TN Hoa Phan Tich

BÀI 1: SỬ  SỬ  DỤ  DỤNG VÀ HIỆ HIỆU CHỈ CHỈNH DỤ DỤNG CỤ CỤ I. DỤNG CỤ ĐO I.1. Cân phân tích. Cân dùng để  xác định khối l ượ ng. ng. Trong phòng thí nghiệm th ườ ng ng s ử d ụng 2 loại : cân k ỹ thu ật và cân phân tích. - Cân k ỹ thu ật: dùng để cân các kh ối lượ ng ng tươ ng ng đối lớ n (vài tr ăm g), khối lượ ng ng nhỏ nhất cân đượ c khoảng 1g. - Cân phân tích: dùng để  cân các kh ối lượ ng ng nhỏ t ừ  100g tr  ở xu ống đến 0,1mg (0,0001g). Tùy vào khối lượ ng ng và độ  chính xác theo yêu c ầu cần cân mà lựa ch ọn sử d ụng cân k ỹ thuật hay cân phân tích. Ví dụ  : cân 10g thì dùng cân k  ỹ thu ật nhưng yêu cầu cân 10,0000g thì dùng cân phân tích. Chú ý khi sử  d   d ụng cân : Thao tác đối vớ i cân phải nhẹ nhàng Khối lượ ng ng cân phải nhỏ h ơ n khối lượ ng ng tối đa cân đượ c của cân. Tuyệt đối không cân những hóa chất ăn mòn cân n ếu không có dụng cụ  bảo vệ. Không dùng đĩ a cân có khối lượ ng ng quá lớ n dễ d ẫn đến sai số khi cân. I.2. Buret Buret là một dụng cụ đo thể  tích và cho phép l ấy một thể  tích dung d ịch chính xác. Khi sử d ụng buret phải thực hiện đúng thao tác nhằm đạt đượ c độ chính xác cao (sinh viên nghe hướ ng ng dẫn trong phòng thí nghiệm) I.3. Pipet bầu Pipet bầu dùng để l ấy một thể tích ch ất lỏng chính xác theo thể tích ghi trên  pipet. Có hai loại pipet bầu là loại m ột vạch và hai vạch. Ngoài ra ngườ i ta còn  phân biệt loại thổi và không thổi. Khi sử d ụng pipet bầu tuyệt đối không dùng tay nắm lấy bầu pipet vì sẽ làm giãn nở  t h ể  tích d ẫn đến sai số. Khi lấy dung dịch ra khỏi pipet (loại một v ạch) sinh viên chạm nh ẹ đầu c ủa pipet vào thành dụng c ụ ch ứa, đến khi dung dịch ra khỏi hết dụng cụ, xoay nhẹ m ột vòng trong khi đầu pipet vẫn chạm thành dụng cụ ch ứa dung dịch. I.4. Pipet kh ắc vạch Pipet khắc vạch dùng để l ấy thể tích theo v ạch chia ghi trên pipet. Độ chính xác của pipet khắc vạch không bằng pipet bầu một vạch. I.5. Bình định m ứ c: c: Là loại d ụng c ụ có th ể  tích chính xác chuyên dùng để pha chế  dung d ịch. Thể  tích chính xác đo đượ c của bình định mức ghi trên thành  bình là phần thể tích gi ớ i hạn bở i vạch chuẩn trên bình định mức. ng hóa chất cần pha loãng cho vào bình định mức, Cách sử  d ụng: lấy một lượ ng đỡ đáy bình, tay còn lại giữ nút thêm nướ c cất tớ i vạch chuẩn. Dùng lòng bàn tay đỡ đ và cổ  bình, đảo nnggượ c vài lần. ( Đối vớ i chất r  ắn nên dùng becher hòa tan tr ướ  ướ c r ồi mớ i cho vào bình định mức, tráng r ửa dụng cụ hòa tan b ằng nướ c cất th ật k ỹ và cho vào bình định mức, chú ý tổng thể  tích n ướ c dùng hòa tan phải nh ỏ h ơ n thể  tích c ủa bình định mức). Không sử d ụng bình định mức ngoài chức năng định mức thể tích. 1

I.6 Ống đong Ống đong dùng để l ấy một thể  tích ch ất lỏng gần đúng. Khi cần lấy một thể tích chính xác thì không s ử d ụng ống đong. Trong tr ườ  ng hợ  p lấy axit đậm ườ ng đặc để pha loãng thì nên s ử d ụng ống đong. I.7. Becher Becher thườ ng ng dùng để ch ứa dung dịch thí nghiệm, thể  tích l ấy bằng  becher kém chính xác. Khi sử d ụng chú ý phải đặt nhẹ nhàng vì b ề m ặt đáy  becher r ất dễ v ỡ . I.8. Erlen Đây là dụng cụ  dùng để th ực hiện những phản ứng trong phưong pháp chuẩn độ. Thể  tích dung d ịch lấy bằng dụng cụ  này ch ỉ  có tính t ươ ng ng đối, kém chính xác. II. HIỆU CHỈNH DỤNG CỤ ĐO  Những dụng cụ th ủy tinh như  bình định mức, pipet bầu, buret dùng để l ấy một thể  tích dung dịch chính xác và đúng nhưng không phải th ể  tích d ụng c ụ  lúc nào c ũng đạt như  trên nhãn. Những nguyên nhân gây sai số th ể  tích d ụng cụ th ườ ng ng do: ăn mòn, nhiệt độ, dơ  ướ c khi sử d ụng các dụng cụ  này ph ải tiến hành hiệu chỉnh dụng cụ để  xác  bẩn… Do đó tr ướ  định lại thể tích chính xác th ực tế c ủa dụng cụ. : Ví d ụ : Quá trình hiệu chuẩ n bình định mứ c 100mL 1. Lấy bình định mức 100 mL (ở  20 0C có thể tích V đm = 100mL) 2. Cân bình định mức đượ c m1 3. Thêm nướ c cất đến vạch đem cân đượ c m2 4. Khối lượ ng ng nướ c : m2 – m 1 Tra bảng hiệu chỉnh khối lượ ng ng và thể  tích n ướ c tại nhiệt độ  phòng. Ví d ụ: ở nhi nhi ệt độ 0 0 20 C, giá tr ị c ột cu ối cùng 997,18; ngh ĩ a là 1000 mL n ướ c t ại nhiệt độ 20 C có khối l ượ ng ng 997,18 g. Tính khối lượ ng ng của 100mL nướ c tại nhiệt độ phòng : m 3 ng thực và khối lượ ng ng lý thuyết : (m2 – m 1) - m3 Độ chênh l ệch khối lượ ng Chấ p nhận tỷ tr  ọng của nướ c là ~1 thì độ  chênh l ệch khối lượ ng ng nướ c = thể  tích n ướ c chênh lệch. Tính thể tích d ụng cụ đo 100mL + thể tích n ướ c chênh lệch Để chuy ển đổi thể tích t ại nhiệt độ hi ệu chuẩn sang thể tích t ại nhiệt độ khác b ất k ỳ ta áp dụng công thức: V20 = Vt + 0,000025Vt (20 -t)

Chú ý : - Đối vớ i pipet thì dùng cốc để đựng nướ c đổ ra t ừ pipet. - Đối vớ i buret thì hiệu chỉnh từng đoạn thể tích c ủa buret: 5 ; 10 ; 15; 20; 25; 25 mL. Sau đó vẽ gi ản đồ hi ệu chỉnh thể tích - Quá trình thực hiện hiệu chỉnh hai dụng cụ trên t ươ ng ng tựquá trình hi ệu chỉnh bình định mức.

2

I.6 Ống đong Ống đong dùng để l ấy một thể  tích ch ất lỏng gần đúng. Khi cần lấy một thể tích chính xác thì không s ử d ụng ống đong. Trong tr ườ  ng hợ  p lấy axit đậm ườ ng đặc để pha loãng thì nên s ử d ụng ống đong. I.7. Becher Becher thườ ng ng dùng để ch ứa dung dịch thí nghiệm, thể  tích l ấy bằng  becher kém chính xác. Khi sử d ụng chú ý phải đặt nhẹ nhàng vì b ề m ặt đáy  becher r ất dễ v ỡ . I.8. Erlen Đây là dụng cụ  dùng để th ực hiện những phản ứng trong phưong pháp chuẩn độ. Thể  tích dung d ịch lấy bằng dụng cụ  này ch ỉ  có tính t ươ ng ng đối, kém chính xác. II. HIỆU CHỈNH DỤNG CỤ ĐO  Những dụng cụ th ủy tinh như  bình định mức, pipet bầu, buret dùng để l ấy một thể  tích dung dịch chính xác và đúng nhưng không phải th ể  tích d ụng c ụ  lúc nào c ũng đạt như  trên nhãn. Những nguyên nhân gây sai số th ể  tích d ụng cụ th ườ ng ng do: ăn mòn, nhiệt độ, dơ  ướ c khi sử d ụng các dụng cụ  này ph ải tiến hành hiệu chỉnh dụng cụ để  xác  bẩn… Do đó tr ướ  định lại thể tích chính xác th ực tế c ủa dụng cụ. : Ví d ụ : Quá trình hiệu chuẩ n bình định mứ c 100mL 1. Lấy bình định mức 100 mL (ở  20 0C có thể tích V đm = 100mL) 2. Cân bình định mức đượ c m1 3. Thêm nướ c cất đến vạch đem cân đượ c m2 4. Khối lượ ng ng nướ c : m2 – m 1 Tra bảng hiệu chỉnh khối lượ ng ng và thể  tích n ướ c tại nhiệt độ  phòng. Ví d ụ: ở nhi nhi ệt độ 0 0 20 C, giá tr ị c ột cu ối cùng 997,18; ngh ĩ a là 1000 mL n ướ c t ại nhiệt độ 20 C có khối l ượ ng ng 997,18 g. Tính khối lượ ng ng của 100mL nướ c tại nhiệt độ phòng : m 3 ng thực và khối lượ ng ng lý thuyết : (m2 – m 1) - m3 Độ chênh l ệch khối lượ ng Chấ p nhận tỷ tr  ọng của nướ c là ~1 thì độ  chênh l ệch khối lượ ng ng nướ c = thể  tích n ướ c chênh lệch. Tính thể tích d ụng cụ đo 100mL + thể tích n ướ c chênh lệch Để chuy ển đổi thể tích t ại nhiệt độ hi ệu chuẩn sang thể tích t ại nhiệt độ khác b ất k ỳ ta áp dụng công thức: V20 = Vt + 0,000025Vt (20 -t)

Chú ý : - Đối vớ i pipet thì dùng cốc để đựng nướ c đổ ra t ừ pipet. - Đối vớ i buret thì hiệu chỉnh từng đoạn thể tích c ủa buret: 5 ; 10 ; 15; 20; 25; 25 mL. Sau đó vẽ gi ản đồ hi ệu chỉnh thể tích - Quá trình thực hiện hiệu chỉnh hai dụng cụ trên t ươ ng ng tựquá trình hi ệu chỉnh bình định mức.

2

BẢNG HIỆU CHỈNH KHỐI LƯỢ NG NG VÀ THỂ TÍCH NƯỚ C  Nhiệt độ, 0C 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35

Khối lượ ng ng của 1000mL A, nướ c trong chân không, g g 999, 99 9,40 40 0,60 0,60 999, 99 9,27 27 0,73 0,73 999, 99 9,13 13 0,87 0,87 998, 99 8,97 97 1,03 1,03 998, 99 8,80 80 1,20 1,20 998, 99 8,62 62 1,38 1,38 998, 99 8,43 43 1,57 1,57 998, 99 8,23 23 1,77 1,77 998, 99 8,02 02 1,98 1,98 997, 99 7,80 80 2,20 2,20 997, 99 7,57 57 2,43 2,43 997, 99 7,33 33 2,67 2,67 997, 99 7,08 08 2,92 2,92 996, 99 6,82 82 3,18 3,18 996, 99 6,55 55 3,45 3,45 996, 99 6,27 27 3,73 3,73 995, 99 5,98 98 4,02 4,02 995, 99 5,68 68 4,32 4,32 995, 99 5,37 37 4,63 4,63 995, 99 5,06 06 4,94 4,94 994, 99 4,73 73 5,27 5,27 994, 99 4,40 40 5,60 5,60 994, 99 4,06 06 5,94 5,94

B, g 1,08 1,08 1,08 1,08 1,07 1,07 1,07 1,07 1,07 1,07 1,06 1,06 1,06 1,06 1,05 1,05 1,05 1,05 1,05 1,05 1,04 1,04 1,04 1,04 1,03 1,03 1,03 1,03 1,03 1,03 1,02 1,02 1,02 1,02 1,01 1,01 1,01 1,01 1,01 1,01 1,00 1,00 1,00 1,00 0,99 0,99

C, g 0,18 0,18 0,15 0,15 0,13 0,13 0,10 0,10 0,08 0,08 0,05 0,05 0,03 0,03 0,00 0,00 -0,0 -0,033 -0,0 -0,055 -0,0 -0,088 -0,1 -0,100 -0,1 -0,133 -0,1 -0,155 -0,1 -0,188 -0,2 -0,200 -0,2 -0,233 -0,2 -0,255 -0,2 -0,288 -0,3 -0,300 -0,3 -0,333 -0,3 -0,355 -0,3 -0,388

A + B+C, g

1000-(A +B +C), g

1,86 1,86 1,96 1,96 2,07 2,07 2,20 2,20 2,35 2,35 2,49 2,49 2,66 2,66 2,82 2,82 3,00 3,00 3,20 3,20 3,39 3,39 3,61 3,61 3,82 3,82 4,06 4,06 4,30 4,30 4,55 4,55 4,81 4,81 5,08 5,08 5,36 5,36 5,65 5,65 5,94 5,94 6,25 6,25 6,55 6,55

998,14 998, 14 998, 99 8,04 04 998, 99 8,93 93 997, 99 7,80 80 997, 99 7,65 65 997, 99 7,51 51 997, 99 7,34 34 997, 99 7,18 18 997, 99 7,00 00 996, 99 6,80 80 996, 99 6,61 61 996, 99 6,39 39 996, 99 6,18 18 995, 99 5,94 94 995, 99 5,70 70 995, 99 5,45 45 995, 99 5,19 19 994, 99 4,92 92 994, 99 4,64 64 994, 99 4,35 35 994, 99 4,06 06 993, 99 3,75 75 993, 99 3,45 45

A : số hi ệu chỉnh do tỷ kh ối nướ c thay đổi theo nhiệt độ B : số hi ệu ch ỉnh để  quy đổi kh ối l ượ ng ng của n ướ c đo trong không khí về kh ối l ượ ng ng đo trong chân không. Vì tỷ kh ối của nướ c thay đổi theo nhiệt độ nên B(g) c ũng thay đổi theo nhiệt độ nh ưng không nhiều. C : số hi ệu chỉnh do dãn nở  th ể tích c ủa bình thủy tinh theo nhiệt độ. Số này dùng để tính thể tích V 20. khi đó C = 0. V20 = Vt + 0,000025Vt (20 - t) III. VỆ SINH DỤNG CỤ ĐO Vệ  sinh d ụng cụ đo có nhiều cách thực hiện. Sau đây là một số tr  ườ ng ng hợ  p sử d ụng dung dịch để r  ửa dụng cụ đo. ng dụng cụ th ủy tinh tr ướ  c. III.1. Nướ c c ất: Thông thườ ng ướ c khi sử d ụng nên tráng bằng nướ c. Đối v ớ i nh ững dụng c ụ  thí nghi ệm ch ứa các hóa chất d ễ  hòa tan vào n ướ c thì nên r ửa b ằng ướ c khi tráng lại bằng nướ c cất. Trong tr ườ  ườ ng nướ c nhiều lần tr ướ  ng hợ  p không cần thiết mà

3

chúng ta r ửa bằng xà phòng thì đôi khi xà phòng là tác nhân gây nhiễm bẩn, ảnh hưở ng ng đến k ết quả phân tích. III.2. Xà phòng Sử d ụng xà phòng để  làm s ạch những vết bẩn thông thườ ng. ng. Khi sử d ụng xà phòng r ửa dụng cụ thí nghi ệm phải đượ c tráng bằng nướ c thật k ỹ tr  ướ c khi tráng lại bằng nướ c cất. ng pháp phân tích ở  hàm l ượ ng ng vi lượ ng ng có những g ốc ion trong xà phòng thì Đối v ớ i ph ươ ng không nên xử d ụng xà phòng để r  ửa dụng cụ thí nghi ệm đó. III.3. Dung d ịch phản ứ ng ng vớ i chất nằm trong dụng cụ đo. Sau khi thực nghiệm dụng cụ đo thườ ng ng có chứa những hóa chất đã thực hiện phản ứng. Để làm s ạch những dụng cụ đó, có thể thêm ch ất khác để tác d ụng vớ i những chất nằm trong dụng cụ đo sao cho phản ứng tạo ra chất mớ i dễ  dàng hòa tan trong n ướ c. c. Ví dụ r  ửa dụng cụ đo chứa KMnO4 b ằng axit oxalic. III.4. Sử  d  dụng chất oxi hóa m ạnh. KMnO4 là m ột chất oxi hóa mạnh. Sử d ụng dung dịch KMnO4 để r  ửa sạch dụng cụ đo dựa trên phản ứng oxi hóa của KMnO4 v ớ i những chất làm bẩn. Ngoài ra còn sử d ụng dung dịch axit sunfuric và muối cromat. Gốc CrO42-  là ch ất oxi hóa mạnh, bền vững trong môi ườ ng tr ườ  ng axit. Cơ  ch ế r  ửa sạch dụng cụ đo cũng tươ ng ng tự nh ư KMnO 4. III.5. Dung môi Dung môi dùng để tráng r  ửa những dụng cụ đo có gốc không ái lực vớ i nướ c. c. Những ườ ng dung môi tr ườ  ng dùng : Metanol, axeton, diclorometan… Sau khi tráng r ửa, các dung môi  phải đượ c thu gom, không đượ c đổ  dung môi vào đườ ng ng nướ c thải vì gây ô nhiễm môi tr ườ  ng. ườ ng. IV. THỰ C HÀNH IV.1. Thự c hiện thao tác cân: ướ c khi sử d ụng cân (điều chỉnh chân cân cho đến khi “bọt khí” - Cân bằng cân tr ướ  nằm tại tâm vòng tròn). - Tiến hành cân tr ừ bì và cân không tr  ừ bì IV.2. Th ực hiện thao tác sử d ụng các dụng cụ th ủy tinh: pipet bầu, buret, thao tác chuẩn độ, thao tác tráng r ửa dụng cụ. IV.3 Hiệu chỉnh bình định mứ c: c: Hiệu chỉnh bình định mức 100mL theo hướ ng ng dẫn ở  ph ần Hiệu chỉnh dụng cụ đo. Thực hiện hiệu chỉnh 3 lần , lấy k ết quả trung bình. Chú ý: để  làm khô bình định mức không đượ c s ử d ụng nhiệt, có thể s ử d ụng khí nén sạch thổi hết nướ c còn lại trong bình hay sử d ụng một dung môi dễ bay h ơ i như axeton , metanol … tráng dụng cụ . IV.4. Hiệu chỉnh pipet b ầu. Tiến hành hiệu chỉnh pipet bầu 10mL ba lần theo hướ ng ng dẫn. Chú ý: Khi hi ệu chỉnh pipet bầu không thực hiện làm khô pipet. Dùng pipet hút nướ c cất r ồi đổ ra m ột cốc nhỏ để cân l ượ ng ng nướ c đã lấy, chú ý sử d ụng cốc có khối lượ ng ng nhỏ để tránh sai số khi cân. V. Câu hỏi: ng cân, độ đúng, độ chính xác, Câu 1: Cân phân tích khác cân k  ỹ thu ật như th ế nào (kh ối lượ ng số đo, giớ i hạn cân…) Câu 2: Phân biệt dụng cụ l ấy thể tích chính xác, đúng. Muốn lấy thể tích 10,00mL và 10mL thì sử d ụng những dụng cụ nào? Câu 3: Nguyên tác của phép hiệu chỉnh dụng cụ th ủy tinh? Tại sao khi tiến hành hiệu chỉnh  bình định mức không đượ c sấy bình để làm khô bình? T ại sao đối vớ i buret, pipet thì không cần làm khô? 4

Bài 2: PHA CHẾ DUNG DỊCH I. CHẤT GỐC DÙNG TRONG PHÂN TÍCH TH Ể TÍCH. Trong phân tích thể tích, ch ất gốc là các ch ất dùng để pha ch ế các dung d ịch chuẩn gốc có nồng độ  chính xác cao b ằng cách cân một lượ ng chính xác và pha định mức trong một thể tích nh ất định . Các chất gốc cần phải thỏa mãn các yêu c ầu sau : - Phải có đột  inh khi ết cao, thông thườ ng phải đạt tối thiểu là 99,5% hay ở  m ức độ tinh khiết phân tích. - Thành phần hóa học của chất tồn tại trong thực tế ph ải ứng vớ i công thức đã dùng để tính toán lượ ng chất phải cân. - Các chất g ốc phải b ền v ững, không hút ẩm, không tác dụng v ớ i không khí…Khi pha thành dung dịch thì nồng độ c ủa nó phải không thay đổi theo thờ i gian dài. - Phân tử gam c ủa chất gốc càng lớ n càng tốt như th ế s ẽ gi ảm đượ c sai số khi cân. . Trong mỗi phươ ng pháp phân tích thể tích có m ột số ch ất gốc khác nhau.Ví dụ trong  phươ ng pháp axit-bazơ : H 2C2O4.2H2O và Na2B4O7.10H2O ; phươ ng pháp oxi hóa – khử : K 2Cr 2O7 và H 2C2O4.2H2O ; phươ ng pháp complexon : Na2H2Y.2H2O hoặc CaCl2. Các dung dịch chuẩn gốc này thườ ng đượ c dùng để chu ẩn độ l ại nồng độ c ủa các dung dịch chuẩn.  Ngày nay, ngườ i ta thườ ng dùng Ficxanan (ống dung dịch chuẩn) để pha các dung d ịch gốc.Tuy nhiên cần chú ý thao tác pha, định m ức ống chuẩn không đúng k ỹ thu ật s ẽ  gây sai số r  ất lớ n và các “ống chuẩn” có thờ i hạn sử d ụng xác định. II. NỒNG ĐỘ DUNG DỊCH  Nồng độ là m ột đại l ượ ng dùng để ch ỉ  hàm l ượ ng của m ột c ấu t ử  (phân t ử, ion) trong dung dịch. Có nhiều cách biểu di ễn n ồng độ, sau đây là những n ồng độ  thông d ụng thườ ng đượ c sử d ụng.  II.1. N ồng độ thể  tích  Nồng độ th ể tích c ủa một chất lỏng là tỷ s ố gi ữa thể tích c ủa chất lỏng đó và thể tích c ủa dung môi lớ n (thườ ng là nướ c).  II.2. N ồng độ phần tr ăm khố i l ượ ng   Nồng độ ph ần tr ăm khối lượ ng của một chất là số  gam ch ất đó tan trong 100g dung dịch. C % =

a .100 a .100 = a  + q  Q 

Trong đó : a là số gam ch ất tan, q là số gam dung môi thì Q = a + q là s ố gam dung d ịch  II.3. N ồng độ phân t ử   Nồng độ phân t ử c ủa một chất là số phân t ử gam ch ất đó trong 1L dung dịch và thườ ng đượ c ký hiệu bằng chữ  M, ptg/L, mol/L, mol.L -1 đặt sau chữ s ố ch ỉ s ố  phân t ử  gam. N ồng độ phân t ử đượ c tính theo công thức: C M 

=

a  MV 

Trong đó : a là số gam ch ất tan trong V lít dung dịch và M là phân t ử gam c ủa chất đó.  II.4. N ồng độ đươ ng l ượ ng   Nồng độ đươ ng lượ ng của một chất là số đươ ng lượ ng gam (số Đ) chất đó trong một lít dung dịch hoặc s ố  mili đươ ng lượ ng gam (số m Đ) c ủa ch ất đó trong một mL dung dịch và thườ ng đượ c ký hiệu bằng chữ N ho ặc dlg/L đặt sau chữ s ố ch ỉ s ố đươ ng lượ ng gam. C N  =

a  ÑV 

nếu a biểu diễn theo gam và V theo mL thì 5

C N  =

a .1000 ÑV 

Trong đó : a là số gam ch ất tan trong V lít dung dịch, Đ là đươ ng lượ ng gam chất tan. Đươ ng lượ ng gam Đ c ủa một chất về m ặt hóa học tươ ng đươ ng vớ i một nguyên tử hoặc ion gam hydro hoặc hydroxyt hoặc một nửa nguyên tử gam oxi. Đươ ng lượ ng gam của một chất không phải là một hằng số nh ư phân t ử gam c ủa nó, mà thay đổi tùy theo phản ứng nó tham gia.  II.5. Độ chuẩ n Độ chu ẩn là số gam (ho ặc mg) chất tan trong 1mL dung dịch T  R

=

a V 

Trong đó : a là số gam (ho ặc mg) chất tan trong V mL dung dịch 1ppm = 1mg/L ; 1mg/kg ; 1g/103kg = 10-3g/L = 10-3mg/mL = 10-6g/mL III. CHUYỂN NỒNG ĐỘ VÀ PHA LOÃNG DUNG D ỊCH  III.1. Chuyể n nồng độ: •  Nồng độ phân t ử sang n ồng độ đươ ng lượ ng: C  M 

=

C  N  n

•  Nồng độ ph ần tr ăm sang nồng độ phân t ử, đươ ng lượ ng và ngượ c lại: → C  M  = → C  N  =

10dC %  M  10dC %

 Đ

• Độ chu ẩn thành nồng độ phân t ử, tươ ng đươ ng hoặc ngượ c lại: C  M 

=

C  N 

=

T  R 1000  M  T  R 1000

 Đ

III.2. Pha loãng dung d ịch: a) Pha loãng dung dịch có nồng độ bi ểu diễn theo CM, C N, TR : Khi pha loãng từ dung d ịch đặc (1) thành dung dịch loãng (2) có biểu thức sau: C1.V1 = C 2.V2 Trong đó: V2 = V 1 + V n C1 , V 1: nồng độ và th ể tích c ủa dung dịch đặc C2, V2 : n ồng độ và th ể tích dung d ịch pha loãng b) Pha loãng dung dịch có nồng độ bi ểu diễn theo C% Khi pha loãng từ dung d ịch đặc (1) thành dung dịch loãng (2) có biểu thức sau: C1.Q1 = C 2.Q2 Vớ i Q = V.D C1.V1.D1 = C 2.V2.D2 Trong đó: C1, V1, D1 : n ồng độ, thể tích và t ỷ tr  ọng của dung dịch đậm đặc C2, V2, D2 : n ồng độ, thể tích và t ỷ tr  ọng của dung dịch pha loãng c) Tr ộn hai dung dịch có cùng một chất vớ i nhau nhưng khác nhau về n ồng độ (C M, C N) C1.V1 + C 2V2 = C (V 1 + V 2) Trong đó: V = V1 + V 2 : th ể tích tr  ộn lẫn của hai chất 6

IV. THỰ C HÀNH. IV.1. Pha dung dịch H2C2O4 0,1000N - Chất gốc H2C2O4.2H2O ; M = 126,066g ; Đ =M/2 = 63,033 - Tính khối lượ ng H2C2O4.2H2O cần dùng để pha 1 lít dung d ịch có nồng độ 0,1000N - Sử d ụng cân phân tích để cân chính xác m ột lượ ng H 2C2O4 .2H 2O theo như đã tính ở  trên vào becher 100 s ạch. (thông thườ ng khi cân khó có thể cân đượ c một lượ ng đúng như đã tính mà ch ỉ c ần cân một lượ ng gần đúng giá tr ị đã tính và ghi lại k ết quả cân đượ c m) - Hòa tan oxalic bằng nướ c cất và chuyển thẳng vào bình đình mức 1L, tráng lại dụng cụ đựng hóa chất thật k ỹ b ằng nướ c cất (ít nhất 3 lần). Lắc bình định mức để oxalic tan hoàn toàn. Định mức bằng nướ c cất đến vạch mức. Tr ộn đều. IV.2. Pha dung dịch Na2B4O7 0,1000N - Chất gốc Na2B4O7.10H2O có Đ = M/2 = 190,69 - Tiến hành pha 1L dung dịch gốc Na2B4O7 t ươ ng tự nh ư ph ần IV.1 IV.3. Pha dung d ịch NaOH ~ 0,1N - Tính lượ ng NaOH cần dùng để pha NaOH ~ 0,1N trong 100mL dung d ịch. - Cân lượ ng NaOH bằng cân k ỹ thu ật m NaOH (kh ối lượ ng cân lớ n hơ n khối lượ ng đã tính) - Hòa tan NaOH trong 40mL nướ c và chuyển vào bình định mức . Định mức bằng nướ c cất đến vạch mức. IV.4. Pha dung d ịch HCl ~ 0,1N - Tính lượ ng HCl đặc (~11N, d = 1,17) c ần dùng để pha 1 lít dung d ịch HCl 0,1N. - Lấy lượ ng HCl đặc đã tính cho vào bình định mức và định mức bằng nướ c cất đến vạch mức. IV.5. Pha dung d ịch H2SO4 ~ 0,1N : - Tính lượ ng H2SO4 đậm đặc cần dùng để pha 1 lít dung d ịch H2SO4 0,1N - Lấy nướ c cất cho vào bình tr ướ c (lượ ng nướ c ít hơ n 1 lít). - Lấy VH2SO4 nh ư đã tính cho từ t ừ vào n ướ c, đồng thờ i khuấy dung dịch nếu dung dịch quá nóng. - Định mức thể tích đến vạch mức. IV.6. Pha dung d ịch KMnO4 0,1N - Tính lượ ng KMnO4 cần dùng để pha 1 lít dung d ịch 0,1N. - Cân KMnO4  bằng c ần k  ỹ thu ật, hòa tan vào trong 500mL nướ c có thêm 5mL H2SO4 đậm đặc r ồi chuyển vào bình định mức. Định mức đến vạch mức. Nếu cần thiết thì lọc dung dịch bằng phễu thủy tinh xố p. Để  dung d ịch KMnO4  trong chai nâu, đậy kín. IV.7. Pha dung d ịch đệm pH = 10 Lấy 100g NH4Cl loại TKPT và 350mL NH4OH đậm đặc (loại TKPT 25%) pha vớ i nướ c cất thành 1L. Kiểm tra bằng máy đo pH, giá tr ị pH xác định =10. Nếu pH đo đượ c không đúng thì dùng HCl hay NH4OH để điều chỉnh pH giảm hay tăng. V.CÂU HỎI Câu 1 : Khi th ực hiện pha dung dịch NaOH có cần thực hiện lấy đúng số gam NaOH nh ư lý thuyết không ? Nếu không, khi pha nên lấy khối l ượ ng ít hơ n hay nhỏ h ơ n l ượ ng lý thuyết cần phải lấy để pha n ồng độ NaOH 0,1N ? Câu 2  : Khi pha dung d ịch g ốc có cần cân chính xác khối lượ ng để  pha đúng nồng độ c ần  biết không? Vì sao ? Câu 3 : T ại sao khi pha KMnO4 ph ải cho thêm H2SO4 ? N ếu không thêm vào thì dung dịch  bị ảnh hưở ng gì? Pha dung dịch đệm thì cần phải cân chính xác khối lượ ng hóa chất cần  pha không ? Vì sao ? 7

Bài 3: CHUẨN ĐỘ AXIT BAZƠ  Phươ ng pháp bazơ 

I. NGUYÊN TẮC CHUNG. Phản ứng chuẩn độ là ph ản ứng trung hòa: H+ + OH- H2O Dung dịch chuẩn độ là dung d ịch bazờ  m ạnh: dung dịch NaOH, KOH ... Dung dịch cần xác định nồng độ là các dung d ịch axit : HCl, H 2SO4, CH3COOH... Xác định điểm k ết thúc chuẩn độ b ằng các chỉ th ị  màu thích h ợ  p. Chất chỉ th ị  màu đượ c sử d ụng sao cho chỉ s ố chu ẩn độ pT c ủa chỉ th ị ph ải nằm trong bướ c nhảy pH của đườ ng cong chuẩn độ axit c ần xác định.  Ngoài ra có thể xác định điểm k ết thúc chuẩn độ b ằng cách đo pH của dung dịch thay đổi trong suốt quá trình chuẩn độ, vẽ đườ ng cong pH =f(V) hay v ẽ đồ th ị Δ pH/ΔV NaOH theo V; giá tr ị V ứng vớ i cực đại của Δ pH/ΔV NaOH là V ở điểm tươ ng đươ ng cần xác định. II. HÓA CHẤT & DỤNG CỤ II.1. Dụng C ụ Pipet bầu 10mL : 1 cây Erlen 250mL : 3 cái Becher 100mL : 1 cái Becher 250mL : 1 cái Bình định mức 100mL : 1 cái Buret 25mL : 1 cây Quảbóp cao su : 1 cái II.2. Hóa Chấ t Pha dung dịch g ốc axit oxalic 0,1000N: Cân chính xác khoảng 6,3033g H2C2O4.2H2O để pha đượ c 1L dung dịch có nồng độ chính xác kho ảng 0.1000N. (H2C2O4.2H2O có Đ = 63,033) Pha dung dịch NaOH ~ 0,1N: cân 4g NaOH pha trong 1 lít nướ c c ất. Dung dịch chứa trong bình nhựa (hoặc chai Merk nếu sử d ụng ngay). Hạn chế cho dung d ịch tiế p xúc vớ i CO2. Pha dung dịch HCl 0,1N : L ấy 8,4mL HCl đặc (~11N, d = 1,17) cho vào bình 1000mL, lấy thêm nướ c cất đến vạch mức, lắc đều. Phenolphthalein 1% trong cồn có pT =8,0 : khoảng pH đổi màu 7,0 -9,0 chuyển từ không màu sang màu tím hồng. III. THỰ C HÀNH III.1. Pha dung d ịch gốc axit oxalic 0,1000N. Cân và ghi lại khối lượ ng H2C2O4.2H2O đã cân để pha 1 lít dung d ịch oxalic 0,1000N dùng làm dung dịch gốc cho cả l ớ  p. Thiết lậ p công thức tính lại nồng độ dung d ịch gốc oxalic đã pha. III.2. Xác định lại nồng độ dung dịch chuẩn NaOH bằng dung dịch gốc oxalic.  Nguyên t ắc : Chu ẩn độ m ột thể  tích chính xác c ủa dung dịch axit oxalic bằng dung dịch chuẩn độ NaOH. Phản ứng chuẩn độ: H+ + OH -  H 2O Vớ i các dung dịch axit oxalic 0.1N thì khoảng bướ c nhảy pH tính gần đúng là 7,27 ÷ 10,0 (bỏ qua h ệ s ố pha loãng D) nên có th ể dùng các ch ỉ th ị có pT = 8; 8,3; 9. Thự c hành: - Dùng pipet hút 10,00mL dung dịch axit Oxalic 0,1000N cho vào erlen 250mL. - Thêm 1 giọt phenolphthalein 0,1%. 8

- Tiến hành chuẩn độ b ằng dung dịch NaOH từ  buret đến khi dung dịch chuyển sang màu hồng nhạt  bền vững trong 30 giây. - Ghi thể tích V  NaOH đã tiêu tốn. - Lặ p lại 3 lần và tính nồng độd  ung d ịch chuẩn NaOH. III.3. Xác định nồng độ HCl bằng NaOH  Nguyên t ắc: Chuẩn độ m ột thể  tích chính xác c ủa dung dịch HCl (axit mạnh) bằng dung dịch chuẩn NaOH. Phản ứng chuẩn độ: H+ + OH - H2O Vớ i các dung dịch HCl ~ 0,1N thì khoảng b ướ c nh ảy pH tính gần đúng là 4,0 ÷  10,0 (bỏ qua h ệ s ố pha loãng D) nên ch ọn chỉ th ị có pT n ằm trong khoảng 4,0 - 10 Thự c hành: - Dùng pipet hút 10,00mL dung dịch HCl cho vào erlen 250mL. - Thêm 1 giọt phenolphthalein 0,1%. - Tiến hành chuẩn độ b ằng dung dịch NaOH đến khi dung dịch chuyển sang màu hồng nhạt bền vững trong 30 giây. - Ghi thể tích V  NaOH đã tiêu tốn. Lặ p lại 3 lần và tính nồng độ dung d ịch HCl III.4. Xác định nồng độ axit oxaclic trong bình m ẫu kiểm tra Sinh viên r ửa sạch bình định mức 100mL, dán nhãn nộ p cho cán bộ ph ụ trách phòng TN nhận dung dịch axit Oxalic để ki ểm tra. Định mức bằng nướ c cất đến vạch mức và chuẩn độ xác định nồng độ axit oxalic nh ư ph ần III.1 IV.TÍNH TOÁN Sinh viên thiết lậ p công thức và tính k ết quả (có tính sai s ố). Làm báo cáo thí nghi ệm. V.CÂU HỎI Câu 1:  Dung d ịch NaOH trên buret đượ c chuyển đổi bằng dung dịch axit trong phép chuẩn độ có đượ c không? Ảnh hưở ng của việc thay đổi này đến k ết quả chu ẩn độ nh ư th ế nào? Câu 2: Trong ph ươ ng pháp chuẩn độ  trên t ại sao phải sử d ụng chất gốc là axit oxalic để chuẩn độ  xác định lại nồng độ  dung d ịch chuẩn NaOH? Không sử d ụng chất gốc có đượ c không ? Vì sao? Câu 3:  Có th ể  thay ch ỉ th ị  phenolphthalein b ằng chất khác đượ c không? Chất thay thế d ẫn đến sai số nh ư th ế nào ? Gi ải thích. Câu 4: Dụng cụ th ủy tinh có ảnh hưở ng đến k ết quả phân tích hay không? Gi ải thích.

9

Bài 4: CHUẨN ĐỘ AXIT BAZƠ  Phươ ng pháp axit

I. NGUYÊN TẮC CHUNG. Phản ứng chuẩn độ là ph ản ứng trung hòa: H+ + OH-  H 2O Dung dịch chuẩn độ là dung d ịch axit mạnh: dung dịch HCl, H2SO4 ... Dung dịch cần xác định nồng độ là các dung d ịch bazơ : NaOH, NH3, Na2CO3... Xác định điểm k ết thúc chuẩn độ gi ống chuẩn độ axit baz ơ  b ằng phươ ng pháp bazơ  II. HÓA CHẤT & DỤNG CỤ II.1. Dụng C ụ Pipet bầu 10mL : 1 cây Erlen 250mL : 3 cái Becher 100mL : 1 cái Becher 250mL : 1 cái Bình định mức 100mL : 1 cái Buret 25mL : 1 cây Quảbóp cao su : 1 cái II.2. Hóa Chấ t  Pha dung dịch gốc Na2B4O7 0,1000N: Cân chính xác khoảng 19,069g tinh thể  Borax  Na2B4O7.10H2O (chất gốc) để  pha đượ c 1L dung dịch có nồng độ  chính xác kho ảng 0,1000N. Borax Na2B4O7.10H2O có đươ ng lượ ng 190,69 ( =

 M  Borax

2

).

Pha dung dịch HCl 0,1N : L ấy 8,4mL HCl đặc (~11N, d = 1,17) cho vào bình 1000mL, lấy thêm nướ c cất đến vạch mức, lắc đều.  Dung dịch NH4OH~0,1N: Lấy khoảng 14mL dung dịch NH4OH 25% pha loãng thành 1L. Thao tác thực hiện trong tủ hút.  Chỉ thị Tashiro có pT = 5,4 : Khoảng pH đổi màu 5,2 – 5,6 t ừ màu tím h ồng sang lục. Tỷ l ệ dung d ịch A : B là 1:1 trong đó : - Dung dịch A : Metyl đỏ 0,2% trong r  ượ u. - Dung dịch B : Metylen chàm 0,1% trong r  ượ u.  Chỉ thị metyl cam có pT =4,0 : 0,1% trong nướ c. Khoảng pH đổi màu 3,1 – 4,4. Đổi màu từ đỏ sang vàng. III.THỰ C HÀNH III.1. Pha dung d ịch gốc Na2B4O7 0,1000N . III.2. Xác định chính xác n ồng độ HCl 0,1N theo ch ất gốc  Nguyên t ắc : Chu ẩn độ m ột thể  tích chính xác c ủa dung dịch axít Boric bằng dung dịch chuẩn độ HCl. Phản ứng chuẩn độ : B4O72- + 5H 2O  2H 2BO3  + 2H 3BO3  (1) 2H2BO3- + 2H 2+ (2)  2H 3BO3 

Phản ứng tổng:

B4O72- + 5H 2O+2H2+  4H 3BO3

từborax t ừ HCl Thực chất phản ứng chuẩn độn  ày là ph ản ứng (2) trung hòa đơ n bazơ y ếu H2BO3- b ằng axít mạnh HCl. Đối vớ i nồng độ borax kho ảng 0,1N thì khoảng bướ c nhảy pH khi chuẩn độ  bằng HCl nằm khoảng 6,26 – 4,0 do đó có thể dùng ch ỉ th ị metyl cam (pT=4), metyl đỏ (pT=5,5) hoặc các chỉ th ị h ỗn hợ  p pT=5,1, pT=5,4 (Tashiro). 10

Thự c hành - Dùng pipet hút 10,00 mL dung dịch gốc Borax 0,1000N cho vào erlen 250mL - Thêm 1 giọt chỉ th ị h ỗn hợ  p Tashiro. -  Nhỏ t ừng giọt dung dịch HCl từ  buret đến khi chuyển màu từ l ục sang tím hồng (hoặc từ l ục sang đỏ nho). - Ghi thể tích V HCl . L ặ p lại 3 lần và tính nồng độ dung d ịch chuẩn HCl III.3. Xác định nồng độ NH3 bằng dung dịch chuẩn HCl  Nguyên t ắc Chuẩn độ m ột lượ ng thể tích chính xác c ủa dung dịch NH3 b ằng dung dịch chuẩn HCl. Phản ứng chuẩn độ  NH3 + H +  NH 4+ Đườ ng cong chuẩn độ  dung d ịch NH3 0,1N bằng HCl có khoảng bướ c nhảy pH là 6,25 ÷ 4,0 vì vậy có thể dùng các ch ỉ th ị có pT = 4; 5,1; 5,4; 5,5. Thự c hành - Hút 10,00mL dung dịch NH3cho vào erlen 250mL. - Thêm 1 giọt chỉ th ị Tashiro có pT = 5,4. - Từ  buret nh ỏ t ừng giọt dung dịch chuẩn HCl đến khi chuyển màu từ l ục sang tím hồng. (đỏ nho) - Ghi thể tích V HCl . L ặ p lại 3 lần và tính nồng độ NH 3. III.4. Xác định hỗn hợ p NaHCO3 và Na2CO3 bằng dung dịch chuẩn HCl  Nguyên t ắc: Chu ẩn độ m ột th ể  tích chính xác dung d ịch chứa h ỗn h ợ  p NaHCO 3 + Na 2CO3  bằng dung dịch chuẩn HCl đến nấc I để xác định riêng Na2CO3 ; chu ẩn độ m ột th ể tích h ỗn hợ  p đến nấc II để xác định tổng NaHCO3 và Na 2CO3 Phản ứng chuẩn độ: - Chuẩn độ n ấc 1: chỉ chu ẩn độ Na 2CO3 (h ết VI mL): CO32- + H +  HCO 3- Chuẩn độ CO 32- đến nấc 2 và chuẩn HCO3- đến nấc 2 (hết VII mL) CO32- + 2H +  H 2O + CO2 HCO3- + H +  H 2O + CO2 Phép chuẩn độ ở n ấc I có khoảng bướ c nhảy pH hẹ p khoảng 8,3 – 8,35 nên chọn chất chỉ th ị h ỗn hợ  p có pT =8,3 Đối vớ i nấc 2, cuối phản ứng tạo ra H2CO3. Nếu không đun đuổi hết H2CO3  thì khoảng b ướ c nhảy pH khoảng 4,35-3,0 nên có thể dùng ch ỉ th ị có pT = 4,0 (metyl da cam).  Nếu k  ết thúc chuẩn độ đun nhẹ để đuổi h ết CO 2  thì b ướ c nh ảy pH có thể n ớ i r  ộng ra và có thể ch ọn chỉ th ị có pT =5,1; 5,4 ; 5,5 Thự c hành : a. Hút 10,00mL dung dịch mẫu NaHCO3 và Na 2CO3 vào erlen 250mL - Thêm 1 giọt chỉ th ị phenolphtalein - Chuẩn độ b ằng dung dịch chuẩn HCl đến khi màu chuyển từ h ồng sang không màu (chú ý điểm k ết thúc phản ứng). - Lặ p lại 3 lần ghi k ết quả V I  b. Hút 10,00mL dung dịch mẫu NaHCO3 và Na 2CO3 vào erlen 250mL - Thêm 1 giọt chỉ th ị metyl da cam - Chuẩn độ b ằng dung dịch chuẩn HCl đến khi chuyển màu từ vàng sang da cam. - Lặ p lại 3 lần ghi k ết quả V II Lậ p công thức và tính k ết quả n ồng độ NaHCO 3 và Na 2CO3. IV. Tính toán và báo cáo thí nghi ệm

11

BÀI 5: PHƯƠ NG PHÁP CHUẨN ĐỘ COMPLEXON:  DÙNG CH  Ỉ  TH  Ị  NET (Tên gọi khác Complexon : Complexon III, Chelaton 3, Trilon B, EDTA) I. NGUYÊN TẮC Phản ứng chuẩn độ c ủa Complexon vớ i kim loại: Mn+ + H 2Y2- = MY(4-n)- +2H +  Đặc đ iể m của phản ứ ng chuẩ n độ: - ion kim loại Mn+ ph ản ứng vớ i EDTA tạo muối nội phức bền theo tỉ l ệ 1:1 không  phụ thu ộc vào hóa tr ị kim lo ại - Phản ứng tạo phức bền của mỗi ion kim loại vớ i EDTA xảy ra ở  giá tr  ị pH xác định  Xác định đ iể m k ết  thúc chuẩ n độ:  dùng ch ỉ th ị  màu kim lo ại có dạng tổng quát HmIn cho  phản ứng vớ i ion kim loại Mn+ t ạo phức kí hiệu MIn (có màu đặc tr ưng khác so vớ i màu chỉ thị t ự do In) Ở đ iể m t ươ ng đươ ng : khi phản ứng chuẩn độ x ảy ra hoàn toàn, m ột giọt dư complexon s ẽ xảy ra phản ứng chỉ th ị: H2Y2- + MIn  MY (4-n)- + In + 2H + Màu của dung dịch sẽ chuy ển từ màu c ủa MInd sang màu của Ind. Điều kiện để ph ản ứng chỉ th ị x ảy ra là phức MIn phải kém bền so vớ i phức MY(4-n)- ngh ĩ a là hằng số  không  bền K MIn >K  MY(4-n)- (hay pK MY >pK  MIn) II. HÓA CHẤT & DỤNG CỤ II.1. Dụng Cụ Pipet bầu một vạch 10mL : 1 cây Erlen 250mL : 3 cái Becher 100mL : 1 cái Becher 250mL : 1 cái Bình định mức 100mL : 1 cái Buret 25mL : 1 cây Quảbóp cao su : 1 cái  II.2. Hóa Chấ t Dung dịch complexon III 0,0100M : Cân chính xác trên cân phân tích 3,722g Complexon III (công thức Na2H2Y.2H2O loại TKPT đã sấy khô ở 80 0C) hòa tan vớ i nướ c cất thành 1L.  Lư u ý : - Dùng nướ c cất không chứa cation đa điện tích. - Trong hầu hết các phép phân tích thông thườ ng, có thể  coi Na 2H2Y.2H2O hoặc  Na2H2Y như là ch ất gốc. Nếu cần thì xác định chính xác theo chất gốc MgSO4.7H2O. - Trong thực tế còn dùng n ồng độ 0,0500M và 0,1000M Dung dịch đệm amoniac có pH=10 : Lấy 100g NH4Cl loại TKPT và 350mL NH4OH đậm đặc (loại TKPT) pha vớ i nướ c cất thành 1L. Kiểm tra bằng máy đo pH hoặc dùng chỉ th ị l ần lượ t như sau : - 10mL đệm + 1 giọt phenolphthalein 0,1% có pT = 9 thì th ấy màu hồng rõ r ệt (n ếu hồng nhạt hay không màu thì thêm NH4OH đến hồng). - 10mL đệm + 1 giọt chỉ th ị h ỗn hợ  p có pT = 10,2 thấy màu vàng (nếu thấy màu tím thì thêm một ít NH4Cl r ắn cho đến khi chuyển thành màu vàng). Dung dịch đệm pH =10 dùng để t ạo môi tr ườ ng đệm pH khi chuẩn độ v ớ i chỉ th ị  NET. Dung dịch Mg2+ 0,0100M : Cân chính xác 2,4647g MgSO4.7H2O TKPT hòa tan trong 1L nướ c cất. 12

Dung dịch Zn2+  0,01M : Cân chính xác 2,8754g ZnSO4.7H2O (hoặc 2,1950g Zn(C2H3O2)2.2H2O) hoà tan trong 1L nướ c cất. Chỉ thị màu kim loại Ericrom T Đen: (ký hiệu Er–T đen : NET) Chỉ th ị NET có công th ức H3In: H3In (đỏ)↔H2In- ( đỏ)↔ HIn 2- (Chàm) ↔ In 3-(  Cam) Thực tế, trong khoảng pH từ  7 – 11 ch ỉ th ị  NET t ồn tại ở d ạng HIn2-  và dung d ịch có màu chàm. Các phức của kim loại vớ i chỉ th ị NET th ườ ng có màu đỏ, vì thế, các phép chuẩn độ complexon v ớ i chỉ th ị  NET đều đượ c tiến hành trong khoảng pH từ 7 – 11 để s ự chuy ển màu có tính tươ ng phản.  Pha chỉ  thị NET ở  d ạng hỗ n hợ   p r ắ n  Nghiền m ịn 0,25g chỉ th ị v ớ i 100g KCl (đã s ấy khô) trong cối s ứ  thành b ột mịn, c ũng có thể  thay KCl khan b ằng NaCl khan, hỗn h ợ  p r  ắn có nồng độ ch ỉ th ị  là 0,25%. B ảo qu ản chỉ th ị trong chai nâu, đậy kín sau mỗi l ần s ử d ụng, tốt nh ất b ảo qu ản ch ỉ th ị  trong bình hút ẩm (dessicator). Mỗi lần dùng khoảng 20mg hỗn h ợ  p cho thể tích cu ối cùng dung dịch chuẩn là 30mL.  Nếu dùng nhiều hơ n sẽ th ấy màu trung gian rõ r ệt. III. THỰ C HÀNH III.1. Xác định Mg2+ bằng dung dịch chuẩn complexon 0,0100M Nguyên tắc: Chuẩn độ m ột thể  tích chính xác mu ối Mg2+ b ằng dung dịch Complexon III 0,01M trong đệm amoniac pH = 10 vớ i chỉ th ị NET đến khi chuyển màu từ đỏ nho sang ch ớ m xanh chàm. Thực chất phản ứng chuẩn độ: Mg2+ + H 2Y2- = MgY 2- + 2H + Khi dư m ột giọt Complexon III, có phản ứng chỉ th ị MgIn- + H 2Y2- = MgY 2- + In’ +2H + xanh chàm t ại pH = 10 Đỏnho (Tại pH =10 ta có pK MgIn =5,4 và pK  MgY=  8,24 ) T hự c hành: - Hút 10,00mL dung dịch chứa Mg2+ cho vào erlen 250mL. - Thêm 5mL đệm pH = 10 - Thêm khoảng 20mg chỉ th ị NET sao cho dung d ịch có màu đỏ nho d ễ quan sát. - Chuẩn độ b ằng dung dịch Complexon III 0,01M đến khi chuyển t ừ đỏ  nho sang ch ớ m xanh chàm. - Làm 3 lần lấy k ết quả trung bình. Tính hàm l ượ ng Mg trong mẫu theo đơ n vị g/L III.2. Xác định độ cứ ng chung của nướ c (xác định tổng Ca2+ và Mg2+) Nguyên tắc: Độ c ứng chung của nướ c là do sự có m ặt của Mg2+, Ca2+ tan trong n ướ c, đượ c  biểu diễn bằng số mili đươ ng lượ ng gam ion kim loại có trong 1 lít nướ c cứng. Để xác định độ c ứng tiến hành chuẩn độ m ột thể tích chính xác c ủa nướ c c ứng ở  pH =10 bằng dung dịch complexon 0,01M vớ i chỉ th ị  NET. Trong điều kiện này các ion Ca2+, Mg2+ đồng thờ i đượ c chuẩn độ  do pK  MgY  = 8,24 > pK  MgIn =5,4 và pK  CaY  =10,24 >  pK CaIn=3,8 Để ph ản ứng chuẩn độ  chính xác c ần thêm một l ượ ng KCN để t ạo ph ức b ền v ớ i các ion kim loại nặng và thêm NH2OH.HCl để ng ăn sự t ạo thành Mn(IV) phá hủy chỉ th ị NET. Thự c hành: - Lấy 100 mL nướ c cứng cho vào erlen 250mL - Thêm 20mL đệm pH =10 - Thêm khoảng 40mg chỉ th ị NET 13

- Chu ẩn độ b ằng dung dịch complexon 0,01M đến khi chuyển màu từ đỏ  nho sang xanh chàm rõ r ệt ghi nhận VEDTA - Làm thí nghiệm r ỗng: làm giống thí nghiệm trên nhưng thay 100 mL nướ c cứng  bằng 100mL nướ c cất. Chuẩn độ để xác định Vr ỗng. Tính toán: Thể tích complexon dùng ph ản ứng vớ i tổng Ca2+ và Mg 2+ là V EDTA -V r ỗng. T ừ đó tính độ c ứng của nướ c bằng biểu thức: S = (VEDTA -V r ỗng). CEDTA. 2 . 1000/Vnướ c cứng Trong đó CEDTA (M); S: độ c ứng (mĐ/L)

III.3. Xác định nồng độ Zn2+  Nguyên t ắc: Chu ẩn độ Zn 2+ b ằng dung dịch chuẩn complexon 0,01M vớ i chỉ th ị NET ở  pH 10 tươ ng tự nh ư chu ẩn độ Mg 2+. Thự c hành: Sinh viên r ửa sạch bình định mức 100mL, dán nhãn nộ p cho cán bộ ph ụ trách phòng TN nhận dung dịch Zn2+ để ki ểm tra. Định mức bằng nướ c cất đến vạch mức và chuẩn độ xác định n ồng độ Zn 2+ b ằng dung dịch complexon 0,01M ở   pH=10 v ớ i ch ỉ th ị  NET. Điểm k ết thúc chuẩn độ có s ự chuy ển màu từ đỏ nho sang xanh chàm. III.4. Xác định nồng độ Ni2+ bằng phươ ng pháp chu ẩn độ ngượ c  Nguyên tắc: Dung dịch chuẩn : complexon 0,0100M và dung dịch Mg2+0,0100M Trong môi tr ườ ng pH =10, thêm một l ượ ng thừa xác định complexon 0,0100M vào một thể tích chính xác dung dịch Ni2+: H2Y2- + Ni 2+  NiY 2- + 2H + Tiến hành chuẩn độ l ượ ng H2Y2- b ằng dung dịch chuẩn Mg2+0,0100M vớ i chỉ th ị NET Thực hành: - Hút 10,00mL dung dịch Ni2+ vào erlen 250mL - Thêm vào chính xác 20,00mL dung dịch complexon 0,0100M (thêm sao cho dư khoảng 50% so vớ i lượ ng cần dùng tạo phức vớ i Ni2+). Đun nhẹ kho ảng 600C. - Thêm 5ml dung d ịch đệm pH =10 - Thêm khoảng 20mg chỉ th ị NET - Chuẩn độ b ằng dung dịch chuẩn Mg2+ đến khi chuyển màu từ xanh  xanh tím. - Tính toán nổng độ Ni 2+  trong m ẫu. IV. Tính toán và báo cáo thí nghi ệm.

14

BÀI 6: PHƯƠ NG PHÁP CHUẨN ĐỘ COMPLEXON  DÙNG CH  Ỉ  TH  Ị  XYLENOL CAM, AXIT SUNFOSALICYLIC I.NGUYÊN TẮC II.HÓA CHẤT VÀ DỤNG CỤ II.1. Dụng Cụ Pipet bầu một vạch 10mL : 1 cây Erlen 250mL : 3 cái Becher 100mL : 1 cái Becher 250mL : 1 cái Bình định mức 100mL : 1 cái Buret 25mL : 1 cây Quảbóp cao su : 1 cái  II.2. Hóa Chấ t Dung dịch complexon III 0,0100M Dung dịch đệm pH = 5: 80mL CH3COOH đậm đặc (loại d =1,050 hay 99%) pha loãng  bằng nướ c cất thành 1L. Lấy 40gam NaOH TKPT pha loãng bằng nướ c cất thành 1L. Đổ từ t ừ dung d ịch NaOH vào CH3COOH. Kiểm tra bằng máy pH hoặc dùng chỉ th ị pH. Dung dịch NaF bão hoà  : Hòa tan 5g trong 100mL n ướ c cất. Dung dịch Zn2+  0,01M : Cân chính xác 2,8754g ZnSO4.7H2O (hoặc 2,1950g Zn(C2H3O2)2.2H2O) hoà tan trong 1L nướ c cất. Dung dịch Al3+ 0,01M : cân 4,743g phèn nhôm NH4Al(SO4)2.12H2O hòa tan bằng nướ c cất có thêm vài gi ọt H2SO4 đặc thành 1L (0,2698mg Al/mL). Dung dịch Fe3+  0,01M : Cân 4,8218g phèn sắt ammoni NH4Fe(SO4)2.12H2O hòa tan trong nướ c cất có thêm vài giọt H2SO4 đặc thành 1L (chứa 0,5585mg Fe/mL). Chỉ thị  xylenol cam 1%: 1g chỉ th ị  nghi ền vớ i 100g NaCl khan trong cối. Bảo quản trong chai màu, đậy kín, mỗi lần dùng khoảng 20mg. Khoảng pH sử d ụng 1–6. Chỉ thị axit Sunfosalicylic 25%: 25gam trong 75 mL nướ c cất. NH3 (25%) và HCl(1:1) để điều chỉnh môi tr ườ ng. III.THỰ C HÀNH III.1.Chuẩn độ Fe3+ bằng dung dịch chuẩn compexon 0,01M v ớ i chỉ thị sunfosalicylic  Nguyên t ắc: Chuẩn độ m ột thể  tích chính xác c ủa dung dịch Fe3+ b ằng dung dịch chuẩn complexon tại pH =2 vớ i chỉ th ị axit sunfosalicylic Phản ứng chuẩn độ: Fe3+ + H 2Y2-  FeY - + 2H + Khi dư m ột giọt complexon, có phản ứng chỉ th ị: FeIn- + H 2Y2-  FeY - + In +2H + Hồng tím không màu tại pH = 2-3 (vàng nhạt của FeY-) 3+  Lư u ý: Để xác định tổng Fe trong mẫu có thể thêm K  2S2O8 để oxi hóa toàn b ộ Fe thành Fe Dung dịch có lẫn Al3+  không làm ảnh hưở ng đến quá trình chuẩn độ vì độ b ền của  phức AlY-  kém h ơ n FeY- ở p  H th ấ p Phản ứng chậm ở  nhi ệt độ th ườ ng. Thự c hành: - Hút 10,00mL dung dịch Fe3+ vào erlen 250mL - Thêm 5 giọt dung dịch K 2S2O8 2%

15

- Thêm kho ảng 3mL dung dịch NH4OH 0,1N để điều chỉnh pH nằm trong khoảng 23. Đun nóng khoảng 700C - Thêm 4 giọt chỉ th ị axit sunfosalicylic - Chuẩn độ b ằng dung dịch chuẩn complexon 0,01M đến khi chuyển màu từ h ồng tím sang vàng nhạt (mất màu tím hồng thì dừng) - Tính toán nồng độ dung d ịch Fe3+ III.2. Chuẩn độ Zn2+ bằng dung dịch chuẩn complexon 0,01M vớ i chỉ thị xylenol cam  Nguyên t ắc: Chu ẩn độ m ột thể  tích chính xác dung d ịch Zn2+ b ằng dung dịch Complexon 0,01M trong đệm pH = 5,0 v ớ i chỉ th ị  xylenol cam đến khi chuyển màu từ h ồng tím sang vàng chanh Phản ứng chuẩn độ: Zn2+ + H 2Y2-  ZnY 2- + 2H + Khi dư m ột giọt complexon , có phản ứng chỉ th ị ZnIn- + H 2Y2-  ZnY 2- + In’ +2H + Hồng tím vàng chanh tại pH = 5 Thự c hành: - Hút 10,00mL dung dịch Zn2+ vào erlen 250mL - Thêm 5ml dung d ịch đệm acetat pH =5,0 - Thêm khoảng 20mg chỉ th ị xylynol cam - Chuẩn độ b ằng dung dịch chuẩn complexon 0,01M đến khi chuyển màu từ h ồng tím sang vàng chanh - Tính toán nổng độ dung d ịch Zn2+. III.2. Xác định hỗn hợ p Al3+ + Fe3+ vớ i chỉ thị xylenol cam và axit sunfosalicylic  Nguyên t ắc : Lúc đầu xác định tổng Al3++ Fe3+ sau đó xác định riêng Al3+ ho ặc Fe3+. Xác định tổng Al3++Fe3+ b ằng phươ ng pháp chuẩn độ ng ượ c: Hút một lượ ng dư  chính xác dung d ịch chuẩn H2Y2-  cho vào m ột thể  tích chính xác hỗn hợ  p Al3++Fe3+, tạo môi tr ườ ng pH = 5. Phản ứng tạo phức xảy ra: Al3+ + H 2Y2-  AlY - + 2H + Fe3+ + H 2Y2-  FeY - + 2H + Lượ ng d ư H 2Y2- đượ c chuẩn b ằng dung dịch chuẩn Zn 2+ v ớ i ch ỉ th ị xylenol cam t ớ i khi dung dịch chuyển màu từ  vàng chanh sang h ồng tím. Khi đó Zn2+ ch ỉ ph ản ứng vớ i lượ ng H2Y2- d ư nh ưng không phá hủy đượ c phức AlY- và FeY - đã hình thành. Vì độ b ền của  phức ZnY2-  kém b ền so vớ i phức AlY-, FeY- ngh ĩ a là pK ZnY < pK  AlY  và pK  ZnY < pK  FeY ở   pH =5,0 Xác định riêng Al3+ b ằng phươ ng pháp chuẩn độ thay th ế: Tiế p t ục cho thêm NaF vào dung dịch v ừa chuẩn độ (g ồm AlY-, FeY-, ZnY2-, không có d ư Y 4-). Khi đó ph ức AlY- b ị  phân h ủy và chuyển thành phức AlF63- b ền h ơ n trong điều kiện pH = 5. AlY- + 6F - AlF63- + Y 4K ết qu ả là l ượ ng complexon Y4- t ạo ra tươ ng đươ ng v ớ i l ượ ng Al3+ có m ặt trong hỗn h ợ  p. Chuẩn độ Y 4- b ằng dung dịch muối Zn2+ đến khi chuyển màu từ vàng chanh sang h ồng tím. (Có thể s ử d ụng thêm chỉ th ị  bromocresol l ục có màu xanh ở   pH 5.Lúc đó điểm k  ết thúc có sự chuy ển màu từ vàng chanh sang tím ) Chú ý : Al 3+  và Fe 3+ đều phản ứng chậm vớ i Y4- vì v ậy trong thí nghiệm xác định tổng Al3+  và Fe 3+ c ần đun sôi dung dịch để t ạo phức complexonat đượ c hoàn toàn. Sau đó để ngu ội r ồi mớ i cho chỉ th ị xylenol cam để tránh phân h ủy chỉ th ị.

16

Thự c hành: Xác định tổng số Al 3+ và Fe 3+ : - Hút 10,00mL dung dịch mẫu cho vào erlen 250mL . - Thêm chính xác 25,00mL complexon 0,0100M. lắc đều. - Thêm 10mL đệm acetat pH = 5. Đun sôi 2 phút, để ngu ội. - Thêm 20mg chỉ th ị xylenol cam, lắc đều và chuẩn độ b ằng dung dịch chuẩn Zn 2+ đến khi chuyển màu từ vàng chanh sang h ồng tím. Ghi thể tích V I c ủa Zn2+. Xác định Al3+: - Tiế p tục cho thêm 5mL dung dịch bão hòa NaF vào erlen vừa chuẩn độ ở  trên. Đun sôi 2 phút, để ngu ội. - Thêm 20mg chỉ th ị xylenol cam, l ắc đều và chuẩn độ b ằng dung dịch chuẩn Zn 2+ đến khi chuyển màu từ vàng chanh sang h ồng tím. Ghi thể tích V II c ủa dung dịch Zn2+. Làm 3 lần các thí nghiệm trên. Tính số gam m Al và m Fe có m ặt trong dung dịch mẫu. IV. TÍNH TOÁN VÀ BÁO CÁO THÍ NGHI ỆM. V. CÂU HỎI Câu 1:  Complexon có công th ức cấu tạo như th ế  nào ? Ph ản ứng của Complexon vớ i ion kim loại diễn ra như th ế nào ? Vi ết phươ ng trình phản ứng? Câu 2: Nh ững nguyên nhân nào gây ra sai sốt  rong ph ươ ng pháp chuẩn độ Complexon? Câu 3: Dung d ịch đệm đóng vai trò gì trong phươ ng pháp chuẩn độ Complexon ? N ồng độ dung dịch đệm có ảnh hưở ng đến k ết quả chu ẩn độ không? Vì sao?. .

17

BÀI 7: PHƯƠ NG PHÁP CHUẨN ĐỘ OXI HÓA - KHỬ  PERMANGANAT VÀ BICROMAT I. NGUYÊN TẮC Phản ứng chuẩn độ d ựa trên phản ứng oxi hóa – khử, trong đó nếu chất cần xác định X là dạng khử thì ch ất chuẩn R là dạng oxi hóa (và ngượ c lại) Phản ứng chuẩn độ: Xkh + R oxh  X oxh + R  kh  trong đó E0Roxh/Rkh > E0Xoch/Xkh Hay Xoxh + R  kh  X kh + R  oxh trong đó E0Roxh/Rkh < E0Xoch/Xkh  Lư u ý: Trong phươ ng pháp chuẩn độ oxi hóa – kh ử th ườ ng lấy tên dung dịch chuẩn để đặt tên cho phươ ng pháp. VD: phươ ng pháp permanganat có dung dịch chuẩn là dung dịch KMnO4 I.1. Phươ ng Pháp Permanganat - Dung dịch chuẩn trong phươ ng pháp permanganat là dung dịch KMnO4 (th ườ ng pha nồng độ 0,05N ho ặc 0,02N). KMnO4  là ch ất oxy hóa mạnh, dễ  dàng b ị  các ch ất hữu cơ (gi ấy lọc, cao su, bụi…) khử t ạo thành MnO2. Khi có mặt MnO2  quá trình phân h ủy KMnO4 t ăng vì MnO2 là chất xúc tác tăng cườ ng sự phân h ủy KMnO4 4KMnO4 + 2H 2O   4MnO 2 + 3O 2 + 4KOH Vì vậy, ta không dùng KMnO4  làm ch ất gốc đượ c và phải pha dung dịch chuẩn KMnO4 không chứa v ết MnO2; sau đó chuẩn độ l ại n ồng độ  dung d ịch KMnO4 b ằng dung dịch g ốc H2C2O4. - Khi chuẩn độ m ột ch ất kh ử b ằng phươ ng pháp permanganant trong môi tr ườ ng axit: xảy ra bán phản ứng khử: 0 MnO4- + 8H + + 5e  Mn 2+ + 4H 2O ;  E MnO = 1.51V  − / Mn +  Như v ậy phươ ng pháp permanganat có thể dùng để xác định các chất khử mà 0 0 E Xoxh/Xkh <  E MnO = 1.51V  − / Mn + - Xác định điểm k ết thúc chuẩn độ: Trong phươ ng pháp permanganat ngườ i ta lợ i dụng màu riêng của ion MnO4- để nh ận ra điểm cuối chuẩn độ. Khi [MnO4-] ~10-5 đã có thể nh ận ra màu hồng của nó bằng mắt thườ ng. Khi đó phép chuẩn độ m ắc sai số ch ỉ th ị d ươ ng.  Lư u ý: -không dùng HCl để axit hóa vì Cl  d ễ b ị oxi hóa thành Cl 2 , n ếu có mặt Cl  thì ph ải dùng thêm hỗn hợ  p bảo vệZ   ymmerman (MnSO 4 +H 3PO4 + H 2SO4) -Một số ph ản ứng oxi hóa bằng KMnO4 xảy ra chậm ở  nhi ệt độ th ườ ng, nên phải đun nóng để ph ản ứng xảy ra nhanh tuy nhiên cẩn thận đối vớ i các chất cần xác định dễ bay hơ i,dễ phân h ủy.  I.2. Phươ ng Pháp Bicromat - Dung dịch chuẩn K 2Cr 2O7 0,0500N pha ngay t ừ mu ối tinh khiết phân tích vì đây là một trong các chất gốc điển hình. Dung dịch chuẩn r ất ổn định trong điều kiện thông thườ ng. - K 2Cr 2O7 là ch ất oxi hóa tươ ng đối mạnh, trong môi tr ườ ng axít xảy bán phản ứng khử: Cr 2O72- + 14H + + 6e -  2Cr  3+ + 7H 2O;  ECr0 O − / 2Cr +  = +1.33V  Hầu hết các phép chuẩn độ b ằng Permanganat có thể thay b ằng Bicromat -Xác định điểm k ết thúc chuẩn độ: Dùng chất chỉ th ị th ế điện cực để  xác định điểm cuối chuẩn độ. Các chỉ th ị th ế điện cực hay chỉ th ị  oxi hóa – kh ử th ườ ng có dạng Inoch và Inkh có màu khác nhau. Tại thờ i điểm tươ ng đươ ng xảy ra bán phản ứng chuyển màu: Inoxh + ne -  In kh (hay ngượ c lại từ In kh –ne -  In oxh) và có sự chuy ển màu từ In oxh sang In khh  ay ng ượ c lại. 4

4

2

2

2 7

2

3

18

Một số ch ất chỉ th ị điện cực hay sử d ụng: Diphenylamin 0,1% (kí hiệu DPh); E0In = 0,76V Diphenylamin sunfonat 0,5% ; E0In =0,85V Axit phenylantranilic (kí hiệu PhA) ; E0In =1,08V - Ư u điểm của phươ ng pháp bicromat là sử d ụng môi tr ườ ng HCl mà không cần cho thêm hỗn hợ  p bảo vệZ   ymmerman. II. HÓA CHẤT & DỤNG CỤ II.1. Hóa Chất Dung dịch KMnO4 0,05N : hòa tan ~ 1,6g KMnO 4 trong m ột lít nướ c cất đun sôi và duy trì nhiệt độ g ần sôi trong 1 giờ . Đậy kín và để l ắng 7 – 10 ngày. Lọc bằng phễu thủy tinh để l ấy dung dịch. Bảo quản dung dịch trong bình thủy tinh màu và để  trong t ối. Dung dịch này sẽ đượ c xác định chính xác nồng độ b ằng chất gốc H2C2O4.2H2O. Dung dịch H2C2O4 0,0500N : cân chính xác khoảng 3,1520g H2C2O4.2H2O để pha đượ c 1000mL dung dịch có nồng độ  chính xác kho ảng 0,05N. Cho đươ ng lượ ng H2C2O4.2H2O = 63,033. Khi sử d ụng phải rót dung dịch vào cốc nhỏ v ớ i lượ ng đủ s ử dụng, không đổ l ượ ng dư vào l ại bình chứa. Dung dịch K 2Cr2O7  0,0500N: cân chính xác 4,9051g K 2Cr 2O7  TKPT hòa tan trong nướ c cất, định mức thành 2 lít. Dung dịch Fe2+ 0,0500 M: hòa tan 19,6060g muối Mohr TKPT Fe(NH4)2(SO4)2.6H2O trong nướ c có thêm 0,4mL H2SO4 16% (~3,6N), thêm n ướ c cất thành 1lít. Dung dịch có chứa 2,79mg Fe2+/mL. Dung dịch SO32- 0,0500M: hòa tan 6,302g Na 2SO3 khan (ho ặc 12,6075g Na2SO3.7H2O) vào nướ c cất định mức thành 1L. H3PO4 đậm đặc HCl (1:2) H2SO4 (1:1) Chỉ th ị diphenylamin 0,1% (DPh):  hòa tan 0,1g ch ất ch ỉ th ị  trong 100mL H 2SO4 đặc. Diphenylamin (C6H5)2 NH là một chất chỉ th ị điện cực. Trong dung dịch dướ i tác dụng của chất oxy hóa mạnh (khi có dư 1 gi ọt K 2Cr 2O7) diphenylamin bị  oxy hóa b ất thuận nghịch thành diphenylbenzidin C6H5 NH – (C6H4)2 – C 6H5 NH. Thế điện cực tiêu chuẩn của DPh là EIn0  = +0,76V, d ạng khử  không màu, d ạng oxy hóa có màu tím. Tuy nhiên dạng oxy hóa không bền nên phản ứng vớ i phần còn lại của dạng khử t ạo thành hợ  p chất k ết tủa màu xanh chàm. Nếu cho dư ch ất oxy hóa thì dạng màu tím có thể b ị  oxy hóa tiế p tục thành sản phẩm không màu. Trong chuẩn độ th ườ ng thực hiện chuyển màu từ không màu thành màu tím hoặc thành màu xanh chàm. II.2. DỤNG CỤ Pipet bầu một vạch 10mL : 1 cây Pipet khắc vạch 10mL : 1 cây Erlen 250mL : 3 cái Becher 100mL : 1 cái Becher 250mL : 1 cái Bình định mức 100mL : 1 cái Buret 25mL : 1 cây Đèn cồn, quả bóp cao su

III. THỰ C HÀNH III.1. Xác định chính xác n ồng độ KMnO4 theo H2C2O4.2H2O 19

 Nguyên t ắc: Chu ẩn độ m ột thể tích chính xác dung d ịch H2C2O4 0,0500N trong môi tr  ườ ng H2SO4  ~ 2N b ằng dung dịch chuẩn KMnO4 đến khi xuất hiện màu hồng nhạt bền vững. Phản ứng chuẩn độ t ổng cộng: MnO4- + 5C 2O42- + 16H +  2Mn 2+ + 10CO 2 + 8H 2O Thực ra, trong giai đoạn trung gian tạo ra Mn3+  và do đó tạo ra phức oxalat của Mn 3+ : Mn(C2O4)n(3-2n)  Mn 2+ + 2n CO 2 Mặt khác, sản phẩm Mn2+  là xúc tác cho ph ản ứng này, vì vậy phản ứng chuẩn độ xảy ra nhanh dần (đặc điểm c ủa ph ản ứng tự xúc tác). Tuy nhiên v ẫn cần đun nóng đến 80 0  – 900 để làm t ăng tốc độ ph ản ứng. Thự c hành: - Hút 10,00mL dung dịch axit oxalic 0,0500N cho vào erlen 250mL - Thêm 1mL H2SO4 (1 :1) - Đun nóng dung dịch đến 800 – 90 0 (không đun sôi để ng ăn ngừa phân hủy axít oxalic) - Chuẩn độ b ằng cách cho từng giọt dung dịch KMnO4 để cho màu h ồng k ị p biến mất mơ i cho tiế p. Nếu nhiệt độ h ạ th ấ p xuống dướ i 60 0C thì đun nóng tiế p tục r ồi mớ i chuẩn độ. Điểm cuối chuẩn độ là lúc xu ất hiện màu hồng nhạt bền vững. - Làm 3 lần và tính nồng độ dung d ịch chuẩn KMnO4 III.2. Xác định nồng độ dung dịch oxalic trong bình m ẫu kiểm tra Sinh viên r ửa sạch bình định mức 100mL, dán nhãn nộ p cho cán bộ ph ụ trách phòng TN nhận dung dịch axit Oxalic để ki ểm tra. Định mức bằng nướ c cất đến vạch mức và chuẩn độ xác định nồng độ axit oxalic. III.3. Xác định Fe2+ trong muối Mohr  Nguyên t ắc: Muối Mohr Fe(NH4)2(SO4)2.6H2O để lâu s ẽ b ị oxi hóa trong không khí làm cho hàm lượ ng Fe2+ b ị gi ảm so vớ i công thức. Hòa tan mu ối Mohr r ồi chuẩn độ tr  ực tiế p một thể tích chính xác dung dịch Fe2+ trong môi tr  ườ ng H2SO4 ho ặc HCl bằng dung dịch chuẩn bicromat 0.0500N cho tớ i khi dung dịch biến màu theo chỉ t h ị th ế điện cực DPh từ  không màu sang màu tím chàm. Phản ứng chuẩn độ :6Fe 2+ + Cr  2O72- + 14H +  6Fe 3+ + 2Cr  3+ + 7H 2O; Vớ i  ECr0 O − / 2Cr +  = +1.33V  ;  E Fe0 3+ / Fe2+ = 0.77V  2 7

2

3

Thự c hành: - Hút 10,00mL dung dịch Fe2+ cho vào erlen 250mL. - Thêm 1,0mL H3PO4 đặc + 10mL dung d ịch HCl (1 : 2) - Thêm từ 3 – 4 gi ọt chỉ th ị màu DPh 0,1%. Pha loãng b ằng nướ c cất đến thể tích ~ 30 mL (để lúc k  ết thúc chuẩn độ màu riêng c ủa Cr 3+ không ảnh hưở ng đến màu chỉ th ị) -  Nhỏ t ừng giọt dung dịch chuẩn K  2Cr 2O7  0,0500N đến khi dung dịch xuất hiện màu tím chàm. - Làm 3 lần và hàm l ượ ng Fe (gam/lít) trong mẫu. 3+  Lư u ý:  Khi dùng ch ỉ th ị DPh ph ải thêm H3PO4 để t ạo phức vớ i Fe   (màu vàng) thành ph ức [Fe(HPO4)3]3- (không màu) để có th ể nh ận biết sự  thay đổi màu ở  điểm k ết thúc dễ  dàng hơ n. Nếu thay bằng chỉ th ị DhA thì ti ến hành tươ ng tự nh ưng không cần thêm H3PO4 III.3. Xác định SO32- trong Na2SO3  Nguyên t ắc: Chuẩn độ tr  ực tiế p một thểtích chính xác SO 32- b ằng dung dịch K 2Cr 2O7 trong môi tr ườ ng H2SO4 ho ặc HCl vớ i chỉ th ị DPh (ho ặc DhA). Phản ứng chuẩn độ: 3SO32- + Cr  2O72- + 8H +  3SO 42- + 2Cr  3+ + 4H 2O 0 Vớ i  ECr0 O − / 2Cr +  = +1.33V  ;  E SO = +0.17V  − / SO − 2 7

2

3

2 4

2 3

20

Thự c hành: - Hút 10,00mL dung dịch chứa SO32- cho vào erlen 250mL. - Thêm 10mL HCl (1:2) - Thêm 3 ÷ 4 gi ọt chỉ th ị DPh. Pha loãng thành 30mL. - Chuẩn độ b ằng K 2Cr 2O7 0,0500N đến khi xuất hiện màu tím chàm. - Làm 3 lần và tính hàm lượ ng SO32-(g/lít) trong m ẫu. IV.TÍNH TOÁN VÀ BÁO CÁO THÍ NGHI ỆM V.CÂU HỎI Câu 1 : Tại sao phải đun nóng dung dịch axit oxalic tr ướ c khi chuẩn độ. Đun sôi dung dịch có đượ c không? Tại sao ? Câu 2: Dung d ịch KMnO4  có pha chính xác và đúng nồng độ nh ư l ượ ng cân lý thuyết hay không ? Tại sao?. Câu 3: Dung d ịch K 2Cr 2O7 có pha chính xác và đúng nồng độ nh ư l ượ ng cân lý thuyết hay không? Tại sao? Câu 4: Phản ứng oxi hóa – khử ph ụ thu ộc vào môi tr ườ ng phản ứng hay không?

21

Bài 8: PHƯƠ NG PHÁP CHUẨN ĐỘ OXI HÓA – KHỬ  PHƯƠ NG PHÁP IOD - THIOSUNFAT I.NGUYÊN TẮC Chất cơ  b ản dùng làm chất oxi hóa trong phươ ng pháp này là iod, thếo  xi hóa – kh ử của nó là  E  I 0 / 2 I − = +0.535V  . Iod ít tan trong nướ c nên thườ ng sử d ụng dung dịch I2 trong KI. 2

Khi hòa tan I2 trong KI có phản ứng tạo thành ion [I3-] dễ tan: I 2 + I -  [I 3-] Trong phươ ng pháp này thườ ng sử d ụng thêm dung dịch chuẩn thiosuffat là chất khử. Phản ứng chuẩn độ gi ữa thiosunfat S2O32- và I 2 (ho ặc I3-): 2 S2O32- + I 2  S 4O62- + 2I Vớ i  E S 0 O − / 2 S  O − = +0.09V  Xác định điểm k ết thúc của phản ứng chuẩn độ trên thông qua màu I 2 trong h ồt  inh  bột 1.Phươ ng pháp chuẩn độ iod trự c tiếp: Chuẩn độ m ột thể tích chính xác dung d ịch các ch ất khử d ễ b ị oxi hóa (có th ế oxi hóa –khử nh ỏ h ơ n  E  I 0 / 2 I − = +0.535V   ) nh ư CN -, S2-, SO32-, S2O32-… bằng dung dịch chuẩn I2 2 4 6

2 2 3

2

hay KI3. 2.Phươ ng pháp chuẩn độ iod ngượ c Đối vớ i các chất khử y ếu (có thể g ần bằng  E  I 0 / 2 I − = +0.535V  ) khó bị iod oxi hóa ph ải 2

dùng phươ ng pháp chuẩn độ ng ượ c. Cho một thể tích chính xác dung d ịch chuẩn KI3 d ư đủ để oxi hóa m ột thể tích chính xác ch ất cần xác định. Sau đó chuẩn độ l ại lượ ng KI3 d ư b ằng dung dịch chuẩn thiosunfat. Ví dụ để xác định SO32- ta dùng I 3- oxi hóa SO 32-→ SO 42-, sau đó chuẩn độ l ượ ng dư I3- còn l ại bằng dung dịch chuẩn Na2S2O3 v ớ i chỉ th ị h ồ tinh b ột. 3.Phươ ng pháp xác định iod gián tiếp (phươ ng pháp chu ẩn độ thế) Phươ ng pháp này dùng để chu ẩn độc  ác ch ất oxi hóa có th ế oxi hóa -kh ử 0  E  X  / X  > E  I 0 / 2 I − = +0.535V  . Cho một lượ ng dư KI tác d ụng vớ i một thể tích chính xác dung oxh

kh

2

dịch cần xác định nồng độ X oxh  , khi đó có phản ứng: I- + X oxh  I 2 + X kh  Như v ậy lượ ng I2 sinh ra t ươ ng đươ ng vớ i lượ ng Xoxh trong m ẫu. Chuẩn độ xác định lượ ng I2 sinh ra b ằng dung dịch chuẩn thiosunfat vớ i chỉ th ị là h ồ tinh b ột. II. HÓA CHẤT & DỤNG CỤ II.1. Hóa Chất Dung dịch thiosunfat ~ 0,02N   : hòa tan 5,0g Na 2S2O3.5H2O TKPT trong 1L nướ c cất đun sôi để ngu ội. Thêm 0,1g Na2CO3 để ng ăn ngừa tác dụng của CO2  phân h ủy thiosunfat: H2CO3 + Na 2S2O3  NaHCO 3 + Na 2SO3 + S(k  ết tủa)  Nếu có Na2CO3thì : Na 2CO3 + H 2CO3  2 NaHCO 3 Sau một ngày, dung dịch thiosunfat sẽ có n ồng độ ổn định và có thể xác định chính xác nồng độ này theo ch ất gốc K 2Cr 2O7. Dung dịch KI 10% : hòa tan 100g KI trong 1 L n ướ c cất đun sôi để ngu ội. Dung dịch NH4SCN 10%  : hòa tan 100g NH 4SCN trong 1 L nướ c cất đun sôi để nguội. Dung dịch Cu2+ 0,01M: hòa tan 2,4968g CuSO4.5H2O TKPT trong nướ c cất đun sôi để nguội. Thêm 1mL H2SO4 đậm đặc, định mức thành 1L. Dung dịch có chứa 0,635mg Cu/mL. 22

Dung dịch K 2Cr2O7  0,0200N Chỉ thị hồ tinh bột 0,5% : 2,5g tinh b ột + 0,01g HgI2 ho ặc ZnCl2 (ch ất bảo quản nghiền nhỏ v ớ i 1L nướ c cất thành chất đồng nhất) đổ t ừ t ừ, khuấy đều vào cốc có chứa sẵn 500mL nướ c đang sôi. Đun tiế p tớ i khi dung dịch trong suốt (2 phút). Để l ắng, khi dùng thì gạn lấy phần trong ở  phía trên.  Nếu thử v ớ i iod cho màu xanh là đượ c. Nếu thấy xuất hiện màu nâu thì chứng tỏ tinh b ột đã bị h ỏng. Nên nhớ  nhi ều chất hữu cơ  làm gi ảm độ nh ạy của hồ tinh b ột vớ i iod. II.2. Dụng Cụ Pipet bầu một vạch 10mL : 1 cây : 1cái Ống đong 100mL Erlen 250mL : 3 cái Bình định mức 100mL : 1 cái Becher 100mL : 1 cái Buret 25mL : 1 cây Becher 250mL : 1 cái Quảbóp cao su : 1 cái Pipet khắc vạch 10mL : 2 cây III. THỰ C HÀNH III.1. Pha dung d ịch gốc K 2Cr2O7 0,0200N III.2. Xác định chính xác nồng độ  dung dịch chuẩn Na2S2O3  theo dung d ịch gốc K 2Cr2O7  Nguyên t ắc: Lấy một th ể tích chính xác dung d ịch gốc K 2Cr 2O7 0.0200N cho ph ản ứng vớ i lượ ng KI dư  trong môi tr  ườ ng axit để t ạo ra lượ ng tươ ng đươ ng I3-. Chuẩn độ I 3- tr  ực tiế p  bằng Na2S2O3 v ớ i chỉ th ị h ồt  inh b ột Phản ứng thay thế t ươ ng đươ ng: Cr 2O72- + 6I - + 14H +  2Cr  3+ + 3I 2 + 7H 2O 3I2 + 3I -  3I 3---------------------------------------------------Cr 2O72- + 9I - + 14H +  2Cr  3+ + 3I 3- + 7H 2O Phản ứng chuẩn độ: I3- + 2S 2O32-  3I - + S 4O62Thự c hành: - Hút 10,000mL K 2Cr 2O7 0,0200N cho vào erlen 250mL. - Thêm 15 mL nướ c cất - Thêm 3mL H2SO4 đặc. Lắc đều. Để ngu ội. - Thêm 5mL KI 10% - Lắc nhẹ. Đậy kín và để yên 10 phút để kh ử hoàn toàn K  2Cr 2O7 - Từ  buret nh ỏ t ừng giọt dung dịch Na2S2O3  ~ 0,02N xu ống erlen tớ i màu vàng r ơm   . Lúc đó thêm từng giọt dung dịch hồ  tinh b ột vào erlen cho tớ i khi đượ c màu xanh chàm rõ r ệt, vừa thêm vừa lắc đều. Tiế p tục nhỏ t ừng giọt Na2S2O3 xu ống tớ i khi dung dịch mất màu xanh chàm. Ghi th ể tích V 1. - Làm 3 lần. Thí nghi ệm r ỗ ng  : Th ực hiện thí nghiệm r ỗng đồng thờ i vớ i 3 thí nghiệm chuẩn độ để gi ảm thiểu sai số. -Thay thế  10,00mL K  2Cr 2O7  0,02000N b ằng 10,00mL nướ c c ất. Thực hi ện t ươ ng tự như thí nghi ệm trên nhưng cho hồt  inh b ột vào tr ướ c khi chuẩn bằng dung dịch Na2S2O3, ghi thể tích V r .  Lư u ý: - I2 d ễ b ị m ất do bay hơ i, nên trong giai đoạn đầu cần chuẩn độ  nhanh, l ắc nhẹ để tránh sự bay h ơ i I2. - I 2 d ễ b ị h ấ p phụ  lên h ồ  tinh b ột nên trong giai đoạn cuối chuẩn độ  khi đã thêm hồ tinh bột vào thì phải lắc cẩn thận dung dịch định phân.

23

III.3. . Xác định nồng độ dung dịch K 2Cr2O7 trong bình m ẫu kiểm tra Sinh viên r ửa sạch bình định mức 100mL, dán nhãn nộ p cho cán bộ ph ụ trách phòng TN nhận dung dịch K 2Cr 2O7 để ki ểm tra. Định mức b ằng n ướ c cất đến vạch mức và chuẩn độ xác định nồng độ K  2Cr 2O7. III.4. Xác định Cu2+  Nguyên t ắc: Trong môi tr ườ ng axit (pH =3) Cu2+  oxy hóa I - t ạo thành k ết tủa CuI và một lượ ng tươ ng đươ ng I3-. Chuẩn độ l ượ ng I3- b ằng dung dịch chuẩn thiosunfat vớ i chỉ th ị h ồ tinh b ột. Phản ứng thay thế t ươ ng đươ ng : 2Cu2+ + 5I - 2CuI↓ + I 3V ớ i  E I0− /3 I − = 0.545V  ;  ECu0 + , I − / CuI  = 0.78V  3

2

Phản ứng chuẩn độ : I 3- + 2S 2O32-  3I - + S 4O62Để cho ph ản ứng (1) xảy ra hoàn toàn h ơ n trong thực tế ng ườ i ta thêm NH4SCN (hoặc KSCN) vì k ết tủa CuSCN ít tan h ơ n CuI ( pTCuI= 11,96 ; pT CuSCN = 14,32) CuI ↓+ SCN-  CuSCN ↓ + I Mặt khác k ết tủa CuSCN không hấ p phụ m ạnh I2 nh ư k  ết tủa CuI do đó làm giảm sai số do I 2 b ị h ấ p phụ. Thự c hành: - Hút 10,00mL dung dịch Cu2+ cho vào erlen 250mL - Thêm 3mL H2SO4 đậm đặc - Thêm 5mL KI 10% - Thêm 5mL NH4SCN - Lắc nhẹ. Đậy kín trong bóng tối 15 phút. Thêm khoảng 20mL nướ c cất.   - Từ  buret nh ỏ t ừng dung dịch Na2S2O3  ~ 0,02N đến khi dung dịch có màu vàng r ơm r ồi thêm vài giọt hồ  tinh b ột cho đến khi đượ c màu xanh chàm rõ r ệt. Tiế p tục nhỏ từng giọt Na2S2O3 xu ống tớ i khi dung dịch mất màu xanh chàm. Ghi th ể tích V 1. - Làm 3 lần. Thí nghi ệm r ỗ ng  : Th ực hiện thí nghiệm r ỗng đồng thờ i vớ i 3 thí nghiệm chuẩn độ để gi ảm thiểu sai số. -Thay thế 10,00mL Cu 2+ b ằng 10,00mL nướ c cất. Thực hiện tươ ng tự nh ưt  hí nghi ệm trên nhưng cho hồ tinh b ột vào tr ướ c khi chuẩn bằng dung dịch Na2S2O3, ghi thể tích V r . IV.TÍNH TOÁN VÀ BÁO CÁO THÍ NGHI ỆM V. CÂU HỎI Câu 1: T ại sao không sử d ụng natrithiosulfat làm chất gốc mà phải xác định lại nồng độ  bằng dung dịch K 2Cr 2O7? Câu 2:  Trong ph ươ ng pháp thiosulfat không cần sử d ụng tinh bột làm chỉ th ị có đượ c không? Trình bày sự hình thành màu c ủa I2 v ớ i hồt  inh b ột. Câu 3: T ại sao phải sử d ụng KI dư trong các ph ản ứng chuẩn độ trên? Câu 4: Thờ i gian phản ứng và độ  pha loãng dung d ịch có ảnh hưở ng như th ế  nào đến k ết quả phân tích? Câu 5 : N ồng độ H + có ảnh hưở ng đến k ết quả phân tích không? Vì sao?

24

BÀI 9: PHƯƠ NG PHÁP CHUẨN ĐỘ K ẾT TỦA DUNG DỊCH CHUẨN AgNO3 I. NGUYÊN TẮC Phươ ng pháp bạc đượ c dùng chủ y ếu để xác định ion halogenua và ion Ag+ d ựa trên  phản ứng chuẩn độ: X- + Ag +  AgX ↓ Dùng dung dịch chuẩn AgNO3 để xác định các anion X- và dùng dung d ịch chuẩn Clđể xác định ion Ag+. Xác định điểm k ết thúc chuẩn độ: có thể s ử d ụng chất chỉ th ị nh ư cromat hay ch ỉ th ị hấ p phụ. Ví dụ  dùng CrO 42- làm ch ỉ th ị, khi cho dư m ột giọt Ag+ có phản ứng chỉ th ị: CrO42-  + 2Ag +  Ag 2CrO4 (k  ết tủa màu) pTAg2CrO4 = 11,75 II. HÓA CHẤT & DỤNG CỤ  II.1. Dụng C ụ Pipet 10mL : 1 cây Erlen : 3 cái Becher 100mL : 1 cái Becher 250mL : 1 cái Bình định mức 100mL : 1 cái Buret 25mL : 1 cây Quảbóp cao su : 1 cái II.2. Hóa Chất Dung dịch AgNO3 0,0200M : Cân 3,3974g mu ối AgNO3 lo ại TKPT, hòa tan b ằng nướ c cất thành 1 lít. Nồng độ chính xác c ủa dung dịch có thể xác định theo chất gốc NaCl  bằng phươ ng pháp Mohr. Dung dịch NaCl  0,0100M : Cân chính xác kho ảng 0,5844g NaCl TKPT (đã nung ở  5000 – 600 0C đến khối lượ ng không đổi), hòa tan thành 1L bằng nướ c cất. Dung dịch K 2CrO4 5%. Pha trong nướ c cất, dùng làm chất chỉ th ị  cho ph ươ ng pháp Mohr. Dung dịch NaHCO3 5% : pha trong n ướ c cất. Dung dịch KSCN  0,0100M : Cân 0,9718g (lo ại TKPT, đã sấy khô 1400C đến khối lượ ng không đổi) hòa tan thành 1L nướ c cất. Dung dịch phèn sắt ammoni bão hòa  : FeNH 4(SO4)2.12H2O hòa tan trong 100mL (~0,25M). dùng làm chỉ th ị trong ph ươ ng pháp Volhard. III. THỰ C HÀNH III.1. Pha dung d ịch gốc NaCl 0,0100M. III.2. Xác định nồng độ dung dịch chuẩn AgNO3 theo phươ ng pháp Mohr Nguyên tắc: Chuẩn độ m ột th ể  tích chính xác dung d ịch AgNO3 b ằng dung dịch g ốc NaCl 0,0100M trong môi tr ườ ng đệm NaHCO3 khi có m ặt K 2CrO4. Phản ứng chuẩn độ: Cl- + Ag +  AgCl (k  ết tủa tr ắng) pTAgCl = 9,75 + Phản ứng chỉ th ị : khi cho d ư m ột giọt Ag . CrO42- + 2Ag +  Ag 2CrO4 (k  ết tủa màu đỏ g ạch) pTAg2CrO4 = 11,95  Lư u ý: - Phươ ng pháp Mohr chỉ dùng để xác định Cl , Br   không dùng để xác định I  và SCN- vì các k  ết tủa AgI, AgSCN tạo thành dễ h ấ p phụ ch ỉ th ị CrO 42- nên khó xác định điểm k ết thúc chuẩn độ. - Không đượ c chuẩn trong môi tr ườ ng quá axit và kiềm, thườ ng pH trong khoảng 710, nếu có mặt ion NH4+ thì pH c ủa dung dịch từ  7-8. - Cho từ t ừ AgNO 3  vào X - để t ạo tủa AgX lớ n tránh sự h ấ p phụ X -và CrO42- lên k  ết tủa làm sai số và nên l ắc mạnh dung dịch khi chuẩn độ. 25

Thự c hành: - Hút 10,00mL dung dịch NaCl 0,0100M cho vào erlen 250mL . - Thêm 2mL dung dịch NaHCO3 5% + 2 gi ọt K 2CrO4 5%. - Từ  buret nh ỏ t ừ t ừ  dung d ịch AgNO3 l ắc mạnh, gần tớ i điểm tươ ng đươ ng dung dịch tr ở  nên trong, k  ết tủa AgCl vón lại, ta cho từng giọt dung dịch AgNO3, lắc mạnh đến xuất hiện k ết tủa có màu hồng nhạt.Ghi thể tích V 1 - Làm 3 lần. Tính nồng độ dung d ịch chuẩn AgNO3 III.3. Xác định nồng độ Cl- theo phươ ng pháp Mohr Nguyên tắc: Chuẩn một thể  tích xác định dung dịch Cl- b ằng dung dịch chuẩn AgNO3 0,0200M.

Thự c hành :  Hút 10,00mL dung d ịch mẫu Cl- vào erlen 250mL. Tiến hành chuẩn độ nh ư III.2. III.4. Xác định nồng độ dung dịch Cl- trong bình m ẫu kiểm tra Sinh viên r ửa sạch bình định mức 100mL, dán nhãn nộ p cho cán bộ ph ụ trách phòng TN nhận dung dịch Cl- để ki ểm tra. Định mức bằng nướ c cất đến vạch mức và chuẩn độ xác định nồng độ Cl -. III.5. Xác định Cl- theo phươ ng pháp Volhard (Chu ẩn độ ngượ c bằng KSCN) Nguyên tắc: Cho một thể tích chính xác AgNO 3 0,0200M d ư  vào m ột thể tích chính xác dung dịch Cl-. Khi đó Cl- b ị k  ết tủa dướ i dạng AgCl : Cl- + Ag+  AgCl Chuẩn độ l ượ ng AgNO3 còn l ại bằng chính dung dịch chuẩn KSCN 0,0100M khi có mặt muối Fe3+làm chất chỉ th ị: Phản ứng chuẩn độ : Ag + + SCN -  AgSCN Phản ứng chỉ th ị : khi cho d ư m ột giọt KSCN sẽ xu ất hiện màu hồng Fe3+ + SCN  FeSCN 2+ Mắt nhận ra màu hồng khi [FeSCN2+] ≥  6,4.10 -6M. Vì pTAgSCN (12,0) l ớ n hơ n pTAgCl (9,75) nên có th ể x ảy ra phản ứng AgCl + SCN-  AgSCN + Cl Để ng ăn ngừa phản ứng này xảy ra, ta lọc k ết tủa AgCl sau khi cho dư AgNO 3 r  ồi mớ i chuẩn độ b ằng dung dịch KSCN. Thự c hành - Hút 10,00 mL dung dịch Cl- cho vào c ốc 250 mL - Thêm 2 giọt HNO3 đậm đặc. - Từ  buret nh ỏ t ừng giọt AgNO3  0,0100M đến khi k ết tủa hết ion Cl-, thêm tiế p 5mL AgNO3. Ghi thể tích V 1 c ủa AgNO3. - L ọc b ỏ k  ết tủa AgCl, r ửa k ỹ k  ết tủa b ằng n ướ c cất cho tớ i khi nướ c r ửa không còn ion + Ag . - N ướ c l ọc và nướ c r ửa thu hồi toàn bộ  vào erlen 250mL thêm 1mL dung d ịch phèn sắt ammoni. - Từ buret cho t ừng giọt dung dịch KSCN 0,0100M, lắc mạnh đến khi dung dịch chuyển màu từ vàng nh ạt sang màu đỏ cam. Ghi th ể tích V 2 c ủa SCN-. Làm 3 lần, lấy k ết quả trung bình. IV.TÍNH TOÁN VÀ BÁO CÁO THÍ NGHI ỆM V. CÂU HỎI Câu 1 : Vai trò c ủa NaHCO3 trong phép xác định Cl- theo phươ ng pháp Mohr ? Câu 2 : Thêm 2 gi ọt HNO3 đặc khi thực hiện phươ ng pháp Volhard để làm gì? Câu 3 : T ại sao phải sử d ụng dung dịch NaCl làm dung dịch gốc mà không không sử d ụng tr ực tiế p dung dịch AgNO3? 26

BÀI 10: XÁC ĐỊNH Fe TRONG NƯỚ C BẰNG PHƯƠ NG PHÁP QUANG PHỔ HẤP THU KHẢ KIẾN I.NGUYÊN TẮC 1.Sự  hấp thu bứ c xạ và màu s ắc của vật chất: Ánh sáng nhìn thấy (ánh sáng tr ắng) bao gồm dải bức xạ có b ướ c sóng từ  396- 760 nm, bao gồm các tia có màu đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm, tím…. Màu s ắc của vật chất đượ c giải thích dựa vào k ết quả t ươ ng tác khi chiếu ánh sáng tr ắng vào vật đó: -  Nếu ánh sáng đi qua hoàn toàn (ngh ĩ a là vật không hấ p thu ánh sáng) thì vật đó sẽ có màu tr ắng. -  Nếu vật đó hấ p thu hoàn toàn ánh sáng thì vật đó có màu đen. -  Nếu vật hấ p thu chọn lọc một số tia ánh sáng trong ánh sáng tr  ắng khi đó vật sẽ có màu là màu phụ c ủa màu các tia đã bị h ấ p thu. Quan hệ gi ữa màu của tia bị h ấ p thu và màu của chất hấ p thu Tia bị h ấ p thu

λ (nm) 400 - 430 430 - 490 490 – 510 510 – 530 530 – 560 560 – 590 590 – 610 610 - 730

Màu chất hấ p thu Màu Tím Xanh Lục xanh Lục Lục vàng Vàng Da cam Đỏ

Vàng lục Vàng da cam Đỏ Đỏ tím Tím Xanh Xanh lục L ục

Ví dụ: vật có màu đỏ ngh ĩ a là vật hấ p thu chọn lọc các tia lục xanh có λ = 490 -510 nm 2. Định luật Lambert – Beer Khi chiếu chùm bức xạ có c ườ ng độ ban đầu I0 qua ch ậu đo chứa mẫu có bề dày b và nồng độ C thì chùm b ức xạ đi qua lớ  p chất hấ p thu sẽ có c ườ ng độ gi ảm còn IT. Ta có : Độ truy ền suốt T = IT/I0 Độ h ấ p thu (mật độquang) A = log(I 0/IT) Định luật Lambert –Beer: Độ h ấ p thu A của bức x ạ t ỉ l ệ v ớ i bề  dày và n ồng độ c ủa chất hấ p thu : A = ε bC = k.C = f(C) Trong đó ε là h ệ s ố h ấ p thu của chất hấ p thu; b là bề  dày ch ậu đo. Nếu ε b = k =const thì quan hệ gi ữa A và C là quan h ệ tuy ến tính. Thực tế  quan h ệ gi ữa A và C chỉ tuy ến tính trong một khoảng nồng độ thích h ợ  p nào đó. 3.Định lượ ng bằng phép lập đườ ng chuẩn  Ngườ i ta có thể ứng d ụng định luật Lambert – Beer trong định lượ ng b ằng phép lậ p đườ ng chuẩn. Ví dụ để  xác định nồng độ c ủa m ột mẫu dung dịch B có màu, ng ườ i ta thiết lậ p đườ ng chuẩn A =f(C) b ằng cách đo độ h ấ p thu A của một loạt các dung dịch chuẩn B có nồng độ bi ết tr ướ c. Đo độ h ấ p thu của mẫu Am. Từ đồ th ị  A =f(C) suy ra n ồng độ c ủa Cm hay có thể  suy ra C m t ừ ph ươ ng trình quan hệ A=f(C) đượ c tính bằng phươ ng pháp bình  phươ ng cực tiểu.

27

A

Am

Cm

C

Hình – Đườ ng biểu diễn A =f (C)

4. Ứ ng dụng để xác định Fe2+, Fe3+ Cho ion Fe2+, Fe 3+ ph ản ứng v ớ i ch ất t ạo ph ức L để t ạo thành các phức có màu FeL n. Các chất tạo phức thườ ng dùng là KSCN; 1,10-phenanthrolin. Đo độ h ấ p thu của phức ở   bướ c sóng thích hợ  p trong vùng ánh sáng thấy đượ c và định lượ ng bằng phép lậ p đườ ng chuẩn. a. Chất tạo phức là dung dịch KSCN: Sắt ở  d ạng Fe3+ có ph ản ứng tạo phức vớ i SCN- ở pH 1-2 (dùng HNO 3 t ạo môi tr ườ ng axit). Phản ứng tạo phức: nSCN- + Fe 3+  Fe(SCN) n(n-3)Dạng phức bền là FeSCN2+ có màu đỏ, hấ p thu bức xạ có λ =475 ±5 nm ; hệ s ố h ấ p thu ε =7000 mol -1.cm-1.L  b. Chất tạo phức là 1,10-phenanthrolin (Ph) Sắt ở d ạng ion Fe2+  có ph ản ứng tạo phức vớ i 3 phân tử 1,10-phenanthrolin trong khoảng pH r ộng từ 2,0 -9,0 . Ph ản ứng tạo phức : 3Ph + Fe 2+  Fe(Ph) 32+

N

N

+

Fe

2+

2+

Fe N

N

n

, -phenanthrolin

1 10

ferroin

Phức Fe(Ph)32+ có màu đỏ cam, có λmax ở   508nm, và ε = 1,1.10 4L.mol-1.cm-1. Ph ức r ất  bền có cườ ng độ màu không đổi trong nhiều tháng. Khoảng tuân theo định luật LambertBeer là 0,13 – 5 μg/mL. Do chỉ  có ph ản ứng màu chọn lọc giữa 1,10-phenanthrolin vớ i Fe2+  nên ta có th ể  xác định đượ c l ượ ng Fe2+  khi có m ặt ion Fe3+. Để  xác định t ổng hàm lượ ng s ắt ta khử  ion Fe 3+ về Fe 2+ b ằng các chất khử nh ư hydroxylamin (NH 2OH.HCl), hidrazin hoặc axit ascorbic. 2(NH2OH.HCl) + Fe3+  N 2 + 2Fe 2+ + 2H + + 2HCl + 2H 2O II.HÓA CHẤT VÀ DỤNG CỤ II.1. Hóa Chấ t  Dung dịch Fe(II) chu ẩn : Cân chính xác 3,5110g mu ối Morh (NH4)2Fe(SO4).6H2O. loại TKPT (chọn những tinh thể t ốt có màu xanh nhạt). Hòa tan trong 500mL nướ c cất hai 28

lần đã có chứa 5mL H2SO4 đậm đặc. Dung dịch này chứa 1mg Fe/mL có thể ki ểm tra nồng độ s ắt bằng phươ ng pháp chuẩn độ  oxy hóa, ch ất chuẩn là K 2Cr 2O7  hay KMnO 4. Pha loãng dung dịch này 100 lần để có n ồng độ 10 μg Fe trong 1mL. Dung dịch 1,10- phenanthrolin : 0,5% pha trong n ướ c. Dung dịch axit ascorbic : 10% trong nướ c. Đệm acetat pH = 5  : hòa tan 17,5g CH 3COONa.3H2O trong ít nướ c, thêm vào đó 4,5mL CH3COOH đậm đặc (d=1,05). thêm nướ c cất đến 1L.  II.2.Dụng cụ - Máy so màu - Bình định mức 50mL. - Pipet các loại. III.THÍ NGHIỆM  III.1. Quét phổ  hấ  p thu của phứ c để  chọn max  Lấy 2 bình định mức 50mL. Bình 1 thêm 3mL dung d ịch chuẩn sắt, thêm 5mL dung dịch đệm acetat pH = 5, 1mL axit ascorbic , thêm tiế p 1mL 1,10-phenanthrolin 0,5% r ồi thêm nướ c cất đến vạch mức. Lắc đều, sau 10 phút quét phổ dung d ịch vớ i khoảng bướ c sóng thay đổi 250 – 700nm. Bình 2 chuẩn bị t ươ ng tự nh ưng không cho dung dịch sắt vào  bình định mức.  III.2. Lậ p đườ ng chuẩ n mật độ quang theo nồng độ Cho trình tự hóa ch ất theo bảng vào bình định mức. Dung dịch so sánh là bình 2. Bướ c sóng sử d ụng để đo là bướ c sóng cực đại vừa khảo sát từ thí nghi ệm III.1. Đo dung dịch theo nồng độ t ừ nh ỏ đến lớ n. Tr ướ c khi tiến hành đo trên máy UV-Vis, máy ph ải đượ c bật tr ướ c 20-30 phút để ổn định. Khi đọc số đo phải thỏa mãn điều kiện những số đo có ngh ĩ a, chính xác.  Lậ p đồ th ị  chuẩ n và mẫ u theo bảng: Bình 1 2 3 4 5 6 7 Mẫu Mẫu 1 2 0 0,5 1,0 2,0 4,0 8,0 10,0 5 5 Dung dịch sắt 10μg Fe trong 1mL ; mL Dung dịch đệm acetat pH 5 5 5 5 5 5 5 5 5 = 5 ; mL Axít ascorbic 10% ; mL 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1,10-phenanthrolin 0,5% ; 1 1 1 1 1 1 1 1 1 mL  Nướ c cất ; mL Định mức đến thể tích 50mL

 III.3. Chuẩ n b ị  mẫ u xác đị nh Fe2+ và Fe3+ - Xác định Fe tổng cộng : mẫu 1: chuẩn bị t ươ ng tự nh ư  dung d ịch trong lậ p đườ ng chuẩn; có thêm axit ascorbic để chuy ển Fe3+ thành Fe 2+ hoàn toàn. - Xác định Fe2+ : m ẫu 2: chuẩn b ị nh ư  dung d ịch trong lậ p đườ ng chuẩn nh ưng không thêm axít ascorbic như v ậy chỉ có Fe 2+ tham gia ph ản ứng tạo phức. - Xác định Fe3+:  tính t ừ hi ệu của hai giá tr ị trên. IV.TÍNH TOÁN VÀ XỬ  LÝ K ẾT QUẢ Dựng đồ th ị ph ụ thu ộc A theo C. Xác định lượ ng sắt (II) và tổng lượ ng Sắt. Sinh viên thiết lậ p phươ ng trình đườ ng chuẩn bằng chươ ng trình excell và tính toán nồng độ Fe 2+, Fe tổng trong mẫu đo đượ c. 29

V.CÂU HỎI Câu 1 : Nguyên t ắc của phươ ng pháp định lượ ng bằng phươ ng pháp tr ắc quang? Câu 2 : Kho ảng bướ c sóng bao nhiêu thì mắt con ngườ i nhìn thấy đượ c? Câu 3 : Nh ững chất có bản chất như th ế  nào v ề c ấu trúc thì có thể  xác định bằng phươ ng  pháp tr ắc quang? Câu 4 : Ư u điểm của phươ ng pháp tr ắc quang?

30

BÀI 11 : MÁY pH và CHUẨN ĐỘ BẰNG MÁY pH I.MÁY pH.  pH là một chỉ s ố  quan tr  ọng đượ c lưu ý trong nhiều đối tượ ng khác nhau. Theo định ngh ĩ a pH= - log[H+] (hay chính xác hơ n là –log a + ) điều này có ngh ĩ a là nó biểu hiện cho độ axit hay baz ơ  c ủa dung dịch khảo sát.  Nguyên T ắc: Điện c ực th ủy tinh là loại điện c ực màng chọn l ọc ion H+, v ớ i màng chọn l ọc là màng thủy tinh. Điện cực này đã đượ c ứng dụng r ộng rãi để đo pH của dung dịch. Hiện nay những điện cực th ủy tinh cho phép xác định giá tr ị p H v ớ i độ  chính xác 0.1, 0.01, ho ặc 0.001 tùy loại máy. Hiện nay nhiều điện cực đượ c chế t ạo vớ i kích thướ c r ất nhỏ (vi điện cực) cho  phép xác định vớ i thể tích vài μL mẫu.  Nếu g ọi ho ạt độ H + dung d ịch bên trong màng là a1, ngoài màng là a2, thì thế màng có thể bi ểu diễn như sau : H

 E m

= 0.058log

a2 a1

= b − 0.058 pH 

Vớ i pH là pH của dung dịch ngoài màng (dung dịch khảo sát) và nồng độ c ủa H+ trong màng đã biết (thườ ng là 0.1N hoặc 1N) Thế điện cực chỉ th ịk  hi này s ẽ là : E ind = E m + E ss2 + E nối Thế điện c ực so sánh (qui chiếu) là một h ằng s ố (g ọi là ss2 vì đây là điện c ực so sánh trong điện cực thủy tinh), còn thế n ối r ất nhỏ, do đó viết lại: Eind= b1 – 0.059pH (V ớ i b1 = b + E ss2 + E nối) Thế đo đượ c trên máy sẽ là E đ = E ind – E ss1 = const – 0.058pH Trong đó điện cực so sánh 1 là điện cực so sánh ngoài. Dựa vào thế đo đượ c và dựa vào 2 dung dịch đệm để ch ỉnh máy ta sẽ có giá tr  ị pH c ủa dung dịch c ần đo. Các giá tr ị pH đều đượ c ghi trên thang đo, do đó ta có thể đọc ngay giá tr ị mà không c ần bất cứ phép bi ến đổi nào. II.SỬ  DỤNG VÀ BẢO TRÌ ĐIỆN CỰ C pH Hiện nay tồn tại nhiều loại máy đo pH của nhiều hãng khác nhau, tuy nhiên ta có thể chia làm 3 loại ứng v ớ i độ phân gi ải 0.1 ; 0.01 ; 0.001 đơ n v ị pH. Các máy có độ  phân gi ải 0.1 đơ n v ị  pH th ườ ng chỉ ch ỉnh v ớ i m ột đệm duy nhất và giá tr ị pH đo ch ỉ  chính xác trong khoảng pH đệm ±2 đơ n vị pH, nh ững máy này chỉ dùng cho nh ững công việc không đòi hỏi độ chính xác cao.  Những máy pH dạng này có thể h ướ ng dẫn sử d ụng chung như sau: R ửa sạch điện cực bằng nướ c cất, lau khô và nhúng điện cực vào dung dịch đệm pH cần chỉnh. Bật nút chức n ăng về v ị  trí pH , ch ờ   cho giá tr  ị ổn định. Đo nhiệt độ  dung d ịch đệm, dùng nút 0C để ch ỉnh nhiệt độ v ề nhi ệt độ đo. Chỉnh nút calibration (hoặc buffer hoặc một tên nào khác tươ ng tự  tùy theo ch ức n ăng máy) để  giá tr  ị  pH trên máy v ề đúng giá tr ị của dung dịch đệm. Bật nút chức năng về v ị  trí zero, l ấy điện cực ra khỏi dung dịch đệm, r ửa b ằng nướ c cất và lau khô. Nhúng điện cực vào dung dịch khảo sát và tiến hành đo bằng cách bật nút chức năng về v ị trí pH. Các máy đo pH thông dụng hiện nay thườ ng có độ phân giải 0.01 đơ n vị pH, s ử d ụng hệ 2 ho ặc 3 đệm.

31

Chỉ nh hệ đệm: Vì máy tự động nhận biết dung dịch đệm nên ta có th ể đưa b ất k ỳ  dung d ịch nào vào tr ướ c c ũng đượ c, tuy nhiên tốt nhất luôn luôn đưa đệm 7.00 vào tr ướ c. R  ửa s ạch điện cực, lau khô và nhúng vào dung dịch đệm 7.00. Nhấn nút O để b ật máy, máy sẽ t ự động xuất hiện chức năng đo pH và hiện giá tr ị đo pH trên màn hình. Nhấn nút Cal, máy sẽ t ự động điều chỉnh. Sau khi việc chỉnh đệm hoàn thành sẽ hi ện số 7.00 trên màn hình. L ấy điện cực, r ửa sạch bằng nướ c cất, lau khô và nhúng vào dung dịch đệm chuẩn 2, nhấn nút Cal lần nữa cho đến khi giá tr ị đệm 2 xuất hiện trên màn hình. Sau khi ch ỉnh đệm hoàn thành, nhấn nút read để ti ến hành đo. Ta có th ể nh ấn nút mode để chuy ển qua đo 0C, mV  Bảo Trì Đi ện C ự c Điện c ực m ớ i s ử d ụng hoặc sau một thờ i gian không sử d ụng, cần ngâm đầu điện c ực trong dung dịch KCl 1M. Khi không sử d ụng cần giữ điện cực như sau: - Vớ i điện cực ghép : ngâm trong dung dịch KCl có nồng độ gi ống dung dịch KCl của điện cực so sánh (thườ ng là 0.1 hoặc 1M) - Vớ i hai điện c ực riêng r ẽ : Điện c ực so sánh đượ c ngâm trong dung dịch KCl có nồng độ t ươ ng ứng dung dịch bên trong điện cực. Điện cực thủy tinh đượ c ngâm trong dung dịch KCl 3M - Không ngâm điện cực quá lâu trong nướ c cất, đặc biệt vớ i những điện cực thủy tinh làm bằng vật liệu mớ i sau này. - Điện cực bị nhi ễm bẩn bở i dầu mỡ  nên làm s ạch vớ i petroleum ether. III.KIỂM ĐỊNH MÁY ĐO pH. III.1.Yêu Cầu K ỹ Thuật Điện cực của máy đo phải có hiệu suất điện cực lớ n hơ n 90%. Máy đo phải cho chỉ s ố ổn định: không đượ c phép trôi theo thờ i gian của thang đo pH, thang đo thế và đo nhiệt độ. Máy phải cho độ đúng thang đo pH, thang đo thế, thang đo nhiệt độ. Độ chính xác c ủa máy  phải không đượ c vượ t quá giớ i hạn cho phép của máy (±0,05). III.2.Phươ ng Pháp Thử   III.2.1.Dung d ịch đệm: Có 3 loại dung dịch chuẩn sau đây hay đượ c dùng trong thang máy đo pH. Trị số pH của dung dịch đệm theo nhiệt độ 0,05M Potassium 0,05M Equimolar 0.01M  Nhieät ñoä Biphthalat Phosphate Sodium Borate 15 4.00 6.90 9.28 20 4.00 6.88 9.23 25 4.01 6.86 9.18 30 4.01 6.85 9.14 Vớ i các dung dịch đệm phải luôn luôn đượ c kiểm tra trong quá trình sử d ụng, để đảm  bảo r ằng vẫn đạt giá tr ị nh ư qui định so vớ i dung dịch đệm chuẩn.  III.2.2.Kiể m tra đ iện cự c: Chọn kiểu đo E (mV). Nhấn phím Cal. Nhúng điện cực vào dung dịch đệm có pH 7 trên màn hình hiện lên số đo bằng mV. Nhấn phím Cal. Nhúng điện cực vào dung dịch đệm có pH 4 trên màn hình hiện lên số mV t ươ ng ứng. Nhấn Read. Yêu cầu : Các dung dịch đệm chuẩn phải đảm b ảo yêu cầu k ỹ thu ật v ề dung sai cho phép c ũng như b ản ghi số ch ỉ t ươ ng ứng vớ i nhiệt độ. Điện cực đã đượ c làm sạch hay họat hóa lại theo hướ ng dẫn đi kèm trong hộ p đựng.

32

Bảng tính Slope c ủa điện cự c pH E (mV) Keát quaû E7 E4 Slope = (E7 – E 4)/3 E7 – E 4

 pH 7 4 (7-4) = 3 Giá tr ị c ủa slope > -52 mV Hay thực hiện phép tính sau : ΔE/Δ pH > -52 mV ΔE = (mV) pH7 – (mV)  pH4 ; Δ pH = 7 – 4 = 3 Có thể tính hi ệu suất của điện cực H% = (Slope/59,2 mV)*100% Đánh giá H% > 100% Cần kiểm tra lại các dung dịch đệm Điện cực hoạt động tốt 90 – 100% 85 – 90% Cẩn phải r ửa lại điện cực Điện cực phải đượ c phục hồi lại hay thay thế điện cực < 85% mớ i  III.2.3.Máy đ o: a. Độ ổ n định: Bật máy, sau thờ i gian Warm up, nhúng điện cực vào trong một dung dịch đệm bất k ỳ, máy phải có chỉ s ố trên màn hình ổn định theo thờ i gian, hay là chỉ s ố trên màn hình không đượ c phép trôi (driff) theo th ờ i gian. b.Hiệu chuẩ n máy:  Nhúng điện cức vào dung dịch đệm có pH 7 trên màn hình hi ện lên số đo bằng mV.  Nhúng điện cực vào dung dịch đệm có pH 4 trên màn hình hi ện lên số mV t ươ ng ứng. Nhấn  phím Cal. c. Độ đ úng: - Thang đo pH và đo thế: Sử d ụng các dung dịch đệm qui định, máy phải có chỉ s ố đúng vớ i nhãn ghi của các dung dịch đệm chuẩn. Số đọc đượ c trên màn Dung dịch đệm Số chênh l ệch hình  pH4 4.00 ±0.05  pH7 7.00 ±0.05 - Thang đo nhiệt độ Sử d ụng một nhiệt k ế th ủy ngân chuẩn để ki ểm tra số đo nhiệt độ c ủa đầu dò nhiệt độ trong cặ p điện cực kép. d. Độ chính xác Tiến hành đo vớ i dung dịch đệm bất k ỳ. Sau 06 lần đo, tính SD và RSD, phải không đượ c vượ t quá giớ i hạn cho phép của máy (±0,05). IV.THỰ C HÀNH  IV.1. Hóa Chấ t - H2SO4 0.1N -  NaOH ~ 0.1N - Axit ocxalic 0.1N - Chỉ th ị phenolphthalein  IV.2. Dụng C ụ Máy pH : 1 máy Máy khuấy từ : 1 máy 33

Cá từ : 1 cái Becher 250mL : 1 cái Becher 100mL : 2 cái Buret 25mL : 1 cái Pipet baàu 10mL : 1 cái  IV.3. Ki ể m Đị nh Máy Đo pH CBHD thực hiện kiểm định thiết bị máy đo pH. Sinh viên quan sát thực nghiệm.  IV.4. Xác đị nh nồng độ H 2 SO4~ 0.1N bằng dung d  ị ch NaOH~ 0.1N (đã đượ c chuẩn độ l ại  bằng axít Oxalic 0.1000N) - Hút 10.00 mL dung dịch axit H2SO4 vào Becher - Thêm nướ c cất đến 50mL. Dùng máy khuấy từ khu ấy đều. Đo pH của dung dịch. Ghi nhận giá tr ị th ể tích NaOH và pH. - Dùng buret chứa NaOH 0.1N nhỏ t ừng 1 mL xuống và đọc giá tr ị pH - Chuẩn độ k  ết thúc khi Δ pH/ΔV NaOH l ớ n nhất. V NaOH tổng cộng là thể tích NaOH t ại điểm tươ ng đươ ng. - Thực hiện lại thí nghiệm. Khi thể tích V  NaOH g ần tại điểm tươ ng đươ ng thay đổi ± 2mL . Thay đổi lượ ng nhỏ 0.1 mL NaOH 0.1N. Ghi nh ận giá tr ị th ể tích NaOH và pH. - Vẽ đồ th ị Δ pH/ΔV NaOH theo V tb. - Giá tr ị c ực đại tươ ng ứng vớ i thể tích Vtb trên đồ th ị là giá tr  ị th ể tích c ần xác định.   g hàm l ượ ng axit trong mẫ u nướ c t ươ ng.  IV.5. Xác đị nh t ổn - Hút 10.00 mL mẫu nướ c tươ ng. - Thêm nướ c cất đến 50mL. Dùng máy khuấy từ khu ấy đều. Đo pH của dung dịch - Dùng buret chứa NaOH 0.1N nhỏ t ừng 1 mL xuống và đọc giá tr ị pH. Chu ẩn độ k  ết thúc khi pH vượ t qua giá tr ị pH=7 m ột đơ n vị pH. - Thực hiện tươ ng tự thí nghi ệm trên. Tr ướ c và sau giá tr ị th ể  tích t ại pH=7, thêm từng 0.1mL. - Vẽ gi ảng đồ đồ th ị c ủa pH và thể  tích NaOH tiêu t ốn. Sử d ụng chươ ng trình trình máy tính Excell thiết lậ p phươ ng trình đườ ng thẳng y = ax + b. Cho giá tr ị pH=7 t ươ ng ứng y = 7 vào phươ ng trình, suy ra đượ c giá tr ị th ể tích NaOH. V. CÔNG THỨ C TÍNH. Sinh viên lậ p công thức tính. Tính toán k ết quả. Báo cáo thí nghiệm. VI. CÂU HỎI Câu 1: Chuẩn độ pH nên s ử d ụng trong tr ườ ng hợ  p nào ? Câu 2: Ư u và nhượ c điểm của chuẩn độ pH là gì ? Câu 3:  Những nguyên nhân dẫn đến sai số trong phép chu ẩn độ pH ? Câu 4: Tại sao phải hiệu chỉnh máy đo pH? Câu 5: Trong phép chu ẩn độ n ướ c tươ ng, tại sao không vẽ gi ản đồ l ấy đỉnh cực đại? Cách làm theo bài thực tậ p có khác gì nếu sử d ụng chỉ th ị phenolphthalein?

34

 Baøi 12: PHÖÔNG PHAÙP ÑOÄ DAÃN CHUAÅN ÑOÄ HOÃN HÔÏP HCl VAØ CH3COOH I. NGUYEÂN TAÉC Ñoä daãn cuûa dung dòch vöøa tuøy thuoäc vaøo noàng ñoä vaø baûn chaát caùc ion trong dung dòch, ñaëc bieät caùc ion H + vaø OH- coù ñoä daãn ñieän cao hôn haún. Do ñoù khi trung hoøa moät axít maïnh baèng moät baz maïnh (NaOH) ta thay theá H + baèng Na+ ñoä daãn cuûa dung dòch seõ giaûm, sau khi trung hoøa heát axit, NaOH theâm vaøo seõ laøm cho ñoä daãn cuûa dung dòch taêng. Vôùi axít yeáu, keùm phaân ly khi phaûn öùng trung hoøa xaûy ra neáu muoái taïo thaønh coù ñoä daãn cao hôn baèng hoaëc thaáp hôn axít, ñöôøng bieåu dieãn seõ hôi ñi leân, naèm ngang hoaëc hôi ñi xuoáng töông öùng. Sau khi axit ñöôïc trung hoøa heát, löôïng NaOH dö theâm vaøo seõ laøm ñoä daãn dung dòch taêng maïnh. Döïa vaøo ñieåm gaáp khuùc ta coù theå xaùc ñònh ñöôïc theå tích dung dòch tieâu toán vaø suy ra noàng ñoä chaát caàn xaùc ñònh.

II. DUÏNG CUÏ & HOÙA CHAÁT  II.1. Duïng cuï -

Maùy ño ñoä daãn Maùy khuaáy töø & caù töø Becher 250mL, pipet caùc loaïi Buret 25mL Bình xòt nöôùc caát

-

Dung dòch NaOH ~ 0,1N Dung dòch H2C2O4 0,1000N Dung dòch HCl Dung dòch CH3COOH

 II.2. Hoùa chaát

III. THÖÏC HAØNH III.1. Xaùc ñònh noàng ñoä HCl baèng NaOH - Baät maùy ño ñoä daãn. Choïn giaù trò thang ño μS (hay mS) - Laáy 10,00mL dung dòch HCl vaøo moät becher 250mL. Theâm nöôùc caát ñeán 100mL. Khuaáy troän dung dòch baèng maùy khuaáy töø. - Naïp ñaày buret baèng dung dòch NaOH coù noàng ñoä khoaûng 0,1N ñaõ ñöôïc chuaån ñoä laïi baèng H2C2O4 0,1000N. - Taét maùy khuaáy. Ñôïi khoaûng 30-60 giaây. Ño ñoä daãn cuûa dung dòch. - Töø buret theâm 1mL dung dòch NaOH vaøo erlen. Khuaáy ñeàu dung dòch. - Ñeå yeân 30-60 giaây. Ño ñoä daãn dung dòch. - Tieáp tuïc thöïc hieän quaù trình treân cho ñeán khi ñoä daãn dung dòch baét ñaàu taêng. Chæ döøng vieäc chuaån ñoä sau khi theâm vaøo khoaûng 7-10mL dung dòch NaOH töø luùc ñoä daãn dung dòch baét ñaàu taêng nhanh. - Veõ ñöôøng bieåu dieãn ñoä daãn theo theå tích NaOH theâm vaøo ta seõ thu ñöôïc hai ñoaïn caét nhau taïi moät ñieåm, ñoù chính laø ñieåm töông ñöông. Töø V ta tính ñöôïc noàng ñoä HCl.

III.2. Chuaån ñoä hoãn hôïp HCl vaø CH 3COOH

35

- Laáy 5,00mL dung dòch HCl vaø 10,00mL dung dòch CH 3COOH vaøo cuøng moät becher 250mL. - Theâm nöôùc caát ñeán khoaûng 100mL, duøng maùy khuaáy töø troän ñeàu dung dòch. - Naïp ñaày buret baèng dung dòch NaOH coù noàng ñoä khoaûng 0,1N ñaõ ñöôïc chuaån ñoä laïi baèng H2C2O4 0,1000N. - Taét maùy khuaáy. Ñôi khoaûng 30-60giaây. Ño ñoä daãn cuûa dung dòch. - Tieán haønh chuaån ñoä gioáng nhö tröôøng hôïp chuaån ñoä HCl. Chæ döøng laïi sau khi theâm vaøo khoaûng 10mL töø luùc ñoä daãn dung dòch baét ñaàu taêng nhanh. - Veõ ñöôøng bieåu dieãn ñoä daãn theo theå tích NaOH theâm vaøo ta seõ thu ñöôïc hai ñieåm gaõy, ñieåm thöù nhaát öùng vôùi theå tích taïi ñieåm töông ñöông quaù trình chuaån ñoä HCl vaø ñieåm gaõy thöù hai töông öùng vôùi theå tích taïi ñieåm töông ñöông cuûa quaù trình chuaån ñoä heát hai axit. Töø V ta tính ñöôïc noàng ñoä HCl vaø CH 3COOH Dung dòch kieåm tra : Sinh vieân nhaän hoãn hôïp dung dòch HCl vaø CH 3COOH trong bình ñònh möùc 100mL. Ñònh möùc ñeán vaïch. Thöïc hieän thí nghieäm töông töï nhö treân.

IV. CAÂU HOÛI Caâu 1: Trình baøy nguyeân taéc ño ñoä daãn? Caâu 2 : Öu ñieåm cuûa phöông phaùp chuaån ñoä ñoä daãn? Caâu 3 : nhieät ñoä vaø toác ñoä khuaáy coù aûnh höôûng ñeán ñoä daãn cuûa dung dòch hay khoâng? Vì sao ?

Caâu 4 : Nöôùc caát tinh khieát coù ñoä daãn baèng bao nhieâu?

36

BAÛNG PHUÏ LUÏC MOÄT SOÁ CHÆ THÒ AXÍT – BAZÔ THOÂNG DUÏNG Chaát chæ thò Teân Axít piric (2,4,6 trinitro phenol) Thylmol xanh (thylmolsulfo phtalein) Alizarin vaøng R Methyl vaøng (butter yellow) Methyl da cam (Heliantine) Congo ñoû Alizarin ñoû S (Sodium alizarin sulfonat) Bromocresol luïc (xanh) Methyl ñoû

Noàng ñoä %

Dung moâi

pH chuyeån maøu

0,1

Nöôùc

0,1

EtOH 20%

Axít

bazô

0,0 – 1,3

Khoâng maøu

Vaøng

1,2 – 2,8

Ñoû

Vaøng

Nöôùc EtOH 90%

1,9 – 3,3

Ñoû

Vaøng

2,9 – 4,0

Ñoû

Vaøng

0,1

Nöôùc

3,1 – 4,4

Ñoû

0,1 – 1,0

Nöôùc

3,0 – 5,2

Tím

Cam vaøng Ñoû

0,1

Nöôùc

3,7 – 5,2

Vaøng

Tím

3,8 – 5,4

Vaøng

Xanh

4,2 – 6,2

Ñoû

Vaøng

5,2 – 6,8

Vaøng

Tím

6,0 – 7,6

Vaøng

Xanh

6,8 – 8,4

Ñoû

Vaøng naâu

8,2 – 10

Khoâng maøu

Ñoû tím

9,3 – 10,5

Khoâng maøu

Xanh

10,0 – 12,0

Tím

Vaøng taùi

12,2 – 14,0

Khoâng maøu

Cam

0,1 0,01 – 0,1

0,1 0,1 – 0,2

Bromocresol tím (dibromin-o-cresol sulfophtalein) Bromothylmol xanh Ñoû trung tính

0,1 0,05 – 0,1 0,1

Phenolphtalein

0,1 – 1,0

Thymol phtalein

0,04 – 0,1

Alizarin ñoû S 1,3,5 – trinitro benzen

Maøu daïng

0,1 0,1 – 0,5

EtOH 20% EtOH 60% EtOH 20% EtOH 20% EtOH 60% EtOH 60% EtOH 90% Nöôùc EtOH 90%

 MOÄT SOÁ CHAÁT CHÆ THÒ OXY HOÙA KHÖÛ THOÂNG DUÏNG

Chaát chæ thò

E0 (volt)

Maøu daïng Oxy Khöû hoùa

Noàng ñoä

Dung moâi

Diphenylamin

1%

H2SO4ññ

0,76

Tím

Diphenyl benzidine

1%

H2SO4ññ

0,76

Tím

0,05%

Nöôùc

0,84

Ñoû tím

0,025M

HCl loaõng

0,97

Xanh taùi

0,025M

Nöôùc

0,97

Vaøng luïc

Ñoû

0,025M

*

1,06

Xanh taùi

ñoû

Teân

Diphenylamin sulfonat (Na + hay Ba2+) 2,2 – dipiridyl (taïo phöùc vôùi Fe2+) 5,6– dimetyl–1,10–phenanthroline (taïo phöùc vôùi Fe2+) Ferroin (phöùc Fe2+ -1,10– phenanthroline)

Khoâng maøu Khoâng maøu Khoâng maøu Ñoû

37

 KHOÁI LÖÔÏNG RIEÂNG VAØ NOÀNG ÑOÄ MOÄT SOÁ DUNG DÒCH THÖÔNG MAÏI 

(g/mL) ôû 200C

Teân hoùa chaát CH3COOH TKPT NH4OH ññ HBr HCl HF TKPT HI HNO3 maïnh HNO3 yeáu HClO3 H3PO4 TKPT H3PO4 TK H2SO4 H2O2 ñaäm ñaëc H2O2 trung bình H2O2 loaõng (TK)

Noàng ñoä %(kl/kl)

C(mol/L)

≤ 1,0549

≥98

≥17,21

0,901 – 0,907 1,486 1,174 – 1,185 ≥1,128 1,50 – 1,55 1,372 – 1,405 1,337 – 1,367 1,206 – 1,220 ≥1,719 ≥1,713 1,83 – 1,835 1,447 1,197 1,112

25,0 – 27,0 46,85 35,0 – 38,0 ≥40 45,3 – 45,8 60,7 – 68,0 54,0 – 60,0 30,0 – 31,6 ≥88 ≥87,5 93,56 – 95,60 100 50 30

13,32 – 14,28 8,6 11,27 – 12,38 ≥22,55 5,31 – 5,55 13,28 – 15,16 11,41 – 13,02 3,60 – 3,84 ≥15,43 ≥15,29 17,46 – 17,88

CAÙC DUNG DÒCH ÑEÄM pH TIEÂU CHUAÅN

Soá tt

pH 250C

1

1,679

2 3 4

2,557 3,776 4,008

5

6,865

6

7,413

7

9,180

8 9

10,01 2 12,45 4

Chaát ñeå pha Kali tetraoxalat dihidrat KH3(C2O4).2H2O Kali hidrotactrat, KHC 4H4O6 Kali hidroxitrat KH 2C6H5O7 Kali hidrophthalat KHC 8H4O4 Kali hidrophotphat KH 2PO4 Dinatri hirdrophotphat Na 2HPO4 Kali dihidrophotphat KH 2PO4 Dinatri hidrophotphat Na 2HPO4 Dinatri tetraborat deca hidrat Na2B4O7.10H2O Natri cacbonat Na2CO3 Natri hidrocacbonat NaHCO 3 Canxi hidroxit Ca(OH)2

Löôïng caân g/L Mol/L 12,61

0,050

30,00 11,41 10,21 3,38 3,53 1,180 4,30

0,160 0,050 0,050 0,025 0,025 0,0087 0,030

3,814

0,010

2,640 2,092 5,00

0,025 0,025 0,0675

38

PHÖÔNG PHAÙP XÖÛ LYÙ THOÁNG KEÂ 1. Sai soá heä thoáng: SSHT bieåu thò ñoä ñuùng cuûa keát quûa ño, coù daáu xaùc ñònh. Muoán ñaùnh giaù SSHT phaûi bieát giaù trò ñuùng cuûa keát qu ả ño aáy, caên cöù vaøo giaù trò chuaån caáp quoác teá, caáp quoác gia…hoaëc caáp phoøng thí nghieäm. SSHT tuyeät ñoái : coù thöù nguyeân cuûa ñaïi löôïng ño: Δ =  X  −  X d  X laø giaù trò ño ñöôïc trong thöïc nghieäm (rieâng leû hoaëc trung bình) Xñ laø giaù trò ñuùng SSHT töông ñoái : khoâng coù thöù nguyeân, laø ñaïi löôïng ñaùnh giaù ñoä ñuùng cuûa moät soá ño hay moät phöông phaùp ño baát kyø ( X  − X d  ) Δ x,r  =  X d 

2. Sai soá ngaãu nhieân: SSNN bieåu thò ñoä chính xaùc cuûa keát qu ả, khoâng coù daáu xaùc ñònh, quy öôùc bieåu thò baèng ± ε  P , X   vôùi P≥0,95. Muoán ñaùnh giaù SSNN cuûa keát quûa ño, phaûi bieát ñoä leäch chuaån maãu S x hoaëc ñoä leäch chuaån toång quaùt δX cuûa pheùp ño aáy n

2 ( )  X   X  − ∑ i

S  X 

=

n

i =1

(n − 1)

Trong ñoù: n: laø soá laàn ño laëp laïi in heät nhau (n-1)=f : laø soá baäc töï do cuûa pheùp ño Xi : laø giaù trò rieâng leû vôùi i=1, 2, …,n n

∑ X 

i

 X n

=

i =1

n

Khi n  ∞  thì  X n → μ  X  (giaù trò kyø voïng) S  X  → δ  X  (ñoä leäch chuaån toång quaùt) Trong thöïc teá ño löôøng phoøng thí nghieäm hoùa hoïc, coù theå chaáp nhaän vôùi n ≥31 thì  X n

~ μ  X   vaø S  X  ~ δ  X 

3. SSNN tuyeät ñoái : coù thöù nguyeân cuûa ñaïi löôïng ño, quy öôùc bieåu dieãn döôùi daïng “khoaûng tin caäy xung quanh giaù trò trung bình öùng vôùi xaùc suaát P”, kyù hieäu ± ε  P , X  . Quy öôùc quoác teá hieän nay choïn P ≥0,95, neân ta vieát laïi ± ε 0.95, X  . Trong nhöõng tröôøng hôïp ñaëc bieät P≠ 0,95. Tính ε  P , X   döïa theo ñònh luaät phaân boá Student: ± ε  P , X  = ±

t  p , f  * S  X  n

Trong ñoù Sx tính theo coâng thöùc, coøn t p,f  laø “heä soá Student” tuøy thuoäc soá baäc töï do f (ôû ñaây f = n - 1) vaø xaùc suaát P.

 Baûng heä soá Student t p,f 39

f 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

P = 0,90

P = 0,95

P = 0,99

P = 0,997

6,31 2,92 2,35 2,13 2,02 1,94 1,90 1,86 1,83 1,81 1,65

12,7 4,3 3,18 2,78 2,57 2,48 2,37 2,31 2,26 2,23 1,96

63,7 9,92 5,84 4,60 4,03 3,71 3,50 3,36 3,25 3,17 2,58

212 18,2 8,89 6,44 5,38 4,80 4,44 4,20 4,02 3,89 3,60

PHÖÔNG PHAÙP BÌNH PHÖÔNG CÖÏC TIEÅU. Tính keát quaû theo phöông phaùp bình phöông toái thieåu töø phöông trình tuyeán tính baäc nhaát. Phöông trình noàng ñoä chaát xaùc ñònh coù daïng: A i = a + bCi Vôùi a, b laø caùc heä soá ñöôïc xaùc ñònh nhö sau: m∑ ci A i − ∑ ci ∑ Ai b= 2 m∑ ci2 − ( ∑ ci )

∑c ∑ A − ∑c ∑c A a= m∑ c − ( ∑ c ) Trong ñoù: ∑ ñöôïc bieåu dieãn laø ∑ 2

i

i

i

i

i

2

2

i

i

m

i =1

m laø soá ñieåm treân ñöôøng chuaån Tính phöông sai S o2 theo coâng thöùc:  A − A0 ) ( ∑ 2 S  = i

0

2

i

m−2

 Ai0

: giaù trò haáp thu tính ñöôïc S i2 : bình phöông ñoä leäch giöõa giaù trò ño vaø giaù trò tính f : soá baäc töï do: f=m–2  Ai2 − a ∑ Ai − b ∑ AiC i ∑ 2 S 0 = m−2 Tính Sa vaø Sb : Sb2

= S 02

m m

∑

Ci2 − (

∑

C i )

∑ C  = S  m∑ C − ( ∑ C  )

2

2

2

Sa

2

b

i

2

i

2

i

Bieän luaän veà heä soá a: khoaûng tin caäy Δa, tính theo coâng thöùc :

40