TÌM HIỂU VỀ CHUẨN ĐỘ ĐA AXIT - ĐA BAZƠ

Đề tài

TÌM HIỂU VỀ CHUẨN ĐỘ ĐA AXIT – ĐA BAZƠ

A. MỞ ðẦU

A. LÝ THUYẾT CHUẨN ðỘ

B. NỘI DUNG

B. CÁC DẠNG BÀI TẬP

C. KẾT LUẬN

D. TÀI LIỆU THAM KHẢO

Một trong các phương pháp phân tích thể tích quan trọng là phương pháp chuẩn độ axit bazơ. Bản chất của phương pháp là dựa trên sự tương tác giữa các axit và các bazơ.

Phương pháp này cho phép xác định định lượng (khối lượng, nồng độ) của các axit (bằng dung dịch kiềm chuẩn) hoặc các dung dịch kiềm (bằng dung dịch axit chuẩn) và các tương tác của các chất với axit hay với bazơ kiềm) Chuẩn độ axit - bazơ đa chức là một trong những phép chuẩn độ quan trọng học viên cần nắm được lí thuyết liên quan cũng như phải giải được các bài.

Vì vậy chúng tôi xin được trình bày vấn đề : “TÌM HIỂU VỀ CHUẨN ĐỘ ĐA AXIT – ĐA BAZƠ” nhằm hệ thống hóa kiến thức từ lý thuyết cho đến bài tập.

I. LÝ THUYẾT VỀ CHUẨN ĐỘ AXIT ĐA CHỨC Trong dung dịch đa axit HnA có khả năng phân ly theo từng nấc:[3]

Và có thể coi đa axit như một hỗn hợp gồm đơn axit.

Có thể tiến hành theo từng nấc nếu K a1 K a 2 1 − q 4 ; ≥ 2 = 10 (q= ± 1%) K a 2 K a3 q

*TH 1 : Ka1 >> Ka2 >> Ka3 >>……. >> Kan xảy ra chủ yếu ở nấc 1.

Định luật tác dụng khối lượng: 2 x +  = K a 1 ⇒  H  = x ≈ C -x

K a 1 .C

* TH 2 : phải tổ hợp thành phương trình bậc cao hoặc phải tính lặp gần đúng liên tục :

* I.1. Chuẩn độ dung dịch axit H3A XOH, C H3A, Co, Ka1, Ka2,Ka3

[4]

Chuẩn độ dd axit H3A, Co bằng dd chuẩn XOH, C.

* I.2.

pH tại các điểm tương đương [4],[5]

Điểm tương đương I: H3A + XOH XH2A + H2O Thành phần dung dịch: H2A-, H2O. ĐKP:

 H +  = OH −  − [ H3 A] +  HA2−  + 2  A2− 

+  Nồng độ  H  tại điểm tương đương

Với:

1 pH I = (pK a1 +pK a2 ) 2

Điểm tương đương II: H3A + 2XOH X2HA + H2O Thành phần dung dịch: HA2-, H2O. ĐKP:  H +  = OH −  +  A3−  −  H 2 A −  + 2  H 3 A 

Với

1 pH II = (pK a2 +pK a3 ) 2

Thông thường Ka3 quá bé nên không thể chuẩn độ trực tiếp đến điểm tương đương thứ ba vì sai số lớn.

Nếu chuẩn độ được nấc thứ ba thì phải thỏa điều kiện: 2

2

Ka3.Co3 >C .q -8

10 4 -12 Co3 > =10 M (Ka3 = 10 , C= 0,1M, q= 0,1%) Ka3 Tuy nhiên, do trong thực tế, nồng độ axit cần chuẩn độ rất bé, nên không thể chuẩn độ được.

Điểm tđ III:

Với Từ x= [OH-] suy ra [H+]III

* I.3.

Đường cong chuẩn độ axit yếu đa chức [4],[5] Để xây dựng đường chuẩn độ có thể bằng hai

cách:

-Thiết lập hàm liên hệ pH-P(mol), hoặc pH-P(đlg) - Xác định các giá pH0 , pHtđI , pHtđII và chọn chỉ thị

sao cho giá trị pT của chỉ thị gần sát với pHtđ càng gặp sai số bé.

Ví dụ : Chuẩn độ H3A (Co, Vo ) bằng NaOH (C,V) Tại điểm tương đương thứ nhất H3A + NaOH H2A- + Na+ + H2O CoVo = CoVtđ1 , do đó: Tại điểm tương đương thứ hai H3A + 2NaOH HA2- + 2Na+ + 2H2O CoVo CV (CVtđ2)/2 = CoVo và

Tại điểm tương đương thứ ba H3A + 3NaOH A3- + 3Na+ + 3H2O CoVo CV

*

Đường chuẩn độ axit H3A 0,1 M bằng XOH 0,1 M. pKa1 = 2,0 ; pKa2 = 7,0 và pKa3 = 12,0 [4]

Sơ đồ chuẩn độ axit H3A bằng XOH (V2=2V1) [4]

V1 = VXOH chuẩn độ 1 nấc của H3A V2= VXOH chuẩn độ 2 nấc của H3A

* I.4.

Sai số chuẩn độ [4],[5]

Để thiết lập phương trình sai số tại các điểm ta thấy rằng tại mọi thời điểm hệ luôn tồn tại nhiều cấu tử và các cấu tử đều có quan hệ chặt chẽ với nhau. Để tính sai số có thể sử dụng phương trình sau : Phương trình sai số chuẩn độ nấc 1 : 2

h − K a1 K a 2 W  C + C0  qI = −  h −  − 2 h  CC0 h + K a1 h + K a1 K a 2 

Phương trình sai số chuẩn độ nấc 2 : 2

h − K a 2 Ka3 W  C + 2C0  qII = −  h −  − 2 h  2CC0 2(h + K a 2 h + K a 2 K a 3 ) 

Phương trình sai số chuẩn độ nấc 3 [4]:

q III

W C + 3C o h = − h 3CC o 3( h + K a 3 )

Ví Dụ [4]: Đánh giá pH tại các điểm tương đương và sai số khi chuẩn độ H3PO4 0,1M bằng NaOH 0,1M trong hai trường hợp: a. Đổi màu metyl da cam từ đỏ sang hồng (pTI = 4,4) b. Đổi màu phenolphtalein sang hồng (pTII = 9,0) Với pKa1 = 2,15 ; pKa2 = 7,21 và pKa3 = 12,32

Giải: a) Tại điểm tương đương thứ nhất (đổi màu metyl da cam)

Sai số : Sai số âm vì pT1< pHI b) Tại điểm tương đương thứ hai (đổi màu phenolphtalein)

Với:

Sai số âm vì pHII> pTII

BÀI TẬP VỀ CHUẨN ĐỘ ĐA AXIT

Tính %m, CM, chọn chỉ thị, pH, V tại các thời điểm khác nhau

1

2

Tính sai số

Dạng 1 : Tính %m, CM, chọn chỉ thị, pH, V tại các thời điểm khác nhau Bài 1:[2][6] Chuẩn độ 20ml dung dịch axit H3PO4 0,01M bằng dung dịch xút 0,02M. Tính pH của dung dịch sau khi đã thêm: a) 10ml xút b) 20ml xút Biết pKa1 = 2,15 ; pKa2 = 7,21 và pKa3 = 12,32 Giải: a) VNaOH = 10ml Nồng độ ban đầu của các chất là: o H3PO4

C

20.0,01 1 o = = M = CNaOH 30 150

Lượng NaOH thêm vào đã trung hòa hết nấc 1 của axit H3PO4 theo phương trình:

H 3 PO 4 +NaOH → NaH 2 PO 4 +H 2 O Ban đầu:

1 150

Cân bằng: 0

1 150

0

1 150

Do đó pH sẽ tính theo tính theo ion H 2 PO -4 theo cân bằng: W H 2 PO 4 +H 2 O ⇌ OH +H 3 PO 4 K a1

H 2 PO -4 ⇌ H + +HPO 42- K a2

Áp dụng định luật bảo toàn proton với mức không với H2PO4-, H2O . Ta có: [ H ] = [O H ] + [H P O +

−

2− 4

] − [H 3 P O 4 ]

K a 2 .[H 2 P O -4 ] W -1 ⇔ h= + -K a 1 .h .[H 2 P O 4 ] h h ⇒ h =

W + K a 2 .[H 2 P O 4− ] 1 + K a−11 .[H 2 P O 4− ]

Mặt khác: Ka2.C >> W ⇒ h =

K a 2 .[H 2 P O 4− ] −5 = 1, 4 5 5 .1 0 1 + K a−11 .[H 2 P O 4− ]

⇒ pH = 4,84

b) VNaOH = 20ml

20.0,01 −3 Nồng độ ban đầu của các chất là: C = = 5.10 M 40 20.0,02 o CNaOH = = 0,01M 40 o H3PO4

Lượng NaOH thêm vào đã trung hòa hết nấc 2 của axit H3PO4 theo phương trình: H 3 PO4 + 2 NaOH → Na2 HPO4 + 2 H 2O

Ban đầu: 5.10-3 0,01 Cân bằng: 0 0

5.10-3

Do đó pH sẽ tính theo ion H2PO42 - theo cân bằng: W 2HPO 4 +H 2 O ⇌ OH +H 2 PO 4 K a2 24

+

HPO ⇌ H +PO

34

K a3

Áp dụng điều kiện bảo toàn proton với mức không là HPO42-, H2O ta có: 3− 4

[ H ] = [ O H ] + [ PO ] − [ H 2 PO ] +

−

− 4

W K a 3 .[HPO42 − ] −1 2− ⇔h= + − K a 2 .h.[HPO4 ] h h ⇒ h =

W + K a 3 .[H P O 42 − ] −10 ⇒ pH = 9,41 = 3, 9 .1 0 1 + K a−21 .[H P O 42 − ]

Bài 2:[2][6] Chuẩn độ 50ml dung dịch axit H2A 0,04M. Nếu thêm 20ml dung dịch NaOH 0,08M thì pH của dung dịch bằng 3. Nếu thêm tiếp 30ml NaOH nữa thì pH = 9. Tính hằng số phân li Ka1 và Ka2 của H2A. Giải: Giả sử Ka1 >> Ka2 Ở pH = 9⇒ H2A đã phản ứng hết với NaOH để tạo muối Na2A. 0,08.50 o Nồng độ ban đầu của các chất : CNaOH = 100 = 0,04M o H2 A

C

Ta có: Co: []:

0,04.50 = = 0,02M 100

H2A + 2NaOH → Na2A + 2H2O 0,02 0,04 0,02

Nếu coi Ka1>>Ka2, thì chỉ xét cân bằng: A

2−

W + H 2O ⇌ H A + O H K b = K a2 −

−

Co: 0,02 −5 []: 0,02 −10−5 10 10 −5 W (10−5 )2 −9 −6 Kb = = = 5.10 ⇒ Ka 2 = 2.10 −5 Ka 2 0,02 −10 Ở pH = 3⇒ H2A đã phản ứng với NaOH chỉ tạo muối NaHA. 0,08.20 4 o = M Nồng độ ban đầu của các chất : CNaOH = 70

o H2 A

C

175

0,04.50 1 = = M 70 35

Ta có:

Co : []

H2A + NaOH → NaHA + H2O 1 4 35 175 4 175

1 175

Nếu coi Ka1>>Ka2, thì chỉ xét cân bằng: H

Co: []:

1 175

4 175

4 1 −3 −3 + 10 −10 10−3 175 175

4 10 .(10 + ) 175 = 5, 06.10 −3 K >> K = a1 a2 1 thỏa giả thiết đặt ra. ( − 10 −3 ) 175 −3

K a1

− + A ⇌ HA + H K a1 2

−3

Bài 3 [1]: Chuẩn độ dung dịch H3PO4 0,1M theo nấc 1.

Nếu muốn sai số chỉ thị không vượt quá ±0,5% thì phải kết thúc chuẩn độ trong pH khoảng nào? ( chất chỉ thị có pT trong khoảng pH nào) Biết pKa1 = 2,12 ; pKa2 = 7,21 và pKa3 = 12,32 Giải Ta tính pH thỏa mãn các phương trình : P − 1 = ±0, 005 Áp dụng biểu thức W  P −1 = −  h − h 

2 C + C h − K a1 K a 2  0 − 2  h + K a1 h + K a1 K a 2  CC0

10−14 0,1 + 0,1 h2 −10−2,15 ⋅10−7,21 q = P −1 = −0,005 = −(h − ) − h 0,1× 0,1 10−2,15.h

Giải phương trình đó, ta được

h = 10−4,32 ; pH = 4,32

−14

2

−2,12

−7,21

10 0,1+0,1 h −10 ⋅10 q = P−1=+0,005 =−(h− ) − −2,12 h 0,1×0,1 10 .h Giải phương trình đó, ta được

h = 10−5 ; pH = 5

Vậy cần dùng chất chỉ thị có pT nằm trong khoảng 4,3 - 5,0 thì khi ngừng chuẩn độ sẽ mắc sai số nhỏ hơn hoặc bằng ±0,5%.

Với khoảng pT từ 4,3-5,0 ta có thể dùng Metyl đỏ( pT=5) hoặc Bromcresol xanh( pT=4,66)

Bài 4[1]: Tính số ml dung dịch NaOH 0,1M cần thêm vào 20ml dung dịch H3PO4 0,1M để pH của hỗn hợp thu được bằng 4,0 và 9,0.

Giải: Gọi thể tích dung dịch NaOH 0,1M cần thêm vào để đạt được pH bằng 4,0 là V. Để tính V ta xuất phát từ phương 2 − + − K a1 K a 2 C V C V C C h W 0 0 0 trình : P −1 = = −(h − ) − C 0V 0

h

C 0V 0

K a1h

Do C0 = C nên ta có

V W C0 + C h 2 − K a1 K a 2 − 1 = −( h − ) − V0 h C 0V0 K a1h

thay

C 0 = 0,1; V 0 = 20, h = 10 − 4 , K a 1 = 10 − 2 ,12 ; K a 2 = 10 − 7 ,21

Giải ra ta được V =19,7ml NaOH 0,1M

Để tính thể tích dung dịch NaOH cần thêm vào để pH hỗn hợp thu được có pH = 9 , ta áp dụng công thức : 2

h − Ka 2 Ka 3  W  C + 2C0 P − 2 = − h −  − 2 2 2( h CC h + Ka 2 h + Ka 2 Ka 3 )   0 Trong đó, thay

C0 =0,1; V0 =20; H+  =10-9; OH-  =10-5; Ka2 =10-7,21; Ka3 =10-12,32 Sau khi thay các giá trị trên vào phương trình đó và giải ra, ta được V=39,69ml NaOH 0,1M. Bằng cách tính thể tích V như trên cũng có thể tính được sai số chỉ thị khi dùng chất chỉ thị có pT bằng 4 và bằng 9.

Bài 5[3]: Tính số gam axit tactric H2C4H4O6 cần lấy ñể khi hào tan vào 50 ml dung dịch NaOH 0,1M thì pH của dung dịch thu ñược là 3,71.

Giải: a.1000 2a = Gọi a là số gam axit cần lấy thì Caxit = 150.50 15 Nhận xét:

pK a1 + pK a 2 3, 04 + 4,37 pH = 3, 71 = = 2 2 Nên thành phần chính trong dung dịch là muối axit Na2HC4H4O6 nghĩa là phản ứng giữa axit và NaOH xảy ra vừa đủ: NaOH

+

H2C4H4O6 =

2a/15=0,1 →a=0,75 gam.

Na2HC4H4O6

+

H2O.

Dạng 2: Tính sai số Bài 1[2]: Tính sai số chỉ thị khi chuẩn độ dung dịch H3PO4 0,1M bằng dung dịch chuẩn NaOH 0,1M; nếu kết thúc chuẩn độ theo nấc thứ nhất pH = 4,3 và theo nấc thứ hai pH = 10.

Giải: Ka1 5 Ka 2 5 = 10 ; = 10 Ka 2 Ka3

Có thể chuẩn độ riêng nấc 1 và nấc 2(không chuẩn độ được đến nấc 3) pK a 1 + pK a 2 pH 1 = = 4, 5 2 pH

II

pK a2 + pK a3 = = 9, 5 2

Khi kết thúc chuẩn độ ở pH = 4,3 pHI ; ta áp dụng ͌ công thức tính P-1 đối với nấc 1 được: −14 −4,3 2 −2,12 −7,21 10 0,1 + 0,1 (10 ) − 10 10 −4,3 qI = P −1 = −(10 − −4,3 ) − = −0,0064 −2,12 −4,3 10 0,1.0,1 10 .10

Tức là 0,64% axit chưa được chuẩn độ (sai số âm). + Khi kết thúc chuẩn độ ở pH=10 pHII ta áp dụng ͌ phương trình tính sai số ở nấc thứ 2 để tính P – 2: -10 2

-7,21

-12,36

0,1+2.0,1 (10 ) -10 .10 qII = - 10 -10 =0,0028 -10 2 -7,21 -10 -7,21 -12,36 2.0,1.0,1 2((10 ) +10 .10 +10 .10 )

(

-10

-4

)

Tức +0,28% nghĩa là lượng NaOH đã thêm vào dư 0,28% so với lượng axit ban đầu.

Bài 2[2]: Đánh giá sai số khi chuẩn độ dung dịch axit H3A 0,1M bằng dung dịch NaOH 0,1M trong hai trường hợp: a) Với chỉ thị có pT=4 b) Với chỉ thị có pT =9 Biết pKa1 = 2 , pKa2 =7 ,pKa3 =12 Giải : Ka1 5 Ka 2 5 = 10 ; = 10 Ka2 Ka3 Có thể chuẩn độ riêng nấc 1 và nấc 2(không chuẩn độ được đến nấc 3) pH = pK a1 + pK a 2 = 4, 5 1

2

Như vậy khi dùng chỉ thị có pT=4 tức là trước điểm tương đương I

pT = 4 suy ra [H+] = h =10-4 Áp dụng biểu thức 2 C + C h − Ka1Ka 2 W   0 qI = −  h −  − 2 h  CC0 h + Ka1h + Ka1Ka 2 

−8

−9

0,1+ 0,1 10 −10 −2 = −10 . − −8 = −1,1.10 −6 −9 0,1.0,1 10 +10 +10 qI = −1,10 0 −4

Khi pT = 9 . Tại điểm tương đương thứ hai : pK a 2 + pK a 3 pH II = = 9,5 2 W −5 + -9 , Ta có: pT = 9 suy ra [H ]= 10 = 10 h 2 C + 2 C h − K a2 K a3 W   0 q II = −  h −  − 2 h 2 CC 2( h + K a2h + K a2 K a3 )   0 −9 2

−7

−12

0,1+ 2.0,1 (10 ) −10 .10 =−(10 −10 ). − =−0,0043 −9 2 −7 −9 −7 −12 2.0,1.0,1 2.((10 ) +10 .10 +10 .10 qI =−0,4300 −9

−5

II.HỖN HỢP AXIT MẠNH VÀ ĐA AXIT. II.1. Chuẩn độ hỗn hợp axit mạnh và đa axit. [4] Thường phải chuẩn độ axit mạnh và nấc thứ nhất của đa axit và sau đó chuẩn độ tiếp nấc thứ hai của đa axit.

HY+H3A VI VII

XOH XY+ XH2 A XOH XY+ X2HA

Sơ đồ chuẩn độ hỗn hợp XY (Co1)+ H3A (Co2, Ka1,Ka2, Ka3) bằng XOH C (M) VI: chuẩn độ HY và nấc thứ nhất H3A. VII: chuẩn độ HY và 2 nấc của H3A. Thể tích XOH để chuẩn độ riêng HY là 2VI- VII. Thể tích chuẩn độ riêng 1 nấc H3PO4: VII- VI.

II.2. pH tại các điểm tương đương [4],[5] Điều kiện chuẩn độ riêng từng axit: K a1.C02 ≤ C2 .q 2 C2 .q 2 10−8 ⇒ K a1 ≤ = −1 = 10−7 ( C = 0,1; q = ± 0,1%;C02 = 0,1) C02 10

PTPU chuẩn độ đến điểm tương đương I HY+ XOH → XY+ H2O H3A+ XOH → XH2A+ H2O Ta có:

∫

HY

+ ∫ H3 A = ∫ NaOH

Đến điểm tương đương thứ II: HY+ XOH → XY+ H2O H3A+ 2XOH → X2HA+ 2H2O pH I

chính là p H của dung dịch H 2 A - + H 2 O 0 W+K C a2 1  H +  = I 1+K -1a1C10

pH II

chính là p H của dung dịch H A 2 - + H 2 O

0 W+K C + a3 2  H Được tính theo công thức :   II = 1+K -1a2 C 02

II.3. Sai số chuẩn độ [4] qI = − h

C + C01 + C02

(

C C01 +C02

)

C02  K a1.K a 2 − h 2  +   C01 + C02  K a1.h 

C02 Ka2 Ka3 − h W (C + C01 + C02 ) qII = + h C ( C01 + C02 ) C01 + 2C02 Ka2h

2

BÀI TẬP VỀ HỖN HỢP AXIT MẠNH VÀ ĐA AXIT. Bài 1: Đánh giá sai số chuẩn độ hỗn hợp HCl và H3PO4. Biết rằng khi chuẩn độ 100,00ml hỗn hợp đến pT = 4,40 thì hết 45,00ml NaOH 0,100M, còn khi chuẩn độ đến pT = 9,00 thì hết 60,00ml NaOH. Biết pKa1 = 2,12 ; pKa2 = 7,21 và pKa3 = 12,32 Giải: Ta có: pK a 1 + pK a 2 2,12 + 7, 21 = ≈ 4, 7 2 2

pH 1 = pH

II

=

pK a2 + pK a3 7, 21 + 12, 32 = ≃ 9, 77 2 2

Tại pT= 4,4 ta chuẩn độ được HCl và 1 nấc của H3PO4.

Tại điểm pT=9, ta chuẩn độ được HCl và 2 nấc của H3PO4. Áp dụng quy tắc đương lượng:

∫

HCl/100ml

=∫

NaOH/30ml

C01.100 = CNaOH .30 CNaOH .30 0,1.30 ⇒ C01 = = = 0, 03 M 100 100 Nồng độ gần đúng của H3PO4:

∫

H3 PO4 /100ml

=∫

NaOH/15ml

C02 .100 = CNaOH .15 CNaOH .15 0,1.15 ⇒ C02 = = = 0, 015 M 100 100

Sai số chuẩn độ đến điểm tương đương thứ nhất: C + C01 + C02 C02 K a1.K a 2 − h 2 qI = −h. + .

C (C01 + C02 ) C01 + C02 K a1h −9,36 −8,8 0,145 0, 0150 10 − 10 q = −10−4,40. . + = −0, 0021 −6,55 0, 00450 0, 0450 10

Sai số chuẩn độ đến điểm tương đương thứ hai: C02 K a 2 .K a 3 − h 2 W C + C01 + 2C02 qII = . + . h C (C01 + 2C02 ) C01 + 2C02 Ka 2h −18 −19,53 0,16 0, 0150 10 − 10 −5 . = 1, 00.10 . + = −0, 4% −16,21 0, 0060 0, 060 10

Do

Vtd − Vcx q= Vcx ⇒ Vcx = Vtd .(1 − q)

Thể tích chính xác NaOH cần thêm để đạt đến điểm tương đương I và II: 0, 2 V1 = 45, 00 + 45, 00. = 45, 09ml 100

0, 4 V2 = 60, 00 + 60, 00. = 60, 24ml 100

Nồng độ chính xác của các axit: 60, 24 − 45, 09 CH3 PO4 = .0,1000 = 0, 01515M 100 45, 09 − (60, 24 − 45, 09) CHCl = .0,1000 = 0, 02994M 100

Sai số khi xác định nồng độ H3PO4

qH3 PO4

0, 0150 − 0, 01515 = .100 = −1% 0, 01515

Sai số khi xác định nồng độ HCl qHCl

0, 0300 − 0, 02994 = .100 = −0, 2% 0, 02994

Bài 2:[2] Một hỗn hợp B gồm HCl 0,1M và H3PO4 0,1M. a) Có khả năng chuẩn độ riêng HCl trong hỗn hợp B không? b) Tính thể tích NaOH 0,1M cần để trung hòa 100ml dung dịch B đến màu vàng metyl da cam có pT= 4. Biết H3PO4 có pKa1 = 2,15; pKa2 = 7,21; pKa3 = 12,32 Giải: a) Vì H3PO4 có Ka1= 10-2,15 > 10-7 nên không chuẩn độ riêng HCl được,vì vậy phép chuẩn độ trước hết là chuẩn độ axit HCl và nấc thứ nhất của axit H3PO4 b) Chuẩn độ tới màu vàng của metyl da cam có pT= 4 tức là chuẩn độ tới điểm tương đương thứ nhất . Tại điểm tương đương I: HCl + NaOH = NaCl + H2O H3PO4 + NaOH = NaH2PO4 + H2O

Tại tương đương 1 dd gồm: H2PO4-, Cl-, Na+. Phương trình ĐKP : [H+] = [OH-] + [HPO42-]+2[PO43-]-[H3PO4].

Vì Ka3<<Ka2 nên có thể bỏ qua [PO43-] so với [HPO42-].

C 0V0 C0,V0 CV1 −  H  − + [ H 3 PO4 ] − = OH  − +  HPO42−  + 2  PO43−  V0 + V1 V0 + V1 V0 + V1 +

V0 là thể tích hỗn hợp 2 axit (100 ml), V1 là thể tích dung dịch NaOH thêm vào.

C0 là nồng độ mol của dung dịch HCl (0,1M), C0’ là nồng độ mol của H3PO4 (0,1M) và C là nồng độ dung dịch chuẩn NaOH (0,1M) .

Giải ra ta có V1 = 199,46 ml

Bài 3: Cần phải thêm bao nhiêu ml dung dịch chuẩn 0,05M vào 20ml dung dịch hỗn hợp HCl 0,05M+ H3 PO4 0,1M để pH của dung dịch hỗn hợp thu được bằng a. 4 b. 9 Giải: Gọi V0 là thể tích hỗn hợp 2 axit (20 ml), V1 ,V2 là thể tích dung dịch thêm vào lần lượt để được pH = 4, pH = 9.

C0 là nồng độ mol của dung dịch HCl (0,05M), C0‘ là nồng độ mol của H3PO4 (0,1M) và C là nồng độ dung dịch chuẩn NaOH (0,05M)

a. V1 thêm vào để pT = 4 4

Phương trình bảo toàn proton xuất phát từ H2O và H2 PO

, C V C CV1 + − 0 0 0V0  H  − + [ H 3 PO4 ] − = OH  − +  HPO42−  + 2  PO43−  V0 + V1 V0 + V1 V0 + V1

 O H −  ,  H PO 42 −  ,  PO 43 − 

Tại pH = 4 ta bỏ qua được

thay các giá trị vào pt ta được V1 = 59,43ml .

2− HPO b) Phương trình bảo toàn proton xuất phát từ H2O và 4

[H ] +

C 0V0 C 0, V0 CV2 − − − + 2[H 3 PO4 ] − + H 2 PO4 = OH − + PO43− V0 + V 2 V0 + V2 V0 + V2

[

Khi pH = 9 có thể bỏ qua giá trị

] [

]

 H +  , [ H 3 PO4 ] ,  PO43− 

Giải phương trình đó ta được V2 = 99,37 ml

[

]

KẾT LUẬN Tiểu luận đã tìm hiểu, lựa chọn và trình bày được những nội dung liên quan đến chuẩn độ đa axit – đa bazơ cụ thể là: Trình bày lý thuyết liên quan đến quá trình chuẩn độ, tính toán điểm tương đương, sai số và chọn chất chỉ thị. Đưa ra và giải một số bài tập liên quan đến mỗi phần Sưu tầm một số bài tập tự giải tương tự.

53

TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Hoàng Minh Châu, Từ Văn Mạc, Từ Vọng Nghi (2007), Cơ sở hóa học phân tích, NXB Khoa Học và Kỹ Thuật.

2. Nguyễn Tinh Dung (1982), Bài tập hóa học phân tích, NXB Giáo dục.

3. Nguyễn Tinh Dung, Đào Thị Phương Diệp (2007), Hóa học phân tích – Câu hỏi bài tập cân bằng ion trong dung dịch, NXB Đại học Sư Phạm

4. Nguyễn Tinh Dung (2006), Hóa học phân tích Phần III – Các phương pháp định lượng hóa học, NXB Giáo dục.

5. Nguyễn Hữu Hiền (2011), Bài giảng Phân tích định lượng, ĐHSP Huế.

6. Khoa Hóa – ĐHSP Huế (2005), Bài tập Hóa học phân tích.

7. Trần Tứ Hiếu, Từ Vọng Nghi, Hoàng Thọ Tín(1984), Bài tập Hóa phân tích, NXB Đại học và trung học chuyên nghiệp.