Đang tải... (xem toàn văn)
Tìm hiểu về chuẩn độ đa axit – đa bazơ
TIỂU LUẬN Đề tài TÌM HIỂU VỀ CHUẨN ĐỘ ĐA AXIT – ĐA BAZƠ ÓA HỌC PHÂN TÍC Học viên thực Giảng viên hướng dẫn PGS.TS NGUYỄN ĐÌNH LUYỆN Niên khoá: 2014 – 2016 MỤC LỤC A MỞ ĐẦU B NỘI DUNG - Chuẩn độ axit yếu đa chức - Hỗn hợp gồm axit mạnh axit yếu đa chức - Chuẩn độ bazơ yếu đa chức - Hỗn hợp gồm bazơ mạnh bazơ yếu đa chức - Một số phép chuẩn độ khác C KẾT LUẬN D TÀI LIỆU THAM KHẢO A.MỞ ĐẦU Một phương pháp phân tích thể tích quan trọng phương pháp chuẩn độ axit bazơ Bản chất phương pháp dựa tương tác axit bazơ Phương pháp cho phép xác định định lượng (khối lượng, nồng độ) axit (bằng dung dịch kiềm chuẩn) dung dịch kiềm (bằng dung dịch axit chuẩn) tương tác chất với axit hay với bazơ kiềm) Chuẩn độ axit - bazơ đa chức phép chuẩn độ quan trọng học viên cần nắm lí thuyết liên quan phải giải Vì xin trình bày vấn đề : “TÌM HIỂU VỀ CHUẨN ĐỘ ĐA AXIT – ĐA BAZƠ” nhằm hệ thống hóa kiến thức từ lý thuyết tập I LÝ THUYẾT VỀ CHUẨN ĐỘ AXIT ĐA CHỨC Trong dung dịch đa axit HnA có khả phân ly theo nấc:[3] Và coi đa axit hỗn hợp gồm đơn axit - Nếu: Ka1>> Ka2>> Ka3>>…… >> Kan xảy chủ yếu nấc Định luật tác dụng khối lượng: x2 =K a1 ⇒ H + C-x - Nếu: tục: phải tổ hợp thành phương trình bậc cao phải tính lặp gần liên I.1 Chuẩn độ dung dịch axit H3A [4] XOH, C Chuẩn độ dd axit H3A, Co dd chuẩn XOH, C H3A, Co, Ka1, Ka2,Ka3 Tiến hành theo nấc K a1 K a − q : ≥ = 104 (q= ± 1%) K a K a3 q I.2 pH điểm tương đương [4],[5] Điểm tương đương I: H3A + XOH XH2A + H2O Với: pH I = (pK a1 +pK a2 ) Điểm tương đương II: H3A + 2XOH X2HA + H2O Với pH I = (pK a2 +pK a3 ) Thông thường Ka3 bé nên chuẩn độ trực tiếp đến điểm tương đương thứ ba Nếu chuẩn độ nấc thứ ba phải thỏa điều kiện: K a3 Co3 >C q -8 10 -12 Co3 > =10 M (K a3 = 10 , C= 0,1M, q= 0,1%) K a3 Tuy nhiên, thực tế, nồng độ axit cần chuẩn độ bé, nên chuẩn độ + Tính gần V V HCl dùng để chuẩn độ riêng NaOH=2V -V =20 ml HCl dùng để chuẩn độ nấc Na CO = V -V =10 ml CNa2CO3 VNa2CO3 = CHCl VHCl (1nac ) ⇒ CHCl VHCl CNa2CO3 = C2 = 10.0, 015 = 0, 015M 100 + Tính xác Sai số chuẩn độ pT=8 C2 h -K1.K W C+C1 +C q1 = h- ÷ + h C C1 +C C1 +C h +K1h+K1.K ( ) -8 Với h=10 , C=0,15M, C =0,03M, C =0.015M Thì: -5 -3 q =-2,9.10 +5,74.10 =0,57% Sai số pT=5 C2 K1 W C+C1 +2C q = h+ ÷ h C C1 +2C2 C1 +C h+K1 ( ) -5 Với h=10 , C=0,15, C =0,03M, C =0,015M Thì: -4 -2 q =2,3.10 -1,07.10 =-1% Thể tích xác phải chuẩn độ đến điểm tương đương V =30(1-0,57%)=29,89ml V =40(1+1%)=40.40ml Suy -2 C =0,15.(2.29,83-40,40).10 =0,02889M -2 C =0,15.(40,40-29,83).10 =0,01585M MỘT SỐ BÀI TẬP TƯƠNG TỰ Bài [6] Một dung dịch B gồm Na CO 0,05M, NaOH 0,1M a chuẩn độ riêng NaOH hỗn hợp không ( chất thị có khoảng chuyển màu 11-13) b Tính ml dung dịch HCl 0,1 N, cần chuẩn độ 100ml dung dịch B đến đổi màu : + Phenolphtalein (pT=8) +metyl da cam (pT=4) Bài [6] Chuẩn độ 50ml dung dịch Na CO NaHCO đến màu phenolphthalein 3 hết 25 ml dung dịch HCl 0,2 M Nếu dùng metyl đỏ pT=5 phải dùng 62,5 ml HCl, tính nồng dộ Na CO NaHCO 3 MỘT SỐ BÀI TẬP TƯƠNG TỰ Bài [6] Chuẩn độ 50 ml dung dịch A gồm Na2CO3 NaHCO3 HCl 0,2M, thêm 21 ml dung dịch HCl pH=6,35, tính thể tích HCl cần để trung hòa hoàn toàn 10 ml dung dịch A, biết pH dung dịch A 10,33 V MỘT SỐ PHÉP CHUẨN ĐỘ KHÁC Chuẩn độ dung dịch Bazơ đa chức dạng proton hóa (A n- Chuẩn độ axit mạnh dung dịch chuẩn NaOH có lẫn Na2CO3 , HA n-1 ) Chuẩn độ dung dịch Bazơ đa chức dạng proton hóa (A Điều kiện chuẩn độ riêng nấc: K bn ≥ 104 K b(n+1) → Chuẩn độ riêng nấc n bazơ với q ≤ 1% n- , HA n-1 ) Xét ví dụ: Một mẫu phân tích có chứa Na2CO3, NaHCO3 số hợp chất trơ cân nặng 1,2 gam hoà tan nước đem chuẩn độ với dung dịch HCl 0,5N Khi dùng phenolphtalein làm thị cần 15 ml dung dịch HCl để làm màu thị Sau thêm tiếp metyl da cam chuẩn độ tiếp với HCl cần thêm tiếp 22 ml axit để làm đổi màu metyl da cam Tính thành phần phần trăm theo khối lượng Na2CO3 NaHCO3 hỗn hợp Giải: H2 CO3 có Ka1 = 10 -6,35 Ka2 = 10 -10,33 Phản ứng chuẩn độ: Na2CO3 + HCl NaCl + NaHCO3 NaHCO3 + HCl NaCl + H2O + CO2 V1: thể tích HCl chuẩn độ Na2CO3 V2: thể tích HCl chuẩn độ nấc Na 2CO3 NaHCO3 V2–2V1: thể tích HCl để chuẩn độ NaHCO3 Tại đtđ 1(pHtđ1=8,34), dùng chất thị phenolphtalein (pT=8) Tại đtđ 2(pHtđ2=3,91), dùng chất thị metyl da cam(pT= 4) V1 = 15 ml; V2 = 15 + 22 = 37 ml mNa 2CO3 = 15.10 −3.0,5.106 = 0,795 g mNaHCO3 = (37 − 2.15).10 −3.0,5.84 = 0,294 g 0, 795.100 % Na2CO3 = = 66, 25% 1, ; 0, 294.100 % NaHCO3 = = 24,5% 1, 2 Chuẩn độ axit mạnh dung dịch chuẩn NaOH có lẫn Na2CO3 [4] Trường hợp gặp thực tế, phần dung dịch chuẩn NaOH bị hấp thụ CO có chứa hàm lượng Na2CO3 chẳng hạn, chuẩn độ Vo ml HCl nồng độ Co dung dịch NaOH C1 M có lẫn Na2CO3 C2 M Dùng phenolphtalein làm thị (pT=9) ptpu chẩn độ: NaOH + HCl NaCl + H2O Na2CO3 + HCl NaHCO3 + NaCl H2 CO3 có Ka1 = 10 -6,35 Ka2 = 10 -10,33 pK a1 + pK a2 pH I = =8,34 ≈ pT (=9,0) Tại điểm tương đương: Co Vo = (C1 +C )Vtd1 ≈ (C1 +C )VI Vo C1 + C2 ⇒ = VI Co (CHCl )td ≈ Sai số chuẩn độ Co Vo C (C +C ) = o VI +Vo C o +C1 +C W h= h K a1 K a − h C2 W Co + C1 + C2 qI = + h Co (C1 + C2 ) C1 + C2 h + K a1h + K a1K a Dùng metyl da cam làm thị (pT=4,0) ptpu chẩn độ: NaOH + HCl NaCl + H2O Na2CO3 + 2HCl H2O + CO2 + 2NaCl CoVo = (C1 + 2C2 )Vtd ≈ (C1 + 2C2 )VII (C HCl )td Sai số chuẩn độ qII Co (C1 + 2C2 ) = Co + C1 + 2C2 W h ? K a1 ? h Co + C1 + 2C2 K a1 C2 = −h + Co (C1 + 2C2 ) C1 + 2C2 h KẾT LUẬN Tiểu luận tìm hiểu, lựa chọn trình bày nội dung liên quan đến chuẩn độ đa axit – đa bazơ cụ thể là: Trình bày lý thuyết liên quan đến trình chuẩn độ, tính toán điểm tương đương, sai số chọn chất thị Đưa giải số tập liên quan đến phần Sưu tầm số tập tự giải tương tự 107 TÀI LIỆU THAM KHẢO Hoàng Minh Châu, Từ Văn Mạc, Từ Vọng Nghi (2007), Cơ sở hóa học phân tích, NXB Khoa Học Kỹ Thuật Nguyễn Tinh Dung (1982), Bài tập hóa học phân tích, NXB Giáo dục Nguyễn Tinh Dung, Đào Thị Phương Diệp (2007), Hóa học phân tích – Câu hỏi tập cân ion dung dịch, NXB Đại học Sư Phạm Nguyễn Tinh Dung (2006), Hóa học phân tích Phần III – Các phương pháp định lượng hóa học, NXB Giáo dục Nguyễn Hữu Hiền (2011), Bài giảng Phân tích định lượng, ĐHSP Huế Khoa Hóa – ĐHSP Huế (2005), Bài tập Hóa học phân tích