PHƯƠNG PHÁP HÓA HỌC PHÂN TÍCH HÓA LƯỢNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

PHÂN TÍCH HOÁ LƯỢNG PHƯƠNG PHÁP HOÁ HỌC PHÂN TÍCH HOÁ LƯỢNG

Dành cho học viên cao học chuyên ngành Kỹ thuật Hoá dầu Giảng viên: Tống Thị Thanh Hương

NỘI DUNG

Chương 2

NỘI DUNG - Phương pháp phân tích khối lượng; - Phương pháp phân tích thể tích; - Phương pháp chuẩn độ axit – bazơ - Phương pháp chuẩn độ tạo phức - Phương pháp chuẩn độ kết tủa - Phương pháp chuẩn độ oxi hoá khử

2

Chương 2

PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH KHỐI LƯỢNG

3

NGUYÊN TẮC PHÂN TÍCH KHỐI LƯỢNG

Chương 2

² Nguyên tắc Phương pháp phân tích định lượng dựa vào việc cân khối lượng sản phẩm tạo thành sau phản ứng kết tủa bằng phương pháp hoá học hay phương pháp vật lí. ² Quá trình phân tích một chất theo phương pháp khối lượng - Chọn và gia công mẫu; - Đưa mẫu vào dung dịch/tách chất nghiên cứu - Xử lý sản phẩm.

4

Nguyên tắc phân tích khối lượng

Chương 2

² Phân loại Một số phương pháp thông dụng: - Phương pháp tách - Phương pháp cất (làm bay hơi) - Phương pháp kết tủa

5

Nguyên tắc phân tích khối lượng

Chương 2

² PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH KHỐI LƯỢNG Phương pháp thông dụng với các bước cơ bản: - Chọn và gia công mẫu - Phá mẫu (đưa mẫu vào dung dịch) - Xử lý sản phẩm tách ra bằng phương pháp thích hợp (rửa, nung, sấy …), tính toán kết quả.

6

Nguyên tắc phân tích khối lượng

Chương 2

v Điều kiện để tiến hành phân tích theo phương pháp kết tủa - Thuốc kết tủa - Lượng chất phân tích - Nồng độ thuốc thử.

7

Nguyên tắc phân tích khối lượng

Chương 2

² Yêu cầu sản phẩm của phản ứng Dạng kết tủa - Độ tan nhỏ - Tinh khiết.

- Dễ chuyển sang dạng cân.

Dạng cân - Thành phần sau xử lý ứng đúng công thức định trước.

- Kết tủa sau nung bền, ít hút ẩm, khó bị oxi hoá.

- Hàm lượng chất cần phân tích trong dạng cân ít.

Phương pháp chuyển dạng kết tủa sang dạng cân - Xử lý hoá học - Xử lý nhiệt

8

ĐIỀU KIỆN PHÂN TÍCH

Chương 2

² Yêu cầu thuốc kết tủa - Thuốc thử (hữu cơ hoặc vô cơ) dễ bay hơi trong quá trình nung, sấy.

- Thuốc kết tủa có độ chọn lọc cao.

- Lượng thuốc kết tủa phù hợp. ² Yêu cầu chất phân tích - Lượng chất phân tích phù hợp.

- Lượng cân thông thường khoảng 0,01đương lượng gam đối với kết tủa tinh thể, 0,005g đối với kết tủa vô định hình.

9

Điều kiện phân tích

Chương 2

² Nồng độ thuốc thử Kết tủa vô định hình - Kết tủa từ các dung dịch đặc, nóng.

- Cần lưu ý đến xu hướng dễ tạo dung dịch keo của kết tủa.

- Muốn làm đông tụ keo, cần thêm chất điện ly.

Kết tủa tinh thể - Để có hạt tinh thể lớn, cần giảm độ quá bão hoà của dung dịch bằng cách kết tủa từ dung dịch loãng. Để tăng độ tan của kết tủa, có thể tăng nhiệt độ hoặc thêm chất.

- Sau khi kết tủa xong cần làm muồi kết tủa bằng cách ngâm kết tủa một thời gian trong nước cái để thu kích thước kết tủa lớn, đồng đều, dễ lọc, dễ rửa.

10

Điều kiện phân tích

Chương 2

² Lọc kết tủa Kết tủa được lọc bằng giấy lọc không tàn, có độ dày mỏng khác nhau phụ thuộc vào kích thước của các phần tử kết tủa cần lọc. ² Rửa kết tủa Rửa kết tủa: để đuổi hết chất bẩn, kể cả nước cái ra khỏi kết tủa.

Kỹ thuật rửa kết tủa: • Để lắng sau mỗi lần rửa kết tủa trong cốc.

• Chuyển toàn bộ kết tủa lên giấy lọc và rửa trên giấy lọc khi gần sạch.

• Chuyển dạng kết tủa thành dạng cân.

11

Chương 2

Các dung dịch rửa kết tủa: - Rửa bằng dung dịch thuốc kết tủa: khi rửa, cho thêm vào nước rửa ion của kết tủa.

- Rửa bằng dung dịch chất điện ly: để ngăn ngừa hiện tượng hoá keo.

- Rửa bằng chất ngăn kết tủa khỏi thuỷ phân: áp dụng với muối bị thuỷ phân, cần sử dụng dung dịch ngăn sự thuỷ phân.

- Rửa bằng nước: trường hợp kết tủa không bị mất do độ hoà tan cũng không taọ dung dịch keo và không bị phân huỷ 12

Điều kiện phân tích

Chương 2

² Làm khô và nung kết tủa - Sau khi rửa, chuyển mẫu vào bình khô để nung - Sau khi nung, chuyển mẫu sang bình hút ẩm để bảo quản, tránh hút nước.

13

Chương 2

TÍNH KẾT QUẢ HỆ SỐ CHUYỂN Khối lượng dạng cân

?

Khối lượng dạng cần xác đinh

Hệ số chuyển là đại lượng mà thông qua nó, từ khối lượng dạng cân chuyển thành khối lượng dạng cần xác đinh

K = Hệ số chuyển =

Khối lượng của nguyên tử, phân tử, ion dạng cần xác đinh Khối lượng phân tử dạng cân

Ví dụ

K Si = Si / SiO2 = 0, 4674 14

Chương 2

Tính kết quả TÍNH KẾT QUẢ PHÂN TÍCH Hàm lượng chất cần định lượng được xác đinh

K.q.100 χ% = p

p – lượng cân mẫu (g) K – Hệ số chuyển X - % khối lượng

Xác định theo thể tích

K.q.100 χ% = pV

V: thể tích dung dịch lấy ra phân tích

Xác định theo dạng khí

(Do am)% =

p − p' 100 p

p. Lượng cân trước khi sấy khô P’ Lượng cân sau khi sấy khô 15

PHẠM VI ỨNG DỤNG

Chương 2

Ưu điểm - Phân tích khối lượng cho kết quả tin cậy và chính xác đối với cấu tử lượng lợn và trung bình - Sai số thông thường: 0,2 – 0,4% Nhược điểm: - Thời gian phân tích dài - Không áp dụng trong phân tích đối tượng phức tạp

16

Phạm vi ứng dụng

Chương 2

Một số trường hợp xác định bằng phân tích khối lượng

17

Chương 2

PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH THỂ TÍCH

18

PHÂN TÍCH THỂ TÍCH

Chương 2

v Nguyên tắc phân tích thể tích Phương pháp phân tích thể tích là phương pháp phân tích định lượng dựa vào việc đo chính xác thể tích của dung dịch thuốc thử (B) đã biết trước nồng độ chính xác (dung dịch chuẩn) tác dụng vừa đủ với một thể tích nhất định của chất cần phân tích (A).

19

Chương 2

KHÁI NIỆM CƠ BẢN Phản ứng: A

+

Chất xác định

B

C

+

D

Dung dịch chuẩn

Định phân thể tích: - Điểm tương đương là điểm mà chất B thêm vào vừa đủ để tác dụng hết với chất A theo phương trình phản ứng.

- Nhận biết điểm tương đương bằng chất chỉ thị.

- Điểm cuối: điểm kết thúc quá trình định phân.

- Dung dịch chuẩn gốc biết nồng độ chính xác (dung dịch định gốc).

20

KHÁI NIỆM CƠ BẢN

Chương 2

Chất gốc trong phân tích thể tích - Tinh khiết về mặt hoá học (tạp chất ≤ 0,05 – 0,1%) - Có thể kết tinh lại và sấy khô ở nhiệt độ xác định - Thành phần hoá học đúng với công thức hoá học (số tinh thể ngận nước đúng) - Chất gốc và dung dịch tiêu chuẩn bền trong thời gian xác định; - Nồng độ chất ốc và dung dịch tiêu chuẩn không biến đổi theo thời gian - Mol đương lượng chất gốc càng lớn, độ chính xác khi xác định nồng độ càng lướn 21

KHÁI NIỆM CƠ BẢN

Chương 2

Phản ứng trong phân tích thể tích - Chất đinh phân phải tác dụng hoàn toàn với thuốc thử theo phương trình phản ứng xác định; - Phản ứng nhanh - Với phản ứng chậm cần tăng tốc độ phản ứng (xúc tác, nhiệt độ) - Phản ứng chọn lọc (thuốc thử chỉ tác dụng duy nhất với chất định phân) - Có chỉ thị thích hợp để xác định điểm cuối với sai số chấp nhận 22

CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH THỂ TÍCH

Chương 2

v Các phương pháp phân tích thể tích - Phương pháp chuẩn độ axit – bazơ (phương pháp trung hoà): dựa trên phản ứng axit – bazơ.

- Phương pháp chuẩn đô oxi hóa-khử dựa trên phản ứng oxi hoá khử.

- Phương pháp kết hợp: gồm có phương pháp kết tủa, phương pháp tạo phức, phương pháp có sử dụng thuốc thử complex.

23

Các phương pháp phân tích thể tích

Chương 2

² Phương pháp chuẩn độ - Chuẩn độ trực tiếp: thêm từ từ dung dịch chuẩn vào dung dịch định phân hoặc ngược lại.

- Chuẩn độ ngược: thêm lượng dư chính xác dung dịch chuẩn vào dung dịch định phân, sau đó chuẩn lượng thuốc thử dư bằng thuốc thử thích hợp khác.

- Chuẩn độ thay thế: cho chất cần xác định (X) phản ứng với chất tương tác MY: X + MY à MX + Y - Chuẩn tiếp chất Y bằng lượng thuốc thử R thích hợp.

- Chuẩn độ gián tiếp: chuyển chất cần xác định sang một chất khác chứa ít nguyên tố có thể xác định trực tiếp được bằng một thuốc thử và chỉ thị thích hợp.

- Chuẩn độ phân đoạn: áp dụng khi chuẩn độ một số chất trong cùng dung dịch bằng một hay hai dung dịch chuẩn.

24

Xác định kết quả phân tích thể tích

Chương 2

o Chuẩn độ trực tiếp - Tính theo định luật hợp thức: dựa vào thể tích, nồng độ dung dịch chuẩn và phương trình phản ứng chuẩn độ để tính lượng chất cần phân tích theo số mol hoặc milimol.

- Tính theo định luật đương lượng: dựa trên định luật: số mili đương lượng mol chất chuẩn bằng số mili đương lượng chất cần xác định đã phản ứng với nhau.

- Tính theo độ chuẩn chất định phân.

25

Xác định kết quả phân tích thể tích

Chương 2

Chuẩn đô ngược - Tính theo định luật đương lượng

Chuẩn độ gián tiếp - Tính theo định luật đương lượng - Tính theo định luật hợp thức

26

NỒNG ĐỘ TRONG PHÂN TÍCH THỂ TÍCH

Chương 2

o Nồng độ là đại lượng để chỉ hàm lượng một cấu tử (phân tử, ion) trong dung dịch Định luật hợp thức: là căn cứ xác định nồng độ: Khi phản ứng hoàn toàn thì lúc đó toạ độ cực đại của mỗi chất phản ứng phải bằng nhau Phản ứng:

aA + bB = cC + dD

(a, b, c, d: các hệ số hợp thức của A, B, C, D). Định luật hợp thức:

CAVA CBVB = a b 27

NỒNG ĐỘ TRONG PHÂN TÍCH THỂ TÍCH

Chương 2

Biểu diễn nồng độ Nồng độ thể tích Nồng độ % khối lượng Nồng độ mol Nồng độ đương lượng Độ chuẩn theo chất định phân Nồng độ phần triệu, phần tỉ

28

NỒNG ĐỘ TRONG PHÂN TÍCH THỂ TÍCH

Chương 2

o NỒNG ĐỘ THỂ TÍCH Là tỷ số thể tích của chất lỏng cần xác định với thể tích dung môi (thường là nước).

Ví dụ: dung dịch HCl 1:3 là dung dịch gồm 1 thể tích HCl đặc và 3 thể tích nước

29

NỒNG ĐỘ TRONG PHÂN TÍCH THỂ TÍCH

Chương 2

o NỒNG ĐỘ PHẦN TRĂM KHỐI LƯỢNG Là số gam chất cần xác định tan trong 100g dung dịch Ví dụ: Cần hoà tan bao nhiêu gam NaCl vào nước để được dung dịch có nồng độ 10%?

Gọi a là số gam NaCl cần hoà tan.

Khi đó:

a 100 = 10 a +100 ⇒ a = 11,11g 30

NỒNG ĐỘ TRONG PHÂN TÍCH THỂ TÍCH

Chương 2

o NỒNG ĐỘ MOL Nồng độ mol của một chất là số mol chất đó tan trong 1 lit dung dịch Ký hiệu nồng độ: M hoặc mol/l, hoặc mpl.l-1 Xác định:

a CM = M.V a: số gam chất trong V lít dung dịch M: khối lượng mol của chất tan V: Thể tích dung dịch (lít) CM: nồng độ mol của chất tan 31

Chương 2

NỒNG ĐỘ TRONG PHÂN TÍCH THỂ TÍCH o NỒNG ĐỘ ĐƯƠNG LƯỢNG

Là số mol đương lượng của chất tan trong 1 lit dung dịch hoặc số molimol đương lượng chất tan trong 1 ml dung dịch

a CN = D.V

CN: nồng độ đương lượng A: số gam chất tan (g) D: số mol đương lượng của chất tan V: thể tích dung dịch (l)

Đương lượng gam thay đổi theo phản ứng hoá học.

Số mol đương lượng được xác định:

D=

M n 32

Chương 2

NỒNG ĐỘ TRONG PHÂN TÍCH THỂ TÍCH ² Định luật đương lượng

- Số đương lượng của các chất tác dụng với nhau hoàn toàn bao giờ cũng bằng nhau.

Phản ứng: A + B à C + D A và B phản ứng hoàn toàn, số đương lượng phải bằng nhau Theo định luật đương lượng: NA . VA = NB . VB Khi a (g) chất A phản ứng hết vơi b (g) chất B:

VA dung dịch A phản ứng hết b gam B: VA, VB: thể tích dung dịch A và B tương ứng NA, NB: nồng độ dung dịch A và B tương ứng

a b = ÂA ÂB VA N A =

b ÂB

33

NỒNG ĐỘ TRONG PHÂN TÍCH THỂ TÍCH

Chương 2

o ĐỘ CHUẨN Độ chuẩn là số gam (mg) chất tan trong 1 ml dung dịch.

a T= V

a: Số gam chất tan (g) V: thể tích dung dịch chuẩn (ml)

Độ chuẩn theo chất định phân Độ chuẩn theo chất định phân là số gam chất cần định phân (ion, phân tử, hoặc nguyên tử) phản ứng đúng với 1ml dung dịch chất chuẩn, ký hiệu TR/X

TR/X

a = V

R. Thuốc thử X. Chất định phân

34

NỒNG ĐỘ TRONG PHÂN TÍCH THỂ TÍCH

Chương 2

o NỒNG ĐỘ PHẦN TRIỆU/PHẦN TỶ Cppm Khoi luong chat tan

C ppm =

×10 6 ppm

Khoi luong dung dich

Cppb C ppm =

Khoi luong chat tan

×10 9 ppm

Khoi luong dung dich

35

TÍNH KẾT QUẢ

Chương 2

v CHUẨN ĐỘ TRỰC TIẾP o Định luật hợp thức Dựa vào thế tích, nồng độ dung dịch chuẩn, phương trình phản ứng

Ví dụ

ACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

36

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.C

TÍNH KẾT QUẢ

Chương 2

o Định luật đương lượng Dựa vào định luật đương lượng: số mili đương lượng mol của dung dịch chuẩn bằng số mili đương lượng mol chất cần xác định đã phản ứng với nhau.

Ví dụ

37

TÍNH KẾT QUẢ

Chương 2

o Độ chuẩn chất định phân Dựa vào độ chuẩn chất định phân, qua đó xác định hàm lượng.

Ví dụ

38

TÍNH KẾT QUẢ

Chương 2

² CHUẨN ĐỘ NGƯỢC Áp dụng trong các trường hợp thực hiện phép chuẩn độ ngược Ví dụ

39

TÍNH KẾT QUẢ ² CHUẨN ĐỘ GIÁN TIẾP

Chương 2

WWW.D

Ví dụ: Định lượng chì trong mẫu, thực hiện phép phân huỷ 1,1050 g mẫu rắn thành dung dịch. Sau đó kết tủa thành PbCrO4, hoà tan PbCrO4 bằng hỗn hợp (HCl + NaCl dư). Thêm vào đó dd KI dư, chuẩn độ lượng Iot thoát ra bằng 24,20ml dung dịch chuẩn Na2S2O3 0,0962N. Tính hàm lượng chì trong mẫu rắn ban đầu.

Phản ứng chính

40

Chương 2

TÍNH KẾT QUẢ Phản ứng chính

Theo định luật hợp thức % Pb =

24, 2 * 0, 0962 * 207, 2 *100 = 14, 55% 1000 * 3*1,105

Theo định luật đương lượng Các chất phản ứng với nhau theo những đương lượng bằng nhau.

Số đương lượng mol S2O32- bằng số đương luọng mol Pb2+.

Một ion Pb2+ tạo nên một phân tử PbCrO4, CrO4- bị khử thành Cr3+ với sự nhận 3 electron Do vậy đương lượng mol của PbCrO4 bằng 1/3 khối lương mol. Do vậy công thức tính trùng với công thức đầu theo nồng độ mol.

41

Dung dịch chuẩn

Chương 2

Dung dịch chuẩn - Dung dịch chuẩn cần có nồng độ chính xác.

- Có thể điều chế dung dịch chuẩn từ những chất chuẩn gốc là nững chất nguyên chất, thông thường là những chất rắn, dễ tinh chế, dễ bảo quản, không hút ẩm, khó bị hư hỏng khi bảo quản, có thành phần đúng công thức và khối luợng đương lượng lớn.

- Khi không có chất chuẩn gốc thích hợp, có thể sử dụng chất chuẩn phụ có độ tinh khiết thấp hơn hoặc không thể cân chính xác.

42

Phương pháp chuẩn hoá

Chương 2

Yêu cầu phép chuẩn hoá - Có chất chuẩn gốc thích hợp; - Không lấy lượng cân chất gốc quá ít; - Khi chuẩn độ cần tính sao cho các thể tích tiêu thụ khi chuẩn độ không quá bé. Để giảm sai số cần hạn chế chuẩn độ ngược; - Chuẩn hoá bằng chất chuẩn gốc, tránh chuẩn hoá bằng chất chuẩn phụ; - Mỗi phép chuẩn hoá tiến hành 3 thí nghiệm song song. Các kết quả chuẩn hoá sai khác nhau trong giới hạn 0,1 – 0,2%.

43

Chương 2

PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ AXIT – BAZƠ

44

NGUYÊN TẮC

Chương 2

² Phản ứng trung hoà

- Dung dịch chuẩn là các axit : HCl, H2SO4, … hoặc các bazơ: NaOH, KOH ...

- Các chất này không phải là dung dịch chuẩn gốc. Do vậy chỉ chuẩn với vùng nồng độ gần đúng.

- Thường chuẩn độ với nồng độ gần đúng của chất, sau đó chuẩn độ độ chính xác bằng dung dịch gốc khác.

45

CHẤT CHỈ THỊ

Chương 2

² KHÁI NIỆM Chất chỉ thị là những chất màu có thể thay đổi trong khoảng pH hẹp Yêu cầu chất chỉ thị - Màu chất chỉ thị khác nhau rõ rệt trong khoảng pH hẹp; - Sự thay đổi màu của chất chỉ thị xảy ra rõ ràng trong khoảng nhỏ pH; - Màu chỉ thị càng đậm càng tốt; - Lượng kiềm (axit) thêm vào để chỉ thị càng ít càng tốt (ít ảnh huongwr đến kết quả định phân; - Sự biến đổi màu thuận nghịch.

46

Chương 2

CHẤT CHỈ THỊ ² THUYẾT ION

Chỉ thị trong phương pháp trung hoà là những axit hay bazơ hữu cơ yếu có dạng phân tử khác màu với dạng ion.

Ví dụ: Chỉ thị quỳ (Hind) - Dạng phân tử: màu đỏ

Hind Màu đỏ

=

H+ + Indmàu xanh

- Dạng ion màu xanh Thuyết ion rất đơn giản và giải thích được nguyên nhân sự thay đổi màu là do sự thay đổi pH . Tuy nhiên chưa giải thích được toàn bộ tính chất của chất chỉ thị

47

Chương 2

CHẤT CHỈ THỊ ² THUYẾT NHÓM SINH MÀU

- Màu sắc của chất chỉ thị axit – bazơ được quyết định bởi sự có mặt trong phân tử của chúng một số nhóm nguyên tử đặc biệt (thường có liên kết π).

- Sự đổi màu của chất chỉ thị do biến đổi cấu trúc trong phân tử (làm xuất hiện hay biến mất nhóm mang màu).

Ví dụ H+ OH48

CHẤT CHỈ THỊ

Chương 2

² THUYẾT ION – NHÓM SINH MÀU - Chất chỉ thị axit – bazơ là chất hữu cơ, trong dung dịch tồn tại ở 2 dạng hỗ biến có màu khác nhau; khi chúng cho và nhận proton thì cấu trúc của nó đồng thời thay đổi theo và dẫn đến thay đổi màu.

- Hai dạng hỗ biến: axit hữu cơ yếu hay bazo yếu (cũng có thể là chất lưỡng tinh).

Cân bằng giữa 2 dạng hỗ biến

Cân bằng (I) là cân bằng hỗ biến Cân bằng (II) là cân bằng axit – bazơ.

Màu của chỉ thị do tỷ số 2 nồng độ hỗ biến quyết định 49

CHẤT CHỈ THỊ

Chương 2

² CÁC LOẠI CHẤT CHỈ THỊ - Chất chỉ thị thuộc loại phtalein, thimophtalein, Naphtophtalein …

- Chất chỉ thị thuộc Sunfophtalein: phenol đỏ, bromphenol xanh, crezol đỏ …

- Hợp chất azo: metyl da cam, metyl vàng, Congo đỏ ...

50

CHẤT CHỈ THỊ

Chương 2

MỘT SỐ CHỈ THỊ AXIT – BAZƠ

51

CHẤT CHỈ THỊ

Chương 2

YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN KHOẢNG ĐỔI MÀU CHỈ THỊ 1. Hiệu ứng muối các chất điện ly 2. Ảnh hưởng nhiệt độ 3. Ảnh hưởng dung môi 4. Thứ tự chuẩn độ

52

CHẤT CHỈ THỊ

Chương 2

² HIỆU ỨNG MUỐI CÁC CHẤT ĐIỆN LY - Thay đổi cường độ màu (do hấp thụ ánh sáng) của các dạng màu của chất chỉ thị; - Ảnh hưởng đến cân bằng của chất chỉ thị • Lực ion lớn ảnh hưởng đến màu sắc chất chỉ thị. Với các chất chỉ thị khác nhau, các muối khác nhau sẽ khác nhau.

• Lực ion nhỏ thể hiện như đối với cân bằng của điện ly thường.

53

Chương 2

CHẤT CHỈ THỊ ² ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ

WWW.DAYKEMQUYNHON.C

Nhiệt độ thay đổi

Hằng số phân ly của nước và chất chỉ thị thay đổi

- Chỉ thị axit yếu, khoảng đổi màu hầu như không đổi - Chỉ thị bazƠ yếu, phụ thuộc nhiều

54

CHẤT CHỈ THỊ

Chương 2

² ẢNH HƯỞNG CỦA DUNG MÔI - Các dung môi có hằng số điện môi nhỏ hơn nước thì các dd axit và bazơ phân ly ít hơn ² ẢNH HƯỞNG CỦA THỨ TỰ CHUẨN ĐỘ - Thứ tự chuẩn độ quan trọng, ảnh hưởng đến độ chính xác của phép định phân.

- Thứ tự chuẩn độ làm thay đổi thứ tự định phân các chất, làm thay đổi giá trị pH khi kết thúc định phân.

55

CHẤT CHỈ THỊ

Chương 2

XÁC ĐỊNH ĐIỂM TƯƠNG ĐƯƠNG - Phương pháp xác định - Phương pháp đồ thị (vẽ đường định phân) - Phương pháp tính sai số chỉ thị

56

Chương 2

CHẤT CHỈ THỊ Đường định phân Phản ứng Quá trình chuẩn độ Nồng độ axit, bazơ của 2 cặp thay đổi.

BOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON

pH = -lg[H+]

ĐỒ THỊ

pH dung dịch thay đổi

Lượng thuốc thử thêm vào (%, hoặc ml)

WWW.DAYKEMQUYNHON.U 57

CHẤT CHỈ THỊ

Chương 2

Nguyên tắc xây dựng đường định phân axit – bazơ Thông thường lấy dung dịch chuẩn có C = 0,1M, V = 100ml.

Xác định pH của dung dịch tại thời điểm định phân 1. Trước chuẩn độ: khi chưa thêm thuốc thử 2. Trước thời điểm tương đương: giai đoạn định phân khi thêm thuốc thử chưa đủ lượng tương đương (50%, 90%, 99,9%) 3. Điểm tương đương: khi thêm 100% lượng thuốc thử cần thiết 4. Sau điểm tương đương: giai đoạn thêm thừa thuốc thử (100,1%, 101%, 110%, 200% …)

5. Nối các giá trị pH được đường cong định phân 58

Chương 2

PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ TẠO PHỨC

59

NGUYÊN TẮC

Chương 2

PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ TẠO PHỨC Là phương pháp phân tích thể tích dựa trên phản ứng tạo phức bền Yêu cầu - Phản ứng nhanh và hoàn toàn; - Phản ứng xảy ra theo đúng tỷ lượng nhất định; - Có khả năng xác định điểm tương đương.

60

-

CÁC PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ TẠO PHỨC

Chương 2

² PHƯƠNG PHÁP THUỶ NGÂN Dựa trên các phản ứng

Phản ứng định lượng: (a), (b) Phản ứng ít có giá trị định lượng: (c), (d):

61

CÁC PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ TẠO PHỨC

Chương 2

² PHƯƠNG PHÁP XYANUA Dựa trên sự chuẩn độ dung dịch xyanua bằng dung dịch AgNO3, tạo phức chất Nếu dư Ag+, tạo kết tủa:

Quá trình chuẩn độ kết thúc khi thấy dung dịch vẩn đục

62

CÁC PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ TẠO PHỨC

Chương 2

² PHƯƠNG PHÁP COMPLEXON - Dựa trên phản ứng tạo muối nội phức là Complexonat xảy ra giữa complexon và hầu hết các ion kim loại.

- Phương pháp có độ nhạy và độ chính xác cao - Phương pháp được sử dụng rộng rãi.

63

PHƯƠNG PHÁP COMPLEXON

Chương 2

o Cấu tạo Complexon

Complexon là những dẫn xuất của aminopolycacboxilic.

WWW.DAYKEMQUYNHON.CO Đặc điểm: • Chứa nhiều nhóm - COOH • Nguyên tử O trong - COOH có khả năng tạo liên kết cộng hoá trị với ion kim loại

64

PHƯƠNG PHÁP COMPLEXON

Chương 2

Complexonat

- - Phản ứng theo tỷ lệ 1:1: 1 ion kim loại kết hợp với 1 ion complexon tạo thành 1 ion complexonat nhất định.

- Phản ứng hình thành complexonat luôn giải phóng H+, tạo môi trường axit mạnh, ảnh hưởng đến độ bền complexonat.

- Để quá tình xảy ra, duy trì phản ứng trong môi tường đệm.

65

PHƯƠNG PHÁP COMPLEXON

Chương 2

o Chất chỉ thị trong phương pháp Complexon - Mục đích: xác định điểm tương đương; - Thường sử dụng chỉ thị màu kim loại; - Chất chỉ thị: chất hữu cơ có màu có thể kết hợp với ion kim loại tạo thành muối nội phức khá bền, tan trong nước, có màu khác với màu chất chỉ thị kim loại dang tự do.

o Yêu cầu chất chỉ thị - Đủ nhạy, tính chọn lọc, nồng độ chất chỉ thị ở múc nhỏ nhất có thể; - Phức chất được tạo ra giữa chất chỉ thị và ion kim loại phải bền nhưng kém bền hơn complexonat kim loại đó.

- Phản ứng tạo phức chất giữa chỉ thị và ion kim loại (cần xác định) phải 66 đặc trưng, nhanh, thuận nghịch

PHƯƠNG PHÁP COMPLEXON

Chương 2

CÁC PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ COMPLEXXON 1. Chuẩn độ trực tiếp 2. Chuẩn độ ngược 3. Chuẩn độ thay thế (chuẩn độ đẩy) 4. Chuẩn độ ion H+ 5. Chuẩn độ anion bằng complexon

67

CÁC PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ COMPLEXON

Chương 2

o Chuẩn độ trực tiếp - Mục đích: Chuẩn độ những ion kim loại khi tạo được điều kiện chuẩn độ để phản ứng chuẩn độ thoả mãn đầy đủ các điều kiện phản ứng chuẩn độ thể tích - Thường dùng chuẩn trilon B để chuẩn dộ trực tiếp ion kim loại.

- Chuản độ trong điều kiện pH được xác lập thích hợp từ đầu kéo dài trong suốt quá trình.

68

CÁC PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ COMPLEXON

Chương 2

o Chuẩn độ ngược - Dùng khi các ion cần phân tích không thể chuẩn độ trực tiếp (không có chỉ thị thích hợp, không giữ được ion với dạng pH cần thiết).

- Nguyên tắc: thêm vào dung dịch phân tích lượng dư xác định dung dịch chuẩn trilon B. các điều kiện khác cho phản ứng hoàn toàn..

- Sau đó chuẩn trilon B dư bằng dung dịch chuẩn muối kim loại với pH thích hợp.

69

CÁC PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ COMPLEXON

Chương 2

o Chuẩn độ thay thế (chuẩn độ đẩy) - Một số ion kim loại tạo phức complexonat bền. Tuy nhiên không thể chuẩn độ trực tiếp.

- Chuẩn độ các ion kim loại đó bằng chuẩn đô đẩy.

70

CÁC PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ COMPLEXON

Chương 2

o Chuẩn độ ion H+ - Phương pháp sử dụng khi complexonat hình thành bằng dung dịch chuẩn bazơ mạnh; - Trong quá trình chuẩn độ, tạo ra ion H+

- Chuẩn lại lượng H+ bằng dung dịch chuẩn kiềm mạnh với chất chỉ thị bazơ.

71

CÁC PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ COMPLEXON

Chương 2

o Chuẩn độ các anion bằng complexon Các anion khôn phản ứng trực tiếp với trilon B, do vậy cần chuẩn độ gián tiếp.

- Kết hợp phản ứng kết tủa với chuẩn độ complexon - Kết hợp phản ứng tạo phức với chuẩn độ complexon - Kết hợp phản ứng oxi hoá khử với chuẩn độ complexon.

72

CÁC PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ COMPLEXON

Chương 2

² Chuẩn độ hỗn hợp nhiều ion – Các chất che - Trilon B tạo phức với nhiều kim loại.

- Dùng chất che ion kim loại lạ bằng một chất che.

Chất che có điều kiện - Chất che không tạo phức với cation cần xác định, hoặc tạo phức kém bền hơn với phức complexonat của nó; - Chất che tạo phức bền với các ion lạ, phức đó phải bền hơn phức complexonat của chúng.

Các chất che thường dùng

73

CÁC PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ COMPLEXON

Chương 2

Phương pháp che có thể định lượng được - Pb có mặt Cu; - Ni có mặt Al, Fe, Mn; - Mg có mặt Fe, Al, Cu; - Zn có mặt Al, Mg, Ca.

74

Chương 2

PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ KẾT TỦA

75

ĐẶC ĐIỂM

Chương 2

ĐẶC ĐIỂM Phương pháp phân tích thể tích dựa vào phản ứng tạo thành hợp chất ít tan.

Phản ứng trong chuẩn độ kết tủa - Kết tủa tạo thành thực tế không tan, phản ứng hoàn toàn.

- Kết tủa hình thành nhanh, không có hiện tượng bão hoà; - Phản ứng chọn lọc (hiện tượng hấp phụ, quá trình cộng kết không làm sai kết quả phân tích).

- Có chỉ thị thích hợp để xác định điểm tương đương.

76

ĐẶC ĐIỂM

Chương 2

Các phương pháp chuẩn độ kết tủa: - Phương pháp Bạc (Ag) - Phương pháp thuỷ ngân - Phương pháp Ba2+ bằng sunfat - Phương pháp Chì bằng Cromat - Phương pháp Zn2+ bằng feroxianua

77

Phương pháp chuẩn độ Bạc

Chương 2

Phương trình đường chuẩn độ các Halogenua Phương trình chuẩn độ Ag + X- = AgX

78

Phương pháp chuẩn độ Bạc

Chương 2

Đường định phân

Đường định phân khi chuẩn độ dung dịch NaCl 0,1M bằng AgNO3 0,1M 79

Phương pháp chuẩn độ Bạc

Chương 2 WWW.DAYKEMQUYN

WWW.DAYKEMQUYNHON.COM WWW.DAYKEMQUYNHON.COM

² Sai số chuẩnđộ - Sử dụng phương pháp đường định phân để đánh giá WWW.DAYKEMQUYNHON.COM - Phương trình đường định phân được đơn giản hoá

• Chất chỉ thị kết thúc trước điểm tương đương

• Chất chỉ thị kết thúc sau điểm tương đương

• Chất chỉ thị kết thúc sát điểm tương đương 80

Phương pháp xác định điểm cuối

Chương 2

² Phương pháp Mohr (Mo) Chuẩn độ Cl- bằng dung dịch AgNO3, chỉ thị K2CrO4 Phản ứng:

Ag+ + Cl- = AgCl

Gần điểm tương đương/chỉ thị CrO422Ag+ + CrO42-= Ag2CrO4 (Kết tủa đỏ gạch)

81

Phương pháp chuẩn độ Bạc

Chương 2

Điều kiện chuẩn độ trong phương pháp Mo - Môi trường phản ứng trung tính, hoặc kiềm yếu (pH = 6,5 – 10); thuận tiện nhất pH = 8 – 10.

- Loại bỏ các ion cản trở: Ba2+, Pb2+, Bi3+ S2-, SO42-, PO43-, CrO42- Dung dịch chuẩn AgNO3 trên Buret - Độ nhạy của chất chỉ thị giảm khi tăng nhiệt độ do độ tan của Ag2CrO4 tăng, do đó phải chuẩn ở nhiệt độ thấp.

82

Chương 2

PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ OXI HOÁ-KHỬ

83

CHẤT CHỈ THỊ OXH-K

Chương 2

Nguyên tắc: dựa trên phản ứng trao đổi electron giữa dung dịch chuẩn chứa chất oxi hoá (hoặc khử với dung dịch phân tích chứa chất khử (hoặc chất oxi hoá)

1. Chất chỉ thị 2. Chất chỉ thị nội 3. Chất chỉ thị đặc biệt 4. Chất chỉ thị bất thuận nghịch 5. Chất chỉ thị oxi hoá khử 84

CHẤT CHỈ THỊ OXH-K

Chương 2

o Chất chỉ thị nội Thuốc thử là chất có màu riêng biệt, sẽ kết thúc chuẩn độ khi dung dịch đổi màu

85

CHẤT CHỈ THỊ OXH-K

Chương 2

o Chất chỉ thị đặc biệt Dùng để nhận lượng thuốc thử dư một ít (1 – 2 giọt) trong quá trình chuẩn độ

86

CHẤT CHỈ THỊ OXH-K

Chương 2

o Chất chỉ thị bất thuận nghịch Chất chỉ thị có đặc tính 2 dạng oxi hoá và dạng khử không biến đổi thuận nghịch

87

Chương 2

CHẤT CHỈ THỊ OXH-K o Chất chỉ thị oxi hoá khử

Chất chỉ thị đổi màu theo điện thế oxiWWW.DAYKEMQUYNHON.CO hoá – khử, là những chất oxi hoá hoặc khử mà dạng oxi hoá, dạng khử có màu khác nhau, tồn tại trong dung dịch theo cân bằng WWW.DAYKEMQUYNHON.COM

• Tỷ lệ nồng độ 2 dạng oxi hoá và dạng khử quyết định màu của dung dịch, • Tỷ lệ 2 nồng độ có liên hệ theo công thức

88

ĐƯỜNG ĐỊNH PHÂN

Chương 2

- Dạng đuờng định phân không phụ thuộc vào nồng độ của dung dịch chuẩn cũng như chất cần xác định; - Khi mới chuẩn độ, độ dốc rất cao. Tại điểm tương đương có bước nhảy thế. Tại vùng xung quanh F=0,5, thế biến thiên rất ít.

- Dạng đường định phân không phụ thuộc pH - Có thể kéo dài bước nhảy thế bằng cách giảm giá trị điện thế ở đầu bước nhảy.

89

CÁC PHƯƠNG PHÁP OXI HOÁ – KHỬ

Chương 2

Phương pháp OXH – K thông dụng 1. Phương pháp Permaganat 2. Phương pháp Dicromat 3. Phương pháp Iot – Thiosunfat 4. Phương pháp bromat - bromua

90

CÁC PHƯƠNG PHÁP OXI HOÁ – KHỬ

Chương 2

o Phương pháp Permaganat Dựa trên phản ứng OXH ion MnO4- phụ thuộc nhiều vào độ axit của môi trường

MnO2

91

CÁC PHƯƠNG PHÁP OXI HOÁ – KHỬ

Chương 2

WWW.DAYKEMQUYNHON

o Phương pháp Dicromat Dựa vào phản ứng oxi hoá của ion dichromat Cr2O72- trong môi trường axit

92

WWW.DAYKEMQUYNHON.COM

CÁC PHƯƠNG PHÁP OXI HOÁ – KHỬ

Chương 2

o Phương pháp Iot - Thiosunfat

o Phương pháp Bromat - Bromua

K.COM/DAYKEM.QUYNHON

WWW.DAYKEMQUYNHON.UC 93

94