1 Chương 11 Đường chuẩn độ hệ Axit – Bazơ phức tạp Lâm Ngọc Thụ Cơ sở hóa học phân tích NXB Đại học quốc gia Hà Nội 2005 Từ khố: Đường chuẩn độ, Cơ sở hóa học phân tích, Dung dịch đa axit, Hàm số ph, Chất điện li lưỡng tính, Đa axit, Đa bazơ Tài liệu Thư viện điện tử ĐH Khoa học Tự nhiên sử dụng cho mục đích học tập nghiên cứu cá nhân Nghiêm cấm hình thức chép, in ấn phục vụ mục đích khác không chấp thuận nhà xuất tác giả Mục lục Chương 11 Đường chuẩn độ hệ Axit – Bazơ phức tạp 11.1 Đường chuẩn độ hỗn hợp axit mạnh axit yếu hỗn hợp bazơ mạnh bazơ yếu 11.2 Tính tốn nồng độ cân hệ đa axit - đa bazơ 11.2.1 Dung dịch muối loại NaHA 11.2.2 Dung dịch đa axit 11.2.3 Dung dịch đa bazơ 12 11.2.4 Dung dịch đệm hệ axit yếu bazơ liên hợp với 13 11.3 Đường chuẩn độ đa axit 15 11.4 Đường chuẩn độ đa bazơ 21 11.5 Đường chuẩn độ chất điện li lưỡng tính 23 11.6 Thành phần dung dịch đa axit hàm số pH 25 Chương 11 Đường chuẩn độ hệ Axit – Bazơ phức tạp Trong chương xem xét cân thiết lập dung dịch có hai axit hai bazơ khác số phân li Đáng ý hai loại dung dịch: – Dung dịch hỗn hợp đơn axit đơn bazơ; – Dung dịch hỗn hợp đa axit đa bazơ 11.1 Đường chuẩn độ hỗn hợp axit mạnh axit yếu hỗn hợp bazơ mạnh bazơ yếu Xây dựng đường chuẩn độ hỗn hợp axit mạnh axit yếu thực ví dụ chuẩn độ hỗn hợp axit clohiđric axit yếu HA Ở giai đoạn đầu phép chuẩn độ, nồng độ ion hiđro diễn tả phương trình: [H3O+] = CHCl + [A–] + [OH–] số hạng đầu thể đóng góp axit mạnh, số hạng thứ hai đóng góp axit yếu, số hạng thứ ba đóng góp phân li dung môi vào độ axit tổng cộng dung dịch Trong phần lớn dung dịch axit, đóng góp phân li dung môi nhỏ nên bỏ qua phép tính Ở giai đoạn đầu phép chuẩn, axit clohiđric ngăn cản phân li axit yếu nên chấp nhận [A–] > K1 K1K H2O > K1K H2O nên tử số phương trình đơn giản hóa đến K1K2 CNaH2PO4 tìm giá trị ẩn số là: −3 −8 −2 ⎡H3O+ ⎤ = 7,11.10 × 6,34.10 × 1,0.10 = 1,6.10−5 mol / l ⎣ ⎦ 1,0.10−2 + 7,11.10−3 11.2.2 Dung dịch đa axit Sự phân li điaxit H2A xảy theo hai giai đoạn: H2A + H2O H3O+ + HA– HA– + H2O H3O+ + A2– mô tả số cân tương ứng: 10 ⎡H3 O+ ⎤ ⎡HA − ⎤ ⎦⎣ ⎦ K1 = ⎣ [H2 A ] (11.12) ⎡H3 O+ ⎤ ⎡ A 2− ⎤ ⎦⎣ ⎦ K2 = ⎣ −⎤ ⎡HA ⎣ ⎦ (11.13) Đối với dung dịch axit H2A biết nồng độ, phương trình cân vật chất viết dạng: CH2 A = [H2 A ] + ⎡HA − ⎤ + ⎡ A 2− ⎤ ⎦ ⎣ ⎦ ⎣ (11.14) điều kiện trung hoà điện: [H3O+] ≈ [HA–] + 2[A2–] + [OH–] (11.15) Vì dung dịch axit nên bỏ qua số hạng cuối phương trình (11.15) Bốn phương trình đại số độc lập cho phép tính tốn tất giá trị ẩn số: [H3O+], [HA–], [H2A], [A2–] Nhưng tỉ số K1/K2 đủ lớn cịn có khả đơn giản hóa tiếp theo, nghĩa giả thiết ion hiđro tạo thành giai đoạn phân li thứ ngăn cản phân li giai đoạn thứ hai đến mức bỏ qua phân li Theo giả thiết đó, [A2–] phương trình (11.14) (11.15) nhỏ thua nhiều so với [HA–] [H2A] Nếu giả thiết thực hiện, phương trình (11.14) trở thành: CH2 A ≈ [H2 A ] + ⎡HA − ⎤ ⎣ ⎦ (11.16) phương trình (11.15) đơn giản đến: [H3O+] ≈ [HA–] (11.17) Giải đồng thời phương trình (11.16), (11.17) (11.12) thu được: ⎡H3 O+ ⎤ ⎣ ⎦ = K1 CH2 A − ⎡H3 O+ ⎤ ⎣ ⎦ (11.18) Phương trình cuối tương tự phương trình dẫn trước đây, để tính nồng độ ion hiđro dung dịch đơn axit yếu (chương 4) giống trường hợp mô tả trước giải hồn tồn giải theo cách đơn giản hóa ⎡H3O+ ⎤