (P.A.) hay tinh khiết hóa học có tỉ trọng d đã biết rõ – Khi phải pha dung dòch loãng thì trước hết pha các dung dòch tương đối đậm đặc (ví dụ HCl 1N, 2N ) rồi sau đó pha loãng thành các dung dòch 0,1 N, 0,01N II XÁC ĐỊNH NỒNG ĐỘ HCL CHUẨN (Thường gọi là chuẩn hóa nồng độ HCl) Để xác đònh nồng độ các axit... H2O vì chất này có thành phần ổn đònh, dễ tinh chế và có khối lượng mol phân tử lớn (M = 381.42) 1 Phản ứng chuẩn độ Phản ứng chuẩn độ xảy ra như sau: Na2B4O7 → 2Na++ B4 O72– ⎯⎯ → HB4O7– K2–1 = 109 B4 O72– + H+ ←⎯ ⎯ ⎯⎯ → H2B4O7 K1–1 = 104 HB4O7–+ H+ ←⎯ ⎯ ⎯⎯ → 4 H3BO3 K = 2,7.102 H2B4O7 + 5H2 O ←⎯ ⎯ Phản ứng tổng cộng: B4 O72– + 2H+ + 5H2 O = 4 H3BO3 K = 2,7.1015 2 Chọn chỉ thò Thành phần dung dòch... 6,0) chỉ là tạm được 3 Cách tiến hành chuẩn hóa dung dòch HCl Cân chính xác một lượng natri tetraborat Na2 B4O7.10 H2O pha thành dung dòch trong bình đònh mức (hoặc pha từ ống chuẩn) Hút chính xác 10,00 ml dung dòch ấy cho vào bình tam giác 250 ml, thêm 3 – 4 giọt chỉ thò metyl đỏ Lắc đều và chuẩn độ đến khi dung dòch chuyển từ màu vàng sang màu hồng cam Ghi lại thể tích HCl đã tiêu tốn Thí nghiệm cần... chuẩn độ hỗn hợp HCl + H3PO4 bằng NaOH 3 Cách tiến hành và tính toán − Thêm nước cất vào mẫu phân tích cóchứa HCl và H3PO4 trong bình đònh mức 100 ml cho đến vạch Dùng pipet hút 10 ml dung dòch vừa pha cho vào bình tam giác 250 ml Thêm 3 đến 4 giọt metyl da cam và chuẩn độ bằng dung dòch NaOH 0,1N đến khi dung dòch chuyển từ đỏ sang vàng Ghi lại thể tích V1 Thêm tiếp 3 đến 4 giọt phenol phtalein và... thành ống bằng nước cất nhiều lần để bảo đảm không bò mất chất chuẩn 2 Cách chuẩn độ 11 − Dùng pipet lấy một lượng chính xác dung dòch cần chuẩn độ vào bình tam giác − Thêm các chất cần thiết (tạo môi trường , pH ) và chỉ thò − Mở vòi buret để thêm chất chuẩn vào bình tam giác chứa chất cần phân tích, vừa thêm chất chuẩn vừa lắc bình tam giác theo một chiều (chuẩn độ nhanh, chậm hay vừa phải tùy theo... theo yêu cầu của từng trường hợp chuẩn độ) − Khi đạt điểm tương đương (màu của chỉ thò đổi) thì khóa vòi buret Đọc và ghi lại kết quả 3 Cách bảo quản buret – pipet sau khi chuẩn độ - Sau khi thực hiện xong bài thực hành thì để yên buret trên giá, không tháo ra, chỉ tháo hết dung dòch còn dư bỏ đi - Rửa buret: Đổ nước máy vào đầy buret rồi mở khóa cho nước chảy, lặp lại vài lần cho sạch buret, sau đó thêm ... ĐẦU Bộ môn Hóa phân tích Trường Đại học Sư Phạm TP.HCM biên soạn giáo trình THỰC HÀNH PHÂN TÍCH ĐỊNH LƯNG nhằm giúp cho sinh viên thuận tiện việc thực thí nghiệm phần Phân tích đònh lượng phòng... I PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH THỂ TÍCH Nguyên tắc Phương pháp phân tích thể tích phương pháp xác đònh hàm lượng theo thể tích dung dòch thuốc thử biết nồng độ xác (gọi... x 109 ppb Khối lượng dung dòch ( gam ) Cách tính kết phân tích thể tích – Nguyên tắc: dựa vào nồng độ (và thể tích) chất tham gia phản ứng, phương pháp phân tích quy tắc đương lượng để lập công